专利名称：晶圆布植的方法
技术领域：
本发明涉及一种晶圆布植的方法，特别涉及一种增加晶圆均匀度的晶圆布植方法。
背景技术：
在半导体组件的制造过程中，特别是半导体存储元件如动态随机存取记体(DRAMs)，执行各种制程。制程包含沉积、蚀刻、离子布植等，且通常以晶圆(即未切割成芯片前)为单元来实施。在这些制程中，离子布植制程指掺杂离子(如硼与砷)被以强力电场加速穿过晶圆表面并渗入晶圆内。因此，材料的电性可经由离子布植步骤来改变。用来进行离子布植步骤的离子布植装置一般包含来源反应室，用来产生离子； 分析器，用来选择所要布植晶圆的离子；加速管，用来对选择的离子加速以使得该离子植该晶圆内至所需的深度；离子束具焦部件，用来聚焦该被加速的离子；离子束扫瞄平台，用以改变离子束朝四个方向移动；中性束补捉器，用来移除离子束；布植腔体，用来在晶圆中布植该离子；以及真空装置，用来提供上述部件在真空的状态下运行。离子布植一般会导致晶圆的晶格结构损伤。更明确地说，在布植制程中，硅原子被击出晶格而成为空洞。为去除这种晶格损伤，通常以较高温度将晶圆退火，一般是600°C至1100°C。当利用离子布植装置将离子布植该晶圆中时，可以利用量测片电阻的方式来评估该离子是否适当地被布植在该晶圆中。已知晶圆离子布植制程一般使用恒定的掺杂剂量来进行该离子布植制程。然而，由于在晶圆外围环形区域的制程控制程度会比晶圆中央区域的制程控制程度差，使得在相同的制程条件下，在晶圆外围环形区域的效能也会表现得比晶圆中央区域的效能差，从而降低了整个晶圆在电性表现上的一致性。图I为片电阻分布状态轮廓图，用来说明晶圆经上述已知离子布植制程及退火后，该整个晶圆的片电阻分布状态。符号Λ表示该区域所量测到的电阻大体等于该晶圆的电阻平均值，符号+表示该区域所量测到的电阻高于该晶圆的电阻平均值，而符号-则是表示该区域所量测到的电阻低于该晶圆的电阻平均值。如图I所示，该晶圆具有不均匀的片电阻分布。图2为平面示意图，说明晶圆10经上述已知离子布植制程后，该晶圆其上漏电流/误区域12、及合格区域14的分布。如图2所示，在该晶圆外围环形区域上出现漏电流/误区域12的频率，高于出现在该晶圆中央区域的频率。基于上述，已知晶圆布植制程无法使得晶圆上的所有区域具有均匀的电性表现。因此，目前业界亟需一种新颖的晶圆布植制程，来避免已知技术所造成的问题。
发明内容
本发明所述的晶圆布植的方法包含以下步骤。首先，提供包含中央圆形区域及外围环形区域的晶圆，该中央圆形区域及该外围环形区域为同圆心。接着，以离子束来布植该晶圆，以使得该中央圆形区域具有第一平均布植剂量及该外围环形区域具有第二平均布植剂量，且该第一平均布植剂量以及该第二平均布植剂量不相同。该离子束包含掺杂物，可使该晶圆经布植后产生η型或P型掺杂区域。以下通过数个实施例及比较实施例，以更进一步说明本发明的方法、特征及优点，但并非用来限制本发明的范围，本发明的范围应以权利要求书所限定的范围为准。
图I为片电阻分布状态轮廓图，用来说明晶圆经上述已知离子布植制程及退火后，该整个晶圆的片电阻分布状态；图2为平面示意图，说明晶圆经上述已知离子布植制程后，该晶圆其上漏电流/误区域、及合格区域的分布；图3为平面示意图，显示根据本发明一实施例所述的方法所制得的晶圆； 图4为图3所示的晶圆其片电阻分布状态轮廓图；图5为平面示意图，用以说明图3所述的晶圆上漏电流/误区域、及合格区域的分布；图6为平面示意图，显示根据本发明另一实施例所述的方法所制得的晶圆。主要组件符号说明已知技术10 晶圆；12 漏电流/误区域；14 合格区域；Λ 等于电阻平均值；+ 高于电阻平均值；- 低于电阻平均值。本发明实施例100 晶圆；101 中央圆形区域；102 外围环形区域；103 圆心；104 边缘；105 边界；111 第一环形子区域；112 第二环形子区域；113 第三环形子区域；120 漏电流/误区域；140 合格区域；Λ 等于电阻平均值；+ 高于电阻平均值；- 低于电阻平均值。R 半径；
Tl 边缘到边界的最小距离；以及T2 边界到圆心的最小距离。
