【技术实现步骤摘要】
本说明书的实施例涉及使用进线(inline)表面工程源的半导体处理方法，且更具体来说，涉及靠近工件而使用连同离子束一起使用的离子与自由基源。尤其涉及一种离子植入及沉积材料及刻蚀及处理工件的方法。
技术介绍
1、半导体装置的制作涉及多个离散且复杂的工艺。一种这样的工艺可为将掺杂剂材料植入到工件中的植入工艺。另一种工艺可为在工件上沉积材料的沉积工艺。又一种工艺可为其中从工件移除材料的刻蚀工艺。
2、为沿着所期望路径引导离子，使用具有多个组件(例如电极、质量分析仪、四极透镜及加速/减速台)的束线系统。与光学器件系统非常相似，束线系统通过使离子的路径弯曲及对离子进行聚焦来操纵离子。
3、在一些实施例中，产生带状离子束(ribbon ion beam)。带状离子束是宽度比高度大得多的离子束。换句话说，带状离子束的高宽比(其被定义为在工件处测量的带状离子束的宽度除以高度)可为非常高的，例如大于20。在一些实施例中，带状束的宽度比正被处理的工件的直径宽。
4、多年来，离子植入机已成为高度复杂的工具，其并入了对能量过滤器、准直器、扫描系统的使用且最近并入了对分子离子源、低及高植入温度能力的使用。随着存储器及逻辑架构继续缩放并且例如闸极全环(gate-all-around)等复杂结构成为可能，越来越期望类似于离子植入来控制及修改近表面工艺。这些近表面工艺可包括原生氧化物清洁、表面钝化、降低缺陷率的新生损坏工程技术、束线的从表面渐变型分布到传统的典型倒退型分布、以及离子束本身是表面上反应的催化剂的选择性处理。p>
5、因此，如果存在一种靠近工件形成进线表面工程源以连同离子束一起来对工件执行近表面工艺的半导体处理系统及方法，则将为有益的。
技术实现思路
1、本说明书公开一种具有辅助等离子源的系统，所述辅助等离子源靠近工件设置、与离子束一起使用。辅助等离子源用于产生离子及自由基，所述离子及自由基朝工件漂移且可形成膜。接着，离子束用于提供能量，使得所述离子及自由基可处理工件。此外，还公开所述系统的各种应用。举例来说，所述系统可用于包括沉积、植入、刻蚀、预处理及后处理在内的各种工艺。通过将辅助等离子源定位成接近工件，可执行先前不可能实现的工艺。此外，可在不从终端站取出工件的情况下执行两种不同的工艺，例如清洁与植入或植入与钝化。
2、根据一个实施例，公开一种半导体处理系统。所述半导体处理系统包括：离子源，用以产生离子束；以及辅助等离子源，靠近工件而设置，所述辅助等离子源具有出射开孔，所述出射开孔被定向成朝所述工件发射离子及自由基。在一些实施例中，所述离子源是束线植入系统的组件。在某些实施例中，所述辅助等离子源包括外壳、设置在所述外壳内的天线及与所述天线通信的射频(radio frequency，rf)电源。在其他实施例中，所述辅助等离子源包括外壳，设置在所述外壳以外且靠近所述外壳的壁的天线、以及与所述天线通信的rf电源。在某些实施例中，所述出射开孔被定向成使得所述自由基及离子朝所述工件的其中所述离子束冲击所述工件的位置处被引导。在其他实施例中，所述出射开孔被定向成使得所述自由基及离子沿与所述离子束平行的方向朝所述工件被引导。在某些实施例中，所述辅助等离子源被施加偏压成使得所述离子被吸引到所述工件。在一些实施例中，所述系统包括其中设置所述工件的终端站，其中所述辅助等离子源设置在所述终端站中。在一些实施例中，所述终端站中设置有加热器。在某些实施例中，所述终端站中设置有与所述辅助等离子源分开的等离子泛射式电子枪。
3、根据另一实施例，公开一种将所期望物种的离子植入到工件中的方法。所述方法包括：使用包括所述所期望物种的气体在辅助等离子源内产生等离子，其中所述辅助等离子源位于靠近所述工件处，且其中来自所述等离子的离子及自由基从所述辅助等离子源出射并朝所述工件行进；以及使用离子束将来自所述辅助等离子源的所述离子及自由基敲入到所述工件中，所述离子束是使用与所述辅助等离子源不同的离子源而产生。在一些实施例中，所述离子束包括惰性物种。在某些实施例中，来自所述等离子的所述离子及自由基是朝所述工件的其中所述离子束冲击所述工件的位置处被引导。在一些实施例中，所述离子及自由基在所述工件的表面上其中所述离子束冲击所述工件的所述位置处形成膜。在某些实施例中，所述所期望物种包括含有族iii元素、族iv元素或族v元素的分子。
4、根据另一实施例，公开一种处理工件的方法。所述方法包括：使用包括刻蚀物种的气体在辅助等离子源内产生等离子，其中所述辅助等离子源靠近所述工件位于终端站中，其中来自所述等离子的离子及自由基从所述辅助等离子源出射且与所述工件的表面上的原生氧化物层反应；在所述反应之后将所述工件加热，其中热量使所述工件上的所述原生氧化物层升华；以及使用离子束对所述工件执行额外工艺，所述离子束是使用与所述辅助等离子源不同的离子源而产生，其中所述工件保持位于所述终端站中。在某些实施例中，所述刻蚀物种选自由氨及nf3组成的群组。在一些实施例中，对所述工件进行扫描，使得所述工件的一部分暴露于所述等离子且随后接着暴露于热量。在一些实施例中，重复所述产生及加热，直到所述工件的所述表面被清洁为止。
5、根据另一实施例，公开一种刻蚀工件的方法。所述方法包括：使用包括刻蚀物种的气体在辅助等离子源内产生等离子，其中所述辅助等离子源位于靠近所述工件处，且其中来自所述等离子的离子及自由基从所述辅助等离子源朝所述工件的一部分出射并在所述工件的所述一部分上形成膜；以及使用离子束来提供能量以刻蚀所述工件，所述离子束是使用与所述辅助等离子源不同的离子源而产生。在某些实施例中，所述刻蚀物种包括卤素。在一些实施例中，所述刻蚀物种包括cf4及氧。在某些实施例中，所述刻蚀物种包括氢，且原生氧化物层被刻蚀。在一些实施例中，所述离子束包括惰性气体。在某些实施例中，所述离子束是在所述膜正产生的同时被引导到所述工件的所述一部分。在某些实施例中，所述离子束是在所述膜已产生之后被引导到所述工件的所述一部分。
