提升晶圆离子植入剂量比例的离子布植方法与系统的利记博彩app
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及离子布植方法与系统，特别是提升晶圆离子植入剂量比例的离子布植方法与系统。
【【背景技术】】
[0002]离子布植是引入掺质进入工件例如半导体晶圆以改变工件材料性质的标准技术。所需的掺质为来自离子源的离子，经加速至预定的能量以形成离子束，离子束则藉由导引至晶圆表面上的布植区域。离子布植的制程牵涉物理、化学以及机械与自动控制等技术。当集成电路晶圆的积集度不断提高、组件尺寸持续缩小以及组件结构朝向立体化方向发展，离子布植的制程也越趋复杂化。
[0003]传统离子布植技术系力求在整个晶圆表面引入均匀剂量的掺质，但近年来逐渐有在同一个晶圆的表面不同部分引入不同剂量的掺质的需求。举例来说，随着晶圆尺寸的增加，在离子布植前后所进行的蚀刻、化学机械研磨或薄膜沉积制程等等出现不均匀结果的机会随之增加，而不均匀的离子布值往往可以改善或甚至抵销掉这些不均匀结果对总体制程及/或最终产品的影响。举例来说，随着半导体集成电路尺寸缩小与立体化的趋势，在产品设计开发过程与制程参数确认过程中，越发需要对晶圆上不同晶粒(不同区域)进行不同剂量的布植，藉以找出对总体制程及/或最终产品最好的离子布植参数值。
[0004]图1显示传统的二维离子布植扫描技术，是一种如何在同一个晶圆不同部分引入不同剂量的掺质的常见作法。如图1所示，以仅在单一晶圆的某些部分引入剂量不为零的掺质的状况为例，原本空白的晶圆10由晶圆承载机构沿扫描途径11移动通过离子束12以形成具有横向条状布植区域的晶圆10a。晶圆1a的不同横向条状布植区域的布植剂量控制则可透过改变晶圆移动速度达成。在此扫描途径11系由多个横向移动途径与多个纵向移动途径所组成，横向移动途径与离子束12的短边大致平行，而纵向移动途径与离子束12的长边大致平行。由于扫描途径11是均匀分布的，离子束12会扫描通过整个晶圆10，但是在扫描途径11不同部分时，晶圆承载装置移动晶圆10的速率可以各不相同，晶圆10需要布值剂量越高的部分在被移动通过离子束12时的速率越慢，反之晶圆10需要布值剂量越低的部分在被移动通过离子束12时的速率越快，而晶圆10上不需要布值剂量的部分在被移动通过离子束12时的速率将最快。
[0005]图2显示以传统离子布植扫描所形成的剂量条纹示意图。由于晶圆系以覆盖整个晶圆10的扫描途径11移动，此时仅能控制布植区域的布植剂量，而无法排除邻近布植区域之间的剂量干扰。简单地说，由于实际的离子束都是调整到其横截面电流分布为高斯分布或是中间均匀二边逐渐低的分布，在使用离子束扫瞄晶圆上某布值区域时，难免离子束横截面电流分布的外围部分也会扫瞄到相邻的布植区域。如图2所示，晶圆1b上一共有五个布植区域14a?14e，以及四个额外布植区域13a?13d。由于晶圆以覆盖整个晶圆10的扫描途径11移动，晶圆1b上的布植区域14a与14b之间出现额外布植区域13a，布植区域14b与14c之间同样出现额外布植区域13b，额外布植区域13c与13d则分别位于布植区域14c与14d以及布植区域14d与14e之间。
[0006]图1与图2所示的离子布植扫描与布植区域系在晶圆不转动的条件下完成。当晶圆以覆盖整个晶圆10的扫描途径11移动时若也进行预定角度的转动，像是在前后二个横向移动过程之间也将晶圆转动一个预定角度的转动(或视为在每次纵向移动的过程也将晶圆转动一个预定角度的转动)，也可形成条纹形状以外其它形状的布植区域。图3显示晶圆以图1所示的扫描途径11，在每次横向移动结束后与下次横向移动之前便转动一次，在总共横向移动至少16次以扫描整个晶圆的过程也转动至少16次时所形成的二圆形环状布植区域。与条纹形状布植区域相同，由于仅能藉由改变晶圆移动速度调整布植剂量，同样会布植额外剂量在环状布植区域邻近位置。在此，晶圆以图1所示的扫描途径11移动通过离子束12共16次并依序转动16次(每次22.5度)，由于扫描通过不同横向条状布植区域时的晶圆移动速率并不相等，在晶圆上将形成分别为高剂量与低剂量区域的二个环状布植区域102b与102c，以及位于其间的额外低剂量布植区域102a。
