离子注入角度偏移监控方法及监控系统与流程

本发明涉及半导体生产领域，特别是涉及一种高能离子注入机离子注入角度偏移监控方法。本发明还涉及一种高能离子注入机离子注入角度偏移监控系统。

背景技术：

离子注入是现代集成电路制造中的一种非常重要的技术，通过离子注入机实现半导体的掺杂，即将特定的杂质原子以离子加速的方式注入硅半导体晶片内改变其导电特性并最终形成晶体管结构。掺杂杂质的精确定位是保证先进器件最佳运行状态的重要因素。对于离子注入来说，剂量、能量和离子注入角都需要精确的控制，才能保证形成的晶体管的性能符合工艺要求。离子注入角的不同将造成离子注入深度改变进而影响器件的电参数。随着半导体器件尺寸的缩小，超浅结注入、pocket结构注入、halo结构注入、沟道注入、高精度的侧壁注入和pixel区域等对离子注入角度的控制要求非常精准，因此在半导体制造行业中离子注入工艺中离子注入角度的准确监控显得尤为重要。

离子注入机在经过一定时间的运行之后则会产生偏差，不可避免的造成离子注入角存在的偏差。因此，离子注入角度的高精度要求使得半导体制造商必须定期对离子注入机台注入角度进行校准或监测，这也是离子注入工艺正常工作过程的重要组成部分。离子注入角度的准确监控是需要在垂直方向和水平方向同时进行监控。目前，高能离子注入机只能在水平方向对离子注入角度进行监控和补偿，而对于垂直方向不监控。现有对角度偏移监控采用注入角度为0°时的热波值tw变化情况来监控角度偏移，如图1所示，但对于cis产品某些注入layer的角度精度偏移需要控制在0.05°以内，这种方法无法精准地监控实际离子注入角度的变化，当注入机靶盘(platen)有稍微偏移时这种方法无法监控到其变化，容易直接影响产品的良率。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种能准确监控高能离子注入机注入角度偏移的监控方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种能准确监控高能离子注入机注入角度偏移的监控系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的离子注入角度偏移监控方法，包括以下步骤：

s1，以第一注入角度向高精度硅片进行离子注入；

s2，测量在第一注入角度条件下，该高精度硅片的热波值；

s3，将步骤s2中测得的热波值与第一注入角度对应的热波值阈值比较；

s4，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业。

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控方法，该注入角度偏移监控方法的监控周期为24小时一次。

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控方法，所述热波值阈值根据历史生产数据标定获得。

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控方法，第一注入角度x范围为-1°≤x＜-2°，即面向注入机靶盘向上偏离水平方向大于等于1°且小于2°。

本发明提供一种离子注入角度偏移监控系统，包括：

监控模块，使离子注入机以第一注入角度向高精度硅片进行离子注入，测量在第一注入角度条件下，该高精度硅片的热波值；

判断模块，将获取热波值与该注入角度对应的热波值阈值比较，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业；

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控系统，该注入角度偏移监控系统的监控周期为24小时一次。

