一种改善离子注入机碳离子束的方法技术

本发明专利技术提供一种改善离子注入机碳离子束的方法，其包括以下步骤：步骤S1，改善的时间节点选择；步骤S2，改善离子注入的碳离子束；步骤S3，机台闲置状态时，用氩气保持离子源处在高温状态，而不是关闭束流让离子源冷却下来。本发明专利技术用低成本易操作的改善离子注入机碳离子束的方法有效解决了碳离子注入中沉积物造成的束流不稳定、打火等现象的发生，增加了离子注入生产的稳定性，提高了离子源在进行碳离子束注入时的使用寿命。本发明专利技术采用三氟化硼(BF3)气体进行调节或改善操作，有效地解决了离子源中沉积物的问题。离子源中沉积物的问题。离子源中沉积物的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改善离子注入机碳离子束的方法


[0001]本专利技术属于半导体设备
，具体涉及一种改善离子注入机碳离子束的方法。

技术介绍

[0002]在当前的高端芯片制造工艺中，碳离子注入是其中重要的步骤，碳注入的主要目的是将晶圆中的单晶结构非晶化，限制其他离子在退火过程中产生的扩散与应力。但是在碳离子注入的过程中，碳离子容易在离子源中产生沉积物，造成束流不稳定、打火等不良现象，影响离子注入的进行，并减少了离子源寿命。例如如图1所示，在离子源中温度较高的阴极附近生成碳化钨，在温度较低的反阴极处生成氧化钨。这些沉积物会降低离子源性能，并导致束流不稳定。
[0003]人们试图寻找方法来解决碳离子注入带来的沉积问题。在碳离子注入机构硬件更新换代难度较大的情况下，人们想到了在碳离子注入后使用其他气体进行状况改善(condition)的方法来减少沉积物的生成速度。磷化氢(PH3)是一种常用来进行碳离子注入后进行改善的气体，其被用来带走碳离子注入后留在离子源中的碳离子与一氧化碳(CO)气体，并解决离子源中沉积物的产生。
[0004]但现有改善方法对解决离子源中碳沉积物产生的效果有限，同时磷化氢(PH3)中产生的磷离子也会在离子注入机吸取电极处产生沉积，导致碳离子注入时产生的束流不稳定、打火等现象无法得到根本性的改善。
[0005]因此，找到一种能有效解决离子源中碳沉积物的产生，并且不会带来其他不利影响的改善方法，对于延长离子源使用寿命，增加离子注入机产能有着重大意义。

