離子注入工程培訓(xùn)教材

離子注入工程培訓(xùn)教材

ionimplantation培訓(xùn)對(duì)象時(shí)間地點(diǎn)

什么是離子注入？將某種元素的原子經(jīng)離化變成帶電的離子在強(qiáng)電場(chǎng)中加速，獲得較高的動(dòng)能后，射入材料表層（靶）以改變這種材料表層的物理或化學(xué)性質(zhì)離子注入的優(yōu)點(diǎn)各種雜質(zhì)濃度分布與注入濃度可通過(guò)控制摻雜劑量(1011-1016cm-2)和能量(10-200KeV)來(lái)達(dá)到橫向分布非常均勻如1%左右，擴(kuò)散5％左右表面濃度不受固溶度限制，可做到淺結(jié)低濃度或深結(jié)高濃度注入元素可以非常純，雜質(zhì)單一性可用多種材料作掩膜(如金屬、光刻膠、介質(zhì).)，可防止沾污，自由度大。低溫過(guò)程（因此可以用光刻膠作為掩膜），避免了高溫過(guò)程引起的熱擴(kuò)散。（室溫）離子注入的局限性會(huì)產(chǎn)生缺陷，甚至非晶層，必須經(jīng)高溫退火加以改進(jìn)產(chǎn)量較小設(shè)備復(fù)雜有不安全因素(如高壓、有毒氣體等)離子注入系統(tǒng)離子注入機(jī)是很復(fù)雜的設(shè)備，可以說(shuō)是集成電路制造業(yè)中最復(fù)雜的設(shè)備之一。離子注入設(shè)備可以根據(jù)它能提供的束流和能量的大小，可分為大束流與中束流注入機(jī)，高（百萬(wàn)電子伏特）中（介與五千與二十五萬(wàn)電子伏特之間）低（低與五千電子伏特）能量注入機(jī)。一般來(lái)說(shuō)在高和低能量范圍內(nèi)，離子束流的大接上面的內(nèi)容小屬于中（小于2號(hào)安培）低（小與500微安培）的注入機(jī)，盡管離子注入機(jī)的種類(lèi)很多，但其基本框架和結(jié)構(gòu)是相似的，下面我們就來(lái)看一下我們的注入機(jī)，我以中束流的NH-20S（201/202）為例，講一下注入機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。離子注入機(jī)（NH-20S）結(jié)構(gòu)圖從離子源引出的離子經(jīng)過(guò)加速管加速電位的加速使離子獲得很高的能量，而后進(jìn)入磁分析器使離子純化，分析后的離子可再加速以提高離子的能量，再經(jīng)過(guò)兩維偏轉(zhuǎn)掃描器使離子束均勻的注入到材料表面，用電荷積分儀可精確的測(cè)量注入離子的數(shù)量，調(diào)節(jié)注入離子的能量可精確的控制離子的注入深度。離子注入系統(tǒng)的組成離子源（IonSource)源磁場(chǎng)（magent）磁分析器(Magneticanalyzer)加速管（Accelerator)聚焦和掃描系統(tǒng)(FocusandScansystem)靶室和后臺(tái)處理系統(tǒng)(TargetAssembly)第一部分離子源（ionsource）一說(shuō)起離子源，我們就會(huì)注意到一個(gè)“源”字，萬(wàn)物基于一個(gè)“源”字,離子注入機(jī)也一樣?，F(xiàn)在的集成電路制造中，為了操作方便，一般采用氣體源，如BF3,BCl3,PH3,ASH3等如用固體或液體做源材料，一般先加熱，得到它們的蒸汽，再導(dǎo)入放電區(qū)?，F(xiàn)在我們用的都是氣體源，方便省事。最常用的有BF3,PH3,ASH3

還有Ar（氬氣），氬氣有

其特殊的性質(zhì)，刻蝕作用，幫助我們清洗設(shè)備，穩(wěn)定束流。離子源（IonSource)

燈絲(filament)發(fā)出的自由電子在電磁場(chǎng)作用下，獲得足夠的能量后撞擊分子或原子，使它們電離成離子，再經(jīng)吸極吸出，由初聚焦系統(tǒng)聚成離子束，射向磁分析器。陽(yáng)離子生成處是在等離子環(huán)境中，使氣體分子離子化。離子源的電場(chǎng)由ARC電壓和ARC電流提供。兩種離子源對(duì)比我們常用的就是弗利曼（freeman）式離子源，還由一種為伯納（bernas）式離子源。影響離子產(chǎn)生的因素有：燈絲的好壞，離子源安裝的位置，通入氣體的量的多少等，因此每次更換離子源時(shí)要認(rèn)真操作，把位置放好，注意吸極石墨板的位置，以免短路，造成沒(méi)有必要要的損失。（這里指大束流注入機(jī)）第二部分源磁源磁位于離子源處，一個(gè)電磁線圈，主要作用就是給離子源內(nèi)的離子增加磁場(chǎng)，使離子間充分碰撞，產(chǎn)生更多的離子，也就使增加離化率。第三部分磁分析器磁分析器(magnetanalyzer)

