CN108463872A - 具有高本体电阻率的半导体晶片的植入方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子植入机可包括：静电夹，用以固持衬底；淹没式等离子体枪，产生撞击于所述衬底上的电子通量；以及控制器，耦合至所述淹没式等离子体枪，并包括响应于测量信号而产生控制信号的部件，所述控制信号用以将所述淹没式等离子体枪的操作调整至目标操作水平。在所述目标操作水平上，所述电子通量可包括电子稳定化剂量、电子稳定化浓度，所述稳定化浓度将所述静电夹中的夹电流变化减小至目标值，所述目标值小于当所述淹没式等离子体枪不操作时的夹电流变化的第二值。

Description

具有高本体电阻率的半导体晶片的植入方法
相关申请
本申请主张于2016年1月14日提出申请的美国临时专利申请第62/278,950号的优先权，且所述美国临时专利申请全文并入本案供参考。
技术领域
本发明的实施例大体来说涉及用于制造装置的技术，且更具体来说，涉及用于改善对离子植入设备中的衬底进行处理的技术。
背景技术
离子植入是通过离子轰击来将引入掺杂剂、添加剂(additive)或杂质引入至衬底中的工艺。已知的离子植入系统或设备可包括离子源及一系列束线部件(beam-linecomponent)。离子源可包括在其中产生所期望的离子的室。离子源还可包括安置于所述室附近的电源及提取电极总成。所述束线部件可包括例如质量分析器(mass analyzer)、第一加速或减速级、准直仪(collimator)及第二加速或减速级。离子束穿过束线部件，且可被朝安装于台板或夹上的衬底引导。可通过设备来以一个或多个维度(例如，平移、旋转及倾斜)移动所述衬底，所述设备有时被称为多轴机械手臂(roplat)。
在许多应用中，将被植入的半导体衬底具有处于10Ω-cm至30Ω-cm的范围中的本体电阻率(bulk resistivity)，而在某些应用中，则可采用本体电阻率超过10Ω-cm至30Ω-cm的所谓的高本体电阻率(high bulk resistivity，HBR)衬底。这种电阻率值可见于例如用于所谓的射频绝缘体上覆硅(radio frequency silicon-on-insulator，RF SOI)装置或感测器装置中的衬底中。
在对例如电阻率高于10Ω-cm至30Ω-cm的半导体晶片等高本体电阻率衬底进行植入时所遇到的一个问题在于是否能够在包括在高电流或中等电流离子植入设备中进行处理的植入工艺期间不会遇到操纵误差的条件下处理高本体电阻率半导体晶片(“高本体电阻率晶片”)。举例来说，可使用静电夹作为晶片固持器，其中在植入期间出于检测在静电夹上是否存在晶片的目的而对夹电流进行监控。对夹电流进行监控可确保晶片安全以避免在植入工艺期间晶片滑动及出现晶片掉落的风险。这种方法对具有10Ω-cm至30Ω-cm电阻率的衬底来说，可充分地发挥作用，但对于高本体电阻率衬底来说，可能无法良好地发挥作用，从而导致晶片操纵问题。
举例来说，在某些离子植入系统中，可采用其中在晶片夹电流变得不稳定时(例如，在侦测到大的变化时)使离子植入机停止对晶片进行植入的安全机制。由于高本体电阻率晶片可能会引起这种不稳定性，因此在离子植入机中对高本体电阻率晶片进行的处理可能会受到损害，例如在夹电流过度波动时，造成离子植入机的不必要的关停。许多变量可使维持对高本体电阻率晶片进行稳定监控的能力复杂化，所述变量包括：本体电阻率偏离晶片供应商的报告值；在植入期间，高本体电阻率晶片特性发生变化(例如，造成中断)；依序植入时夹电流快速减小；以及植入之后的本体电阻率发生改变。
有鉴于这些及其他考虑因素而提供了本发明。
发明内容
在一个实施例中，一种离子植入机可包括：静电夹，用以固持衬底；淹没式等离子体枪，产生撞击于所述衬底上的电子通量；以及控制器，耦合至所述淹没式等离子体枪，并包括响应于测量信号而产生控制信号的部件，所述控制信号用以将所述淹没式等离子体枪的操作调整至目标操作水平。在所述目标操作水平上，所述电子通量可包括电子稳定化剂量、电子稳定化浓度，所述稳定化浓度将所述静电夹中的夹电流变化减小至目标值，所述目标值小于当所述淹没式等离子体枪不操作时的夹电流变化的第二值。
