改善离子注入的方法
【专利摘要】本发明提供一种改善离子注入的方法，属于离子注入【技术领域】，其可解决现有的离子注入设备离子束的稳定性和均匀性差的问题。本发明的离子注入设备离子束的稳定性和均匀性差的问题，通过检测不同减速电压下束流密度和束流分布不均匀度，获得工作减速电压，使离子注入设备在工作减速电压下工作，保证了离子束的均匀性和稳定性，从而保证每个批次和不同批次之间处理的基材的性能保持相对一致。
【专利说明】改善离子注入的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于离子注入【技术领域】，具体涉及一种改善离子注入的方法。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制造中，离子注入用于为显示面板、半导体晶片或者其他工件进行掺杂。掺杂过程通常在基板上进行，为在基板上达到各种预期结果，可以通过注入特定类型的离子来改变基板上的电介质层的扩散能力。
[0003]在实际应用中，离子注入过程是以批次的方式进行的，多个基片被同时注入或者分批次进行处理。以这种方式处理多个或多批基板时，就要求离子注入设备能连续、持续地产生均匀的且稳定的离子束。
[0004]但是常规的离子注入设备在处理大批量的基板时，离子束的稳定性和均匀情况都是不断变化的，离子束的均匀性和稳定性存在很大差异，这就无法保证保证每个批次和不同批次之间处理的基材的均匀性，使得离子注入的稳定性和均匀性成为目前半导体工艺存在的难题。在现有的技术中，为了解决离子注入的稳定性问题，最常用的方法是改进设备的结构，但这种方法成本较高，且离子注入的稳定性仍然较低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决现有技术中离子注入设备离子束的稳定性和均匀性差的问题，提供一种改善离子注入的方法。
[0006]解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种改善离子注入的方法，包括以下步骤:
[0007]S1.检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度；
[0008]S2.根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压；
[0009]S3.在工作减速电压下进行离子注入。
[0010]优选的是，所述检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度，包括以下步骤:
[0011]Sll.设定参数初始值
[0012]设定减速电压的初始值为Vtl，束流密度P C1、束流不均匀度Xtl、减速电压的优化范围为L，束流密度的控制误差范围为P，束流不均匀度控制小于q ；
[0013]S12.初步确定减速电压优化的出发点
[0014]在减速电压为的VdL范围内取m个不同的减速电压测试点，分别测定m个测试点的束流密度P g和束流不均匀度Xg。
[0015]优选的是，所述根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压，包括以下步骤:
[0016]S21.筛选减速电压优化的出发点
[0017]将满足束流密度I P g_P J < P且束流不均匀度Xg < q的η个测试点的减速电压作为减速电压优化的出发点集合；
[0018]将η个减速电压优化的出发点按束流不均匀度Xg由小到大排序，依次作为减速电压优化的出发点；
[0019]S22.预工作减速电压评价
[0020]对减速电压优化的出发点依次进行评价，在第i个减速电压优化的出发点的对应的减速电压\下进行离子注入工艺，获得减速电压Vi时对应的束流不均匀度为Xi,每隔时间周期At记录相应的流分布不均匀度，共测试k次，束流分布不均匀度分别记为
Xir G [xn, xi2,...Xik]; [0021]S23.确定工作减速电压
[0022]将Xh与Xi误差比例I Xh-Xi I /Xi与束流不均匀度控制误差上限W进行比较；
[0023]当^均满足(I Xi^xi I /X) < W时，第i个测试点对应的减速电压Vi确定为工作减速电压；
[0024]当Xir至少一个满足(I Xir-Xi I /Xi)≥W时，贝U i=i+l，执行步骤S22。
[0025]优选的是，所述的P为5% ;所述的q为10%。
[0026]优选的是，所述的m为大于等于10的自然数。
[0027]优选的是，所述的L=Vq/5。
[0028]优选的是，所述的m个测试点在减速电压的Vc^L范围内均匀分布。
[0029]优选的是，所述的W为3%。
[0030]优选的是，所述的K为大于等于10的自然数。
[0031]优选的是，所述的在工作减速电压下进行离子注入包括在工作减速电压下对至少一炔基材进行离子注入。
[0032]本发明提供的改善离子注入的方法，通过对离子注入设备减速电极的减速电压进行调整，获得减速电极的工作减速电压，使束流密度和束流分布不均匀度处于预定的控制范围，从而保证同批或批次间基板的性能一致。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1本发明实施例1中离子注入设备离子束的控制方法的流程框图。
[0034]图2本发明实施例1中检测不同减速电压下束流密度和束流分布不均匀度的流程框图。
