一種離子注入機的預處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種離子注入機的預處理方法，該方法包括兩個預處理階段；在第一預處理階段，向所述離子注入機的離子源反應室通入一預處理氣體，對所述離子源反應室進行清洗處理；在第二預處理階段，將離子源能量調節至50keV，終端電壓調節至10kV，以產生預設束流，使所述預設束流沿著離子注入機的束流通道射出，用于對所述離子注入機進行清洗處理。采用二氟化硼代替Ar氣體作為預處理氣體進行清洗處理，縮短了預處理時間，提高了生產周期，以及高清洗和換源效率，并保證了離子束的均一性，其中，清洗效率高達80％～95％。
【專利說明】-種離子注入機的預處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及半導體領域，尤其設及一種可提高離子注入機生產周期的預處理方 法。
【背景技術】
[0002] 在半導體制造技術發展的同時，晶圓制造廠也在逐步擴展產能，注入工藝作為半 導體工藝流程中非常重要的一環，尤其是集成前段設及到的離子注入步驟也相當多，因而 離子注入的效率對制造工廠的產能的貢獻尤為關鍵。
[0003] 離子注入的種類繁多，通常要求機臺能夠在不同源種之間進行切換。因此在換 源之前需要進行一步或多步預處理（pretreatment)，通入氣氣（Ar)，對離子源反應室 (source chamber)部分進行清洗（purge)處理；然后將離子源能量（source HV)加到 20kev，終端電壓（terminal HV)加到40kev，W產生Ar+束流，使之沿著束流通道化earn guide)射出，從而達到對整個離子注入機（imp)清洗處理的目的。
[0004] 當機臺在離子注入完成之后，在反應室W及束流通道上都會有不同程度沉積物 1 (含有多種元素的附著物）產生，如果僅僅通過Ar氣體進行預處理，沉積物1還是會殘留 在通道壁上，如圖la和圖化所示。當進行目標離子源注入時，沉積物1在受熱情況下會進 行揮發，W干擾離子束2,從而影響束流純度。
[0005] 中國專利（CN1977351A)公開了一種襯底的等離子體離子注入方法，所述方法包 括：提供包含處理室、在處理室內生產等離子體的源、在處理室內支持襯底的臺板和加速離 子從等離子體進入襯底的電壓電源的等離子體離子注入系統；在處理室的內表面上沉積新 涂層，所述涂層在組成上類似于由襯底的等離子體離子注入所產生的沉積膜；在沉積新涂 層之前，通過使用一種或多種活性清洗前體除去舊膜來清洗處理室的內表面；根據等離子 體離子注入方法進行襯底的等離子體離子注入和在一個或多個襯底的等離子體離子注入 之后重復清洗處理室的內表面和沉積新涂層的步驟。
[0006] 該專利解決了可將襯底處理系統中的處理室保持恒定的條件，從而保證過程控制 的可重復性，但并沒有解決當進行目標離子源注入時，沉積物在受熱情況下會進行揮發，W 干擾離子束，從而影響束流純度的問題。
[0007] 中國專利（CN102668016A)公開了一種離子注入系統及方法，提供滲雜氣體饋送 線路中滲雜氣體的冷卻，W對抗由于電弧腔室生成的熱量而造成滲雜氣體的加熱與分解， 例如使用諸如B2F4的棚源材料，或其它BF3的替代物。在此描述了各種電弧腔室熱管理的 設置，W及等離子體特性的改變、特定流動設置、清洗處理過程、功率管理、平衡偏移、提取 光學器件的最優化、流動通道中的沉積物的探測，W及源壽命的最優化，W實現離子注入系 統的有效操作。
[000引該專利通過改善處理工藝與系統，從而實現了注入器的增強、提高了處理效果、延 長了操作壽命，并且實現了最小化注入器裝置的離子源區域中非揮發性物料的積累。但并 沒有解決當進行目標離子源注入時，沉積物在受熱情況下會進行揮發，W干擾離子束，從而 影響束流純度的問題。
【發明內容】
[0009] 針對現有的預處理方法存在的上述問題，現提供一種旨在實現提高離子注入機的 換源效率、提高生產周期、且保持離子束的均一性的離子注入機的預處理方法。
[0010] 具體技術方案如下：
[0011] 一種離子注入機的預處理方法，包括兩個預處理階段；
[0012] 在第一預處理階段，向所述離子注入機的離子源反應室通入一預處理氣體，對所 述離子源反應室進行清洗處理；
[0013] 在第二預處理階段，將離子源能量調節至50keV，終端電壓調節至lOkV，W產生預 設束流，使所述預設束流沿著離子注入機的束流通道射出，用于對所述離子注入機進行清 洗處理。
[0014] 優選的，所述預處理氣體采用二氣化棚。
[0015] 優選的，所述第一預處理階段消耗的時間在5min至lOmin之間。
[0016] 優選的，所述第二預處理階段消耗的時間在2min至5min之間。
[0017] 優選的，所述離子注入機的起電弧電流為5A。
[001引優選的，所述離子注入機的起電弧電壓為110V。
[0019] 優選的，在所述第一預處理階段之前需關閉所述離子源能量和所述終端電壓。
[0020] 上述技術方案的有益效果：
[0021] 采用二氣化棚代替Ar氣體作為預處理氣體進行清洗處理，縮短了預處理時間， 提高了生產周期，W及高清洗和換源效率，并保證了離子束的均一性，其中，清洗效率高達 80%?95%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖la-化為采用氣氣作為預處理氣體進行預處理的示意圖；
[0023] 圖2為現有技術本發明技術的預處理效率對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。
[0026] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。
[0027] 一種離子注入機的預處理方法，包括兩個預處理階段；
[002引在第一預處理階段，向離子注入機的離子源反應室通入一預處理氣體，對離子源 反應室進行清洗處理；
[0029] 在第二預處理階段，將離子源能量調節至50keV，終端電壓調節至lOkV，W產生預 設束流，使預設束流沿著離子注入機的束流通道射出，用于對離子注入機進行清洗處理。
[0030] 在本實施例中，預處理氣體采用二氣化棚。采用二氣化棚代替Ar氣體作為預處理 氣體進行清洗處理，縮短了預處理時間，提高了生產周期，W及高清洗和換源效率，并保證 了離子束的均一性，其中，清洗效率高達80 %?95 %。
[0031] 在現有的預處理過程中，通常將氣氣作為預處理氣體進行清洗處理，在第一預 處理階段所消耗的時間約為lOmin?20min，預處理第二預處理階段所消耗的時間約為 5min?lOmin，根據前一次源種的不同時間會稍微有所差異，清洗效率約為70?85 %，如圖 2所示曲線。--，，表示氮氣，圖2中橫坐標表示預處理時間，縱坐標表示預處理效率。
[0032] 在本實施例中采用二氣化棚作為預處理氣體進行清洗處理，在預處理的第一預處 理階段所耗時間為5min?lOmin，預處理第二預處理階段所消耗的時間為2min?5min，根 據前一源種的不同時間會稍有差異，總體時間約7min?15min，清洗效率約為80 %?95%， 如圖2所示曲線"-?-，，表示二氣化測。
[0033] 離子源反應室及后段一些反射擋板上的沉積物中富含各種元素，在受熱的情況， 會揮發出來影響后續束流的均一性，而采用二氣化棚作為預處理氣體，二氣化棚中的鵬原 子團可W附加化學刻蝕的功效，提高清洗效率。
[0034] 其工作原理為：
[003引 6尸2二 B++2 [F]+e,
[0036] y [円+X [時=Rx 巧（g)，
[0037] 其中R元素包括H，Ge，C等，g表示可揮發氣體，二氣化棚可與上一個源種離子注 入后殘留的元素進行反應生成易揮發的氣體，從而達到清洗效果。
[003引在優選的實施例中，在第一預處理階段之前需關閉離子源能量和終端電壓；
[0039] 離子注入機的起電弧電流為5A，離子注入機的起電弧電壓為110V。如表1所示，表 1為離子注入機傳統換源（氣氣作為預處理氣體）與改良后（二氣化棚作為預處理氣體） 的參數對比表。
[0040] 表 la
[0041]
【權利要求】
1. 一種離子注入機的預處理方法，其特征在于，包括兩個預處理階段； 在第一預處理階段，向所述離子注入機的離子源反應室通入一預處理氣體，對所述離 子源反應室進行清洗處理； 在第二預處理階段，將離子源能量調節至50keV，終端電壓調節至lOkV，W產生預設束 流，使所述預設束流沿著離子注入機的束流通道射出，用于對所述離子注入機進行清洗處 理。
2. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，所述預處理氣體采用 二氣化棚。
3. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，所述第一預處理階段 消耗的時間在5min至lOmin之間。
4. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，所述第二預處理階段 消耗的時間在2min至5min之間。
5. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，所述離子注入機的起 電弧電流為5A。
6. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，所述離子注入機的起 電弧電壓為110V。
7. 如權利要求1所述的離子注入機的預處理方法，其特征在于，在所述第一預處理階 段之前需關閉所述離子源能量和所述終端電壓。
【文檔編號】H01J37/32GK104465292SQ201410710134
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】余德欽, 邱裕明, 肖天金 申請人:上海華力微電子有限公司