等离子注入机及等离子注入方法技术

本申请提供一种等离子注入机及等离子注入方法，等离子注入机包括电离腔室，用于将待电离气体电离呈电子；送气系统用于将待电离气体通过一供气管道输送至电离腔室；加热装置，设置于送气系统与电离腔室之间，用于给待电离气体提供热量。其中，在待电离气体进入电离腔室之前，加热装置使待电离气体的外层电子获得初始能量，以提高电离腔室电离电子的速率。本说明书实施例可以增加电离电子的速率，可以得到更多电子。相比于现有技术缩短了电离惰性气体的时间，增加相同时间内被电离出的电子数量，相应地可以减少为了达到电离电子数量而增加的惰性气体流量或灯丝电压，进而增加了离子注入脉冲电场的使用寿命。注入脉冲电场的使用寿命。注入脉冲电场的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
等离子注入机及等离子注入方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种等离子注入机及等离子注入方法。

技术介绍

[0002]半导体掺杂过程常通过等离子注入机的加速和引导，将要掺杂的离子以离子束形式入射到晶圆材料中，离子束和材料中的原子或分子发生一系列理化反应最后停留在材料中，实现对材料表面性能的优化或改变。
[0003]通常等离子注入采用灯丝加热或者微波的方式轰击惰性气体的外层电子使其脱离原子核成为自由电子然后喷洒到束流中对正离子进行中和，减少束流注入到晶圆片时的正电势累积，来降低对晶圆的伤害。然而现有的等离子淋浴器技术会造成电离惰性气体的时间较长，产生惰性气体电子较少，从而使得beam粒子束的中和速度较慢，无法满足工艺上惰性气体电子的数量要求。或者需通过加大惰性气体的流量或增加灯丝上的电压来增加电离出惰性气体电子，但这样会缩短等离子注入机工艺过程的生命周期。
[0004]因此，需要一种新的等离子注入方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本说明书实施例提供一种等离子注入机及等离子注入方法，应用于半导体晶圆掺杂过程。
[0006]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0007]本说明书实施例提供一种等离子注入机，所述等离子注入机包括
[0008]电离腔室，用于将待电离气体电离呈电子；
[0009]送气系统，用于将所述待电离气体通过一供气管道输送至电离腔室；
[0010]加热装置，设置于所述送气系统与所述电离腔室之间，用于给所述待电离气体提供热量；
[0011]其中，在所述待电离气体进入所述电离腔室之前，所述加热装置使所述待电离气体的外层电子获得初始能量，以提高所述电离腔室电离电子的速率。
[0012]一些选例中，加热装置固定于靠近电离腔室的供气管道外侧。
[0013]一些选例中，加热装置包括加热袋，所述待电离气体包括惰性气体。
[0014]一些选例中，所述加热袋采用耐高温材料。
[0015]一些选例中，所述加热袋的温度大于等于200℃且小于400℃。
[0016]一些选例中，加热装置可拆卸设置于供气管道外侧。
[0017]本说明书实施例还提供一种等离子注入方法，采用如前述任一项技术方案中所述的等离子注入机，所述等离子注入方法包括以下步骤：
[0018]所述送气系统通过供气管道输送所述待电离气体；
[0019]所述加热装置给所述待电离气体提供热量，以使所述待电离气体外层电子获得初
始能量；
[0020]所述电离腔室电离获得初始能量的所述待电离气体。
[0021]一些选例中，所述等离子注入方法还包括：
[0022]所述加热装置通过热传递的方式给所述待电离气体提供热量。
[0023]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
[0024]通过增设不污染真空环境的加热装置对惰性气体赋予初始能量，本说明书实施例具有初始能量的惰性气体外层电子，在原子核束缚下相对容易被撞击出来成为自由电子。因此可以增加电离电子的速率，得到更多电子，缩短了电离惰性气体的时间，增加相同时间内被电离出的电子数量，相应地可以减少为了达到电离电子数量而增加的惰性气体流量或灯丝电压，进而延长了等离子注入脉冲电场的使用寿命。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1是现有技术的一种等离子注入机的结构示意图；
[0027]图2本申请中一种等离子注入机中一局部结构的示意图；
[0028]图3是本申请中一种等离子注入方法的流程图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0030]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0032]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可
能更为复杂。
[0033]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。
[0034]现有的等离子淋浴器技术会造成电离惰性气体的时间较长，产生惰性气体电子较少，从而使得beam粒子束的中和速度较慢，无法满足工艺上惰性气体电子的数量要求。如图1现有技术中一种等离子注入机的具体结构图，如图1所示，送气系统10将惰性气体送入至电离腔室，经过淋浴枪20灯丝加热的方式轰击惰性气体的外层电子脱离原子核成为自由电子，然后喷洒到屏蔽罩30内离子束流中对正离子进行中和后注入到靶台40上的晶圆。淋浴枪采用电源系统50对灯丝加热。但这样会造成电离惰性气体的时间较长，产生惰性气体电子较少。
[0035]即使通过加大惰性气体的流量或增加灯丝上的电压来增加电离出惰性气体电子，但这样会缩短等离子注入机脉冲电场(PEF，Pulse Electric Field)的生命周期。
[0036]基于此，本说明书实施例提出了一种新的等离子注入方案：基于现有等离子注入机可增加加热装置，加热装置设置在送气系统与电离腔室之间。当惰性气体经过送气系统进入电离腔室之前通过热传递吸收加热装置产生的热量，赋予惰性气体外层电子初始能量，这样使惰性气体进入电离腔室后更容易轰击出电子，增加电离电子的速率，可以得到更多电子。从而无需通过加大惰性气体的流量或增加灯丝上的电压来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子注入机，其特征在于，所述等离子注入机包括：电离腔室，用于将待电离气体电离成为电子；送气系统，用于将所述待电离气体通过一供气管道输送至所述电离腔室；加热装置，设置于所述送气系统与所述电离腔室之间，用于给所述待电离气体提供热量；其中，在所述待电离气体进入所述电离腔室之前，所述加热装置使所述待电离气体的外层电子获得初始能量，以提高所述电离腔室电离电子的速率。2.根据权利要求1所述的等离子注入机，其特征在于，所述加热装置固定于靠近所述电离腔室的供气管道外侧。3.根据权利要求1所述的等离子注入机，其特征在于，所述加热装置包括加热袋，所述待电离气体包括惰性气体。4.根据权利要求3所述的等离子注入机，其特征在于，所述加热袋采用耐高温材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩楠，孟宪宇，张全飞，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：