CN111312572B - 离子注入机台的监控方法 - Google Patents

离子注入机台的监控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111312572B
CN111312572B CN202010116388.7A CN202010116388A CN111312572B CN 111312572 B CN111312572 B CN 111312572B CN 202010116388 A CN202010116388 A CN 202010116388A CN 111312572 B CN111312572 B CN 111312572B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion
ions
ion beam
current
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010116388.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111312572A (zh
Inventor
范世炜
姚雷
张凌越
国子明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp filed Critical Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority to CN202010116388.7A priority Critical patent/CN111312572B/zh
Publication of CN111312572A publication Critical patent/CN111312572A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111312572B publication Critical patent/CN111312572B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明提供一种离子注入机台的监控方法，所述离子注入机台的监控方法包括，提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。即通过对所述离子束的多个所述离子进行检测，得到多个所述离子的原子质量和电流，由此，根据多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格，进而确定所述离子注入机的稳定性，进一步的，由于确定了所述离子束是否合格，从而可以避免异常的所述离子束对产品造成的损伤。

Description

离子注入机台的监控方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种离子注入机台的监控方法。
背景技术
离子注入是半导体制程中十分关键的一道工序。离子注入包括不同类型的离子注入，典型的是N型离子的注入和P型离子的注入。在半导体制程中N型离子注入中以磷(P)和砷(As)为主，P型离子以硼(B)和铟(In)为主。离子注入机台是用于离子注入工艺的设备，是多个极为复杂精密的子系统的集成。常用的离子注入可包括中电流离子注入、高电流离子注入和高能离子注入。在离子注入工艺中，原子数量(注入剂量)是由离子束流密度(每平方厘米面积上的离子数量)和注入时间来决定的，通过测量离子电流可严格控制剂量。随着半导体制造技术的不断发展，对离子注入机的工艺稳定性和均匀性有了更高的要求，通过高束流机台进行能量小于5kev的离子注入时，需要使高束流机台在低能量段运行，因此需要对机台的稳定性进行监控。由此需要一种监控方法来确保高束流机台运行低能量段产品的稳定性，以保证产品的良率。从而有效地监控离子注入机的稳定性，准确地反映离子注入机的状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离子注入机台的监控方法，以提高离子注入的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种离子注入机台的监控方法，包括：
提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；
通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；
对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；
通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，通过对所述离子源电离的方式形成所述离子束。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，在确定所述离子束是否合格之前，所述离子注入机台的监控方法还包括，根据多个所述离子的所述原子质量和所述电流形成质谱图。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，通过所述质谱图确定所述离子束是否合格。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，所述质谱图通过质谱分析法形成。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，检测的多个所述离子的所述原子质量的间隔至少为0.1。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，通过质量分析装置对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，确定所述离子束是否合格的方法包括：
得到所述原子质量相邻的两个所述离子的电流的差值；
得到所述差值与所述离子束的最大电流的比值；
将所述比值与一阈值进行比较，以确定所述离子束是否合格。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，若所述比值在所述阈值内，则判定为所述离子束合格；若所述比值不在所述阈值内，则判定为所述离子束异常，其中，所述阈值为0～15％。
可选的，在所述的离子注入机台的监控方法中，若所述离子束判定为合格，则通过所述离子束对衬底进行离子注入，其中，所述离子注入的能量为2KeV～5KeV。
在本发明提供的离子注入机台的监控方法中，提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。即通过对所述离子束的多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流，由此，根据多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格，进而确定所述离子注入机的稳定性，进一步的，由于确定了所述离子束是否合格，从而可以避免异常的离子束对产品造成的损伤。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的离子注入机台的监控方法的流程示意图；
图2是本发明具体实施例提供的离子注入机台的监控方法中形成的质谱图；
图3是本发明具体实施例提供的离子注入机台的监控方法中形成的多个原子质量的离子之间的电流差值示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的离子注入机台的监控方法作进一步详细说明。根据下面说明，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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本申请的核心思想在于，提供一种离子注入机台的监控方法，提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。即通过对所述离子束的多个所述离子进行检测，得到多个所述离子的原子质量和电流，由此，根据多个所述离子的原子质量和电流确定所述离子束是否合格，进而确定所述离子注入机的稳定性，进一步的，由于确定了所述离子束是否合格，从而可以避免异常的离子束对产品造成的损伤。
接下去，本申请将结合具体实施例做进一步描述。
请参考图1，其为本发明具体实施例提供的离子注入机台的监控方法的流程示意图。如图1所示，所述离子注入机台的监控方法包括：
步骤S1：提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；
步骤S2：通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；
