一种离子注入的方法及设备技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，具体公开了一种离子注入的方法及设备。上述方法可以包括：产生满足注入能量的粒子束，粒子束包含目标离子和杂质粒子；对粒子束施加第一偏转磁场，使粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使粒子束发生二次偏转，以使目标离子和杂质粒子分离；以及将分离出的目标离子注入至半导体晶圆。本发明专利技术的有益效果包括：能够进一步提高注入半导体器件的离子的纯度，以避免能量污染，从而提高半导体器件的产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种离子注入的方法及设备
本专利技术属于半导体器件
，具体公开了一种离子注入的方法，以及一种离子注入的设备。
技术介绍
随着超大规模集成电路技术的迅速发展，半导体器件的尺寸在不断缩小。在这种小型化半导体器件的制造工艺中，需要进行多道次离子注入制程，具体包括超浅结注入、口袋结构(pocketstructure)注入、Halo结构注入、沟道注入、高精度的侧壁注入和像素区域(pixelregion)等对离子注入，以作为改变晶圆(wafer)电性的关键步骤。为了进一步保证半导体器件(semiconductordevice)的可靠性，向器件中注入离子的化学纯度要求越来越高。如图1所示，在现有的离子注入机台注入离子的过程中，通过使粒子束(Ionbeam)通过能量筛选装置(AngularEnergyFilter，AEF)时发生一定角度的偏转，能够在一定程度上过滤掉线束(beamline)中的部分杂质粒子。例如，在现有的SEN注入机台中，可以在SHX-Ⅲ/S高电流离子注入机(简称为HCS)进行离子注入前，增加一次AEF，使beamline在AEF作用下偏转20°；在MC3-Ⅱ/GP中电流离子注入机(简称为MCS)进行离子注入前，增加一次AEF，使beamline在AEF作用下偏转15°。如图1所示，虽然此种方法能够过滤掉部分杂质离子，但仍然有部分杂质离子无法被过滤出来，与目标离子一起注入到晶圆中。因此，这种现有的离子注入方法仍然会造成一定的能量污染，无法满足注入离子纯度越来越高的要求，从而影响半导体器件的产品质量。综上所述，本领域亟需一种能够进一步提高注入半导体器件的离子纯度的技术，从而提高半导体器件的产品质量。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。为了进一步提高注入半导体器件的离子的纯度，以避免能量污染，从而提高半导体器件的产品质量，本专利技术提供了一种离子注入的方法，以及一种离子注入的设备。本专利技术提供的上述离子注入的方法可以包括步骤：产生满足注入能量的粒子束，上述粒子束包含目标离子和杂质粒子；对上述粒子束施加第一偏转磁场，使上述粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使上述粒子束发生二次偏转，以使上述目标离子和上述杂质粒子分离；以及将分离出的上述目标离子注入至半导体晶圆。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子偏转第一角度，上述第二偏转磁场可以使上述目标离子偏转第二角度，上述第一角度可以不同于上述第二角度。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第二角度还可以大于上述第一角度，以在二次偏转中强化上述目标离子和上述杂质粒子的分离。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子向第一方向偏转上述第一角度，上述第二偏转磁场还可以使上述目标离子向不同于上述第一方向的第二方向偏转上述第二角度。可选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第一偏转磁场也可以使上述目标离子向预定方向偏转上述第一角度，上述第二偏转磁场还可以使上述目标离子向上述预定方向偏转上述第二角度。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第一角度与上述第二角度之和可以与上述注入能量成正比。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的方法中，上述第一角度与上述第二角度之和可以在15°-20°范围内；和/或上述第二角度可以为上述第一角度的1.5-2倍。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供的上述离子注入的设备可以包括：粒子发生模块、第一AEF筛选模块、第二AEF筛选模块和离子注入模块；其中，上述粒子发生模块可以产生满足注入能量的粒子束，上述粒子束可以包含目标离子和杂质粒子；上述第一AEF筛选模块可以对上述粒子束施加第一偏转磁场，使上述粒子束发生偏转，上述第二AEF筛选模块可以对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使上述粒子束发生二次偏转，以使上述目标离子和上述杂质粒子分离；以及上述离子注入模块可以将分离出的上述目标离子注入至半导体晶圆。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子偏转第一角度，上述第二偏转磁场可以使上述目标离子偏转第二角度，上述第一角度可以不同于上述第二角度。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第二角度还可以大于上述第一角度，以在二次偏转中强化上述目标离子和上述杂质粒子的分离。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一偏转磁场可以使上述目标离子向第一方向偏转上述第一角度，上述第二偏转磁场还可以使上述目标离子向不同于上述第一方向的第二方向偏转上述第二角度。可选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一偏转磁场也可以使上述目标离子向预定方向偏转上述第一角度，上述第二偏转磁场还可以使上述目标离子向上述预定方向偏转上述第二角度。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一角度与上述第二角度之和还可以与上述注入能量成正比。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一角度与上述第二角度之和可以在15°-20°范围内；和/或上述第二角度可以为上述第一角度的1.5-2倍。优选地，在本专利技术提供的上述离子注入的设备中，上述第一AEF筛选模块的入口可以大于上述第一AEF筛选模块的出口以去除部分上述杂质粒子；上述第二AEF筛选模块的入口也可以大于上述第二AEF筛选模块的出口以去除部分上述杂质粒子；以及上述第二AEF筛选模块的入口还可以小于上述第一AEF筛选模块的出口。基于以上描述，本专利技术的有益效果包括：能够进一步提高注入半导体器件的离子的纯度，以避免能量污染，从而提高半导体器件的产品质量。附图说明在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1示出了现有的离子注入机台注入离子的原理的示意图。图2示出了本专利技术的一实施例提供的离子注入的原理的示意图。图3A示出了本专利技术的一实施例提供的离子注入的原理的示意图。图3B示出了本专利技术的一实施例提供的离子注入的原理的示意图。图4示出了本专利技术的一实施例提供的偏转半径R的示意图。图5示出了本专利技术的一实施例提供的离子注入的方法的流程示意图。附图标记：1粒子发生模块；20AEF筛选模块；21第一AEF筛选模块；22第二AEF筛选模块；3离子注入模块；4粒子束；5目标离子；6杂质粒子；X1粒子束偏转前和偏转后的水平距离；R1偏转半径；501-503离子注入的方法的步骤。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。虽然本专利技术的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此专利技术的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作专利技术介绍的目的是为了覆盖基于本专利技术的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本专利技术的深度了解，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入的方法，包括：产生满足注入能量的粒子束，所述粒子束包含目标离子和杂质粒子；对所述粒子束施加第一偏转磁场，使所述粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使所述粒子束发生二次偏转，以使所述目标离子和所述杂质粒子分离；以及将分离出的所述目标离子注入至半导体晶圆。

【技术特征摘要】
1.一种离子注入的方法，包括：产生满足注入能量的粒子束，所述粒子束包含目标离子和杂质粒子；对所述粒子束施加第一偏转磁场，使所述粒子束发生偏转，对偏转后的粒子束施加第二偏转磁场，使所述粒子束发生二次偏转，以使所述目标离子和所述杂质粒子分离；以及将分离出的所述目标离子注入至半导体晶圆。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一偏转磁场使所述目标离子偏转第一角度，所述第二偏转磁场使所述目标离子偏转第二角度，所述第一角度不同于所述第二角度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二角度大于所述第一角度，以在二次偏转中强化所述目标离子和所述杂质粒子的分离。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一偏转磁场使所述目标离子向第一方向偏转所述第一角度，所述第二偏转磁场使所述目标离子向不同于所述第一方向的第二方向偏转所述第二角度。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一偏转磁场使所述目标离子向预定方向偏转所述第一角度，所述第二偏转磁场使所述目标离子向所述预定方向偏转所述第二角度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度之和与所述注入能量成正比。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度之和在15°-20°范围内；和/或所述第二角度为所述第一角度的1.5-2倍。8.一种离子注入的设备，包括：粒子发生模块、第一AEF筛选模块、第二AEF筛选模块和离子注入模块；其中所述粒子发生模块产生满足注入能量的粒子束，所述粒子束包含目标离子和杂质粒子；所述第一AEF筛选模块对所述粒子束施加第一偏转磁场...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐怡，董卫一鸣，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31