CN113571401A - 狭缝组件及离子注入机台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种狭缝组件及离子注入机台，其中，所述狭缝组件包括中心设置有狭缝的基板，所述基板包括至少两个沿所述狭缝的开口方向呈直线排布的导电区，且相邻的两个导电分区之间设置有隔离区，所述狭缝横跨所有的所述导电区。本发明对带状离子束进行分区调速，使带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片的表面，从而减少或避免离子注入后硅片表面出现Rs值或TW值分布不对称的情况，提高了离子注入的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种狭缝组件及离子注入机台。
背景技术
随着半导体技术向大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，LSI)或超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuit，VLSI)发展，半导体器件的尺寸不断减小，离子注入的要求也不断提高，这也要求我们对离子束的能量、角度、剂量和形貌等进行更精确的控制及监控。
传统的监控离子注入的主要方法包括方块电阻测量法(Sheet Resistance，RS)或热波探伤(Thermal Wave，TW)，具体的监测过程包括：使用离子注入机台对控片进行离子注入；对所述控片进行快速热退火(Rapid Thermal Annealing，RTA)以激活离子；测量所述控片的方块电阻阻值(即Rs值)或者热波值(即TW值)，计算并判断Rs值或TW值的均值(Mean)和标准差(Standard deviation，Std％)是否符合要求。
然而，参阅图1，在上述监测过程中，我们发现部分离子注入机台测出来的Rs值或TW值在硅片上的分布存在明显左右不对称的现象，研究发现这种左右不对称的现象是由于离子注入机台的结构造成的。参阅图2，离子注入机台中的离子束最初是一条直线，所述离子束经过后续的扫描电场1及校正磁场2后，变成比硅片3的直径稍大一些的带状离子束。在上述过程中，所述离子束中不同离子经过的路径不同，使得不同离子与腔体中的气体发生碰撞的几率不同。例如，图2中沿路径A到达硅片3的离子的运动路径最长，因此沿路径A运动的离子与腔体中气体碰撞的几率最高，最有可能变成中性原子。而离子注入机台只计算到达硅片的表面的正离子，因此，所述中性原子注入硅片后不会被机台计数，导致所述硅片一侧比另一侧多注入一些中性原子，造成注入过量(over dose)的情况，从而使得所述硅片的Rs值或TW值的分布呈现左右不对称的现象。
鉴于此，需要一种装置解决离子注入后硅片表面的Rs值或TW值分布不对称的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种狭缝组件及离子注入机台，减少或避免离子注入后硅片表面出现Rs值或TW值分布不对称的情况，从而提高离子注入的均匀性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种狭缝组件，用于实现离子束的分区调速，包括中心设置有狭缝的基板，所述基板包括至少两个沿所述狭缝的开口方向呈直线排布的导电区，且相邻的两个导电分区之间设置有隔离区，所述狭缝横跨所有的所述导电区。
可选的，不同的所述导电区受不同的电势控制。
可选的，所述狭缝的形状包括矩形。
可选的，所述导电区的材料包括石墨，所述隔离区的材料包括含氧化铝或氧化铁的树脂或陶瓷。
可选的，所述隔离区的宽度为2～5mm。
相应地，本发明还提供一种离子注入机台，包括离子发生组件、校正组件及所述狭缝组件，其中，
所述离子发生组件用于产生离子束；
所述校正组件设置于所述离子发生组件的出口处，用于对所述离子束施加校正磁场，以形成带状离子束；
所述狭缝组件设置于所述校正组件的出口处，用于对所述带状离子束进行分区调速，以使所述带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片的表面。
可选的，所述狭缝组件的不同导电区受不同的电势控制。
可选的，不同的所述导电区分别接入电压不同的电源，以使不同的所述导电区的电势不同。
可选的，所述离子发生组件和所述校准组件之间还设置有加速组件，用于加速所述离子束中的离子。
可选的，所述狭缝组件和所述硅片之间还设置有法拉第杯，用于测量到达所述硅片表面的离子的数量。
综上所述，本发明提供一种狭缝组件及离子注入机台，其中，所述狭缝组件包括中心设置有狭缝的基板，所述基板包括至少两个沿所述狭缝的开口方向呈直线排布的导电区，且相邻的两个导电分区之间设置有隔离区，所述狭缝横跨所有的所述导电区。本发明对带状离子束进行分区调速，使带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片的表面，从而减少或避免离子注入后硅片表面出现Rs值或TW值分布不对称的情况，提高了离子注入的均匀性。
附图说明
图1为一完成离子注入的硅片表面的Rs值或TW值分布情况；
图2为一离子注入机台的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的狭缝组件的结构示意图；
图4和图5为本发明一实施例提供的离子注入机台的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的离子注入机台中狭缝组件的结构示意图；
其中，附图标记如下：
1-扫描电场；2-校正磁场；3-硅片；
4-基板；41-导电区；42-隔离区；43-狭缝；
5-离子注入机台；51-离子发生组件；52-加速组件；53-校正组件；54-狭缝组件；541-电源；55-法拉第杯；6-硅片。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图3为本发明一实施例提供的狭缝组件的结构示意图。参阅图3，本实施例所述的狭缝组件4用于实现离子束的分区调速，包括中心设置有狭缝43的基板41，所述基板41包括至少两个沿所述狭缝43的开口方向呈直线排布的导电区41，且相邻的两个导电分区41之间设置有隔离区42，所述狭缝43横跨所有的所述导电区41。
