CN109524297A - 一种离子注入机角度监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子注入机角度监测方法，应用于离子注入机中，其中，包括以下步骤：步骤S1，在离子注入机中按照不同的注入角度对晶圆注入预设离子，获取每个注入角度对应的晶格损伤度；步骤S2，根据每个注入角度对应的晶格损伤度确定监测参考角度；步骤S3，在监测参考角度下注入预设离子，获取晶格损伤度的标准范围；步骤S4，每隔预设时间间隔，在监测参考角度下注入预设离子，获取相应的晶格损伤度，并根据晶格损伤度是否超出标准范围确定离子注入机的角度的准确性。本发明的有益效果在于：对离子注入机角度进行准确的监控，从而确保离子注入条件的准确性，提高半导体器件成品率。

Description

一种离子注入机角度监测方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种离子注入机角度监测方法。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，离子注入的角度控制变得越来越重要。但在实际操作中，对于离子注入机的三个关键变量：能量、角度和剂量，在大多数的半导体生产的制造工厂(FAB)只会对离子剂量有日常的监测，而在机台做了特殊的动作后才会对机台的能量和角度进行监测。
目前的机台角度测量采用9片晶圆以0度，正负0.5度，正负1度分两个方向进行注入，测量晶格损伤度(Therm Wave，TW)后再画出曲线，算出拟合曲线的最低点对应的角度是否在规定范围之内。
目前现有技术中监测时存在使用晶圆数量多，并且当一片晶圆出现问题时，使其余晶圆全部浪费，从而增加监测成本，而且9片晶圆的晶格损伤度(TW)还会受多个因素干扰，导致监测结果不准确。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在对晶圆进行监测就实现对离子注入机的角度进行准确监控的离子注入机角度监测方法。
具体技术方案如下：
一种离子注入机角度监测方法，应用于离子注入机中，其中，包括以下步骤：
步骤S1，在离子注入机中按照不同的注入角度对晶圆注入预设离子，获取每个注入角度对应的晶格损伤度；
步骤S2，根据每个注入角度对应的晶格损伤度确定监测参考角度；
步骤S3，在监测参考角度下注入预设离子，获取晶格损伤度的标准范围；
步骤S4，每隔预设时间间隔，在监测参考角度下注入预设离子，获取相应的晶格损伤度，并根据晶格损伤度是否超出标准范围确定离子注入机的角度的准确性。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S1中的注入角度在预设范围内，预设范围为0～1度。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S1中的预设离子为能量为70千电子伏和剂量为5E13原子/cm2的硼离子。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S2具体包括：
步骤S21，将注入角度，注入角度对应的晶格损伤度和差值作为一个数组，并根据角度从小到大排列得到多个数组；
其中，差值为当前数组中的晶格损伤度与前一个数组中的晶格损伤度的差；
步骤S22，将差值中的最大差值所在的数组中的注入角度确定为监测参考角度。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S2中的监测参考角度为0.8度。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S3具体包括：
步骤S31，在监测参考角度下注入预设离子，获取对应的标准晶格损伤度；
步骤S32，根据所有标准晶格损伤度获取晶格损伤度的标准范围。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S3具中标准晶格损伤度的标准范围为750-770。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S4中的预设时间间隔为24小时至48小时。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S4中的预设时间间隔为24小时或48小时。
优选的，离子注入机角度监测方法，其中，步骤S4之后包括以下步骤：对超出标准范围的晶格损伤度经过二次离子质谱验证，再次确定离子注入机的角度的准确性。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过以不同的注入角度注入预设离子进行测量获取标准晶格损伤度对于角度变化较敏感的角度作为监控参考角度，并得到监控参考角度下的晶格损伤度的标准范围，从而通过对晶圆进行监测就可以对离子注入机角度进行准确的监控，从而确保离子注入条件的准确性，提高半导体器件成品率。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明离子注入机角度监测方法实施例的流程图；
图2为本发明离子注入机角度监测方法实施例的步骤S2的流程图；
图3为本发明离子注入机角度监测方法实施例的步骤S3的标准范围图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种离子注入机角度监测方法，应用于离子注入机中，包括以下步骤：
步骤S1，在离子注入机中按照不同的注入角度对晶圆注入预设离子，获取每个注入角度对应的晶格损伤度；
