專利名稱：離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及離子注入設(shè)備的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
離子注入是一種在半導(dǎo)體技術(shù)中將雜質(zhì)材料選擇性的注入到半導(dǎo)體材料中的技術(shù)。雜質(zhì)材料在電離腔中被離子化，將這些離子加速以形成具有設(shè)定能量的離子束，離子束轟擊晶圓表面，并進(jìn)入晶圓中與能量相關(guān)的深度處。
離子注入機(jī)通常將氣體或固體的雜質(zhì)材料在電離腔中轉(zhuǎn)化為離子束，該離子束可被進(jìn)行質(zhì)量分析以消除不想要的離子種類，并加速至預(yù)期的能量，并導(dǎo)引至晶圓表面。所述離子束可為點(diǎn)狀束(spot beam)或帶狀束(ribbon beam)。
將預(yù)期劑量的雜質(zhì)注入到晶圓內(nèi)對(duì)于確保晶圓上形成的半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性至關(guān)重要。離子束的電流分布是影響雜質(zhì)劑量的一個(gè)重要因素，獲得穩(wěn)定的雜質(zhì)劑量需要保證離子束電流的穩(wěn)定性。離子束電流的波動(dòng)會(huì)降低雜質(zhì)劑量的穩(wěn)定性，而雜質(zhì)劑量的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致注入到晶圓中的離子的濃度和深度隨區(qū)域不同而不同，影響晶圓上形成的半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得半導(dǎo)體器件失效。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越需要監(jiān)控各工藝步驟中相應(yīng)處理設(shè)備的信息，以保證各工藝流程的穩(wěn)定性。離子注入作為半導(dǎo)體制作技術(shù)中的一個(gè)非常重要的工藝，為了保證離子注入工藝的穩(wěn)定性，因此在半導(dǎo)體制作過(guò)程中，對(duì)離子注入設(shè)備的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)也變得非常重要。
現(xiàn)有的離子注入設(shè)備具有用于檢測(cè)離子束電流的離子束檢測(cè)手臂，所述離子束檢測(cè)手臂上包括位于同一直線上的多個(gè)檢測(cè)傳感器，多個(gè)檢測(cè)傳感器的寬度與離子束的直徑相當(dāng)，多個(gè)檢測(cè)傳感器對(duì)應(yīng)多個(gè)電流檢測(cè)值，離子注入設(shè)備產(chǎn)生離子束時(shí)，離子束中離子的濃度從中心向四周遞減。當(dāng)離子束檢測(cè)手臂掃描離子束，離子束檢測(cè)手臂上的檢測(cè)傳感器獲得離子束的多個(gè)電流檢測(cè)值，在正常的情況下，傳感器檢測(cè)的離子束的多個(gè)電流檢測(cè)值是從中心向兩邊逐漸減小的，呈正態(tài)分布。但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，檢測(cè)的離子束的多個(gè)電流檢測(cè)值與上次檢測(cè)的值相比會(huì)發(fā)生變化，這樣很難根據(jù)多個(gè)電流值的大小變化去判斷離子束的穩(wěn)定性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，用于判斷離子束的穩(wěn)定性。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括
檢測(cè)單元，用于檢測(cè)離子束的電流值，所述檢測(cè)單元包括位于同一直線的等間距的多個(gè)電流檢測(cè)傳感器，多個(gè)電流檢測(cè)傳感器對(duì)應(yīng)多個(gè)電流檢測(cè)值；
比較單元，用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的多個(gè)電流檢測(cè)值，比較電流檢測(cè)值的大小，獲得電流檢測(cè)值的最大值；
計(jì)算單元，用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的電流檢測(cè)值和比較單元比較所得的電流檢測(cè)值中的最大值，計(jì)算每個(gè)電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，并根據(jù)權(quán)重值、電流檢測(cè)傳感器之間的相對(duì)距離，計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差；
判斷單元，用于根據(jù)計(jì)算單元計(jì)算所得的平均值和/或方差與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的大小，判斷離子束是穩(wěn)定狀態(tài)或是非穩(wěn)定狀態(tài)，若離子束為非穩(wěn)定狀態(tài)，則給出報(bào)警信息。
可選的，所述計(jì)算單元包括第一計(jì)算單元和第二計(jì)算單元，所述第一計(jì)算單元用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的電流檢測(cè)值和比較單元比較所得的電流檢測(cè)值中的最大值，計(jì)算每個(gè)電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，所述第二計(jì)算單元用于根據(jù)第一計(jì)算單元計(jì)算所得的權(quán)重值、電流檢測(cè)傳感器之間的間距，計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差。
可選的，所述第一計(jì)算單元通過(guò)下述公式獲得權(quán)重值χ
權(quán)利要求
1.一種離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)離子束的電流值，所述檢測(cè)單元包括位于同一直線的等間距的多個(gè)電流檢測(cè)傳感器，多個(gè)電流檢測(cè)傳感器對(duì)應(yīng)多個(gè)電流檢測(cè)值；比較單元，用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的多個(gè)電流檢測(cè)值，比較電流檢測(cè)值的大小，獲得電流檢測(cè)值的最大值；計(jì)算單元，用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的電流檢測(cè)值和比較單元比較所得的電流檢測(cè)值中的最大值，計(jì)算每個(gè)電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，并根據(jù)權(quán)重值、電流檢測(cè)傳感器之間的相對(duì)距離，計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差；判斷單元，用于根據(jù)計(jì)算單元計(jì)算所得的平均值和/或方差與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的大小， 判斷離子束是穩(wěn)定狀態(tài)或是非穩(wěn)定狀態(tài)，若離子束為非穩(wěn)定狀態(tài)，則給出報(bào)警信息。
