专利名称：离子束稳定性的检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作领域，特别涉及离子注入设备的离子束稳定性的检测装置及检测方法。
背景技术：
离子注入是一种在半导体技术中将杂质材料选择性的注入到半导体材料中的技术。杂质材料在电离腔中被离子化，将这些离子加速以形成具有设定能量的离子束，离子束轰击晶圆表面，并进入晶圆中与能量相关的深度处。
离子注入机通常将气体或固体的杂质材料在电离腔中转化为离子束，该离子束可被进行质量分析以消除不想要的离子种类，并加速至预期的能量，并导引至晶圆表面。所述离子束可为点状束(spot beam)或带状束(ribbon beam)。
将预期剂量的杂质注入到晶圆内对于确保晶圆上形成的半导体器件的稳定性至关重要。离子束的电流分布是影响杂质剂量的一个重要因素，获得稳定的杂质剂量需要保证离子束电流的稳定性。离子束电流的波动会降低杂质剂量的稳定性，而杂质剂量的波动会导致注入到晶圆中的离子的浓度和深度随区域不同而不同，影响晶圆上形成的半导体器件的稳定性，严重时会使得半导体器件失效。
随着半导体技术的进步，越来越需要监控各工艺步骤中相应处理设备的信息，以保证各工艺流程的稳定性。离子注入作为半导体制作技术中的一个非常重要的工艺，为了保证离子注入工艺的稳定性，因此在半导体制作过程中，对离子注入设备的离子束稳定性的检测也变得非常重要。
现有的离子注入设备具有用于检测离子束电流的离子束检测手臂，所述离子束检测手臂上包括位于同一直线上的多个检测传感器，多个检测传感器的宽度与离子束的直径相当，多个检测传感器对应多个电流检测值，离子注入设备产生离子束时，离子束中离子的浓度从中心向四周递减。当离子束检测手臂扫描离子束，离子束检测手臂上的检测传感器获得离子束的多个电流检测值，在正常的情况下，传感器检测的离子束的多个电流检测值是从中心向两边逐渐减小的，呈正态分布。但是在实际生产过程中，检测的离子束的多个电流检测值与上次检测的值相比会发生变化，这样很难根据多个电流值的大小变化去判断离子束的稳定性。发明内容
本发明解决的问题是提供一种离子束稳定性的检测装置及检测方法，用于判断离子束的稳定性。
为解决上述问题，本发明提供了一种离子束稳定性的检测装置，其特征在于，包括
检测单元，用于检测离子束的电流值，所述检测单元包括位于同一直线的等间距的多个电流检测传感器，多个电流检测传感器对应多个电流检测值；
比较单元，用于根据检测单元检测所得的多个电流检测值，比较电流检测值的大小，获得电流检测值的最大值；
计算单元，用于根据检测单元检测所得的电流检测值和比较单元比较所得的电流检测值中的最大值，计算每个电流检测值对应的权重值，并根据权重值、电流检测传感器之间的相对距离，计算权重值的平均值和方差；
判断单元，用于根据计算单元计算所得的平均值和/或方差与相应的标准值的大小，判断离子束是稳定状态或是非稳定状态，若离子束为非稳定状态，则给出报警信息。
可选的，所述计算单元包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元用于根据检测单元检测所得的电流检测值和比较单元比较所得的电流检测值中的最大值，计算每个电流检测值对应的权重值，所述第二计算单元用于根据第一计算单元计算所得的权重值、电流检测传感器之间的间距，计算权重值的平均值和方差。
可选的，所述第一计算单元通过下述公式获得权重值χ
权利要求
1.一种离子束稳定性的检测装置，其特征在于，包括检测单元，用于检测离子束的电流值，所述检测单元包括位于同一直线的等间距的多个电流检测传感器，多个电流检测传感器对应多个电流检测值；比较单元，用于根据检测单元检测所得的多个电流检测值，比较电流检测值的大小，获得电流检测值的最大值；计算单元，用于根据检测单元检测所得的电流检测值和比较单元比较所得的电流检测值中的最大值，计算每个电流检测值对应的权重值，并根据权重值、电流检测传感器之间的相对距离，计算权重值的平均值和方差；判断单元，用于根据计算单元计算所得的平均值和/或方差与相应的标准值的大小， 判断离子束是稳定状态或是非稳定状态，若离子束为非稳定状态，则给出报警信息。
2.如权利要求1所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述计算单元包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元用于根据检测单元检测所得的电流检测值和比较单元比较所得的电流检测值中的最大值，计算每个电流检测值对应的权重值，所述第二计算单元用于根据第一计算单元计算所得的权重值、电流检测传感器之间的间距，计算权重值的平均值和方差。
3.如权利要求2所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述第一计算单元通过下述公式获得权重值
4.如权利要求3所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述第二计算单元通过下述公式获得权重值的平均值和方差
5.如权利要求1所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述电流检测传感器的个数大于等于5。
6.如权利要求5所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述电流检测传感器的个数为大于等于5的奇数。
7.如权利要求1所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述电流检测传感器为法拉第杯或多画素剂量阵列。
8.如权利要求1所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，所述电流检测传感器的总间距大于或等于离子束的宽度。
9.如权利要求1所述的离子束稳定性的检测装置，其特征在于，还包括显示单元，用于显示检测单元、比较单元、计算单元、判断单元的信息。
10.一种离子束稳定性的检测方法，其特征在于，包括 提供晶圆；对晶圆注入之前或者之后，获得离子束的多个电流检测值，计算电流检测值对应的权重值；计算权重值的平均值和方差；获得平均值和方差值对应的第一偏差值，平均值和方差值对应的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值与对应的标准值的差的绝对值大于等于对应的第一偏差值，或平均值或方差值与对应的标准值的差的绝对值大于等于对应的第二偏差值，则离子束为非稳定性状态；若平均值和方差值与对应的标准值的差的绝对值小于对应的第一偏差值，或平均值或方差值中的一个值与对应的标准值的差的绝对值大于对应的第一偏差值小于对应的第二偏差值，另一个值与对应的标准值的差的绝对值小于对应的第一偏差值，则离子束为稳定性状态。
11.如权利要求10所述的离子束稳定性的检测方法，其特征在于，所述平均值和方差值对应的第一偏差值为平均值和方差值的标准值的10%。
12.如权利要求10所述的离子束稳定性的检测方法，其特征在于，所述平均值和方差值对应的第二偏差值为平均值和方差值的标准值的20%。
13.如权利要求10所述的离子束稳定性的检测方法，其特征在于，所述电流检测值对应的权重值通过下述公式获得
14.如权利要求13所述的离子束稳定性的检测方法，其特征在于，所述权重值的平均值和方差通过下述公式获得
全文摘要
一种离子束稳定性的检测装置及检测方法，所述检测方法包括提供晶圆；对晶圆注入之前或者之后，获得离子束的多个电流检测值，计算电流检测值对应的权重值；计算权重值的平均值和方差；获得平均值和方差值对应的第一偏差值，平均值和方差值对应的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值与对应的标准值的差的绝对值大于等于对应的第一偏差值，或平均值或方差值与对应的标准值的差的绝对值大于等于对应的第二偏差值，则离子束为非稳定性状态。本发明实施例的方法能准确的检测离子注入工艺的稳定性。
文档编号H01L21/66GK102522352SQ201110436369
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者方亮, 贾敏 申请人:上海宏力半导体制造有限公司