離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)，用于檢測離子注入機(jī)的離子束，所述離子注入機(jī)包括掃描盤，所述掃描盤內(nèi)包括至少一用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括：至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯，該法拉第杯位于所述離子注入機(jī)內(nèi)與掃描盤固定連接，并接受所述離子束；電流測量單元，與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流信號。本實(shí)用新型的離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)，可以方便地判斷出注入角度，節(jié)約成本與時間。
【專利說明】離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝中，主流的雜質(zhì)摻雜技術(shù)都采用離子注入技術(shù)，一般采用離子注入機(jī)實(shí)現(xiàn)離子注入技術(shù)。這種方法是由離子源產(chǎn)生等離子體，再通過質(zhì)譜分析將所需的離子組分提取出來，對離子加速形成具有一定速度的離子束，并注入到半導(dǎo)體基片(例如晶圓wafer)中。
[0003]如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，離子注入機(jī)I包括掃描盤100，掃描盤100上放置有晶圓(此為本領(lǐng)域的公知常識，在圖1中未具體示出)，一般的，掃描盤100上可以放置一個或多個晶圓。離子束Iio在注入方向Z方向傳播，離子束110傳播到所述掃描盤100上，從而注入到晶圓上。掃描盤100可以在第一軸X軸的軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并可以在第二軸Y軸的軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)不同角度的離子注入。其中，注入方向Z方向、第一軸X軸和第二軸Y軸相互垂直，形成三維立體空間。
[0004]隨著半導(dǎo)體器件制造的集成度向片上系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展，用于器件制造的晶圓片朝著300mm以上尺寸擴(kuò)展，而單元器件尺寸則朝微納米細(xì)線條減縮，特別是片上晶體管、場效應(yīng)管尺寸的減縮，對離子注入技術(shù)提出了很明顯的挑戰(zhàn)。當(dāng)半導(dǎo)體集成電路器件制造向65nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)，其單元場效應(yīng)管需生成超淺結(jié)源漏結(jié)構(gòu)，即:源漏結(jié)深變得非常的淺，而源漏極分界要非常的陡峭。為了保證片上淺結(jié)晶體管和場效應(yīng)管的性能穩(wěn)定和重復(fù)，在離子注入技術(shù)過程中，要求對注入劑量、注入能量、注入劑量得的重復(fù)性、注入角度、注入元素純度、以及注入劑量等進(jìn)行精確的控制。
[0005]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，對離子注入機(jī)I的注入角度進(jìn)行檢測時，需要將空晶圓(bare wafer)放置在掃描盤100上,對空晶圓進(jìn)行離子注入,然后,通過對空晶圓晶格損傷程度的測量，判斷注入角度。但是，該方法浪費(fèi)空晶圓，檢測的成本高，并且浪費(fèi)時間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)，能夠方便、準(zhǔn)確地測量離子注入的注入角度，節(jié)約成本，同時降低檢測時間。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種離子注入檢測系統(tǒng)，用于檢測離子注入機(jī)的離子束相對于掃描盤的注入方向，所述離子注入機(jī)包括掃描盤，所述掃描盤內(nèi)包括至少一用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括:
[0008]至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯，位于所述離子注入機(jī)內(nèi)與掃描盤固定連接，并接受所述離子束；
[0009]電流測量單元，與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流號。[0010]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述離子束在所述離子注入機(jī)內(nèi)傳播、與掃描盤的相對移動形成離子束掃描區(qū)域，所述離子束掃描區(qū)域包括注入?yún)^(qū)域，所述注入?yún)^(qū)域內(nèi)的離子束注入所述晶圓區(qū)，所述法拉第杯位于所述注入?yún)^(qū)域外的所述離子束掃描區(qū)域內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述法拉第杯包括杯身、杯底以及一用于所述離子束注入的杯口，所述杯口的方向與所述掃描盤的方向相同，所述杯底與所述掃描盤相平行。
[0012]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述杯底為離子束感應(yīng)板。
