[发明专利]离子注入角度监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域的离子注入技术，特别涉及一种监控离子注入角度准确性的方法。

背景技术

离子注入技术是现代半导体制造技术的一个重要组成部分，使用离子注入机将电离的杂质原子经静电场加速打到晶片表面，实现对衬底硅晶片的掺杂，并最终形成各种晶体管结构。

掺杂杂质（即注入离子）的分布是影响半导体器件运行状态的决定性因素。对于实现掺杂的离子注入技术来说，离子束的能量、剂量和晶片偏转角度都需要得到严格的控制。一直以来，在半导体制造厂内，离子束的能量和剂量的监控都被很好地执行，但关于角度的监控却几乎没有。相比于传统的批处理式离子注入机，现代的单片式离子注入机使用偏转晶片的方式来实现离子注入角度的偏转，参见图1，其所示为现有离子注入机中晶片相对于离子束偏转的示意图，其在消除角度偏差方面已经大有进步，但仍然需要定期的监控。因为离子注入角度的偏差会严重影响离子注入深度，进入影响器件的驱动电流、截止漏电流等相关电性能参数。

鉴于此，需要提供一种方法定期地监控晶片偏转角度，以保证离子注入时角度的准确性。

发明内容

本发明的主要目的旨在提供一种能够保证离子注入角度准确性的监控方法。

为达成上述目的，本发明提供一种离子注入角度监控方法，具体包含以下步骤：提供一晶片；在上述晶片中，利用离子注入机按不同的注入角度注入预定能量、剂量的离子，并进行快速热退火处理；在以每一注入角度进行离子注入和快速热退火处理之后，均进行数据测量，获得所述不同注入角度下的晶片电阻值，建立电阻值—注入角度特征曲线；根据所述电阻值—注入角度特征曲线确定监控参考角度，并将该监控参考角度、预定能量、剂量的离子设为离子注入条件；定期在所述离子注入条件下进行离子注入，并测量相应的晶片电阻值；以及根据所测量的晶片电阻值与电阻值—注入角度特征曲线确定离子注入角度的准确性。

优选地，所述监控参考角度为所述不同注入角度中对应于所述电阻值—注入角度特征曲线的斜率为最大的注入角度。

优选地，根据所测量的晶片电阻值与电阻值—注入角度特征曲线确定离子注入角度的准确性的步骤包括：将所测量的晶片电阻值减去所述监控参考角度对应的晶片电阻值得到一差值；以及将该差值与所述监控参考角度对应的晶片电阻值相比得到离子注入角度的偏差，所述离子注入角度的偏差与所述离子注入角度的准确性成反比。

优选地，所述离子注入机的注入能量范围为0.5～1500千电子伏，注入的离子的剂量范围为1E11～1E16。

本发明还提供了另一种粒子注入角度监控方法，包括以下步骤：提供一晶片；在上述晶片中，利用离子注入机按不同的注入角度注入预定能量、剂量的离子，并进行快速热退火处理；在以每一注入角度进行离子注入和快速热退火处理之后，均进行数据测量，获得所述不同注入角度下的热波值和晶片电阻值，分别建立热波值—注入角度特征曲线以及电阻值—注入角度特征曲线；根据所述热波值—注入角度特征曲线以及电阻值—注入角度特征曲线确定监控参考角度，并将该监控参考角度、预定能量、剂量的离子设为离子注入条件；定期在所述离子注入条件下进行离子注入，并测量相应的热波值和/或晶片电阻值；以及根据所测量的所述热波值或所述晶片电阻值，以及所述热波值—注入角度特征曲线或所述电阻值—注入角度特征曲线确定离子注入角度的准确性。

优选地，根据所述热波值—注入角度特征曲线以及电阻值—注入角度特征曲线的斜率确定所述监控参考角度。

优选地，确定离子注入角度的准确性的步骤包括：将所测量的热波值或晶片电阻值减去所述监控参考角度对应的热波值或晶片电阻值得到一差值；以及将该差值与所述监控参考角度对应的热波值或晶片电阻值相比得到离子注入角度的偏差，所述离子注入角度的偏差与所述离子注入角度的准确性成反比。

优选地，所述离子注入机的注入能量范围为0.5～1500千电子伏，注入的离子的剂量范围为1E11～1E16。

本发明的有益效果在于，通过建立电阻值—注入角度曲线确定电阻值对于角度变化较敏感的角度作为监控参考角度，并根据定期监控所获得的电阻值以及该电阻值—注入角度曲线获得晶片偏转角度相对于监控参考角度的偏差，从而可以在不改变原有设备的基础上，对离子注入过程中晶片的偏转角度进行准确的监控，从而确保离子注入条件的准确性，提高半导体器件成品率。

附图说明

图1为现有技术离子注入机中晶片相对于离子束偏转的示意图；

图2为本发明一实施例离子注入角度监控方法的流程图；