2.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第一計(jì)算單元和第二計(jì)算單元，所述第一計(jì)算單元用于根據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)所得的電流檢測(cè)值和比較單元比較所得的電流檢測(cè)值中的最大值，計(jì)算每個(gè)電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，所述第二計(jì)算單元用于根據(jù)第一計(jì)算單元計(jì)算所得的權(quán)重值、電流檢測(cè)傳感器之間的間距，計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差。
3.如權(quán)利要求2所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算單元通過(guò)下述公式獲得權(quán)重值
4.如權(quán)利要求3所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二計(jì)算單元通過(guò)下述公式獲得權(quán)重值的平均值和方差
5.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流檢測(cè)傳感器的個(gè)數(shù)大于等于5。
6.如權(quán)利要求5所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流檢測(cè)傳感器的個(gè)數(shù)為大于等于5的奇數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流檢測(cè)傳感器為法拉第杯或多畫(huà)素劑量陣列。
8.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電流檢測(cè)傳感器的總間距大于或等于離子束的寬度。
9.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括顯示單元，用于顯示檢測(cè)單元、比較單元、計(jì)算單元、判斷單元的信息。
10.一種離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)方法，其特征在于，包括 提供晶圓；對(duì)晶圓注入之前或者之后，獲得離子束的多個(gè)電流檢測(cè)值，計(jì)算電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差；獲得平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第一偏差值，平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值大于等于對(duì)應(yīng)的第一偏差值，或平均值或方差值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值大于等于對(duì)應(yīng)的第二偏差值，則離子束為非穩(wěn)定性狀態(tài)；若平均值和方差值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值小于對(duì)應(yīng)的第一偏差值，或平均值或方差值中的一個(gè)值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值大于對(duì)應(yīng)的第一偏差值小于對(duì)應(yīng)的第二偏差值，另一個(gè)值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值小于對(duì)應(yīng)的第一偏差值，則離子束為穩(wěn)定性狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第一偏差值為平均值和方差值的標(biāo)準(zhǔn)值的10%。
12.如權(quán)利要求10所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第二偏差值為平均值和方差值的標(biāo)準(zhǔn)值的20%。
13.如權(quán)利要求10所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值通過(guò)下述公式獲得
14.如權(quán)利要求13所述的離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述權(quán)重值的平均值和方差通過(guò)下述公式獲得
全文摘要
一種離子束穩(wěn)定性的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括提供晶圓；對(duì)晶圓注入之前或者之后，獲得離子束的多個(gè)電流檢測(cè)值，計(jì)算電流檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；計(jì)算權(quán)重值的平均值和方差；獲得平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第一偏差值，平均值和方差值對(duì)應(yīng)的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值大于等于對(duì)應(yīng)的第一偏差值，或平均值或方差值與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的差的絕對(duì)值大于等于對(duì)應(yīng)的第二偏差值，則離子束為非穩(wěn)定性狀態(tài)。本發(fā)明實(shí)施例的方法能準(zhǔn)確的檢測(cè)離子注入工藝的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102522352SQ201110436369
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者方亮, 賈敏 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司