[0013]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述杯底為方形。
[0014]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述杯底的寬度為Imm?20mm，所述杯底的長度為0.1mm?200_。
[0015]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述杯身的高度為2mm?200mm。
[0016]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述離子束掃描區(qū)域與所述掃描盤所在的平面形成掃描面，所述掃描面包括第一方向以及第二方向，所述第一方向與第二方向相垂直，所述離子束在所述第一方向具有第一方向?qū)挾?，所述離子束在所述第二方向進(jìn)行掃描，所述離子束在第三方向傳播，所述第三方向與所述掃描面相垂直。
[0017]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，每一所述離子束掃描區(qū)域內(nèi)設(shè)置兩個所述法拉第杯。
[0018]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述第一方向?qū)挾却笥诘扔谒鼍A區(qū)的直徑。
[0019]進(jìn)一步的，在所述離子注入檢測系統(tǒng)中，所述法拉第杯與所述掃描盤固定連接。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的另一面，本實(shí)用新型還提供一種離子注入機(jī)，包括上所述的任意一種離子注入檢測系統(tǒng)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]在本實(shí)用新型提供的離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)中，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯以及電流測量單元，所述法拉第杯位于所述離子注入機(jī)內(nèi)與掃描盤固定連接，并接受所述離子束，所述電流測量單元與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在不同的注入角度下，所述法拉第杯所接收到的所述離子束的多少不同，使得轉(zhuǎn)化的電流的大小不同，所述電流測量單元對轉(zhuǎn)化的電流的大小進(jìn)行檢測，從而可以快速判斷出離子束與掃描盤相對注入角度的偏離程度并可以將偏離信息及時反饋回控制端進(jìn)行調(diào)整，簡單方便，節(jié)約成本與時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中離子注入機(jī)的示意圖；
[0024]圖2-圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中離子注入機(jī)的示意圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中離子注入檢測系統(tǒng)的示意圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中法拉第杯的示意圖；[0027]圖6為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中不同注入角度下法拉第杯的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合示意圖對本實(shí)用新型的離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實(shí)用新型的限制。
[0029]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠贡緦?shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0030]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)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(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0031]本實(shí)用新型的核心思想在于，提供一種離子注入檢測系統(tǒng)，用于檢測離子注入機(jī)的離子束，所述離子注入機(jī)包括掃描盤，所述掃描盤內(nèi)包括至少一用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括:至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯，位于所述離子注入機(jī)內(nèi)與掃描盤固定連接，并接受所述離子束；電流測量單元，與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流信號。在不同的注入角度下，所述法拉第杯所接收到的所述離子束的多少不同，使得轉(zhuǎn)化的電流的大小不同，所述電流測量單元對轉(zhuǎn)化的電流的大小進(jìn)行檢測，從而可以判斷出注入角度，簡單方便，節(jié)約成本與時間。
