[发明专利]提升晶圆离子植入剂量比例的离子布植方法与系统

说明书

本发明提出一种提升晶圆离子植入剂量比例的离子布植方法与系统，以让离子束仅仅扫描部分的晶圆的方式来达到高对比剂量布植。本发明所述方法包括：提供晶圆与离子束，该晶圆有至少一个布植区域与至少一个非布植区域；以及以至少一个横向移动步骤使该离子束扫描该晶圆，其中所述横向移动步骤使该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。

【技术领域】

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】

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。

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。

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10a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。

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10b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10b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。