專利名稱：自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體工藝，尤其涉及一種自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法。
背景技術：
標準的0. 18um邏輯制程中，在多晶硅柵極蝕刻之后會有四次的輕摻雜漏極(LDD)
的離子注入，是為了防止組件產生熱載流子效應的一項工藝。現行標準的O. 18um邏輯制程
中，多晶硅柵極線寬是整個制程中比較重要的一項參數，它的大小會引起整個裝置的多個
電性參數的變化，比如常用的作為衡量裝置運行速率的重要參數飽和電流，其值的大小就
對多晶硅柵極線寬的大小很敏感。雖然產品量產時，工藝上對于多晶硅柵極線寬采取了一
系列的措施進行嚴格的控制，但是難免會發(fā)生多晶硅柵極線寬相對于標準線寬偏大或偏小
的情況，由此會引起包括飽和電流在內的多個電性參數的變化，若是飽和電流不穩(wěn)定，則會
造成裝置的內部處理部件和接口部件運行時，相互之間的速率不匹配，從而導致芯片不能
正常的工作，也就是說，當多晶硅柵極線寬偏大或偏小時，不采取任何修正措施，會最終導
致芯片的質量下降，嚴重時，會導致芯片報廢。圖l是電性測試參數和產品的良率損失的關
系圖，電性測試參數為器件3. 3V NM0S的開啟電壓，從圖1可以比較明顯的看出，隨著電性
測試參數開啟電壓的增大，產品的良率損失也越來越大，即產品的良率越來越低。 為了避免因多晶硅柵極線寬偏大或偏小而導致芯片不能正常工作的情況發(fā)生，工
藝上針對這種情況，會在下一個步驟輕摻雜漏極的離子注入中通過增加或者減少離子注入
的量來消除多晶硅柵極線寬偏大或者偏小所產生的影響，即當多晶硅柵極線寬偏大時，輕
摻雜漏極的離子注入劑量便相應的增加，當多晶硅柵極線寬偏小時，輕摻雜漏極的離子注
入劑量便相應的減少，最終使得裝置的內部處理部件和接口部件的運行速率相匹配，以保
證芯片正常的工作。然而，這樣的一種增加或者減少輕摻雜漏極的離子注入劑量的工藝，目
前全是通過手動來完成的，沒有設定任何標準，而且，完全依靠經驗的情況下，只有針對多
晶硅柵極線寬明顯偏大很多或者偏小很多的情況才會采取措施，這樣一種手動的操作，很
容易產生比較大的誤差，不利于芯片生產質量的提高，另外，對于多晶硅柵極尺寸不在規(guī)格
之內的情況也沒有選擇直接報廢，而是依舊選擇在離子注入時加大或減少注入的量，最終
生產出來的產品良率很低，這樣不但浪費了后續(xù)的工藝，而且也使得良率降低，因此，對于
多晶硅柵極尺寸合不合格必須先進行判斷。

發(fā)明內容
為了克服現有技術中存在的手動調整離子注入劑量導致支撐不穩(wěn)定的問題，本發(fā) 明提供一種能夠自動判斷和調整離子注入劑量的方法。 為了實現上述目的，本發(fā)明提出一種自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，包括以 下步驟步驟Sl :根據制程要求設定合格區(qū)間和安全區(qū)間；步驟S2 :測量多晶硅柵極線寬， 并判斷所測多晶硅柵極線寬是否被包含在所述合格區(qū)間內，若被包括，則轉入步驟S4，若沒 有被包括，則報廢所述多晶硅；步驟S3 :判斷測量值是否被包含在所述安全區(qū)間內，若被包括，則轉入步驟S6，若超出所述安全區(qū)間的上限值，則轉入步驟S4，若低于所述安全區(qū)間的
下限值，則轉入步驟S5 ;步驟S4 :增加離子注入劑量，轉入步驟S6 ;步驟S5 :減少離子注入
劑量，轉入步驟S6 ;步驟S6 :進行輕摻雜漏極的離子注入；步驟S7 :退火處理。 可選的，所述制程為柵極線寬為0. 18um的邏輯制程。 可選的，所述安全區(qū)間包括在所述合格區(qū)間內。 可選的，合格區(qū)間為0. 165um至0. 195um。 可選的，所述安全區(qū)間為0. 175um至0. 185um 可選的，所述輕摻雜漏極離子注入次數為四次。 可選的，四次輕摻雜漏極離子注入的類型依次為N型輕摻雜漏極離子注入、P型輕
摻雜漏極離子注入、N型輕摻雜漏極離子注入和P型輕摻雜漏極離子注入。 本發(fā)明自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法的有益技術效果為本發(fā)明通過自動判
別多晶硅柵極尺寸的大小，根據判別結果選擇維持、增加或減少離子注入劑量，從而達到調
節(jié)裝置的運行速率的目的，最終達到裝置各部件之間的速率相匹配，減小了產品電性參數
超出規(guī)格的幾率，也使得產品的制程更加的穩(wěn)定，提高了產品的良率。


圖1為產品良率損失和電性測試參數的關系圖；
圖2為本發(fā)明的流程示意圖；
圖3為現有技術的結果示意圖；
