CN117912997A - 一种获取离子注入监测程式剂量的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种获取离子注入监测程式剂量的方法，包括：确定初始监测程式；获取初始监测程式的热波合格控制线；提供监测晶圆，以初始监测程式的离子注入参数作为注入条件对监测晶圆进行离子注入，测量热波值并退火处理；判断监测晶圆在重复过程中热波值是否在热波合格控制线范围，若重复过程中热波值处于热波合格控制线范围，则注入剂量为离子注入监测程式剂量，若重复过程中至少一热波值未处于热波合格控制线范围，则降低注入剂量，重复上述步骤。本申请中调控注入剂量获取目标注入能量下合适的注入剂量用于日常监测，把监测晶圆循环过程中造成的热波上升影响控制在热波合格控制线范围，从而较好的监测机台稳定性。
Description
技术领域
本申请属于半导体技术领域，涉及一种获取离子注入监测程式剂量的方法。
背景技术
热波(TW，Thermo Wave)一般用在监测(monitor)经过离子注入后的晶圆表面损伤大小，能够反映出离子注入的能量，剂量和角度，具有量测便捷，监测的晶圆可循环使用多次的优点。如图1所示为监测晶圆的循环示意图，监测晶圆经过离子注入后，产生表面损伤，然后进行热波测量，对离子注入进行监测，最后进行退火修复离子注入损伤，进入下一批次的离子注入监测。虽然监测晶圆经过热处理后可以恢复离子注入引起的晶格损伤，但存在一定干扰因素，比如量测时间、束流能量与大小、热处理过程的稳定性等会对测量结果有干扰，且监测晶圆经过多次循环之后，热波量测结果存在上升的情况，导致监测结果出现误差，因此，在监测晶圆循环使用的中探究注入程式的剂量，对于控制机台良率、提升机台品质具有重要作用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种获取离子注入监测程式剂量的方法，用于解决现有技术中热波量测结果存在上升导致监测结果出现误差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种获取离子注入监测程式剂量的方法，包括以下步骤：
确定初始监测程式，所述初始监测程式包括离子注入参数以及监测晶圆的循环次数，所述离子注入参数包括注入元素、注入能量和注入剂量；
获取所述初始监测程式的热波合格控制线；
提供监测晶圆，以所述初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，对所述监测晶圆进行离子注入，测量热波值，并退火处理，所述监测晶圆重复离子注入、测量热波值及退火处理，重复次数为监测晶圆的循环次数；
判断所述监测晶圆在重复过程中热波值是否在所述热波合格控制线范围内，若重复过程中热波值处于所述热波合格控制线范围内，则注入剂量为离子注入监测程式剂量，若重复过程中至少一热波值未处于所述热波合格控制线范围内，则降低注入剂量，重复上述步骤。
可选地，所述获取所述初始监测程式的所述热波合格控制线的步骤包括：
以所述初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，改变注入剂量，以不同的注入剂量分别对多片晶圆进行离子注入，并测量所述多片晶圆的热波值；
根据所述多片晶圆的热波值和注入剂量生成热波敏感度分布曲线；
根据所述热波敏感度分布曲线获取所述初始监测程式的热波灵敏度，由所述热波灵敏度确定所述初始监测程式的热波合格控制线。
可选地，所述热波灵敏度为注入剂量每变化百分之一所对应的热波变化量。
可选地，以所述初始监测程式中注入剂量的90％、100％和110％为注入剂量对不同晶圆进行离子注入。
可选地，所述热波合格控制线的下限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值减去3～10倍热波灵敏度，所述热波合格控制线的上限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值增加3～10热波灵敏度。
可选地，所述热波合格控制线的下限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值减去3倍热波灵敏度，所述热波合格控制线的上限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值增加3热波灵敏度。
可选地，监测晶圆的循环次数为6～10次。
可选地，监测晶圆的循环次数为8次。
可选地，所述初始监测程式中注入元素包括N型掺杂元素或P型掺杂元素。
可选地，所述初始监测程式中注入元素包括硼，注入能量为300Kev，注入剂量为4E13Ions/cm-2。
如上所述，本申请的获取离子注入监测程式剂量的方法中调控注入剂量，获取目标注入能量下合适的注入剂量用于日常监测，把监测晶圆多次循环过程中造成的热波值上升影响控制在热波合格控制线范围内，从而能够较好的监测机台稳定性，以保证机台作业良率，提升产品质量。
