揭示一种在等离子式离子注入中使用改良式遮蔽环的技术。在根据本发明专利技术一特定例示实施例中，此技术可实现为等离子式离子注入的装置及方法，例如，射频等离子掺杂（ＲＦ－ＰＬＡＤ）。此装置及方法可包括：遮蔽环（２４４），其与目标晶片（１２０）定位于同一平面上并环绕目标晶片（１２０）的周围，其中遮蔽环包括用于定义出至少一个孔（２４６）的面积的孔定义装置；法拉第杯（１４０），其定位于至少一个孔的下方；以及剂量计数电子设备（１４２），其连接法拉第杯，以计算离子剂量率。上述至少一个孔的形状可包括为圆形、弧形、缝状、环状、矩形、三角形以及或椭圆形中的至少一种。孔定义装置可包括硅、碳化硅、碳以及或石墨中的至少一种。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于等离子式离子注入，特别是有关于在等离子式离子 注入中使用改良式遮蔽环的技术。
技术介绍
离子注入是一种利用高能离子直接轰击基板(substrate),以在基 板中沉积化学物质(chemical species)的制程。在半导体制程中，离子 注入机主要应用于掺杂制程(doping process), 以改哭目标材质的导电 性(conductivity)的类型与水平(level)。 集成电路(integrated circuit, IC)基板及其薄膜结构中的精确掺杂分布(doping profile)对 于确保集成电路性能相当重要。为了达到想要的掺杂分布状态，会使用 不同的剂量(dose)与不同的能量(energy level)来进行一种或多种离子 物质的注入。离子注入的配方(recipe)包括了离子种类、离子剂量以及 能量的失见格(specif ication)。现有的离子注入中，从等离子源(plasma source)中汲取离子，且 在将离子导引到基板之前，通常需进行过滤(如，针对质量、电荷、能 量等)、加速及/或减速，以及由几个静电的/动力学的透镜 (electrostatic/dynamic lens)进行准直。相反的，在等离子式离子注 入中，会将基板浸没于等离子中。对基板施予负电压，并由位于基板与 等离子之间的后续鞘层(subsequent sheath)汲取离子。现有的等离子源种类包括电容式耦合等离子 (capacitively-coupled plasma, CCP)、 电感式耦合等离子 (inductively-coupled plasma, ICP)、 辉光放电(glow discharge, GD) 以及中空阴极(hollow cathode, HC)等。上述的等离子源中，电感式耦合等离子具有比电容式耦合等离子更低的电子温度与更高的电子密度，因此更适用于进4亍离子注入。射频(radio frequency, RF)等离子即为 电感式耦合等离子的一种。附图说明图1为一种典型的射频等离子掺杂系统(RF-PLAD)IOO的剖面图。等 离子掺杂系统100包括等离子室(plasma chamber) 102与室顶(chamber top)104。室顶104包括导电顶部(conductive top section)116、第一 部份106,以及第二部份108。顶部116具有气体输入埠(gas entry port) 118,以供制程气体(process gas)进入。 一旦制程气体进入顶部 116的气体输入埠118，其将在档板(baffle) 126上流动，随后在等离子 室102中达成均匀分布。室顶104的第一部份106大致沿着水平方向延 伸。室顶104的第二部份108大致从第一部份106沿着竖直方向延伸。 多匝(turn)的螺旋线圈式天线(helical coil antenna) 112巻绕于第二 部份108上。多压的平面线圈式天线(planar coil antenna) 114通常设 置于第一部份106上并围绕第二部份108。第一与第二部份106、 108通 常由介电材质(dielectric material) 110制成，以将射频功率(power) 传送给等离子室102内的等离子。射频源130,例如射频电源(power supply),可通过阻抗匹配网绍^ (impedance matching network) 132而电性连接于螺旋线圈式天线112 与平面线圈式天线114中的至少一个，以最大化从射频源130至射频天 线112、 114的功率传输。