專利名稱：晶圓上實(shí)現(xiàn)離子注入劑量和能量的匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的制造技術(shù)，具體地說，涉及一種在晶圓上實(shí)現(xiàn)離 子注入劑量和能量的匹配方法。
背景技術(shù)：
離子注入制程是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。離子注入的劑量和能量 均都會影響晶圓阻值的大小，所以在進(jìn)行批量生產(chǎn)之前，都需要在測試晶圓上 進(jìn)行離子注入劑量和能量匹配測試，找到最佳的注入劑量和能量。 一般離子注
入劑量和能量匹配測試方法至少需要4片測試晶圓?，F(xiàn)有的匹配方法詳細(xì)描述 如下，選取三片測試晶圓，將其放置在預(yù)備機(jī)臺上，以預(yù)設(shè)劑量、預(yù)設(shè)劑量的 90%和預(yù)設(shè)劑量的110%與預(yù)設(shè)能量的三種組合條件分別對三片測試晶圓進(jìn)行離 子注入，所述預(yù)設(shè)劑量和預(yù)設(shè)能量是考慮到經(jīng)驗(yàn)和目前設(shè)備的現(xiàn)有條件設(shè)置的 可能最佳值；將該三片晶圓放置在快速熱處理爐中進(jìn)行快速熱退火處理，進(jìn)一 步增強(qiáng)離子擴(kuò)散，使得部分在離子注入過程中損傷的晶格得到一定程度的恢復(fù)； 對退火處理后的三片晶圓進(jìn)行阻值測試，將測試的阻值數(shù)據(jù)與阻值基準(zhǔn)值比較。 假如三片晶圓的阻值偏離基準(zhǔn)值超過3%,就需要采用第四片晶圓，根據(jù)偏離值 的大小，在后備機(jī)臺上微量改變離子注入能量和注入劑量，然后進(jìn)行退火步驟 和測試阻值步驟，直至阻值偏離基準(zhǔn)值小于3%，找到最佳的注入劑量和能量。 采用現(xiàn)有的匹配方法，至少采用4片測試晶圓。上述匹配方法僅對注入劑 量進(jìn)行調(diào)節(jié)，就需要至少4片，如果對注入能量亦進(jìn)行調(diào)節(jié)，則需要的測試晶 圓將會更多，這樣就增加了制造成本。另外，不同測試晶圓本身?xiàng)l件可能會存 在不同，對于再回收處理測試晶圓來說，這種條件不同的情況更加明顯，直接 影響匹配測試的結(jié)果。每次匹配過程中，都需要進(jìn)行退火處理，每次退火時間 或溫度稍有不同就會影響最終阻值的大小，增加了劑量和能量的調(diào)節(jié)困難，減 低最終確定注入劑量和注入能量的精確度。有鑒于此，需要提供一種新的離子注入劑量和能量的匹配方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種成本較低且精確度高的離子注入劑量 和能量的匹配方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種新的離子注入劑量和能量的匹配
方法，其包括如下步驟a.提供一片晶圓，劃分為數(shù)個區(qū)域；b.進(jìn)行光照步驟， 除選定區(qū)域外，其他區(qū)域被光刻膠覆蓋；c.對選定區(qū)域以第一條件的劑量和能 量組合進(jìn)行離子注入；d.移除光刻膠；e.繼續(xù)進(jìn)行步驟b、 c、 d，直至所述晶圓 的數(shù)個區(qū)域均進(jìn)行過以不同條件的劑量和能量組合的離子注入；f.測試所述數(shù) 個區(qū)域的阻值，并與基準(zhǔn)值比較，確定測試阻值最接近基準(zhǔn)值的區(qū)域。 進(jìn)一步地，所述晶圓劃分為9個區(qū)域。
進(jìn)一步地，所述的不同條件的劑量和能量分別是預(yù)設(shè)劑量、預(yù)設(shè)劑量的90%, 預(yù)設(shè)劑量的110%,預(yù)設(shè)能量，預(yù)設(shè)能量的90%,預(yù)設(shè)能量的110%，劑量和能量 的兩兩組合獲得九種不同條件的劑量和能量組合，且以該九種組合條件分別注 入所述九個區(qū)域。
進(jìn)一步地，所述不同條件的劑量選擇預(yù)設(shè)劑量以及偏移預(yù)設(shè)劑量1%-10%的 劑量。
進(jìn)一步地，所述不同條件的能量選擇預(yù)設(shè)能量以及偏移預(yù)設(shè)劑量1%-10%的
6匕善 f]匕里。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的匹配方法，通過在一片晶圓上劃分?jǐn)?shù)個區(qū) 域，實(shí)現(xiàn)在一片晶圓上進(jìn)行匹配測試，起到了減低成本的有益效果。另外，通 過在一 片晶圓上進(jìn)行匹配測試，使各個區(qū)域的匹配測試的外界條件均是相同的， 起到了提高匹配精確度的有益效果。


通過以下對本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的
目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為
圖1為釆用本發(fā)明離子注入劑量和能量的匹配方法流程示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中采用的九組離子注入條件示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖l及圖2,在本發(fā)明離子注入劑量和能量的匹配方法的具體實(shí)施方 式包括如下步驟
提供一片測試晶圓，將該晶圓分為九個區(qū)域；