圖4為本發(fā)明的結果示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法作 進一步的詳細說明。 首先，請參考圖2，圖2為本發(fā)明的流程示意圖，從圖中可以看到，本發(fā)明一種自 動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，包括以下步驟步驟111 :根據制程要求設定合格區(qū)間 和安全區(qū)間，設定合格區(qū)間的意思是只要測量的多晶硅柵極線寬在合格區(qū)間內，雖然和標 準尺寸之間有點誤差，但是是可以被容忍的，也可以通過其他方法比如增加或者減少離子 注入劑量來進行調整，以避免生產出來的產品的電性參數誤差過大，而超出了這個合格區(qū) 間的，就被視為廢品，本實施方式中的標準多晶硅柵極線寬是0. 18um，設定的合格區(qū)間是 0. 165um至0. 195um之間，而安全區(qū)間，則是被包括在合格區(qū)間之內的，安全區(qū)間的上限值 小于合格區(qū)間的上限值，而安全區(qū)間的下限值大于合格區(qū)間的下限值，因此安全區(qū)間內的 尺寸大小首先都要保證是全部合格的，其次，多晶硅柵極線寬位于安全區(qū)間內，則不需要對 一下步驟的離子注入劑量做任何的修改，按照常規(guī)的量來注入即可，因為要完全符合標準 線寬是不可能的，多晶硅柵極線寬小的誤差是允許的，而且也不會對將來的產品的電性參 數產生大的影響，因此，只有柵極線寬超出安全區(qū)間而又位于合格區(qū)間的多晶硅，才會進入 本實施方式的下一個判斷的流程，本實施方式中設定的安全區(qū)間是O. 175um至0. 185um ;步 驟112 :測量多晶硅柵極線寬，并判斷所測多晶硅柵極線寬是否被包含在所述合格區(qū)間內， 即0. 165um至0. 195um內，若不在所述合格區(qū)間，則轉入步驟113 :報廢所述多晶硅，說明這種情況下的多晶硅是不可通過工藝處理來挽回的；若在所述合格區(qū)間內，則轉入步驟114 : 比較所測多晶硅柵極線寬是否被包括在所述安全區(qū)間內，即0. 175um至0. 185um，這是進一 步的判斷和限定所測多晶硅柵極線寬，若是依舊在安全區(qū)間，說明多晶硅柵極線寬符合要 求，則直接轉入步驟117 :進行輕摻雜漏極的離子注入，之后步驟118 :退火處理，因為離子 注入后，會留下注入性損傷，因此，需要通過退火處理來修復損傷，這是離子注入后的一道 必須的工藝，正常情況下，工藝上一般要進行4次輕摻雜漏極的離子注入，類型依次為N型 輕摻雜漏極離子注入、P型輕摻雜漏極離子注入、N型輕摻雜漏極離子注入和P型輕摻雜漏 極離子注入，每次離子注入后，都要進行退火處理，后面還會對此過程進行詳細的說明。若 是測量值沒有被包括在所述安全區(qū)間內，則只有兩種情況出現， 一是大于所述安全區(qū)間的 上限值，一是小于所述安全區(qū)間的下限值，當大于所述安全區(qū)間的上限值時，轉入步驟115，
增加離子注入劑量，之后轉入步驟117 :進行輕摻雜漏極的離子注入，再之后步驟118 :退火 處理；若是小于所述安全區(qū)間的下限值時，轉入步驟116，減少離子注入劑量，之后轉入步 驟117 :進行輕摻雜漏極的離子注入，再之后步驟118 :退火處理，關于離子注入劑量增加和 減小的幅度和情況下面將做具體介紹。 本實施例的標準多晶硅柵極線寬是O. 18um，設定的安全區(qū)間是0. 175um至 0. 185咖，設定的合格區(qū)間是0. 165um至0. 195咖，在安全區(qū)間內的多晶硅柵極線寬，直接進 行輕摻雜漏極離子注入，工藝上要進行4次輕摻雜漏極的離子注入，類型依次為N型輕摻雜 漏極離子注入、P型輕摻雜漏極離子注入、N型輕摻雜漏極離子注入和P型輕摻雜漏極離子 注入，第一道N型輕摻雜漏極離子注入，注入粒子是砷，注入能量是003K，注入劑量是80E4 ; 第二道P型輕摻雜漏極離子注入，注入粒子是氟，注入能量是005K，注入劑量是20E4 ;第三 道N型輕摻雜漏極離子注入，注入粒子是氟，注入能量是040K，注入劑量是30E3 ;第四道P 型輕摻雜漏極離子注入，注入粒子是磷，注入能量是040K，注入劑量是40E3。
現有一多晶硅，經過步驟lll，測量得出其柵極線寬為0. 17um，由此可以分析得 出，其柵極線寬落在合格區(qū)間內，但是不在安全區(qū)間內，因此，下一步的離子注入劑量需要 做調整，再發(fā)現0. 17um小于安全區(qū)域的下限值0. 175um，因此需要減少離子注入劑量，而相 對應的每次注入粒子的種類以及注入能量，是和安全區(qū)間內的多晶硅柵極線寬一樣的，改 變的只是注入劑量。對于柵極線寬為0. 17um的情況，在第一道N型輕摻雜漏極離子注入 中，注入劑量從80E4減少到70E4，第二道P型輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從20E4減 少到15E4，第三道N型輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從30E3減少到25E3，第四道P型 輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從40E3減少到35E3。 現有一多晶硅，經過步驟lll，測量得出其柵極線寬為O. 19um，由此可以分析得 出，其柵極線寬落在合格區(qū)間內，但是不在安全區(qū)間內，因此，下一步的離子注入劑量需要 做調整，再發(fā)現0. 19um大于安全區(qū)域的上限值0. 185咖，因此需要增加離子注入劑量，而相 對應的每次注入粒子的種類以及注入能量，是和安全區(qū)間內的多晶硅柵極線寬一樣的，改 變的只是注入劑量。對于柵極線寬為0. 19um的情況，在第一道N型輕摻雜漏極離子注入 中，注入劑量從80E4增加到90E4，第二道P型輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從20E4增 加到25E4，第三道N型輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從30E3增加到35E3，第四道P型 輕摻雜漏極離子注入中，注入劑量從40E3增加到45E3。 現有一多晶硅，經過步驟111，測量得出其柵極線寬為0.20um，由此可以分析得