在另一实施例中，一种方法可包括：在离子植入机中对高本体电阻率(HBR)晶片进行植入，所述高本体电阻率晶片具有大于10Ω-cm至30Ω-cm的电阻率；监控用于固持所述高本体电阻率晶片的静电夹处的夹电流；以及在所述植入期间将来自淹没式等离子体枪(Plasma flood gun，PFG)的电子射出至所述高本体电阻率晶片，其中所述夹电流的变化维持低于目标值。
在再一实施例中，一种设备可包括：静电夹，用以固持衬底；淹没式等离子体枪，产生撞击于所述衬底上的电子通量；控制器，耦合至所述淹没式等离子体枪；以及包含有指令的至少一个计算机可读媒体，其中所述指令在被执行时使所述控制器：接收测量信号；以及响应于所述测量信号而产生控制信号，所述控制信号用以调整所述淹没式等离子体枪的操作，其中夹电流的变化维持低于目标值。
附图说明
图1公开了根据本发明各实施例的示例性离子植入机。
图2A及图2B表示根据本发明实施例的在中等电流离子植入机操作期间电流测量的实验结果。
图2C提供在因夹电流变化而导致的故障期间的实验结果。
图3表示根据再一些实施例的另一示例性离子植入机。
图4表示根据本发明各实施例的示例性工艺流程。
图5表示根据本发明其他实施例的另一示例性工艺流程。
图6表示根据本发明附加实施例的再一工艺流程。
图7A及图7B提供利用减速能量探针而测量的由示例性淹没式等离子体枪产生的电子能量分布图。
图7C示出示例性减速能量探针构型。
所述附图未必按比例绘制。所述附图仅为示意图，并非旨在描绘本发明的具体参数。此外，所述附图旨在示出本发明的示例性实施例，且因此不应被视为在范围方面进行限制。
具体实施方式
为方便及清晰起见，本文中将使用例如“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“垂直(vertical)”、“水平(horizontal)”、“侧向(lateral)”及“纵向(longitudinal)”等用语来阐述附图中所显示的这些部件及其构成零件相对于装置的部件的几何形状及取向而言的相对放置及取向。所述术语将包括具体提及的词、其派生词及具有相似意义和/或重要性的词。
本文中所使用的以单数形式进行阐述且前面带有词“一(a或an)”的元件或操作应被理解为包括多个元件或多个操作，除非明确地阐述不如此包括。此外，所提及的本发明的“一个实施例”并非旨在作为限制。其他实施例亦可包含所阐述的特征。
本发明的各种实施例提供用于在离子植入设备或离子植入机中进行改善的衬底处理的设备、系统及方法。各种实施例提供淹没式等离子体枪以改善以下所详细阐述的对高本体电阻率衬底进行晶片固持。将在某些实施例中采用的系统及淹没式等离子体枪的实例包括箍缩式淹没式等离子体枪(pinched plasma flood gun)或其他类型的淹没式等离子体枪。所述实施例并非仅限于此上下文。
在图1中大体示出了被示出为离子植入机100的示例性高电流离子植入机，且所述示例性高电流离子植入机包括离子源室102及将离子束射出至衬底的一系列束线部件，其中，所述衬底在一个示例性非限制性实施例中可为硅晶片。这些部件被容纳于真空环境中且用以基于所期望的植入分布来以高能量植入或低能量植入提供离子剂量水平。具体来说，离子植入机100包括用于产生所期望种类的离子的离子源室102。离子源室102具有相关联的热阴极，所述相关联的热阴极由电源101进行供电以使被引入至离子源室102中的馈入气体离子化，从而形成等离子体，其中等离子体包括含有离子及自由电子的离子化气体。所述热阴极可为例如加热式细丝阴极或间接加热式阴极。
