[发明专利]决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度

说明书

技术领域

本发明是有关于一种工件的离子植入，特别是有关于借由模拟工件上的剂量分布与修改随后植入所使用的相对扫描速度分布特性，控制工件上的剂量分布。

背景技术

植入工艺是将可改变导电率的杂质，例如，离子，植入工件，例如，硅晶圆、半导体板或玻璃板。用以植入的杂质材料可在离子源被离子化，然后在质量分析器被分离，而形成具有特定荷质比离子的离子束。然后，在转向工件前，该离子束可被加速或以其它方式修改。带电离子撞击工件表面，然后，穿透至工件内，而形成所需导电区域。由于工件表面区域通常显著大于离子束的截面区域，工件、离子束或者其两者，对另一个相对移动，有时以光栅扫描方法移动，使得整个工件表面可借由离子束进行植入，而在工件表面上形成剂量浓度可能不同的剂量分布。剂量浓度可用atoms/cm2(每平方厘米的原子)进行测量。剂量分布通常是离子束分布特性(或离子束电流分布)、工件相对于离子束扫描方式以及工件相对于离子束扫描速度的函数。

对于大量生产而言，最好是整个工件上有接近相同植入剂量浓度的均匀剂量分布。由于剂量分布是离子束分布特性、工件相对于离子束扫描方式以及工件相对于离子束扫描速度的函数，必需仔细控制与调整，借以确保在每一工件上产生所需的剂量分布。

确保均匀剂量分布的方法的一是在使用离子束扫描工件前，仔细调整离子束。离子束通常会进行调整，借以得到预定离子束形状与沿着离子束截面的离子束电流分布，进而增进具有所需剂量分布的适当植入工件的产能，并且简化扫描步骤。例如，类似高斯曲线的离子束形状与电流分布较佳，因此，离子束可进行调整，直到离子束形状与电流分布符合类似高斯曲线的形状与分布的预定门坎值。然而，上述调整受到离子源、质量分析器、加速器、离子植入设备的其它组件的实际能力所限制。因此，有时候难以借由调整离子束，而得到所需形状与电流分布，而且调整离子束所花费的时间不但浪费植入时间也浪费离子植入设备的操作费用。

在某些状况下，离子束被调整为延长的椭圆形或带状，其较长截面尺寸至少是工件的直径，使得整个工件可在离子束的单次扫描植入。然而，这种做法浪费部分离子束，上述部分离子束在圆形工件的范围的外着陆，而没有被植入。因此，降低离子束电流密度，借以避免显著的离子损失，结果造成植入所需时间增加。

在其它状况下，工件在扫描期间旋转，借以减少扫描前所需的离子束调整量。在这些状况下，离子束可能在扫描前完全不进行调整，或者可能只是部分调整。然后，工件以固定或不同速度连续旋转，或者工件逐步地不连续旋转，使得工件旋转而且被离子束多次扫描，其中，工件在每次不连续旋转的后与扫描之前停止旋转。例如，离子束可进行调整，直到离子束具有平滑形状与电流分布，但不一定是类似高斯曲线的形状与分布。然后，工件可以在扫描过程中连续旋转，或者工件可以在数次扫描过程中逐步地旋转，借以在工件上更均匀地植入离子。然而，并不清楚如何有效地决定工件相对于离子束的扫描速度的最佳相对扫描速度分布特性，借以得到所需剂量分布。

由此可见，上述现有的植入工艺在方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于一离子植入设备的一离子束分布特性以及离子束与虚拟工件之间的一初始相对速度分布特性，计算虚拟工件上的剂量分布，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新型结构的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于所计算的剂量分布与用于计算该剂量分布的相对速度分布特性，决定离子束与虚拟工件之间的一新相对速度分布特性，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，克服现有的植入工艺存在的缺陷，而提供一种新的决定用以控制工件离子植入的相对扫描速度，所要解决的技术问题是使其基于离子束分布特性与新相对速度分布特性，计算一新剂量分布。然后，分析新剂量分布，决定该新剂量分布是否符合一个或多个预定标准，从而更加适于实用。