技术实现思路

[0006]基于现有技术存在的问题，本专利技术提供一种改善离子注入机碳离子束的方法，其为一种低成本易操作的方法，用来解决碳离子注入时容易产生沉积物的问题。
[0007]依据本专利技术的技术方案，本专利技术提供了一种改善离子注入机碳离子束的方法，其包括以下步骤：
[0008]步骤S1，改善的时间节点选择；
[0009]步骤S2，改善离子注入的碳离子束；
[0010]步骤S3，机台闲置状态时，用氩气保持离子源处在高温状态，而不是关闭束流让离子源冷却下来。
[0011]其中，步骤S1的改善的时间节点选择中，在碳离子束运行设定时间段阈值后进行改善操作。进一步地，设定时间段阈值为1.5小时
‑
4小时。
[0012]优选地，设定时间段阈值为2小时。
[0013]进一步地，步骤S2改善离子注入的碳离子束包括以下步骤：
[0014]步骤S21，打开氩气调节气流量至氩气的设定流量值；
[0015]步骤S22，关闭作为离子注入的辅助气的磷化氢的气流量至0sccm，关闭一氧化碳的气流量至0sccm；
[0016]步骤S23，打开三氟化硼气体阀门，并调节气流量至2.5sccm；
[0017]步骤S24，关闭氩气的气流量至0sccm；
[0018]步骤S25，调节好三氟化硼束流，并且保持三氟化硼的束流持续指定时间；
[0019]步骤S26，打开氩气调节气流量至设定流量。
[0020]优选地，氩气的设定流量值以实验验证值为依据。更优选地，依据前三个月离子注入过程中在离子源中温度较高的阴极附近生成碳化钨量，或者以前三个月离子注入过程中在温度较低的反阴极处生成氧化钨量，来确定氩气的设定流量值。
[0021]更优选地，氩气的设定流量值与后续指定流量的三氟化硼气体改善的时间段呈反比关系.
[0022]进一步地，步骤S21中的氩气的设定流量值为1sccm。步骤S25中所述指定时间的三氟化硼的束流与步骤S21中打开氩气调节气流量至氩气的设定流量值相关联。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的改善离子注入机碳离子束的方法的有益技术效果如下：
[0024]1、用低成本易操作的改善离子注入机碳离子束的方法有效解决了碳离子注入中沉积物造成的束流不稳定、打火等现象的发生，增加了离子注入生产的稳定性，提高了离子源在进行碳离子束注入时的使用寿命。
[0025]2、本专利技术采用三氟化硼(BF3)气体进行调节或改善操作，有效地解决了离子源中沉积物的问题。
附图说明
[0026]图1是现有碳离子束进行离子注入后离子源中沉积物情况的示意图。
[0027]图2是本专利技术改善离子注入机碳离子束的方法的逻辑流程示意图。
[0028]图3是依据本专利技术方法的改善之前的碳束流的示意图。
[0029]图4是依据本专利技术方法的实施第一次改善的碳束流的示意图。
[0030]图5是依据本专利技术方法的实施第二次改善的碳束流的示意图。
[0031]图6是依据本专利技术方法的实施多次改善的四天后碳束流的示意图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]需要注意，本专利技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
[0035]需要注意，本专利技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域
技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
[0036]本专利技术提供一种改善离子注入机碳离子束的方法，本专利技术利用三氟化硼(BF3)气体产生的离子与碳化钨等沉积物发生反应，生成非沉积物减少碳离子注入时产生的沉积物，同时保证离子源内保持高温条件，减少沉积物的生成。本专利技术解决了碳离子注入时容易产生沉积物的问题，并通过对改善时间的控制，减少BF3气体对离子源腔体的腐蚀，达到保护离子源，延长离子源寿命的目的。
[0037]本专利技术的一种改善离子注入机碳离子束的方法，其包括以下步骤：
[0038]步骤S1，改善的时间节点选择。在碳离子束运行设定时间段阈值后进行改善操作，设定时间段阈值优选为1.5小时
‑
4小时，优选为2小时；如果超过设定时间段阈值后，以更长时间的运行和更大的碳离子束流将会增加打火频率，并增加调节时间。
[0039]步骤S2，改善离子注入的碳离子束的详细步骤：
[0040]步骤S21，打开氩气(Argon)气体调节气流量至氩气(Argon)气体的设定流量值，氩气(Argon)气体的设定流量值以实验验证值为依据；优选以前三个月离子注入过程中在离子源中温度较高的阴极附近生成碳化钨量，或者以前三个月离子注入过程中在温度较低的反阴极处生成氧化钨量来确定氩气(Argon)气体的设定流量值；更进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善离子注入机碳离子束的方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤S1，改善的时间节点选择；步骤S2，改善离子注入的碳离子束；步骤S3，机台闲置状态时，用氩气保持离子源处在高温状态，而不是关闭束流让离子源冷却下来。2.如权利要求1所述的改善离子注入机碳离子束的方法，其特征在于，步骤S1的改善的时间节点选择中，在碳离子束运行设定时间段阈值后进行改善操作。3.如权利要求2所述的改善离子注入机碳离子束的方法，其特征在于，设定时间段阈值为1.5小时
‑
4小时。4.如权利要求3所述的改善离子注入机碳离子束的方法，其特征在于，设定时间段阈值为2小时。5.如权利要求1
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4中任意一项所述的改善离子注入机碳离子束的方法，其特征在于，步骤S2改善离子注入的碳离子束包括以下步骤：步骤S21，打开氩气调节气流量至氩气的设定流量值；步骤S22，关闭作为离子注入的辅助气的磷化氢的气流量至0sccm，关闭一氧化碳的气流量至0sccm；步骤S23，打开三氟化硼气体阀门，并调...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪聪，黄才钧，夏世伟，关天祺，李广鹏，
申请(专利权)人：上海临港凯世通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：