一种离子注入机的离子注入方法技术

本发明专利技术公开了一种离子注入机的离子注入方法，包括步骤：1)在离子注入前，采用初始扫描电场控制束流在水平和垂直两个方向上进行扫描，并检测两个方向上的束流数据；2)根据两个方向上的束流数据得到对应方向上束斑位置与扫描电场值之间的关系和束斑宽度，进而得到各方向上的扫描电场大小范围；3)采用步骤2)得到扫描电场控制束流在两个方向上进行扫描，并检测两个方向上的束流数据；4)根据步骤3)得到的束流数据判断扫描电场在各个方向上是否覆盖整个工件；如是则进行离子注入。本发明专利技术在离子注入前实现扫描电场大小的精准确认，同时实现扫描范围和均匀性的检测，保障后续离子注入的精准可靠性，并且自动化程度高。并且自动化程度高。并且自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种离子注入机的离子注入方法


[0001]本专利技术主要涉及半导体设备
，具体涉及一种离子注入机的离子注入方法。

技术介绍

[0002]离子注入机是半导体工艺中的关键设备之一。离子注入机束流与剂量测控的主要目的是精确采集、控制离子束流和剂量，并实时控制离子束扫描运动和靶台运动将离子按设定剂量均匀地、精确地注入到晶片表面，属于离子注入机的关键技术之一。全电扫离子注入机是离子注入机中的一种，由于扫描速度快，能满足一些对温度敏感的特殊材料的注入工艺要求，同时设备结构相对简单，生产成本相对较低，因此拥有一定的市场需求。
[0003]目前的离子注入机在离子注入时，需要先确定扫描电压大小，以提高设备性能。传统方法用离子注入机结构设计时计算的理论关系来推算束斑位置与扫描电场值之间的关系，进而确定扫描电压大小。但是上述理论计算与实际情况往往存在偏差，为了避免上述理论计算的偏差导致注入的扫描电压大小不准确，出现过扫不够等问题，需要借助示波器采集束流扫描信号波形，然后人工分析确认过扫情况以及是否需要调整扫描电压的范围。由于依赖人工确认，因此存在人工判断错误的隐患并限制了设备的自动化运行能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种离子注入精度高且自动化水平高的离子注入机的离子注入方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种离子注入机的离子注入方法，包括步骤：
[0007]1)在离子注入前，采用初始扫描电场控制束流在水平和垂直两个方向上进行扫描，并检测水平和垂直两个方向上的束流数据；
[0008]2)根据水平和垂直两个方向上的束流数据得到对应方向上束斑位置与扫描电场值之间的关系和束斑宽度，并根据束斑位置与扫描电场值之间的关系和束斑宽度，得到各方向上的扫描电场大小范围；
[0009]3)采用步骤2)得到扫描电场控制束流在水平和垂直两个方向上进行扫描，并检测水平和垂直两个方向上的束流数据；
[0010]4)根据步骤3)得到的束流数据判断扫描电场在各个方向上是否覆盖整个工件；如果扫描电场在各个方向上覆盖整个工件，则进行离子注入。
[0011]优选地，在步骤4)中，在离子注入之前，还包括对束流分布均匀性的检测，具体过程为：
[0012]输出水平和垂直两个方向上的扫描波形，其中一个方向高频扫描，另一个低频扫描；
[0013]获取工件四周的束流数据，将束流数据与预设标准束流数据进行比对，并根据比
对结果来判断束流分布是否均匀。
[0014]优选地，在判断束流分布不均匀时，则对水平和垂直两个方向上的扫描波形进行修正，具体为：根据不同位置束流之间的偏差对扫描波形的斜率进行修正。
[0015]优选地，步骤1)的具体过程为：
[0016]1.1)获取水平和垂直方向上的理论原始扫描波形，并输出水平方向的原始扫描波形，并形成高速扫描电场；在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成水平方向宽带束；
[0017]1.2)垂直方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据垂直方向扫描电场强度同步采集束流，获得垂直方向的束流数据；
[0018]1.3)输出垂直方向的原始扫描波形，并形成高速扫描电场；在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成垂直方向宽带束；
[0019]1.4)水平方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据水平方向扫描电场强度同步采集束流，获得水平方向的束流数据。
[0020]优选地，步骤2)的具体过程为：
[0021]2.1)根据各方向的束流数据，得到各方向上的束剖面图；
[0022]2.2)根据束剖面图得到对应方向上束斑位置与扫描电场值之间的关系、束斑宽度W
B
、束剖面峰峰值对应的扫描电压差V
D
和束剖面峰值中点电压V
Z
；
[0023]2.3)根据束斑位置与扫描电场值之间的关系、束斑宽度W
B
、束剖面峰峰值对应的扫描电压差V
D
和束剖面峰值中点电压V
Z
得到各方向上的扫描电场大小范围。
[0024]优选地，步骤2.3)中扫描电场大小范围为V
Z
‑
V
D
/L*(L/2+W
B
)至V
Z
+V
D
/L*(L/2+W
B
)。
[0025]优选地，步骤3)的具体过程为：
