監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法以及離子注入方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法以及離子注入方法。本發(fā)明的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法包括：第一步驟：選擇一個光片為監(jiān)控晶圓；第二步驟：在爐管中使監(jiān)控晶圓表面生長氧化物膜厚；第三步驟：采用離子注入設(shè)備對生長有氧化物膜厚的監(jiān)控晶圓執(zhí)行離子注入；第四步驟：在離子注入之后對監(jiān)控晶圓進行測試以得到表面電荷的數(shù)據(jù)；第五步驟：根據(jù)得到的表面電荷的數(shù)據(jù)來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。
【專利說明】
監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法從及離子注入方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及半導體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明設(shè)及一種監(jiān)控離子注入設(shè)備品 質(zhì)的方法，而且設(shè)及一種采用了該監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法的離子注入方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 離子注入工藝是半導體制造過程中常用的工藝。基本上，幾乎所有集成電路的制 造都會用到離子注入工藝。離子注入的原理是，離子是原子或分子經(jīng)過離子化后形成的，即 等離子體;等離子體帶有一定量的電荷。可通過電場對離子進行加速，并利用磁場使其運動 方向改變，運樣就可W控制離子W-定的能量進入晶圓內(nèi)部達到滲雜的目的。
[0003] PFS(Plasma Flood System,也稱為淹沒式等離子體系統(tǒng)或等離子淋浴系統(tǒng)）和 PFG(Plasma Flood Gun,也稱為淹沒式等離子體槍或等離子淋浴槍）的功能是產(chǎn)生帶負電 荷的電子來中和晶圓表面過多的正離子，W此來防止由于正電荷積累導致的晶圓損傷。目 前尚無有效直接監(jiān)控離子注入設(shè)備（等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG)的品質(zhì)的方 法。圖1示意性地示出了等離子淋浴系統(tǒng)PK的總體結(jié)構(gòu)功能示意圖。
[0004] 產(chǎn)品在等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG狀況不好的狀況下生產(chǎn)會造成不能 產(chǎn)生足夠的電子中和晶圓表面的所積累的過多的正離子，從而會造成電荷擊穿影響器件的 性能并影響最終測試結(jié)果，故離子注入過程中對等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG的 狀況的監(jiān)控至關(guān)重要。
[0005] 對于離子注入制程機臺來說，等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG異常的狀況 會影響晶圓品質(zhì)，例如，對于MOS器件而言，如果等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG狀態(tài) 有問題，則MOS器件容易發(fā)生柵極氧化層的擊穿;具體地，圖2中的虛線框示意性地示出了標 示了容易發(fā)生擊穿部位的基本MOS器件截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0006] 目前，尚無有效直接監(jiān)控晶圓在離子注入中等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍 PFG狀況的方法。
[0007] 因此，希望能夠提供一種能夠有效地監(jiān)控諸如等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍 PFG之類的離子注入設(shè)備的品質(zhì)的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[000引本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠有效 地監(jiān)控諸如等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG之類的離子注入設(shè)備的品質(zhì)的方法。
[0009] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種監(jiān)控離子注入設(shè)備品 質(zhì)的方法，包括：
[0010] 第一步驟:選擇一個光片為監(jiān)控晶圓；
[0011] 第二步驟:在爐管中使監(jiān)控晶圓表面生長氧化物膜厚；
[0012] 第=步驟:采用離子注入設(shè)備對生長有氧化物膜厚的監(jiān)控晶圓執(zhí)行離子注入；
[0013] 第四步驟:在離子注入之后對監(jiān)控晶圓進行測試W得到表面電荷的數(shù)據(jù)；
[0014] 第五步驟:根據(jù)得到的表面電荷的數(shù)據(jù)來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。
[0015] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，所述監(jiān)控離子注入設(shè)備是等離 子淋浴系統(tǒng)。
[0016] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，所述監(jiān)控離子注入設(shè)備等離子 淋浴槍。
[0017] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，在第五步驟中，根據(jù)表面電荷的 數(shù)據(jù)的變化來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。
[0018] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，所述光片是娃光片。
[0019] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，所述氧化物膜厚的膜厚為 1000 A。
[0020] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，在第=步驟中，注入的離子是神 離子。
[0021] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，在第=步驟中，離子注入時采用 的電壓為20千伏電壓。
[0022] 優(yōu)選地，在所述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法中，在第=步驟中，離子注入時采用 的離子劑量為5E15離子/平方厘米。
[0023] 通過采用本發(fā)明的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，能夠及時直接地監(jiān)測到諸如等 離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG之類的離子注入設(shè)備是否適合晶圓生產(chǎn)的狀況。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種采用了上述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的 方法的離子注入方法。由此，采用了上述監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，因此，本發(fā)明的離 子注入方法可W及時直接地監(jiān)測到諸如等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG之類的離子 注入設(shè)備是否適合晶圓生產(chǎn)的狀況，從而提高離子注入的品質(zhì)W及產(chǎn)生的半導體器件和半 導體電路的性能。