[0035]图3本发明实施例1中根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压的流程框图。
【具体实施方式】
[0036]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0037]本发明提供一种改善离子注入的方法，可以在任何类型的离子束注入中应用，使束流密度和束流分布不均匀度处于预定的控制范围，来保证同批或批次间经过离子注入后基板的性能的一致性。
[0038]实施例1[0039]如图1所示，本发明提供一种改善离子注入的方法，包括以下步骤:
[0040]S1.检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度；
[0041]S2.根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压；
[0042]S3.在工作减速电压下进行离子注入。
[0043]具体地，如图2所示，所述的步骤SI检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度，具体包括以下步骤:
[0044]Sll.设定参数初始值
[0045]设定减速电压的初始值为Vtl，束流密度P C1、束流不均匀度Xtl、减速电压的优化范围为L，束流密度的控制误差范围为P，束流不均匀度控制小于q。
[0046]优选的，减速电压的初始值Vtl为前期工艺稳定时的减速电压；束流密度P C1和束流不均匀度Xtl为前期工艺稳定时的减速电压对应的束流密度和束流不均匀度。当操作者认为离子注入工艺不稳定时，可以在减速电压的初始值Vtl附近进行调整，保证离子注入工艺的批次稳定性。
[0047]根据离子注入设备的性能、基材处理的要求经验性地设定离子注入设备的工艺控制参数q、P、L。优选的，束流分布不均匀度小于10%，即q为10% ;束流密度的控制误差范围P为5%。优选的，减速电压的优化范围L为VV5。
[0048]S12.初步确定减速电压优化的出发点
`[0049]在减速电压为的Vc^L范围内取m个不同的减速电压测试点，分别测定m个测试点的束流密度P g和束流不均匀度Xg;
[0050]优选的，m为大于等于10的自然数，测试点选的越多优化得到减速电压也就越准确。
[0051 ] 优选的，所述的m个测试点在减速电压的Vtl ± L范围内均匀分布，这样不易遗漏较优的工作减速电压。
[0052]应当理解的是，上述只是确定只是一种检测不用减速电压下束流密度和束流不均匀度的方法，其它，现有技术的中类似方法也是适用的。
[0053]具体地，如图3所示，所述的步骤S2根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压，具体包括以下步骤:
[0054]S21.筛选减速电压优化的出发点
[0055]将满足束流密度I P g_ P ^ I < P且束流不均匀度Xg < q的η个测试点的减速电压作为减速电压优化的出发点集合；即对上述的测试点进行筛选，找出作为减速电压优化的出发点集合。
[0056]然后，将筛选得到的η个减速电压优化的出发点按束流不均匀度Xg由小到大排序，依次作为减速电压优化的出发点，记为(xgl、xg2、、…、Xg1、…、xgn)。因为束流不均匀度越小的测试点，其离子束的品质越好，在束流密度与设定目标的束流密度满足在一定误差范围内的条件下，优先选择束流不均匀度小的测试点对应的减速电压进行评价。
[0057]S22.预工作减速电压评价
[0058]将减速电压优化的出发点作为预工作减速电压，将预工作减速电压在不同时间点对应的束流不均匀度的波动范围的大小作为对预工作减速电压进行评价的标准，从而确定该预工作减速电压是否为工作减速电压。[0059]按照减速电压优化的出发点中的顺序依次进行预工作减速电压评价，首先对步骤S21中最小束流不均匀度Xgl对应的预工作减速电压V1进行评价，示例的，每个预工作减速电压Vi的评价过程为:在第i个减速电压优化的出发点的对应的减速电压Vi下进行离子注入工艺，在步骤S12中，获得减速电压Vi时对应的束流不均匀度为Xi，每隔时间周期Λ t记录相应的流分布不均匀度，共测试k次，束流分布不均匀度分别记为Xk e [xn，xi2，-xik]。
[0060]优选的，所述的K为大于等于10的自然数，测试点越多对减速电压优化的数据越充分。
[0061]可以理解的是，上述参数可以根据经验和应用情景进行调整。例如，时间周期Λ t的长度和周期的个数k可以结合起来调整。
[0062]S23.确定工作减速电压
[0063]将Xh与Xi误差比例I Xh-Xi I /Xi与束流不均匀度控制误差上限W进行比较；
[0064]，优选的，W为3%，要求预工作减速电压在不同时间点对应的束流不均匀度的波动范围较小，当然，也可以根据具体的应用情景对W进行调整。
[0065]对Xir与Xi进行比较:
[0066]当Xir均满足(I Xir-Xi I /Xi) < W时,贝u第i个测试点对应的减速电压Vi确定为工作减速电压，确定工作减速电压的步骤S23结束，可以执行步骤S3，即在工作减速电压Vi下进行离子注入。
