CN104157591B - 离子注入机台水汽的检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子注入机台水汽的检测方法。本发明采用对裸片进行离子注入，比较离子注入前后裸片表面的颗粒物的数量差值，从而判断离子注入机台的水汽含量是否超标。上述检测方法利用了注入的离子流快速定向移动，在裸片上表面空间以及裸片附近区域的空间形成压强差，离子注入机台内的水汽在上述压强差下定向运动聚集在裸片上表面空间，聚集在裸片上表面空间的水汽在不断持续的离子注入流带动下进一步聚集在裸片表面，即将离子注入机台的水汽反映在裸片的颗粒物上，如此，通过对离子注入前后的裸片进行扫描，采用同一预定颗粒检验程式统计颗粒物的数量，若上述数量超过预定差值，则认为离子注入机台的水汽含量超标。

Description

离子注入机台水汽的检测方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种离子注入机台水汽的检测方法。
背景技术
半导体技术中，离子注入，例如P型离子或N型离子，是改变半导体导电性能的一种常规手段。离子注入在真空机台中进行，现有实验表明，离子注入机台的水汽含量大小，会干扰离子注入的深度，浓度等。某些情况下，即使机台的真空度符合要求，但水汽含量过大也会造成晶圆的良率过低。
有鉴于此，本发明提供一种离子注入机台水汽的检测方法，以在水汽含量超标时，提示操作者检查机台，避免进一步注入造成不合格晶圆产生。
发明内容
本发明解决的问题是避免在离子注入机台水汽含量超标的情况下，仍采用上述机台进行离子注入，造成晶圆良率过低。
为解决上述问题，本发明提供一种离子注入机台水汽的检测方法，包括：
提供裸片，采用一预定颗粒检验程式检测所述裸片表面的颗粒物；
将裸片置入离子注入机台，对所述裸片进行离子注入以使水汽聚集在裸片表面，采用同一预定颗粒检验程式检测所述离子注入后的裸片表面的颗粒物；
比较离子注入前后颗粒物的数量，若上述数量差值超过预定差值，则认为离子注入机台的水汽含量超标。
可选地，注入的离子为磷离子或硼离子，注入能量范围为10KeV～20KeV，注入剂量范围为9E13atom/cm2～1.4E14atom/cm2，注入角度范围为0度～7度，注入电流范围为400μA～600μA，电子浴起弧电流范围为0.5A～1A。
可选地，所述注入角度为0度。
可选地，所述预定颗粒检验程式为0.12μm～0.16μm，所述预定差值小于100颗。
可选地，所述预定颗粒检验程式为0.16μm，所述预定差值为50颗。
可选地，离子注入前，裸片颗粒物的数量小于50颗。
可选地，所述检测方法用于机台日常检测中。
可选地，所述检测方法用于机台保养后的检测中。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：1)对裸片进行离子注入，上述注入的离子流快速定向移动，在裸片上表面空间以及裸片附近区域的空间形成压强差，离子注入机台内的水汽在上述压强差下定向运动聚集在裸片上表面空间，聚集在裸片上表面空间的水汽在不断持续的离子注入流带动下进一步聚集在裸片表面，即将离子注入机台的水汽含量反映在裸片的颗粒物上，如此，通过对离子注入前后的裸片进行扫描，采用同一预定颗粒检验程式统计颗粒物的数量，若上述数量超过预定差值，则认为离子注入机台的水汽含量超标。
2)可选方案中，研究表明，注入的离子为磷离子或硼离子时，离子颗粒大小适中，注入能量范围为10KeV～20KeV，注入剂量范围为9E13atom/cm2～1.4E14atom/cm2，注入角度为0度，注入电流范围为400μA～600μA，电子浴起弧电流范围为0.5A～1A时，既能快速使得水汽颗粒聚集在裸片表面，又不会对裸片过度轰击，避免了引入新的颗粒物，因而采用上述离子注入条件判断的水汽含量是否超标较为准确。
附图说明
图1是本发明一实施例中的离子注入机台水汽的检测方法的流程图；
图2至图3是图1中检测方法的步骤示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有的离子注入机台的水汽含量大小，会干扰离子注入的深度，浓度等，某些情况下，即使机台的真空度符合要求，但水汽含量过大也会造成晶圆的良率过低。针对上述技术问题，经过分析，发现产生原因之一是水汽颗粒过大，覆盖在晶圆表面，造成离子注入的深度，以及注入多少偏离预定的深度、离子浓度。为了解决如何判断上述水汽含量过大的问题，本发明比较离子注入前后裸片表面的颗粒物的数量差值，从而判断离子注入机台的水汽含量是否超标。上述检测方法利用了注入的离子流快速定向移动，在裸片上表面空间以及裸片附近区域的空间形成压强差，离子注入机台内的水汽在上述压强差下定向运动聚集在裸片上表面空间，聚集在裸片上表面空间的水汽在不断持续的离子注入流带动下进一步聚集在裸片表面，即将离子注入机台的水汽反映在裸片的颗粒物上，如此，通过对离子注入前后的裸片进行扫描，采用同一预定颗粒检验程式统计颗粒物的数量，若上述数量超过预定差值，则认为离子注入机台的水汽含量超标。
为使本发明的上述目的、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例做详细的说明。
图1是本发明一实施例中的离子注入机台水汽的检测方法的流程图。图2至图3是上述检测方法的步骤示意图。
首先参照图1与图2所示，执行步骤S1，提供裸片10，采用一预定颗粒检验程式检测所述裸片10表面的颗粒物。
本步骤中，检测裸片10表面的颗粒物在离子注入机台1外进行。即在外界的颗粒物扫描设备上采用预定颗粒检验程式统计裸片10上的颗粒物数量。
裸片10可以采用现有的任何尺寸的裸片，本实施例中为8英寸。
一个实施例中，所述预定颗粒检验程式为0.12μm～0.16μm，优选地，为0.16μm，即颗粒物尺寸大于0.16μm能被检测出，小于0.16μm的颗粒物无法检测出，或称不被认为是裸片10表面存在颗粒物。
为了便于排除其它原因导致的裸片10表面颗粒物过多，本步骤中，裸片颗粒物的数量优选小于50颗。
接着，参照图1与图3所示，进行步骤S2，将裸片10置入离子注入机台1，对所述裸片10进行离子注入以使水汽聚集在裸片10表面，采用同一预定颗粒检验程式检测所述离子注入后的裸片10表面的颗粒物。
本步骤中，可以将裸片10置入日常检测中的机台1，也可以置入保养后检测中的机台1。两者裸片10上颗粒物过多是由于腔室真空环境被破坏引入外界水汽造成的。
本步骤的原理参照图3所示，具体如下：注入的离子流快速定向移动，在裸片10上表面空间以及裸片10附近区域的空间形成压强差，具体地，裸片10上表面空间为低压区，裸片10附近区域的空间为高压区，离子注入机台1内的水汽在上述压强差下定向运动聚集在裸片10上表面空间，聚集在裸片10上表面空间的水汽在不断持续的离子注入流带动下进一步聚集在裸片10表面形成水汽颗粒物101。换言之，上述聚集在裸片10表面的水汽颗粒物101反映了离子注入机台1内的水汽含量。
在具体实施过程中，如图3所示，例如注入的离子为磷离子20，其它实施例中，上述注入的离子也可以为硼离子。
一个实施例中，注入能量范围为10KeV～20KeV，注入剂量范围为9E13atom/cm2～1.4E14atom/cm2，注入角度范围为0度～7度，注入电流范围为400μA～600μA，电子浴起弧电流范围为0.5A～1A，上述条件产生的磷离子20或硼离子既能使得水汽颗粒快速聚集在裸片10表面，又不会对裸片10过度轰击产生新颗粒。
需要说明的是，上述注入角度是离子注入方向与竖直方向的夹角，竖直方向垂直裸片10的表面，更优选地，上述离子注入角度为0度，即沿着垂直裸片10的方向进行离子注入。
之后，参照图1所示，执行步骤S3，离子注入前后颗粒物的数量比较，判断上述数量差值是否超过预定差值，若是，则判断离子注入机台1的水汽含量超标。
本步骤也即：比较离子注入前后颗粒物的数量，若上述数量差值超过预定差值，则认为离子注入机台1的水汽含量超标，若否，则认为离子注入机台1的水汽含量不超标。
可以理解的是，经过步骤S2，水汽已聚集在裸片10表面，此时，再对裸片10表面进行扫描，所获得的颗粒物数量即为包含水汽的颗粒物的数量。本步骤中，对裸片10表面的颗粒物扫描参照步骤S1中的方法，两者采用同一预定颗粒检验程式，即若离子注入前的颗粒物扫描采用0.16μm的颗粒检验程式，离子注入后的颗粒物扫描也采用0.16μm的颗粒检验程式，前后维持同一颗粒物大小检验标准，在此不再赘述。
在具体实施过程中，本步骤将裸片10移出离子注入机台1，在外界的颗粒物扫描设备上采用预定颗粒检验程式统计裸片10上的颗粒物数量。需要说明的是，上述移出及扫描之间的间隔时间需较短，避免外界环境中的颗粒以及水汽挥发干扰裸片10上携带离子注入机台1腔室的水汽含量信息。
在具体实施过程中，上述预定差值可以根据经验而定，具体地，预定颗粒检验程式所能检测出的精度越高，即颗粒物尺寸越小，上述预定差值越大；所能容忍的水汽含量超标值越大，上述预定差值越大。
实验表明，所述预定颗粒检验程式为0.12μm～0.16μm时，预定差值小于100颗。优选地，预定颗粒检验程式为0.16μm，所述预定差值为50颗。
另外，研究表明，本发明中的离子注入前后，裸片10表面的颗粒物差值大小与裸片10的尺寸无关。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，包括：
提供裸片，采用一预定颗粒检验程式检测所述裸片表面的颗粒物；
将裸片置入离子注入机台，对所述裸片进行离子注入以使水汽聚集在裸片表面，采用同一预定颗粒检验程式检测所述离子注入后的裸片表面的颗粒物；
比较离子注入前后颗粒物的数量，若上述数量差值超过预定差值，则认为离子注入机台的水汽含量超标。
2.根据权利要求1所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，注入的离子为磷离子或硼离子，注入能量范围为10KeV～20KeV，注入剂量范围为9E13atom/cm2～1.4E14atom/cm2，注入角度范围为0度～7度，注入电流范围为400μA～600μA，电子浴起弧电流范围为0.5A～1A。
3.根据权利要求2所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，所述注入角度为0度。
4.根据权利要求3所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，所述预定颗粒检验程式为0.12μm～0.16μm，所述预定差值小于100颗，所述检验程式对应能被检测出的颗粒物的最小尺寸的范围。
5.根据权利要求3所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，所述预定颗粒检验程式为0.16μm，所述预定差值为50颗，所述检验程式对应能被检测出的颗粒物的最小尺寸的范围。
6.根据权利要求3所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，离子注入前，裸片颗粒物的数量小于50颗。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，所述检测方法用于机台日常检测中。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入机台水汽的检测方法，其特征在于，所述检测方法用于机台保养后的检测中。
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