[0026]3.1)输出水平方向扫描波形，并形成高速扫描电场，在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成水平方向宽带束；
[0027]3.2)垂直方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据垂直方向扫描电场强度同步采集垂直方向上的束流数据；
[0028]3.3)输出垂直方向扫描波形，并形成高速扫描电场，在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成垂直方向宽带束；
[0029]3.4)水平方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据水平方向扫描电场强度同步采集水平方向上的束流数据。
[0030]优选地，步骤4)的具体过程为：
[0031]4.1)根据各方向上的束流数据得到对应方向上的束剖面图；其中束剖面图中的横坐标为扫描电压，纵坐标为采集的束流大小；
[0032]4.2)根据束剖面图来判断扫描范围是否覆盖整个工件。
[0033]优选地，在步骤4.2)中，如果束剖面图中的扫描起始点和终止点的束流接近为0，且两个束峰均在扫描范围以内，则表示扫描范围覆盖整个工件。
[0034]优选地，通过工件四周的多个法拉第杯来检测束流数据；其中多个法拉第杯呈矩形排列。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0036]本专利技术在离子注入之前，采用扫描电场控制束流在垂直、水平两个方向扫描，通过
工件四周的多个法拉第杯检测到的束流数据得到束斑位置与扫描电场值之间的关系、束斑宽度，然后根据束斑位置与扫描电场值之间的关系、束斑宽度确定该方向上的注入时所需要的扫描大小电场的数值范围，相对于理论计算的方式，其准确度更高，从而可以避免过扫不够的问题，同时相对于人工借助示波器进行分析并调整的方式，其调整精度更高且自动化水平也更高；在确认扫描电压大小范围的基础上，再通过束流数据确认在该大小范围内的扫描电场下束流扫描范围否是覆盖整个工件，并对束流分布均匀性是否达到要求进行检测，实现扫描范围的检测以及均匀性的检测，保障后续离子注入的精准可靠性。上述方法摆脱了国外同类机型对示波器及人工确认的依赖，有效提升了全电扫离子注入机的自动化能力上限及离子注入均匀性。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的离子注入方法在实施例的流程图。
[0038]图2全电扫剂量控制器硬件设计示意图；
[0039]图3为本专利技术中的X/Y方向束剖面坐标示意图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子注入机的离子注入方法，其特征在于，包括步骤：1)在离子注入前，采用初始扫描电场控制束流在水平和垂直两个方向上进行扫描，并检测水平和垂直两个方向上的束流数据；2)根据水平和垂直两个方向上的束流数据得到对应方向上束斑位置与扫描电场值之间的关系和束斑宽度，并根据束斑位置与扫描电场值之间的关系和束斑宽度，得到各方向上的扫描电场大小范围；3)采用步骤2)得到扫描电场控制束流在水平和垂直两个方向上进行扫描，并检测水平和垂直两个方向上的束流数据；4)根据步骤3)得到的束流数据判断扫描电场在各个方向上是否覆盖整个工件；如果扫描电场在各个方向上覆盖整个工件，则进行离子注入。2.根据权利要求1所述的离子注入机的离子注入方法，其特征在于，在步骤4)中，在离子注入之前，还包括对束流分布均匀性的检测，具体过程为：输出水平和垂直两个方向上的扫描波形，其中一个方向高频扫描，另一个低频扫描；获取工件四周的束流数据，将束流数据与预设标准束流数据进行比对，并根据比对结果来判断束流分布是否均匀。3.根据权利要求2所述的离子注入机的离子注入方法，其特征在于，在判断束流分布不均匀时，则对水平和垂直两个方向上的扫描波形进行修正，具体为：根据不同位置束流之间的偏差对扫描波形的斜率进行修正。4.根据权利要求1或2或3所述的离子注入机的离子注入方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：1.1)获取水平和垂直方向上的理论原始扫描波形，并输出水平方向的原始扫描波形，并形成高速扫描电场；在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成水平方向宽带束；1.2)垂直方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据垂直方向扫描电场强度同步采集束流，获得垂直方向的束流数据；1.3)输出垂直方向的原始扫描波形，并形成高速扫描电场；在高速扫描电场的作用下，束流由点状束流斑点形成垂直方向宽带束；1.4)水平方向单次低速扫描，扫描过程中实时根据水平方向扫描电场强度同步采集束流，获得水平方向的束流数据。5.根据权利要求4所述的离子注入机的离子注入方法，其特征在于，步骤2)的具体过程为：2.1)根据各方向的束流数据，得到各方向上的束剖面图；2.2)根据束剖面图得到对应方向上束斑位置与扫描电场值之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华翔，彭立波，许波涛，易镓，罗南安，熊国庆，
申请(专利权)人：北京烁科中科信电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：