具体实施例方式根据本发明一实施例，请参照图3，该晶圆100 (例如为硅晶圆)包含中央圆形区域101以及外围环形区域102，该中央圆形区域101包含圆心，且该外围环形区域102与该晶圆的边缘104相邻。此外，边界105介于该中央圆形区域101以及该外围环形区域102之间。本发明的技术特征在于，以离子束布植该晶圆后，该中央圆形区域101具有第一平均布植剂量D1，以及该外围环形区域具有第二平均布植剂量D2。且该第一平均布植剂量以及该第二平均布植剂量不相同。该第一平均布植剂量以及该第二平均布 植剂量的比值介于
O.1-0. 98或是I. 02-10之间。换言之，该第一平均布植剂量Dl可小于或大于该第二平均布植剂量D2。在此实施例，该中央圆形区域101的布植剂量可以是固定值。由于中央圆形区域101具有较佳的制程控制能力，因此中央圆形区域101的布植剂量固定值可等于该布植制程预定的掺杂浓度。此外，该外围环形区域102的掺杂剂量可依据该外围环形区域102的制程控制能力来调整(增加或减少)。因此，为了使整个晶圆达到均匀的电性表现且不劣化该中央圆形区域101的性质，该第一平均布植剂量Dl与该第二平均布植剂量D2不相等。图4为图3所示的晶圆100经退火后，其片电阻分布状态轮廓图。符号Λ表示该区域所量测到的电阻大体等于该晶圆的电阻平均值，符号+表示该区域所量测到的电阻高于该晶圆的电阻平均值，而符号-则是表示该区域所量测到的电阻低于该晶圆的电阻平均值。请参照图4，该晶圆100的片电阻分布较图I所示的以已知方式形成的晶圆更佳均匀。因此，本发明所述的晶圆布植的方法可改善晶圆100均勻性(uniformity)。图5为平面示意图，用以说明图3所述的晶圆100其上漏电流/误区域120、及合格区域140的分布。请参照图5，与图2相比，该晶圆100 (无论是中央圆形区域101或是外围环形区域102)其上漏电流/误区域120数量明显减少，因此可大幅改善漏电流的问题。依据上述，本发明所述的晶圆布植的方法可改善该外围环形区域102的电性表现、加强整个晶圆的均匀性、以及增加后续半导体装置的良率。在本发明一实施例中，请参照图3，该晶圆的边缘104到该中央圆形区域101及该外围环形区域102之间的该边界105的最小距离Tl，可以小于或等于从圆心103到边界105的最小距离T2。换言之，该最小距离Tl及该最小距离T2的总合等于该晶圆100的半径R。在本发明某些实施例中，该最小距离Tl可以不大于该晶圆100的半径R的四分之一；此外，该最小距离Tl亦可以不大于该晶圆100的半径R的十分之一。在本发明一实施例中，该晶圆100的布植剂量可由该晶圆的边缘104向圆心103逐渐增加；在本发明另一实施例中，该晶圆100的布植剂量可由该晶圆的边缘104向圆心103逐渐减少。在本发明其它实施例中，该中央圆形区域101的布植剂量可以为固定值，和/或该外围环形区域102的布植剂量可以为固定值。此外，在本发明其它实施例中，该晶圆100的中央圆形区域101的布植剂量可由该边界105向圆心103逐渐增加或减少；而该晶圆100的外围环形区域102的布植剂量可由该边缘104向圆心103逐渐增加或减少。
图6显示依据本发明其它实施例所述的晶圆布植方法所形成的晶圆100，该外围环形区域101可包含多个环形子区域(例如第一环形子区域111、第二环形子区域112、第三环形子区域113)，且每一环形子区域都具有相同的圆心。其中，每一环形子区域可具有固定的布植剂量，且每一环形子区域的固定布植剂量皆不相同。基于上述，本发明所述的晶圆布植的方法，可以在不损该晶圆中央圆形区域的电性表现的前提下，确保晶圆整体的均匀性，并且增加后续半导体装置的制程良率。虽然本发明已公开上述较佳实施例，但本发明并不限于此 ，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种晶圆布植的方法，其特征在于 提供晶圆，其中所述晶圆包含中央圆形区域、以及外围环形区域，所述外围环形区域与所述晶圆的边缘相邻，且其中所述中央圆形区域与所述外围环形区域为同圆心；以及 以离子束布植所述晶圆，其中所述中央圆形区域具有第一平均布植剂量及所述外围环形区域具有第二平均布植剂量，且所述第一平均布植剂量与所述第二平均布植剂量不相同。
2.根据如权利要求I所述的晶圆布植的方法，其特征在于中所述晶圆的边缘与所述中央圆形区域及所述外围环形区域间的边界的最小距离不大于所述晶圆半径的一半。
3.根据权利要求I所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述晶圆的边缘与所述中央圆形区域及所述外围环形区域间的边界的最小距离不大于所述晶圆半径的四分之一。