[0032]以下列舉所述離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)的幾個實(shí)施例，以清楚說明本實(shí)用新型的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本實(shí)用新型的思想范圍之內(nèi)。
[0033]如圖2所示，所述離子注入機(jī)2包括掃描盤100，所述掃描盤100上放置有晶圓(此為本領(lǐng)域的公知常識，在圖2中未具體示出)，一般的，掃描盤200上可以放置一個或多個晶圓。在本實(shí)施例中，所述掃描盤100上放置有一個晶圓,所以,所述掃描盤100內(nèi)包括一個用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述晶圓區(qū)即為整個所述掃描盤100。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，所述掃描盤100可以有多個所述晶圓區(qū)。
[0034]所述離子束110在第三方向Z方向(即注入方向)傳播，所述離子束110傳播到所述掃描盤100上，從而注入到所述晶圓上。所述掃描盤100可以在第一軸X軸的軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并可以在第二軸Y軸的軸向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)不同角度的離子注入。其中，注入方向Z方向、第一軸X軸和第二軸Y軸相互垂直，形成三維立體空間。
[0035]其中，所述離子束110在所述第一方向X方向(第一軸X軸的延伸方向)具有第一方向?qū)挾菵,在第三方向Z方向(即注入方向)傳播,并在所述第二方向Y方向(第二軸Y軸的延伸方向)進(jìn)行掃描，從而形成離子束掃描區(qū)域210，如圖3所示，所述離子束掃描區(qū)域210呈方柱形。所述離子束掃描區(qū)域210與所述掃描盤100所在的平面形成掃描面211。所述離子束掃描區(qū)域210包括注入?yún)^(qū)域220，所述注入?yún)^(qū)域220內(nèi)的離子束110注入所述晶圓區(qū)(即本實(shí)施例中的所述掃描盤100)，圖如3所示，在本實(shí)施例中，所述注入?yún)^(qū)域220為圓柱形。其中，所述第一方向X方向與第二方向Y方向相垂直，所述第三方向Z方向與所述掃描面211相垂直。
[0036]較佳的，在本實(shí)施例中，所述第一方向?qū)挾菵大于等于所述晶圓區(qū)(即本實(shí)施例中的所述掃描盤100)的直徑，有利于所述離子束110胡可完全覆蓋所述晶圓區(qū)。
[0037]如圖4所示，所述離子注入檢測系統(tǒng)20包括法拉第杯230以及電流測量單元240。所述法拉第杯230位于所述注入?yún)^(qū)域220外的所述離子束掃描區(qū)域210內(nèi)，避免影響注入到所述晶圓上的離子束110。較佳的，在本實(shí)施例中，每一所述離子束掃描區(qū)域210內(nèi)設(shè)置兩個所述法拉第杯230，有利于提高測量的準(zhǔn)確性。所述法拉第杯230接收所述離子束110，將所述離子束110轉(zhuǎn)化為電流，并發(fā)出具有所述電流大小的電流信號，所述電流測量單元240接收所述法拉第杯230的電流信號，用于判斷注入角度等離子注入信息。
[0038]如圖5所示，所述法拉第杯230包括杯身231、杯底232以及一用于所述離子束110注入的杯口 233，所述杯口 233的方向與所述掃描盤100的方向相同，使得所述離子束110可以注入所述法拉第杯230 ;所述杯底232與所述掃描盤100相平行，使得所述離子束110注入所述杯底232的角度與所述離子束110注入所述掃描盤100的角度相同。所述法拉第杯230與所述掃描盤100同步運(yùn)動，以保證所述杯底232的角度與所述離子束110注入所述掃描盤100的角度時時相同。較佳的，所述法拉第杯230與所述掃描盤100固定連接，例如所述法拉第杯230與所述掃描盤100通過鋼釘或鋼管固定連接，使得所述法拉第杯230可以隨著所述掃描盤100同步移動或轉(zhuǎn)動。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，所述法拉第杯230還可以通過專門的運(yùn)動裝置控制，只要保證所述法拉第杯230與所述掃描盤100同步運(yùn)動即可。
[0039]在本實(shí)施例中，所述杯底232為離子束感應(yīng)板，用于感應(yīng)所述離子束110，并轉(zhuǎn)化為電流。較佳的，所述杯底232為方形,所述杯底232的寬度Xl為Imm?20mm,例如，2mm、5mm、10mm,所述杯底232的長度Yl為0.1mm?200mm,例如，1mm、10mm、10Omm,所述杯身231的高度Zl為2mm?200mm,例如，10mm、50mm、100mm,等等,可以方便地判斷注入角度。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，所述杯底232還可以為圓形、三角形等形狀，
[0040]當(dāng)所述離子束110進(jìn)行注入時，所述注入?yún)^(qū)域220的所述離子束110注入所述晶圓區(qū)，同時，部分所述離子束Iio注入所述法拉第杯230。如圖6所示，當(dāng)所述離子束110具有不同的注入角度時，到達(dá)所述杯底232的所述離子束110的量不同，所述法拉第杯230轉(zhuǎn)化的電流大小不同，所述電流測量單元240檢測到的所述電流信號的大小不同，根據(jù)所述電流信號的大小對注入角度進(jìn)行判斷。
[0041]例如，可以利用本領(lǐng)域公知的9位置法，得到9個不同的所述電流信號，進(jìn)行擬合，得到兩條角度擬合曲線(X軸的軸向角度擬合曲線以及Y軸的軸向角度擬合曲線)，根據(jù)所述電流信號與角度擬合曲線，得到所述注入角度。
