技术领域
[0001] 本
发明涉及
半导体工艺技术领域，特别是涉及一种离子注入过程中的温度监控方法。
背景技术
[0002] 离子注入是半导体工艺中的一道重要工序，其是通过高速
离子轰击硅片表面达到掺杂目的。离子注入通常是在
光刻之后，以
光刻胶作为掩膜对未被光刻胶
覆盖的区域进行掺杂。离子注入在高速离子轰击的过程中会产生大量的热量，如果这些热量不能被及时带走，将会影响掺杂的电性，甚至导致光刻胶形态发生变化，光刻图形
变形，俗称为糊胶。此时再以变形后的光刻图形进行离子注入就会得到参数异常的器件，使半导体工艺失败。
[0003] 传统的半导体工艺中都会有专
门的冷却循环系统对
硅片进行冷却，例如采用冷却
循环水和高纯度氮气等。然而冷却并不能完全解决热量过高的问题，在半导体工艺
进程中，温度还是会逐渐升高，直至工艺失败。
[0004] 由于传统的冷却循环系统并没有温度显示功能，如果需要温度采集和显示，还需要对系统进行改造，增加开销。传统的解决方式是定期做冷却测试（cooling test），即利用温度
试纸确定温度所处的大概范围，以验证冷却系统是否能够将
温度控制在安全范围内，然而该方法的缺点是时效性太差，问题可能发生在两次冷却测试之间，这样就不能有效防止失效工艺过程。
发明内容
[0005] 基于此，有必要提供一种时效性较高的离子注入过程中的温度监控方法。
[0006] 一种离子注入过程中的温度监控方法，包括如下步骤：
[0007] 启动离子注入过程；
[0008] 实时监测离子注入过程中的
真空度，并与预设的安全真空度范围进行比较；
[0009] 若实时监测的真空度在所述安全真空度范围之外，则执行警示响应。
[0010] 在其中一个
实施例中，所述安全真空度范围包括在离子注入过程的与多个不同阶段分别对应的多个范围。
[0011] 在其中一个实施例中，所述安全真空度范围为对应多个响应等级的多个范围。
[0012] 在其中一个实施例中，还包括预设所述安全真空度范围的步骤：
[0013] 记录半导体工艺过程中的离子注入过程下的真空度；
[0014] 获得所有记录中的正常工艺过程下的最低值和最高值确定所述安全真空度范围；
[0015] 其中，所述正常工艺过程是指最终产品参数符合预设要求的工艺过程。
[0016] 在其中一个实施例中，所述安全真空度范围由错误检测与分类系统设置，所述错误检测与分类系统还负责执行所述警示响应。
[0017] 在其中一个实施例中，所述警示响应包括向预设的收件人发送
电子邮件。
[0018] 在其中一个实施例中，若实时监测的真空度在所述安全真空度范围之外，还执行保护响应，包括：暂停产品生产、停止注入或停机台的响应方式中的一种或两种以上。
[0019] 上述的离子注入过程中的温度监控方法，通过监测真空腔室内的真空度来反映温度，可以实现对温度的实时监测目的，时效性较高，能够有效
预防过高的温度对光刻胶的影响，提高产品的良率。另外，由于冷却系统的工作状态由好到坏是一个逐渐恶化的过程，在本实施例中，只要为安全真空度范围设置一个较为合理的下限值，就能够做到提前预防。而相比于传统的冷却测试（cooling test）中采用温度试纸来获得温度情况的方式，实时反馈的真空度也能够更加精确地反映温度值。
附图说明
[0020] 图1为为离子注入的原理示意图；
[0021] 图2为一实施例的离子注入过程中的温度监控方法
流程图；
[0022] 图3为真空度曲线图。
具体实施方式
[0023] 如图1所示，为离子注入的原理示意图。经过光刻处理的硅片210上形成了光刻胶层220，硅片210处于真空腔室10内进行离子注入，以使得硅片210上未被光刻胶层220覆盖的区域形成特定掺杂。冷却系统30通过管道310将冷却介质送入真空腔室10内从硅片210背面带走热量，并在真空腔室10外部将热量消耗，以此循环往复地对硅片210进行冷却。系统中通常还具有错误检测和分类（fault detection and classification，FDC）系统40。FDC系统40能够获得半导体工艺过程中的各种监测参数，例如真空度等，然后根据在FDC系统中预设的条件进行各种响应。FDC系统具有良好的用户操作和交互界面，并具备多样化的条件设置。