6、根据另一些实施例，公开一种在工件上沉积材料的方法。所述方法包括：使用加工气体在辅助等离子源内产生等离子，其中所述辅助等离子源位于靠近所述工件处，且其中来自所述等离子的离子及自由基从所述辅助等离子源朝所述工件的一部分出射并在所述工件的所述一部分上形成膜；以及使用离子束来提供能量以在所述工件上沉积所述材料，所述离子束是使用与所述辅助等离子源不同的离子源而产生。在某些实施例中，所述加工气体包括ch4，且所述离子束包括族iv元素。在一些实施例中，产生比仅使用所述离子束将产生的分布更为盒状的分布(box-like profile)。
7、根据另一实施例，公开一种处理工件的方法。所述方法包括：使用离子束将离子朝工件引导；使用加工气体在辅助等离子源内产生等离子，其中所述辅助等离子源靠近所述工件位于终端站中，其中来自所述等离子的离子及自由基从所述辅助等离子源出射并与所述工件的表面反应；以及在所述反应之后将所述工件加热，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种将所期望物种的离子植入到工件中的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子束包括惰性物种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述等离子的所述离子及所述自由基是朝所述工件的所述离子束冲击所述工件的位置处被引导。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述离子及所述自由基在所述工件的表面上所述离子束冲击所述工件的所述位置处形成膜。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述所期望物种包括含有族III元素、族IV元素或族V元素的分子。
6.一种刻蚀工件的方法，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括卤素。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括CF4及氧。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括氢，且原生氧化物层被刻蚀。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述离子束包括惰性气体。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述离子束是在所述膜正产生的同时被引导到所述工件的所述一部分。
12.根据权利
13.一种在工件上沉积材料的方法，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述加工气体包括CH4，且所述离子束包括族IV元素。
15.一种处理工件的方法，包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述离子束用于将离子植入到所述工件中。
17.根据权利要求15所述的方法，其中对所述工件进行扫描，使得所述工件的一部分暴露于所述等离子，所述工件的所述部分在暴露于所述等离子之后暴露于热量。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述工件被加热到介于100℃与500℃之间的温度。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述加工气体包括氢/氮混合物。
...【技术特征摘要】
1.一种将所期望物种的离子植入到工件中的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子束包括惰性物种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述等离子的所述离子及所述自由基是朝所述工件的所述离子束冲击所述工件的位置处被引导。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述离子及所述自由基在所述工件的表面上所述离子束冲击所述工件的所述位置处形成膜。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述所期望物种包括含有族iii元素、族iv元素或族v元素的分子。
6.一种刻蚀工件的方法，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括卤素。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括cf4及氧。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述刻蚀物种包括氢，且原生氧化物层被刻蚀。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述离子束包括惰性气体。
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫·汉特曼，彼得·F·库鲁尼西，克里斯多福·A·罗兰德，约瑟·C·欧尔森，安东尼·雷诺，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。