[发明专利]离子植入方法

说明书

本申请是申请人于2007年9月27日提交的、申请号为“200710162318.X”的、发明名称为“离子植入方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种离子植入方法，特别涉及一种可制作特殊剂量离子分布的离子植入方法。

背景技术

近年来，如大型集成电路(Large-scale integration，LSI)及存储器等半导体装置的制程相当复杂，半导体基板在尺寸上变大且极为昂贵，故更精确地控制掺杂(doping)以符合大型半导体装置体积与密度为一重要议题。也因此，离子植入方法的实际应用变的更为重要。

一般而言，离子植入方法将欲掺杂的分子离子化，并加速这些被离子化的掺杂，以扫描的方式将一特定剂量的离子植入一基板的特定区域中。其中，离子植入方法可更精确的控制掺杂，以提供更佳的均匀度。另，在制造半导体设备的制程中，栅极(gate)关键尺寸(critical dimension，CD)的分布直接影响产品制造良率。然而，要依据栅极CD在基板上的分布及其旁壁(sidewall)旁形成间隙壁(spacer)的制程来控制晶体管参数的变化是非常困难的。当基板的尺寸大于300mm而半导体装置越来越小时，控制晶体管参数的变化将会是一个重大的问题。也就是说，栅极的硬式掩模(hard mask)与栅极图案的蚀刻制程会依据基板的位置而不具固定的尺寸。因此，栅极的尺寸变的不一致，以产生依据不同栅极长度而变化的晶体管参数。

故，在多种半导体制程中的离子植入程序，常需要经由基板平面中任意让剂量分布不均以及任意变更的特性，以校正于前置制程中所导致的临界电压(thresold voltage)分布不均的问题。

已知一种改变离子束植入时扫描速度的方法，提供一离子浓度均匀分布的离子束，藉由改变扫描速度及旋转靶材以完成植入预定图案的非均匀剂量分布的离子。但此种做法，为提供离子浓度均匀分布的离子束，需要花费相当时间去调校离子束的均匀度(uniformity)以利后续植入作业，此外，除了调校时间的浪费，调校技术的不易亦是另一难题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明目的之一是提供一种离子植入方法，利用制造特殊的N型或P型掺杂剂量分布以补偿晶圆在前置作业制程中如微影、蚀刻所造成元件几何尺寸不均匀而导致晶圆内元件临界电压(threshold voltage)分布不均。

本发明目的之一是提供一种离子植入方法，不需同时以变动速率扫描加上转动靶材即可达到特殊剂量离子分布的效果。

本发明目的之一是提供一种离子植入方法，因为不需要提供均匀离子束，可有效减少离子束浓度分布的调校时间，不仅如此，亦可减少制程所需时间，进而提高产能。

本发明目的之一是提供一种调整离子束扫描速率的方法，利用离子束分布浓度与靶材所需离子浓度分布的关系计算出离子束扫描速率，可使离子植入效果良好。

为了达到上述目的，本发明一实施例的一离子植入方法，用于将离子植入一靶材，离子植入方法，包括：提供一离子束，其中离子束中含有多个离子；以及将离子束中的该些离子依据一扫描速率对该靶材进行一维扫描植入靶材，其中扫描速率为一变动值；及依据该靶材所需植入离子的浓度分布，改变该离子束的离子浓度分布。

本发明又一实施例的一种调整离子束扫描速率的方法，用于将一离子束中的多个离子对靶材进行一维扫描，其中离子束可为浓度非均匀分布的离子束，调整离子束扫描速率的方法：取得离子束的浓度分布；取得靶材所需植入离子的浓度分布；以及计算离子束的一扫描速率曲线，其中扫描速率曲线针对离子束的浓度分布与靶材所需植入离子的浓度分布经由运算而得，其中控制每一单一扫描的该扫描速率曲线，且每一单一扫描的一平均速率随着剂量分布做调整。

以下藉由具体实施例配合附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1所示为根据本发明的离子植入方法第一实施例的离子浓度分布图。

图2所示为根据本发明的离子植入方法第一实施例的靶材、转动轴与垂直轴的侧视示意图。

图3A与图3B所示为根据本发明的离子植入方法第二实施例的靶材、转动轴与垂直轴的示意图。

图4所示为圆帽型预定靶材所需植入离子剂量分布。

图5所示为根据本发明的离子植入方法第三实施例的扫描速率曲线分布图。

图6所示为根据本发明的离子植入方法第四实施例的变速率扫描的速率曲线示意图。