离子注入机台的检测方法

摘要

本发明公开了一种离子注入机台的检测方法，在进行机台检测之前，预先对控片注入一定剂量的离子，促使控片预先进入稳态，当后续进行机台检测时，可降低控片的第二离子注入剂量的递增速度，提高机台检测的精度。

权利要求

1.一种离子注入机台的检测方法，该方法包括：

步骤A、对控片预先进行离子注入，其中，所述离子注入的能量为20000电子伏特eV至

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50000电子伏特eV，离子注入的剂量为1×10 个原子/cm 至1×10 个原子/cm，且注入的离子类型与步骤D中注入的离子类型相同；

步骤B、对控片进行快速退火；所述快速退火的最高温度为900摄氏度至1100摄氏度，且在最高温度的停留时间为10秒至30秒；

步骤C、获取控片的第一离子注入剂量；

步骤D、按照预先设置的离子注入剂量标准值，对控片进行离子注入；

步骤E、获取控片的第二离子注入剂量；

步骤F、判断第二离子注入的次数是否大于等于N次，如果已大于等于N次，则直接执行步骤G；否则，返回执行步骤B，其中，N为大于等于4的自然数;步骤G、判断N次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值是否均在预先设置的第一阈值范围内，如果是，则判断离子注入机台合格；如果N次中任一次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值大于或小于预先设置的第一阈值范围，则判断离子注入机台不合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N为6～10。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第2次至第N次执行步骤C和在执行步骤D之间，进一步包括：计算当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值，若当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值大于预先设置的第二阈值，则判定控片不合格，结束流程；否则，执行步骤D。

说明书

离子注入机台的检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术，特别涉及一种离子注入机台的检测方法。 背景技术

[0002] 随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，在半导体的制造流程中，涉及离子注入工艺。离子注入剂量是离子注入工艺中一个重要的参数，通常离子注入机台按照预设的离子注入剂量对晶片发射离子束，以进行离子注入，然而，在实际应用中，由于机台使用时间过长或机台发生故障等其他原因，离子注入机台向晶片所提供的离子注入剂量与预设的离子注入剂量标准值相比发生了漂移。

[0003] 为了克服离子注入剂量的漂移问题，需经常对离子注入机台进行检测，以期对离子注入剂量进行准确控制。

[0004] 图1为现有技术中离子注入机台的检测方法的流程图，如图1所示，现有技术中离子注入机台的检测方法包括如下步骤：

[0005] 步骤101，获取控片的第一离子注入剂量。

[0006] 当控片在进行离子注入之前，通常采用热损伤测量仪获取控片的离子注入剂量。 [0007] 简单地说，热损伤测量仪获取离子注入剂量的原理为：向控片发射激光束，并测量激光的反射率，激光的反射率在一定程度上能够反映控片中晶格的损伤程度，而晶格的损伤程度又能反映控片所吸收的能量，即离子注入剂量，因此，热损伤测量仪通过测量激光反射率，并按照一定的关系，可将激光反射率换算为离子注入剂量。

[0008] 步骤102，按照预先设置的离子注入剂量标准值，对控片进行离子注入。 [0009] 采用待检测的机台对控片进行离子注入，离子注入的剂量按照离子注入剂量标准值。

[0010] 步骤103，获取控片的第二离子注入剂量。

[0011] 离子注入完毕后，采用热损伤测量仪再次获取控片的离子注入剂量。 [0012] 步骤104，判断离子注入的次数是否大于等于3次，如果已大于等于3次，则直接执行步骤106；否则，执行步骤105。

[0013] 当对离子注入机台进行检测时，通常会重复3次上述步骤101至105。 [0014] 步骤105，对控片进行快速退火，并返回执行步骤101。

[0015] 快速退火的过程可修复控片在离子注入过程中的晶格损伤。

[0016] 在理想情况下，经快速退火后，控片的离子注入剂量恢复为第一离子注入剂量的数值，但是，在实际应用中，快速退火不一定能够完全修复晶格损伤，所以，经快速退火后的控片的离子注入剂量和第一离子注入剂量有微小差距。

[0017] 步骤106，判断3次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值是否在预设阈值范围内，如果是，则离子注入机台合格；如果三次中任一次获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值不在预设阈值范围内，则离子注入机台不合格。 [0018] 另外，在实际应用中，每次获取第一注入剂量后，还可比较当前次第一离子注入剂量与上一次第一离子注入剂量的差值，若三次第一离子注入剂量中，当前次第一离子注入剂量与上一次第一离子注入剂量的差值过大，表明控片是不合格的，则结束整个检测流程。 [0019] 至此，本流程结果。

[0020] 在实际应用中，我们还通过实验发现，当机台和控片都合格时，随着检测时间的增加(离子注入次数的增加)，第二离子注入剂量会逐渐递增，尤其是，当开始检测时，递增速度比较快。图2为第二离子注入剂量随离子注入次数的递增曲线，在图2所对应的实验中，重复执行了五次步骤101至105，离子注入的类型为硼(B)元素，如图2所示，横坐标为机台检测时步骤102中离子注入的次数，单位为次，纵坐标为第二离子注入剂量，单位为个原2
子/cm。从图2中可看出，第二离子注入剂量随离子注入次数递增，且随着离子注入次数增加，递增速度逐渐降低。

[0021] 然而，在现有技术中，步骤101至105的循环次数通常为5次，从图2可以看出，前3次所对应的第二离子注入剂量的递增速度比较快，在这种情况下，有可能在机台合格的情况下，3次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值不一定都在预先设置的阈值范围内，降低了离子注入机台的检测精度。

[0022] 发明内容

[0023] 有鉴于此，本发明提供一种离子注入机台检测方法，能够提高离子注入机台的检测精度。

[0024] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

[0025] 一种离子注入机台的检测方法，该方法包括：

[0026] 步骤A、对控片预先进行离子注入；

[0027] 步骤B、对控片进行快速退火；

[0028] 步骤C、获取控片的第一离子注入剂量；

[0029] 步骤D、按照预先设置的离子注入剂量标准值，对控片进行离子注入； [0030] 步骤E、获取控片的第二离子注入剂量；

[0031] 步骤F、判断第二离子注入的次数是否大于等于N次，如果已大于等于N次，则直接执行步骤G；否则，返回执行步骤B，其中，N为大于等于4的自然数;

[0032] 步骤G、判断N次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值是否均在预先设置的第一阈值范围内，如果是，则判断离子注入机台合格；如果N次中任一次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值大于或小于预先设置的第一阈值范围，则判断离子注入机台不合格。

[0033] 步骤A中所述离子注入的能量为20000电子伏特eV至50000电子伏特eV，离子注14 2 15 2
入的剂量为1×10 个原子/cm 至1×10 个原子/cm，且注入的离子类型与步骤D中注入的离子类型相同。

[0034] 步骤B中所述快速退火的最高温度为900摄氏度至1100摄氏度，且在最高温度的停留时间为10秒至30秒。

[0035] 所述N为6～10。

[0036] 第2次至第N次执行步骤C和在执行步骤D之间，进一步包括：计算当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值，若当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值大于预先设置的第二阈值，则结束流程；否则，执行步骤D。

[0037] 可见，在本发明所提供的一种离子注入机台的检测方法中，在进行机台检测之前，预先对控片注入一定剂量的离子，以促使控片预先进入稳态，当后续进行机台检测时，可降低控片的第二离子注入剂量的递增速度，提高机台检测的精度。

[0038] 另外，在进行机台检测时，可重复多次进行离子注入，并进行第二离子注入剂量的获取，也可提高机台检测的精度。

附图说明

[0039] 图1为现有技术中离子注入机台的检测方法的流程图。

[0040] 图2为第二离子注入剂量随离子注入次数的递增曲线。

[0041] 图3发明所提供的一种离子注入机台的检测方法的流程图。

[0042] 图4为采用本发明的技术方案后第二离子注入剂量随离子注入次数的递增曲线。 具体实施方式

[0043] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

[0044] 本发明的核心思想为：在进行机台检测之前，预先对控片注入一定剂量 的离子，以促使控片预先进入稳态，当后续进行机台检测时，可降低控片的第二离子注入剂量的递增速度，提高机台检测的精度，另外，在进行机台检测时，可重复多次进行离子注入，并进行第二离子注入剂量的获取，也可提高机台检测的精度

[0045] 图3发明所提供的一种离子注入机台的检测方法的流程图。如图3所示，包括以下步骤：

[0046] 步骤301，对控片预先进行离子注入。

[0047] 根据图2可知，第二离子注入剂量随离子注入次数递增，且随着离子注入次数增加，递增速度逐渐降低并趋于平稳，可见，随着离子注入剂量次数的增多，控片逐渐进入稳态，因此，在对机台进行检测之间，预先对控片注入一定剂量的离子，以促使控片进入稳态，在后续进行机台检测时，可降低控片的第二离子注入剂量的递增速度。 [0048] 离子注入的能量为20000电子伏特(eV)至50000电子伏特(eV)，离子注入的剂量14 2 15 2
为1×10 个原子/cm 至1×10 个原子/cm，且注入的离子类型与后续步骤304注入的离子类型相同。

[0049] 在本步骤中，为了精确控制离子注入的剂量，在理想情况下，采用合格机台对控片预先进行离子注入，但是，在实际操作中，为了提高检测的效率，也可使用待检测机台对控片预先进行离子注入。

[0050] 步骤302，对控片进行快速退火。

[0051] 为了修复离子注入过程中的晶格损伤，对控片进行快速退火处理。 [0052] 当进行快速退火时，通常将控片从室温加热至最高温度，然后控片再从最高温度自然降温至室温，在本步骤中，快速退火的最高温度为900摄氏度至1100摄氏度，且在最高温度的停留时间为10秒至30秒。

[0053] 步骤303，获取控片的第一离子注入剂量。

[0054] 本步骤与现有技术相同，通常采用热损伤测量仪获取控片的离子注入剂量，所获取的离子注入剂量为待检测机台进行离子注入之前，控片的离子注入剂量。 [0055] 步骤304，按照预先设置的离子注入剂量标准值，对控片进行离子注入。 [0056] 本步骤与现有技术相同，采用待检测的机台对控片进行离子注入，离子注入的剂量按照离子注入剂量标准值。

[0057] 步骤305，获取控片的第二离子注入剂量。

[0058] 本步骤与现有技术相同，离子注入完毕后，采用热损伤测量仪再次获取控片的离子注入剂量，再次获取的离子注入剂量为待检测机台进行离子注入后，控片的离子注入剂量。

[0059] 步骤306，判断离子注入的次数是否大于等于N次，如果已大于等于N次，则直接执行步骤307；否则，返回执行步骤302，其中，N为大于等于4的自然数。 [0060] 为了提高离子注入机台的检测精度，同时兼顾检测效率，优选地，N为6～10，也就是说，重复6～10次上述步骤302至306。

[0061] 步骤307，判断N次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值是否均在预先设置的第一阈值范围内，如果是，则判断离子注入机台合格；如果N次中任一次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值大于或小于预先设置的第一阈值范围，则判断离子注入机台不合格。

[0062] 其中，第一阈值范围的取值为经验值，视具体情况而定。

[0063] 另外，与现有技术类似的是，第2次至第N次执行步骤303后，在执行步骤304之前，均可进一步包括：计算当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值，若当前次第一离子注入剂量与该当前次的上一次第一离子注入剂量的差值大于预先设置的第二阈值，表明控片是不合格的，则结束整个检测流程；否则，执行步骤304。其中，第二阈值的取值为经验值，视具体情况而定。

[0064] 至此，本流程结束。

[0065] 图4为采用本发明的技术方案后第二离子注入剂量随离子注入次数的递增曲线。在图4所对应的实验中，机台和控片均是合格的，且N为8，离子注入的类型为硼(B)元素。
如图4所示，横坐标为机台检测时步骤304中 离子注入的次数，单位为次，纵坐标为第二离
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子注入剂量，单位为个原子/cm。从图4可看出，第二离子注入剂量随时间变化比较平稳。 [0066] 综上，本发明所提供的一种离子注入机台的检测方法包括：步骤A、对控片预先进行离子注入；步骤B、对控片进行快速退火；步骤C、获取控片的第一离子注入剂量；步骤D、按照预先设置的离子注入剂量标准值，对控片进行离子注入；步骤E、获取控片的第二离子注入剂量；步骤F、判断离子注入的次数是否大于等于N次，如果已大于等于N次，则直接执行步骤G；否则，返回执行步骤B，其中，N为大于等于4的自然数；步骤G、判断N次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值是否均在预先设置的第一阈值范围内，如果是，则判断离子注入机台合格；如果N次中任一次所获取的第二离子注入剂量和离子注入剂量标准值的差值大于或小于预先设置的第一阈值范围，则判断离子注入机台不合格。可见，根据本发明所提供的方法，在进行机台检测之前，预先对控片注入一定剂量的离子，以促使控片预先进入稳态，当后续进行机台检测时，可降低控片的第二离子注入剂量的递增速度，提高机台检测的精度。另外，在进行机台检测时，可重复多次进行离子注入，并进行第二离子注入剂量的获取，也可提高机台检测的精度。

[0067] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。