專利名稱：離子注入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體制造方法，特別是涉及一種離子注入方法。
背景技術(shù)：
離子注入是一種在半導體襯底中摻入雜質(zhì)，以改變襯底的電性和材料屬性的工 藝。在當今的半導體工業(yè)中，對于晶圓摻雜來說，離子注入是一項必不可少的工藝。由于半導體產(chǎn)品的生產(chǎn)逐漸趨向32nm甚至22nm技術(shù)，因此對于離子注入裝置也 提出了新的要求，不但需要注入的離子束能量越來越低，而且對離子束的劑量和角度控制 的要求也越來越高。在離子注入系統(tǒng)中，有多種控制離子束注入能量的方法。圖1所示即為一種典型 的控制離子束注入能量的方法的示意圖，從離子源出射的離子束沿一直線路徑自由漂移， 或是沿該直線路徑被加速或減速(離子束進行加速或減速的該區(qū)域稱為變速區(qū)域)后，以 預設(shè)的入射角度注入一工件(晶圓)的適當位置。該離子注入方法結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，比較適用于傳輸能量較高的離子束。但是，該離子注入方法仍然存在以下缺點(1)由于束流的直線傳輸路徑較長，導致在此傳輸過程中會產(chǎn)生大量的中性粒子， 如果不將該中性粒子過濾掉，其直接注入到工件上便會致使工件良品率降低。(2)由于沿直線路徑加速或減速離子束，導致離子束的能量單色性不好，各種不同 能量的離子束都會注入到工件中去，從而導致工件的良品率較低。(3)由于空間電荷效應的存在，離子束沿直線路徑進行變速時的減速比不能太大， 否則會因為該效應對能量較低的離子束傳輸效率的嚴重影響而導致在工件處只能得到較 小流強的離子束。所以該離子注入方法并不適用于注入能量較低的離子束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的離子注入方法無法過濾中性 粒子、離子束能量單色性不好且不適用于低能離子束的缺陷，提供一種能夠大量過濾掉中 性粒子且能夠保證注入工件的離子束的劑量和單色性的離子注入方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種離子注入方法，其特點 在于，在該方法中，通過電效應或磁效應，使沿一直線路徑出射的離子束進行一次偏轉(zhuǎn)后注 入一工件。較佳地，在使該離子束偏轉(zhuǎn)的同時對其進行加速或減速。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明使離子束在注入工件之前進行一次偏轉(zhuǎn)，而 由于中性粒子的運動路徑并不會在電磁作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此便能夠分離離子束與中性粒 子，實現(xiàn)把離子束在轉(zhuǎn)彎之前產(chǎn)生的大量中性粒子過濾掉的目的；另外，通過對離子束的偏 轉(zhuǎn)，能夠獲得能量單色性較好的離子束；另外，由于電場或磁場的聚焦效應，能夠抵消部分 的空間電荷效應，能夠保證在減速比較大的情況下，獲得較大流強的較低能量離子束，從而便能夠從整體上提高工件的良品率和離子注入機的生產(chǎn)效率。


圖1為現(xiàn)有的離子注入方法的示意圖。圖2為本發(fā)明的離子注入方法的原理示意圖。圖3為本發(fā)明的離子注入方法的實施例的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的離子注入方法如圖2所示，在該方法中，離子束在到達工件之前有一較 長的直線路徑，在該離子束的傳輸過程中，通過對其施加電場或磁場作用，使該離子束的路 徑發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，而后使其以預設(shè)的入射角度注入工件的適當位置。較優(yōu)地，也可以選擇在 使該離子束偏轉(zhuǎn)的同時對其進行加速或減速控制，而該離子束在偏轉(zhuǎn)的同時執(zhí)行加速或減 速的區(qū)域便被稱為變速轉(zhuǎn)彎區(qū)域。圖3所示便為通過設(shè)置多個電極1施加電場，以此實現(xiàn) 離子束的一次偏轉(zhuǎn)的情況。在本發(fā)明中，用于執(zhí)行離子束偏轉(zhuǎn)的電場或磁場束流元件均可 以利用公知的電效應或磁效應原理設(shè)計實現(xiàn)，故在此均不做贅述。本發(fā)明的該離子注入方法具有以下優(yōu)點(1)使離子束在注入工件之前進行一次偏轉(zhuǎn)，而由于中性粒子的運動路徑并不會 在電磁作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此便能夠分離離子束與中性粒子，把離子束在轉(zhuǎn)彎之前產(chǎn)生的 大量中性粒子過濾掉，以免其被注入工件導致工件良品率下降。(2)通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)電場的電勢或磁鐵的電流，利用電場或磁場的聚焦效應，可 以抵消部分的空間電荷效應，由此把損失的離子束流減到最小，從而保證在減速比較大的 情況下，獲得較大流強的較低能量離子束。而正因為對較低能量離子束影響較大的空間電 荷效應被削弱，也使得本發(fā)明的該離子注入方法能夠適用于較大能量范圍(lOOeV-lOOkeV) 內(nèi)的離子束的注入。(3)通過對離子束的偏轉(zhuǎn)，能夠獲得能量單色性較好的離子束，特別是最終能量在 IkeV以上的離子束。(4)如圖3所示，當采用電極使離子束偏轉(zhuǎn)時，由于離子束在電場中的運動路徑非 常短，可以避免束流的橫向膨脹過大。(5)利用電場和磁場的轉(zhuǎn)彎效應，能夠方便地調(diào)節(jié)最終注入到工件的離子束的角 度，由此在離子束在注入工件時便更容易滿足預設(shè)的入射角度和入射位置的要求。(6)該離子注入方法中離子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的位置可以根據(jù)生產(chǎn)需要靈活設(shè)置， 例如，將其設(shè)置在用于獲得束流最終能量的后加速或減速單元中，由于后加速或減速單元 已經(jīng)處于非常靠近工件的位置上，便可以更加理想地使到達工件處的束流流強最大化。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，這些 僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背 離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更 和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種離子注入方法，其特征在于，在該方法中，通過電效應或磁效應，使沿一直線路 徑出射的離子束進行一次偏轉(zhuǎn)后注入一工件。
2.如權(quán)利要求1所述的離子注入方法，其特征在于，在使該離子束偏轉(zhuǎn)的同時對其進 行加速或減速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子注入方法，在該方法中，通過電效應或磁效應，使沿一直線路徑出射的離子束進行一次偏轉(zhuǎn)后注入一工件。該方法能夠過濾掉大量的中性粒子，且能夠保證注入工件的離子束的較大劑量和較好的能量單色性。
文檔編號C23C14/48GK102102190SQ200910201398
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者錢鋒, 陳炯 申請人:上海凱世通半導體有限公司