專利名稱：離子注入裝置和使用該裝置的離子注入方法
技術領域：
本發(fā)明涉及離子注入裝置和使用這種裝置的離子注入方法，特別涉及能夠抑制由于來自晶片上的抗蝕劑的脫出氣體(out gas)引起的離子注入量偏移的離子注入裝置和使用這種裝置的離子注入方法。
圖1是表示常規(guī)離子注入裝置的示意剖面圖。該常規(guī)離子注入裝置具有以下元件。設置一容納半導體晶片2的腔室1，在半導體晶片上設有抗蝕劑。壓力計5也設置在腔室1上，用于測量腔室1的內部壓力。在腔室1中還設置劑量計數器6，用于接收離子束3并測量離子束3的劑量。
如果離子束3輻射到半導體晶片2的抗蝕劑上，則來自抗蝕劑的脫出氣體中和或者電離離子束3，由此離子注入的量將偏離離子束3輻射到沒有抗蝕劑的半導體晶片上時的量。
在離子注入工藝期間需要保持用真空計測量腔室的內部壓力，以便計算離子束3的中和或者電離的實際時間，從而校正離子注入量。離子束3的中和或者電離根據離子、束流、離子注入能量和抗蝕劑材料的種類而改變，因此每次都需要計算離子束3的中和或電離。
在上述情況下，要求研制一種沒有上述問題的新的離子注入裝置和使用這種裝置的離子注入方法。
因而，本發(fā)明的目的是提供一種不具有上述問題的新的離子注入裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供新的離子注入裝置，其能夠抑制在離子束輻射到半導體晶片上的抗蝕劑上時離子注入的偏移。
本發(fā)明的又一目的是提供不具有上述問題的新的離子注入方法。
本發(fā)明的再一目的是提供能抑制在離子束輻射到半導體晶片上的抗蝕劑上時離子注入的偏移的新的離子注入方法。
本發(fā)明提供的離子注入裝置包括腔室；以及壓力控制器，用于在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇。
通過下面的描述使本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點更加明顯。
下面參照附圖詳細介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是表示常規(guī)離子注入裝置的示意剖面圖。
圖2是表示根據本發(fā)明的第一實施例中的新的離子注入裝置的示意剖面圖。
本發(fā)明第一方面提供的離子注入裝置包括腔室；以及壓力控制器，用于在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇。
優(yōu)選壓力控制器保持內部壓力在1E-4乇到1E-1乇的范圍內。
壓力控制器優(yōu)選還包括用于測量內部壓力的壓力計；和用于向腔室內輸送惰性氣體的惰性氣體輸送系統(tǒng)。
本發(fā)明第二方面提供的離子注入裝置包括腔室；測量離子束的劑量的劑量計數器；測量腔室內部壓力的壓力計；和向腔室內輸送惰性氣體的惰性氣體輸送系統(tǒng)，以便在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力在1E-4乇到1E-1乇的范圍內。
本發(fā)明第三方面提供一種離子注入方法，在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇。
內部壓力優(yōu)選保持在1E-4乇到1E-1乇的范圍內。
還優(yōu)選惰性氣體被輸送到腔室內，以便保持內部壓力不低于1E-4乇。
離子注入的離子束的有效劑量和離子注入的離子束的測量劑量之間的關系由下面的等式給出。Io=I×F(C，P)其中Io是離子注入的離子束的有效劑量，I是離子注入的離子束的測量劑量，P是離子注入裝置的腔室的內部壓力，C是校正系數，F(C，P)是C和P的函數。
根據常規(guī)的離子注入方法，當在沒有抗蝕劑的半導體晶片上進行離子注入時，腔室壓力P被保持在約1E-6乇。然而，當對形成有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入時，腔室壓力P被保持在約1E-5乇。對沒有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入的腔室壓力P比對形成有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入的腔室壓力P高約十倍。因此，為確定有效劑量Io和測量劑量I之間的一致性，已經找到了校正系數。腔室壓力根據離子、束流、離子注入能量、和抗蝕劑材料的種類而變化。因此，需要每次計算校正系數。