步骤S2，根据每个注入角度对应的晶格损伤度确定监测参考角度；
步骤S3，在监测参考角度下注入预设离子，获取晶格损伤度的标准范围；
步骤S4，每隔预设时间间隔，在监测参考角度下注入预设离子，获取相应的晶格损伤度，并根据晶格损伤度是否超出标准范围确定离子注入机的角度的准确性；
当晶格损伤度超出标准范围时，判断离子注入机的角度存在偏差；
当晶格损伤度未超出标准范围时，判断离子注入机的角度为准确角度，不存在偏差。
其中，步骤S4中的在监测参考角度下仅对一片待监测晶圆注入预设离子来获取相应的晶格损伤度，即只需一片待监测晶圆进行监测就可以对离子注入机角度进行准确的监控。
上述实施例中通过以不同的注入角度注入预设离子进行测量获取标准晶格损伤度对于角度变化较敏感的注入角度作为监控参考角度，并得到监控参考角度下的晶格损伤度的标准范围，从而通过对一片晶圆进行监测就可以对离子注入机角度进行准确的监控，进而确保离子注入条件的准确性，提高半导体器件成品率。
进一步地，在上述实施例中，步骤S1中的注入角度在预设范围内，预设范围为0～1度。
进一步地，作为优选的实施方式，每两个注入角度之间的差值相同，例如，每两个注入角度之间的差值可以为0.1度，即注入角度可以分别为0度，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度和1度。
进一步地，在上述实施例中，步骤S1中的预设离子为能量为70千电子伏和剂量为5E13原子/cm2的硼离子。
进一步地，在上述实施例中，步骤S2具体包括：
步骤S21，将注入角度，注入角度对应的晶格损伤度和差值作为一个数组，并根据角度从小到大排列得到多个数组；
差值为当前数组中的晶格损伤度与前一个数组中的晶格损伤度的差；
步骤S22，将差值中的最大差值所在的数组中的注入角度确定为监测参考角度。
进一步地，作为优选的实施方式，将注入角度，注入角度对应的晶格损伤度和差值作为一个数组，并根据角度从小到大排列得到多个数组如下所示，
(0，692，空)
(0.1，694.6，2.6)
(0.2，702.5，7.9)
(0.3，711.1，8.6)
(0.4，719.33，8.23)
(0.5，728.07，8.74)
(0.6，738.6，10.53)
(0.7，748.2，9.6)
(0.8，762.3，14.1)
(0.9，776，13.7)
(1，789.1，13.1)
从上述数组中可看出在注入角度为0.8度时，注入角度为0.8度所在的数组中的晶格损伤度与注入角度为0.7度所在的数组中的晶格损伤度的差为最大差值，即在注入角度为0.8度时的晶格损伤度对于角度变化最敏感，因此步骤S3中的监测参考角度为0.8度。
进一步地，在上述实施例中，步骤S3具体包括：
步骤S31，在监测参考角度下注入预设离子，获取对应的标准晶格损伤度；
步骤S32，根据所有标准晶格损伤度获取晶格损伤度的标准范围。
进一步地，在上述实施例中，步骤S3具中标准晶格损伤度的标准范围为750-770。即待监测晶圆的晶格损伤度大于770或小于750都为上述超出标准范围。
进一步地，在上述实施例中，步骤S4中的预设时间间隔为24小时至48小时。
进一步地，在上述实施例中，步骤S4中的预设时间间隔为24小时或48小时。
进一步地，在上述实施例中，步骤S4之后包括以下步骤：对超出标准范围的晶格损伤度经过二次离子质谱验证(SIMS-secondary ion mass spectroscopy)，再次确定离子注入机的角度的准确性。进行二次离子质谱验证是为了进行再次验证，使监测结果更准确。
在具体的实施例中，提供十一片第一晶圆，多片第二晶圆和待监测晶圆，在离子注入机中按照0度，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度和1度的注入角度分别对十一个第一晶圆注入70千电子伏(Kev)和剂量为5E13原子/cm2的硼离子；然后对每片第一晶圆进行数据测量以得到对应的晶格损伤度，发现在注入角度为0.8度时，晶格损伤度的数值变化最大，即在注入角度为0.8度时晶格损伤度对于角度变化最敏感，因此确定监测参考角度为0.8度；在注入角度为0.8度时，对每片第二晶圆注入上述70千电子伏(Kev)和剂量为5E13原子/cm2的硼离子，获取对应的标准晶格损伤度，根据上述每个标准晶格损伤度获取标准晶格损伤度的标准范围为750-770；在监测参考角度下对待监测晶圆注入预设离子，并测量对应的待监测晶圆的晶格损伤度；如图3和下表1所示，第1～12片待监测晶圆的晶格损伤度均在标准范围内，而第13片待监测晶圆的晶格损伤度大于770，超出了标准范围，此时判断第13片待监测晶圆所在的离子注入机的角度存在偏差；为了使监测结果更准确将第13片待监测晶圆的晶格损伤度经过二次离子质谱(SIMS-secondary ionmass spectroscopy)验证，发现第13片待监测晶圆所在的离子注入机的角度确实存在偏差。
晶圆的片数 晶格损伤度
1 762.5
2 763.4
3 760.9
4 761.8
5 759.4
6 761.8
7 765.9
8 763.6
9 763.2
10 762.4
11 765.6
12 762.3
13 772.6
14 758.6
15 761.6
表1
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离子注入机角度监测方法，应用于离子注入机中，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在所述离子注入机中按照不同的注入角度对晶圆注入预设离子，获取每个所述注入角度对应的晶格损伤度；
