侦测PFG中和能力的方法及侦测系统与流程

侦测pfg中和能力的方法及侦测系统
技术领域
1.本技术涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种侦测pfg中和能力的方法及侦测系统。


背景技术：

2.在半导体制造技术领域中，离子注入主要是通过掺杂的方式调节载流子的数量来改变电性参数，大量掺杂离子以加速能量入射进晶圆形成特定分布。
3.由于离子注入过程中，载流子以正离子(阳离子)束流的方式轰击晶圆表面，所以晶圆表面会逐渐积累正电荷，pfg(等离子体电子喷淋装置)是产生电子束的装置，电子随着离子束流到达晶圆表面后，与离子束流所带的正电荷进行中和，使晶圆表面呈现电中性，从而避免电荷过量带来晶圆损坏缺陷。
4.现有的离子束流发射装置在对晶圆进行离子注入过程中，离子束流在到达晶圆表面之前会先进入一屏蔽罩，pfg位于屏蔽罩的其中一极板侧，pfg在其自带的腔室中利用灯丝使输送进腔室的惰性气体离子化，从而产生自由电子，自由电子通过吸出电压被牵引至屏蔽罩内的离子束流处用于中和离子束流中的阳离子。
5.由于pfg腔室的盖板为单孔状，所以惰性气体中自由电子的总数可以通过电弧室通向屏蔽罩内的单孔位置处的电流测得，但是无法侦测屏蔽罩内水平方向上从pfg腔室引出的自由电子的整体分布情况，从而也就无法侦测pfg腔室引出的自由电子的整体分布情况是否能够满足正离子(离子束流)的需求，也就是说，目前无法侦测pfg的中和能力。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种侦测pfg中和能力的方法及侦测系统，可以解决无法侦测屏蔽罩内水平方向上从pfg腔室引出的自由电子的整体分布情况的问题。
7.一方面，本技术实施例提供了一种侦测pfg中和能力的方法，包括：
8.打开pfg，利用pfg的送气系统向离子化腔室中输送惰性气体，所述惰性气体在所述离子化腔室中经离子化生成阳离子和电子；
9.向离子检测模块的屏蔽罩内提供所述阳离子和所述电子；
10.利用离子检测模块的阳离子检测杯检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况；
11.根据所述阳离子的分布情况，获取与晶圆表面平行的方向上的所述电子的分布情况。
12.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，所述阳离子检测杯设于所述屏蔽罩内并且靠近所述屏蔽罩的离子出口，其中，在检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的过程中，所述离子检测杯沿着与晶圆表面垂直的方向移动。
13.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，所述利用离子检测模块的阳离子检测杯检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的步骤包括：
14.利用离子检测模块的阳离子检测杯检测所述阳离子经过时的电流值；
15.获取所述阳离子检测杯正对阳离子流经的表面的截面积；
16.根据所述电流值和所述截面积，获取与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况。
17.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，所述惰性气体为氙气或者氩气。
18.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，所述惰性气体为氩气，所述氩气离子化的反应式为：ar
→
ar
+
+e-。
19.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，所述惰性气体为氙气，所述氙气离子化的反应式为：xe
→
xe
+
+e-。
20.可选的，在所述侦测pfg中和能力的方法中，在打开pfg之前，所述侦测pfg中和能力的方法还包括：确认离子束流发射装置处于关停状态以确保所述离子束流发射装置没有产生流经所述屏蔽罩的离子束流。
21.另一方面，本技术实施例还提供了一种侦测系统，包括：pfg、离子检测模块和数据处理模块，其中，所述pfg包括：送气系统和离子化腔室；所述离子检测模块包括：屏蔽罩和阳离子检测杯；其中，
22.所述送气系统用于向所述离子化腔室中输送惰性气体；所述离子化腔室用于离子化所述惰性气体以生成阳离子和电子，所述离子化腔室还用于向所述屏蔽罩内提供所述阳离子和所述电子；所述阳离子检测杯和所述数据处理模块用于检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况；所述数据处理模块还用于接收所述阳离子的分布情况，并根据所述阳离子的分布情况，获取与晶圆表面平行的方向上的所述电子的分布情况。
23.可选的，在所述侦测系统中，所述阳离子检测杯设于所述屏蔽罩内并且靠近所述屏蔽罩的离子出口，其中，在检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的过程中，所述离子检测杯沿着与晶圆表面垂直的方向移动。
24.可选的，在所述侦测系统中，所述阳离子检测杯和所述数据处理模块用于检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况包括：
25.所述阳离子检测杯检测所述阳离子经过时的电流值；
26.所述数据处理模块根据所述电流值和所述截面积，获取与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况。
27.本技术技术方案，至少包括如下优点：
28.本技术利用阳离子检测杯检测pfg发射出来的阳离子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况来反向表征水平方向上pfg发射出的电子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况，也就是可以有效监控用于中和离子束流中的阳离子的电子(电子由pfg提供)的分布情况，从而可以有效侦测pfg腔室引出的自由电子的整体分布情况是否能够满足正离子(离子束流)的需求，从而实现pfg中和能力的侦测。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明实施例的侦测pfg中和能力的方法的流程图；
31.图2是本发明实施例的侦测系统的结构示意图。
具体实施方式
32.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