根據本發(fā)明，腔室的內部壓力保持在不低于1E-4乇。例如，如果對沒有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入，則腔室的內部壓力保持在1．01E-4乇。如果對提供有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入，則腔室的內部壓力保持在1．1E-4乇。在對沒有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入時和在對提供有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入時的腔室內部壓力差是極小的，例如為0．1E-4乇或約0．1倍。該偏移將補償這個差，因此偏移量很小。腔室的內部壓力被保持在很高，例如不低于1E-4乇。來自半導體晶片上的抗蝕劑的脫出氣體的最大分壓為1E-5乇，這對應于惰性氣體分壓的約10％。即，脫出氣體的分壓不高于10％，因此即使離子、束流、離子注入能量和抗蝕劑材料的種類每次變化，也不需要每次尋找校正系數C。
為了保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇，向腔室內輸送惰性氣體。例如，可使用氬和氙。輸送惰性氣體以便根據離子束的偏移量或根據來自半導體晶片上的抗蝕劑的脫出氣體的量來維持腔室的內部壓力。腔室的最大內部壓力可以比最小內部壓力高很多，例如可以約為1E-1乇。
下面參照附圖詳細介紹本發(fā)明的第一實施例。圖2是表示根據本發(fā)明第一實施例中的新的離子注入裝置的示意剖面圖。該新的離子注入裝置具有以下部件。提供腔室1以容納其上形成有抗蝕劑的半導體晶片2。在腔室1上還提供壓力計5，用于測量腔室1的內部壓力。在腔室1中還提供劑量計數器6，用于接收離子束3并測量離子束3的劑量。此外，在腔室上提供惰性氣體輸送管4，用于向腔室1內輸送惰性氣體，以便保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇。例如，如果對沒有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入，則腔室的內部壓力保持在1．01E-4乇。如果對提供有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入，則腔室的內部壓力保持在1．1E-4乇。在對沒有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入時和在對提供有抗蝕劑的半導體晶片進行離子注入時的腔室內部壓力差是極小的，例如為0．1E-4乇或約0．1倍。該偏移將補償這個差，因此偏移量很小。腔室的內部壓力被保持在很高，例如不低于1E-4乇。來自半導體晶片上的抗蝕劑的脫出氣體的最大分壓為1E-5乇，這對應于惰性氣體分壓的約10％。即，脫出氣體的分壓不大于10％，因此即使離子、束流、離子注入能量和抗蝕劑材料的種類每次不同，也不需要每次尋找校正系數。
為了保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇，給腔室輸送惰性氣體。例如，可使用氬和氙。輸送惰性氣體以便根據離子束的偏移量或根據來自半導體晶片上的抗蝕劑的脫出氣體的量維持腔室的內部壓力。腔室的最大內部壓力可以比最小內部壓力高很多，例如可以約為1E-1乇。
本發(fā)明的修改對于本領域的普通技術人員是很顯然的，應該理解借助示例所示和所述的實施例是不具備限制性的。因而，權利要求書覆蓋了落入本發(fā)明的精神和范圍內的所有修改。
權利要求
1．一種離子注入裝置，包括腔室；和壓力控制器，用于在離子注入工藝期間保持所述腔室的內部壓力不低于1E-4乇。
2．根據權利要求1的離子注入裝置，其中壓力控制器保持內部壓力在1E-4乇到1E-1乇范圍內。
3．根據權利要求1的離子注入裝置，其中所述壓力控制器還包括用于測量內部壓力的壓力計；和用于向腔室內輸送惰性氣體的惰性氣體輸送系統(tǒng)。
4．一種離子注入裝置，包括腔室；用于測量離子束的劑量的劑量計數器；用于測量所述腔室的內部壓力的壓力計；和用于向所述腔室內輸送惰性氣體的惰性氣體輸送系統(tǒng)，以便在離子注入工藝期間保持所述腔室的內部壓力在1E-4乇到1E-1乇范圍內。
5．一種離子注入方法，在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力不低于1E-4乇。
6．根據權利要求5的方法，其中內部壓力被保持在1E-4乇到1E-1乇范圍內。
7．根據權利要求5的方法，其中惰性氣體被輸送到腔室內以保持所述內部壓力不低于1E-4乇。
全文摘要
本發(fā)明提供的離子注入裝置包括:腔室;以及壓力控制器,用于在離子注入工藝期間保持腔室的內部壓力不低于1E－4乇。
文檔編號H01L21/265GK1290029SQ0012957
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權日1999年9月29日
發(fā)明者松田宏生 申請人:日本電氣株式會社