步骤S3：对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；
步骤S4：通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。
在步骤S1中，所述反应腔位于离子注入机台中，所述反应腔的内表面为金属材料，能够使所述反应腔内生成的沉积物附在所述反应腔的内壁，从而避免所述沉积物的脱落，进而避免对所述离子源造成污染。在所述反应腔内通入所述离子源之前，可以在所述反应腔内通入惰性气体净化所述反应腔，避免所述反应腔内的杂质在后续通入所述离子源后进入所述离子源，进而避免对所述离子源造成污染，所述惰性气体可以为氩气。
在步骤S2中，通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子，可以通过对所述离子源电离的方式形成所述离子束，所述离子束的多个所述离子为同一类型的离子或者多个所述离子为同一单价的离子。
请参考图2，其为本发明具体实施例提供的监控离子注入机的方法中形成的质谱图。在步骤S3中，对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；可以通过质量分析装置得到多个所述离子的原子质量和电流，具体的，所述质量分析装置可以包括质量分析磁铁和质谱分析狭缝，所述质量分析磁铁对所述离子束施加磁场而使其偏转。所述质量分析狭缝与所述质量分析磁铁连接，并且所述质量分析狭缝能够使偏转的所述离子束中同一类型的多个所述离子通过，由此得到多个所述离子的所述原子质量和所述电流。但不限于此，也可以通过本领域人员所知的其他方法得到多个所述离子的所述原子质量和所述电流，比如通过质谱仪和法拉第电流探测器得到多个所述离子的所述原子质量和所述电流。
在本申请的实施例中，所述离子注入机台的监控方法还包括，根据多个所述离子的所述原子质量和所述电流形成质谱图。优选的，所述质谱图可以通过质谱分析法形成。如图2所示，图2是以砷离子为例的质谱图，应当理解的是，本申请的实施例中仅是以砷离子为例进行说明，不限制所述离子的类型。
请继续参考图2，在步骤S4中，通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。确定所述离子束是否合格的方法包括：得到同一类型的多个离子的原子质量和电流，并对得到的多个所述离子的原子质量进行排序，可以按照所述原子质量从大到小的方法进行排序。进一步的，得到两个所述原子质量相邻的所述离子的电流的差值；得到所述差值与所述离子束的最大电流的比值；将所述比值与一阈值进行比较，以确定所述离子束是否合格。若所述比值在所述阈值内，则判定为所述离子束合格；进一步的，若所述离子束判定为合格，则通过所述离子束对衬底进行离子注入。若所述比值不在所述阈值内，则判定为所述离子束异常，其中，对所述离子束的判定是指所有的两个相邻的所述原子质量的离子的电流均在所述阈值内，则判定所述离子束合格。若一个所述比值不在所述阈值内，则判定所述离子束为异常，即判定所述离子注入机台为异常。所述阈值为0～15％。在本申请的实施例中将所述阈值设置为0～15％的目的是，提高对所述离子束判定的准确性，进而精确的判定所述机台的稳定性。所述离子注入的能量为2KeV～5KeV。其中，得到所述原子质量相邻的两个所述离子的电流的差值，是指在所述频谱图中的所述原子质量相邻的两个所述离子对应的电流的差值。在本申请的实施例中，检测的多个所述离子的所述原子质量的间隔至少为0.1。所述离子束的最大电流为所述离子束在所述离子注入机台中允许的最大电流，或者为所述离子束形成的最大电流，所述离子束的离子的类型不同，对应的所述离子束的最大电流也不同，关于所述离子束对应的所述最大电流为现有技术，本申请不再做赘述。
请参考图3，其为本发明具体实施例提供的离子注入机台的监控方法中形成的相邻的两个原子质量的离子的电流差值示意图。如图2和图3所示，以离子a和离子b为例进行说明，所述离子a和所述离子b为所述原子质量相邻的两个所述离子，得到所述离子a和所述离子b的电流的差值，若所述离子a与所述离子b的电流的差值为516μA；若所述砷离子对应的所述离子束的最大电流为2400μA，进而得到所述差值516μA与所述离子束的最大电流2400μA的比值，更进一步的，将所述比值与所述阈值进行比较，若所述比值在所述阈值内，则判定为所述离子束合格。若所述比值不在所述阈值内，则判定为所述离子束异常。在此，所述比值不在所述阈值内，则判定所述离子束为异常，即判定所述离子注入机台为异常。由此，通过对所述离子束的多个离子的原子质量和电流检测，由此判定所述离子束是否合格，进而判定所述离子注入机的稳定性，从而在所述离子注入机台稳定时对所述衬底进行离子注入，提高离子注入的稳定性，进而提高产品的良率。
综上所述，在本发明提供的离子注入机台的监控方法中，提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格。即通过对所述离子束的多个所述离子进行检测，得到多个所述离子的原子质量和电流，由此，根据多个所述离子的原子质量和电流确定所述离子束是否合格，进而确定所述离子注入机的稳定性，进一步的，由于确定了所述离子束是否合格，从而可以避免不合格的所述离子束对产品造成的损伤。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种离子注入机台的监控方法，其特征在于，所述离子注入机台的监控方法包括：
提供一反应腔，所述反应腔内具有离子源；
通过所述离子源形成离子束，所述离子束具有多个离子；
对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流；
通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格；
确定所述离子束是否合格的方法包括：得到所述原子质量相邻的两个所述离子的电流的差值；得到所述差值与所述离子束的最大电流的比值；将所述比值与一阈值进行比较，以确定所述离子束是否合格。
2.如权利要求1所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，通过对所述离子源电离的方式形成所述离子束。
3.如权利要求1所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，在通过多个所述离子的所述原子质量和所述电流确定所述离子束是否合格之前，所述离子注入机台的监控方法还包括，根据多个所述离子的所述原子质量和所述电流形成质谱图。
4.如权利要求3所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，通过所述质谱图确定所述离子束是否合格。
5.如权利要求3所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，所述质谱图通过质谱分析法形成。
6.如权利要求1所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，检测的多个所述离子的所述原子质量的间隔至少为0.1。
7.如权利要求1所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，通过质量分析装置对多个所述离子进行检测，以得到多个所述离子的原子质量和电流。
8.如权利要求7所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，若所述比值在所述阈值内，则判定为所述离子束合格；若所述比值不在所述阈值内，则判定为所述离子束异常，其中，所述阈值为0～15％。
9.如权利要求8所述的离子注入机台的监控方法，其特征在于，若所述离子束判定为合格，则通过所述离子束对衬底进行离子注入，其中，所述离子注入的能量为2KeV～5KeV。
CN202010116388.7A 2020-02-25 2020-02-25 离子注入机台的监控方法 Active CN111312572B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010116388.7A CN111312572B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 离子注入机台的监控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010116388.7A CN111312572B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 离子注入机台的监控方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111312572A CN111312572A (zh) 2020-06-19
CN111312572B true CN111312572B (zh) 2023-03-31