附图说明
图1显示为监测晶圆的循环示意图。
图2显示为本申请实施例的获取离子注入监控程式剂量的方法的流程示意图。
图3显示为本申请实施例中热波随离子注入剂量变化的热波敏感度分布曲线示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图2，图2是本申请提供的获取离子注入监控程式剂量的方法的流程示意图，包括以下步骤：
S1：确定初始监测程式，初始监测程式包括离子注入参数以及监测晶圆的循环次数，离子注入参数包括注入元素、注入能量和注入剂量。
作为示例，初始监测程式包括目标机台的日常监测程式，确定离子注入的元素、注入的能量、注入的剂量，以及注入的倾斜角度(Tilt)和旋转角度(Twist)等参数，并且确定监测晶圆在该日常监测程式下的循环次数。
作为示例，初始监测程式中注入的元素包括N型掺杂元素如硼元素，或者P型掺杂元素如磷元素、砷元素等；具体地，本实施例中，初始监测程式中注入的元素为硼，注入能量为300Kev，注入剂量为4E13 Ions/cm-2，注入倾斜角度为7°，旋转角度为22°，通常，监测晶圆监测6～10个批次的工艺生产，根据工艺进行设定，本实施例中设定为8次。
S2：获取初始监测程式的热波合格控制线。
作为示例，获取初始监测程式的热波合格控制线的步骤包括：
S20：以初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，改变注入剂量，以不同的注入剂量分别对多片晶圆进行离子注入，并测量多片晶圆的热波值；
S21：根据多片晶圆的热波值和注入剂量生成热波敏感度分布曲线；
S22：根据热波敏感度分布曲线获取初始监测程式的热波灵敏度，由热波灵敏度确定初始监测程式的热波合格控制线。
具体地，保持离子注入元素、注入能量、注入倾斜角度和旋转角度不变，改变注入剂量，以不同的注入剂量对不同晶圆进行离子注入，本申请中设定以初始监测程式中注入剂量的90％、100％和110％为注入剂量对三片晶圆进行离子注入，并测量三片晶圆的热波，结果如下表格一所示；请参阅图3，将表格一的测量数据进行曲线拟合，得到热波值随注入剂量变化的热波敏感度分布曲线为Y＝1380X+3274.7，相关系数R2为0.9916，从图3的热波敏感度分布曲线的斜率可以得出热波灵敏度，热波敏感度分布曲线的斜率为1380，对应到注入剂量每变化百分之一的热波变化量为13.8，约为14，即得出热波灵敏度为14。
表格一：
| 注入剂量(％) | 90％ | 100％ | 110％ |
| 热波 | 4524 | 4640 | 4800 |
具体地，由热波灵敏度确定初始监测程式的热波合格控制线，热波合格控制线的下限等于以初始监测程式中注入剂量得到的热波值减去3～10倍热波灵敏度，热波合格控制线的上限等于以初始监测程式中注入剂量得到的热波值增加3～10热波灵敏度，根据注入剂量的工艺允许误差确定热波合格控制线，例如，本实施例中，允许注入剂量在百分之三的误差范围，则热波合格控制线的下限等于初始监测程式中注入剂量得到的热波4640减去三倍的热波灵敏度，热波合格控制线的下限等于初始监测程式中注入剂量得到的热波4640增加三倍的热波灵敏度，即热波合格控制线为4598～4682。
S3：提供监测晶圆，以初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，对监测晶圆进行离子注入，测量热波值，并退火处理，监测晶圆重复离子注入、测量热波值及退火处理，重复次数为监控晶圆的循环次数。
作为示例，以硼为注入元素，注入的能量为300Kev，注入的剂量为4E13 Ions/cm-2，注入倾斜角度为7°，旋转角度为22°，进行离子注入，并测量热波值，然后退火修复损伤，重复离子注入、测量热波值及退火处理过程8次，得到的热波值如下表格二所示，随着监测晶圆循环次数的增加，热波值出现上升的情况。
表格二：
| 循环次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 热波值 | 4640 | 4650 | 4648 | 4661 | 4668 | 4680 | 4688 | 4720 |
S4：判断监测晶圆在重复过程中热波值是否在热波合格控制线范围内，若重复过程中热波值处于热波合格控制线范围内，则注入剂量为离子注入监测程式剂量，若重复过程中至少一热波值未处于热波合格控制线范围内，则降低注入剂量，重复上述步骤S1～S4。
作为示例，分析监测晶圆循环不同次数的热波值数据，假若循环八次的过程中热波值均处于热波合格控制线内，则表明当前的注入剂量适用于日常监测循环；若热波值超出热波合格控制线，如表格二中的第七次循环和第八次循环，则判断监测晶圆在注入的能量为300Kev、注入剂量为4E13 Ions/cm-2不适用于8次循环过程。假若以4E13 Ions/cm-2的注入剂量为监测程式的注入剂量，则在监控机台稳定性的过程中，当热波值超出热波合格控制线时，无法判断是由于循环过程中热波值上升导致的超出热波合格控制线，还是由于机台故障导致的注入剂量不合格导致的热波值超出热波合格控制线等其他原因，无法较好的监测机台。
