[实用新型]离子注入检测系统以及离子注入机

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种离子注入检测系统以及离子注入机。

背景技术

在半导体工艺中，主流的杂质掺杂技术都采用离子注入技术，一般采用离子注入机实现离子注入技术。这种方法是由离子源产生等离子体，再通过质谱分析将所需的离子组分提取出来，对离子加速形成具有一定速度的离子束，并注入到半导体基片(例如晶圆wafer)中。

如图1所示，在现有技术中，离子注入机1包括扫描盘100，扫描盘100上放置有晶圆(此为本领域的公知常识，在图1中未具体示出)，一般的，扫描盘100上可以放置一个或多个晶圆。离子束110在注入方向Z方向传播，离子束110传播到所述扫描盘100上，从而注入到晶圆上。扫描盘100可以在第一轴X轴的轴向进行旋转，并可以在第二轴Y轴的轴向进行旋转，从而实现不同角度的离子注入。其中，注入方向Z方向、第一轴X轴和第二轴Y轴相互垂直，形成三维立体空间。

随着半导体器件制造的集成度向片上系统规模发展，用于器件制造的晶圆片朝着300mm以上尺寸扩展，而单元器件尺寸则朝微纳米细线条减缩，特别是片上晶体管、场效应管尺寸的减缩，对离子注入技术提出了很明显的挑战。当半导体集成电路器件制造向65nm技术节点迈进，其单元场效应管需生成超浅结源漏结构，即：源漏结深变得非常的浅，而源漏极分界要非常的陡峭。为了保证片上浅结晶体管和场效应管的性能稳定和重复，在离子注入技术过程中，要求对注入剂量、注入能量、注入剂量得的重复性、注入角度、注入元素纯度、以及注入剂量等进行精确的控制。

然而，在现有技术中，对离子注入机1的注入角度进行检测时，需要将空晶圆(bare wafer)放置在扫描盘100上，对空晶圆进行离子注入，然后，通过对空晶圆晶格损伤程度的测量，判断注入角度。但是，该方法浪费空晶圆，检测的成本高，并且浪费时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种离子注入检测系统以及离子注入机，能够方便、准确地测量离子注入的注入角度，节约成本，同时降低检测时间。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种离子注入检测系统，用于检测离子注入机的离子束相对于扫描盘的注入方向，所述离子注入机包括扫描盘，所述扫描盘内包括至少一用于放置晶圆的晶圆区，所述离子注入检测系统包括：

至少一将所述离子束转化为电流的法拉第杯，位于所述离子注入机内与扫描盘固定连接，并接受所述离子束；

电流测量单元，与所述法拉第杯连接，所述电流测量单元接收所述法拉第杯的电流信号。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述离子束在所述离子注入机内传播、与扫描盘的相对移动形成离子束扫描区域，所述离子束扫描区域包括注入区域，所述注入区域内的离子束注入所述晶圆区，所述法拉第杯位于所述注入区域外的所述离子束扫描区域内。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述法拉第杯包括杯身、杯底以及一用于所述离子束注入的杯口，所述杯口的方向与所述扫描盘的方向相同，所述杯底与所述扫描盘相平行。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述杯底为离子束感应板。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述杯底为方形。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述杯底的宽度为1mm～20mm，所述杯底的长度为0.1mm～200mm。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述杯身的高度为2mm～200mm。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述离子束扫描区域与所述扫描盘所在的平面形成扫描面，所述扫描面包括第一方向以及第二方向，所述第一方向与第二方向相垂直，所述离子束在所述第一方向具有第一方向宽度，所述离子束在所述第二方向进行扫描，所述离子束在第三方向传播，所述第三方向与所述扫描面相垂直。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，每一所述离子束扫描区域内设置两个所述法拉第杯。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述第一方向宽度大于等于所述晶圆区的直径。

进一步的，在所述离子注入检测系统中，所述法拉第杯与所述扫描盘固定连接。

根据本实用新型的另一面，本实用新型还提供一种离子注入机，包括上所述的任意一种离子注入检测系统。

与现有技术相比，本实用新型提供的离子注入检测系统以及离子注入机具有以下优点：