離子注入方法以及離子注入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)主張基于2014年4月25日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2014-091762號(hào)的優(yōu)先權(quán)。該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本說(shuō)明書(shū)中。
[0002]本發(fā)明涉及一種離子注入方法以及離子注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體制造工序中，出于改變導(dǎo)電性的目的、以及改變半導(dǎo)體晶片的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的目的等，規(guī)范地實(shí)施著向半導(dǎo)體晶片注入離子的工序(以下，有時(shí)稱(chēng)為“離子注入工序”)。在離子注入工序中所使用的裝置被稱(chēng)為離子注入裝置，該裝置具有形成通過(guò)離子源被離子化之后被加速的離子束的功能、及將該離子束傳輸?shù)阶⑷胩幚硎也⑾蛱幚硎覂?nèi)的晶片照射離子束的功能。
[0004]為了將離子注入到作為處理對(duì)象的晶片的整個(gè)面，離子束通過(guò)射束掃描器進(jìn)行往復(fù)掃描，晶片沿著與射束掃描方向正交的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，通過(guò)與晶片的照射位置對(duì)應(yīng)地改變射束掃描速度和往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，能夠控制照射到晶片的各處的離子照射量(例如參考專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表平1-500310號(hào)公報(bào)
[0006]通過(guò)與晶片的各處對(duì)應(yīng)地改變射束掃描速度，能夠控制照射到各處的離子照射量，但此時(shí)會(huì)因射束掃描速度的改變而導(dǎo)致照射到各處的每單位時(shí)間的離子照射量發(fā)生變化。因離子注入賦予晶片的損傷的形態(tài)會(huì)根據(jù)每單位時(shí)間的離子照射量而發(fā)生變化，因此每單位時(shí)間的離子照射量發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)的質(zhì)量維持產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于這種狀況而完成的，其目的在于，提供一種控制離子照射量分布及每單位時(shí)間的離子照射量這二者的技術(shù)。
[0008]本發(fā)明的一種方式的離子注入方法中，往復(fù)掃描離子束，并向與射束掃描方向正交的方向使晶片往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而向晶片注入離子，所述離子注入方法具備如下工序:將基準(zhǔn)控制波形輸出到射束掃描器，從而往復(fù)掃描離子束；測(cè)定根據(jù)基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束在射束掃描方向的離子照射量分布；利用測(cè)定出的離子照射量分布生成補(bǔ)正控制波形；及將已生成的補(bǔ)正控制波形輸出到射束掃描器，并將根據(jù)補(bǔ)正控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束照射到晶片。基準(zhǔn)控制波形是將表示晶片位置上的射束掃描方向的各射束位置的時(shí)間變化值的掃描速度分布設(shè)為第I掃描速度分布，并且將掃描周期設(shè)為第I掃描周期來(lái)往復(fù)掃描離子束的控制波形。離子照射量分布是表示以規(guī)定次數(shù)往復(fù)掃描離子束時(shí)，在晶片位置上的射束掃描方向的各射束位置上被累計(jì)照射的離子照射量的分布。補(bǔ)正控制波形是將掃描速度分布設(shè)為第2掃描速度分布，并且將掃描周期設(shè)為第2掃描周期來(lái)往復(fù)掃描離子束的控制波形。第2掃描速度分布是用于往復(fù)掃描離子束以使離子照射量分布成為目標(biāo)分布的掃描速度分布。第2掃描周期是被調(diào)整為，被以第2掃描速度分布往復(fù)掃描的離子束照射的每單位時(shí)間的離子照射量分布成為目標(biāo)值的掃描周期。生成補(bǔ)正控制波形的工序包括:利用第I掃描速度分布及測(cè)定出的離子照射量分布計(jì)算第2掃描速度分布；及利用計(jì)算出的第2掃描速度分布計(jì)算第2掃描周期。
