[發(fā)明專利]一種確定離子注入機注入角度偏差的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710642794.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107403740B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董衛(wèi)一鳴;賴朝榮;王智
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/265
• 代理公司: 31237 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 智云<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明提出一種確定離子注入機注入角度偏差的方法，包括下列步驟：提供標(biāo)準(zhǔn)硅片和離子注入機；將標(biāo)準(zhǔn)硅片上半部分在離子注入機進行特定程式的離子注入；離子注入機將標(biāo)準(zhǔn)硅片旋轉(zhuǎn)180度，使用相同程式進行下半部分的注入；對標(biāo)準(zhǔn)硅片進行熱波或方塊電阻量測；分別收集標(biāo)準(zhǔn)硅片上下半部分的量測值；根據(jù)量測值計算離子注入機注入角度的偏差。本發(fā)明提出的確定離子注入機注入角度偏差的方法，此方法通過對硅片扭角的調(diào)整進行兩次注入，根據(jù)硅片兩次熱波或方塊電阻量測值來確定注入機注入角度校正值，以消除硅片晶向?qū)ψ⑷霗C注入角度校正的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，且特別涉及一種確定離子注入機注入角度偏差的方法。

背景技術(shù)

離子注入是半導(dǎo)體制造過程中不可缺少的技術(shù)。在半導(dǎo)體制造過程的多個階段都涉及到離子注入的步驟。例如芯片襯底中N阱、P阱的形成、輕摻雜漏區(qū)的形成、袋狀摻雜漏區(qū)的形成、源/漏區(qū)的形成、閾值電壓區(qū)的形成等都離不開離子注入手段的參與。

隨著半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵尺寸(CD，Critical Dimension)的不斷縮小，所制造的器件性能不斷提高。同時，隨之而來的是對半導(dǎo)體制造過程中的工藝技術(shù)條件要求越來越高。同樣，對于半導(dǎo)體制造過程中不可或缺的離子注入來說，同樣要求越來越高，例如離子注入的能量誤差范圍、劑量誤差范圍以及注入角度誤差范圍的要求也是越來越嚴(yán)格。因為關(guān)鍵尺寸的縮小所帶來的是器件尺寸的縮小，越小的器件制造所要求的能量、劑量和注入角度偏離度越小，一旦偏離度超出了所要求的誤差范圍就極有可能導(dǎo)致所制造的半導(dǎo)體器件的失效。例如有些半導(dǎo)體產(chǎn)品的離子注入時，在角度偏離達到0.5度時，就會導(dǎo)致器件的失效，對于這些半導(dǎo)體產(chǎn)品，所要求的注入角度的誤差范圍就不應(yīng)該超過0.5度；甚至，在模擬時，有些模擬的半導(dǎo)體產(chǎn)品角度差異當(dāng)達到0.3度時就會導(dǎo)致模擬的半導(dǎo)體器件失效。因此，離子注入過程中，對于注入角度誤差(偏差)的控制，對于半導(dǎo)體的制造來說是非常重要的。

隨著集成電路工藝尺寸的不斷演進，對注入角度的精度要求也越來越高，如果角度出現(xiàn)偏差，會影響注入雜質(zhì)在襯底中的分布曲線進而影響到結(jié)深，造成器件性能漂移等不良后果。65nm以及更先進的工藝節(jié)點，通常要求注入機的傾角角度偏差能夠控制在±0.2度以內(nèi)。

在半導(dǎo)體工藝中，離子注入角度的控制對產(chǎn)品器件有非常大的影響。離子注入機因保養(yǎng)或機臺內(nèi)部環(huán)境的改變會影響注入角度的準(zhǔn)確性。通常，我們通過對硅片進行多個對稱傾角扭角的注入所收集的熱波或方塊電阻量測值。以V曲線的方式計算注入機注入角度偏差，從而對注入角度進行準(zhǔn)確校正。

目前檢驗注入機傾角角度偏差的標(biāo)準(zhǔn)檢測手段是五點法V型曲線(V-Curve)，即選取五枚監(jiān)控片，采用轉(zhuǎn)角設(shè)置為0度，傾角設(shè)置分別為1度，0.5度，0度，0.5度，1度的五組角度設(shè)置，在被檢測機臺上進行離子注入。注入后安排1000度左右的退火進行雜質(zhì)激活，再進行方塊電阻的量測。得到五組方塊電阻的量測阻值后，以傾角為橫軸，以方塊電阻阻值為縱軸，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成V型曲線。根據(jù)擬合出的二次曲線公式，可以推算出對稱軸與縱軸的距離，此距離即為傾角的角度偏差。

而標(biāo)準(zhǔn)硅片的晶向通常有微小的偏差，不同批次的標(biāo)準(zhǔn)硅片之間也會有一定偏差。硅片晶向偏差會造成注入后熱波或方塊電阻的量測值偏差。從而影響注入機注入角度校正的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種確定離子注入機注入角度偏差的方法，此方法通過對硅片扭角的調(diào)整進行兩次注入，根據(jù)硅片兩次熱波或方塊電阻量測值來確定注入機注入角度校正值，以消除硅片晶向?qū)ψ⑷霗C注入角度校正的影響。

為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種確定離子注入機注入角度偏差的方法，包括下列步驟：

提供標(biāo)準(zhǔn)硅片和離子注入機；

將標(biāo)準(zhǔn)硅片上半部分在離子注入機進行特定程式的離子注入；

離子注入機將標(biāo)準(zhǔn)硅片旋轉(zhuǎn)180度，使用相同程式進行下半部分的注入；