可将不同的馈入气体供应至离子源室102以产生具有特定掺杂剂特性的离子。可通过用于形成所期望的电场从而对从离子源室102提取的离子束95进行聚焦的标准三(3)提取电极构型(standard three(3)extraction electrode configuration)来从离子源室102提取离子。离子束95穿过具有磁铁的质量分析器室106，所述磁铁起到仅将具有所期望的电荷对质量比率(charge-to-mass ratio)的离子传递至解析孔的作用。具体来说，分析器磁铁可包括弯曲的路径，在所述弯曲的路径中，离子束95被暴露至所应用的磁场，从而使具有不期望的电荷对质量比率的离子偏转离开束路径(beam path)。减速级108(也被称为减速透镜)可包括具有所界定的孔的多个电极(例如，三个)且用以输出离子束95。准直仪磁铁110定位于减速级108的下游且用以将离子束95偏转成具有平行轨迹的带状束。磁场可用于经由磁线圈来调整离子的偏转。
离子束95指向附接至支架或台板114的工件。还可利用减速级112，减速级112可安置于准直仪磁铁110与台板114之间。减速级112(也被称为减速透镜)被定位成靠近位于台板114上的目标衬底，且可包括多个电极(例如，三个)以将离子以所期望的能量水平植入至目标衬底中。由于当离子与衬底中的电子及原子核碰撞时，离子会丢失能量，因此离子会基于加速度能量而在衬底内的所期望深度处达到静止。可通过束扫描、通过利用台板114进行衬底的移动或通过束扫描与衬底移动的组合来将离子束分布于目标衬底上。可将淹没式等离子体枪(PFG)116定位于紧位于台板114的上游以恰好在束95碰撞衬底之前将等离子体施加至离子束95。尽管已说明了淹没式等离子体枪116与高电流离子植入机(图1所示离子植入机100)一起进行使用，然而淹没式等离子体枪116可与其他高电流离子植入机及例如中等电流(medium current，MC)及高能量(high energy，HE)离子植入机等任意其他离子植入机一起使用。
根据本发明某些实施例，当使用以下所详细阐述的淹没式等离子体枪(PFG)时，在对电阻率为例如3,000Ω-cm至4,000Ω-cm的高本体电阻率衬底进行处理期间，离子植入机中的夹电流的稳定性可得到提高。在其他实施例中，当使用淹没式等离子体枪(PFG)时，在对电阻率高于10Ω-cm至30Ω-cm的高本体电阻率衬底(此种衬底也可具有晶片表面涂层)进行处理期间，离子植入机中的夹电流的稳定性可同样得到提高。具体来说，本发明实施例的示例性淹没式等离子体枪在植入区的表面处提供足够的能量密度(即，更多的电荷载流子)及足够的电子能量，从而使更多电子到达晶片的表面以提高夹电流稳定性。
离子植入机100可包括静电夹，其中所述静电夹被包括为台板114的一部分以固持衬底118。离子植入机100可另外包括耦合至静电夹(被示出为台板114)的电流监控器124，以对由夹电源122提供的夹电流进行测量。
离子植入机100还可包括控制器126，其中控制器126耦合至淹没式等离子体枪116及耦合至电流监控器124。控制器126可利用包括例如控制逻辑等逻辑在内的软件及硬件的任意组合来实施。举例来说，可将夹电流变化作为淹没式等离子体枪116处的环形淹没式等离子体枪(toroidal plasma flood gun，TPFG)功率的函数进行测量，因此可由控制器126来调整环形淹没式等离子体枪的功率以产生夹电流稳定性目标水平。举例来说，可对环形淹没式等离子体枪功率进行调整以实现小于0.5mA的夹电流波动。本发明实施例并非仅限于此上下文。
本发明者意外地发现，在以足够高的功率水平产生射频功率时，使用环形淹没式等离子体枪会使在使用3,000Ω-cm至4,000Ω-cm高本体电阻率衬底及使用比4,000Ω-cm大的多的经涂布高本体电阻率衬底时晶片夹电流的稳定性得到显著提高，所述足够高的功率水平处于200W至600W范围内、但未必仅限于这一范围。具体来说，已进行了其中将环形淹没式等离子体枪中的功率以100W增量变化至200W、300W、400W、500W及600W的一系列实验。观察到随着功率的增大，高本体电阻率衬底夹电流值增大、同时夹电流变化变小。环形淹没式等离子体枪以200W进行操作有时会引起植入中断，因此以200W进行的操作可被视为靠近植入中断的“边缘”。在高于200W的功率水平下，没有观察到植入工艺的中断。
