專利名稱：一種用于等離子體浸沒注入中劑量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于等離子體浸沒注入中劑量檢測裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工藝中，主流雜質(zhì)摻雜技術(shù)為束線離子注入技術(shù)(1n Implantation, II),它是由離子源產(chǎn)生等離子體，通過質(zhì)譜分析提取所需的離子組分，再對離子加速到一定能量并注入到半導(dǎo)體基片中(如硅片)。該方法需要復(fù)雜的質(zhì)譜分析和掃描裝置，注入效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本極高。隨著集成電路特征尺寸的進(jìn)一步縮小，離子注入能量需要進(jìn)一步降低到一千電子伏特以下(亞KeV)，然而離子束能量降低后會出現(xiàn)束流分散、均勻性變差、效率進(jìn)一步降低等一系列負(fù)面效應(yīng)。因而近年提出了一種新型的等離子體浸沒注入技術(shù)(PlasmaImmersion 1n Implantation, PHI)來避免以上問題。等離子體浸沒注入中通過作為半導(dǎo)體基片基座的偏壓電極引入負(fù)偏壓，并向注入系統(tǒng)工作腔室內(nèi)通入所需工藝氣體，向系統(tǒng)施加功率源產(chǎn)生等離子體。等離子體與腔室壁包括偏壓電極接觸處會形成一個等離子體鞘層，該鞘層由帶正電離子構(gòu)成，呈電正性，形成由等離子指向腔室壁或者是偏壓電極的電場。當(dāng)?shù)入x子體中的正離子由等離子體穿過該鞘層到達(dá)腔室壁或偏壓電極時，會被等離子體鞘層電壓加速。等離子體浸沒注入方法中，利用該等離子體鞘層，由偏壓電極引入相對于等離子體中心的負(fù)偏壓，該偏壓最終全部降落到等離子體鞘層上，通過調(diào)整偏壓電極引入的負(fù)偏壓的大小便可以控制注入到偏壓電極上半導(dǎo)體基片中的正離子能量，進(jìn)而控制注入到半導(dǎo)體基片深度。 PIII中用于劑量檢測的方法主要有偏壓電流法與法拉弟杯檢測方法。偏壓電流法通過測量流過基片的電流測量注入離子劑量。當(dāng)?shù)入x子體注入時，流過基片電流I = Ii0n+Ie+Ise+Idis+Isi (I)其中Iim為注入離子電流，為等離子體中電子流向基片的電流，Ise為基片表面發(fā)射二次電子形成的電流，Idis為位移電流，Isi為基片發(fā)射二次離子形成的電流。若注入基片的離子劑量的面密度
權(quán)利要求
1.一種用于等離子體浸沒注入中劑量檢測裝置，其特征在于，包括: 等離子體浸沒注入系統(tǒng)，用于注入離子； 離子成分與組分診斷單元，用于確定注入離子的種類、每種離子的電荷數(shù)以及每種離子占總離子數(shù)的比例； 注入離子電流檢測單元，用于探測離子所形成的電流； 離子電流信號檢出單元，用于檢出注入離子電流檢測單元探測到的電流； 信號處理與控制單元，用于根據(jù)注入離子的種類、每種離子的電荷數(shù)、每種離子占總離子數(shù)的比例以及離子電流信號檢出單元檢出的電流獲得離子的注入劑量。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述離子成分與組分診斷單元為質(zhì)譜儀。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述注入離子電流檢測單元為法拉第杯、偏壓電極或者金屬電極。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述離子電流信號檢出單元具有濾波功能。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號處理與控制單元按照下述公式計算時間段T內(nèi)第i種離子注入劑量:
6.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號處理與控制單元按照下述公式計算時間段Tftk種離子注入劑量:
7.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號處理與控制單元按照下述公式計算時間段T內(nèi)總離子注入劑量:
8.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號處理與控制單元按照下述公式計算時間段T內(nèi)元素M注入劑量:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于等離子體浸沒注入中劑量檢測裝置，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括等離子體浸沒注入系統(tǒng)，用于注入離子；離子成分與組分診斷單元，用于確定注入離子的種類、每種離子的電荷數(shù)以及每種離子占總離子數(shù)的比例；注入離子電流檢測單元，用于探測離子所形成的電流；離子電流信號檢出單元，用于檢出注入離子電流檢測單元探測到的電流；信號處理與控制單元，用于根據(jù)注入離子的種類、每種離子的電荷數(shù)、每種離子占總離子數(shù)的比例以及離子電流信號檢出單元檢出的電流獲得離子的注入劑量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)單一種離子注入劑量的精確檢測與控制，可直接用于PIII中注入離子劑量檢測和控制。
文檔編號G01T1/02GK103165371SQ20111041296
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者李超波, 汪明剛, 屈芙蓉, 夏洋 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所