利用不同荷質(zhì)比的離子在磁場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)軌跡的不同將離子分離，選出所需的雜質(zhì)離子。被選離子束通過(guò)可變狹縫，進(jìn)入加速管。第四部分加速管(Accelerationtube)離子在靜電場(chǎng)作用下加速到所需的能量。在加速管的入口和出口之間設(shè)置電位差（0－200Kev）對(duì)離子進(jìn)行加速。第五部分聚焦和掃描系統(tǒng)

(deflectionandscanning)離子束離開(kāi)加速管后進(jìn)入控制區(qū)，先由靜電聚焦透鏡使其聚焦。再進(jìn)行x-y兩個(gè)方向掃描，然后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，束流被偏轉(zhuǎn)注到靶上。就是我們控制面板上的Qlens，俗稱(chēng)四極透鏡，在四個(gè)電極上家電壓，調(diào)整束流(balance和trim)。X和Y掃描極板（X,Y-SCAN）在掃描電極上加三角波電壓，使離子束進(jìn)行X和Y掃描，在硅片上均勻的打入離子。偏析板中性粒子，不會(huì)受電場(chǎng)的作用而改變路徑。但是在注入時(shí)，中性粒子并無(wú)法被去除和檢測(cè)到，這樣就影響離子束的質(zhì)量，所以我們必須避免讓其注入硅片中。系統(tǒng)上，以一靜電偏析板，來(lái)改變離子的路徑。

