一种离子束的注入角度的校正方法与流程

本发明涉及离子注入技术领域，特别涉及一种离子束的注入角度的校正方法。

背景技术：

半导体器件制造时大多以离子注入的方式进行掺杂，将离子注入到半导体器件的衬底中以实现掺杂的机台多称之为离子注入机。离子注入机的离子源将掺杂剂离子化以产生杂质离子束，离子束经离子注入机引导后注入到半导体器件的衬底中。离子注入机需要精确控制注入到衬底中的离子注入剂量和离子束的注入角度以保证半导体器件的制造品质。

因此，需要有较好的离子注入机的离子注入角度的校正方法，保证离子束的注入角度的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种离子注入机的离子注入角度的校正方法，以解决现有的离子注入机的离子注入角度的校正方法校正准确性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种离子束的注入角度的校正方法，

一种离子束的注入角度的校正方法，离子束的注入方向与参考平面之间的夹角为离子束的注入角度，第一平面、第二平面、参考平面相互垂直；所述校正方法包括：以不同的注入角度向待注入的衬底部中注入离子束，离子束的注入方向在第一平面或者平行于第一平面的平面内，以及在第二平面或者平行于第二平面的平面内，且每个衬底部中仅注入一次离子束；获取第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度，根据该至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度拟合得到第一二次曲线，获取所述第一二次曲线的顶点对应的离子束的注入角度；在所述第一平面或者平行于第一平面的平面内，以第一二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向；获取第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度，根据该至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度拟合得到第二二次曲线，获取该第二二次曲线的顶点对应的离子束的注入角度；在所述第二平面或者平行于第二平面的平面内，以第二二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向。

可选的，第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度中的一个与第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度中的一个相同。

可选的，第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度呈等差分布。

可选的，第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度中，相邻两个角度之差为0.1～1度。

可选的，第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度呈等差分布。

可选的，第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度中，相邻两个角度之差为0.1～1度。

可选的，不同注入角度对应的衬底部均位于同一片晶圆上的不同区域。

可选的，以第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度进行离子注入时，注入离子束的衬底部位于一片晶圆的不同区域；以第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度进行离子注入时，注入离子束的衬底部位于另一片晶圆的不同区域。

可选的，采用某一注入角度进行离子注入时，采用挡板遮挡所述晶圆的其它区域。

可选的，通过红外热波法检测衬底部的晶格损伤度。

本发明提供的一种离子注入机的离子注入角度的校正方法，具有以下有益效果：

首先，以不同的注入角度向待注入的衬底部中注入离子束，离子束的注入方向在第一平面或者平行于第一平面的平面内，以及在第二平面或者平行于第二平面的平面内，且每个衬底部中仅注入一次离子束。之后，获取第一平面或者平行于第一平面的平面内的至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度，根据该至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度拟合得到第一二次曲线，获取所述第一二次曲线的顶点对应的离子束的注入角度；在所述第一平面或者平行于第一平面的平面内，以第一二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向；获取第二平面或者平行于第二平面的平面内的至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度，根据该至少三个不同注入角度对应的衬底部的晶格损伤度拟合得到第二二次曲线，获取该第二二次曲线的顶点对应的离子束的注入角度；在所述第二平面或者平行于第二平面的平面内，以第二二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向。且，离子束的注入方向与参考平面之间的夹角为离子束的注入角度，第一平面、第二平面、参考平面相互垂直。实现了在相互垂直的平面中分别检测离子束的注入角度的偏差，并调整所述偏差，提高了离子束的注入角度校正的准确性，同时便于调整离子束的注入角度。

附图说明

图1是离子注入机向晶圆中注入离子束时的示意图；

图2是本发明一实施例中的离子束的注入角度和晶格损伤度的一关系曲线图；

图3是本发明一实施例中的离子束的注入角度和晶格损伤度的又一关系曲线图；

图4是本发明一实施例中晶圆的一示意图；

图5是本发明一实施例中晶圆又一示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种离子束的注入角度的校正方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本实施例提供一种离子束的注入角度的校正方法。离子束的注入方向与参考平面之间的夹角为离子束的注入角度，第一平面垂直于第二平面，参考平面同时垂直与所述第一平面和第二平面。所述校正方法方法包括：