[0009]本發(fā)明的另一種方式為一種離子注入裝置。該裝置具備:射束掃描器；往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置，設(shè)置于射束掃描器的下游，并沿著與射束掃描方向正交的方向使晶片往復(fù)運(yùn)動(dòng)；射束測(cè)量部，能夠測(cè)定晶片位置上的射束掃描方向的離子照射量分布；及控制部，將用于往復(fù)掃描離子束的控制波形輸出到射束掃描器?？刂撇堪?輸出部，將基準(zhǔn)控制波形輸出到射束掃描器；獲取部，從射束測(cè)量部獲取對(duì)根據(jù)基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束而測(cè)定出的離子照射量分布；及生成部，利用已獲取的離子照射量分布生成補(bǔ)正控制波形。基準(zhǔn)控制波形是將表示晶片位置上的射束掃描方向的各射束位置的時(shí)間變化值的掃描速度分布設(shè)為第I掃描速度分布，并且將掃描周期設(shè)為第I掃描周期來(lái)往復(fù)掃描離子束的控制波形。離子照射量分布是表示以規(guī)定次數(shù)往復(fù)掃描離子束時(shí)，在晶片位置上的射束掃描方向的各射束位置上被累計(jì)照射的離子照射量的分布。補(bǔ)正控制波形是將掃描速度分布設(shè)為第2掃描速度分布，并且將掃描周期設(shè)為第2掃描周期來(lái)往復(fù)掃描離子束的控制波形。第2掃描速度分布是用于往復(fù)掃描離子束以使離子照射量分布成為目標(biāo)分布的掃描速度分布。第2掃描周期是被調(diào)整為，被以第2掃描速度分布往復(fù)掃描的離子束照射的每單位時(shí)間的離子照射量分布成為目標(biāo)值的掃描周期。生成部具有:第I計(jì)算部，利用第I掃描速度分布及已獲取的離子照射量分布計(jì)算第2掃描速度分布；及第2計(jì)算部，利用計(jì)算出的第2掃描速度分布計(jì)算第2掃描周期。將已生成的補(bǔ)正控制波形輸出到射束掃描器，并將根據(jù)補(bǔ)正控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束照射到晶片。
[0010]另外，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間相互置換以上構(gòu)成要件的任意組合或本發(fā)明的構(gòu)成要件和表現(xiàn)形式，作為本發(fā)明的方式同樣有效。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠控制離子照射量分布及每單位時(shí)間的離子照射量這二者。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1 (a)是表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1 (b)是表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0014]圖2是表示往復(fù)運(yùn)動(dòng)的晶片與往復(fù)掃描的射束之間的關(guān)系的主視圖。
[0015]圖3是表示離子束的掃描范圍的俯視圖。
[0016]圖4(a)是示意地表示離子照射量分布的測(cè)量方法的圖，圖4(b)是表示測(cè)量出的離子照射量分布的一例的曲線圖。
[0017]圖5(a)是表示基準(zhǔn)控制波形的一例的曲線圖，圖5(b)是表示根據(jù)基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的掃描速度分布的一例的曲線圖，圖5(c)是表示根據(jù)基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的離子照射量分布的一例的曲線圖。
[0018]圖6(a)是表示調(diào)整后的掃描速度分布的一例的曲線圖，圖6(b)是表示調(diào)整后的離子照射量分布的一例的曲線圖。
[0019]圖7是表示用于得到調(diào)整后的掃描速度分布的調(diào)整后的控制波形的一例的曲線圖。
[0020]圖8(a)是表示補(bǔ)正前的控制波形的一例的曲線圖，圖8(b)是表示掃描周期得到補(bǔ)正的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0021]圖9 (a)是表示根據(jù)補(bǔ)正控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的掃描速度分布的一例的曲線圖，圖9(b)是表示根據(jù)補(bǔ)正控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的離子照射量分布的一例的曲線圖。
[0022]圖10是表示控制部的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0023]圖11 (a)、圖11(b)是示意地表示可變孔徑的圖。
[0024]圖12是表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置的動(dòng)作過(guò)程的流程圖。
[0025]圖13 (a)、圖13 (b)是表示變形例所涉及的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0026]圖14是表示變形例所涉及的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0027]圖15是表示變形例所涉及的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0028]圖16(a)是表示變形例所涉及的基準(zhǔn)控制波形的一例的曲線圖，圖16(b)是表示根據(jù)變形例所涉及的基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的掃描速度分布的一例的曲線圖，圖16(c)是表示根據(jù)變形例所涉及的基準(zhǔn)控制波形進(jìn)行往復(fù)掃描的離子束的離子照射量分布的一例的曲線圖。
