局部离子注入设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于将离子注入晶片的设备以及局部离子注入方法。此局部离子注入设备和方法期望地提供对所注入的掺杂剂的能量的控制。该局部离子注入设备通常包括离子束发生器、以及第一和第二减速单元。该第一减速单元减速由该离子束发生器产生的离子束的能量；且随后的第二减速单元根据晶片区域将该能量进一步减速为不同能量水平，其中离子将被注入晶片区域。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】本申请是申请日为2008年3月24日、申请号为200810087230.0、专利技术名称为“”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术一般涉及离子注入设备和方法，更具体而言涉及。
技术介绍
许多单位工艺被形成来制作半导体存储器，例如动态随机存取存储器(DRAM)。这些单位工艺包括堆叠工艺、蚀刻工艺、离子注入工艺、光刻工艺等，且通常是在晶片内实施。离子注入工艺是这样的工艺，其中注入硼或砷的掺杂剂离子被强电场加速并穿过晶片的表面。材料的电学特性通过离子注入工艺可以被改变。在晶片所有范围，通常始终以相同的剂量来将离子注入至晶片内。这在离子注入工艺中是优选的，不过这也会负面地影响其它单位工艺。特定单位工艺的结果为，堆叠膜的厚度或蚀刻程度在晶片所有范围内变得不均匀，因为每个单位工艺的许多参数无法精确地控制。因此，由于未精确控制的参数，存在意外的容差。例如，在晶体管的制作中，结区域通常形成为具有轻掺杂漏极(LDD)结构以抑止沟道相应。为此，间隔物膜形成于栅极的侧壁上，且深源极/漏极区域以间隔物膜和栅极为离子注入掩模通过离子注入来形成。然而，在执行以形成间隔物膜的单位工艺(堆叠工艺、掩模工艺和蚀刻工艺)中，间隔物膜的长度或厚度在晶片所有范围内无法基本上均匀。进而，离子注入无法在晶片所有范围内均匀地执行。也就是说，在晶片的中心和边缘之间存在掺杂剂剂量的偏差。由于该非均匀性，包括晶体管阈值电压的许多参数在同一晶片内是不同的。考虑到晶片朝尺寸增大发展的目前趋势，这会导致严重的问题。
技术实现思路
本专利技术公开了一种通过期望地控制注入掺杂剂的能量来将离子注入晶片的可离子注入区域的方法和设备。该设备通常包括离子束发生器、以及能够减速离子束的能量的第一和第二减速单元。更具体而言，该第一减速单元能够初级减速由该离子束发生器产生的离子束的能量。该第二减速单元能够根据晶片的可离子注入区域将被初级减速的该离子束的能量减速为第一或第二能量水平，其中离子将被注入该晶片的可离子注入区域。该第二减速单元优选地包括能够被施加电压的至少一个电极。该设备优选地包括晶片支架，该晶片支架可调节以定位该晶片的第一区域来接收具有该第一能量的该离子束并将其注入该第一区域内，以及可调节以定位该晶片的第二区域来接收具有该第二能量的该离子束并将其注入该第二区域内。该晶片支架优选地是可调节的，可旋转的与/或是可变化地倾斜的，以沿基本上垂直于所注入的离子束的方向来定位该晶片。根据一个实施例，以非均匀能量将离子注入晶片的局部离子注入设备包括:离子束发生器单元，用于产生离子束；第一减速单元，用于初级(最初)减速由该离子束发生单元产生的离子束的能量；以及后续第二减速单元，用于根据该晶片的区域将被该第一减速单元初级减速的能量次级减速为不同的第一或第二能量，其中离子束将被注入晶片的这些区域。该第二减速单元优选地包括至少一个减速电极。通过将具有不同水平的电压施加到该减速电极，可以实现通过第二减速单元将该能量减速为第一或第二能量。该第二减速单元优选地在离子束注入晶片的第一区域的情况下将该离子束的能量减速为第一能量，以及在离子束注入晶片的第二区域的情况下将该离子束的能量减速为第二能量。该局部离子注入设备优选地包括晶片支架(或支座)，用以支持该晶片，使得离子束穿过第二减速单元而注入该晶片，以及用以移动该晶片，使得具有第一能量的离子束注入晶片的第一区域且具有第二能量的离子束注入晶片的第二区域。在各种优选实施例中，晶片支架能够沿基本上垂直于所注入的离子束的方向来定位该晶片，旋转该晶片，与/或倾斜该晶片使得所注入的离子束与晶片表面之间的角度是变化的。