[发明专利]一种监测离子注入角度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺中的离子注入技术，特别是涉及一种监测离子注入角度的方法。

背景技术

离子注入是现代集成电路制造中的一种非常重要的技术，其利用离子注入机实现半导体的掺杂，即将特定的杂质原子以离子加速的方式注入硅半导体晶体内改变其导电特性并最终形成晶体管结构。

掺杂杂质的精确定位是保证先进器件最佳运行状态的重要因素。对于离子注入来说，剂量、能量和离子束角度都需要正确的控制。然而，很久以来人们只知道剂量和能量控制的重要性，直到最近人们才认识到离子束角度也会影响器件性能。离子入射角度不同将造成离子注入深度改变而影响器件的电参数，因此，对离子束入射角度的控制非常必要。在一些先进工艺中重要的注入层如轻掺杂渗漏(LDD)层或袋(PKT)注入层对离子注入对角度控制尤其敏感，此时离子束角度误差会对驱动电流(ION)和截止漏电流(IOFF)造成负面影响。

在传统的批处理式(Batch type)离子注入机中，由于离子注入机自身用于支撑晶片的靶盘(Disk)被设计为如图1A所示的锅状，离子注入到晶片时，在晶片中心的入射角与晶片边缘的入射角就会存在一定的差异。如果靶盘本身或离子束存在偏离，在入射晶片中心时已经不是垂直入射，这样在晶片边缘的入射角将会变得更大，而这种入射角的偏离在一些先进工艺中重要的注入层(如LDD，PKT)是不被允许的。因此，需要定期地监控离子注入的角度以确保其处于设定范围之内。而在现有批处理式(Batch type)离子注入机中，并无这样的监测机制去监测离子束在晶片上的真实入射角。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提出一种监测离子注入角度的方法，通过对离子注入角度的准确监测，确保其处于设定范围，从而保证器件性能，提高晶片的合格率。

为了达到本发明的上述和其他目的，本发明提出一种监测离子注入角度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供监测晶片；

步骤2、在上述监测晶片中，利用离子注入机在预定深度引入预定剂量的离子，其注入的入射角为0度；

步骤3、量测步骤2中离子注入完成的监测晶片表面被破坏程度，根据所测图形的对称性，判断入射角度的准确性。

作为优选，步骤3中使用热波仪量测。

作为优选，步骤3中的判断所测图形的对称性的过程包括：

步骤31，确定晶片的沟道中心；

步骤32，确定沟道中心沿垂直于沟道的方向到达晶片两端的两条线段；

步骤33，将第一条线段与第二条线段的长度值相除，而后与1相减再取绝对值，得到对称值，该对称值与入射角度的准确性成正比。

作为优选，上述步骤1中的监测晶片为N型硅晶片。

作为优选，上述离子为硼离子。

作为优选，上述步骤2中的离子注入机的注入能量范围为50～80千电子伏，最好是70千电子伏，注入的硼离子的剂量范围为1E13～5E13。

采用本发明的方法，可以在不改变原有设备的基础上，对离子注入角度进行准确的监测，从而确保离子注入角度处于设定范围，保证器件性能，提高晶片的合格率。

附图说明

图1A为传统的离子注入机中支撑晶片的靶盘的正面视图；

图1B为传统的离子注入机中支撑晶片的靶盘的侧面视图；

图2为热波仪量测出来的图的对称性的判断方法示意图；

图3为根据本发明的一种监测离子注入角度的方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作更详细的描述。

参见图3，一种监测离子注入角度的方法，包括如下步骤：

步骤1、提供监测晶片，该监测晶片的材料可以是任何适合的材料，在本实施例中，使用N型硅晶片，例如N型(110)硅晶片作为监测晶片，选用该晶片的原因在于其通道效应较为显著，该监测晶片可以根据实际所制造的芯片类型决定。

步骤2、在上述监测晶片中，利用离子注入机在预定深度引入预定剂量的离子。该离子的类型、预定深度和预定剂量可以根据实际所需要的深度和剂量决定，在本实施例中，引入的是预定剂量的硼离子，其注入深度由离子注入机的能量决定，该离子注入机的能量范围为50～80千电子伏(Kev)，最好是70千电子伏，引入硼离子的剂量范围为1E13～5E13，最好是5E13，该硼离子的注入的入射角为0度。采用上述能量和剂量范围的优点在于，在该能量剂量范围内芯片表面被破坏程度较为合适，若能量剂量太大，则芯片表面被破坏较严重；若能量剂量太小，则芯片表面被破坏较轻微，都不利于热波仪的准确量测。