36.本技术实施例提供了一种侦测pfg中和能力的方法，参考图1，图1是本发明实施例的侦测pfg中和能力的方法的流程图，所述侦测pfg中和能力的方法包括：
37.步骤s1：打开pfg，利用pfg的送气系统向离子化腔室中输送惰性气体，所述惰性气体在所述离子化腔室中经离子化生成阳离子和电子；
38.步骤s2：向离子检测模块的屏蔽罩内提供所述阳离子和所述电子；
39.步骤s3：利用离子检测模块的阳离子检测杯检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况；
40.步骤s4：根据所述阳离子的分布情况，获取与晶圆表面平行的方向上的所述电子的分布情况。
41.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种侦测系统，具体的，参考图2，图2是本发明实施例的侦测系统的结构示意图，所述侦测系统包括：pfg、离子检测模块和数据处理模块，其中，所述pfg包括：送气系统和离子化腔室；所述离子检测模块包括：屏蔽罩和阳离子检测杯；其中，
42.所述送气系统用于向所述离子化腔室中输送惰性气体；所述离子化腔室用于离子化所述惰性气体以生成阳离子和电子，所述离子化腔室还用于向所述屏蔽罩内提供所述阳离子和所述电子；所述阳离子检测杯和所述数据处理模块用于检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况；所述数据处理模块还用于接收所述阳离子的分布情况，并根据所述阳离子的分布情况，获取与晶圆表面平行的方向上的所述电子的分布情况。
43.进一步的，所述pfg还可以包括：淋浴枪和电源系统，所述淋浴枪设置于所述离子化腔室中，所述淋浴枪电连接于所述电源系统。所述离子化腔室通过腔室盖板上的通孔与所述屏蔽罩内侧连通，所述屏蔽罩通常包括：平行的第一电极板和第二电极板，所述离子化腔室位于所述第一电极板或者所述第二电极板侧。
44.优选的，所述离子检测模块还可以包括：永磁体和计量控制器，所述永磁体设于所述屏蔽罩外围，将所述屏蔽罩罩住，所述剂量控制器的一端与所述阳离子检测杯电性连接，所述剂量控制器的另一端接地，所述剂量控制器也可以提供电子用于中和屏蔽罩内的正电荷。
45.在本实施例中，所述阳离子检测杯设于所述屏蔽罩内并且靠近所述屏蔽罩的离子出口，晶片(晶圆)与靶台位于所述屏蔽罩的离子出口外侧并且该晶片的中心位置正对所述屏蔽罩的离子出口，其中，在检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的过程中，所述离子检测杯沿着与晶圆表面垂直的方向移动。
46.较佳的，所述阳离子检测杯和所述数据处理模块用于检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况包括：
47.所述阳离子检测杯检测所述阳离子经过时的电流值；
48.所述数据处理模块根据所述电流值和所述截面积，获取与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况。
49.接下来，详细介绍申请实施例提供的侦测pfg中和能力的方法。
50.在本实施例中，在打开pfg之前，所述侦测pfg中和能力的方法还可以包括：步骤s0，确认离子束流发射装置处于关停状态以确保所述离子束流发射装置没有产生流经所述屏蔽罩的离子束流。
51.本实施例关停离子束流是为了避免离子束流中的阳离子影响到后续pfg提供的由所述惰性气体离子化的阳离子分布的测试。
52.步骤s1：打开pfg，利用pfg的送气系统向离子化腔室中输送惰性气体，所述惰性气体在所述离子化腔室中经离子化生成阳离子和电子。具体的，所述惰性气体包括但不限于：氙气、氩气等稀有气体。
53.本实施例中，pfg一直处于开启状态。
54.步骤s2：向离子检测模块的屏蔽罩内提供所述阳离子和所述电子。具体的，所述离子化腔室的盖板上的通孔位置附近具有一吸出电压，通过所述吸出电压，所述阳离子和所述电子被牵引至所述屏蔽罩内。
55.在本实施例中，所述惰性气体为氩气，所述氩气离子化的反应式为：ar
→
ar
+
+e-。所以后续利用所述阳离子检测杯检测ar
+
在平行于晶圆表面的水平方向上的ar
+
分布情况，就可以反向表征水平方向上pfg发射出的电子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况。
56.在本实施例中，通过所述吸出电压，ar
+
和自由电子均被牵引至所述屏蔽罩内。
57.在另一个实施例中，所述惰性气体可以为氙气，所述氙气离子化的反应式为：xe
→
xe
+
+e-。与检测ar
+
分布情况反向表征自由电子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况原理相同，后续利用所述阳离子检测杯检测xe
+
在平行于晶圆表面的水平方向上的xe
+
分布情况，就可以反向表征水平方向上pfg发射出的电子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况。
58.步骤s3：利用离子检测模块的阳离子检测杯检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况。
59.具体的，所述阳离子检测杯设于所述屏蔽罩内并且靠近所述屏蔽罩的离子出口，其中，在检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的过程中，所述离子检测杯沿着与晶圆表面垂直的方向移动。
60.在本实施例中，所述利用离子检测模块的阳离子检测杯检测与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况的步骤具体可以包括：
61.步骤s3.1：利用离子检测模块的阳离子检测杯检测所述阳离子经过时的电流值；
62.步骤s3.2：获取所述阳离子检测杯正对阳离子流经的表面的截面积；
63.步骤s3.3：根据所述电流值和所述截面积，获取与晶圆表面平行的方向上的所述阳离子的分布情况。
64.在本技术中，利用所述阳离子检测杯检测pfg发射出来的阳离子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况来反向表征水平方向上pfg发射出的电子在平行于晶圆表面的水平方向上的分布情况，也就是可以有效监控用于中和离子束流中的阳离子的电子(电子由pfg提供)的分布情况，从而可以有效侦测pfg腔室引出的自由电子的整体分布情况是否能够满足正离子(离子束流)的需求，从而实现pfg中和能力的侦测。
65.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。