当射频源130共振(resonate)射频天线112、 114中的射频电流时，射频天线112、 114将射频电流感应(induce)到等 离子室102内，以激发并离子化制程气体，以在等离子室102中产生等 离子。室顶104的第一与第二部份106、108的几何结构以及射频天线112、 114的配置可产生均匀的等离子。此外，可利用线圈调节器(coil adjuster) 134来调整电磁耦合(electromagnetic coupling)， 以改良所 产生的等离子的均匀性。压盘(platen)或电子夹具(E-clamp) 124定位于档板126下方的等 离子室102中。档板126可接地或浮置。目标晶片(target wafer)120 定位于压盘124的表面上，电压电源128可施加一偏压至压盘124，因 此可将生成的等离子中的离子吸引至目标晶片120。可呈环形(annulus)的遮蔽环(shield ring) 144与目标晶片120定 位于同一平面上并环绕目标晶片120的周围(periphery)。遮蔽环144 通常可由固体材料(solid material)制成，例如铝，遮蔽环144可具有 一个或多个已定义出一面积的孔(aperture) 146。 一个或多个法拉第杯 (Faraday cup) 140可定位于目标晶片120下方的一平面上、位于遮蔽环 144的一个或多个孔146的下方且邻近于压盘124。可利用一个或多个法拉第杯140来量测等离子掺杂系统100中的离 子剂量率(iondose rate)。入射的离子流可由一个或多个法^立第杯140 以电流形式来进行量测。通过以所量测的电流除以 一个或多个法拉第杯 140上的遮蔽环孔146的面积，可使用剂量计凄史电子设备(dose count electronics, DCE) 142计算出目标晶片120的离子剂量率。因此，遮蔽 环孔146的面积是计算离子剂量率的重要参数。然而，遮蔽环孔146的面积会随时间变化。举例来说，在等离子掺 杂(PLAD)操作过程中，上述的面积变化可能跟暴露于NF3等离子中而使 遮蔽环144的面积被消减(蚀刻)有关。为了使等离子室102内符合制程 的控制条件，需周期性地进行肝3清洗制程。然而，这样常导致遮蔽环 144的材质被蚀刻，因而扩大了一个或多个遮蔽环孔146的面积。当一个或多个遮蔽环孔146被扩大到了一定尺寸时，例如，当一个 或多个遮蔽环孔146的面积大于一个或多个法拉第杯140的开口面积 时， 一个或多个法拉第杯140将会由于过多的信号(或电流)而达到饱和 (saturate),因而导致剂量计数电子设备(DCE) 142无法准确地计算离子 剂量率。为了使一个或多个遮蔽环孔146维持固定的面积，可以频繁地更换遮蔽环144。然而，更换遮蔽环的过程通常是高成本、操作不便且繁杂 的。承上所述，亟需提供一种在等离子式离子注入中使用改良式遮蔽环 的技术，以克服前述的不足与缺陷。
技术实现思路
揭示一种在等离子式离子注入中使用改良式遮蔽环的技术。根据一 特定例示实施例，此技术可实现为等离子式离子注入的装置。此装置包 括遮蔽环，其与目标晶片定位于同一平面上并环绕目标晶片的周围， 其中遮蔽环包括用于定义出至少一个孔的面积的孔定义装置；法拉第 杯，定位于至少一个孔的下方；以及剂量计数电子设备，连接法拉第杯， 以计算离子剂量率。根据此特定例示实施例的其它方面，此设备用于在射频等离子掺杂 (RF-PLAD)中进行离子注入。根据此特定例示实施例的再一方面，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子式离子注入设备，所述设备包括： 遮蔽环，与目标晶片定位于同一平面上并环绕所述目标晶片的周围，其中，所述遮蔽环包括孔定义装置，以定义出至少一个孔的面积； 法拉第杯，定位于所述至少一个孔的下方；以及 剂量计数电子设备 ，连接所述法拉第杯，以计算离子剂量率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：提摩太J米勒，艾德蒙德J温德，哈勒德M波辛，维克拉姆辛，理查德J赫尔特，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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