離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子注入是半導(dǎo)體工藝中的一道重要工序，其是通過(guò)高速離子轟擊硅片表面達(dá)到摻雜目的。離子注入通常是在光刻之后，以光刻膠作為掩膜對(duì)未被光刻膠覆蓋的區(qū)域進(jìn)行摻雜。離子注入在高速離子轟擊的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量不能被及時(shí)帶走，將會(huì)影響摻雜的電性，甚至導(dǎo)致光刻膠形態(tài)發(fā)生變化，光刻圖形變形，俗稱為糊膠。此時(shí)再以變形后的光刻圖形進(jìn)行離子注入就會(huì)得到參數(shù)異常的器件，使半導(dǎo)體工藝失敗。
[0003]傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝中都會(huì)有專門的冷卻循環(huán)系統(tǒng)對(duì)硅片進(jìn)行冷卻，例如采用冷卻循環(huán)水和高純度氮?dú)獾?。然而冷卻并不能完全解決熱量過(guò)高的問題，在半導(dǎo)體工藝進(jìn)程中，溫度還是會(huì)逐漸升高，直至工藝失敗。
[0004]由于傳統(tǒng)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)并沒有溫度顯示功能，如果需要溫度采集和顯示，還需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加開銷。傳統(tǒng)的解決方式是定期做冷卻測(cè)試(cooling test)，即利用溫度試紙確定溫度所處的大概范圍，以驗(yàn)證冷卻系統(tǒng)是否能夠?qū)囟瓤刂圃诎踩秶鷥?nèi)，然而該方法的缺點(diǎn)是時(shí)效性太差，問題可能發(fā)生在兩次冷卻測(cè)試之間，這樣就不能有效防止失效工藝過(guò)程。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要提供一種時(shí)效性較高的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法。
[0006]一種離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，包括如下步驟:
[0007]啟動(dòng)離子注入過(guò)程；
[0008]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離子注入過(guò)程中的真空度，并與預(yù)設(shè)的安全真空度范圍進(jìn)行比較；
[0009]若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，則執(zhí)行警示響應(yīng)。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安全真空度范圍包括在離子注入過(guò)程的與多個(gè)不同階段分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)范圍。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安全真空度范圍為對(duì)應(yīng)多個(gè)響應(yīng)等級(jí)的多個(gè)范圍。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括預(yù)設(shè)所述安全真空度范圍的步驟:
[0013]記錄半導(dǎo)體工藝過(guò)程中的離子注入過(guò)程下的真空度；
[0014]獲得所有記錄中的正常工藝過(guò)程下的最低值和最高值確定所述安全真空度范圍；
[0015]其中，所述正常工藝過(guò)程是指最終產(chǎn)品參數(shù)符合預(yù)設(shè)要求的工藝過(guò)程。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安全真空度范圍由錯(cuò)誤檢測(cè)與分類系統(tǒng)設(shè)置，所述錯(cuò)誤檢測(cè)與分類系統(tǒng)還負(fù)責(zé)執(zhí)行所述警示響應(yīng)。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述警示響應(yīng)包括向預(yù)設(shè)的收件人發(fā)送電子郵件。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，還執(zhí)行保護(hù)響應(yīng)，包括:暫停產(chǎn)品生產(chǎn)、停止注入或停機(jī)臺(tái)的響應(yīng)方式中的一種或兩種以上。
[0019]上述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)真空腔室內(nèi)的真空度來(lái)反映溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目的，時(shí)效性較高，能夠有效預(yù)防過(guò)高的溫度對(duì)光刻膠的影響，提高產(chǎn)品的良率。另外，由于冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)由好到壞是一個(gè)逐漸惡化的過(guò)程，在本實(shí)施例中，只要為安全真空度范圍設(shè)置一個(gè)較為合理的下限值，就能夠做到提前預(yù)防。而相比于傳統(tǒng)的冷卻測(cè)試(cooling test)中采用溫度試紙來(lái)獲得溫度情況的方式,實(shí)時(shí)反饋的真空度也能夠更加精確地反映溫度值。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為為離子注入的原理示意圖；
[0021]圖2為一實(shí)施例的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法流程圖；