首先，通过离子注入机将离子束以至少三个不同注入角度依次注入到不同的待注入的衬底部中，所述离子束的注入方向为位于第一平面或者平行于第一平面的平面内。

其次，通过离子注入机将离子束以至少三个不同注入角度依次注入到不同的待注入的衬底部中，所述离子束的注入方向为位于第二平面或者平行于第二平面的平面内。再次，检测所有经离子束注入的衬底部的晶格损伤度。

然后，在以离子束的注入角度为x轴、以晶格损伤度为y轴，或者以晶格损伤度为x轴、离子束的注入角度为y轴的第一直角坐标系中，标示以位于第一平面或者平行于第一平面的平面内的注入方向与参考平面的夹角，以及与所述注入方向对应的衬底部的晶格损伤度为坐标的点，并对所述点进行拟合，以获得一条第一二次曲线，之后求第一二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度。

然后，在以离子束的注入角度为x轴、以晶格损伤度为y轴，或者以晶格损伤度为x轴、离子束的注入角度为y轴的第一直角坐标系中，标示以位于第二平面或者平行于第二平面的平面内的注入方向与参考平面的夹角，以及与所述注入方向对应的衬底部的晶格损伤度为坐标的点，并对所述点进行拟合，以获得一条第二二次曲线，之后求第二二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度。

然后，在所述第一平面或者平行于第一平面的平面内，以第一二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向。

最后，在所述第二平面或者平行于第二平面的平面内，以第二二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度为参考调整离子束的注入方向。

本实施例中，通过向待注入的衬底部中注入离子束，然后检测经注入的衬底部中的晶格损伤度，并以离子束的注入角度和对应的衬底部的晶格损伤度为坐标在直角坐标系中标点，再通过这些点拟合二次曲线，再通过分别在所述第一平面或者平行于第一平面的平面内、或者在所述第二平面或者平行于第二平面的平面内，调整离子束的注入方向，实现了在相互垂直的平面中分别检测离子束的注入角度的偏差，并调整所述偏差，提高了离子束的注入角度校正的准确性，同时便于调整离子束的注入角度。应当可以理解，本发明中的待注入的衬底部中均未注入过离子束，并且一个待注入的衬底部中仅注入一次离子束。

以下结合图1具体说明离子束的注入角度的校正方法。图1是离子注入机向晶圆中注入离子束时的示意图。参考图1，离子注入机包括晶圆支撑台10和离子束提供器11。晶圆12设置在晶圆支撑台10上，离子束提供器11用于将离子束注入到晶圆中。

本文中，与晶圆12靠近离子束提供器11的表面平行的平面定义为参考平面p，所述参考平面平行于xoy平面。应当可以理解，参考平面还可以为其它的平面。如图1所示的xoz平面垂直与xoy平面。yoz平面垂直与xoy平面，且垂直与xoz平面。离子束的注入方向与xoz平面平行或者位于xoz平面上，或者与yoz平面平行或者位于yoz平面上。具体的，所述第一平面平行于xoz平面，第二平面平行于yoz平面。离子束的注入方向与参考平面p间的夹角为离子束的注入角度δ。图1中箭头所示方向为离子束的注入方向f。当离子束的注入方向f与所述参考平面p垂直时，即离子束的注入方向与垂直与参考平面的直线平行时，离子束的注入角度δ为90度。通常离子注入机的离子束的实际注入角度与预计注入角度会发生偏差，例如，以离子束的注入角度δ为90度的预计注入角度注入时，通过检测发现离子束的实际注入角度并不为90度，当实际注入角度与预计注入角度偏差超过了偏差范围时，需要校正离子束的注入角度。

