CN102693903B - 离子注入方法及离子注入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子注入方法及离子注入装置，其在不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入时，实现与对应于容易在利用等离子体的工序及退火工序中产生的面内不均匀图案的形状相应的二维离子注入量面内分布。本发明在对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆中时，利用规定速度校正量的各个控制函数对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，从而生成用于校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性的各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。

Description

离子注入方法及离子注入装置
本申请主张基于2011年3月23日申请的日本专利申请第2011-064666号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本申请中。
技术领域
本发明涉及一种离子注入，更具体而言涉及一种离子注入装置的离子注入量控制。
背景技术
半导体制造工序中，为了改变导电性的目的、改变晶圆(wafer)的晶体结构的目的等，规范地实施将离子入射到半导体晶圆的工序。在该工序中使用的装置称为离子注入装置，其具有形成通过离子源离子化之后被加速的离子束的功能，和通过射束扫描、晶圆扫描或它们的组合对半导体晶圆整个面照射该离子束的功能。
在半导体制造工序中，出于在晶圆整个面上制作相同性能的半导体芯片的目的，通常需要在晶圆面内设定均等的条件。在离子注入工序中，也通常控制离子注入装置，以便注入于晶圆的整个区域的离子注入量变得均等。
但是，在几个半导体制造工序中，原理上在晶圆面内设定均等的条件变得越来越很难。尤其最近，半导体芯片的微细化飞跃发展，其困难性增加，并且其不均匀性的程度也增加。在这种条件下，在除此以外的工序中，若在晶圆面内设定均等的条件，则结果导致无法在晶圆整个面制作性能相同的半导体芯片。例如，在离子注入工序中，若在晶圆整个区域中进行通常那样的面内离子注入量均等的离子注入，则结果所生成的半导体芯片的电气特性变得不同，无法制作相同性能的半导体芯片。
因此，当在其他半导体制造工序中无法在晶圆面内设定均等的条件时，可以考虑如下方法：在对应该晶圆面内二维不均匀性而利用离子注入装置对晶圆整个面照射离子束的工序中，有意地(日本語：意図的に)制作不均匀的二维离子注入量面内分布，并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性。在此，重要的是，在离子注入工序中，基于半导体制造工序的特性，有允许分步旋转注入的情况和不允许的情况。关于晶圆的分步旋转，记载于专利文献1中。
在利用离子注入装置对晶圆整个面照射离子束的工序中，在有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性时，也考虑到应利用不允许分步旋转注入的离子注入工序的情况，所以不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的二维离子注入量面内分布尤为重要。
另外，当然地，在其他半导体制造工序中无法在晶圆面内设定均等的条件时，产生怎样的面内图案(pattern)的晶圆面内不均匀性也尤为重要。
在此，已知半导体制造工序中易产生晶圆面内不均匀性的工序为利用等离子体的工序及退火工序。这些工序中，其面内不均匀图案大多为同心圆形状、偏心形状或者椭圆形状。因此，不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的二维离子注入量面内分布时，作为其目标面内不均匀图案，要求同心圆形状、偏心形状、椭圆形状。
另外，关于其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性，其不均匀性的程度通过其工序的种类及在其工序中使用的条件发生变化。因此，不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的二维离子注入量面内分布时，关于其注入量校正程度，要求改变校正量强度程度的大小。
另外，在其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性中，其面内不均匀图案呈偏心形状时，显现该偏心形状型晶圆面内不均匀性的理由通常主要为等离子体的空间分布及退火时的温度分布。例如，等离子体的空间分布通过等离子体制作用气体导入口位置、导入气体流量、等离子体用高频电压线圈位置、等离子体用高频电压线圈数、电导空间分布及真空泵位置等决定，但是这些一般较为复杂，并且通过装置状态发生变化。关于退火时的温度分布也同样，因复杂且通过装置状态发生变化，所以晶圆内的偏心形状的中心位置并非恒定。因此，不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的偏心形状的二维离子注入量面内分布时，要求该偏心中心位置能够设定于晶圆内的任意位置。
另外，在其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性中，其面内不均匀图案呈椭圆形状时，显现该椭圆形状型晶圆面内不均匀性的理由也与偏心形状同样，复杂且通过装置状态发生变化。因此，不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的椭圆形状的二维离子注入量面内分布时，在该椭圆的长轴方向上也需要设定的自由度。
在此，离子注入装置中有若干类型。例如，若为固定晶圆且二维地扫描离子束的方式的离子注入装置，则不利用晶圆的分步旋转而比较轻松地实现同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。但是，最近晶圆半径变大，很难在二维面内不遍布离子束地进行扫描，因此变得无法使用该类型的离子注入装置。
本发明涉及一种对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的离子注入装置。
对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，作为不利用晶圆的分步旋转而有意地实现不均匀的二维离子注入量面内分布的方法，在专利文献2中记载有使分别形成于横向和纵向的离子注入剂量不同的区域重叠的方法。
专利文献1：日本特开平7-240388号公报
专利文献2：日本特开2003-86530号公报
专利文献2的离子注入方法中，使分别形成于横向和纵向的离子注入剂量分布重叠，因此导致在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，并且呈四边形状，因此无法对应作为其他半导体制造工序的二维不均匀图案而经常产生的同心圆形状、偏心形状、椭圆形状。
发明内容
本发明的课题在于，在对离子束进行扫描且沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，在以校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性为目的，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入时，实现与对应于面内不均匀图案的形状相应的二维离子注入量面内分布，该面内不均匀图案容易在其他半导体制造工序例如利用等离子体的工序及退火工序中产生。
本发明的具体课题能够实现以下内容。
在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入装置中，不利用晶圆的分步旋转而实现同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的有意地不均匀的二维离子注入量面内分布。
在上述各种形状中，能够改变离子注入面内校正量强度的大小。
在偏心形状中，能够将其偏心中心位置设定于晶圆面内的任意位置。
在椭圆形状中，能够将其长轴方向设定于射束扫描方向及晶圆扫描方向的任一方。
本发明应用于对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的装置。