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控系统，所述热波值阈值根据历史生产数据标定获得。

可选择的，进一步改进所述的离子注入角度偏移监控系统，第一注入角度x范围为-1°≤x＜-2°，即面向注入机靶盘向上偏离水平方向大于等于1°且小于2°。

本发明能用于监控例如varian高能离子注入机离子注入角度，实现对varian高能机台的离子注入角度进行监控。本发明基于高精度硅片(accuracywafer)的热波值(thermalwave，tw)与离子注入角度的特殊关系：当注入束流得离子注入角度为-1°(即面向注入机靶盘platen向上偏离水平方向偏1°)时，高精度硅片的热波值的敏感度比离子注入角度为0°(即面向注入机靶盘platen水平方向)进行注入时的敏感度大，能够精准监控到注入机靶盘platen正偏移或者负偏移的情况，从而监控注入角度的偏移的情况。参考图1所示，以0°作为注入角度，注入角度存在偏移-0.05°至0.05°的偏移热波值变化不大。但，以-1°作为注入角度，注入角度存在偏移-0.05°至0.05°的偏移时，热波值变化很显著。本发明通过高精度硅片在-1°注入角的热波值(tw)的变化来判断注入机靶盘(platen)的偏移情况以实时对cis产品中对注入角度精度要求高的layer的工艺监控，从而保障cis产品的良率(cp&whitedot&whitepixel&fwc等)。该方法简单可行，精准监控varian高能离子注入机的离子注入角度，并及时发现离子注入机注入角度偏移，保障产品的良率，提高产品质量。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是不同注入角度热波值变化曲线示意图，该图分别显示注入角度为0°和注入角度为-1°，注入角度偏移范围为-0.05°至0.05°热波值变化。

图2是本发明监控方法的流程示意图。

附图标记说明

1是注入角度为0°，注入角度偏移范围为-0.05°至0.05°热波值变化情况。

2是注入角度为-1°，注入角度偏移范围为-0.05°至0.05°热波值变化情况。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过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加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

如图1所示，本发明提供高能离子注入机离子注入角度偏移监控方法第一实施例，包括以下步骤：

s1，以第一注入角度向高精度硅片进行离子注入；

s2，测量在第一注入角度条件下，该高精度硅片的热波值；

s3，将步骤s2中测得的热波值与第一注入角度对应的热波值阈值比较；

s4，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业。

本发明能用于varian高能离子注入机离子注入角度，实现对varian高能机台的离子注入角度进行监控。本发明基于高精度硅片(accuracywafer)的热波值(thermalwave，tw)与离子注入角度的特殊关系，通过测量预设角度离子注入高精度硅片热波值(tw)的变化来判断注入机靶盘(platen)的偏移情况，实现精准监控varian高能离子注入机的离子注入角度，保障产品的良率，提高产品质量。

本发明提供高能离子注入机离子注入角度偏移监控方法第二实施例，该注入角度偏移监控方法的监控周期为24小时一次，包括以下步骤：

s1，以-1°向高精度硅片进行离子注入；即面向注入机靶盘向上偏离水平方向1°；

s2，测量在第一注入角度条件下，该高精度硅片的热波值；

s3，将步骤s2中测得的热波值与第一注入角度对应的热波值阈值比较；

s4，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业。

其中，所述热波值阈值根据历史生产数据标定获得。相应的，第一注入角度可以扩展为一个注入角度范围即面向注入机靶盘向上偏离水平方向大于等于1°且小于-2°(例如，1.1°、1.2°……1.9°等，包括该范围内注入工艺所能实现的所有角度)，在该角度范围内均可以实现离子注入角度偏移监控。

本发明提供一种离子注入角度偏移监控系统第一实施例，包括：

监控模块，使离子注入机以第一注入角度向高精度硅片进行离子注入，测量在第一注入角度条件下，该高精度硅片的热波值；

判断模块，将获取热波值与该注入角度对应的热波值阈值比较，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业。

本发明提供一种离子注入角度偏移监控系统第二实施例，该注入角度偏移监控系统的监控周期为24小时一次，包括：

监控模块，使离子注入机以-1°向高精度硅片进行离子注入，测量在-1°条件下，该高精度硅片的热波值；

判断模块，将获取热波值与该注入角度对应的热波值阈值比较，若测得热波值大于等于热波值阈值，则进行离子注入机注入角度校准；若测得热波值小于热波值阈值，则离子注入机继续生产作业。

其中，所述热波值阈值根据历史生产数据标定获得。相应的，监控模块使离子注入机的注入角度可以扩展为一个注入角度范围即面向注入机靶盘向上偏离水平方向大于等于1°且小于-2°(例如，1.1°、1.2°……1.9°等，包括该范围内注入工艺所能实现的所有角度)，在该角度范围内均可以实现离子注入角度偏移监控。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。