本实施例中，离子束的注入角度的校正方法包括如下步骤：

首先，通过在与所述xoz平面平行或者位于xoz平面内，或者与所述yoz平面平行或者位于yoz平面内，以不同方向向待注入的衬底部中注入离子束。

然后，检测待注入的衬底部的晶格损伤度。

其次，参考图2，在以离子束的注入角度为x轴、以晶格损伤度为y轴的第一直角坐标系中，标示以位于xoz平面或者平行于xoz平面的平面内的注入方向与参考平面的夹角，以及与所述注入方向对应的衬底部的晶格损伤度为坐标的点，并对所述点进行拟合，以获得一条第一二次曲线s1，得到第一二次曲线s1的顶点h1标示的离子束的注入角度δ1。

再次，参考图3，在以离子束的注入角度为x轴、以晶格损伤度为y轴的第一直角坐标系中，标示以位于yoz平面或者平行于yoz平面的平面内的注入方向与参考平面的夹角，以及与所述注入方向对应的衬底部的晶格损伤度为坐标的点，并对所述点进行拟合，以获得一条第二二次曲线s2，之后求第二二次曲线的顶点h2标示的离子束的注入角度δ2。

最后，在xoz平面或者平行于xoz平面的平面内，以第一二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度δ1为参考调整离子束的注入方向，也就是说离子束的注入方向以y轴为旋转轴、以离子束的注入角度为参考进行调整；在yoz平面或者平行于yoz平面的平面内，以第二二次曲线的顶点标示的离子束的注入角度δ2为参考调整离子束的注入方向，也就是说离子束的注入方向以x轴为旋转轴、以离子束的注入角度为参考进行调整。分别检测了离子束的注入方向在xoz平面、或者与xoz平面平行的平面内相对于x轴的角度的偏差，以及在yoz平面、或者与yoz平面平行的平面内相对于y轴的角度的偏差；还分别根据所述偏差调整了离子束的注入方向：如此，提高了离子束的注入角度校正的准确性，同时也便于发明人调整离子束的注入角度。

应当可以理解：所述第一直角坐标系中还可以以晶格损伤度为x轴、离子束的注入角度为y轴。离子束的注入方向可仅位于xoz平面和yoz平面。本实施例中第一二次曲线s1和第二二次曲线s2均为抛物线。

本实施例的优选方案中，离子束的注入方向垂直于参考平面的衬底部均位于同一个晶圆的不同区域。这种情况下，仅有一个衬底部的离子束的注入方向垂直于参考平面，例如垂直于xoy平面。自然，这种情况下离子束的注入角度和衬底部的晶格损伤度，既可以作为第一直角坐标系中的点的坐标，也可以作为第二直角坐标系中的点的坐标。如此，第一直角坐标系和第二直角坐标系可采用同一衬底部的离子束注入角度和晶格损伤度作为点的坐标。相应的，用于注入离子束的待注入的衬底部可减少一个，既节省的衬底部的材料，也节省了离子束注入的时间。

本实施例的优选方案中，位于第一平面或者平行于第一平面的平面内的注入方向与所述参考平面之间的夹角，在所述第一直角坐标系的坐标轴上的坐标呈对称分布。这种情况下,第一直角坐标系中的离子束的注入角度的坐标在坐标轴上呈对称分布。进一步的，位于第一平面或者平行于第一平面的平面内的注入方向与所述参考平面之间的夹角，在所述第一直角坐标系的坐标轴上的坐标呈等差分布，即第一直角坐标系中的离子束的注入角度的坐标在坐标轴上呈等差分布，例如这些离子束的注入角度在坐标轴上相邻的坐标之差为0.1～1度。当然，位于第二平面或者平行于第二平面的平面内的注入方向与所述参考平面之间的夹角，在所述第二直角坐标系的坐标轴上的坐标也可呈对称分布。这种情况下,第二直角坐标系中的离子束的注入角度的坐标在坐标轴上呈对称分布。更进一步的，位于第二平面或者平行于第二平面的平面内的注入方向与所述参考平面之间的夹角，在所述第二直角坐标系的坐标轴上的坐标也呈等差分布，例如这些离子束的注入角度在坐标轴上相邻的坐标之差为0.1～1度。