依本发明的第1形态可提供如下离子注入方法，即：一种对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法，其特征在于，该方法利用规定速度校正量的各个控制函数对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，从而生成用于校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性的各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
在基于第1形态的离子注入方法中，当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与其平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布。
另外，在基于第1形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与其平方成比例的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的特性函数。
另外，在基于第1形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布。
而且，在基于第1形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的特性函数。
根据本发明的第2形态可提供如下离子注入装置，即：一种具备对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆的控制系统、并将离子注入于晶圆的离子注入装置，其特征在于，所述控制系统利用规定速度校正量的各个控制函数对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，从而生成用于校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性的、各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
在基于第1形态的离子注入方法中，作为其变更形态可如下进行，当进行所述速度控制时，在晶圆面内设定任意地点，将该地点当做旋转中心，关于该旋转中心，生成所述各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
在基于上述变更形态的离子注入方法中也可如下进行：关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将与其平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数相同的校正量分布。
另外，在基于上述变更形态的离子注入方法中也可如下进行：关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将根据与其平方成比例的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数相同的特性函数。
另外，在基于上述变更形态的离子注入方法中也可如下进行：关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布。
另外，在基于上述变更形态的离子注入方法中也可如下进行：关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的特性函数。
在基于第2形态的离子注入装置中，作为其变更形态也可如下进行：所述控制系统在晶圆面内设定任意地点，将该地点当做旋转中心，关于该旋转中心，生成所述各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
根据本发明的第3形态可提供如下离子注入方法，即：一种对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法，其特征在于，该方法利用规定速度校正量的各个控制函数对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，从而生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的椭圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
在基于第3形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与其平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布。
另外，在基于第3形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与其平方成比例的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与平方成比例的项的比例常数不同的特性函数。
另外，在基于第3形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的校正量分布。
另外，在基于第3形态的离子注入方法中也可如下进行：当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差制作的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上，利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的特性函数。
根据本发明的第4形态可提供如下离子注入装置，即：一种具备对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆的控制系统、并将离子注入于晶圆的离子注入装置，其特征在于，所述控制系统利用规定速度校正量的各个控制函数对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，从而生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的椭圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
发明效果
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，可实现不利用晶圆的分步旋转而有意地得到同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入方法。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入装置中，可实现不利用晶圆的分步旋转而有意地得到同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入装置。
根据本发明，在对离子束进行扫描且在与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆中的离子注入方法中，不利用晶圆的分步旋转而有意地改变获得的同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的面内校正量强度的大小，从而能够获得可与其他半导体制造工序的面内不均匀性的大小对应的离子注入方法。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入装置中，不利用晶圆的分步旋转而有意地改变获得的同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的面内校正量强度的大小，从而能够实现具有可与其他半导体制造工序的面内不均匀性的大小对应的功能的离子注入装置。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，不利用晶圆的分步旋转而有意地将获得的偏心形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的偏心中心位置设定于晶圆面内的任意位置，从而能够获得可与其他半导体制造工序的偏心形状型面内不均匀性对应的离子注入方法。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入装置中，不利用晶圆的分步旋转而有意地将获得的偏心形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的偏心中心位置设定于晶圆面内的任意位置，从而能够实现具有可与其他半导体制造工序的偏心形状型面内不均匀性对应的功能的离子注入装置。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，能够不利用晶圆的分步旋转而有意地将获得的椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的椭圆长轴方向设定于射束扫描方向及晶圆扫描方向的任一方，从而能够获得可与其他半导体制造工序的椭圆形状型面内不均匀性对应的离子注入方法。
