CN101308763B - 晶圆上实现离子注入剂量和能量的匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在晶圆上实现的离子注入剂量和能量的匹配方法，涉及半导体制造领域。该匹配方法包括如下步骤：a.提供一片晶圆，划分为数个区域；b.进行光照步骤，除选定区域外，其他区域被光刻胶覆盖；c.对选定区域以第一条件的剂量和能量组合进行离子注入；d.移除光刻胶；e.继续进行步骤b、c、d，直至所述晶圆的数个区域均进行过以不同条件的剂量和能量组合的离子注入；f.测试所述数个区域的阻值，并与基准值比较，确定测试阻值最接近基准值的区域。与现有技术相比，本发明实现了在一片晶圆上进行匹配测试，降低了成本，另外，在一片晶圆上进行匹配测试，使各个区域的匹配测试的外界条件均是相同的，提高了匹配结果的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域的制造技术，具体地说，涉及一种在晶圆上实现离子注入剂量和能量的匹配方法。
背景技术
离子注入制程是半导体制造领域的一项重要技术。离子注入的剂量和能量均都会影响晶圆阻值的大小，所以在进行批量生产之前，都需要在测试晶圆上进行离子注入剂量和能量匹配测试，找到最佳的注入剂量和能量。一般离子注入剂量和能量匹配测试方法至少需要4片测试晶圆。现有的匹配方法详细描述如下，选取三片测试晶圆，将其放置在预备机台上，以预设剂量、预设剂量的90％和预设剂量的110％与预设能量的三种组合条件分别对三片测试晶圆进行离子注入，所述预设剂量和预设能量是考虑到经验和目前设备的现有条件设置的可能最佳值；将该三片晶圆放置在快速热处理炉中进行快速热退火处理，进一步增强离子扩散，使得部分在离子注入过程中损伤的晶格得到一定程度的恢复；对退火处理后的三片晶圆进行阻值测试，将测试的阻值数据与阻值基准值比较。假如三片晶圆的阻值偏离基准值超过3％，就需要采用第四片晶圆，根据偏离值的大小，在后备机台上微量改变离子注入能量和注入剂量，然后进行退火步骤和测试阻值步骤，直至阻值偏离基准值小于3％，找到最佳的注入剂量和能量。
采用现有的匹配方法，至少采用4片测试晶圆。上述匹配方法仅对注入剂量进行调节，就需要至少4片，如果对注入能量亦进行调节，则需要的测试晶圆将会更多，这样就增加了制造成本。另外，不同测试晶圆本身条件可能会存在不同，对于再回收处理测试晶圆来说，这种条件不同的情况更加明显，直接影响匹配测试的结果。每次匹配过程中，都需要进行退火处理，每次退火时间或温度稍有不同就会影响最终阻值的大小，增加了剂量和能量的调节困难，减低最终确定注入剂量和注入能量的精确度。
有鉴于此，需要提供一种新的离子注入剂量和能量的匹配方法。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种成本较低且精确度高的离子注入剂量和能量的匹配方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新的离子注入剂量和能量的匹配方法，其包括如下步骤：a.提供一片晶圆，划分为数个区域；b.进行光照步骤，除选定区域外，其他区域被光刻胶覆盖；c.对选定区域以第一条件的剂量和能量组合进行离子注入；d.移除光刻胶；e.继续进行步骤b、c、d，直至所述晶圆的数个区域均进行过以不同条件的剂量和能量组合的离子注入；f.测试所述数个区域的阻值，并与基准值比较，确定测试阻值最接近基准值的区域。
进一步地，所述晶圆划分为9个区域。
进一步地，所述的不同条件的剂量和能量分别是预设剂量、预设剂量的90％，预设剂量的110％，预设能量，预设能量的90％，预设能量的110％，剂量和能量的两两组合获得九种不同条件的剂量和能量组合，且以该九种组合条件分别注入所述九个区域。
进一步地，所述不同条件的剂量选择预设剂量以及偏移预设剂量1％-10％的剂量。
进一步地，所述不同条件的能量选择预设能量以及偏移预设剂量1％-10％的能量。
与现有技术相比，本发明公开的匹配方法，通过在一片晶圆上划分数个区域，实现在一片晶圆上进行匹配测试，起到了减低成本的有益效果。另外，通过在一片晶圆上进行匹配测试，使各个区域的匹配测试的外界条件均是相同的，起到了提高匹配精确度的有益效果。
附图说明
通过以下对本发明一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：
图1为采用本发明离子注入剂量和能量的匹配方法流程示意图。
图2为本发明实施方式中采用的九组离子注入条件示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，在本发明离子注入剂量和能量的匹配方法的具体实施方式包括如下步骤：
提供一片测试晶圆，将该晶圆分为九个区域；
对该测试晶圆进行第一次光照步骤，使除第一区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖，所述光照步骤就是指对晶圆依次进行镀光刻胶步骤、曝光步骤，然后通过显影将选定区域的光刻胶移除的步骤，第一次光照步骤的选定区域就是第一区域，第N次光照步骤的选定区域就是第N区域，在本实施方式中，N最大为九；
对第一区域以第一条件的剂量和能量的进行离子注入，所述第一条件的剂量和能量分别是指预设剂量的90％，预设能量的90％，其中预设剂量和预设能量的含义与背景技术部分提到的含义相同；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第二次光照步骤，使除第二区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第二区域以第二条件的剂量和能量的进行离子注入，所述第二条件的剂量和能量分别是指预设剂量的90％，预设能量；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第三次光照步骤，使除第三区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第三区域进行第三条件的剂量和能量的离子注入，所述第三条件的剂量和能量分别是指预设剂量的90％，预设能量的110％；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第四次光照步骤，使除第四区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第四区域进行第四条件的剂量和能量的离子注入，所述第四条件的剂量和能量分别是指预设剂量，预设能量的90％；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第五次光照步骤，使除第五区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第五区域进行第五条件的剂量和能量的离子注入，所述第五条件的剂量和能量分别是指预设剂量，预设能量；
进行灰化步骤光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第六次光照步骤，使除第六区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第六区域进行第六条件的剂量和能量的离子注入，所述第六条件的剂量和能量分别是指预设剂量，预设能量的110％；
进行灰化步骤光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第七次光照步骤，使除第七区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第七区域进行第七条件的剂量和能量的离子注入，所述第七条件的剂量和能量分别是指预设剂量的110％，预设能量的90％；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第八次光照步骤，使除第八区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第八区域进行第八条件的剂量和能量的离子注入，所述第八条件的剂量和能量分别是指预设剂量的110％，预设能量；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
对该测试晶圆进行第九次光照步骤，使除第九区域外，晶圆其他区域被光刻胶覆盖；
对晶圆的第九区域进行第九条件的剂量和能量的离子注入，所述第九条件的剂量和能量分别是指预设剂量的110％，预设能量的110％；
进行灰化步骤将光刻胶移除；
将该晶圆放入快速热处理炉中进行快速热退火处理(Rapid thermal anneal，RTA)，晶圆所有区域均在同等条件下，提高了匹配的精确度；
对晶圆的九个区域分别测试阻值，并于基准值相比较，偏离值在允许的范围内，找出最接近的阻值，并且选取该区域的离子注入条件进行批量生产。
需要说明的是，根据实际情况，晶圆可以分为数个，不限于九个区域。如果只进行四种条件的离子注入就可以找到合适的注入剂量和能量，就可以将晶圆分为4个区域。如果本实施方式中九个区域不能找到合适的离子注入条件，亦可将晶圆分为更多区域，进行更多不同条件的离子注入测试。
在本实施方式中，剂量的值有预设剂量，预设剂量的90％，预设剂量的110％三组数据，能量的值有预设剂量，预设能量的90％，预设能量的110％三组数据，两两组合获得九种剂量和能量的组合，也就是九种离子注入条件，如图2所示。另外，剂量的值亦可是预设剂量的95％，预设剂量的105％，能量的值亦可采用预设能量的95％，预设能量的105％等等数据。换句话说，偏移预设剂量和预设能量的1％-10％的能量值和剂量值均可以作为测试数据，根据需要任意组合。
本发明离子注入能量和剂量的匹配方法采用在同一晶圆上分区域的进行不同剂量和能量的组合的进行离子注入，使得各区域在匹配过程中的各种外界条件均相同，避免受到外界条件影响，导致测试阻值精确度降低的现象，从而有效地提高了测试结果的精确度。本发明仅采用一片晶圆就实现了匹配测试，大大降低了测试成本。
Claims (7)
1.一种在晶圆上实现的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a. 提供一片晶圆，划分为数个区域；
b. 进行光照步骤，除选定区域外，其他区域被光刻胶覆盖；
c. 对选定区域以第一条件的剂量和能量组合进行离子注入；
d. 移除光刻胶；
e. 循环进行步骤b、c、d，直至所述晶圆的数个区域均进行过以不同条件的剂量和能量组合的离子注入；
f. 测试所述数个区域的阻值，并与基准值比较，确定测试阻值最接近基准值的区域。
2.如权利要求1离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：所述晶圆划分为九个区域。
3.如权利要求2所述的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：所述的不同条件的剂量和能量分别是预设剂量、预设剂量的90％，预设剂量的110％，预设能量，预设能量的90％，预设能量的110％，剂量和能量的两两组合获得九种不同条件的剂量和能量组合，且以该九种组合条件分别注入所述九个区域。
4.如权利要求1所述的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：所述不同条件的剂量选择预设剂量以及偏移预设剂量1％-10％的剂量。
5.如权利要求1所述的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：所述不同条件的能量选择预设能量以及偏移预设剂量1％-10％的能量。
6.如权利要求1所述的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：在步骤f之前进行快速热退火步骤。
7.如权利要求1所述的离子注入剂量和能量的匹配方法，其特征在于：移除光刻胶的步骤是采用灰化技术进行的。
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