[0029]圖17(a)是表示具有不均勻形狀的離子照射量分布的一例的曲線圖，圖17(b)是表示實(shí)現(xiàn)具有不均勻形狀的離子照射量分布的離子束的掃描速度分布的一例的曲線圖，圖17(c)是表示用于實(shí)現(xiàn)具有不均勻形狀的離子照射量分布的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0030]圖18是表示變形例所涉及的補(bǔ)正控制波形的一例的曲線圖。
[0031]圖中:B-離子束，W-晶片，Cl-照射區(qū)域，C2-非照射區(qū)域，10-離子注入裝置，20-可變孔徑，26-射束掃描器，40-側(cè)杯，42-中心杯，44-往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置，46-防護(hù)板，60-控制部，62-獲取部，64-第I計(jì)算部，66-第2計(jì)算部，68-生成部，70-輸出部，72-調(diào)整部。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參考附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在【附圖說(shuō)明】中，對(duì)于相同的要件賦予相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略重復(fù)說(shuō)明。并且，以下所述結(jié)構(gòu)為示例，并未對(duì)本發(fā)明的范圍做任何限定。
[0033]在對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明之前，敘述本發(fā)明的概要。本實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置具備:射束掃描器，往復(fù)掃描離子束；射束測(cè)量部，測(cè)定晶片位置上的射束掃描方向的離子照射量分布；控制部，將用于往復(fù)掃描離子束的控制波形輸出到射束掃描器?？刂撇看_定表示晶片位置上的射束掃描方向的各射束位置隨時(shí)間變化的掃描速度分布，并輸出實(shí)現(xiàn)該掃描速度分布的控制波形，由此控制離子照射量分布。例如，在利用射束測(cè)量部測(cè)量出的離子照射量較低處，通過(guò)減慢掃描速度來(lái)提高離子照射量。另一方面，在離子照射量較高處，通過(guò)加快掃描速度來(lái)降低離子照射量。
[0034]然而，若通過(guò)加快或減慢各處的掃描速度來(lái)改變掃描速度分布，則會(huì)使往復(fù)掃描離子束所需要的時(shí)間即掃描周期發(fā)生變化。相反，即使在I次往復(fù)掃描中照射到各處的離子照射量(離子照射量分布)在調(diào)整掃描速度分布的前后相同，當(dāng)掃描周期改變時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致照射到各處的每單位時(shí)間的離子照射量(每單位時(shí)間的離子照射量分布)改變。若每單位時(shí)間的離子照射量改變，則通過(guò)離子注入賦予晶片的損傷量可能發(fā)生變化，因此可能無(wú)法進(jìn)行預(yù)期的離子注入處理。
[0035]因此，在本實(shí)施方式中，即使在改變掃描速度分布的情況下，也對(duì)掃描周期進(jìn)行調(diào)整，以使每單位時(shí)間的離子照射量不發(fā)生變化。具體而言，使離子束相對(duì)于晶片過(guò)掃描，以在設(shè)有晶片的范圍內(nèi)使掃描速度分布成為所期望的分布。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整離子束位于設(shè)有晶片的范圍外的過(guò)掃描范圍的時(shí)間，來(lái)調(diào)整離子束進(jìn)行I次往復(fù)所需要的掃描周期。由此，同時(shí)控制離子照射量分布及每單位時(shí)間的離子照射量這二者，從而提高離子注入處理的質(zhì)量。
[0036]圖1是概略表示實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置10的圖。圖1 (a)是表示離子注入裝置10的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1 (b)是表示離子注入裝置10的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0037]離子注入裝置10構(gòu)成為對(duì)被處理物W的表面進(jìn)行離子注入處理。被處理物W例如為基板，例如為半導(dǎo)體晶片。由此，以下，為了便于說(shuō)明，有時(shí)會(huì)將被處理物W稱(chēng)為晶片W，但這并非是要將注入處理的對(duì)象限定為特定的物體。
[0038]離子注入裝置10構(gòu)成為，通過(guò)射束的往復(fù)掃描及晶片W的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)，對(duì)整個(gè)基板W照射離子束B(niǎo)。本說(shuō)明書(shū)中，為了便于說(shuō)明，將設(shè)計(jì)上的離子束B(niǎo)的行進(jìn)方向設(shè)為z方向，將