專利名稱：離子束穩(wěn)定性的檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制作領(lǐng)域，特別涉及離子注入設備的離子束穩(wěn)定性的檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
離子注入是一種在半導體技術(shù)中將雜質(zhì)材料選擇性的注入到半導體材料中的技術(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定能量的離子束，離子束轟擊晶圓表面，并進入晶圓中與能量相關(guān)的深度處。
離子注入機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，該離子束可被進行質(zhì)量分析以消除不想要的離子種類，并加速至預期的能量，并導引至晶圓表面。所述離子束可為點狀束(spot beam)或帶狀束(ribbon beam)。
將預期劑量的雜質(zhì)注入到晶圓內(nèi)對于確保晶圓上形成的半導體器件的穩(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。離子束電流的波動會降低雜質(zhì)劑量的穩(wěn)定性，而雜質(zhì)劑量的波動會導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體器件的穩(wěn)定性，嚴重時會使得半導體器件失效。
隨著半導體技術(shù)的進步，越來越需要監(jiān)控各工藝步驟中相應處理設備的信息，以保證各工藝流程的穩(wěn)定性。離子注入作為半導體制作技術(shù)中的一個非常重要的工藝，為了保證離子注入工藝的穩(wěn)定性，因此在半導體制作過程中，對離子注入設備的離子束穩(wěn)定性的檢測也變得非常重要。
現(xiàn)有的離子注入設備具有用于檢測離子束電流的離子束檢測手臂，所述離子束檢測手臂上包括位于同一直線上的多個檢測傳感器，多個檢測傳感器的寬度與離子束的直徑相當，多個檢測傳感器對應多個電流檢測值，離子注入設備產(chǎn)生離子束時，離子束中離子的濃度從中心向四周遞減。當離子束檢測手臂掃描離子束，離子束檢測手臂上的檢測傳感器獲得離子束的多個電流檢測值，在正常的情況下，傳感器檢測的離子束的多個電流檢測值是從中心向兩邊逐漸減小的，呈正態(tài)分布。但是在實際生產(chǎn)過程中，檢測的離子束的多個電流檢測值與上次檢測的值相比會發(fā)生變化，這樣很難根據(jù)多個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)明解決的問題是提供一種離子束穩(wěn)定性的檢測裝置及檢測方法，用于判斷離子束的穩(wěn)定性。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，包括
檢測單元，用于檢測離子束的電流值，所述檢測單元包括位于同一直線的等間距的多個電流檢測傳感器，多個電流檢測傳感器對應多個電流檢測值；
比較單元，用于根據(jù)檢測單元檢測所得的多個電流檢測值，比較電流檢測值的大小，獲得電流檢測值的最大值；
計算單元，用于根據(jù)檢測單元檢測所得的電流檢測值和比較單元比較所得的電流檢測值中的最大值，計算每個電流檢測值對應的權(quán)重值，并根據(jù)權(quán)重值、電流檢測傳感器之間的相對距離，計算權(quán)重值的平均值和方差；
判斷單元，用于根據(jù)計算單元計算所得的平均值和/或方差與相應的標準值的大小，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)，則給出報警信息。
可選的，所述計算單元包括第一計算單元和第二計算單元，所述第一計算單元用于根據(jù)檢測單元檢測所得的電流檢測值和比較單元比較所得的電流檢測值中的最大值，計算每個電流檢測值對應的權(quán)重值，所述第二計算單元用于根據(jù)第一計算單元計算所得的權(quán)重值、電流檢測傳感器之間的間距，計算權(quán)重值的平均值和方差。
可選的，所述第一計算單元通過下述公式獲得權(quán)重值χ
權(quán)利要求
1.一種離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，包括檢測單元，用于檢測離子束的電流值，所述檢測單元包括位于同一直線的等間距的多個電流檢測傳感器，多個電流檢測傳感器對應多個電流檢測值；比較單元，用于根據(jù)檢測單元檢測所得的多個電流檢測值，比較電流檢測值的大小，獲得電流檢測值的最大值；計算單元，用于根據(jù)檢測單元檢測所得的電流檢測值和比較單元比較所得的電流檢測值中的最大值，計算每個電流檢測值對應的權(quán)重值，并根據(jù)權(quán)重值、電流檢測傳感器之間的相對距離，計算權(quán)重值的平均值和方差；判斷單元，用于根據(jù)計算單元計算所得的平均值和/或方差與相應的標準值的大小， 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)，則給出報警信息。