第六部分靶室和后臺(tái)處理系統(tǒng)(TargetAssembly)靶室和后臺(tái)處理系統(tǒng)(TargetAssembly)包括測(cè)量電荷的法拉第杯(Faraday’scup)，全自動(dòng)裝片和卸片機(jī)構(gòu)，以及控制電流和總電量。這部分即進(jìn)行離子注入的位置，在此處進(jìn)行處理的制品有葉片式處理（一片一片的注入，要求20秒以上指中束流注入機(jī)）和批處理（在圓盤(pán)上放13片，要求在10分鐘以上指大束流注入機(jī)）以上就是注入機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，不同注入機(jī)結(jié)構(gòu)有很多不同之處，希望大家在今后的工作中能逐漸的掌握，有不懂的地方，有后還要進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)。離子源更換和冷泵再生的操作方法，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，相關(guān)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)已制定好，大家好好看看，把其學(xué)會(huì)，我要考試的。II工程日常設(shè)備點(diǎn)檢和相應(yīng)故障的處理設(shè)備的點(diǎn)檢每天進(jìn)行一次，有白班的人來(lái)完成，如有異常情況，要作好相應(yīng)的記錄，與技術(shù)員聯(lián)系。在就是中束流注入機(jī)由于冷卻水突停和電的不穩(wěn)而造成真空跳掉的處理方法。參考冷泵再生作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，在這里我簡(jiǎn)單說(shuō)一下源動(dòng)停止時(shí)的一些處理方法：停冷卻水和停電。NH-20S真空控制圖注入工程的工藝質(zhì)量判斷目前本工程完成的注入工序有四道：以630為例：P+:Boron（B+）60Kev1.0E15cm－2P-:Boron（B＋）80Kev3.2E13cm－2N+:As＋60Kev5.0E15cm－2BCK-IMP(背注)：P+50Kev1.0E15cm－2大家在進(jìn)行制品加工時(shí)一定要確定好工藝條件，不懂就不加工，作好加工的要求，尤其時(shí)注入時(shí)的指差呼稱(chēng)：知道？NH-20S的指差呼稱(chēng)：離子種類(lèi)，能量，劑量，真空度，SCAN波形大束流注入機(jī)的指差呼稱(chēng)：離子種類(lèi)，能量，劑量，注入ES,注入ES真空SCAN（balance和scanmax）我們要知道與我們相聯(lián)系的其他工程，有光刻（PHO）刻蝕（ET）擴(kuò)散（DIF），加工好的制品要知道送給那個(gè)工程，千萬(wàn)不能送錯(cuò)。在接受前道工序送來(lái)的制品，我們要仔細(xì)檢查，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，我在這里給大家提供一些質(zhì)量圖片，希望大家能認(rèn)真識(shí)別圖形，以彌補(bǔ)我們注入工程以來(lái)缺乏對(duì)圖形的認(rèn)識(shí)。P＋圖形P+環(huán)上圖形光刻膠是一種半通明的物質(zhì)，當(dāng)它涂在硅片上時(shí)，有膠的地方顏色會(huì)變得暗一點(diǎn)，無(wú)膠的地方顏色亮一點(diǎn)。在無(wú)光刻膠的地方是SIO2，大約是500A,大家可以看到，在顯微鏡下，500A的SIO2的顏色是淡黃色，要記??！另外我們?cè)跈z查制品時(shí)，如果有劃傷，首先要看劃傷的部位是那里，假如是膠上時(shí)，判斷劃傷的嚴(yán)重，輕微時(shí)無(wú)影響，嚴(yán)重時(shí)要與技術(shù)員聯(lián)系，假如是膠以外地方，根據(jù)嚴(yán)重與否，在判定。注入要求劃傷在1.5cm左右，判定為異常，填聯(lián)絡(luò)單。聯(lián)絡(luò)單的使用方法聯(lián)絡(luò)單分為工程聯(lián)絡(luò)單和異常聯(lián)絡(luò)單，工程聯(lián)絡(luò)單即聯(lián)絡(luò)單，是對(duì)單個(gè)工程有效，把制品的異常情況記錄清楚，填好的聯(lián)絡(luò)單要和隨工單一起流下去。那什么時(shí)候使用聯(lián)絡(luò)單呢？在注入工程有幾種情況：1.碎片，包括人和設(shè)備碎片；2.劃傷，包括人為和設(shè)備，若劃傷是本工程時(shí)，有本工程填寫(xiě)，其它的有其它工程填寫(xiě)。異常聯(lián)絡(luò)單指在工藝和質(zhì)量有問(wèn)題時(shí)填寫(xiě)，在碎片嚴(yán)重時(shí)也要填寫(xiě)異常聯(lián)絡(luò)單。POLY圖形(ET后)在POLY-ET后的制品，也即就是在我們進(jìn)行P－注入，制品表面已經(jīng)沒(méi)有光刻膠了，其黃色區(qū)域是polysilicon（多晶硅），而表面有點(diǎn)暗灰色區(qū)域是SIO2，大約為700A，這就與P＋不同了，也有助于我們來(lái)區(qū)別所加工的制品是不是要注入的工序，不至于搞錯(cuò)。POLY后與環(huán)上對(duì)比N+圖形（ET后）N+ET后的環(huán)上圖形注入的皺膠現(xiàn)象注入后的皺膠現(xiàn)象通過(guò)對(duì)圖形的認(rèn)識(shí)，大家要掌握住關(guān)鍵的地方，嚴(yán)格控制注入工程的質(zhì)量關(guān)。如果在工作的時(shí)候，有什么不懂的地方，要多問(wèn)，使自己沒(méi)有那些含糊的概念。5S活動(dòng)都說(shuō)了這么久5S了，大家有沒(méi)有真正的理解，有沒(méi)有做到，或者說(shuō)知道5S是什么不？通過(guò)這次培訓(xùn)，要把自己心目中的盲點(diǎn)掃清。正在的認(rèn)識(shí)5S到底是什么，我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)5S。5S管理就是整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SETKETSU）、素養(yǎng)（SHITSUKE）五個(gè)項(xiàng)目，因日語(yǔ)的羅馬拼音均以"S"開(kāi)頭而簡(jiǎn)稱(chēng)5S管理。5S管理起源于日本，通過(guò)規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)物，營(yíng)造一目了然的工作環(huán)境，培養(yǎng)員工良好的工作習(xí)慣，其最終目的是提升人的品質(zhì)，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣：

1、革除馬虎之心，凡事認(rèn)真（認(rèn)認(rèn)真真地對(duì)待工作中的每一件"小事"）2、遵守規(guī)定3、自覺(jué)維護(hù)工作環(huán)境整潔明了4、文明禮貌注入工程的5S活動(dòng)☆

整理※

把平?！氨匾钡奈锲泛褪褂妙l度“少”的物品分開(kāi)，把不用的物品收走?！及焉磉呏?chē)?、作業(yè)領(lǐng)域的不用物品收走，提高作業(yè)效率〗

☆

整頓※

把整理完后要用的物品，按照“保