對該測試晶圓進(jìn)行第一次光照步驟，使除第一區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋，所述光照步驟就是指對晶圓依次進(jìn)行鍍光刻膠步驟、曝光步驟，然 后通過顯影將選定區(qū)域的光刻膠移除的步驟，第 一次光照步驟的選定區(qū)域就是 第一區(qū)域，第N次光照步驟的選定區(qū)域就是第N區(qū)域，在本實(shí)施方式中，N最大 為九；
對第 一 區(qū)域以第 一條件的劑量和能量的進(jìn)行離子注入，所述第 一條件的劑 量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的90%，預(yù)設(shè)能量的90%,其中預(yù)設(shè)劑量和預(yù)設(shè)能量 的含義與背景技術(shù)部分提到的含義相同；
進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第二次光照步驟，使除第二區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋；
對晶圓的第二區(qū)域以第二條件的劑量和能量的進(jìn)行離子注入，所述第二條 件的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的90%,預(yù)設(shè)能量； 進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第三次光照步驟，使除第三區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻月交覆蓋；
對晶圓的第三區(qū)域進(jìn)行第三條件的劑量和能量的離子注入，所述第三條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的90%,預(yù)設(shè)能量的110%; 進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第四次光照步驟，使除第四區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋；
對晶圓的第四區(qū)域進(jìn)行第四條件的劑量和能量的離子注入，所述第四條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量，預(yù)設(shè)能量的90%;進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第五次光照步驟，使除第五區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋；
對晶圓的第五區(qū)域進(jìn)行第五條件的劑量和能量的離子注入，所述第五條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量，預(yù)設(shè)能量； 進(jìn)行灰化步驟光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第六次光照步驟，使除第六區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻月交覆蓋；
對晶圓的第六區(qū)域進(jìn)行第六條件的劑量和能量的離子注入，所述第六條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量，預(yù)設(shè)能量的110%; 進(jìn)行灰化步驟光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第七次光照步驟，使除第七區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻月交覆蓋；
對晶圓的第七區(qū)域進(jìn)行第七條件的劑量和能量的離子注入，所述第七條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的110%,預(yù)設(shè)能量的90%; 進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第八次光照步驟，使除第八區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋；
對晶圓的第八區(qū)域進(jìn)行第八條件的劑量和能量的離子注入，所述第八條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的110%，預(yù)設(shè)能量； 進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
對該測試晶圓進(jìn)行第九次光照步驟，使除第九區(qū)域外，晶圓其他區(qū)域被光 刻膠覆蓋；
對晶圓的第九區(qū)域進(jìn)行第九條件的劑量和能量的離子注入，所述第九條件 的劑量和能量分別是指預(yù)設(shè)劑量的110°/。，預(yù)設(shè)能量的110%; 進(jìn)行灰化步驟將光刻膠移除；
將該晶圓放入快速熱處理爐中進(jìn)行快速熱退火處理(Rapid thermal anneal, RTA)，晶圓所有區(qū)域均在同等條件下，提高了匹配的精確度；
對晶圓的九個區(qū)域分別測試阻值，并于基準(zhǔn)值相比較，偏離值在允許的范圍內(nèi)，找出最接近的阻值，并且選取該區(qū)域的離子注入條件進(jìn)行批量生產(chǎn)。