根据本发明，在对离子束进行扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的离子注入装置中，能够不利用晶圆的分步旋转而有意地将获得的椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的椭圆长轴方向设定于射束扫描方向及晶圆扫描方向的任一方，从而能够实现具有可与其他半导体制造工序的椭圆形状型面内不均匀性对应的功能的离子注入装置。
附图说明
图1是用于对可应用本发明的离子注入装置的一例进行说明的概要结构图。
图2是从侧面方向放大表示图1的离子注入装置的晶圆周围的一例的概要图。
图3是用于对离子束扫描功能和晶圆扫描功能进行说明的图。
图4是用于对以往进行的晶圆面内均匀性注入进行说明的图。
图5是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得同心圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入方法的第1例进行说明的图。
图6是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得同心圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入方法的第2例进行说明的图。
图7是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得同心圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入方法的第3例进行说明的图。
图8是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得偏心形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的离子注入方法的第1例进行说明的图。
图9是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得偏心形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的注入方法的第2例进行说明的图。
图10是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得偏心形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的注入方法的第3例进行说明的图。
图11是用于对基于本发明的在晶圆面内有意地获得椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布的注入方法的一例进行说明的图。
图12是用于对以往进行的晶圆面内不均匀性注入进行说明的图。
图13是用于对基于本发明的晶圆面内不均匀性注入进行说明的图。
图中：1-离子源，2-引出电极，3-质量分析磁铁装置，4-质量分析狭缝，5-射束扫描仪，6-平行透镜，7-晶圆，8-支座，9-升降装置，10-旋转装置，100控制装置。
具体实施方式
在此，参考图1对可应用本发明的离子注入装置的概要结构进行说明。可应用本发明的离子注入装置为了使从离子源1通过引出电极2引出的离子束在到达晶圆7的射束线上经过，沿该射束线配设有质量分析磁铁装置3、质量分析狭缝4、射束扫描仪5及晶圆处理室(离子注入室)。在晶圆处理室内配设有具备对晶圆7进行保持的支座8的机械扫描装置。从离子源1引出的离子束沿射束线导入到配置于晶圆处理室的离子注入位置的支座8上的晶圆7。
离子束在射束线的中途利用射束扫描仪5往返扫描，通过平行透镜6的功能进行平行化后被导入至晶圆7。
在应用本发明的离子注入装置中，沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆7。图1中，也可认为沿相对附图垂直的方向扫描晶圆7。
图2是放大表示图1的离子注入装置的晶圆周围的一例的概要图。在图2中，离子束在相对附图垂直的方向上进行扫描且对保持于支座8上的晶圆7进行照射。支座8通过升降装置9沿图内箭头方向往返驱动，其结果，保持于支座8上的晶圆7也沿图内箭头方向往返驱动。即，通过对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆7，从而能够将离子打入晶圆7的整个面中。虽在本发明中未使用，但是为了使与后述的以往技术的比较说明容易理解，还图示有使用于晶圆的分步旋转注入的旋转装置10。
在此，参考图3，对离子束扫描功能和晶圆扫描功能进行说明。图3中，仅示出被扫描的晶圆7和被扫描的离子束及升降装置9，未示出支座和旋转装置。在该例子中，沿横向扫描离子束，沿纵向以在图示的最上位置与最下位置之间往返的方式扫描晶圆7。如图3所示，离子束的扫描区域超过晶圆7的直径，机械地扫描晶圆7的区域以晶圆7穿过离子束的方式被控制。
就基于射束扫描仪5的离子束扫描功能、基于升降装置9的晶圆扫描功能而言，为了控制它们而通过控制装置100实现。射束扫描仪5、升降装置9、及至少具有控制它们的功能的控制装置，能够被统称为控制系统。
如至今进行的说明，可应用本发明的离子注入装置为，对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的装置，但是当考虑注入于晶圆的离子注入量时，离子束与晶圆的相对运动成为问题，因此为了便于理解，假设晶圆正好静止，则只要相对考虑离子束的注入区域及射束扫描速度即可。
图4是用于对以往进行的晶圆面内均匀性注入进行说明的图。在以往进行的标准的晶圆面内均匀性注入中，为了确保晶圆面上横向的注入离子量均匀性，离子束的扫描速度大致维持为恒定。另外，为了维持晶圆面上纵向的注入离子量均匀性，使其机械扫描速度大致维持为恒定。
在此，在对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的装置中，对在晶圆面内有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布的方法进行说明。
通常，已知有如下方法，即：对离子束扫描方向的射束扫描速度或机械扫描方向的晶圆扫描速度的一方进行控制，另外，利用图2所示的旋转装置10，通过进行分步旋转注入来在晶圆面内有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布。此时，即使以直线或矩形方式进行射束扫描速度控制或晶圆扫描速度控制，也由于分步旋转注入具有旋转对称性，从而能够实现同心圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布。
但是，离子注入工序中，基于半导体制造工序的特性，有不允许分步旋转注入的情况，因此在不允许这种分步旋转注入的离子注入过程中无法採用该方法，所以无法在晶圆面内有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布。
另外，若利用这种分步旋转注入，则必然成为旋转对称，因此无法在晶圆面内有意地制作偏心形状或椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布。
在此，对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法中，作为不利用分步旋转注入而在晶圆面内有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布的方法，有如下方法，即：对离子束扫描方向的射束扫描速度及机械扫描方向的晶圆扫描速度进行控制，从而将分别形成于横向和纵向上的离子注入剂量分布重叠。
在此，参考图12，关于对上述离子束扫描方向的射束扫描速度及机械扫描方向的晶圆扫描速度进行控制、而将分别形成于横向和纵向上的离子注入剂量分布重叠的方法，更详细地进行叙述。
如图12，若将分别形成于横向和纵向上的离子注入剂量分布重叠，则能够确切地在晶圆面内实现不均匀的二维离子注入量分布。但是，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，导致成为四边形状，因此无法与作为其他半导体制造工序的二维不均匀图案而经常产生的同心圆形状、偏心形状、椭圆形状对应。
另外，即使在使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联来进行注入时，在其关联未明确确定的情况下，也无法实现所希望的有意的不均匀的二维离子注入量面内分布，尤其是作为其他半导体制造工序的二维不均匀图案而经常产生的同心圆形状、偏心形状及椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布。
本发明中，在对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子打入晶圆的装置中，在不利用分步旋转注入而在晶圆面内有意地制作不均匀的二维离子注入量面内分布时，利用分别预先确定的方式使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联，而在晶圆面内制作同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布，与作为其他半导体制造工序的二维不均匀图案而经常产生的同心圆形状、偏心形状及椭圆形状对应。
在此，参考图13，概念性地说明如下方法，即：利用分别预先确定的方式使在本发明中使用的离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联来在晶圆面内实现同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。图13中，作为概念性说明，举例示出实现同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布的方法，但是在实现偏心形状、椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布时，在概念上也同样。
如已在图12中说明的那样，在将分别形成于横向和纵向的离子注入剂量分布重叠的情况下，及使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联来进行注入时而其关联未明确确定的情况下，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响、导致成为四边形状。就该四边形状而言，仅在利用分别预先确定的方式、使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联、而制作有意的不均匀二维离子注入量面内分布时，排除其影响，能够实现如图13所示那样的在晶圆面内连续且平滑的曲线形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。尤其如图13中概念性所示般，能够实现不会残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响的同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
另外，在此，参考图5，首先关于使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联、而在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11的离子注入方法，对其详细内容进行说明。如已在图4中说明的那样，当考虑注入于晶圆7的离子注入量时，为了便于理解，假设晶圆7正好静止，则只要相对考虑射束扫描速度和晶圆扫描速度即可，因此在图5中，也为了便于理解，假设晶圆7正好静止来图示。
本发明中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用将距晶圆中心的距离设为变量、将与其平方成比例的项与常数项的和或差(以下称为“2次函数型”)设为校正量、并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上使用相同的校正量分布之类的预先确定的方式，使射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量相互关联，从而在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11。
如已在图13中说明的那样，图5所示的同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11为连续且平滑的离子注入量面内分布。图5是示意地表示其等高线分布的图，并非表示以边界线为边界区分内部和外部的图。
另外，2次函数型的射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量可如图5所示那样使校正量在晶圆中央部变小，也可如图6所示那样使校正量在晶圆中央部变大。另外，在图5中，分别对应射束扫描区域、晶圆扫描区域而表示，关于射束扫描速度、晶圆扫描速度，表示它们的校正量分布的曲线其横轴为扫描区域、纵轴为扫描速度。这在后述的图6～图11中也相同。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，若利用2次函数型的校正量且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布，则能够在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11，对其理由进行说明。在此，将离子束扫描方向的平面座标设为X座标，将机械扫描方向的平面座标设为Y座标来进行说明，但是平面内的座标的选取方法不限于此，即使将离子束扫描方向的平面座标设为Y座标，将机械扫描方向的平面座标设为X座标，相同的讨论也成立。
可应用本发明的离子注入装置对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行控制，因此晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)，利用射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)，而以射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量的乘积I(x)×J(y)表示，利用该乘积能够导出后述的控制函数(或者特性函数)。另外，离子注入量面内分布D(x，y)作为晶圆X座标及晶圆Y座标的函数，与晶圆X座标及晶圆Y座标建立关联。此时，一般情况下，离子注入量面内分布D(x，y)不是距晶圆中心的距离的函数，因此不直接与距晶圆中心的距离建立关联。
在对离子束扫描方向的射束扫描速度及机械扫描方向的晶圆扫描速度进行控制、从而将分别形成于横向和纵向的离子注入剂量分布重叠的方法中，没有使各个校正量相互关联。因此，上述离子注入量面内分布D(x，y)如上述一般情况下的叙述那样，仅与晶圆X座标及晶圆Y座标建立关联，不直接与距晶圆中心的距离建立关联，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，导致成为四边形状。其结果，无法在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
