CN104835769B - 离子注入机台基准起始注入角度的校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种的离子注入机台基准注入角度的确定方法，该方法在靠近校准前的基准起始注入角度的范围内分别对多个晶圆进行离子注入，以获得多份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据，再在坐标系中通过这些数据拟合出晶格损伤度和注入角度的关系曲线。对于离子注入机台来说，恰好位于基准注入角度的离子注入所造成的晶格损伤度位于该关系曲线的顶点，进而将该关系曲线的顶点所对应的角度作为校准后的基准起始注入角度。本发明所获得的校准后的基准起始注入角度的误差可控制在0.3度以内，大大小于现有的离子注入机台的误差。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种离子注入机台基准起始注入角度的校准方法。
背景技术
离子注入是半导体制造过程中不可缺少的技术。在半导体制造过程的多个阶段都涉及到离子注入的步骤。例如芯片衬底中N阱、P阱的形成、轻掺杂漏区的形成、袋状掺杂漏区的形成、源/漏区的形成、阈值电压区的形成等都离不开离子注入手段的参与。
随着半导体制造的关键尺寸（CD，Critical Dimension）的不断缩小，所制造的器件性能不断提高。同时，随之而来的是对半导体制造过程中的工艺技术条件要求越来越高。同样，对于半导体制造过程中不可或缺的离子注入来说，同样要求越来越高，例如离子注入的能量误差范围、剂量误差范围以及注入角度误差范围的要求也是越来越严格。因为关键尺寸的缩小所带来的是器件尺寸的缩小，越小的器件制造所要求的能量、剂量和注入角度偏离度越小，一旦偏离度超出了所要求的误差范围就极有可能导致所制造的半导体器件的失效。例如有些半导体产品的离子注入时，在角度偏离达到0.5度时，就会导致器件的失效，对于这些半导体产品，所要求的注入角度的误差范围就不应该超过0.5度；甚至，在模拟时，有些模拟的半导体产品角度差异当达到0.3度时就会导致模拟的半导体器件失效。因此，离子注入过程中，对于注入角度误差（偏差）的控制，对于半导体的制造来说是非常重要的。
目前，对于离子注入机台来说，控制离子注入角度偏差主要靠水平仪来实现，但是水平仪的精度已经不能达到现有工艺的关键尺寸的要求。水平仪的误差范围约有1度，再加上人为操作上的误差，使得偏差远远地大于现在对离子注入的注入角度的误差范围要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，以减小离子注入角度的误差范围，满足不断缩小关键尺寸的半导体制程的要求。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，包括：
在离子注入机台中，以初始注入角度对第一待注入晶圆进行离子注入，以获取第一晶格损伤度和与其对应的初始注入角度的数据；
在所述离子注入机台中，从所述初始注入角度开始设置至少两个不同注入角度，以采用所述至少两个不同注入角度对至少两个待注入晶圆分别进行离子注入，以获取至少两份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据；
将获取的所有的晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据标示坐标系中，并对坐标系中标示出的点进行拟合，以获得晶格损伤度和注入角度的关系曲线；
将所述关系曲线的顶点所对应的角度，作为所述离子注入机台校准后的基准起始注入角度。
进一步，所述至少两个不同注入角度对称地位于所述初始注入角度的两侧。
进一步，相邻的注入角度之间相差0.1～1度。
进一步，所述初始注入角度为0度。
进一步，从所述0度的初始注入角度开始设置的不同注入角度为4个，分别为-1度、-0.5度、0.5度和1度。
进一步，所述初始注入角度为45度。
进一步，从所述45度的初始注入角度开始设置的不同注入角度为4个，分别为44度、44.5度、45.5度和46度。
进一步，所述初始注入角度为校准前的基准起始注入角度。
进一步，每一次离子注入的杂质、能量和剂量均相同。
进一步，所述离子注入的杂质为硼，所述能量范围为100～200KeV，所述剂量范围为5.0×1012～2.0×1013atom/cm2。
从上述方案可以看出，本发明的离子注入机台基准注入角度的确定方法，在靠近校准前的基准起始注入角度的范围内分别对多个晶圆进行离子注入，以获得多份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据，再在坐标系中通过这些数据拟合出晶格损伤度和注入角度的关系曲线，该关系曲线为一个二次曲线。对于离子注入机台来说，恰好位于基准注入角度的离子注入所造成的晶格损伤度位于该关系曲线的顶点，进而将该关系曲线的顶点所对应的角度作为校准后的基准起始注入角度。本发明所获得的校准后的基准起始注入角度的误差可控制在0.3度以内，大大小于现有的离子注入机台的误差。
附图说明
图1为本发明的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法的实施例流程示意图；
图2为本发明的校准方法中实施例一的晶格损伤度和注入角度的关系曲线示意图；
图3为本发明的校准方法中实施例二的晶格损伤度和注入角度的关系曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，包括：
在离子注入机台中，以初始注入角度对第一待注入晶圆进行离子注入，以获取第一晶格损伤度和与其对应的初始注入角度的数据；
在所述离子注入机台中，从所述初始注入角度开始设置至少两个不同注入角度，以采用所述至少两个不同注入角度对至少两个待注入晶圆分别进行离子注入，以获取至少两份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据；
将获取的所有的晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据标示坐标系中，并对坐标系中标示出的点进行拟合，以获得晶格损伤度和注入角度的关系曲线；
将所述关系曲线的顶点所对应的角度，作为所述离子注入机台校准后的基准起始注入角度。
其中，所述至少两个不同注入角度对称地位于所述初始注入角度的两侧，所述初始注入角度为校准前的基准起始注入角度。为了获得准确的晶格损伤度和注入角度的关系曲线，每一次离子注入的杂质、能量和剂量均相同。
以下分别以0度、45度的基准起始注入角度校准为例，对本发明的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法进行具体说明。
实施例一
实施例一中，每一次离子注入的杂质、能量和剂量均相同，离子注入的杂质为硼，离子注入的能量范围为100～200KeV（千电子伏），离子注入的剂量范围为5.0×1012～2.0×1013atom/cm2（原子/平方厘米）。
实施例一的基准起始注入角度为0度。
步骤A1、在离子注入机台中，以0度的初始注入角度对第一待注入晶圆进行离子注入，以获取第一晶格损伤度和0度注入角度的数据。
步骤A2、在离子注入机台中，从0度的初始注入角度开始设置4个不同注入角度，以采用该4个不同注入角度对4个待注入晶圆分别进行离子注入，以获取4份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据，所设置的4个不同注入角度加上0度的初始注入角度共计5个注入角度中，相邻的注入角度之间相差0.5度。步骤A2具体包括：
步骤A201、设置4个不同注入角度分别为-1度、-0.5度、0.5度和1度；
步骤A202、在离子注入机台中，采用-0.5度的注入角度对第二待注入晶圆进行离子注入，以获取第二晶格损伤度和-0.5度注入角度的数据；
步骤A203、在离子注入机台中，采用0.5度的注入角度对第三待注入晶圆进行离子注入，以获取第三晶格损伤度和0.5度注入角度的数据；
步骤A204、在离子注入机台中，采用-1度的注入角度对第四待注入晶圆进行离子注入，以获取第四晶格损伤度和-1度注入角度的数据；
步骤A205、在离子注入机台中，采用1度的注入角度对第五待注入晶圆进行离子注入，以获取第五晶格损伤度和1度注入角度的数据。
步骤A3、将获取的5个晶格损伤度和与每一个晶格损伤度所对应的注入角度的数据标示坐标系中，并对坐标系中标示出的点进行拟合，以获得晶格损伤度和注入角度的关系曲线。
如图2所示，为本实施例中所拟合出的关系曲线示意图，该关系曲线呈二次曲线（抛物线）形式，
步骤A4、将图2所示的关系曲线的顶点所对应的角度，作为离子注入机台校准后的基准起始注入角度。
实施例二
实施例二中，每一次离子注入的杂质、能量和剂量均相同，离子注入的杂质为硼，离子注入的能量范围为100～200KeV（千电子伏），离子注入的剂量范围为5.0×1012～2.0×1013atom/cm2（原子/平方厘米）。
实施例二的基准起始注入角度为45度。
步骤B1、在离子注入机台中，以45度的初始注入角度对第一待注入晶圆进行离子注入，以获取第一晶格损伤度和45度注入角度的数据。
步骤B2、在离子注入机台中，从45度的初始注入角度开始设置4个不同注入角度，以采用该4个不同注入角度对4个待注入晶圆分别进行离子注入，以获取4份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据，所设置的4个不同注入角度加上45度的初始注入角度共计5个注入角度中，相邻的注入角度之间相差0.5度。步骤B2具体包括：
步骤B201、设置4个不同注入角度分别为44度、44.5度、45.5度和46度；
步骤B202、在离子注入机台中，采用44.5度的注入角度对第二待注入晶圆进行离子注入，以获取第二晶格损伤度和44.5度注入角度的数据；
步骤B203、在离子注入机台中，采用45.5度的注入角度对第三待注入晶圆进行离子注入，以获取第三晶格损伤度和45.5度注入角度的数据；
步骤B204、在离子注入机台中，采用44度的注入角度对第四待注入晶圆进行离子注入，以获取第四晶格损伤度和44度注入角度的数据；
步骤B205、在离子注入机台中，采用46度的注入角度对第五待注入晶圆进行离子注入，以获取第五晶格损伤度和46度注入角度的数据。
步骤B3、将获取的5个晶格损伤度和与每一个晶格损伤度所对应的注入角度的数据标示坐标系中，并对坐标系中标示出的点进行拟合，以获得晶格损伤度和注入角度的关系曲线。
如图3所示，为本实施例中所拟合出的关系曲线示意图，该关系曲线也呈二次曲线（抛物线）形式，
步骤B4、将图3所示的关系曲线的顶点所对应的角度，作为离子注入机台校准后的基准起始注入角度。
上述实施例中，均是在初始注入角度（0度、45度）两侧设置了4个不同注入角度，相邻的注入角度之间相差0.5度。本发明所提供的方法不仅如上两种实施例，本领域技术人员依据实际离子注入机台的情况可酌情进行设置，例如设置2～50个不同注入角度，具体地可设置2个、4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个、18个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个等不同注入角度，例如设置相邻注入角度之间相差0.1～1度，具体地可设置0.1度、0.2度、0.3度、0.4度、0.5度、0.6度、0.7度、0.8度、0.9度、1度等。
本发明的上述离子注入机台基准注入角度的确定方法，在靠近校准前的基准起始注入角度的范围内分别对多个晶圆进行离子注入，以获得多份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据，再在坐标系中通过这些数据拟合出晶格损伤度和注入角度的关系曲线，该关系曲线为一个二次曲线。对于离子注入机台来说，恰好位于基准注入角度的离子注入所造成的晶格损伤度位于该关系曲线的顶点，进而将该关系曲线的顶点所对应的角度作为校准后的基准起始注入角度。本发明所获得的校准后的基准起始注入角度的误差可控制在0.3度以内，大大小于现有的离子注入机台的误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，包括：
在离子注入机台中，以45度的初始注入角度对第一待注入晶圆进行离子注入，以获取第一晶格损伤度和与其对应的45度的初始注入角度的数据；
在所述离子注入机台中，从所述45度的初始注入角度开始设置至少两个不同注入角度，以采用所述至少两个不同注入角度对至少两个待注入晶圆分别进行离子注入，以获取至少两份晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据；
将获取的所有的晶格损伤度和与其对应的注入角度的数据标示坐标系中，并对坐标系中标示出的点进行拟合，以获得晶格损伤度和注入角度的关系曲线；
将所述关系曲线的顶点所对应的角度，作为所述离子注入机台校准后的基准起始注入角度。
2.根据权利要求1所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：所述至少两个不同注入角度对称地位于所述45度的初始注入角度的两侧。
3.根据权利要求2所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：相邻的注入角度之间相差0.1～1度。
4.根据权利要求1所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：
从所述45度的初始注入角度开始设置的不同注入角度为4个，分别为44度、44.5度、45.5度和46度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：每一次离子注入的杂质、能量和剂量均相同。
6.根据权利要求5所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：
所述离子注入的杂质为硼，所述能量范围为100～200KeV，所述剂量范围为5.0×1012～2.0×1013atom/cm2。
7.根据权利要求1至4任一项所述的离子注入机台基准起始注入角度的校准方法，其特征在于：所述45度的初始注入角度为校准前的基准起始注入角度。
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