图2A及图2B表示在中等电流离子植入机操作期间电流测量的两种不同实验结果，其中环形淹没式等离子体枪(TPFG)是与使用3,000Ω-cm至4,000Ω-cm高本体电阻率晶片的衬底夹搭配操作。在操作中，使用淹没式等离子体枪会减缓离子束在正在被植入的衬底上沉积电荷。这种电荷可通过超过栅极氧化物的击穿电场(breakdown field)而对装置造成损坏，且甚至可通过使离子束本身偏转而造成植入剂量问题。因此，可将由淹没式等离子体枪提供的电子通量调整成超过束中的正离子的通量，以使得电子被静电吸引至衬底并中和由离子束沉积的电荷。可将电子通量的能量分布控制成不会出现淹没式等离子体枪在衬底处带负电的情况。
现转至图2A，图2A示出当环形淹没式等离子体枪的功率设定为300W时静电夹电流测量的结果(曲线202)、及淹没式等离子体枪电流204(被示出为时间的函数)的结果。从曲线202明显地看出，夹电流的幅值具有近似7mA的平均值且波动显著，从而产生近似1mA的夹电流的变化。如图中所示，在图2B中，当环形淹没式等离子体枪的功率设定为500W时，在由曲线206示出的夹电流变化显著减小(夹电流波动为0.1mA左右)的同时，淹没式等离子体枪电流208升高。如在给定条件下操作时所预期的一样，所测量平均夹电流也具有8mA的值。显然，如以上所指出，在300W时，平均夹电流仍足够高，因此1mA波动不会引起故障。
图2C提供在因夹电流变化而导致的故障期间的实验结果。所述结果是利用细丝淹没式等离子体枪对经涂布半导体衬底进行暴露而获得，其中晶片的本体电阻率为17,000Ω-cm。在这种情景中，夹电流波形210显示出所观察到的近似5mA的低得多的平均电流，且最小电流与最大电流之间的夹电流平均变化大于1mA。此外，还观察到幅值(即，最大电流与最小夹电流之差)的大的变化。这一行为导致在近似9:35:48的时间处由位置曲线212所展示出的故障，在此时间处，夹电流的特别大的波动导致夹电流低于3.0mA的阈值，从而造成植入工艺中的中断。
在不受任何特定理论限制的条件下，可以以下方式对图2A及图2B所示结果进行解释。在功率足够高时，在环形淹没式等离子体枪中可产生与功率较低时产生的电子相比具有相对较高能量的电子，且所述电子可到达高本体电阻率晶片。具有相对较高的能量的电子可因此构成电子稳定化浓度，从而在构成高本体电阻率晶片的半导体材料(硅)内形成附加电荷载流子，其中电子稳定化浓度会使晶片夹电流稳定化并增大所述晶片夹电流。
图3中大体示出另一种离子植入机(离子植入机300)，且所述离子植入机可包括与离子植入机100大体相同的部件。此外，离子植入机300可包括安置于衬底118附近的照明源302。根据本发明的其他实施例，可使照明源302进行运行以减小在台板114处的夹电流变化。在各种实施例中，照明源302可为用于提供足够能量的电磁辐射以在半导体衬底(例如由衬底118代表)中产生额外电荷载流子的高能量源。
在各种实施例中，照明源302可与淹没式等离子体枪(包括环形淹没式等离子体枪)搭配运行来提高夹电流稳定性。在具体实施例中，照明源302可为可见光源、紫外(ultraviolet，UV)光源、离子束或高能量辐射，且具体来说，照明源302可以可见范围、紫外范围或更高能量范围向衬底118射出辐射。根据其他实施例，可与夹持因素相结合地对各种照明因素进行优化以提高夹持电流的稳定性。这些因素可包括但不限于：频谱、脉冲重复(pulsation repetition)、照明强度、照明入射角、照明类型、夹持频率、夹持电压及电荷速率(dV/dt)。
在各种实施例中，可实行对所提及的夹电流特性的动态监控以改善夹电流的稳定性。在某些实施例中，可在反馈操作中使用动态监控来调整环形淹没式等离子体枪的功率或调整照明参数，抑或上述两者，从而实现夹电流的动态稳定化。再次参照图3，离子植入机300可包括耦合至静电夹(被示出为台板114)的电流监控器124以测量夹电流。离子植入机300还可包括控制器306，其中控制器306耦合至淹没式等离子体枪116、耦合至电流监控器124，且还可耦合至照明源302。在某些实施例中，离子植入机300可包括第二照明源(被示出为照明源304)。可依据第一照明源的构型及正在被植入的衬底的本体电阻率而使用多个照明源。控制器306可以软件与硬件的任意组合的形式实施。举例来说，可将夹电流变化作为淹没式等离子体枪116的环形淹没式等离子体枪功率的函数来测量，因此可根据所测量夹电流变化而由控制器306调整为使环形淹没式等离子体枪运行而递送的功率，从而产生夹电流稳定性目标水平。举例来说，可对环形淹没式等离子体枪功率进行调整以实现小于0.5mA的夹电流波动。所述各实施例并非仅限于此上下文。
