离子注入方法及离子注入装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够实现所期望的注入分布的离子注入技术。离子注入装置(100)具备：射束线装置，输送离子束(B)；晶片保持装置，保持离子束(B)所照射的晶片(W)；及温度调整装置(50)，用于对晶片(W)进行加热或冷却。离子注入装置(100)使用温度调整装置(50)将晶片(W)加热或冷却至规定的温度，以满足规定的通道效应条件的方式将晶片(W)保持于晶片保持装置，对晶片保持装置所保持的规定的温度的晶片(W)照射离子束(B)。

Ion implantation method and device

【技术实现步骤摘要】
离子注入方法及离子注入装置
本申请主张基于2018年7月18日申请的日本专利申请第2018-135346号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种离子注入方法及离子注入装置。
技术介绍
在半导体制造工序中，为了改变半导体的导电性的目的、改变半导体的晶体结构的目的等，作为标准实施对半导体晶片注入离子的工序(也称为离子注入工序)。离子注入工序有时经由形成于晶片表面的掩模执行，此时，离子选择性地注入于与掩模的开口区域对应的部位。除此之外，有时还利用形成于晶片表面的栅电极等元件结构而选择性地进行离子注入，此时，离子注入于与栅电极相邻的源极/漏极区域等。并且，已知根据照射于晶片的离子束的角度离子束与晶片之间的相互作用的状态发生变化，会对离子注入的处理结果带来影响，要求精密地控制离子束的注入角度以获得所期望的注入分布。例如，通过以满足规定的通道效应条件的方式控制离子束的注入角度，能够使射束到达更深的位置，能够实现更深的注入分布。另一方面，通过以不满足通道效应条件的方式控制离子束的注入角度，能够实现在更浅的位置沿横向扩散的分布的注入分布(例如，参考专利文献1)。专利文献1：日本特开2017-107751号公报当欲利用掩模等将离子注入于晶片表面的特定部位时，与通道效应的有无无关地，能够根据离子束相对于晶片表面的入射角度改变注入分布。例如，若相对于晶片表面垂直地射入射束，则离子会以掩模的开口区域的正下方为中心注入，但若相对于晶片表面倾斜地射入射束，则离子可能会以从掩模的开口区域斜向偏离的位置为中心注入。因此，即使严格地控制离子束的注入角度，也不一定能够将所期望的注入分布形成于所期望的位置。
技术实现思路
本专利技术的一种实施方式的例示性目的之一为，提供一种能够实现所期望的注入分布的离子注入技术。本专利技术的一种实施方式的离子注入方法包括：以满足规定的通道效应条件的方式对第1温度的晶片照射第1离子束的工序；及在照射第1离子束之后，以满足规定的通道效应条件的方式对不同于第1温度的第2温度的晶片照射第2离子束的工序。本专利技术的另一种实施方式的离子注入方法中，使用温度调整装置将晶片加热或冷却至规定的温度，以满足规定的通道效应条件的方式对规定的温度的晶片照射离子束，在晶片内形成与在不同于规定的温度的温度下以满足规定的通道效应条件的方式照射离子束时形成于晶片内的注入分布相比在深度方向及与深度方向正交的面内方向中的至少一个方向上不同的注入分布。本专利技术的又一种实施方式是离子注入装置。该装置具备：射束线装置，输送离子束；晶片保持装置，保持离子束所照射的晶片；及温度调整装置，用于加热或冷却晶片。该离子注入装置使用温度调整装置将晶片加热或冷却至规定的温度，以满足规定的通道效应条件的方式将晶片保持于晶片保持装置，对晶片保持装置所保持的规定的温度的晶片照射离子束。另外，在方法、装置、系统等之间相互替换以上构成要件的任意组合或本专利技术的构成要件和表述的方式，作为本专利技术的方式也是有效的。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够实现所期望的注入分布的离子注入技术。附图说明图1(a)、(b)是示意地表示注入离子的通道效应现象的有无的图。图2(a)～(d)是示意地表示入射于晶片的离子束的角度特性的图，图2(e)～(h)是示意地表示与图2(a)～(d)对应的离子束的角度成分的图表。图3是表示离子束的注入角度与形成于晶片内的深度方向的注入分布之间的关系的一例的图表。图4是表示离子束的注入角度与两个峰位置上的注入浓度之间的关系的一例的图表。图5是示意地表示晶片内的注入离子的分布的一例的图表。图6是示意地表示高能量注入的工序的一例的剖视图。图7是表示晶片温度与形成于晶片内的深度方向的注入分布之间的关系的一例的图表。图8是表示晶片温度与两个峰位置上的注入浓度之间的关系的一例的图表。图9是表示照射磷(P)离子时形成于晶片内的注入分布的一例的图表。图10是表示照射砷(As)离子时形成于晶片内的注入分布的一例的图表。图11(a)～(c)是示意地表示实施方式所涉及的多步注入的一例的剖视图。图12(a)～(c)是示意地表示实施方式所涉及的多步注入的另一例的剖视图。图13是表示实施方式所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。图14(a)、(b)是示意地表示射束整形器所含的透镜装置的结构的图。图15是示意地表示由透镜装置进行的离子束的收敛/发散的控制例的图表。图16是详细地表示基板传送处理单元的结构的侧视图。图17是示意地表示将晶片配置于晶片保持装置的工序的侧视图。图18(a)、(b)是示意地表示相对于离子束的入射方向的晶片的朝向的图。图19(a)、(b)是示意地表示作为离子注入处理的对象的晶片的图。图20(a)～(c)是示意地表示晶片的朝向与晶片的表面附近的原子排列之间的关系的图。图21是表示实施方式所涉及的离子注入方法的流程的流程图。图中：10-离子源，12-离子束生成单元，14-高能量多级线性加速单元，18-射束输送线单元，20-基板传送处理单元，40-压板驱动装置，42-晶片保持装置，44-往复移动机构，46-扭转角调整机构，48-倾角调整机构，50-温度调整装置，60-注入处理室，62-基板传送部，100-离子注入装置，W-晶片。具体实施方式以下，参考附图对用于实施本专利技术的方式进行详细说明。另外，在附图的说明中对相同要件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的结构为示例，并不对本专利技术的范围进行任何限定。在说明实施方式之前，对本专利技术的概要进行叙述。本实施方式所涉及的离子注入方法中，使用温度调整装置将晶片加热或冷却至规定的温度，以满足规定的通道效应条件的方式对规定的温度的晶片照射离子束。在此，“满足规定的通道效应条件”是指，通过沿晶片的晶轴或晶面射入离子束，以满足能够发生通道效应现象的角度条件的方式执行注入处理。根据本实施方式，通过适当地控制注入离子时的晶片的角度条件和温度条件这两个条件，能够将所期望的注入分布形成于晶片内。图1(a)、(b)是示意地表示注入离子92的通道效应现象的有无的图。图1(a)中示出注入离子92在晶格90的内部发生通道效应的状况。注入离子92相对于晶格90的晶轴C的入射角θ1相对小，沿晶轴C在晶格90的内部行进。因此，注入离子92受与构成晶格90的原子91之间的相互作用的影响小，能够直线到达晶格90的更深的位置。图1(b)中示出注入离子92在晶格90的内部未发生通道效应的状况。注入离子92相对于晶格90的晶轴C的入射角θ2相对大，以与晶轴C交叉的方式在晶格90的内部行进，与构成晶格90的原子91发生相互作用而一边分散一边行进。因此，注入离子92仅会到达晶格90的更浅的位置，并且，可能会到达沿与注入方向正交的方向(图1(b)的纸面的上下方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入方法，其特征在于，包括：/n以满足规定的通道效应条件的方式对第1温度的晶片照射第1离子束的工序；及/n在照射所述第1离子束之后，以满足所述规定的通道效应条件的方式对不同于所述第1温度的第2温度的所述晶片照射第2离子束的工序。/n