该方法通常包括:提供具有第一和第二可离子注入区域；产生离子束；将该离子束的能量减速到第一能量水平；以及随后根据该晶片的区域，将该第一能量水平的离子束的能量进一步减速到不同的第一或第二能量水平。该方法还包括，将来自具有该第一能量水平的该离子束的离子注入到第一晶片区域，并将来自具有该第二能量水平的该离子束的离子注入到第二晶片区域。该方法还包括移动该晶片，使得来自具有该第一能量水平的该离子束的离子注入到该第一晶片区域，以及来自具有该第二能量水平的该离子束的离子注入到该第二晶片区域。根据一个实施例，其中离子按非均匀能量注入晶片的局部离子注入方法包括:产生离子束?’初级(最初)减速该离子束；以及根据该晶片的区域，将该初级减速的离子束次级减速到不同的第一或第二能量，使得具有第一能量的该离子束注入到晶片的第一区域以及具有第二能量的该离子束注入到晶片的第二区域。根据另一实施例，该方法可进一步包括移动该晶片，使得具有第一能量的该离子束注入到晶片的第一区域，以及具有第二能量的该离子束注入到晶片的第二区域。本领域技术人员在阅读下述详细说明，并结合附图和权利要求，可以显见本专利技术的附加特征。【附图说明】参考下述详细说明和附图，从而更全面理解本专利技术。附图中:图1为依据本专利技术的局部离子注入设备的示意图；图2为说明根据图1设备的离子束的位置的离子束能量变化的曲线图；图3为说明具有图2的能量变化的离子束的注入浓度的曲线图；图4至6为说明使用图1设备的局部离子注入方法的实施例的视图；图7说明使用图4至6的局部离子注入方法注入到晶片的离子的注入浓度的分布；以及图8说明使用该局部离子注入方法注入到晶片的离子的注入浓度的另一分布。尽管所披露的方法和设备可具有各种形式的实施例，不过在图中说明(且将在下文描述)具体实施例，应理解该公开内容是说明性的，而非旨在将该方法和设备限制在此处所描述和说明的具体实施例。【具体实施方式】本专利技术披露了一种通过期望地控制注入掺杂剂的能量来将离子注入晶片的可离子注入区域的方法和设备。该设备通常包括离子束发生器、以及能够减速离子束的能量的第一和第二减速单元。更具体而言，该第一减速单元能够初级减速由该离子束发生器产生的离子束的能量。该第二减速单元能够根据晶片的可离子注入区域将被初级减速的该离子束的能量减速为第一或第二能量水平，其中离子将被注入该晶片的可离子注入区域。该第二减速单元优选地包括能够被施加电压的至少一个电极。该设备优选地包括晶片支架，该晶片支架可调节以定位该晶片的第一区域来接收具有该第一能量的该离子束并将其注入该第一区域内，以及可调节以定位该晶片的第二区域来接收具有该第二能量的该离子束并将其注入该第二区域内。该晶片支架优选地是可调节的，可旋转的与/或是可变化地倾斜的，以沿基本上垂直于所注入的离子束的方向来定位该晶片。该方法通常包括:提供具有第一和第二可离子注入区域；产生离子束；将该离子束的能量减速到第一能量水平；以及随后根据该晶片的区域，将该第一能量水平的离子束的能量进一步减速到不同的第一或第二能量水平。该方法还包括，将来自具有该第一能量水平的该离子束的离子注入到第一晶片区域，并将来自具有该第二能量水平的该离子束的离子注入到第二晶片区域。该方法还包括移动该晶片，使得来自具有该第一能量水平的该离子束的离子注入到该第一晶片区域，以及来自具有该第二能量水平的该离子束的离子注入到该第二晶片区域。所披露的方法和设备在下文结合附图予以更详细的描述，其中不同附图中相同的参考数字表示相同或相似的元件。参考图1，局部离子注入设备包括:离子束发生单元，产生离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部离子注入方法，包括：提供具有第一和第二可离子注入区域的晶片；产生离子束；初始减速所产生的离子束；根据所述晶片的区域，将初始减速的离子束进一步减速到不同的第一或第二能量水平；具有所述第一或第二能量水平的离子束进入分析器，该分析器选择性地将进入分析器的离子束的所需部分移动到指定的路径；以及将来自具有所述第一能量水平的所述离子束的离子注入到第一晶片区域，并将来自具有所述第二能量水平的所述离子束的离子注入到第二晶片区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢俓奉，金东锡，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR