CN107403740A - 一种确定离子注入机注入角度偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种确定离子注入机注入角度偏差的方法，包括下列步骤：提供标准硅片和离子注入机；将标准硅片上半部分在离子注入机进行特定程式的离子注入；离子注入机将标准硅片旋转180度，使用相同程式进行下半部分的注入；对标准硅片进行热波或方块电阻量测；分别收集标准硅片上下半部分的量测值；根据量测值计算离子注入机注入角度的偏差。本发明提出的确定离子注入机注入角度偏差的方法，此方法通过对硅片扭角的调整进行两次注入，根据硅片两次热波或方块电阻量测值来确定注入机注入角度校正值，以消除硅片晶向对注入机注入角度校正的影响。

Description

一种确定离子注入机注入角度偏差的方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，且特别涉及一种确定离子注入机注入角度偏差的方法。
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。
随着集成电路工艺尺寸的不断演进，对注入角度的精度要求也越来越高，如果角度出现偏差，会影响注入杂质在衬底中的分布曲线进而影响到结深，造成器件性能漂移等不良后果。65nm以及更先进的工艺节点，通常要求注入机的倾角角度偏差能够控制在±0.2度以内。
在半导体工艺中，离子注入角度的控制对产品器件有非常大的影响。离子注入机因保养或机台内部环境的改变会影响注入角度的准确性。通常，我们通过对硅片进行多个对称倾角扭角的注入所收集的热波或方块电阻量测值。以V曲线的方式计算注入机注入角度偏差，从而对注入角度进行准确校正。
目前检验注入机倾角角度偏差的标准检测手段是五点法V型曲线(V-Curve)，即选取五枚监控片，采用转角设置为0度，倾角设置分别为1度，0.5度，0度，0.5度，1度的五组角度设置，在被检测机台上进行离子注入。注入后安排1000度左右的退火进行杂质激活，再进行方块电阻的量测。得到五组方块电阻的量测阻值后，以倾角为横轴，以方块电阻阻值为纵轴，将数据转化成V型曲线。根据拟合出的二次曲线公式，可以推算出对称轴与纵轴的距离，此距离即为倾角的角度偏差。
而标准硅片的晶向通常有微小的偏差，不同批次的标准硅片之间也会有一定偏差。硅片晶向偏差会造成注入后热波或方块电阻的量测值偏差。从而影响注入机注入角度校正的准确度。
发明内容
本发明提出一种确定离子注入机注入角度偏差的方法，此方法通过对硅片扭角的调整进行两次注入，根据硅片两次热波或方块电阻量测值来确定注入机注入角度校正值，以消除硅片晶向对注入机注入角度校正的影响。
为了达到上述目的，本发明提出一种确定离子注入机注入角度偏差的方法，包括下列步骤：
提供标准硅片和离子注入机；
将标准硅片上半部分在离子注入机进行特定程式的离子注入；
离子注入机将标准硅片旋转180度，使用相同程式进行下半部分的注入；
对标准硅片进行热波或方块电阻量测；
分别收集标准硅片上下半部分的量测值；
根据量测值计算离子注入机注入角度的偏差。
进一步的，所述计算离子注入机注入角度的偏差步骤为：根据量测值画出双V曲线，根据双V曲线中轴线确定中间线，计算中间线到零点的距离作为离子注入机注入角度的偏差。
进一步的，所述离子注入步骤为：所述初始注入角度为0度。
进一步的，所述离子注入步骤为：从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。
本发明提出的确定离子注入机注入角度偏差的方法，此方法通过对硅片扭角的调整进行两次注入，根据硅片两次热波或方块电阻量测值来确定注入机注入角度校正值，在现有方法中，“V曲线”的中轴线相对零点坐标的偏差即为机台注入角度偏差，该偏差实际包含硅片晶向偏差，本方法取两个“V曲线的”两个中轴线的中间线距离零点的距离作为注入机注入角度偏差，从而排除了硅片晶向对注入角度偏差计算的影响。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的确定离子注入机注入角度偏差的方法流程图。
图2所示为本发明较佳实施例的硅片分区注入方式结构示意图。
图3所示为本发明较佳实施例的硅片旋转180度后晶向变化及注入示意图。
图4所示为本发明较佳实施例的双“V曲线”注入角度偏差确定示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的确定离子注入机注入角度偏差的方法流程图。本发明提出一种确定离子注入机注入角度偏差的方法，包括下列步骤：
步骤S100：提供标准硅片和离子注入机；
步骤S200：将标准硅片上半部分在离子注入机进行特定程式的离子注入；
步骤S300：离子注入机将标准硅片旋转180度，使用相同程式进行下半部分的注入；
步骤S400：对标准硅片进行热波或方块电阻量测；
步骤S500：分别收集标准硅片上下半部分的量测值；
步骤S600：根据量测值计算离子注入机注入角度的偏差。
请参考图2和图3，图2所示为本发明较佳实施例的硅片分区注入方式结构示意图，图3所示为本发明较佳实施例的硅片旋转180度后晶向变化及注入示意图。本发明将标准硅片上半部分在离子注入机进行特定程式的离子注入，当标准硅片上半部分的离子注入步骤完成后，离子注入机将标准硅片旋转180度，使用相同程式进行下半部分的注入，对于标准硅片下半部分的离子注入为在不改变注入程式(能量、剂量、倾角、扭角)的情况下进行注入。
再请参考图4，图4所示为本发明较佳实施例的双“V曲线”注入角度偏差确定示意图。根据本发明较佳实施例，所述计算离子注入机注入角度的偏差步骤为：根据量测值画出双V曲线，根据双V曲线中轴线确定中间线，计算中间线到零点的距离作为离子注入机注入角度的偏差。
所述离子注入步骤为：所述初始注入角度为0度。进一步的，所述离子注入步骤为：从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，形成五点法V型曲线。
综上所述，本发明提出的确定离子注入机注入角度偏差的方法，此方法通过对硅片扭角的调整进行两次注入，根据硅片两次热波或方块电阻量测值来确定注入机注入角度校正值，在现有方法中，“V曲线”的中轴线相对零点坐标的偏差即为机台注入角度偏差，该偏差实际包含硅片晶向偏差，本方法取两个“V曲线的”两个中轴线的中间线距离零点的距离作为注入机注入角度偏差，从而排除了硅片晶向对注入角度偏差计算的影响。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种确定离子注入机注入角度偏差的方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供标准硅片和离子注入机；
将标准硅片上半部分在离子注入机进行特定程式的离子注入；
离子注入机将标准硅片旋转180度，使用相同程式进行下半部分的注入；
对标准硅片进行热波或方块电阻量测；
分别收集标准硅片上下半部分的量测值；
根据量测值计算离子注入机注入角度的偏差。
2.根据权利要求1所述的确定离子注入机注入角度偏差的方法，其特征在于，所述计算离子注入机注入角度的偏差步骤为：根据量测值画出双V曲线，根据双V曲线中轴线确定中间线，计算中间线到零点的距离作为离子注入机注入角度的偏差。
3.根据权利要求1所述的确定离子注入机注入角度偏差的方法，其特征在于，所述离子注入步骤为：所述初始注入角度为0度。
4.根据权利要求3所述的确定离子注入机注入角度偏差的方法，其特征在于，所述离子注入步骤为：从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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110047739A (zh) * 2019-04-19 2019-07-23 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种离子注入机台的返工方法
CN110416044A (zh) * 2019-07-30 2019-11-05 上海华力集成电路制造有限公司 离子注入转角监控方法及离子注入机
CN110854033A (zh) * 2019-11-25 2020-02-28 上海华力微电子有限公司 离子注入角度偏移监控方法及监控系统
CN115602566A (zh) * 2022-11-28 2023-01-13 广州粤芯半导体技术有限公司（Cn） 离子注入机台注入角度监控方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138355A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Texas Instruments Incorporated Method for implanter angle verification and calibration
CN104347441A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 和舰科技(苏州)有限公司 离子注入的监控方法
CN106298477A (zh) * 2015-06-02 2017-01-04 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 离子注入角的监测方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138355A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Texas Instruments Incorporated Method for implanter angle verification and calibration
CN104347441A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 和舰科技(苏州)有限公司 离子注入的监控方法
CN106298477A (zh) * 2015-06-02 2017-01-04 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 离子注入角的监测方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110047739A (zh) * 2019-04-19 2019-07-23 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种离子注入机台的返工方法
CN110416044A (zh) * 2019-07-30 2019-11-05 上海华力集成电路制造有限公司 离子注入转角监控方法及离子注入机
CN110416044B (zh) * 2019-07-30 2022-02-01 上海华力集成电路制造有限公司 离子注入转角监控方法及离子注入机
CN110854033A (zh) * 2019-11-25 2020-02-28 上海华力微电子有限公司 离子注入角度偏移监控方法及监控系统
CN115602566A (zh) * 2022-11-28 2023-01-13 广州粤芯半导体技术有限公司（Cn） 离子注入机台注入角度监控方法

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