【技术特征摘要】
20180718 JP 2018-1353461.一种离子注入方法，其特征在于，包括：
以满足规定的通道效应条件的方式对第1温度的晶片照射第1离子束的工序；及
在照射所述第1离子束之后，以满足所述规定的通道效应条件的方式对不同于所述第1温度的第2温度的所述晶片照射第2离子束的工序。


2.根据权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第1离子束的离子种类与所述第2离子束的离子种类相同，
所述第1离子束的能量与所述第2离子束的能量不同。


3.根据权利要求1或2所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第2温度高于所述第1温度。


4.根据权利要求1或2所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第2温度低于所述第1温度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第2离子束的能量低于所述第1离子束的能量。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第1温度及所述第2温度为-200℃以上且500℃以下。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
所述第1温度及所述第2温度之差为50℃以上。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还包括：
在照射所述第1离子束及所述第2离子束中的至少一个之前，使用温度调整装置对所述晶片进行加热或冷却的工序。


9.根据权利要求8所述的离子注入方法，其特征在于，
所述温度调整装置设置于在照射所述第1离子束及所述第2离子束中的至少一个时保持所述晶片的晶片保持装置。


10.根据权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，还包括：
在照射所述第1离子束及所述第2离子束中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎洋司，佐佐木玄，
申请(专利权)人：住友重机械离子科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP