一种离子注入倾角的日常监控方法
【专利摘要】一种离子注入倾角的日常监控方法，包括以下步骤：步骤S1：获得一关于方块电阻与离子注入倾角之间关系的原始数据；步骤S2：选取一枚监控片，采用转角设置为0度，倾角设置为0度的离子注入，注入后安排退火处理，测量方块电阻的阻值，如此进行持续的周次监控，得到方块电阻统计值；步骤S3：将监控得到的电阻统计值与步骤S1中原始数据中最小的方块电阻阻值进行对比，若比对结果在系统允许差值范围内，则进行正常生产，若比对结果不在系统允许差值范围内，则进行步骤S4；步骤S4：使用五点法对注入倾角进行复核。通过该方法可以使用少量的监控片，达到长期周次持续监控离子注入机注入角度的效果，节省物料资源，降低生产成本。
【专利说明】一种离子注入倾角的日常监控方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及半导体制造设备监控领域，尤其涉及一种离子注入倾角的日常监控方法。
【背景技术】
[0002]随着集成电路工艺尺寸的不断演进，对注入角度的精度要求也越来越高，如果角度出现偏差，会影响注入杂质在衬底中的分布曲线进而影响到结深，造成器件性能漂移等不良后果。65nm以及更先进的工艺节点，通常要求注入机的倾角角度偏差能够控制在±0.2度以内。
[0003]目前检验注入机倾角角度偏差的标准检测手段是五点法V型曲线(V-Curve)，即选取五枚监控片，采用转角设置为O度，倾角设置分别为I度，0.5度，O度，0.5度，I度的五组角度设置(图1)，在被检测机台上进行离子注入。注入后安排1000度左右的退火进行杂质激活，再进行方块电阻的量测。
[0004]得到五组方块电阻的量测阻值后，以倾角为横轴，以方块电阻阻值为纵轴，将数据转化成V型曲线(图2)。根据拟合出的二次曲线公式，可以推算出对称轴与纵轴的距离，此距离即为倾角的角度偏差，如图1所示，角度偏差为0.07度，落于-0.2?0.2度的规格区间内，说明倾角偏差符合工艺要求。如果落于规格区间外，则需要进行机台的检修。
[0005]由于一次标准检测就需要消耗五枚监控片，所以用此方法做注入机的周次角度监控，虽然精准，但会带来巨大的资源浪费，从经济性角度来看不适宜作为日常监控的方法。而注入角度的重要性又有进行角度的日常监控的必要性，为此需要改进监控方案。
[0006]中国专利(CN103646892A)记载了一种离子注入角度监控方法，包含提供一晶片；利用离子注入机按不同的注入角度注入预定能量、剂量的离子，并进行快速热退火处理；进行数据测量，建立电阻值-注入角度特征曲线；并确定监控参考角度，将该参考角度、预定能量、剂量的离子设为离子注入条件；定期在所述离子注入条件下进行离子注入，并测量相应的晶片电阻值；根据所述测量的晶片电阻值与电阻值-注入角度特征曲线确定离子注入角度的准确性。
[0007]中国专利(CN101452816)记载了一种离子注入的监控方法，用于防止离子注入时的离子污染和分析污染离子的形成原因，该监控方法包括以下步骤:1、先在离子注入的反应腔内通入测试离子源，并电离测试离子源成若干不同离子；2、采用离子束质谱分析对反应腔内离子进行测试，得出反应腔的离子束质量谱图；3、根据步骤2得出的离子束质量谱图，当谱图中有异常质量峰时，需要去除污染离子后才能进行离子注入，若果没有异常质量峰则可直接进行离子注入。
[0008]上述两个专利均为记载有关利用少量监控片实现注入倾角日常监控的技术特征。
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明提供一种离子注入倾角的日常监控方法。
[0010]一种离子注入倾角的日常监控方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0011]步骤S1:获得一关于方块电阻与离子注入倾角之间关系的原始数据；
[0012]步骤S2:选取一枚监控片，采用转角设置为O度，倾角设置为O度的离子注入，注入后安排退火处理，测量方块电阻的阻值，如此进行持续的周次监控，得到方块电阻统计值；
[0013]步骤S3:将监控得到的电阻统计值与步骤SI中所述原始数据中最小的方块电阻阻值进行对比，若比对结果在系统允许差值范围内，则进行正常生产，若比对结果不在系统允许差值范围内，则进行步骤S4 ；
[0014]步骤S4:使用五点法对注入倾角进行复核。
[0015]上述的方法，其特征在于:所述步骤S4中，使用五点法进行对注入倾角进行复核的具体步骤包括:
[0016]步骤S41、提供五片监控片；
[0017]步骤S42、将所述五片监控片分别设置成倾角为I度、0.5度、O度、0.5度和I度，并对该五片监控片进行离子注入工艺和退火工艺；
[0018]步骤S43、分别测得所述五片监控片的方块电阻，并根据五片监控片的倾角拟合出方块电阻与倾角之间的二次曲线；
[0019]步骤S44、计算得到所述二次曲线的对称轴，并获得所述对称轴所对应的倾角，若该倾角位于区间[_0.2，0.2]内时，则所述倾角符合离子注入工艺要求，若该倾角位于区间[-0.2，0.2]外时，则所述倾角不符合离子注入工艺要求。
[0020]上述的方法，其特征在于:所述步骤SI中，通过五点法获得所述原始数据。
[0021]上述的方法，其特征在于:步骤S2和步骤S42中的离子注入均在同一离子注入机台中进行。
[0022]上述的方法，其特征在于:所述退火处理的温度为900°C?1100°C。
[0023]上述的方法，其特征在于:所述退火处理的温度为1000°C。