[0022]圖3為真空度曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，為離子注入的原理示意圖。經(jīng)過(guò)光刻處理的硅片210上形成了光刻膠層220，硅片210處于真空腔室10內(nèi)進(jìn)行離子注入，以使得硅片210上未被光刻膠層220覆蓋的區(qū)域形成特定摻雜。冷卻系統(tǒng)30通過(guò)管道310將冷卻介質(zhì)送入真空腔室10內(nèi)從硅片210背面帶走熱量，并在真空腔室10外部將熱量消耗，以此循環(huán)往復(fù)地對(duì)硅片210進(jìn)行冷卻。系統(tǒng)中通常還具有錯(cuò)誤檢測(cè)和分類(fault detect1n and classificat1n, FDC)系統(tǒng)40。FDC系統(tǒng)40能夠獲得半導(dǎo)體工藝過(guò)程中的各種監(jiān)測(cè)參數(shù)，例如真空度等，然后根據(jù)在FDC系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的條件進(jìn)行各種響應(yīng)。FDC系統(tǒng)具有良好的用戶操作和交互界面，并具備多樣化的條件設(shè)置。
[0024]離子注入過(guò)程是整個(gè)半導(dǎo)體工藝過(guò)程的一個(gè)子過(guò)程，經(jīng)常伴隨其他過(guò)程，并非獨(dú)立的過(guò)程。本實(shí)施例中，為簡(jiǎn)單起見，將略去其他過(guò)程的描述，并且對(duì)離子注入過(guò)程中的常規(guī)步驟也適當(dāng)省略，僅說(shuō)明離子注入過(guò)程中如何達(dá)到時(shí)效性較強(qiáng)的溫度監(jiān)控?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例的離子注入過(guò)程可適用于任何需要該過(guò)程的半導(dǎo)體過(guò)程。
[0025]如圖2所示，一實(shí)施例的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法包括如下步驟。
[0026]步驟SlOl:啟動(dòng)離子注入過(guò)程。當(dāng)離子注入過(guò)程的前置過(guò)程(例如光刻過(guò)程)處理完成后，即可啟動(dòng)離子注入過(guò)程。主要是將硅片210移動(dòng)到靶臺(tái)，將待注入的離子加速到設(shè)定的能量和控制在設(shè)定的劑量等。
[0027]步驟S102:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離子注入過(guò)程中的真空度，并與預(yù)設(shè)的安全真空度范圍進(jìn)行比較。在離子注入推進(jìn)的過(guò)程中，由于光刻膠在高溫下發(fā)生形態(tài)變化時(shí)，真空腔室10內(nèi)的真空度有可能會(huì)發(fā)生變化，因此硅片的溫度可以反映在真空腔室10內(nèi)的真空度上。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)真空度即可獲知溫度變化。
[0028]本實(shí)施例是通過(guò)錯(cuò)誤檢測(cè)和分類(faultdetect1n and classificat1n, FDC)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)真空腔室10內(nèi)的真空度的。
[0029]上述的安全真空度范圍是離子注入過(guò)程的與多個(gè)不同階段分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)范圍，例如開始階段的十分鐘內(nèi)，真空度是較大幅度地逐漸減小的過(guò)程，之后就會(huì)保持較為平穩(wěn)的真空度，可以參考圖3。圖3是以某產(chǎn)品NSD IMP (注入AS/80KV/4.2E15)測(cè)試所獲得的正常曲線和異常曲線。正常曲線是指最終產(chǎn)品參數(shù)正常時(shí)，真空腔室10內(nèi)的真空度變化情況；異常曲線是指最終產(chǎn)品參數(shù)異常時(shí)，真空腔室10內(nèi)的真空度變化情況。可以看出在真空度較為平穩(wěn)的階段，二者的真空度有比較明顯的差異，正常曲線的平穩(wěn)階段的真空度大約為3.8E-6，異常曲線的平穩(wěn)階段的真空度大約為2.8E-6。由此可以把該離子注入過(guò)程中的安全真空度范圍設(shè)置在3.8E-6附近，并且不涵蓋2.8E-6附近的值。其他具體的離子注入過(guò)程可以以此為參考進(jìn)行設(shè)置。
[0030]具體地，可以在某產(chǎn)品一個(gè)批次的離子注入過(guò)程中，記錄大量的真空度數(shù)據(jù)，之后檢測(cè)相應(yīng)過(guò)程產(chǎn)品的參數(shù)是否正常，也即是否符合預(yù)設(shè)要求，如果正常則把真空度數(shù)據(jù)歸入正常數(shù)據(jù)，否則歸入異常數(shù)據(jù)，針對(duì)正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，或者建立統(tǒng)計(jì)模型等。較為簡(jiǎn)單的方式是采用正常數(shù)據(jù)中的最大值和最小值作為安全真空度范圍的兩個(gè)端值。
[0031]獲得該安全真空度范圍后，即可將其輸入FDC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。