5出，其柵極線寬不落在合格區(qū)間內，因此采取步驟113 :報廢所述多晶硅。 現有一多晶硅，經過步驟lll，測量得出其柵極線寬為0. 16um，由此可以分析得
出，其柵極線寬不落在合格區(qū)間內，因此采取步驟113 :報廢所述多晶硅。 最后，請參考圖3和圖4，圖3為現有技術的結果示意圖；圖4為本發(fā)明的結果示
意圖，圖3和圖4中的橫坐標表示的是晶片的類型或者批次，縱坐標表示的是晶片的柵極的
單位長度上的飽和電流值，單位是UA/UM，從整體上對比兩個圖形，可以很直觀的得出一個
結論，那就是圖4中的曲線的上下波動的幅度要明顯小于圖3的曲線波動的幅度，而這也就
意味著在采取了本發(fā)明的方法后，產品的飽和電流的趨勢更加趨于平穩(wěn)，很少出現圖3中
的飽和電流很高或者很低的情況，而飽和電流是產品電性參數變化的一個參考值，因此也
就意味著產品的電性參數的變化幅度在采用了本發(fā)明的方法后想更加的趨于穩(wěn)定。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技
術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因
此，本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
一種自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于包括以下步驟步驟S1根據制程要求設定合格區(qū)間和安全區(qū)間；步驟S2測量多晶硅柵極線寬，并判斷所測多晶硅柵極線寬是否被包含在所述合格區(qū)間內，若被包括，則轉入步驟S4，若沒有被包括，則報廢所述多晶硅；步驟S3判斷所測多晶硅柵極線寬是否被包含在所述安全區(qū)間內，若被包括，則轉入步驟S6，若超出所述安全區(qū)間的上限值，則轉入步驟S4，若低于所述安全區(qū)間的下限值，則轉入步驟S5；步驟S4增加離子注入劑量，轉入步驟S6；步驟S5減少離子注入劑量，轉入步驟S6；步驟S6進行輕摻雜漏極的離子注入；步驟S7退火處理。
2. 根據權利要求1所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于所述制程為 柵極線寬為0. 18um的邏輯制程。
3. 根據權利要求1所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于所述安全區(qū) 間包含在所述合格區(qū)間內。
4. 根據權利要求1所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于合格區(qū)間為 0. 165urn至0. 195咖。
5. 根據權利要求1所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于所述安全區(qū) 間為0. 175um至0. 185um。
6. 根據權利要求1所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于所述輕摻雜 漏極離子注入次數為四次。
7. 根據權利要求6所述的自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，其特征在于四次輕摻雜 漏極離子注入的類型依次為N型輕摻雜漏極離子注入、P型輕摻雜漏極離子注入、N型輕摻 雜漏極離子注入和P型輕摻雜漏極離子注入。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動控制離子注入制程穩(wěn)定的方法，包括根據制程要求設定合格區(qū)間和安全區(qū)間，測量多晶硅柵極線寬，判斷所測多晶硅柵極線寬是否被包含在合格區(qū)間內；判斷測量值是否被包括在所述安全區(qū)間內，若被包括，則轉入輕摻雜漏極的離子注入，若超出所述安全區(qū)間的上限值，則增加離子注入劑量后離子注入，若低于所述安全區(qū)間的下限值，則減少離子注入劑量后離子注入；最后進行退火處理，本發(fā)明減少了產品電性參數超出規(guī)格的幾率，使得產品的支撐更加的穩(wěn)定。
文檔編號H01L21/336GK101777489SQ20091004524
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權日2009年1月13日
發(fā)明者劉喻, 吳軍, 楊林宏 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司