[0024]上述技术方案具有如下优点或有益效果:
[0025]本发明中使用了少量的监控片，达到了长期周次持续监控离子注入机注入角度的效果，节省资源，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0027]图1是五组倾角偏差条件的量测数据；
[0028]图2是倾角偏差的V型曲线图；
[0029]图3是改进后的方块电阻统计曲线图。
【具体实施方式】
[0030]本申请一种离子注入倾角的日常监控方法，应用于半导体制造设备监控中，优选的可应用于65/55nm、45/40nm等技术节点的工艺中。通过该改进的注入倾角的监控方法，可以使用少量的监控片，达到长期周次持续监控离子注入机注入角度的效果，节省物料资源，降低生产成本。
[0031]本发明的核心思想是利用少量监控片实现注入倾角持续周次的监控，使用长期监控的方块电阻统计曲线图监控方块电阻的高点，发现后进行标准角度检测以确认角度偏差。
[0032]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明:
[0033]一种离子注入倾角的日常监控方法，包括以下步骤:首先获得一关于方块电阻与离子注入倾角之间关系的原始数据并记录下来；然后，选取一枚监控片，采用转角设置为O度，倾角设置为O度的离子注入，注入后安排退火处理，其中退火处理时采用900-1100度左右的温度达到杂质激活的目的，优选的退火温度为1000度，退火处理后测量方块电阻的阻值，如此进行持续的周次监控，如图3所示，得到一系列方块电阻统计值，将监控得到的电阻统计值与原始数据中测量得到的数据中最小的方块电阻阻值进行对比，若比对结果在系统允许差值范围内，则进行正常生产，若比对结果不在系统允许差值范围内，则说明可能存在注入倾角偏差或者注入剂量的偏差，此时，使用五点法进行注入倾角的验证并排查及澄清倾角中是否存在的问题。
[0034]使用五点法进行复核时，首先提供五片监控片，然后将五片监控片分别设置成倾角为I度、0.5度、O度、0.5度、I度，并对该五片监控片进行离子注入工艺和退火工艺，分别测得所述五片监控片的方块电阻，并根据五片监控片的倾角拟合出方块电阻与倾角之间的二次曲线，计算得到二次曲线的对称轴，并获得对称轴所对应的倾角，若倾角位于区间[-0.2,0.2]内时，则所述倾角符合离子注入工艺要求，若该倾角位于区间[-0.2,0.2]外时，则所述倾角不符合离子注入工艺要求。
[0035]其中，在注入倾角日常监控时得到的原始数据是通过五点法获得的，且在日常监控时离子注入与使用五点法进行复核时离子注入均在同一离子注入机台中进行的。
[0036]本发明中使用了少量的监控片，达到了长期周次持续监控离子注入机注入角度的效果，节省资源，降低了生产成本。
[0037]通过说明和附图，给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
[0038]对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【权利要求】
1.一种离子注入倾角的日常监控方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:获得一关于方块电阻与离子注入倾角之间关系的原始数据； 步骤S2:选取一枚监控片，采用转角设置为O度，倾角设置为O度的离子注入，注入后安排退火处理，测量方块电阻的阻值，如此进行持续的周次监控，得到方块电阻统计值； 步骤S3:将监控得到的电阻统计值与步骤SI中所述原始数据中最小的方块电阻阻值进行对比，若比对结果在系统允许差值范围内，则进行正常生产，若比对结果不在系统允许差值范围内，则进行步骤S4 ； 步骤S4:使用五点法对注入倾角进行复核。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤S4中，使用五点法进行对注入倾角进行复核的具体步骤包括: 步骤S41、提供五片监控片； 步骤S42、将所述五片监控片分别设置成倾角为I度、0.5度、O度、0.5度和I度，并对该五片监控片进行离子注入工艺和退火工艺； 步骤S43、分别测得所述五片监控片的方块电阻，并根据五片监控片的倾角拟合出方块电阻与倾角之间的二次曲线； 步骤S44、计算得到所述二次曲线的对称轴，并获得所述对称轴所对应的倾角，若该倾角位于区间[_0.2，0.2]内时，则所述倾角符合离子注入工艺要求，若该倾角位于区间[-0.2，0.2]外时，则所述倾角不符合离子注入工艺要求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤SI中，通过五点法获得所述原始数据。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:步骤S2和步骤S42中的离子注入均在同一离子注入机台中进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述退火处理的温度为900°C?1100°C。
6.根据权利要求5所述的方法，所述退火处理的温度为1000°C。
【文档编号】H01J37/317GK104465435SQ201410164080
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】邱裕明 申请人:上海华力微电子有限公司