Family

ID=71161906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010116388.7A Active CN111312572B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 离子注入机台的监控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111312572B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636737A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Nissin Electric Co Ltd イオン注入装置
JP2009032580A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Kobe Steel Ltd イオンビーム装置とビーム安定化方法
CN101452816A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种离子注入的监控方法
JP2010232026A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd イオン注入装置及びイオンビームの調整方法
CN109643628A (zh) * 2016-09-07 2019-04-16 艾克塞利斯科技公司 扫描离子注入系统中原位离子束电流的监测与控制

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0636737A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Nissin Electric Co Ltd イオン注入装置
JP2009032580A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Kobe Steel Ltd イオンビーム装置とビーム安定化方法
CN101452816A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种离子注入的监控方法
JP2010232026A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd イオン注入装置及びイオンビームの調整方法
CN109643628A (zh) * 2016-09-07 2019-04-16 艾克塞利斯科技公司 扫描离子注入系统中原位离子束电流的监测与控制

Also Published As

Publication number Publication date
CN111312572A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7663125B2 (en) Ion beam current uniformity monitor, ion implanter and related method
JP2012513677A (ja) プラズマイオン処理の均一性監視
US6852984B2 (en) Advanced ion beam measurement tool for an ion implantation apparatus
US6677598B1 (en) Beam uniformity and angular distribution measurement system
US7586100B2 (en) Closed loop control and process optimization in plasma doping processes using a time of flight ion detector
US6870170B1 (en) Ion implant dose control
US5814823A (en) System and method for setecing neutral particles in an ion bean
JP2003515945A (ja) プラズマドーピングシステムのためのドーズ量モニター
KR20000048289A (ko) 전하 수집, 광방출 분광분석 및 질량분석을 이용한이온주입 제어
US8309938B2 (en) Ion beam incident angle detection assembly and method
CN101467227A (zh) 离子束电流均匀度监控器、离子注入机以及其方法
KR101356847B1 (ko) 이온 빔 각 측정 시스템 및, 이온 주입 시스템을 위한 가변각 슬롯 어레이를 사용하는 방법
CN107946161B (zh) 一种监测离子注入设备性能的方法
US7586110B1 (en) Techniques for detecting ion beam contamination in an ion implantation system and interlocking same
US20100155600A1 (en) Method and apparatus for plasma dose measurement
CN111312572B (zh) 离子注入机台的监控方法
CN107579027B (zh) 一种离子注入机钨金属污染的监控方法
US20070241276A1 (en) Ion beam contamination determination
KR20100138916A (ko) 빔 특성들을 측정하기 위한 장치 및 그 방법
CN109300778B (zh) 离子注入方法
Van der Meulen Energy contamination control in multiple charged ion implantations
US6696689B2 (en) Method and apparatus for avoiding driver gas contamination in an ion implanter gas supply module
US6737657B2 (en) Ion implanting apparatus for manufacturing semiconductor devices
Li Effects of implementation of decaborane ions in silicon
KR20080036295A (ko) 이온주입설비의 디스크 패드 스티킹감지장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant