监测离子注入角度的方法
【专利摘要】本发明提出一种监测离子注入角度的方法，提供多个标准片晶圆和多个监测片晶圆，分别测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，对比相同离子注入角度下所述标准片晶圆和所述监测片晶圆热图谱的差异，并以此判断离子注入角度的精确性，从而缩短监测时间，提高离子注入机的利用率。
【专利说明】监测离子注入角度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种监测离子注入角度的方法。
【背景技术】
[0002]离子注入是现代集成电路制造中的一种非常重要的技术，其利用离子注入机实现半导体的掺杂，即将特定的杂质原子以离子加速的方式注入硅半导体晶体内改变其导电特性并最终形成晶体管结构。
[0003]掺杂杂质的精确定位是保证先进器件最佳运行状态的重要因素。对于离子注入来说，剂量、能量和离子注入角度都需要精确的控制，才能保证形成的晶体管的性能符合工艺要求。离子注入角度不同将造成离子注入深度改变而影响器件的电参数，因此，对离子注入角度实行精确的控制非常必要。在一些先进工艺中重要的注入层如轻掺杂渗漏(LDD)层或袋(PKT)注入层对离子注入的角度十分敏感，此时离子注入角度的误差将对驱动电流(ION)和截止漏电流(IOFF)造成负面的影响。
[0004]然而，离子注入机在经过一定时间的运行之后则会产生偏差，不可避免的造成离子注入角度存在偏差。因此，需要定期地监控离子注入的角度，以确保离子注入机处于符合工艺要求的范围之内。
[0005]在现有技术中，在离子注入机处于符合工艺要求的范围内时，先以离子注入为O度的角度制作一片标准片晶圆。当离子注入机运行一段时间后，需要监测其是否处于符合工艺要求的范围之内时， 再使用离子注入机以离子注入为O度的角度制作一片监测片晶圆，接着再将监测片晶圆以及标准片晶圆同时做二次离子质谱(Secondary 1n MassSpectroscopy，简称SMS)对比，若得到的SMS分析的图形趋势一致，即两者无偏差，则表明当前离子注入机的离子注入角度在工艺要求的范围之内，反之，则表明当前离子注入机的离子注入角度出现偏差，需要对离子注入机进行一定的校准。
[0006]然而，SIMS分析一般需要4至6个小时才能得出结果，这将导致离子注入机的利用率大大降低，影响产能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种监测离子注入角度的方法，以缩短监测时间，提高离子注入机的利用率。
[0008]为了实现上述目的，本发明提出一种监测离子注入角度的方法，包括步骤:
[0009]提供至少一个标准片晶圆和至少一个监测片晶圆，当离子注入机在工艺正常范围情况下，将预定能量、预定剂量以及预定注入角度的离子注入到所述至少一个标准片晶圆中，在离子注入机运行一段时间后，将所述预定能量、所述预定剂量以及所述预定注入角度的离子注入到所述至少一个监测片晶圆中；
[0010]分别测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，对比所述标准片晶圆和所述监测片晶圆热图谱的差异，并以此判断离子注入角度的准确性。[0011 ] 进一步的，使用热波仪测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱。
[0012]进一步的，所述离子为硼离子。
[0013]进一步的,所述离子的预定能量范围为80Kev~120Kev。
[0014]进一步的，所述离子的预定剂量范围为2E13原子/厘米2~8E13原子/厘米2。
[0015]进一步的，提供多个标准片晶圆和多个监测片晶圆，在离子注入机在工艺正常范围情况下，将所述预定能量以及所述预定剂量的离子使用不同的预定注入角度注入不同的所述标准片晶圆中，在离子注入机在运行一段时间后，将所述预定能量以及所述预定剂量的离子使用不同的预定注入角度注入不同的所述监测片晶圆中。
[0016]进一步的，所述预定离子注入角度范围为O度~ I度。
[0017]进一步的，所述标准片晶圆和监测片晶圆均为4片。
[0018]进一步的，所述4片标准片和4片监测片晶圆的预定注入角度分别为O度、0.1度、0.2度和0.5度。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在:提供多个标准片晶圆和多个监测片晶圆，分别测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，对比相同离子注入角度下所述标准片晶圆和所述监测片晶圆热图谱的差异，并以此判断离子注入角度的准确性，从而缩短监测时间，提高离子注入机的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明一实施例中监测离子注入角度的方法流程图。
【具体实施方式】
[0021]为了便于理解，下面结合具体实施例以及附图对本发明做进一步的描述。
[0022]请参考图1，一种监测离子注入角度的方法，包括，
[0023]步骤SlOO:提供至少一个标准片晶圆和至少一个监测片晶圆，当离子注入机在工艺正常范围情况下，将预定能量、预定剂量以及预定注入角度的离子注入到所述至少一个标准片晶圆中，在离子注入机运行一段时间后，将所述预定能量、所述预定剂量以及所述预定注入角度的离子注入到所述至少一个监测片晶圆中；
[0024]步骤S200:分别测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，对比所述标准片晶圆和所述监测片晶圆热图谱的差异，并以此判断离子注入角度的准确性。