为了在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布，将距晶圆中心的距离设为r时，离子注入量面内分布D(x，y)作为距晶圆中心的距离r的函数，需直接与距晶圆中心的距离r建立关联。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用2次函数型的校正量，并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布，也就是说，对射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)建立相互关联来提供以下校正量。即，I(x)＝A±Bx2、J(y)＝A±By2。其中，A、B为常数。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用2次函数型的校正量，并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布，此时，晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)被表示为D(x，y)＝(A±Bx2)×(A±By2)。若展开该公式并忽略微小项，则能够变形为D(x，y)＝A ×{A±B(x2+y2)}。其中，距晶圆中心的距离r与晶圆X座标及晶圆Y座标有r2＝x2+y2的关系，因此晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)能够变形为D(r)＝A ×{A±B(r2)}。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用2次函数型的校正量，并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布，此时数学上，离子注入量面内分布作为D(r)而成为距晶圆中心的距离r的函数，直接与距晶圆中心的距离r建立关联，因此能够在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
在此，参考图7，对使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联、而在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11的其他离子注入方法进行说明。本发明中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用将距晶圆中心的距离设为变量、将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差(以下称为“余弦型”)设为校正量、并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上使用相同的校正量分布之类的预先确定的方式，使射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量相互关联，从而在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11。
如已在图13中说明的那样，图7所示的同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11为连续且平滑的离子注入量面内分布。图7是示意地表示其等高线分布的图，并非表示以边界线为边界区分内部和外部的图。另外，余弦型的射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量可如图7所示那样使校正量在晶圆中央部变小，相反也可使校正量在晶圆中央部变大。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，若利用余弦型校正量、并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布，则能够在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布11，对其理由进行说明。余弦函数在数学上能够实施泰勒展开。泰勒展开的项数无限存在，但是余弦函数中的其主要项为展开第1项和第2项，除此的外的项可作为微小项而忽略。此时，能够设为余弦函数cos(ax)＝1-(ax)2/2这样的控制函数(或者特性函数)。
因此，在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用余弦型的校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布的情况，相当于对射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)建立相互关联来利用与所述2次函数型校正量非常相似的校正量分布的情况，与所述讨论同样，结果能够在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
利用本发明中所示的校正量以外的其他类型的校正量时，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，导致一定会残留四边形状的影响，因此无法在晶圆面内制作同心圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
基于本发明的离子注入方法中，通过在利用2次函数型的校正量时改变与其平方成比例的项的比例常数和常数项，在利用余弦型的校正量时改变与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数，由此在晶圆面内有意地制作的同心圆形状的不均匀二维离子注入量面内分布中，能够改变离子注入面内校正量强度。
通过以上，根据本发明，在对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的装置中，以校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性为目的，在对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立进行控制、不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入时，能够实现各向同性同心圆形状的离子注入量分布，以使在晶圆面内不存在离子注入量的角度方向依赖性。
接着，参考图8，对使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联、而在晶圆面内制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布12的离子注入方法进行说明。如已在图4中进行说明，考虑注入于晶圆7的离子注入量时，为了便于理解，假设晶圆7正好静止，则只要相对考虑射束扫描速度和晶圆扫描速度即可，因此在图8中，也为了便于理解，假设晶圆7正好静止来图示。
本发明中，利用在晶圆面内设定任意地点，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量来确定2次函数型的校正量，并且，利用在离子束扫描方向和机械扫描方向上使用与平方成比例的项的比例常数相同的校正量分布之类的预先确定的方式，使射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量相互关联，从而在晶圆面内制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布12。
如已在图13中进行概念性说明的那样，图8所示的偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布12为连续且平滑的离子注入量面内分布。图8是示意地表示其等高线分布的图，并非表示以边界线为边界区分内部和外部的图。
另外，射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量可如图8所示那样使校正量在偏心形状的中心变小，相反地，也可使校正量在偏心形状的中心变大。