具体来说，已观察到夹电流波形形状(即，波形之下的区域)会在半导体晶片的照明源的影响下发生改变。夹电流波形信号因此可指示高本体电阻率晶片中的内部电荷载流子的改变。本文中所公开的设备及方法提供新颖的方式来改善夹电流均匀性，这是因为夹电流波形形状可在原位对植入工艺期间的改变作出动态响应。在本发明实施例中，通过将足够能量的高能物质源提供至高本体电阻率晶片，可对高本体电阻率晶片内的电荷载流子进行动态调整以减小夹电流波动。
在某些实施例中，可通过由微处理器定义的软件(microprocessor definedsoftware)或数据采集系统(data acquisition system)来测量夹电流波形信号。这种测量可能需要连接至正被监控的静电夹的电源310。在某些实施例中，可使用由瓦里安控制系统(Varian Control System，VCS)控制的软件通过使用经缓冲存储器数据并由瓦里安控制系统以其较慢的取样速率对经缓冲数据进行轮询来探测晶片夹电流的变化。尽管可使用示波器(oscilloscope)从夹电源捕获波形，然而使用示波器具有以下缺点：捕获/分析数据集是劳动密集性的工作；在时间方面仅限于“快照(snapshot)”；且无法提供连续的原位测量。
在某些实施例中，可利用已知数值算法(numerical algorithm)来对夹电流波形特征进行捕获及分析。在具体实施例中，可将软件具体并入至台板电源微处理器设计中。举例来说，可对微处理器进行程式化以实行频率分析功能，例如对夹电流波形信号的快速傅立叶变换(fast Fourier transform，FFT)分析。在其他实施例中，并非使用环形淹没式等离子体枪，而是可采用标准淹没式等离子体枪(PFG)来改善夹电流稳定性。尽管标准细丝淹没式等离子体枪以2Amps至4Amps进行的传统运行可能无法表现出夹电流稳定性的明显改善，然而在大于5A的条件下运行淹没式等离子体枪会产生较大的电子能量及电子密度。因此，可在高本体电阻率晶片中例如在晶片表面处感应出电荷载流子以稍微提高夹电流稳定性。
图4表示根据本发明其他实施例的被示出为工艺流程400的示例性工艺流程。工艺流程400可有利于对高本体电阻率晶片进行连续植入而不会因静电夹电流不稳定性而出现中断。在方块402中所示的第一操作中，实行对高本体电阻(high bulk resistance，HBR)晶片进行的植入，其中高本体电阻率晶片具有大于10Ω-cm至30Ω-cm的电阻率。在方块404中，可实行在淹没式等离子体枪(例如环形淹没式等离子体枪)中产生电子的操作，其中在植入期间电子撞击于高本体电阻率晶片上。在方块406中，可实行在植入期间监控用于固持高本体电阻率晶片的静电夹处的夹电流的操作。可中断地或连续地实行对夹电流的监控。在某些实施例中，可实行达足够长时间段(例如，数秒至许多分钟)的监控，以确定夹电流变化，例如由其中夹电流随时间波动的夹电流波形展现出的夹电流变化。在方块408中，可实行根据所监控的夹电流来调整淹没式等离子体枪的功率的操作，其中夹电流的变化维持低于目标值。
图5表示根据本发明再一些实施例的被示出为工艺流程500的另一示例性工艺流程。在判决方块502中，在植入工艺期间接收夹电流波形信息。在判决方块504中，对由夹电流波形展现出的夹电流变化是否低于目标值作出判断。在一个实例中，目标值可为0.2mA。所述实施例并非仅限于此上下文。若低于目标值，则流程前进至方块506，在方块506中，以当前操作参数继续进行植入工艺。若不低于目标值，则流程前进至方块508，在方块508中，发送控制信号以调整淹没式等离子体枪的功率水平。所述流程接着返回至判决方块502。
