[发明专利]一种低能大束流离子注入机均匀性调节的方法

说明书

本发明属于半导体芯片制造领域，特别涉及低能大束流离子注入机对硅晶圆注入离子工艺中的自动均匀性调节方法。一种低能大束流离子注入机均匀性调节的方法包括：线圈组的调节方法(1)、磁极组的调节方法(2)。其特征是先通过调节低能大束流机台特有的多个通电线圈的电流值，其次调节多个磁极的磁间距值来改变机台磁场分布环境，使离子束均匀注入至硅晶圆表面。其有益效果是：可以代替人工凭经验调节线圈组和磁极组的操作，节约调节均匀性指标的时间，提高晶圆注入剂量精度和稳定性。

技术领域

本发明属于半导体芯片制造领域，特别涉及低能大束流离子注入机对硅晶圆注入离子工艺中的自动均匀性调节方法。

背景技术

半导体芯片被广泛的应用于人们衣食住行中，各行业对于半导体芯片的性能要求也逐步提高，作为生产半导体芯片的重要环节，低能大束流离子注入机在大尺寸晶圆注入中起着关键作用，作为离子注入工艺过程中重要指标的均匀性与重复性备受关注。束流在通过低能大束流离子注入机注入至硅晶圆时，会依次通过线圈组与磁极组这两个重要的硬件，调节这两个硬件是降低均匀性指标的关键。由于线圈组和磁极组中需要调节的磁极和线圈个数较多，人工凭借经验调节既费时又有很多局限性，因此一种自动调节低能大束流离子注入机均匀性指标的调节方法很重要。

线圈组在前，磁极组在后，当前端离子源产生的束流稳定且均一性相对较小时仅通过调节磁极组能够使均匀性降低至客户要求的指标。磁极组的调节主要依靠调节每对磁级之间的间距但在设备中磁极间距调节范围有限并不能保证最终均匀性指标，因此先调节磁极组前方的线圈组将均匀性指标压低很有必要，专利CN 105895487A中所描述仅通过调节刺激组，且在调节过程中选3组磁极作为模型求解参数来矫正均匀性，虽然在一定程度上能够快速降低均匀性指标，但对于半导体芯片批量生产，保证每个芯片性能统一，使均一性指标降低至0.5％乃至于更低具有一定的局限性。

上述有关于低能大束流均一性调节方法存在一些局限性：

1.传统凭操作人员经验调节均匀性速度慢，且精度低。

2.仅调节磁极组降低均匀性的方法不利于机台性能的进一步升级。

发明内容

本发明的主要目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种更可靠的调节方法。能够对低能大束流机台中的线圈组与磁极组进行调节，从而降低均匀性指标实现技术突破。

在研究过程中发现，受机台本身硬件影响，线圈组通电流对于调节范围内各采样点都影响；磁极磁间距的调节，只影响单个磁极与其相对应部分范围。针对这一特性提出本发明内容。

如图2所示具体方法步骤如下：

1)初始化线圈组和磁极组。

2)采集束流截面流强并求得流强均值J₀。

3)单个线圈逐次通过相同电流I，建立电流变化和流强变化ΔJ_p关系。

4)结合线圈组调节限制，用计算机求解，得到一组电流调节解。

5)将各个线圈调节值输入机台。

6)判断是否达到预期均匀性，若没有则继续重复线圈组调节的3)至6)，若达到则进入磁极组的调节。

7)初始化磁极组。

8)采集束流截面流强并求得流强均值J₁。

9)每个磁极按顺序依次调节相同距离d，建立磁间距变化和流强变化ΔJr关系。

10)结合磁极组调节限制，用计算机求解，得到一组磁极调节解

11)将磁极调节值输入机台

12)判断是否达到预期均匀性，若没有则继续重复磁极组调节的9)至12)，若达到则结束。