非晶化率的检测方法和离子注入温度的监测方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种非晶化率的检测方法和离子注入温度的监测方法。

背景技术：

1、先进节点的器件在预非晶化离子注入(pai)制程中，通常采用冷离子注入以达到更精准的预非晶化程度，同时还可保证非晶-晶体(a-c)界面处的平整，防止末尾缺陷效应(eor)带来的器件退化。例如，可以在-100℃至25℃的温度下进行预非晶化离子注入，以实现非晶区-结晶区的边界清晰。可见，在执行非晶化离子注入时，非晶化程度容易受离子注入(冷离子注入)的温度的影响，因此离子注入的温度是离子注入设备和制程的关键参数。

2、目前，离子注入机台的离子注入温度只能以固定基片用的托盘的温度为准，然而托盘的温度与离子注入时的基片表面的实际温度可能存在偏差。例如，托盘到基片的温度传导损失过大或者托盘的温度传感器失灵，均会引起离子注入时的实际温度存在偏差，从而导致形成的非晶化程度难以达到预期，最终造成器件的性能和良率退化。因此，亟需提供一种可以精确获取离子注入时的实际温度的检测方法。

3、对此，本发明的发明人通过研究和实验发现，在不同的离子注入温度下会产生不同程度的非晶化，因此提出了可以利用非晶化率推断出离子注入时的实际温度。然而，现有技术中针对非晶化率的检测方式通常是利用透射电子显微镜，此时需要对基片进行切片处理而不得不报废该基片，耗时且成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种非晶化率的检测方法，以高效且低成本的实现非晶化率的检测。

2、本发明提供的一种非晶化率的检测方法，包括：建立数据库，所述数据库中收集有非晶化率和对应的光信号的关系组；提供具有非晶化层的待检测基片，并对所述待检测基片执行光学检测以获取光信号；以及，从所述数据库中选取出与来自所述待检测基片的光信号相匹配的关系组，并根据选取出的关系组得到对应的非晶化率。

3、可选的，所述光信号包括：光的折射率以及由吸收系数和消光系数中的至少其中一个光学参数组合形成的参数集。

4、可选的，同一关系组中的非晶化率相同并对应有多组参数集，并且每一组参数集对应于一个非晶化率。

5、可选的，所述数据库中的关系组以矩阵形式排布，同一关系组中的多组参数集排布在同一直线上，并根据非晶化率由小至大的方向依次排布对应的关系组。

6、可选的，建立所述数据库的方法包括：提供多个具有不同非晶化率的样品基片，并对各个样品基片执行光学检测以获取对应的光信号；收集各个样品基片的非晶化率和对应的光信号，以组建非晶化率和对应的光信号的关系组。

7、可选的，利用透射电子显微镜或x射线衍射法检测各个样品基片的非晶化率。

8、本发明的另一目的在于提供一种离子注入温度的监测方法，包括：提供监测用基片，在设定温度下对所述监测用基片执行非晶化离子注入，并获取所述监测用基片上的非晶化率。以及，所述监测方法还包括：根据非晶化率和离子注入温度的关系式，获取离子注入的实际温度，并根据离子注入的实际温度相对于离子注入的设定温度的差值，判断离子注入设备是否存在温度偏差。或者，所述监测方法还包括：根据监测用基片上的非晶化率和理论非晶化率的差值，判断离子注入设备是否存在温度偏差，所述理论非晶化率的获取方法包括：根据非晶化率和离子注入温度的关系式，得到所述设定温度下对应的非晶化率。

9、可选的，采用如上所述的非晶化率的检测方法，获取所述监测用基片上的非晶化率。

10、可选的，非晶化率和离子注入温度的关系式的获取方法包括：提供多个样品基片，并在不同的离子注入温度下对各个样品基片执行非晶化离子注入；以及，获取各个样品基片的非晶化率，以收集非晶化率和对应的离子注入温度，并拟合形成非晶化率和离子注入温度的关系式。

