本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種離子注入氣體利用率的偵測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、離子注入法是一種用于將改變材料導(dǎo)電性的離子引入工件中的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，是現(xiàn)代半導(dǎo)體制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，使用離子注入機(jī)將電離的可控制數(shù)量的雜質(zhì)離子經(jīng)靜電場加速引入到晶圓表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)襯底硅晶圓的摻雜，以改變其電學(xué)性能，并最終形成各種晶體管結(jié)構(gòu)。

2、然而，離子注入機(jī)中的氣體源提供的氣體分子在注入晶圓的過程中，存在部分氣體浪費(fèi)的情況，現(xiàn)有技術(shù)中通常通過調(diào)整氣體源的氣體流量來控制氣體量，對(duì)于浪費(fèi)情況僅能在更換氣體源時(shí)通過對(duì)比使用時(shí)長來判斷，然而這樣的方法存在判斷滯后、氣體利用率低，工作效率低下等問題。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)中仍存在對(duì)離子注入氣體利用率的偵測方法改進(jìn)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提出一種離子注入氣體利用率的偵測方法及裝置，快速計(jì)算出注入一組晶圓過程中的氣體利用率，并且方便不同程式不同機(jī)臺(tái)間快速對(duì)比，工程師基于氣體利用率的大小即可在注入程序完成后快速判斷是否存在氣體浪費(fèi)。

2、基于上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的提供了一種離子注入氣體利用率的偵測方法，包括以下步驟：

3、離子注入機(jī)臺(tái)對(duì)第一批次晶圓啟動(dòng)注入程序；

4、獲取離子源端的氣體流量設(shè)定值，在注入過程中獲取注入時(shí)的運(yùn)行時(shí)間、注入劑量；

5、注入程序結(jié)束后，基于氣體流量設(shè)定值、運(yùn)行時(shí)間以及注入劑量計(jì)算注入第一批次晶圓的氣體利用率；

6、循環(huán)計(jì)算第n批次晶圓的氣體利用率，響應(yīng)于某一批次晶圓的氣體利用率異常，離子注入機(jī)臺(tái)發(fā)出警報(bào)。

7、在一些實(shí)施方式中，依據(jù)以下公式計(jì)算氣體利用率：

8、

9、在一些實(shí)施方式中，運(yùn)行時(shí)間為：

10、第一運(yùn)行時(shí)間，第一運(yùn)行時(shí)間的起始時(shí)間為晶圓傳送至離子注入機(jī)臺(tái)，終止時(shí)間為離子注入完成，晶圓完全傳送出離子注入機(jī)臺(tái)；或者

11、第二運(yùn)行時(shí)間，第二運(yùn)行時(shí)間的起始時(shí)間為離子注入機(jī)臺(tái)調(diào)機(jī)完成并開始注入，終止時(shí)間為離子注入完成，晶圓完全傳送出離子注入機(jī)臺(tái)。

12、在一些實(shí)施方式中，基于每批次晶圓的氣體利用率實(shí)時(shí)計(jì)算平均氣體利用率，響應(yīng)于某一批次晶圓的氣體利用率大于平均氣體利用率，離子注入機(jī)臺(tái)發(fā)出警報(bào)。

13、在一些實(shí)施方式中，氣體利用率異常包括由注入時(shí)間異常、傳片時(shí)間異常、程序中斷導(dǎo)致的運(yùn)行時(shí)間異常。

14、在一些實(shí)施方式中，離子源端的氣體流量設(shè)定值的范圍為0～10sccm。

15、在一些實(shí)施方式中，運(yùn)行時(shí)間的范圍為0～10000秒。

16、在一些實(shí)施方式中，注入劑量為1×1010～1×1018個(gè)/平方厘米。

17、本發(fā)明還提供了一種離子注入氣體利用率的偵測裝置，包括：

18、參數(shù)獲取模塊，在離子注入機(jī)臺(tái)對(duì)第一批次晶圓啟動(dòng)注入程序后，參數(shù)獲取模塊配置用于獲取離子源端的氣體流量設(shè)定值，在注入過程中獲取注入時(shí)的運(yùn)行時(shí)間、注入劑量；

19、計(jì)算模塊，計(jì)算模塊配置用于在注入程序結(jié)束后，基于氣體流量設(shè)定值、運(yùn)行時(shí)間以及注入劑量以計(jì)算注入第一批次晶圓的氣體利用率，并在每一次注入程序后循環(huán)計(jì)算該批次晶圓的氣體利用率；

20、警報(bào)模塊，警報(bào)模塊配置用于響應(yīng)于某一批次晶圓的氣體利用率異常，離子注入機(jī)臺(tái)發(fā)出警報(bào)信息。

21、本發(fā)明至少具有以下有益技術(shù)效果：

22、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N離子注入氣體利用率的偵測方法，離子注入消耗的氣體量與機(jī)臺(tái)參數(shù)中的氣體流量設(shè)定值和運(yùn)行時(shí)間成正比，本發(fā)明的方法通過獲取每次注入程序設(shè)定的氣體流量設(shè)定值與注入劑量，并采集運(yùn)行時(shí)間，基于上述參量計(jì)算氣體利用率以方便不同程式不同機(jī)臺(tái)間快速對(duì)比，具體判斷為當(dāng)氣體利用率偏高時(shí)，說明運(yùn)行時(shí)間出現(xiàn)異常，例如注入時(shí)間異常、傳片時(shí)間異常、程序中斷等，工程師依據(jù)該數(shù)據(jù)即可在每次注入完成后快速判斷是否存在氣體浪費(fèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測鋼瓶的氣體利用效率，直觀、快速表征氣體利用率。

技術(shù)特征：

1.一種離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，依據(jù)以下公式計(jì)算所述氣體利用率：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，所述運(yùn)行時(shí)間為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，基于每批次晶圓的氣體利用率實(shí)時(shí)計(jì)算平均氣體利用率，響應(yīng)于某一批次晶圓的氣體利用率大于平均氣體利用率，所述離子注入機(jī)臺(tái)發(fā)出警報(bào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，所述氣體利用率異常包括由注入時(shí)間異常、傳片時(shí)間異常、程序中斷導(dǎo)致的運(yùn)行時(shí)間異常。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，所述離子源端的氣體流量設(shè)定值的范圍為0～10sccm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，所述運(yùn)行時(shí)間的范圍為0～10000秒。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入氣體利用率的偵測方法，其特征在于，所述注入劑量為1×1010～1×1018個(gè)/平方厘米。

9.一種離子注入氣體利用率的偵測裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種離子注入氣體利用率的偵測方法，包括：離子注入機(jī)臺(tái)對(duì)第一批次晶圓啟動(dòng)注入程序；獲取離子源端的氣體流量設(shè)定值，在注入過程中獲取注入時(shí)的運(yùn)行時(shí)間、注入劑量；注入程序結(jié)束后，基于氣體流量設(shè)定值、運(yùn)行時(shí)間以及注入劑量計(jì)算注入第一批次晶圓的氣體利用率；循環(huán)計(jì)算第N批次晶圓的氣體利用率，響應(yīng)于某一批次晶圓的氣體利用率異常，離子注入機(jī)臺(tái)發(fā)出警報(bào)。本發(fā)明還提供了一種離子注入氣體利用率的偵測裝置。本發(fā)明的方法可以快速計(jì)算出注入一組晶圓過程中的氣體利用率，并且方便不同程式不同機(jī)臺(tái)間快速對(duì)比，工程師基于氣體利用率的大小即可在注入程序完成后快速判斷是否存在氣體浪費(fèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：王智權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：和艦芯片制造（蘇州）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21