另外，可代替确定2次函数型的校正量，而将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量来确定余弦型的校正量，并且，在离子束扫描方向和机械方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布。此时，就余弦型的射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量而言，可使校正量在偏心形状的中心变小，相反，也可使校正量在偏心形状的中心变大。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，若在晶圆面内设定任意地点，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，利用2次函数型或余弦型校正量，并且，当为2次函数型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数相同的校正量分布，当为余弦型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布，则能够在晶圆面内制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布12，对其理由进行说明。在此，将离子束扫描方向的平面座标设为X座标，将机械扫描方向的平面座标设为Y座标来进行说明，但是平面内的座标的选取方法不限于此，即使将离子束扫描方向的平面座标设为Y座标，将机械扫描方向的平面座标设为X座标，相同的讨论也成立。另外，为了便于说明，首先对2次函数型的情况进行说明。
如已说明的那样，可应用本发明的离子注入装置，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行控制，因此，晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)利用射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)，以射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量的乘积I(x)×J(y)表示。
在此，将在晶圆面内设定的任意地点设为(x0，y0)，将该设定的任意地点(x0，y0)设为偏心形状的中心，为了在其周围制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布，在将距该任意地点(x0，y0)的距离设为r时，离子注入量面内分布D(x，y)作为距该任意地点(x0，y0)的距离r的函数，需直接与距其任意地点(x0，y0)的距离r建立关联。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在晶圆面内设定任意地点，利用2次函数型的校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布，此时，对射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)建立相互关联来提供以下的校正量。即，I(x)＝A±B(x-x0)2、J(y)＝A±B(y-y0)2。其中，A、B为常数。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在晶圆面内设定任意地点(x0，y0)，利用2次函数型的校正量，并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点(x0，y0)的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布，此时，晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)表示为D(x，y)＝{A±B(x-x0)2}×{A±B(y-y0)2}。若展开该公式并忽略微小项，则能够变形为D(x，y)＝A ×(A±B((x-x0)2+(y-y0)2))。其中，距晶圆面内的任意地点(x0，y0)的距离r与晶圆X座标及晶圆Y座标有r2＝(x-x0)2+(y-y0)2的关系，因此晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)能够变形为D(r)＝A ×(A±B(r2))。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在晶圆面内设定任意地点、将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量而利用余弦型的校正量时，若泰勒展开余弦函数并将作为其主要项的展开第1项和第2项以外的项作为微小项忽略，则也能够展开与2次函数型校正量相同的讨论。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在晶圆面内设定任意地点，将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，利用2次函数型或余弦型校正量，并且，当为2次函数型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数相同的校正量分布，当为余弦型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布，此时，在数学上，离子注入量面内分布作为D(r)成为距晶圆面内的任意地点的距离r的函数，直接与距晶圆面内的任意地点的距离r建立关联，因此能够在晶圆面内制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
利用本发明所示的校正量以外的其他类型的校正量时，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，导致一定会残留四边形状的影响，因此无法在晶圆面内制作偏心形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
在基于本发明的离子注入方法中，通过在利用2次函数型的校正量时改变与其平方成比例的项的比例常数和常数项、在利用余弦型的校正量时改变与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数，由此在晶圆面内有意地制作的偏心圆形状的不均匀二维离子注入量面内分布中，能够改变离子注入面内校正量强度。
在基于本发明的离子注入方法中，偏心形状的中心位置能够设定于晶圆面内的任意地点。即，将离子束扫描方向的平面座标设为X座标、将机械扫描方向的平面座标设为Y座标时，能够如图8那样设定于X轴、Y轴以外，还能够如图9那样设定于X轴上，还能够如图10那样设定于Y轴上。
如以上，根据本发明，在对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的装置中，以校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性为目的，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行控制，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入，此时，在晶圆面内设定任意地点，在将其地点当做旋转中心时能够相对该旋转中心实现各向同性同心圆形状的离子注入量分布，即相对晶圆实现偏心形状的离子注入量分布，以使不存在离子注入量的距该地点的角度方向依赖性。
接着，参考图11，对使离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量相互关联，而在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布13的离子注入方法进行说明。如已在图4中说明的那样，考虑注入于晶圆7的离子注入量时，为了便于理解，假设晶圆7正好静止，则只要相对考虑射束扫描速度和晶圆扫描速度即可，因此在图11中，也为了便于理解，假设晶圆7正好静止来图示。
本发明中，利用将距晶圆中心的距离设为变量来确定2次函数型的校正量、并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上使用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布之类的预先确定的方式，使射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量相互关联，从而在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布13。
如已在图13中进行概念性说明那样，图11所示的椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布13为连续且平滑的离子注入量面内分布。图11是示意地表示其等高线分布的图，并非表示以边界线为边界区分内部和外部的图。