[0007]对于组件尺寸极微小且精密的集成电路制程而言，在正确的位置上布植正确的剂量属绝对必要。当晶圆上多个位置需要不同的布植剂量时，不同位置之间可能的布植剂量差异比例将受限于离子布植系统硬件极限。在晶圆上需要高布植剂量的位置，驱动晶圆承载机构用以使晶圆沿扫描途径移动的马达须要以低速运转，反之在晶圆上需要低剂量的位置马达则须要以高速运转。显然地，马达可以运转的最高速率与最低速度之间的比率决定了多点位置之间不同剂量差异比例的需求是否可以被满足。若马达可控制速度比率为N倍，由于速度与剂量成反比，即马达最高可满足植入高低剂量比例亦为N倍。虽然提升马达可运转速度可以增加高低剂量比，但是成本与技术困难度也随之大幅提升。
[0008]因此，亟需提出一种高对比剂量离子布植制程，以满足先进集成电路制程中对离子布植制程的要求。
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【发明内容】
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[0009]本发明系在相同硬件条件下突破硬件对离子束扫描晶圆的速度的限制，以达成在晶圆不同区域之间达到最大离子布植剂量差异比例。
[0010]本发明的一个实施例为一种提升晶圆离子植入剂量比例的离子布植方法。首先，提供晶圆与离子束，晶圆有至少一个布植区域与至少一个非布植区域。接者，以至少一个横向移动步骤使离子束扫描晶圆，其中这些横向移动步骤使离子束仅扫描通过所述布植区域而不会扫描通过所述非布植区域。
[0011]在本发明的其它实施例，离子束横截面的高度小于晶圆直径。
[0012]在本发明的其它实施例，所述方法还包含至少一个纵向移动步骤，任一所述纵向移动步骤在一个横向移动步骤结束后与下一个横向移动步骤进行前将晶圆纵向移动。在此，这些纵向移动步骤过程中晶圆往往不会被离子束所扫描通过。
[0013]在本发明的其它实施例，所述方法还包含在一个横向移动步骤结束后与下一个横向移动步骤进行前转动晶圆。在此，每次转动晶圆时的转动角度往往都是相同的。
[0014]在本发明的其它实施例，布植区域为条状布植区域，或是布植区域为透过晶圆转动四次每次90度所形成的十字条纹布植区域、窗格状布植区域、正方形或长方形布植区域，或是布植区域为晶圆转动八次以上所形成的环状布植区域。
[0015]本发明的一个实施例为一种离子布植系统(设备)，包含用以提供离子束的离子束总成，用以将晶圆于与离子束交错的平面上移动的晶圆承载机构，以及用以控制离子束总成与晶圆承载机构执行离子布植方法的控制单元。在此，离子布植方法至少是当晶圆至少有布植区域与非布植区域时，以至少一个横向移动步骤使得离子束仅扫描通过所述布植区域而不会扫描通过所述非布植区域。
[0016]在本发明的其它实施例，所述方法还包含用以控制晶圆承载机构的可程序多轴控制器。在此，可以透过输入参数值至可程序多轴控制器来执行离子布植制程。
[0017]在本发明的其它实施例，所述方法还包含用以获得到离子束信息的传感器，以及用以执行扫描途径分布，包含马达速度分布与省略扫描分布，以找出符合晶圆剂量分布需求参数值的剂量仿真器。
[0018]在本发明的其它实施例，离子束总成所提供的离子束横截面高度小于晶圆的直径。
[0019]在本发明的其它实施例，控制单元所控制执行的离子布植方法还包括至少一个纵向移动步骤。在此任一纵向移动步骤用以在一个横向移动步骤结束之后与下一个横向移动步骤进行之前，将晶圆纵向移动。在此，控制单元往往使得这些纵向移动步骤过程中晶圆不会被离子束所扫描通过。在此，控制单元往往在一个横向移动步骤结束之后与下一个横向移动步骤进行之前转动晶圆。在此，控制晶圆往往使得每次转动晶圆时的转动角度都是相同的。
【【附图说明】】
图1为传统的二维离子布植扫描技术的示意图。
图2为图1所示的离子布植扫描所形成的剂量条纹示意图。
图3为图1所示离子布植扫描所形成的二圆形环状布植区域示意图。
图4为本发明一实施例的二维离子布植扫描示意图。
图5为本发明一实施例