離子注入濃度的校準方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種離子注入濃度的校準方法。包括：獲取二次離子質譜的實測曲線；設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相加，并由多個瞬間參數(shù)加以限定；分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與所述實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。本發(fā)明的方法能夠準確提取正確校準時離子注入模型的各種瞬間參數(shù)，有效的提升生產(chǎn)質量和工藝研發(fā)的效率。
【專利說明】離子注入濃度的校準方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體【技術領域】，特別是涉及一種離子注入濃度的校準方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代半導體制造工藝已經(jīng)向極小尺寸邁進，在摩爾定律的指導下，芯片的關鍵尺寸越來越小。最近Intel的14nm工藝芯片經(jīng)過試驗已經(jīng)可以使用。在如此小的尺寸之下，半導體MOS器件有著嚴重的短溝道效應，需要一些特殊的離子注入來抑制短溝道效應，比如Halo注入。離子注入作為一種主要的向半導體中摻雜雜質的方法，對器件電學特性的影響越來越重要。因此，勢必保證離子注入過程中的準確性和精密性。
[0003]在成分分析中，可以用一次離子束轟擊表面，將樣品表面的原子濺射出來成為帶電的離子，然后用磁分析器或四極濾質器所組成的質譜儀分析離子的荷/質比，便可知道表面的成份；這是一種非常靈敏的表面成份分析手段，對某些元素可達到ppm量級；但由于各種元素的二次離子差額值相差非常大，作定量分析非常困難。
[0004]二次離子質譜(secondary ion mass spectroscopy, SIMS)儀，是最前沿的表面分析技術。二次離子質譜儀揭示了真正表面和近表面原子層的化學組成，其信息量也遠遠超過了簡單的元素分析，可以用于鑒定有機成分的分子結構。二次離子質譜儀廣泛應用于微電子技術、化學技術、納米技術以及生命科學之中，它可以在數(shù)秒內(nèi)對表面的局部區(qū)域進行掃描和分析，生成一個表面成分圖。
[0005]申請?zhí)枮椤癈N98100467.9”的中國專利公開了一種離子注入過程模擬裝置和模擬方法，此方法強調了不同剖面成分的劑量值的變化對注入離子分布的影響，而忽略了離子注入過程中的各種瞬間參數(shù)對注入離子分布的影響，即所述方法未能精確模擬離子注入過程。申請?zhí)枮椤癈N200610026759.2”的中國專利公開了一種離子注入模擬方法，此方法的流程先做 SIMS 實測數(shù)據(jù)，然后用 TCAD (Technology Computer Aided Design)的 Monte-calo方法得到與SIMS實測數(shù)據(jù)相符的模擬基礎數(shù)據(jù)，然后做校準提取模擬參數(shù)，接著用內(nèi)插法得到模擬參數(shù)矩陣來預測無SIMS數(shù)據(jù)的離子注入分布。此方法實際并沒有涉及提取模擬參數(shù)的方法，對于各種瞬間參數(shù)對注入離子分布的影響沒有涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種離子注入濃度的校準方法，準確提取正確校準時離子注入模型的各種瞬間參數(shù)，有效的提升生產(chǎn)質量和工藝研發(fā)的效率。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種離子注入濃度的校準方法，包括:
[0008]獲取二次離子質譜的實測曲線；
[0009]設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相加，并由多個瞬間參數(shù)加以限定；
[0010]分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與所述實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。[0011]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，所述模型為Fp (x) =ratio *fhead(x) +(1-ratio) .ftail (x),其中,Fp (x)為離子注入濃度，x為注入深度，fhead(x)與ftail (x)為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)，ratio為非晶化劑量與總劑量的比例。
[0012]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，所述瞬間參數(shù)包括:投影射程Rp ;標準差stdev ;所述ratio ;偏度Y，表征離子濃度分布曲線相對于平均值不對稱程度的特征數(shù)；峰度β，描述分布形態(tài)的陡緩程度。
[0013]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，所述Rp對應著離子注入濃度的分布曲線的最大值所在的深度。若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線的最大值右側，則調小Rp，若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線的最大值左側，則調大Rp。
[0014]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，若所述分布曲線的峰值高于所述實測曲線，峰值兩側低于所述實測曲線，則調大stdev ;若所述分布曲線的峰值低于所述實測曲線，峰值兩側高于所述實測曲線，則調小stdev。
