一种等离子体掺杂设备包括等离子体源，所述等离子体源产生脉冲的等离子体。压板接近等离子体源而支撑基板以供等离子体掺杂。结构吸附薄膜，所述薄膜在被解吸附时提供多个中性。偏压电源产生偏压波形，所述偏压波形具有将等离子体中的离子吸引至基板以供等离子体掺杂的负电位。辐射源照射吸附在结构上的薄膜，藉此解吸附薄膜且产生多个中性，所述多个中性在来自等离子体的离子被吸引至基板时使离子散射，藉此执行共形等离子体掺杂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用高中性密度等离子体植入的共形掺杂 这里用到的本节标题仅是为了一种组织性目的，不应限制于本专利技术所描述的技术方案。
技术介绍
近几十年来，等离子体处理(plasma processing)已广泛用于半导体以及其他工 业中。等离子体处理用于诸如清洗(cleaning)、蚀刻(etching)、研磨(milling)以及沉积 (exposition)的任务。近年来，等离子体处理已用于掺杂。等离子体掺杂有时称作PLAD或 等离子体浸没离子植入(plasmaimmersion ion implantation,PIII)。已对等离子体掺杂 系统(plasma dopingsystem)进行开发，以便满足一些现代电子以及光学装置的掺杂要求。 等离子体掺杂系统与现有射束线离子植入系统在根本上不同，所述现有射束线离 子植入系统用电场来加速离子，且接着根据离子的质荷比(mass-to-charge ratio)对离子 进行过滤，以便选择所要离子以供植入。反之，等离子体掺杂系统将靶材浸没于含有掺杂剂 离子的等离子体中，且用一系列负电压脉冲来偏压靶材。本文中将术语"靶材"定义为正进 行植入的工件，诸如，正进行离子植入的基板或晶圆。靶材上的负偏压将电子排斥出靶材表 面，藉此形成正离子鞘。等离子体鞘内的电场将离子朝向靶材加速，藉此将离子植入至靶材 表面中。 本专利技术是关于共形等离子体掺杂。本文中将术语"共形掺杂"定义为以大体上保 留表面特征的角度的方式来掺杂平坦以及非平坦表面特征。在文献中，共形掺杂有时指代 用令平坦特征以及非平坦特征上皆具有均一掺杂轮廓的方式来掺杂平坦特征以及非平坦 特征。然而，如本文中所定义的共形掺杂可(但未必)在基板的平坦特征以及非平坦特征 上皆具有均一掺杂轮廓。 为了让本专利技术的上述和其他优点能更明显易懂，下文特举其较佳实施例，并配合 附图予以详细说明。附图未必依其实际比例显示，通常会特别强调以便说明本专利技术的原理。附图说明 图1说明执行根据本专利技术实施例的共形掺杂的等离子体掺杂系统的示意图。 图2A说明适用于根据本专利技术实施例的等离子体掺杂的脉冲RF波形。 图2B说明由偏压源产生的偏压波形，所述偏压源在偏压周期期间将负电压施加至基板以便执行等离子体掺杂。 图2C说明由辐射源产生的强度波形，所述辐射源根据本专利技术实施例而解吸附经 吸附的薄膜层以产生中性。具体实施例方式在本说明书中提到"一个实施例"或"一实施例"时是指结合所述实施例而描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书中各处出现的短语 "在一个实施例中"未必全部指代同一实施例。 应了解，只要本专利技术仍可操作，可以任何次序执行本专利技术方法的各个步骤及/或 同时执行本专利技术方法的各个步骤。此外，应了解，只要本专利技术仍可操作，本专利技术的设备以及 方法可包括任何数目或全部所描述的实施例。 现在将参照附图中所示的本专利技术例示性实施例来更详细地描述本专利技术的启示。虽 然结合各种实施例以及实例来描述本专利技术的启示，但并不希望本专利技术的启示限于此等实施 例。反之，本领域技术人员应了解，本专利技术的启示涵盖各种替代、修改以及等效物。本领域技 术人员在阅读本文中的启示后应认识到额外实施方案、修改及实施例以及其他使用领域， 所述各者在如本文中所描述的本揭露案的范畴内。举例而言，虽然结合等离子体掺杂来描 述本专利技术，但也可将用于产生使离子散射的中性(neutral)以增强共形掺杂的方法以及设 备应用于现有射束线离子植入系统。 现在人们正在开发三维装置结构，以便增加ULSI电路的可用表面积，且将装置规 模扩展至65奈米以下的技术节点。举例而言，人们正在研究实验室中开发在DRAM中使用 的三维沟槽电容器以及使用垂直通道晶体管的许多类型装置(诸如，FinFET(双闸极或三 闸极))以及凹入通道阵列晶体管(recessedchannel array transistor, RCAT)。