图6表示根据本发明再一些实施例的被示出为工艺流程600的另一示例性工艺流程。在判决方块602中，在植入工艺期间在电流监控器处接收所测量夹电流波形。在判决方块604中，对所测量夹电流波形与所储存夹电流波形之差是否小于预定量作出判断。在一个实例中，所述预定量可为0.1mA或可为0.5mA。在具体变型中，所述预定量可代表波形的振幅之差，此意指所测量夹电流波形与所储存夹电流波形之间的夹电流变化之差。所述实施例并非仅限于此上下文。若所述差小于预定量，则流程前进至方块606，在方块606中，以当前操作参数继续进行植入工艺。若所述差不小于预定量，则流程前进至方块608，在方块608中，发送控制信号以调整淹没式等离子体枪、照明源、或静电夹电源、或者所述三者的任意组合的操作。所述流程接着返回至判决方块602。
在某些实施例中，可通过由微处理器定义的软件或数据采集系统来测量夹电流波形信号。这种测量可能需要连接至正被监控的静电夹的电源310。
综上所述，本发明实施例提供新颖的方式来改善例如静电夹等夹中的夹电流稳定性。使用环形淹没式等离子体枪来使夹电流稳定的意外能力首次得到证实。其他实施例提供与夹持相结合进行的晶片照明优化，包括与暴露至来自淹没式等离子体枪(且尤其是环形淹没式等离子体)的电子相结合地进行照明。在再一些实施例中，可采用其他淹没式等离子体枪类型来改善静电夹中的电流稳定性。图7A及图7B提供利用减速能量探针702测量的由示例性淹没式等离子体枪产生的电子能量分布，如图7C中所示，其中减速能量探针702具有用以对由淹没式等离子体枪发出的电子706进行测量的接地孔板704。图7C所示设备提供从淹没式等离子体枪发出的电子的电子能量分布的足够准确的测量结果。图7A将来自环形淹没式等离子体枪的电子能量分布与来自标准淹没式等离子体枪或细丝淹没式等离子体枪的电子能量分布进行比较，而图7B将来自环形淹没式等离子体枪的电子能量分布与来自射频(radio frequency，RF)淹没式等离子体枪的电子能量分布进行比较。在各种实施例中，可使射频淹没式等离子体枪或细丝淹没式等离子体枪以足够的功率运行以减小夹电流，而环形淹没式等离子体枪的运行可产生与细丝淹没式等离子体枪相比(或者如下文所解释)相对优异的结果。
在细丝淹没式等离子体枪中，在所有其他因素均为固定的条件下，通过改变细丝电流(以Amps(A)为单位进行测量)，电子能量输出会发生变化，其中如所指出，传统操作是以2A至4A的电流进行。在某些实验中，通过将细丝淹没式等离子体枪中的细丝电流提高至7Amps，已观察到在植入工艺中不发生中断的条件下，对高本体电阻率晶片进行植入的能力会稍微改善。如图7A及图7B中所示，对于所有3种淹没式等离子体枪设计来说，电子能量分布大体朝1eV与2eV的范围倾斜。显然，在如图7A及图7B两者中所显示的1eV及2eV处，环形淹没式等离子体枪的可用电子百分比大于细丝淹没式等离子体枪或射频淹没式等离子体枪中的可用电子百分比。在不受任何特定理论的约束的条件下，由根据本发明实施例来运行的环形淹没式等离子体枪提供的在1eV及2eV处的此种更高可用电子百分比可因此会提供夹电流稳定性的更大改善。不论机制如何，当被夹持的高本体电阻率衬底暴露至来自根据本发明实施例的环形淹没式等离子体枪的发射物时，所述夹电流变大，且最大晶片夹电流与最小晶片夹电流之间的夹电流可变性变小。这种改善转而会使夹电流维持高于最小晶片夹电流阈值，所述最小晶片夹电流阈值是例如由用于操作离子植入机的部件的控制软件定义的。所述软件可与控制器一起运行以周期性地对夹电流的值进行取样，且若以给定取样速率而获得的足够的样本降至低于阈值，则可发送信号来中断所述植入工艺。通过使夹电流的最小值维持更一致地高于阈值，可避免或极大地较少中断的产生。
本发明实施例提供各种优点，所述优点涉及高本体电阻率制造工艺中的可变性、高本体电阻率供应商之间的差异及在植入期间高本体电阻率晶片特性的动态改变。举例来说，各种实施例提供实时调整离子植入机的参数的能力以避免晶片操纵问题。举例来说，可实行对晶片夹电流进行的原位监控、对所测量夹电流数据进行的分析及对以下方面实施动态控制：a)环形淹没式等离子体枪功率和/或b)照明及静电夹电源的照明条件/运行条件，以使高本体电阻率晶片夹电流稳定化。这种实时监控及调整可通过能够连续地对高本体电阻率晶片进行植入而不会因使夹电流变化最小化的能力而出现中断来提供提高衬底产量的附加优点。