[0015]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，若所述分布曲線的尾部低于所述實測曲線的尾部，則調小ratio ;若所述分布曲線的尾部高于所述實測曲線的尾部，則調大ratio。
[0016]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，若所述分布曲線相比所述實測曲線朝順時針偏斜，則調大Y ;若所述分布曲線相比所述實測曲線朝逆時針偏斜，則調小Y。
[0017]可選的，對于所述的離子注入濃度的校準方法，若所述分布曲線峰值右側朝左端遠離所述實測曲線，則調大β ;若所述分布曲線峰值右側朝右端遠離所述實測曲線，則調小β O
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的離子注入濃度的校準方法中，設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相加，并由多個瞬間參數(shù)加以限定；然后分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與由SIMS的實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。相比現(xiàn)有技術，填補了現(xiàn)有技術中離子注入濃度分布在校準時不能夠涉及到瞬間參數(shù)的空白，能夠準確提取正確校準時離子注入模型的各種瞬間參數(shù)，有利于實際生產(chǎn)時保證準確性，能夠應用于現(xiàn)代半導體制造工藝開發(fā)中，準確地模擬離子注入濃度分布，為準確模擬器件電學特性打下基礎，從而大大提升工藝研發(fā)的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例的離子注入濃度的校準方法的流程圖；
[0020]圖2-圖6分別為本發(fā)明實施例中對不同的瞬間參數(shù)進行調整獲得的曲線圖；
[0021]圖7為本發(fā)明實施例的經(jīng)過對各個瞬間參數(shù)調整后獲得的離子注入濃度曲線與二次離子質譜的實測曲線。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合示意圖對本發(fā)明的離子注入濃度的校準方法進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。[0023]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0024]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0025]本發(fā)明的核心思想是，提供一種離子注入濃度的校準方法，包括:獲取二次離子質譜的實測曲線；設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相加，并由多個瞬間參數(shù)加以限定；分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與所述實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。
[0026]以下列舉所述離子注入濃度的校準方法的較優(yōu)實施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應當明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實施例，其他通過本領域普通技術人員的常規(guī)技術手段的改進亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0027]基于上述思想，下面提供離子注入濃度的校準方法的較優(yōu)實施例，請參考圖1-圖3，圖1為本發(fā)明實施例的離子注入濃度的校準方法的流程圖；圖2-圖6分別為本發(fā)明實施例中對不同的瞬間參數(shù)進行調整獲得的曲線圖。
[0028]如圖1所示，包括:步驟S101，獲取二次離子質譜的實測曲線。該曲線的獲得一般技術人員皆能夠勝任，因此省略其說明。
[0029]步驟S102，設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相力口，并由多個瞬間參數(shù)加以限定。具體的，在本實施例中，所述模型為Fp(x)=ratio *fhead(x)+ (1-ratio).ftail (x),其中，F(xiàn)p (x)為離子注入濃度，x為注入深度，fhead(x)與ftail (x)為兩個相互獨立的Pearson函數(shù),ratio為非晶化劑量與總劑量的比例。所述瞬間參數(shù)包括:投影射程Rp ;標準差stdev ;所述ratio ;偏度Y，表征離子濃度分布曲線相對于平均值不對稱程度的特征數(shù)；峰度β，描述分布形態(tài)的陡緩程度。
[0030]步驟S103，分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與所述實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。較佳的，包括如下內(nèi)容:
[0031](I)、所述Rp對應著離子注入濃度的分布曲線的最大值所在的深度。若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線右側，則調小Rp，若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線左側，則調大Rp。在圖2中，省略了實測曲線，但分別示出了不同大小Rp所對應的分布曲線，其中，曲線Fl的Rp=0.0065小于曲線F2的Rp=0.02，則二者的最大值所在深度是曲線Fl的小于曲線F2的。