另外，射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量可如图11所示那样使校正量在晶圆中心变小，相反，也可使校正量在晶圆中心变大。
另外，可代替确定2次函数型的校正量、将距晶圆中心的距离设为变量来确定余弦型的校正量，并且在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆中心位置的距离成比例的项的比例常数不同的校正量分布。此时，就余弦型的射束扫描速度校正量及晶圆扫描速度校正量而言，可使校正量在晶圆中心变小，相反地，也可使校正量在晶圆中心变大。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，若将距晶圆中心的距离设为变量，利用2次函数型或余弦型校正量，并且，当为2次函数型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布，当为余弦型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的校正量分布，则能够在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布13，对其理由进行说明。在此，将离子束扫描方向的平面座标设为X座标，将机械扫描方向的平面座标设为Y座标来进行说明，但是平面内的座标的选取方法不限于此，即使将离子束扫描方向的平面座标设为Y座标，将机械扫描方向的平面座标设为X座标，相同的讨论也成立。另外，为了便于说明，首先对2次函数型的情况进行说明。
如已进行说明那样，可应用本发明的离子注入装置对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行控制，因此，晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)利用射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)，以射束扫描速度校正量和晶圆扫描速度校正量的乘积I(x)×J(y)表示。
为了在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布，离子注入量面内分布D(x，y)需满足椭圆形状的平面方程式。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用2次函数型的校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布，也就是说，对射束扫描速度校正量I(x)和晶圆扫描速度校正量J(y)建立相互关联来提供以下校正量。即，I(x)＝A±Bx2、J(y)＝A±Cy2。其中，A、B、C为常数。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，利用2次函数型的校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布，此时，晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)表示为D(x，y)＝(A±Bx2)×(A±Cy2)。若展开该公式并忽略微小项，则能够变形为D(x，y)＝A ×(A±(Bx2+Cy2))。其中，椭圆形状的平面方程式为Bx2+Cy2，因此可以说晶圆面内座标(x，y)上的离子注入量面内分布D(x，y)表示椭圆形状。
在基于本发明的离子注入方法中，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在将距晶圆中心的距离设为变量而利用余弦型校正量时，若泰勒展开余弦函数并将作为其主要项的展开第1项和第2项以外的项作为微小项忽略，则也能够展开与2次函数型校正量相同的讨论。
这样，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，利用2次函数型或余弦型校正量，并且，当为2次函数型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布，当为余弦型时，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的校正量分布，此时，在数学上，离子注入量面内分布D(x，y)能够将椭圆形状与平面方程式联系起来表示，因此能够在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
利用本发明中所示的校正量以外的其他类型的校正量时，在晶圆面内能够实现的离子注入量图案中残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，导致一定会残留四边形状的影响，因此无法在晶圆面内制作椭圆形状的有意的不均匀二维离子注入量面内分布。
在基于本发明的离子注入方法中，通过在利用2次函数型的校正量时改变与其平方成比例的项的比例常数和常数项，在利用余弦型的校正量时改变与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数，由此在晶圆面内有意地制作的椭圆形状的不均匀二维离子注入量面内分布中，能够改变离子注入面内校正量强度。
在基于本发明的离子注入方法中，在离子束扫描方向和机械扫描方向上设定的比例常数的大小关系并没有限定，因此椭圆形状的长轴方向也能够如图11所示那样设定于离子束扫描方向上，或者还能够设定于晶圆扫描方向。
如以上，通过本发明，在对离子束进行往返扫描且沿与射束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的装置中，以校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性为目的，在对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行控制、不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入时，能够在晶圆面内实现椭圆形状的离子注入量分布。
若总结以上，则通过本发明，在对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入装置中，能够不利用晶圆的分步旋转而有意地实现同心圆形状、偏心形状、椭圆形状的不均匀的二维离子注入量面内分布。
另外，上述实施例及实施例所附带的说明仅仅是实施例而非意图限定者，作为其他实施例，可考虑如下例子。
例如，在利用对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法的离子注入工序中，能够实现多个如下能够实现离子注入量的离子注入工序：各个离子注入工序中，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入，并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性时，不会残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，实现具有恒定的离子注入量面内校正量强度的各向同性同心圆形状的离子注入量分布。
具体而言，在上述离子注入工序中，能够实现如下离子注入工序，即：各个离子注入工序中，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入，并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性时，在相对于离子束的晶圆旋转角为0度至179度之间不同的多个离子注入工序中，将离子注入量面内分布的强度保持为相同的同时，在晶圆面内设定任意地点，将该地点当做旋转中心时，相对该旋转中心实现各向同性同心圆形状的离子注入量分布，以使不存在离子注入量的距该地点的角度方向依赖性。
此时，在晶圆旋转角方向上没有顺时针、逆时针的区别，始终能够实现实现各向同性同心圆形状的离子注入量分布的离子注入量。
另一方面，代替相对于离子束的晶圆旋转角在0度到179度之间，相对于离子束的晶圆旋转角在-179度到0度之间不同的多个离子注入工序中也可获得相同效果。