尽管本文中已阐述了本发明的某些实施例，然而本发明并非仅限于此，这是因为本发明具有所属领域所将容许的且本说明书可同样地加以说明的广泛范围。因此，以上说明不应被视为限制性的。相反，以上说明仅作为具体实施例的范例。所属领域中的技术人员将会设想出处于上附权利要求的范围及精神内的其他润饰。

Claims (15)

1.一种离子植入机，包括：
静电夹，用以固持衬底；
淹没式等离子体枪，产生撞击于所述衬底上的电子通量；以及
控制器，耦合至所述淹没式等离子体枪，并包括响应于测量信号而产生控制信号的部件，所述控制信号用以将所述淹没式等离子体枪的操作调整至目标操作水平，
其中在所述目标操作水平上，所述电子通量包括电子稳定化剂量、电子稳定化浓度，所述稳定化浓度将所述静电夹中的夹电流变化减小至目标值，所述目标值小于当所述淹没式等离子体枪不操作时的夹电流变化的第二值。
2.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述淹没式等离子体枪是环形淹没式等离子体枪。
3.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述淹没式等离子体枪的所述目标操作水平包括200W至600W的功率。
4.根据权利要求1所述的离子植入机，进一步包括至少一个照明源，所述至少一个照明源将可见范围的电磁辐射射出至所述衬底。
5.根据权利要求1所述的离子植入机，进一步包括用以监控所述静电夹中的所述夹电流变化的电流监控器。
6.根据权利要求5所述的离子植入机，其中所述控制器包括用以响应于从所述电流监控器接收的所述夹电流变化的测量值而将所述淹没式等离子体枪的功率水平从第一功率水平调整至第二操作水平的逻辑。
7.根据权利要求1所述的离子植入机，其中所述目标值小于1mA且所述第二值大于1mA。
8.一种方法，包括：
在离子植入机中对高本体电阻率晶片进行植入，所述高本体电阻率晶片具有大于10Ω-cm的电阻率；
监控用于固持所述高本体电阻率晶片的静电夹处的夹电流；以及
在所述植入期间将来自淹没式等离子体枪的电子射出至所述高本体电阻率晶片，其中夹电流的变化维持低于目标值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电子包括足以在所述高本体电阻率晶片中产生电荷载流子的电子能量及电子密度，所述方法进一步包括对额外的高本体电阻率晶片进行植入，
其中所述对所述高本体电阻率晶片及所述额外的高本体电阻率晶片进行植入是不中断地实行。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述淹没式等离子体枪是环形淹没式等离子体枪。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述射出所述电子包括在所述淹没式等离子体枪中产生200W至600W的功率水平。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括响应于在所述监控所述夹电流期间所测量到的夹电流变化而在所述植入期间将来自高能量源的电磁辐射射出至所述高本体电阻率晶片。
13.一种设备，包括：
静电夹，用以固持衬底；
淹没式等离子体枪，产生撞击于所述衬底上的电子通量；
控制器，耦合至所述淹没式等离子体枪；以及
包含有指令的至少一个计算机可读媒体，其中所述指令在被执行时使所述控制器：
接收测量信号；以及
响应于所述测量信号而产生控制信号，所述控制信号用以调整所述淹没式等离子体枪的操作，其中夹电流的变化维持低于目标值。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述测量信号包括所测量到的夹电流变化。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述控制信号在所述淹没式等离子体枪中产生200W至600W的功率水平。
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