[0042]因?yàn)樗龇ɡ诒?30位于所述注入?yún)^(qū)域220外的所述離子束掃描區(qū)域210內(nèi)，所述法拉第杯230的設(shè)置不會影響注入到所述晶圓上的離子束110，所以，可以在進(jìn)行正常產(chǎn)品晶圓(product wafer)的離子注入工藝中,對注入角度進(jìn)行檢測,節(jié)約成本與時間。
[0043]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)，用于檢測離子注入機(jī)的離子束，所述離子注入機(jī)包括掃描盤，所述掃描盤內(nèi)包括至少一用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括:至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯，位于所述離子注入機(jī)內(nèi)與掃描盤固定連接，并接受所述離子束；電流測量單元，與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的離子注入檢測系統(tǒng)以及離子注入機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0044]在不同的注入角度下，所述法拉第杯所接收到的所述離子束的多少不同，使得轉(zhuǎn)化的電流的大小不同，所述電流測量單元對轉(zhuǎn)化的電流的大小進(jìn)行檢測，從而可以快速判斷出離子束與掃描盤相對注入角度的偏離程度并可以將偏離信息及時反饋回控制端進(jìn)行調(diào)整，簡單方便，節(jié)約成本與時間。
[0045]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種離子注入檢測系統(tǒng)，用于檢測離子注入機(jī)的離子束，其特征在于，所述離子注入機(jī)包括掃描盤，所述掃描盤內(nèi)包括至少一用于放置晶圓的晶圓區(qū)，所述離子注入檢測系統(tǒng)包括: 至少一將所述離子束轉(zhuǎn)化為電流的法拉第杯，位于所述離子注入機(jī)內(nèi)并與所述掃描盤同步運(yùn)動，并接受所述離子束；以及 電流測量單元，與所述法拉第杯連接，所述電流測量單元接收所述法拉第杯的電流信號。
2.如權(quán)利要求1所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述離子束在所述離子注入機(jī)內(nèi)傳播，與所述掃描盤的相對移動形成離子束掃描區(qū)域，所述離子束掃描區(qū)域包括注入?yún)^(qū)域，所述注入?yún)^(qū)域內(nèi)的離子束注入所述晶圓區(qū)，所述法拉第杯位于所述注入?yún)^(qū)域外的所述離子束掃描區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述法拉第杯包括杯身、杯底以及一用于所述離子束注入的杯口，所述杯口的方向與所述掃描盤的方向相同，所述杯底與所述掃描盤相平行。
4.如權(quán)利要求3所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述杯底為離子束感應(yīng)板。
5.如權(quán)利要求3所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述杯底為方形。
6.如權(quán)利要求5所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述杯底的寬度為Imm?20mm,所述杯底的長度為0.1mm?200mm。
7.如權(quán)利要求3所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述杯身的高度為2mm?200mm。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述離子束掃描區(qū)域與所述掃描盤所在的平面形成掃描面，所述掃描面包括第一方向以及第二方向，所述第一方向與第二方向相垂直，所述離子束在所述第一方向具有第一方向?qū)挾?，所述離子束在所述第二方向進(jìn)行掃描，所述離子束在第三方向傳播，所述第三方向與所述掃描面相垂直。
9.如權(quán)利要求8所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，每一所述離子束掃描區(qū)域內(nèi)設(shè)置兩個所述法拉第杯。
10.如權(quán)利要求8所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一方向?qū)挾却笥诘扔谒鼍A區(qū)的直徑。
11.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的離子注入檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述法拉第杯與所述掃描盤固定連接。
12.—種離子注入機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的離子注入檢測系統(tǒng)。
【文檔編號】H01J37/317GK203812850SQ201420241875
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】盧合強(qiáng), 王振輝, 王穎芳, 高國珺, 張明明, 張義彩 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司