作为示例，保持注入的能量不变，降低注入剂量，例如将注入剂量降低10％～30％，重复上述S1到S4，直到监测晶圆经过8次循环的热波值均处于热波合格控制线范围内，即得到300Kev注入能量所对应的注入剂量，即获得离子注入监测程式的剂量。由于监测晶圆循环过程中热波值均处于热波合格控制线范围内，因此当热波值超出热波合格控制线时，可以排除监测晶圆循环使用导致的热波值不合格，从而能够较好的监测机台稳定性。
综上，本申请的获取离子注入监测程式剂量的方法中调控注入剂量，获取目标注入能量下合适的注入剂量用于日常监测，把监测晶圆多次循环过程中造成的热波值上升影响控制在热波合格控制线范围内，从而能够较好的监测机台稳定性，以保证机台作业良率，提升产品质量。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定初始监测程式，所述初始监测程式包括离子注入参数以及监测晶圆的循环次数，所述离子注入参数包括注入元素、注入能量和注入剂量；
获取所述初始监测程式的热波合格控制线；
提供监测晶圆，以所述初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，对所述监测晶圆进行离子注入，测量热波值，并退火处理，所述监测晶圆重复离子注入、测量热波值及退火处理，重复次数为监测晶圆的循环次数；
判断所述监测晶圆在重复过程中热波值是否在所述热波合格控制线范围内，若重复过程中热波值处于所述热波合格控制线范围内，则注入剂量为离子注入监测程式剂量，若重复过程中至少一热波值未处于所述热波合格控制线范围内，则降低注入剂量，重复上述步骤。
2.根据权利要求1所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于，所述获取所述初始监测程式的所述热波合格控制线的步骤包括：
以所述初始监测程式的离子注入参数作为注入条件，改变注入剂量，以不同的注入剂量分别对多片晶圆进行离子注入，并测量所述多片晶圆的热波值；
根据所述多片晶圆的热波值和注入剂量生成热波敏感度分布曲线；
根据所述热波敏感度分布曲线获取所述初始监测程式的热波灵敏度，由所述热波灵敏度确定所述初始监测程式的热波合格控制线。
3.根据权利要求2所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：所述热波灵敏度为注入剂量每变化百分之一所对应的热波变化量。
4.根据权利要求2所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：以所述初始监测程式中注入剂量的90％、100％和110％为注入剂量对不同晶圆进行离子注入。
5.根据权利要求2所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：所述热波合格控制线的下限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值减去3～10倍热波灵敏度，所述热波合格控制线的上限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值增加3～10热波灵敏度。
6.根据权利要求5所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：所述热波合格控制线的下限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值减去3倍热波灵敏度，所述热波合格控制线的上限等于以所述初始监测程式中注入剂量得到的热波值增加3热波灵敏度。
7.根据权利要求1所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：监测晶圆的循环次数为6～10次。
8.根据权利要求7所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：监测晶圆的循环次数为8次。
9.根据权利要求1所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：所述初始监测程式中注入元素包括N型掺杂元素或P型掺杂元素。
10.根据权利要求9所述的获取离子注入监测程式剂量的方法，其特征在于：所述初始监测程式中注入元素包括硼，注入能量为300Kev，注入剂量为4E13 Ions/cm-2。
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