【附圖說明】
[0025] 結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解 并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：
[0026] 圖1示意性地示出了等離子淋浴系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)功能示意圖。
[0027] 圖2示意性地示出了標示了容易發(fā)生擊穿部位的基本MOS器件截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法的流 程圖。
[0029] 圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法得到 的表面電荷導致的表面電壓值Vs。
[0030] 需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可 能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0031] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi) 容進行詳細描述。
[0032] 圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法的流 程圖。例如，所述監(jiān)控離子注入設(shè)備是等離子淋浴系統(tǒng)PK或者等離子淋浴槍PFG。
[0033] 具體地，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法包 括：
[0034] 第一步驟Sl:選擇一個光片(Bare Wafer)為監(jiān)控晶圓；例如，所述光片是娃光片。
[0035] 第二步驟S2:在爐管中使監(jiān)控晶圓表面生長氧化物膜厚;例如，氧化物膜厚的膜厚 為 1000 A。
[0036] 第S步驟S3:在正常半導體制造工藝中，采用諸如等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋 浴槍PFG之類的離子注入設(shè)備對生長有氧化物膜厚的監(jiān)控晶圓執(zhí)行離子注入；
[0037] 例如，在第=步驟S3中，注入的離子是神離子。而且例如，在第=步驟S3中，離子注 入時采用的電壓為20千伏電壓化eV)。而且例如，在第S步驟S3中，離子注入時采用的離子 劑量為祀15離子/平方厘米。
[0038] 第四步驟S4:在離子注入之后對監(jiān)控晶圓進行測試W得到表面電荷的數(shù)據(jù)。例如， 在第四步驟S4中，可W采用卵ANTOX工具進行測試W得到表面電荷的數(shù)據(jù)。
[0039] 第五步驟S5:根據(jù)得到的表面電荷的數(shù)據(jù)來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。例如，表 面電荷的數(shù)據(jù)可W是表面電荷導致的表面電壓值Vs(如圖4所示）。
[0040] 具體地，在第五步驟S5中，根據(jù)表面電荷的數(shù)據(jù)的變化來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備 品質(zhì)。
[0041] 例如，圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方 法得到的表面電荷導致的表面電壓值Vs(其中，橫坐標表示時間，縱坐標表示表面電壓值 Vs)。
[0042] 如圖4所示，在曲線的前半段，例如等離子淋浴系統(tǒng)PK打開并持續(xù)打開30天化1)， 隨后表面電荷的數(shù)據(jù)發(fā)生突然上升化2)，隨后等離子淋浴系統(tǒng)PR5關(guān)閉，由此表面電荷的數(shù) 據(jù)變得基本保持不變化3)。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法能夠及時直接地監(jiān)測到 諸如等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG之類的離子注入設(shè)備是否適合晶圓生產(chǎn)的狀 況。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例，本發(fā)明還提供一種采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例 的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法的離子注入方法。由此，采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的 監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，因此，本發(fā)明的離子注入方法可W及時直接地監(jiān)測到諸如 等離子淋浴系統(tǒng)PFS/等離子淋浴槍PFG之類的離子注入設(shè)備是否適合晶圓生產(chǎn)的狀況，從 而提高離子注入的品質(zhì)W及產(chǎn)生的半導體器件和半導體電路的性能。
[0045] 此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語"第一"、"第 二"、"第立"等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個 組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0046] 可W理解的是，雖然本發(fā)明已W較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用W 限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等 同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對 W上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于包括： 第一步驟:選擇一個光片為監(jiān)控晶圓； 第二步驟:在爐管中使監(jiān)控晶圓表面生長氧化物膜厚； 第Ξ步驟:采用離子注入設(shè)備對生長有氧化物膜厚的監(jiān)控晶圓執(zhí)行離子注入； 第四步驟:在離子注入之后對監(jiān)控晶圓進行測試W得到表面電荷的數(shù)據(jù)； 第五步驟:根據(jù)得到的表面電荷的數(shù)據(jù)來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，所述監(jiān)控離子注 入設(shè)備是等離子淋浴系統(tǒng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，所述監(jiān)控離子注 入設(shè)備等離子淋浴槍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，在第五 步驟中，根據(jù)表面電荷的數(shù)據(jù)的變化來判斷監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，所述光 片是娃光片。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，所述氧 化物膜厚的膜厚為IQOOA。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，在第Ξ 步驟中，注入的離子是神離子。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，在第Ξ 步驟中，離子注入時采用的電壓為20千伏電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法，其特征在于，在第Ξ 步驟中，離子注入時采用的離子劑量為5E15離子/平方厘米。10. -種采用了根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的監(jiān)控離子注入設(shè)備品質(zhì)的方法的離子注 入方法。
【文檔編號】H01L21/66GK105977181SQ201610596379
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】李楠, 張凌越, 朱云
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司