[0024] 离子注入过程是整个半导体工艺过程的一个子过程，经常伴随其他过程，并非独立的过程。本实施例中，为简单起见，将略去其他过程的描述，并且对离子注入过程中的常规步骤也适当省略，仅说明离子注入过程中如何达到时效性较强的温度监控。可以理解的是，本实施例的离子注入过程可适用于任何需要该过程的半导体过程。
[0025] 如图2所示，一实施例的离子注入过程中的温度监控方法包括如下步骤。
[0026] 步骤S101：启动离子注入过程。当离子注入过程的前置过程（例如光刻过程）处理完成后，即可启动离子注入过程。主要是将硅片210移动到靶台，将待注入的离子
加速到设定的
能量和控制在设定的剂量等。
[0027] 步骤S102：实时监测离子注入过程中的真空度，并与预设的安全真空度范围进行比较。在离子注入推进的过程中，由于光刻胶在高温下发生形态变化时，真空腔室10内的真空度有可能会发生变化，因此硅片的温度可以反映在真空腔室10内的真空度上。通过实时监测真空度即可获知温度变化。
[0028] 本实施例是通过错误检测和分类（fault detection and classification，FDC）系统来检测真空腔室10内的真空度的。
[0029] 上述的安全真空度范围是离子注入过程的与多个不同阶段分别对应的多个范围，例如开始阶段的十分钟内，真空度是较大幅度地逐渐减小的过程，之后就会保持较为平稳的真空度，可以参考图3。图3是以某产品NSD IMP（注入AS/80KV/4.2E15）测试所获得的正常曲线和异常曲线。正常曲线是指最终产品参数正常时，真空腔室10内的真空度变化情况；异常曲线是指最终产品参数异常时，真空腔室10内的真空度变化情况。可以看出在真空度较为平稳的阶段，二者的真空度有比较明显的差异，正常曲线的平稳阶段的真空度大约为3.8E-6，异常曲线的平稳阶段的真空度大约为2.8E-6。由此可以把该离子注入过程中的安全真空度范围设置在3.8E-6附近，并且不涵盖2.8E-6附近的值。其他具体的离子注入过程可以以此为参考进行设置。
[0030] 具体地，可以在某产品一个批次的离子注入过程中，记录大量的真空度数据，之后检测相应过程产品的参数是否正常，也即是否符合预设要求，如果正常则把真空度数据归入正常数据，否则归入异常数据，针对正常数据和异常数据分别进行统计，或者建立统计模型等。较为简单的方式是采用正常数据中的最大值和最小值作为安全真空度范围的两个端值。
[0031] 获得该安全真空度范围后，即可将其输入FDC系统进行设置。
[0032] 步骤S103：若实时监测的真空度在所述安全真空度范围之外，则执行警示响应。实时监测的真空度在安全真空度范围之外表示当前的离子注入过程很可能会导致一次失败的工艺，因此有必要进行相应的响应。最基本的响应是警示响应，也即告知相关的技术人员温度异常，由技术人员决定如何处理。警示方式包括电子邮件通知预设的收件人等FDC系统上的常规功能，也可以是其他可行的警示。
[0033] 进一步的响应则可以包括保护响应，也即采取保护措施以减少进一步的损失。具体的保护措施可包括暂停产品生产、停止注入或停机台等，可选择其中的一种或两种以上。
[0034] 保护响应可以和警示响应一起执行，也可以仅执行警示响应，由技术人员决定如何处理。还可以将安全真空度范围划分为几个等级，按照响应的等级分别响应。
[0035] 上述的离子注入过程中的温度监控方法，通过监测真空腔室内的真空度来反映温度，可以实现对温度的实时监测目的，时效性较高，能够有效预防过高的温度对光刻胶的影响，提高产品的良率。另外，由于冷却系统的工作状态由好到坏是一个逐渐恶化的过程，在本实施例中，只要为安全真空度范围设置一个较为合理的下限值，就能够做到提前预防。而相比于传统的冷却测试（cooling test）中采用温度试纸来获得温度情况的方式，实时反馈的真空度也能够更加精确地反映温度值。
[0036] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
