本發(fā)明涉及離子注入技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離子束的注入角度的校正方法。

背景技術(shù)：

半導體器件制造時大多以離子注入的方式進行摻雜，將離子注入到半導體器件的襯底中以實現(xiàn)摻雜的機臺多稱之為離子注入機。離子注入機的離子源將摻雜劑離子化以產(chǎn)生雜質(zhì)離子束，離子束經(jīng)離子注入機引導后注入到半導體器件的襯底中。離子注入機需要精確控制注入到襯底中的離子注入劑量和離子束的注入角度以保證半導體器件的制造品質(zhì)。

因此，需要有較好的離子注入機的離子注入角度的校正方法，保證離子束的注入角度的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種離子注入機的離子注入角度的校正方法，以解決現(xiàn)有的離子注入機的離子注入角度的校正方法校正準確性低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種離子束的注入角度的校正方法，

一種離子束的注入角度的校正方法，離子束的注入方向與參考平面之間的夾角為離子束的注入角度，第一平面、第二平面、參考平面相互垂直；所述校正方法包括：以不同的注入角度向待注入的襯底部中注入離子束，離子束的注入方向在第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)，以及在第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，且每個襯底部中僅注入一次離子束；獲取第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度，根據(jù)該至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度擬合得到第一二次曲線，獲取所述第一二次曲線的頂點對應(yīng)的離子束的注入角度；在所述第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)，以第一二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向；獲取第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度，根據(jù)該至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度擬合得到第二二次曲線，獲取該第二二次曲線的頂點對應(yīng)的離子束的注入角度；在所述第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，以第二二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向。

可選的，第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度中的一個與第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度中的一個相同。

可選的，第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度呈等差分布。

可選的，第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度中，相鄰兩個角度之差為0.1～1度。

可選的，第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度呈等差分布。

可選的，第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度中，相鄰兩個角度之差為0.1～1度。

可選的，不同注入角度對應(yīng)的襯底部均位于同一片晶圓上的不同區(qū)域。

可選的，以第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度進行離子注入時，注入離子束的襯底部位于一片晶圓的不同區(qū)域；以第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度進行離子注入時，注入離子束的襯底部位于另一片晶圓的不同區(qū)域。

可選的，采用某一注入角度進行離子注入時，采用擋板遮擋所述晶圓的其它區(qū)域。

可選的，通過紅外熱波法檢測襯底部的晶格損傷度。

本發(fā)明提供的一種離子注入機的離子注入角度的校正方法，具有以下有益效果：

首先，以不同的注入角度向待注入的襯底部中注入離子束，離子束的注入方向在第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)，以及在第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，且每個襯底部中僅注入一次離子束。之后，獲取第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度，根據(jù)該至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度擬合得到第一二次曲線，獲取所述第一二次曲線的頂點對應(yīng)的離子束的注入角度；在所述第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)，以第一二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向；獲取第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度，根據(jù)該至少三個不同注入角度對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度擬合得到第二二次曲線，獲取該第二二次曲線的頂點對應(yīng)的離子束的注入角度；在所述第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，以第二二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向。且，離子束的注入方向與參考平面之間的夾角為離子束的注入角度，第一平面、第二平面、參考平面相互垂直。實現(xiàn)了在相互垂直的平面中分別檢測離子束的注入角度的偏差，并調(diào)整所述偏差，提高了離子束的注入角度校正的準確性，同時便于調(diào)整離子束的注入角度。

附圖說明

圖1是離子注入機向晶圓中注入離子束時的示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中的離子束的注入角度和晶格損傷度的一關(guān)系曲線圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中的離子束的注入角度和晶格損傷度的又一關(guān)系曲線圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中晶圓的一示意圖；

圖5是本發(fā)明一實施例中晶圓又一示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種離子束的注入角度的校正方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本實施例提供一種離子束的注入角度的校正方法。離子束的注入方向與參考平面之間的夾角為離子束的注入角度，第一平面垂直于第二平面，參考平面同時垂直與所述第一平面和第二平面。所述校正方法方法包括：