另外，在利用了对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法的离子注入工序中，能够实现如下能够实现离子注入量的离子注入工序，即：在各个离子注入工序中，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入，并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性时，不会残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，而实现具有偏心形状的离子注入量分布。
如已进行说明的那样，偏心形状的中心位置能够设定于晶圆面内的任意位置，并且，也可使其离子注入面内校正量强度在各个离子注入工序中恒定，因此若利用基于本发明的离子注入方法，则在利用了对离子束进行往返扫描且沿与离子束扫描方向大致正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆的离子注入方法的离子注入工序中，能够实现多个如下能够实现离子注入量的离子注入工序，即：在各个离子注入工序中，不利用晶圆的分步旋转而进行离子注入，并校正其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性时，不会残留离子束扫描方向及晶圆扫描方向的影响，实现具有恒定的离子注入面内校正量强度且在晶圆面内在空间上相同的位置具有偏心形状的中心的偏心形状的离子注入量分布。

Claims (24)

1.一种离子注入方法，将离子束往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆中，其特征在于，
利用规定速度校正量的各个控制函数，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
2.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量。
3.如权利要求2所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布。
4.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数。
5.如权利要求4所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的特性函数。
6.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的校正量分布。
7.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用相同的特性函数。
8.如权利要求1至7中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
所述各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布为，在晶圆面内不存在离子注入量的角度方向依赖性的各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
9.如权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，在晶圆面内设定任意地点，将该地点当做旋转中心，关于该旋转中心生成所述各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
10.如权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，
将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与上述变量的平方成比例的项的比例常数相同的校正量分布。
11.如权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，
将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将根据与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与上述变量的平方成比例的项的比例常数相同的特性函数。
12.如权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，
将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的校正量分布。
13.如权利要求9所述的离子注入方法，其特征在于，
关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，
将距所设定的晶圆面内的任意地点的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆面内的任意地点的距离成比例的项的比例常数相同的特性函数。
14.如权利要求1～7、9～13中的任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
不利用晶圆的分步旋转，而是以单一步骤进行目标离子注入。
15.如权利要求8所述的离子注入方法，其特征在于，
不利用晶圆的分步旋转，而是以单一步骤进行目标离子注入。
16.一种离子注入装置，将离子注入于晶圆中，具备将离子束往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆的控制系统，其特征在于，
所述控制系统利用规定速度校正量的各个控制函数，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
17.如权利要求16所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制系统在晶圆面内设定任意地点，将该地点当做旋转中心，关于该旋转中心生成所述各向同性同心圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
18.一种离子注入方法，将离子束往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆来将离子注入于晶圆中，其特征在于，
利用规定速度校正量的各个控制函数，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的椭圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
19.如权利要求18所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与上述变量的平方成比例的项的比例常数不同的校正量分布。
20.如权利要求18所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与上述变量的平方成比例的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与上述变量的平方成比例的项的比例常数不同的特性函数。
21.如权利要求18所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差设为校正量，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的校正量分布。
22.如权利要求18所述的离子注入方法，其特征在于，
当进行所述速度控制时，关于离子束扫描方向的射束扫描速度校正量和机械扫描方向的晶圆扫描速度校正量，将距晶圆中心的距离设为变量，将根据与该变量成比例的项的余弦函数值的项与常数项的和或差而制作出的特性函数用作所述控制函数，并且，在离子束扫描方向和机械扫描方向上利用与距晶圆中心的距离成比例的项的比例常数不同的特性函数。
23.如权利要求18～22中的任一项所述的离子注入方法，其特征在于，
不利用晶圆的分步旋转，而是以单一步骤进行目标离子注入。
24.一种离子注入装置，将离子注入于晶圆中，具备将离子束往返扫描且沿与离子束扫描方向正交的方向机械扫描晶圆的控制系统，其特征在于，
所述控制系统利用规定了速度校正量的各个控制函数，对离子束扫描方向的射束扫描速度和机械扫描方向的晶圆扫描速度同时且独立地进行速度控制，生成用于对其他半导体制造工序的晶圆面内不均匀性进行校正的椭圆形状的晶圆面内离子注入量分布。
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