在本实施例中，待注入的衬底部均位于同一片晶圆。离子束的注入角度的校正方法还包括，在离子束注入到待注入的衬底部之前，采用挡板遮挡所述晶圆，使得所述离子束仅能注入到与所述注入方向对应的所述待注入的衬底部中。此时，仅需要一片晶圆即可对于离子束的注入方向进行一次校正，提高了晶圆的利用率，节省了材料；对应的晶圆仅需要一次装夹，提高了校正的准确性；离子束注入在同一片晶圆中，相对于离子束注入在不同的晶圆中而言，晶格损伤度的测量值的准确性较高，进而提高了校正的准确性。

具体的，参考图4，待注入的衬底部位于同一片晶圆，每一个待注入的衬底部为晶圆上的一片区域。其中，注入方向垂直于xoy平面的衬底部位于区域q1中，其他注入方向位于xoz平面或者平行于xoz平面的衬底部位于区域q2中，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的衬底部位于区域q3中。例如，参考图4，离子束的注入方向垂直于xoy平面的衬底部仅为一个，即仅位于一个注入区q1，其他注入方向位于xoz平面或者平行于xoz平面的衬底部为四个，位于q2区，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的衬底部为四个。再例如，离子束的注入方向均不垂直于xoy平面，即晶圆上相应的没有设置垂直于xoy平面的待注入的衬底部，其他注入方向位于xoy平面或者平行于xoy平面的衬底部为五个，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的衬底部为五个。

此外，在本实施例中，离子束的注入方向垂直于参考平面的待注入的衬底部位于一片晶圆，其它经离子束注入的待注入的衬底部均位于另一片晶圆。离子束的注入角度的校正方法还包括，在离子束注入到待注入的衬底部之前，采用挡板遮挡所述晶圆，使得所述离子束仅能注入到与所述注入方向对应的所述待注入的衬底部中。此时，仅需要两片晶圆即可对于离子束的注入方向进行一次校正，提高了晶圆的利用率，节省了材料；晶圆装夹的次数少，校正的准确性较高；离子束注入在两片晶圆中，相对于离子束注入在多片不同的晶圆中而言，晶格损伤度的测量值的准确性较高，离子束的注入角度校正的准确性较高。

此外，在本实施例中，离子束的注入方向垂直于参考平面的待注入的衬底部位于一片晶圆，其它离子束的注入方向位于第一平面或者平行于第一平面的待注入的衬底部位于另一片晶圆，其它离子束的注入方向位于第二平面或者平行于第二平面的待注入的衬底部位于另一片晶圆。离子束的注入角度的校正方法还包括，在离子束注入到待注入的衬底部之前，采用挡板遮挡所述晶圆，使得所述离子束仅能注入到与所述注入方向对应的所述待注入的衬底部中。此时，仅需要三片晶圆即可对于离子束的注入方向进行一次校正。

具体的，参考图5，除了注入方向垂直于xoy平面的衬底部位，其他注入方向位于xoy平面或者平行于xoy平面的衬底部位于一片晶圆上的四个区域，且其中一个区域s5注入离子束时，采用挡板20将晶圆上的其它区域遮挡住。

本实施例中，所述待注入的衬底部的晶格损伤度采用红外热波无损检测技术测量，当然也可以用其它方式检测测量衬底部的晶格损伤度。本实施例中，可采用上述校正方法反复检测和测量离子束的注入角度，直至离子束的注入角度调整到允许的偏差范围内。具体的，第一二次曲线和第二二次曲线的顶点对应的离子束的注入角度值与坐标原点之间的角度差在离子束的注入角度允许的偏差范围内。

本发明提出的一种离子束的注入角度的校正方法适用于校正离子注入机的离子束的注入角度。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。