CN103367187B - 离子束均匀性的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离子束均匀性的检测方法，包括下列步骤：获取离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上的对应位置；采用所述离子注入机台对晶圆进行离子注入；测量所述对应位置的电阻值；根据所述电阻值判断离子束均匀性是否达标。本发明通过检测与离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上对应位置的测量点的电阻值，以判断注入晶圆的离子的均匀性，能够准确反映注入晶圆内的离子均匀性的变化，以及离子注入制程的过程中离子均匀性的变化。

Description

离子束均匀性的检测方法
【技术领域】
本发明涉及离子注入技术，尤其涉及一种离子束均匀性的检测方法。
【背景技术】
在半导体制造的离子注入过程中，离子注入高电流机台通过对离子源、电场加速以及磁场的一系列调节，得到条状离子束(Ribbonbeam)。通过将晶圆(Wafer)垂直于条状离子束的发射方向移动，使得晶圆能整片被离子注入。条状离子束是离子注入高电流机台生成的离子束，其特征是离子束的截面呈条状，因此整个条状离子束各部分的电流均匀性难以检测。
一种传统的检测方法是机台通过在离子束沿条状的长度方向上取若干个点(例如100个)，得到电流浓度——取样点位置的关系曲线，进而判断条状离子束各部分的均匀性。
然而，该传统的检测方法，是在离子注入到晶圆上之前做检测和计算，因此无法检测到实际制程过程中，我们关心的注入晶圆内的离子均匀性的变化。也就是说，该传统的检测方法不能很好地反映注入晶圆内的离子均匀性的变化，以及离子注入制程的过程中离子均匀性的变化。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能够准确地检测出注入晶圆内的离子均匀性的离子束均匀性的检测方法。
一种离子束均匀性的检测方法，包括下列步骤：获取离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上的对应位置；采用所述离子注入机台对晶圆进行离子注入；测量所述对应位置的电阻值；根据所述电阻值判断离子束均匀性是否达标。
优选的，还包括若均匀性未达标，则根据未达标的电阻值的测量点，找到所述离子束的取点位置的步骤。
优选的，所述对晶圆进行离子注入的步骤和测量所述对应位置的电阻值的步骤之间还包括对所述晶圆退火的步骤。
优选的，所述对应位置的测量点排列形成线段。
优选的，相邻两个所述对应位置的测量点之间的距离为3mm。
上述离子束均匀性的检测方法，通过检测与离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上对应位置的测量点的电阻值，以判断注入晶圆的离子的均匀性，能够准确反映注入晶圆内的离子均匀性的变化，以及离子注入制程的过程中离子均匀性的变化。
【附图说明】
图1是一实施例中离子束均匀性的检测方法的流程图；
图2是一实施例中电流浓度——取样点位置的关系曲线；
图3是一实施例中方块电阻阻值——测量点位置的关系曲线；
图4是将图2和图3所示的关系曲线做在一张图上的两轴折线图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
离子注入工艺是半导体制程中的重要工艺。为便于使用和控制，离子注入中的离子源大多采用气态源。掺杂原子被离化、分离、加速形成离子束，对晶圆进行轰击，打入晶圆内部。注入的杂质离子会使晶圆表面的方块电阻发生改变。
离化过程发生在低压(例如约10-3Torr)且通有蒸汽状态的离子源的离化反应腔中。反应腔包括作为阳极的金属极板和作为阴极的灯丝，灯丝相对于金属极板而言维持一个大的负电位，其表面被加热到可以发射电子的温度。反应腔内部的气体从金属极板(阳极)和热灯丝(阴极)之间通过。电子被阳极所吸引而向金属极板加速运动，过程中与作为离子源的分子发生碰撞，产生大量离子，并经分离、加速后形成离子束。
图1是一实施例中离子束均匀性的检测方法的流程图，包括下列步骤：
S110，获取离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上的对应位置。
一种传统的检测方法是通过在离子束上取若干个点，得到电流浓度——取样点位置的关系曲线。对部分离子注入机台来说，该检测可以通过机台自带的测量装置进行。若发现某些取样点处的电流浓度未达标，则对瞄准该取样点处那一部分的离子束进行调整。对于部分离子注入机台来说，该调整可以通过控制器自动进行。即对于机台来说，是存储有取样点与瞄准取样点的离子束的对应关系的。
可以理解的，通过上述某一个取样点的离子束，会有一个打在晶圆上的对应位置，步骤S110需要获取到该对应位置，如图2所示。在本实施例中，离子束的取样点及其在晶圆上的对应位置形成的测量点会各形成一条线段，相邻两个对应位置的测量点之间的距离为3mm。即每个测量点在晶圆平面上y轴坐标相同，x轴坐标间隔为3mm。
S120，采用离子注入机台对晶圆进行离子注入。离子注入的位置均会落在之前获取的晶圆上的对应位置排列形成的条状形状上。
S130，测量对应位置的电阻值。
在量测阻值的机台上建立条状阻值测量线，将晶圆上的对应位置的点作为测量点，测出每一个测量点的电阻值。在本实施例中，具体是在量测阻值的机台上建立量测程序，量测旋转角度设为0，测试类型(testtype)设为线性扫描(linescan)，图案(mappattern)设为线状，模块图(templatemap)设为线状。图3是一实施例中方块电阻阻值——测量点位置的关系曲线。
S140，根据电阻值判断离子均匀性是否达标。
可以做两轴折线图，将电流浓度——取样点位置的关系曲线以及方块电阻阻值——测量点位置的关系曲线做在一张图上，如图4所示，辅助判断离子均匀性是否达标。可以设置上限阈值和下限阈值，超出阈值时就判定均匀性不达标，需要进行调整。
S150，若均匀性未达标，则根据未达标的电阻值的测量点，找到离子束的取点位置。
根据晶圆上的测量点与离子束的取点位置之间的对应关系，可以准确的找到出现离子均匀性问题的位置，通过控制器对离子源发射的离子束进行调整。
上述离子束均匀性的检测方法，通过检测与离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上对应位置的测量点的电阻值，以判断注入晶圆的离子的均匀性，能够准确反映注入晶圆内的离子均匀性的变化，以及离子注入制程的过程中离子均匀性的变化。
在优选的实施例中，步骤S120和S130之间还包括对离子注入后的晶圆进行退火的步骤，以修复离子注入造成的晶格损伤以及电激活注入的离子。
在一个实施例中，上述离子束均匀性的检测方法用于高电流注入条状离子束机台，以及线宽小于0.13微米的制程的离子均匀性检测。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种离子束均匀性的检测方法，包括下列步骤：
获取离子注入机台检测离子束的取点位置在晶圆上的对应位置；
采用所述离子注入机台对晶圆进行离子注入；
测量所述对应位置的电阻值；
根据所述电阻值判断离子束均匀性是否达标；设置上限阈值和下限阈值，超出阈值时就判定均匀性不达标；
若均匀性未达标，则根据未达标的电阻值的测量点，找到所述离子束的取点位置。
2.根据权利要求1所述的离子束均匀性的检测方法，其特征在于，所述对晶圆进行离子注入的步骤和测量所述对应位置的电阻值的步骤之间还包括对所述晶圆退火的步骤。
3.根据权利要求1所述的离子束均匀性的检测方法，其特征在于，所述对应位置的测量点排列形成线段。
4.根据权利要求3所述的离子束均匀性的检测方法，其特征在于，相邻两个所述对应位置的测量点之间的距离为3mm。
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