[0025]本发明使用热波仪测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，热波仪测量的基本原理依据表面反射率的变化，决定晶圆表面损坏的程度，因此，有关离子注入机的监测可以由检测晶圆表面的热图谱读值反应出。在同样的注入能量和剂量的情况下，当离子注入角度越大(注入角度是指离子注入方向与晶圆表面的夹角，即，离子注入方向与晶圆表面平行时注入角度最小(O度)，离子注入方向与晶圆表面垂直时注入角度最大(90度)，注入到晶圆中的离子数量和能量越大，对晶圆表面造成的损坏越大，相应地热图谱读值越大。即，从热图谱读值来看，即在一定条件下，热图谱读值越大，离子注入角度也越大。
[0026]在本实施例中，所述离子可以为硼离子；所述离子的能量范围为80Kev~120Kev ；所述离子的剂量范围为2E13原子/厘米2~8E13原子/厘米2 ;所述离子注入角度范围为O度~I度，最小精度为0.1度。较佳的，提供多个标准片晶圆和多个监测片晶圆进行离子注入角度的监测。为了便于更好的理解，下面举例说明，取4片标准片晶圆以及4片监测片晶圆，在离子注入机处于工艺正常范围的情况下，使用能量为IOOKev且剂量范围为5E13原子/厘米2的硼离子，并采用离子注入角度为O度、0.1度、0.2度以及0.5度的注入角度分别注入4片标准片晶圆内，以此4片标准片晶圆作为基准，使用热波仪测量4片所述标准片晶圆的热图谱，从而得出离子注入角度为O度的热图谱值为751.69，离子注入角度为0.1度的热图谱值为756.31，离子注入角度为0.2度的热图谱值为763.93，离子注入角度为0.5度的热图谱值为767.82。在离子注入机运行一段时间后，使用能量为IOOKev且剂量范围为5E13原子/厘米2的硼离子，采用离子注入角度为O度、0.1度、0.2度以及0.5度的注入角度分别注入4片监测片晶圆内，并使用热波仪测量4片监测片晶圆的热图谱，在相同的离子注入角度下分别与4片所述标准片晶圆的热图谱做比较，若偏差较大(例如偏差超过4)，则说明离子注入机不符合工艺的要求。例如，测量离子注入角度为O度的监测晶圆的热图谱值大于756.31，则说明离子注入角度实际上已经大于0.1度了(已经出现偏差大于0.1度)，则应该对离子注入机做相应的维护。
[0027]目前，离子注入角度的偏差可以接受的范围小于0.1度，也就是说，当离子注入角度偏差超过0.1度时，离子注入机就应停机做相应的维护和校准。当离子注入角度均为O度时，监测片晶圆的热图谱值若与标准片晶圆的热图谱值相差较大，甚至接近或超过离子注入角度为0.1度的标准片晶圆的热图谱值时，则说明离子注入角度的偏差已经接近或超过0.1度，此时离子注入机就应停机做相应的维护和校准。
[0028]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种监测离子注入角度的方法，包括步骤: 提供至少一个标准片晶圆和至少一个监测片晶圆，当离子注入机在工艺正常范围情况下，将预定能量、预定剂量以及预定注入角度的离子注入到所述至少一个标准片晶圆中，在离子注入机运行一段时间后，将所述预定能量、所述预定剂量以及所述预定注入角度的离子注入到所述至少一个监测片晶圆中； 分别测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱，对比所述标准片晶圆和所述监测片晶圆热图谱的差异，并以此判断离子注入角度的准确性。
2.如权利要求1所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:使用热波仪测量所述标准片晶圆和所述监测片晶圆的热图谱。
3.如权利要求1所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述离子为硼离子。
4.如权利要求3所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述离子的预定能量范围为80Kev~120Kev。
5.如权利要求4所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述离子的预定剂量范围为2E13原子/厘米2~8E13原子/厘米2。
6.如权利要求1所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:提供多个标准片晶圆和多个监测片晶圆，在离子注入机在工艺正常范围情况下，将所述预定能量以及所述预定剂量的离子使用不同的预定注入角度注入不同的所述标准片晶圆中，在离子注入机在运行一段时间后，将所述预定能量以及所述预定剂量的离子使用不同的预定注入角度注入不同的所述监测片晶圆中 。
7.如权利要求6所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述预定离子注入角度范围为O度~I度。
8.如权利要求7所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述标准片晶圆和监测片晶圆均为4片。
9.如权利要求8所述的监测离子注入角度的方法，其特征在于:所述4片标准片和4片监测片晶圆的预定注入角度分别为O度、0.1度、0.2度和0.5度。
【文档编号】H01L21/66GK104022048SQ201310066900
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2013年3月1日
【发明者】刘继朋, 侯奥 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司