这些三 维装置中的许多装置要求共形掺杂装置上的不同特征。另外，许多其他类型的现代电子及 光学装置以及奈米技术微结构要求共形掺杂。 很难用已知离子植入方法来达成共形以及三维植入。特定而言，难以在具有高密 度、高间距及/或大的垂直纵横比的装置上达成共形或三维植入，所述各种装置要求很小 范围内的植入角度。 执行共形离子植入的许多已知方法使用多个成角的射束线离子植入步骤来获得 三维植入覆盖。在此等已知方法中，将靶材(target)以物理形式相对于离子束成多个角度 而定位达预定时间，以便执行多个成角植入。执行多个射束线成角植入可显著减小植入产 量，减小倍数等于离子植入的数目。已经成功地将这种共形掺杂方法用于为了研究以及开 发目的而制造的一些低密度结构，但用来制造大多数装置不太实际。 等离子体掺杂良好地适用于共形以及三维植入。在等离子体掺杂设备中，正离子 鞘(sheath)在鞘边界与靶材表面之间产生电场。此电场将离子朝向靶材加速且将离子植 入至靶材表面中。共形等离子体掺杂可得以实现，这是因为，当鞘厚度小于或等于表面中的 波动尺寸时，鞘边界良好地贴合靶材的表面特征，所述波动是因离子相对于区域表面构形 以直角入射角击打表面而引起。此现象可用于使用等离子体浸没掺杂来共形地植入大靶材 的方法中。然而，使用此现象的方法对于具有密集及/或高纵横比结构的小靶材并不奏效。 也可藉由形成使离子/中性在等离子体中散射的条件来执行共形等离子体掺杂， 所述条件导致等离子体中离子角度的特定所要分布。然而，藉由使用离子/中性散射，目前 仅可在等离子体掺杂系统中形成有限范围内的离子角度。因为在等离子体中发生不当放电 (诸如，电弧放电以及微放电)的机率随着等离子体中中性密度的增加而增加，所以离子/ 中性散射是有限的。另外，随着中性密度的增加，总的等离子体均一性降低。因此，当离子 /中性散射达到特定程度时，将存在不当放电以及相对不良的均一性，而所述两者对于大多 数等离子体掺杂制程而言将是不可接受的。 藉由使用处于等离子体外部的中性源来使离子散射以供离子植入，达成本专利技术的 共形掺杂。在一个实施例中，外部中性源包括吸附剂薄膜层，所述吸附剂薄膜层经定位以与等离子体中的离子相互作用，以便使离子散射以供植入。举例而言，可在正进行植入的靶材 上沉积吸附剂薄膜层。又，可在接近靶材的结构上或在处理腔室中的某处沉积吸附剂薄膜层。 图1说明执行根据本专利技术的共形掺杂的等离子体掺杂系统100的示意图。应了 解，所述等离子体掺杂系统100仅是可执行根据本专利技术的共形掺杂的等离子体掺杂系统的 许多可能设计中的一种。等离子体掺杂系统100包括感应耦合式等离子体源101，所述感 应耦合式等离子体源101具有平面RF线圈以及螺旋RF线圈两者，且也具有传导顶部部分。 2004年12月20日申请的名为"具有感应顶部部分的RF等离子体源(RF Plasma Source with ConductiveTop Section)"的美国专利申请案第10/905， 172号中描述了类似的RF感 应耦合式等离子体源，该案已让与给本专利技术的受让人。美国专利申请案第10/905， 172号的 完整说明书以引用方式并入本文中。等离子体掺杂系统100中所绘示的等离子体源101非 常适用于等离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体掺杂设备，包括：ａ．等离子体源，其产生脉冲等离子体；ｂ．压板，其接近所述等离子体源而支撑基板以供等离子体掺杂；ｃ．结构，其吸附薄膜，所述薄膜在被解吸附时产生多个中性；以及ｄ．偏压电源，其具有电连接至所述压板的输出，所述偏压电源产生偏压波形，所述偏压波形具有负电位，所述负电位将所述等离子体中的离子吸引至所述基板以供等离子体掺杂；以及ｅ．辐射源，其照射吸附在所述结构上的所述薄膜，以便解吸附所述经吸附的薄膜且产生所述多个中性，所述多个中性在来自所述等离子体的所述离子被吸引至所述基板时使所述离子散射，藉此执行共形等离子体掺杂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：史帝文R沃特，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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