首先，通過離子注入機將離子束以至少三個不同注入角度依次注入到不同的待注入的襯底部中，所述離子束的注入方向為位于第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)。

其次，通過離子注入機將離子束以至少三個不同注入角度依次注入到不同的待注入的襯底部中，所述離子束的注入方向為位于第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)。再次，檢測所有經(jīng)離子束注入的襯底部的晶格損傷度。

然后，在以離子束的注入角度為x軸、以晶格損傷度為y軸，或者以晶格損傷度為x軸、離子束的注入角度為y軸的第一直角坐標系中，標示以位于第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的注入方向與參考平面的夾角，以及與所述注入方向?qū)?yīng)的襯底部的晶格損傷度為坐標的點，并對所述點進行擬合，以獲得一條第一二次曲線，之后求第一二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度。

然后，在以離子束的注入角度為x軸、以晶格損傷度為y軸，或者以晶格損傷度為x軸、離子束的注入角度為y軸的第一直角坐標系中，標示以位于第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的注入方向與參考平面的夾角，以及與所述注入方向?qū)?yīng)的襯底部的晶格損傷度為坐標的點，并對所述點進行擬合，以獲得一條第二二次曲線，之后求第二二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度。

然后，在所述第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)，以第一二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向。

最后，在所述第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，以第二二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度為參考調(diào)整離子束的注入方向。

本實施例中，通過向待注入的襯底部中注入離子束，然后檢測經(jīng)注入的襯底部中的晶格損傷度，并以離子束的注入角度和對應(yīng)的襯底部的晶格損傷度為坐標在直角坐標系中標點，再通過這些點擬合二次曲線，再通過分別在所述第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)、或者在所述第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)，調(diào)整離子束的注入方向，實現(xiàn)了在相互垂直的平面中分別檢測離子束的注入角度的偏差，并調(diào)整所述偏差，提高了離子束的注入角度校正的準確性，同時便于調(diào)整離子束的注入角度。應(yīng)當可以理解，本發(fā)明中的待注入的襯底部中均未注入過離子束，并且一個待注入的襯底部中僅注入一次離子束。

以下結(jié)合圖1具體說明離子束的注入角度的校正方法。圖1是離子注入機向晶圓中注入離子束時的示意圖。參考圖1，離子注入機包括晶圓支撐臺10和離子束提供器11。晶圓12設(shè)置在晶圓支撐臺10上，離子束提供器11用于將離子束注入到晶圓中。

本文中，與晶圓12靠近離子束提供器11的表面平行的平面定義為參考平面p，所述參考平面平行于xoy平面。應(yīng)當可以理解，參考平面還可以為其它的平面。如圖1所示的xoz平面垂直與xoy平面。yoz平面垂直與xoy平面，且垂直與xoz平面。離子束的注入方向與xoz平面平行或者位于xoz平面上，或者與yoz平面平行或者位于yoz平面上。具體的，所述第一平面平行于xoz平面，第二平面平行于yoz平面。離子束的注入方向與參考平面p間的夾角為離子束的注入角度δ。圖1中箭頭所示方向為離子束的注入方向f。當離子束的注入方向f與所述參考平面p垂直時，即離子束的注入方向與垂直與參考平面的直線平行時，離子束的注入角度δ為90度。通常離子注入機的離子束的實際注入角度與預計注入角度會發(fā)生偏差，例如，以離子束的注入角度δ為90度的預計注入角度注入時，通過檢測發(fā)現(xiàn)離子束的實際注入角度并不為90度，當實際注入角度與預計注入角度偏差超過了偏差范圍時，需要校正離子束的注入角度。

本實施例中，離子束的注入角度的校正方法包括如下步驟：

首先，通過在與所述xoz平面平行或者位于xoz平面內(nèi)，或者與所述yoz平面平行或者位于yoz平面內(nèi)，以不同方向向待注入的襯底部中注入離子束。

然后，檢測待注入的襯底部的晶格損傷度。

其次，參考圖2，在以離子束的注入角度為x軸、以晶格損傷度為y軸的第一直角坐標系中，標示以位于xoz平面或者平行于xoz平面的平面內(nèi)的注入方向與參考平面的夾角，以及與所述注入方向?qū)?yīng)的襯底部的晶格損傷度為坐標的點，并對所述點進行擬合，以獲得一條第一二次曲線s1，得到第一二次曲線s1的頂點h1標示的離子束的注入角度δ1。