本实施例中，所述基板41和所述狭缝43的形状均为矩形，在本发明的其他实施例中，所述基板41和所述狭缝43的形状及大小可以根据实际需要调整为其他形状，本发明对此不作限制。需要说明的是，所述狭缝43的长度和宽度通常与离子注入机台的尺寸有关，例如，8inch的离子注入机台中，所述狭缝的长度为250mm～300mm，宽度为90mm～100mm；12inch的离子注入机台中，所述狭缝的长度为400mm～450mm，宽度为100mm～110mm。
本实施例中，不同的所述导电区41受不同的电势控制。可选的，所述导电区41的材料包括石墨，所述隔离区42的材料包括含氧化铝或氧化铁的树脂或陶瓷。可选的，所述隔离区42的宽度为2～5mm。
图4和图5为本实施例提供的离子注入机台的结构示意图。参阅图4和图5，相应地，本实施例还提供一种离子注入机台5，包括离子发生组件51、校正组件53及所述狭缝组件54，其中，
所述离子发生组件51用于产生离子束；
所述校正组件53设置于所述离子发生组件51的出口处，用于对所述离子束施加校正磁场，以形成带状离子束；
所述狭缝组件54设置于所述校正组件53的出口处，用于对所述带状离子束进行分区调速，以使所述带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片6的表面。
继续参阅图5，本实施例中，所述狭缝组件54包括三个宽度相同的导电区41及两个宽度相同的隔离区42，在本发明的其他实施例中，所述导电区41和所述隔离区42的数量可以根据实际需要进行调整，不同的所述导电区41和所述隔离区42的宽度也可以根据实际需要进行调整，本发明对此不作限制。
图6为本实施例提供的离子注入机台中狭缝组件的结构示意图。参阅图6，本实施例中，所述狭缝组件54的不同导电区41受不同的电势控制，不同的所述导电区41分别接入电压不同的电源541，以使不同的所述导电区41的电势不同。具体的，所述电源541的正极与所述导电区41相连，所述电源541的负极接入所述离子注入机台5的零电位。
可选的，所述离子发生组件51和所述校准组件53之间还设置有加速组件52，用于加速所述离子束中的离子；所述狭缝组件54和所述硅片6之间还设置有法拉第杯55，用于测量到达所述硅片6表面的离子的数量。
本实施例所述的离子注入机台进行离子注入的过程包括：
所述离子发生组件51产生离子束并射入所述加速组件52，所述离子束中的离子经过所述加速组件52加速后以一设定速度进入所述校正组件53。由于所述离子束中不同离子的带电量不同，因此，带电量不同的离子在所述校正组件53的偏转磁场中的偏转半径不同，从而形成带状离子束并射入所述狭缝组件54。
由于所述偏转磁场并不会改变离子的速度，且带电量不同的离子在所述偏转磁场中的偏转半径不同，因此，带电量不同的离子的运动路径不同。同时产生的带电量不同的离子Z1、Z2和Z3在某一时刻的位置可以参阅图5，此时，所述离子Z1、Z2和Z3的速度相同，与所述硅片6的距离不同，因此，所述离子Z1、Z2和Z3到达所述硅片6所需的时间不同。然而，离子在离子注入机台内的运动时间越长，与所述离子注入机台的反应腔的腔壁发生碰撞并转换成中性粒子的几率越高。为了避免上述情况，可以通过所述狭缝组件54对不同运动路径上的离子速度进行调整，使离子Z1、Z2和Z3到达所述硅片6的表面所需的时间相同，从而使离子Z1、Z2和Z3转换成中性粒子的几率相同，减少或避免离子注入后硅片6表面出现Rs值或TW值分布不对称的情况，进而提高所述硅片6的离子注入的均匀性。
综上，本发明提供一种狭缝组件及离子注入机台，其中，所述狭缝组件包括中心设置有狭缝的基板，所述基板包括至少两个沿所述狭缝的开口方向呈直线排布的导电区，且相邻的两个导电分区之间设置有隔离区，所述狭缝横跨所有的所述导电区。本发明对带状离子束进行分区调速，使带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片的表面，从而减少或避免离子注入后硅片表面出现Rs值或TW值分布不对称的情况，提高了离子注入的均匀性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种狭缝组件，用于实现离子束的分区调速，其特征在于，包括中心设置有狭缝的基板，所述基板包括至少两个沿所述狭缝的开口方向呈直线排布的导电区，且相邻的两个导电分区之间设置有隔离区，所述狭缝横跨所有的所述导电区。
2.如权利要求1所述的狭缝组件，其特征在于，不同的所述导电区受不同的电势控制。
3.如权利要求1所述的狭缝组件，其特征在于，所述狭缝的形状包括矩形。
4.如权利要求1所述的狭缝组件，其特征在于，所述导电区的材料包括石墨，所述隔离区的材料包括含氧化铝或氧化铁的树脂或陶瓷。
5.如权利要求1所述的狭缝组件，其特征在于，所述隔离区的宽度为2～5mm。
6.一种离子注入机台，其特征在于，包括离子发生组件、校正组件及如权利要求1～5中任一项所述的狭缝组件，其中，
所述离子发生组件用于产生离子束；
所述校正组件设置于所述离子发生组件的出口处，用于对所述离子束施加校正磁场，以形成带状离子束；
所述狭缝组件设置于所述校正组件的出口处，用于对所述带状离子束进行分区调速，以使所述带状离子束中同时产生的离子同时到达硅片的表面。
7.如权利要求5所述的离子注入机台，其特征在于，所述狭缝组件的不同导电区受不同的电势控制。
8.如权利要求7所述的离子注入机台，其特征在于，不同的所述导电区分别接入电压不同的电源，以使不同的所述导电区的电势不同。
9.如权利要求5所述的离子注入机台，其特征在于，所述离子发生组件和所述校准组件之间还设置有加速组件，用于加速所述离子束中的离子。
10.如权利要求5所述的离子注入机台，其特征在于，所述狭缝组件和所述硅片之间还设置有法拉第杯，用于测量到达所述硅片表面的离子的数量。
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