[0032]步驟S103:若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，則執(zhí)行警示響應(yīng)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在安全真空度范圍之外表示當(dāng)前的離子注入過(guò)程很可能會(huì)導(dǎo)致一次失敗的工藝，因此有必要進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)。最基本的響應(yīng)是警示響應(yīng)，也即告知相關(guān)的技術(shù)人員溫度異常，由技術(shù)人員決定如何處理。警示方式包括電子郵件通知預(yù)設(shè)的收件人等FDC系統(tǒng)上的常規(guī)功能，也可以是其他可行的警示。
[0033]進(jìn)一步的響應(yīng)則可以包括保護(hù)響應(yīng)，也即采取保護(hù)措施以減少進(jìn)一步的損失。具體的保護(hù)措施可包括暫停產(chǎn)品生產(chǎn)、停止注入或停機(jī)臺(tái)等，可選擇其中的一種或兩種以上。
[0034]保護(hù)響應(yīng)可以和警示響應(yīng)一起執(zhí)行，也可以僅執(zhí)行警示響應(yīng)，由技術(shù)人員決定如何處理。還可以將安全真空度范圍劃分為幾個(gè)等級(jí)，按照響應(yīng)的等級(jí)分別響應(yīng)。
[0035]上述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)真空腔室內(nèi)的真空度來(lái)反映溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目的，時(shí)效性較高，能夠有效預(yù)防過(guò)高的溫度對(duì)光刻膠的影響，提高產(chǎn)品的良率。另外，由于冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)由好到壞是一個(gè)逐漸惡化的過(guò)程，在本實(shí)施例中，只要為安全真空度范圍設(shè)置一個(gè)較為合理的下限值，就能夠做到提前預(yù)防。而相比于傳統(tǒng)的冷卻測(cè)試(cooling test)中采用溫度試紙來(lái)獲得溫度情況的方式,實(shí)時(shí)反饋的真空度也能夠更加精確地反映溫度值。
[0036]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，包括如下步驟: 啟動(dòng)離子注入過(guò)程； 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離子注入過(guò)程中的真空度，并與預(yù)設(shè)的安全真空度范圍進(jìn)行比較； 若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，則執(zhí)行警示響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述安全真空度范圍包括在離子注入過(guò)程的與多個(gè)不同階段分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述安全真空度范圍為對(duì)應(yīng)多個(gè)響應(yīng)等級(jí)的多個(gè)范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，還包括預(yù)設(shè)所述安全真空度范圍的步驟: 記錄半導(dǎo)體工藝過(guò)程中的離子注入過(guò)程下的真空度； 獲得所有記錄中的正常工藝過(guò)程下的最低值和最高值確定所述安全真空度范圍； 其中，所述正常工藝過(guò)程是指最終產(chǎn)品參數(shù)符合預(yù)設(shè)要求的工藝過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述安全真空度范圍由錯(cuò)誤檢測(cè)與分類系統(tǒng)設(shè)置，所述錯(cuò)誤檢測(cè)與分類系統(tǒng)還負(fù)責(zé)執(zhí)行所述警示響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述警示響應(yīng)包括向預(yù)設(shè)的收件人發(fā)送電子郵件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，其特征在于，若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，還執(zhí)行保護(hù)響應(yīng)，包括: 暫停產(chǎn)品生產(chǎn)、停止注入或停機(jī)臺(tái)的響應(yīng)方式中的一種或兩種以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，包括如下步驟：?jiǎn)?dòng)離子注入過(guò)程；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離子注入過(guò)程中的真空度，并與預(yù)設(shè)的安全真空度范圍進(jìn)行比較；若實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的真空度在所述安全真空度范圍之外，則執(zhí)行警示響應(yīng)。上述的離子注入過(guò)程中的溫度監(jiān)控方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)真空腔室內(nèi)的真空度來(lái)反映溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目的，時(shí)效性較高，能夠有效預(yù)防過(guò)高的溫度對(duì)光刻膠的影響，提高產(chǎn)品的良率。
【IPC分類】H01L21-66
【公開號(hào)】CN104851819
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410053110
【發(fā)明人】李法濤, 陽(yáng)厚國(guó)
【申請(qǐng)人】無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2014年2月17日