11、可选的，采用如上所述的非晶化率的检测方法，获取所述样品基片的非晶化率；或者，利用透射电子显微镜或x射线衍射法获取所述样品基片的非晶化率。

12、本发明提供的非晶化率的检测方法中，基于发明人创造性的发现了不同的非晶化率下将产生不同参数值的光信号，由此建立了包含非晶化率和光信号的对应关系组的数据库，从而在进行非晶化率的检测时，即可通过对基片进行光学检测以得到对应的光信号，进而可根据数据库中相匹配的关系组而得到相应的非晶化率，实现无损、高效且低成本的检测效果。

13、以及，本发明提供的离子注入温度的监测方法中，利用不同的离子注入温度下会产生不同程度的非晶化的这一现象，提出了利用非晶化率推断出离子注入的实际温度，进而可直接判断出离子注入设备是否存在温度漂移；或者，可基于设定温度下理论上应当达到的非晶化程度，以间接判断出离子注入设备是否存在温度漂移。如此，即可实现对离子注入设备的注入温度的快速、便捷的监测过程，有效改善了当离子注入温度存在偏差而导致实际产生的非晶化程度与预期希望产生的非晶化程度产生较大差别的问题，有利于提高制备形成的器件的性能，提高产品良率。

14、进一步的，还可将本发明提供的非晶化率的检测方法应用于离子注入温度的监测方法中，如此即可更加高效的实现对离子注入温度的监测效果。

技术特征：

1.一种非晶化率的检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的非晶化率的检测方法，其特征在于，所述光信号包括：光的折射率以及由吸收系数和消光系数中的至少其中一个光学参数组合形成的参数集。

3.如权利要求2所述的非晶化率的检测方法，其特征在于，同一关系组中的非晶化率相同并对应有多组参数集，并且每一组参数集对应于一个非晶化率。

4.如权利要求3所述的非晶化率的检测方法，其特征在于，所述数据库中的关系组以矩阵形式排布，同一关系组中的多组参数集排布在同一直线上，并根据非晶化率由小至大的方向依次排布对应的关系组。

5.如权利要求1所述的非晶化率的检测方法，其特征在于，建立所述数据库的方法包括：

6.如权利要求5所述的非晶化率的检测方法，其特征在于，利用透射电子显微镜或x射线衍射法检测各个样品基片的非晶化率。

7.一种离子注入温度的监测方法，其特征在于，包括：提供监测用基片，在设定温度下对所述监测用基片执行非晶化离子注入，并获取所述监测用基片上的非晶化率；以及，

8.如权利要求7所述的离子注入温度的监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的非晶化率的检测方法，获取所述监测用基片的非晶化率。

9.如权利要求7所述的离子注入温度的监测方法，其特征在于，非晶化率和离子注入温度的关系式的获取方法包括：

10.如权利要求9所述的离子注入温度的监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的非晶化率的检测方法，获取所述样品基片的非晶化率；或者，利用透射电子显微镜或x射线衍射法获取所述样品基片的非晶化率。

技术总结
本发明提供了一种非晶化率的检测方法和离子注入温度的监测方法。在非晶化率的检测方法中，通过对基片进行光学检测以得到对应的光信号，并可根据数据库中相匹配的关系组而得到相应的非晶化率，实现无损、高效且低成本的检测效果。以及，本发明提供的离子注入温度的监测方法中，利用不同的离子注入温度下会产生不同程度的非晶化的这一现象，从而可通过获取基片的非晶化率，以实现对离子注入设备的注入温度的监测过程，有效改善了当离子注入温度存在偏差而导致实际产生的非晶化程度偏离预期的问题，有利于提高制备形成的器件的性能，提高产品良率。

技术研发人员：刘颖,贾玉杰,戴玉伟
受保护的技术使用者：芯恩（青岛）集成电路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28