2.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，所述計算單元包括第一計算單元和第二計算單元，所述第一計算單元用于根據(jù)檢測單元檢測所得的電流檢測值和比較單元比較所得的電流檢測值中的最大值，計算每個電流檢測值對應的權(quán)重值，所述第二計算單元用于根據(jù)第一計算單元計算所得的權(quán)重值、電流檢測傳感器之間的間距，計算權(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)定性的檢測裝置，其特征在于，所述第一計算單元通過下述公式獲得權(quán)重值
4.如權(quán)利要求3所述的離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，所述第二計算單元通過下述公式獲得權(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)定性的檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測傳感器的個數(shù)大于等于5。
6.如權(quán)利要求5所述的離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測傳感器的個數(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)定性的檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測傳感器為法拉第杯或多畫素劑量陣列。
8.如權(quán)利要求1所述的離子束穩(wěn)定性的檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測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)定性的檢測裝置，其特征在于，還包括顯示單元，用于顯示檢測單元、比較單元、計算單元、判斷單元的信息。
10.一種離子束穩(wěn)定性的檢測方法，其特征在于，包括 提供晶圓；對晶圓注入之前或者之后，獲得離子束的多個電流檢測值，計算電流檢測值對應的權(quán)重值；計算權(quán)重值的平均值和方差；獲得平均值和方差值對應的第一偏差值，平均值和方差值對應的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值與對應的標準值的差的絕對值大于等于對應的第一偏差值，或平均值或方差值與對應的標準值的差的絕對值大于等于對應的第二偏差值，則離子束為非穩(wěn)定性狀態(tài)；若平均值和方差值與對應的標準值的差的絕對值小于對應的第一偏差值，或平均值或方差值中的一個值與對應的標準值的差的絕對值大于對應的第一偏差值小于對應的第二偏差值，另一個值與對應的標準值的差的絕對值小于對應的第一偏差值，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)定性的檢測方法，其特征在于，所述平均值和方差值對應的第一偏差值為平均值和方差值的標準值的10%。
12.如權(quán)利要求10所述的離子束穩(wěn)定性的檢測方法，其特征在于，所述平均值和方差值對應的第二偏差值為平均值和方差值的標準值的20%。
13.如權(quán)利要求10所述的離子束穩(wěn)定性的檢測方法，其特征在于，所述電流檢測值對應的權(quán)重值通過下述公式獲得
14.如權(quán)利要求13所述的離子束穩(wěn)定性的檢測方法，其特征在于，所述權(quán)重值的平均值和方差通過下述公式獲得
全文摘要
一種離子束穩(wěn)定性的檢測裝置及檢測方法，所述檢測方法包括提供晶圓；對晶圓注入之前或者之后，獲得離子束的多個電流檢測值，計算電流檢測值對應的權(quán)重值；計算權(quán)重值的平均值和方差；獲得平均值和方差值對應的第一偏差值，平均值和方差值對應的第二偏差值，第一偏差值小于第二偏差值；若平均值和方差值與對應的標準值的差的絕對值大于等于對應的第一偏差值，或平均值或方差值與對應的標準值的差的絕對值大于等于對應的第二偏差值，則離子束為非穩(wěn)定性狀態(tài)。本發(fā)明實施例的方法能準確的檢測離子注入工藝的穩(wěn)定性。
文檔編號H01L21/66GK102522352SQ201110436369
公開日2012年6月27日 申請日期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 申請人:上海宏力半導體制造有限公司