[0032](2)、若所述分布曲線的峰值高于所述實測曲線，峰值兩側低于所述實測曲線，則調大stdev ;若所述分布曲線的峰值低于所述實測曲線，峰值兩側高于所述實測曲線，則調小stdev。請結合圖3,在圖3中，省略了實測曲線,但分別示出了不同大小stdev所對應的分布曲線，其中，曲線F3的Stdev=0.001小于曲線F4的Rp=0.005，曲線F3的峰值高于曲線F4的峰值，峰值兩側的濃度則是低于。也就是說，調大stdev使得曲線平緩，調小stdev使得曲線陡峭。[0033](3)、若所述分布曲線的尾部低于所述實測曲線的尾部，則調小ratio ;若所述分布曲線的尾部高于所述實測曲線的尾部，則調大ratio。請結合圖4，在圖4中，省略了實測曲線，但分別示出了不同大小ratio所對應的分布曲線,其中，曲線F5的ratio=5.0,大于曲線F6的ratio=0.96,曲線F5的尾部低于曲線F6的尾部，因此,通過調小/調大ratio,能夠相應的使得曲線的尾部上升/降低。
[0034](4)、若所述分布曲線相比所述實測曲線朝順時針偏斜，則調大Y ;若所述分布曲線相比所述實測曲線朝逆時針偏斜，則調小Y。請結合圖5，在圖5中，省略了實測曲線，但分別示出了不同大小Y所對應的分布曲線，其中，曲線F7的Y=0.27，小于曲線F8的Y=5.0，因此曲線F7相比曲線F8是有著沿順時針方向的偏轉差異。由此可見，通過對Y的調整，能夠改善曲線的整體分布狀態(tài)。
[0035](5)、若所述分布曲線峰值右側朝左端遠離所述實測曲線，則調大β ;若所述分布曲線峰值右側朝右端遠離所述實測曲線，則調小β。請結合圖6，在圖6中，省略了實測曲線，但分別示出了不同大小β所對應的分布曲線，其中，曲線F9的β=0.4，小于曲線FlO的β =4.0，因此曲線F9在峰值右側相比曲線FlO朝左邊偏斜，即同濃度下深度變小。一般情況下，β對曲線影響有限，只局限于一個較小的深度和范圍內(nèi)，技術人員可以依據(jù)具體需要，在一定程度上降低關注β對離子注入濃度的影響。
[0036]請參考圖7，其中虛線為經(jīng)過對瞬間參數(shù)的調整后獲得的離子注入模型，其中TCAD表示這一分析調整過程可以在TCAD上完成并得到最終模型，實線表示在SMS獲得的實測曲線，由圖7中可見，離子注入模型與實測曲線能夠較好的相匹配，那么，形成這一離子注入模型的各個瞬間參數(shù)(即瞬間參數(shù)組)，是進行離子注入時的最佳選擇，利用這一瞬間參數(shù)組，在實際生產(chǎn)中，能夠獲得較好的離子注入情況，從而有利于獲得較佳的器件電學特性，提高生產(chǎn)質量；在研發(fā)工程上，也能夠為準確模擬器件電學特性打下基礎，大大提升工藝研發(fā)的效率。
[0037]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種離子注入濃度的校準方法，包括: 獲取二次離子質譜的實測曲線； 設置離子注入模型，所述模型為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)線性相加，并由多個瞬間參數(shù)加以限定； 分別對所述多個瞬間參數(shù)進行調整，使得所述模型與所述實測曲線相吻合，從而獲得最佳瞬間參數(shù)組。
2.如權利要求1所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，所述模型為Fp(x)=rati° * fhead(x) + (1_rati°).ftaii(x)，其中，F(xiàn)p(X)為離子注入濃度，X 為注入深度，fhead(X)與ftaii (x)為兩個相互獨立的Pearson函數(shù)，ratio為非晶化劑量與總劑量的比例。
3.如權利要求2所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，所述瞬間參數(shù)包括:投影射程Rp ;標準差stdev ;所述ratio ;偏度Y，表征離子濃度分布曲線相對于平均值不對稱程度的特征數(shù)；峰度β，描述分布形態(tài)的陡緩程度。
4.如權利要求3所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，所述Rp對應著離子注入濃度的分布曲線的最大值所在的深度。若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線的最大值右側，則調小Rp，若所述分布曲線的最大值位于所述實測曲線的最大值左側，則調大Rp0
5.如權利要求3所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，若所述分布曲線的峰值高于所述實測曲線，峰值兩側低于所述實測曲線，則調大stdev ;若所述分布曲線的峰值低于所述實測曲線，峰值兩側高于所述實測曲線，則調小stdev。
6.如權利要求3所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，若所述分布曲線的尾部低于所述實測曲線的尾部，則調小ratio ;若所述分布曲線的尾部高于所述實測曲線的尾部，則調大ratio。
7.如權利要求3所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，若所述分布曲線相比所述實測曲線朝順時針偏斜，則調大Y ;若所述分布曲線相比所述實測曲線朝逆時針偏斜，則調小Y O
8.如權利要求3所述的離子注入濃度的校準方法，其特征在于，若所述分布曲線峰值右側朝左端遠離所述實測曲線，則調大β ;若所述分布曲線峰值右側朝右端遠離所述實測曲線，則調小β O
【文檔編號】G06F17/50GK103927415SQ201410141310
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】顧經(jīng)綸, 顏丙勇 申請人:上海華力微電子有限公司