再次，參考圖3，在以離子束的注入角度為x軸、以晶格損傷度為y軸的第一直角坐標系中，標示以位于yoz平面或者平行于yoz平面的平面內(nèi)的注入方向與參考平面的夾角，以及與所述注入方向?qū)?yīng)的襯底部的晶格損傷度為坐標的點，并對所述點進行擬合，以獲得一條第二二次曲線s2，之后求第二二次曲線的頂點h2標示的離子束的注入角度δ2。

最后，在xoz平面或者平行于xoz平面的平面內(nèi)，以第一二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度δ1為參考調(diào)整離子束的注入方向，也就是說離子束的注入方向以y軸為旋轉(zhuǎn)軸、以離子束的注入角度為參考進行調(diào)整；在yoz平面或者平行于yoz平面的平面內(nèi)，以第二二次曲線的頂點標示的離子束的注入角度δ2為參考調(diào)整離子束的注入方向，也就是說離子束的注入方向以x軸為旋轉(zhuǎn)軸、以離子束的注入角度為參考進行調(diào)整。分別檢測了離子束的注入方向在xoz平面、或者與xoz平面平行的平面內(nèi)相對于x軸的角度的偏差，以及在yoz平面、或者與yoz平面平行的平面內(nèi)相對于y軸的角度的偏差；還分別根據(jù)所述偏差調(diào)整了離子束的注入方向：如此，提高了離子束的注入角度校正的準確性，同時也便于發(fā)明人調(diào)整離子束的注入角度。

應(yīng)當可以理解：所述第一直角坐標系中還可以以晶格損傷度為x軸、離子束的注入角度為y軸。離子束的注入方向可僅位于xoz平面和yoz平面。本實施例中第一二次曲線s1和第二二次曲線s2均為拋物線。

本實施例的優(yōu)選方案中，離子束的注入方向垂直于參考平面的襯底部均位于同一個晶圓的不同區(qū)域。這種情況下，僅有一個襯底部的離子束的注入方向垂直于參考平面，例如垂直于xoy平面。自然，這種情況下離子束的注入角度和襯底部的晶格損傷度，既可以作為第一直角坐標系中的點的坐標，也可以作為第二直角坐標系中的點的坐標。如此，第一直角坐標系和第二直角坐標系可采用同一襯底部的離子束注入角度和晶格損傷度作為點的坐標。相應(yīng)的，用于注入離子束的待注入的襯底部可減少一個，既節(jié)省的襯底部的材料，也節(jié)省了離子束注入的時間。

本實施例的優(yōu)選方案中，位于第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的注入方向與所述參考平面之間的夾角，在所述第一直角坐標系的坐標軸上的坐標呈對稱分布。這種情況下,第一直角坐標系中的離子束的注入角度的坐標在坐標軸上呈對稱分布。進一步的，位于第一平面或者平行于第一平面的平面內(nèi)的注入方向與所述參考平面之間的夾角，在所述第一直角坐標系的坐標軸上的坐標呈等差分布，即第一直角坐標系中的離子束的注入角度的坐標在坐標軸上呈等差分布，例如這些離子束的注入角度在坐標軸上相鄰的坐標之差為0.1～1度。當然，位于第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的注入方向與所述參考平面之間的夾角，在所述第二直角坐標系的坐標軸上的坐標也可呈對稱分布。這種情況下,第二直角坐標系中的離子束的注入角度的坐標在坐標軸上呈對稱分布。更進一步的，位于第二平面或者平行于第二平面的平面內(nèi)的注入方向與所述參考平面之間的夾角，在所述第二直角坐標系的坐標軸上的坐標也呈等差分布，例如這些離子束的注入角度在坐標軸上相鄰的坐標之差為0.1～1度。