需要說明的是，根據(jù)實(shí)際情況，晶圓可以分為數(shù)個，不限于九個區(qū)域。如 果只進(jìn)行四種條件的離子注入就可以找到合適的注入劑量和能量，就可以將晶
圓分為4個區(qū)域。如果本實(shí)施方式中九個區(qū)域不能找到合適的離子注入條件，
亦可將晶圓分為更多區(qū)域，進(jìn)行更多不同條件的離子注入測試。
在本實(shí)施方式中，劑量的值有預(yù)設(shè)劑量，預(yù)設(shè)劑量的90%，預(yù)設(shè)劑量的110%
三組數(shù)據(jù)，能量的值有預(yù)設(shè)劑量，預(yù)設(shè)能量的90%，預(yù)設(shè)能量的11oy。三組數(shù)據(jù)，
兩兩組合獲得九種劑量和能量的組合，也就是九種離子注入條件，如圖2所示。 另外，劑量的值亦可是預(yù)設(shè)劑量的95%,預(yù)設(shè)劑量的105%,能量的值亦可采用 預(yù)設(shè)能量的95%,預(yù)設(shè)能量的105%等等數(shù)據(jù)。換句話說，偏移預(yù)設(shè)劑量和預(yù)設(shè) 能量的1%-10°/。的能量值和劑量值均可以作為測試數(shù)據(jù)，根據(jù)需要任意組合。
本發(fā)明離子注入能量和劑量的匹配方法采用在同一晶圓上分區(qū)域的進(jìn)行不 同劑量和能量的組合的進(jìn)行離子注入，使得各區(qū)域在匹配過程中的各種外界條 件均相同，避免受到外界條件影響，導(dǎo)致測試阻值精確度降低的現(xiàn)象，從而有 效地提高了測試結(jié)果的精確度。本發(fā)明僅采用一片晶圓就實(shí)現(xiàn)了匹配測試，大 大降低了測試成本。
權(quán)利要求
1.一種在晶圓上實(shí)現(xiàn)的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a.提供一片晶圓，劃分為數(shù)個區(qū)域；b.進(jìn)行光照步驟，除選定區(qū)域外，其他區(qū)域被光刻膠覆蓋；c.對選定區(qū)域以第一條件的劑量和能量組合進(jìn)行離子注入；d.移除光刻膠；e.循環(huán)進(jìn)行步驟b、c、d，直至所述晶圓的數(shù)個區(qū)域均進(jìn)行過以不同條件的劑量和能量組合的離子注入；f.測試所述數(shù)個區(qū)域的阻值，并與基準(zhǔn)值比較，確定測試阻值最接近基準(zhǔn)值的區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于所述晶圓劃分 為九個區(qū)i或。
3. 如權(quán)利要求2所述的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于所述的 不同條件的劑量和能量分別是預(yù)設(shè)劑量、預(yù)設(shè)劑量的90%,預(yù)設(shè)劑量的110%, 預(yù)設(shè)能量，預(yù)設(shè)能量的90%，預(yù)設(shè)能量的110%，劑量和能量的兩兩組合獲得九 種不同條件的劑量和能量組合，且以該九種組合條件分別注入所述九個區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求1所述的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于所述不 同條件的劑量選擇預(yù)設(shè)劑量以及偏移預(yù)設(shè)劑量1 %_ 10%的劑量。
5. 如權(quán)利要求1所述的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于所述不 同條件的能量選擇預(yù)設(shè)能量以及偏移預(yù)設(shè)劑量0%的能量。
6. 如權(quán)利要求1所述的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于在步驟f 之前進(jìn)行快速熱退火步驟。
7. 如權(quán)利要求1所述的離子注入劑量和能量的匹配方法，其特征在于移除光 刻膠的步驟是釆用灰化:技術(shù)進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在晶圓上實(shí)現(xiàn)的離子注入劑量和能量的匹配方法，涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。該匹配方法包括如下步驟a.提供一片晶圓，劃分為數(shù)個區(qū)域；b.進(jìn)行光照步驟，除選定區(qū)域外，其他區(qū)域被光刻膠覆蓋；c.對選定區(qū)域以第一條件的劑量和能量組合進(jìn)行離子注入；d.移除光刻膠；e.繼續(xù)進(jìn)行步驟b、c、d，直至所述晶圓的數(shù)個區(qū)域均進(jìn)行過以不同條件的劑量和能量組合的離子注入；f.測試所述數(shù)個區(qū)域的阻值，并與基準(zhǔn)值比較，確定測試阻值最接近基準(zhǔn)值的區(qū)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在一片晶圓上進(jìn)行匹配測試，降低了成本，另外，在一片晶圓上進(jìn)行匹配測試，使各個區(qū)域的匹配測試的外界條件均是相同的，提高了匹配結(jié)果的精確度。
文檔編號H01L21/00GK101308763SQ20071004064
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者燕 袁, 許世勛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司