4.根据权利要求I所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述晶圆的边缘与所述中央圆形区域及所述外围环形区域间的边界的最小距离不大于所述晶圆半径的十分之一。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐增加。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐减少。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的中央圆形区域的剂量为固定值。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的外围环形区域的剂量为固定值。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的中央圆形区域的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐增加。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的中央圆形区域的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐减少。
11.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的外围环形区域的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐增加。
12.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于对所述晶圆的外围环形区域的布植剂量由所述晶圆的边缘向圆心逐渐减少。
13.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述外围环形区域包含多个环形子区域，且每一环形子区域都具有相同的圆心。
14.根据权利要求13所述的晶圆布植的方法，其特征在于每一环形子区域具有固定的布植剂量，且每一环形子区域的固定布植剂量都不相同。
15.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述第一平均布植剂量大于所述第二平均布植剂量。
16.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述第一平均布植剂量小于所述第二平均布植剂量。
17.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述第一平均布植剂量以及所述第二平均布植剂量的比值介于O. 1-0. 98之间或I. 02-10之间。
18.根据权利要求1-4中任意一项所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述离子束包含掺杂物，使得所述晶圆经布植后产生η型或P型掺杂区域。
19.根据权利要求18所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述掺杂物包含锑、砷、或磷，以对所述晶圆产生η型掺杂区域。
20.根据权利要求18所述的晶圆布植的方法，其特征在于所述掺杂物包含硼、镓、或铟，以对所述晶圆产生P型掺杂区域。
全文摘要
本发明提供一种晶圆布植的方法。该晶圆布植的方法包含提供晶圆，其中该晶圆包含中央圆形区域，以及外围环形区域，其中该外围环形区域与该晶圆的边缘相邻，且该中央圆形区域与该外围环形区域为同圆心；以及，以离子束布植该晶圆，使得该中央圆形区域具有第一平均布植剂量，以及该外围环形区域具有第二平均布植剂量，且该第一平均布植剂量与该第二平均布植剂量不相同。
文档编号H01L21/265GK102800573SQ20111020810
公开日2012年11月28日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年5月24日
发明者许平, 陈逸男, 刘献文 申请人:南亚科技股份有限公司