CN103594311A - 一种将点状离子束注入机导入量产的方法 - Google Patents
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Abstract
一种将点状离子束注入机导入量产的方法，包括：步骤S1：通过带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，并进一步获取方块电阻；步骤S2：通过点状离子束注入机，在测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，并进一步获取方块电阻；步骤S3：比较测试晶圆和标准晶圆之方块电阻，以测试晶圆和标准晶圆之方块电阻相等时的匹配系数为点状离子束注入机台的剂量匹配系数。本发明不仅提高整体设备利用率，减少剂量匹配过程中的晶圆使用量，降低生产成本；而且，通过本发明方法将所述点状离子束注入机导入量产，所获得的产品性能稳定、替代性强。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种将点状离子束注入机导入量产的方法。
背景技术
离子注入是近些年来在国际上蓬勃发展并获得广泛应用的一种材料表面改进技术，其原理是：用例如能量为100KeV量级的离子束入射到材料中，使离子束与材料中的原子或分子发生一系列物理的和化学的相互作用，入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料的表面成分、结构和性能发生变化，从而优化材料表面的性能，或获得某些新的优异性能。
在半导体制程中，常以向衬底（例如硅基衬底）中引入可控数量杂质的方式来改变其电学性能。事实上，离子注入在现代晶片制造过程中已有着广泛的应用。
离子注入机通常被用来向半导体衬底中注入离子。离子注入机一般包括产生离子束的离子源、从离子束中选择特定种类离子的质量分析器、使通过真空腔之选定质量的离子束指向支撑在衬底架上的靶衬底的装置。所述常规的离子注入装置可参见中国专利CN1667791A所揭露的离子注入机，在此不予赘述。
离子注入的模式又可分为带状离子束（Ribbon Beam）注入和点状（SpotBeam）离子束注入。传统上，在高电流离子注入机领域，所述带状离子束注入机占据了300nm晶圆工厂的主流位置，几乎全部产品均是基于带状离子束注入机来进行调试和量产。另一方面，点状离子束注入机正逐渐被引入晶圆代工厂。
但是，因为所述带状离子束注入机和点状离子束注入机的注入方式存在一定的差异，所以在实际使用中，对于同一产品条件，所述带状离子束注入机和所述点状离子束注入机之间存在必然的注入剂量失配。为了提高设备利用率，保证产品生产质量，通常需要进行所述带状离子束注入机和所述点状离子束注入机的剂量匹配。
作为本领域技术人员，容易理解地，现有方法在进行所述带状离子束注入机和所述点状离子束注入机的剂量匹配时，任一需要进行匹配的产品条件都需要多片晶圆，则大量的匹配工作势必使得所述晶圆的总耗量居高不下，增加企业生产成本。如何提高设备利用率，减少剂量匹配过程中晶圆的使用数量，并进一步降低生产成本已成为本领域亟待解决的技术问题之一。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种将点状离子束注入机导入量产的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，所述注入机台整体利用率不高，且通过所述点状离子束注入机进行离子束注入时所进行的剂量匹配耗费晶圆数量过大，并造成企业生产成本增加等缺陷提供一种将点状离子束注入机导入量产的方法。
为实现本发明之目的，本发明提供一种将点状离子束注入机导入量产的方法，所述将点状离子束注入机导入量产的方法包括：
执行步骤S1：预设所述带状离子束注入机的匹配系数为1.0，通过所述带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述标准晶圆之方块电阻；
执行步骤S2：通过所述点状离子束注入机，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻，其中，0＜a＜1，0＜b＜1；
执行步骤S3：比较所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻，并以所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻相等时的匹配系数为所述点状离子束注入机台的剂量匹配系数。
可选地，所述经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻采用分割线法线方向的49点线扫描方式搜集。
可选地，所述点状离子束注入机中，所述测试晶圆之第一测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0-a）倍；所述测试晶圆之第二测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的1.0倍；所述测试晶圆之第三测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0+b）倍。
可选地，所述a=0.1，b=0.1。
综上所述，本发明通过所述点状离子束注入机中，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，0＜a＜1，0＜b＜1，并进一步通过分割线法线方向的49点线扫描方式获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻，之后与所述带状离子束注入机之标准晶圆的方块电阻比较，获得所述点状离子束注入机的剂量匹配系数，进而导入量产，不仅提高整体设备利用率，减少剂量匹配过程中的晶圆使用量，降低生产成本，而且，通过本发明方法将所述点状离子束注入机导入量产，所获得的产品性能稳定、替代性强。
附图说明
图1所示为本发明将点状离子束注入机导入量产的方法之流程图；
图2所示为通过本发明点状离子束注入机所获得的匹配系数与方块电阻之间的关系图；
图3所示为通过本发明点状离子束注入机所获得的方块电阻之等高线图；
图4所示为通过本发明点状离子束注入机并采用49点线扫描方式所获得的方块电阻。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明将点状离子束注入机导入量产的方法之流程图。所述将点状离子束注入机导入量产的方法，包括：
执行步骤S1：预设所述带状离子束注入机的匹配系数为1.0，通过所述带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述标准晶圆之方块电阻；
执行步骤S2：通过所述点状离子束注入机，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，并进一步采用分割线法线方向的49点线扫描方式获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻，其中，0＜a＜1，0＜b＜1；
执行步骤S3：比较所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻，并以所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻相等时的匹配系数为所述点状离子束注入机台的剂量匹配系数，其中，在搜集分隔注入法注入的方块电阻时，采用分割线法线方向的49点线扫描方式。
本发明中，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区。即，在所述点状离子束注入机中，所述测试晶圆之第一测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0-a）倍；所述测试晶圆之第二测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的1.0倍；所述测试晶圆之第三测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0+b）倍；其中，0＜a＜1，0＜b＜1。
为了更直观的揭露本发明之技术方案，并凸显本发明之有益效果，不凡以a=0.1，b=0.1为例进行阐述，具体数据仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
请参阅图2、图3、图4，并结合参阅图1，图2所示为通过本发明点状离子束注入机所获得的匹配系数与方块电阻之间的关系图。图3所示为通过本发明点状离子束注入机所获得的方块电阻之等高线图。图4所示为通过本发明点状离子束注入机并采用49点线扫描方式所获得的方块电阻。所述将点状离子束注入机导入量产的方法，包括：
执行步骤S1’：预设所述带状离子束注入机的匹配系数为1.0，通过所述带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述标准晶圆之方块电阻；
其中，在本发明之具体实施方式中，通过所述带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，所述经过离子注入和退火工艺后的标准晶圆之方块电阻为99.8Ω/□。
执行步骤S2’：通过所述点状离子束注入机，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为0.9的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为1.1的第三测试区，并进一步采用分割线法线方向的49点线扫描方式获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻；
作为本发明的具体实施方式，非限制性的列举，以a=0.1，b=0.1为例进行阐述。其中，在所述点状离子束注入机中，所述剂量匹配参数为0.9的第一测试区经过离子注入和退火工艺后的方块电阻为103.4Ω/□；所述剂量匹配参数为1.0的第二测试区经过离子注入和退火工艺后的方块电阻为93.8Ω/□；所述剂量匹配参数为1.1的第三测试区经过离子注入和退火工艺后的方块电阻为86Ω/□。
更具体地，在所述点状离子束注入机中，所述测试晶圆之第一测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的90%；所述测试晶圆之第二测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的100%；所述测试晶圆之第三测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的110%。
其中，在所述带状离子束注入机中的标准晶圆之方块电阻和所述点状离子束注入机中的测试晶圆之方块电阻如表1所示。
表1标准晶圆之方块电阻和测试晶圆之方块电阻
执行步骤S3’：比较所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻，并以所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻相等时的匹配系数为所述点状离子束注入机台的剂量匹配系数，其中，在搜集分隔注入法注入的方块电阻时，采用分割线法线方向的49点线扫描方式。
由图2可知，当所述剂量匹配系数为0.94时，所述测试晶圆之方块电阻与所述标准晶圆之方块电阻相等。即，所述点状离子束注入机之剂量匹配系数为0.94。
由图3可知，在搜集分隔注入法注入的方块电阻时，采用分割线法线方向的49点线扫描方式。取值范围为2～16点、32～43点，并有效过滤干扰点。在取值范围为2～16点所对应的平均方块电阻为点状离子束注入机之剂量匹配参数为0.9时的方块电阻；在取值范围为32～43点所对应的平均方块电阻为点状离子束注入机之剂量匹配参数为1.1时的方块电阻。
综上所述，本发明通过所述点状离子束注入机中，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，0＜a＜1，0＜b＜1，并进一步通过分割线法线方向的49点线扫描方式获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻，之后与所述带状离子束注入机之标准晶圆的方块电阻比较，获得所述点状离子束注入机的剂量匹配系数，进而导入量产，不仅提高整体设备利用率，减少剂量匹配过程中的晶圆使用量，降低生产成本，而且，通过本发明方法将所述点状离子束注入机导入量产，所获得的产品性能稳定、替代性强。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
Claims (4)
1.一种将点状离子束注入机导入量产的方法，其特征在于，所述将点状离子束注入机导入量产的方法包括：
执行步骤S1：预设所述带状离子束注入机的匹配系数为1.0，通过所述带状离子束注入机获取匹配系数为1.0的标准晶圆，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述标准晶圆之方块电阻；
执行步骤S2：通过所述点状离子束注入机，在所述测试晶圆上采用分割注入法获取剂量匹配系数为（1.0-a）的第一测试区、匹配系数为1.0的第二测试区、匹配系数为（1.0+b）的第三测试区，并进一步获取经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻，其中，0＜a＜1，0＜b＜1；
执行步骤S3：比较所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻，并以所述测试晶圆之方块电阻和所述标准晶圆之方块电阻相等时的匹配系数为所述点状离子束注入机台的剂量匹配系数。
2.如权利要求1所述的将点状离子束注入机导入量产的方法，其特征在于，所述经过注入和退火工艺后的所述测试晶圆之方块电阻采用分割线法线方向的49点线扫描方式搜集。
3.如权利要求1所述的将点状离子束注入机导入量产的方法，其特征在于，所述点状离子束注入机中，所述测试晶圆之第一测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0-a）倍；所述测试晶圆之第二测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的1.0倍；所述测试晶圆之第三测试区的注入剂量为所述带状离子束注入机中注入剂量的（1.0+b）倍。
4.如权利要求1所述的将点状离子束注入机导入量产的方法，其特征在于，所述a=0.1，b=0.1。
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