在本實施例中，待注入的襯底部均位于同一片晶圓。離子束的注入角度的校正方法還包括，在離子束注入到待注入的襯底部之前，采用擋板遮擋所述晶圓，使得所述離子束僅能注入到與所述注入方向?qū)?yīng)的所述待注入的襯底部中。此時，僅需要一片晶圓即可對于離子束的注入方向進行一次校正，提高了晶圓的利用率，節(jié)省了材料；對應(yīng)的晶圓僅需要一次裝夾，提高了校正的準確性；離子束注入在同一片晶圓中，相對于離子束注入在不同的晶圓中而言，晶格損傷度的測量值的準確性較高，進而提高了校正的準確性。

具體的，參考圖4，待注入的襯底部位于同一片晶圓，每一個待注入的襯底部為晶圓上的一片區(qū)域。其中，注入方向垂直于xoy平面的襯底部位于區(qū)域q1中，其他注入方向位于xoz平面或者平行于xoz平面的襯底部位于區(qū)域q2中，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的襯底部位于區(qū)域q3中。例如，參考圖4，離子束的注入方向垂直于xoy平面的襯底部僅為一個，即僅位于一個注入?yún)^(qū)q1，其他注入方向位于xoz平面或者平行于xoz平面的襯底部為四個，位于q2區(qū)，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的襯底部為四個。再例如，離子束的注入方向均不垂直于xoy平面，即晶圓上相應(yīng)的沒有設(shè)置垂直于xoy平面的待注入的襯底部，其他注入方向位于xoy平面或者平行于xoy平面的襯底部為五個，其他注入方向位于yoz平面或者平行于yoz平面的襯底部為五個。

此外，在本實施例中，離子束的注入方向垂直于參考平面的待注入的襯底部位于一片晶圓，其它經(jīng)離子束注入的待注入的襯底部均位于另一片晶圓。離子束的注入角度的校正方法還包括，在離子束注入到待注入的襯底部之前，采用擋板遮擋所述晶圓，使得所述離子束僅能注入到與所述注入方向?qū)?yīng)的所述待注入的襯底部中。此時，僅需要兩片晶圓即可對于離子束的注入方向進行一次校正，提高了晶圓的利用率，節(jié)省了材料；晶圓裝夾的次數(shù)少，校正的準確性較高；離子束注入在兩片晶圓中，相對于離子束注入在多片不同的晶圓中而言，晶格損傷度的測量值的準確性較高，離子束的注入角度校正的準確性較高。

此外，在本實施例中，離子束的注入方向垂直于參考平面的待注入的襯底部位于一片晶圓，其它離子束的注入方向位于第一平面或者平行于第一平面的待注入的襯底部位于另一片晶圓，其它離子束的注入方向位于第二平面或者平行于第二平面的待注入的襯底部位于另一片晶圓。離子束的注入角度的校正方法還包括，在離子束注入到待注入的襯底部之前，采用擋板遮擋所述晶圓，使得所述離子束僅能注入到與所述注入方向?qū)?yīng)的所述待注入的襯底部中。此時，僅需要三片晶圓即可對于離子束的注入方向進行一次校正。

具體的，參考圖5，除了注入方向垂直于xoy平面的襯底部位，其他注入方向位于xoy平面或者平行于xoy平面的襯底部位于一片晶圓上的四個區(qū)域，且其中一個區(qū)域s5注入離子束時，采用擋板20將晶圓上的其它區(qū)域遮擋住。

本實施例中，所述待注入的襯底部的晶格損傷度采用紅外熱波無損檢測技術(shù)測量，當然也可以用其它方式檢測測量襯底部的晶格損傷度。本實施例中，可采用上述校正方法反復檢測和測量離子束的注入角度，直至離子束的注入角度調(diào)整到允許的偏差范圍內(nèi)。具體的，第一二次曲線和第二二次曲線的頂點對應(yīng)的離子束的注入角度值與坐標原點之間的角度差在離子束的注入角度允許的偏差范圍內(nèi)。

本發(fā)明提出的一種離子束的注入角度的校正方法適用于校正離子注入機的離子束的注入角度。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。