[0067]当Xir至少一个满足(I Xir-Xi I /Xi)≥W时,则i=i+l,执行S22,继续对下一个减速电压vi+1优化的出发点(即下一个预工作减速电压Vi+1)进行评价，并通过步骤S23判定此预工作减速电压Vi+1是否为工作减速电压，若是，则Vi+1确定为工作减速电压，确定工作减速电压的步骤S23结束，可以执行步骤S3，即在工作减速电压下Vi+1进行离子注入；若不是，执行步骤S22，对预工作减速电压Vi+2进行评价，并通过步骤S23确定此预工作减速电压Vi+2是否为工作减速电压，以此步骤获得工作减速电压。综上，本发明实施例获取工作减速电压是按照筛选出的减速电压优化的出发点并按照束流分布不均匀度从小到大的顺序依次对预工作减速电压进行评价的，也就是说，若步骤S21中最小束流不均匀度Xgl对应的预工作减速电压V1经过步骤S22和步骤S23确定为工作减速电压，则可进行步骤S3，即在工作减速电压下Vi+1进行离子注入；若若步骤S21中最小束流不均匀度Xgl对应的预工作减速电压V1经过步骤S22和步骤S23确定为非工作减速电压，则对第二小的束流不均匀度xg2对应的预工作减速电压进行评价，依次类推，最终确定工作减速电压。
[0068]经过上述的图3中步骤S21、S22、S23获得工作减速电压，在S23确定的工作减速电压下对至少一炔基材进行离子注入，优选的，所述的基材为10块，能提高基材的离子注入效率。当然，也可以在根据具体情况增加或减少基材的块数。
[0069]离子注入设备在上述的工作减速电压进行离子注入，可以保证离子束的均匀性和稳定性，从而保证每个批次和不同批次之间处理的基材的性能保持相对一致，从而保证由离该基材制作的半导体器件的性能保持相对一致。
[0070]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种改善离子注入的方法，其特征在于，包括以下步骤: S1.检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度；S2.根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压； S3.在工作减速电压下进行离子注入。
2.如权利要求1所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述检测不同减速电压下的束流密度和束流分布不均匀度，包括以下步骤:S11.设定参数初始值 设定减速电压的初始值为Vtl，束流密度P C1、束流不均匀度Xtl、减速电压的优化范围为L，束流密度的控制误差范围为P，束流不均匀度控制小于q ； S12.初步确定减速电压优化的出发点 在减速电压为的LiL范围内取m个不同的减速电压测试点，分别测定m个测试点的束流密度P g和束流不均匀度xg。
3.如权利要求1或2所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述根据所述束流密度和束流分布不均匀度获得工作减速电压，包括以下步骤:S21.筛选减速电压优化的出发点 将满足束流密度I P g- P ^ I < P且束流不均匀度Xg < q的η个测试点的减速电压作为减速电压优化的出发点集合； 将η个减速电压优化的出发点按束流不均匀度Xg由小到大排序，依次作为减速电压优化的出发点；S22.预工作减速电压评价 对减速电压优化的出发点依次进行评价，在第i个减速电压优化的出发点的对应的减速电压\下进行离子注入工艺，获得减速电压\时对应的束流不均匀度为Xi,每隔时间周期Λ t记录相应的流分布不均匀度，共测试k次，束流分布不均匀度分别记为& e [χη,xi2，…xj ；S23.确定工作减速电压 将Xii与Xi误差比例I Xi1-Xi I /Xi与束流不均匀度控制误差上限W进行比较； 当Xk均满足(I XfXi I /Xi) < W时，第i个测试点对应的减速电压Vi确定为工作减速电压； 当Xir至少一个满足(I Xir-Xi I Ai)≥W时,则i=i+l,执行步骤S22。
4.如权利要求2所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的P为5%;所述的q为10%。
5.如权利要求2所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的m为大于等于10的自然数。
6.如权利要求2所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的1^/5。
7.如权利要求2所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的m个测试点在减速电压的范围内均匀分布。
8.如权利要求3所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的W为3%。
9.如权利要求3所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的K为大于等于10的自然数。
10.如权利要求1所述的改善离子注入的方法，其特征在于，所述的在工作减速电压下进行离子注入包括在工作减·速电压下对至少一炔基材进行离子注入。
【文档编号】H01L21/265GK103715073SQ201310717393
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】田慧, 皇甫鲁江 申请人:京东方科技集团股份有限公司