步骤S2，根据每个所述注入角度对应的晶格损伤度确定一监测参考角度；
步骤S3，在所述监测参考角度下注入所述预设离子，获取所述晶格损伤度的标准范围；
步骤S4，每隔一预设时间间隔，在所述监测参考角度下注入所述预设离子，获取相应的晶格损伤度，并根据所述晶格损伤度是否超出所述标准范围确定离子注入机的角度的准确性。
2.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述注入角度在一预设范围内，所述预设范围为0～1度。
3.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述预设离子为能量为70千电子伏和剂量为5E13原子/cm2的硼离子。
4.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将所述注入角度，所述注入角度对应的所述晶格损伤度和差值作为一个数组，并根据所述角度从小到大排列得到多个数组；
其中，所述差值为当前数组中的晶格损伤度与前一个数组中的晶格损伤度的差；
步骤S22，将所述差值中的最大差值所在的所述数组中的注入角度确定为所述监测参考角度。
5.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述监测参考角度为0.8度。
6.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
步骤S31，在所述监测参考角度下注入所述预设离子，获取对应的标准晶格损伤度；
步骤S32，根据所有所述标准晶格损伤度获取所述晶格损伤度的标准范围。
7.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S3具中所述标准晶格损伤度的标准范围为750-770。
8.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述预设时间间隔为24小时至48小时。
9.如权利要求8所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述预设时间间隔为24小时或48小时。
10.如权利要求1所述的离子注入机角度监测方法，其特征在于，所述步骤S4之后包括以下步骤：对超出所述标准范围的晶格损伤度经过二次离子质谱验证，再次确定所述离子注入机的角度的准确性。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113984870A (zh) * 2021-12-24 2022-01-28 北京凯世通半导体有限公司 一种通过sims对超低温离子注入设备监测的方法
CN115691721A (zh) * 2022-12-29 2023-02-03 苏州培风图南半导体有限公司 一种基于离子注入的沟道离子分布确定方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103646892A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 上海华力微电子有限公司 离子注入角度监控方法
CN104465435A (zh) * 2014-04-22 2015-03-25 上海华力微电子有限公司 一种离子注入倾角的日常监控方法
CN104835769A (zh) * 2014-02-11 2015-08-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 离子注入机台基准起始注入角度的校准方法
CN107195565A (zh) * 2017-07-12 2017-09-22 袁永 一种离子注入角度的监控方法
CN107248491A (zh) * 2017-06-14 2017-10-13 上海华力微电子有限公司 一种离子束的注入角度的校正方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103646892A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 上海华力微电子有限公司 离子注入角度监控方法
CN104835769A (zh) * 2014-02-11 2015-08-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 离子注入机台基准起始注入角度的校准方法
CN104465435A (zh) * 2014-04-22 2015-03-25 上海华力微电子有限公司 一种离子注入倾角的日常监控方法
CN107248491A (zh) * 2017-06-14 2017-10-13 上海华力微电子有限公司 一种离子束的注入角度的校正方法
CN107195565A (zh) * 2017-07-12 2017-09-22 袁永 一种离子注入角度的监控方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113984870A (zh) * 2021-12-24 2022-01-28 北京凯世通半导体有限公司 一种通过sims对超低温离子注入设备监测的方法
CN115691721A (zh) * 2022-12-29 2023-02-03 苏州培风图南半导体有限公司 一种基于离子注入的沟道离子分布确定方法及装置

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