[发明专利]一种监控片的重复利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片工艺技术领域，特别是一种监控片的重复利用方法。

背景技术

在半导体晶圆代工行业，中束流注入机用于向监控片注入适量的离子，以制造符合需求的半导体器件。为了确保离子注入剂量符合要求，需要采用监控片进行离子注入剂量的监控，即：将监控片通过中束流注入机，之后测试监控片(Monitor wafer)的表面损伤程度，即热波(TW，Thermal Wave)值，来判断离子注入的剂量是否符合要求。监控片经过离子注入后，会产生晶格损伤，因此，在现有技术中，监控片使用过一次即降级为伪片(Dummy wafer)，不能再次用于离子注入监控，需要使用全新的监控片进行下一次监控，增加了生产成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种监控片的重复利用方法，操作简单，节约成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种监控片的重复利用方法，该方法包括：

A、将经过中束流离子注入的监控片进行快速退火，修复监控片表面因离子注入造成的晶格损伤；

B、将修复后的监控片用于中束流离子注入监控。

该方法进一步包括步骤C：

设置热波值门限，测量快速退火后的监控片的热波值，并与热波值门限比较，如果热波值高于热波值门限，则对监控片再次进行快速退火；否则，结束当前流程。

步骤C中对监控片再次进行快速退火的温度，高于步骤A中快速退火的温度。

步骤C中对监控片再次进行快速退火恒温时间长于步骤A中快速退火的时间。

步骤A中快速退火的温度为800℃以上。

步骤A中快速退火恒温时间为20秒以上。

所述中束流离子注入能量大于40千伏。

所述中束流离子注入剂量为5.0×10¹²离子数/平方厘米。

本发明通过对中束流离子注入后的监控片进行快速退火，修复监控片的晶格损伤，使得监控片TW值恢复到TW值门限以内，即：恢复监控片的表面损伤，使得监控片符合中束流离子注入监控的要求。本发明实现简单，能够有效降低监控片的使用成本。

附图说明

图1为本发明监控片的重复利用方法的流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：将中束流离子注入后的监控片快速退火，以修复监控片的晶格损伤，修复后的监控片符合中束流离子注入监控工艺的要求，能够再次进行中束流离子注入监控，从而达到监控片重复利用、节约生产成本的目的。

下面结合附图对本发明的过程进行详细说明，如图1所示，本发明的方法包括：

步骤101、对监控片进行中束流离子注入。

采用离子注入工艺监控程序进行掺杂，杂质源可为硼(B，Boron)、磷(P，Phosphorus)或砷(As，Arsenic)。所谓中束流离子注入通常用于掺杂浓度适中或较低，但精度控制要求非常重要的掺杂工艺，在半导体器件制造中的具体应用如：栅阀值调整、晕注入等，中束流离子注入的掺杂浓度通常低于1×10¹⁶离子数/平方厘米。

本发明中离子注入条件为：注入离子能量≥40KEV，注入剂量为5.0×10¹²离子数/平方厘米，监控片倾斜角度(Tilt)为7°，监控片旋转角度(Twist)为22°。

步骤102、对监控片进行快速退火，修复监控片表面因中束流离子注入造成的晶格损伤。

晶格损伤修复的原理为：在中束流离子注入过程中，高能离子轰击监控片表面并进入监控片中，与处于晶格位置的硅原子发生碰撞，造成Si-Si共价键损伤，同时掺杂离子随机进入硅原子晶格中；当进行快速退火时，高温产生的能量驱使Si-Si共价键修复，从而达到监控片表面损伤的修复；同时，对于被注入离子替代的Si原子，不能恢复Si-Si共价键，但由于中束流离子注入时离子数目有限，影响很小，退火修复后的监控片表面损伤程度能够满足离子注入监控的要求。

退火过程为：将监控片置于快速退火机台内，快速退火机台在10秒内将温度升至800℃以上，恒温20s以上，对监控片充分退火，以修复监控片的晶格损伤。