CN112349573A - 离子注入装置及离子注入方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子注入装置及离子注入方法。控制装置保持多个注入处方，多个注入处方中的每一个包含晶片处理面内的二维不均匀剂量分布、根据在晶片处理面内在第2方向上不同的多个位置上的第1方向的多个一维剂量分布而规定的多个校正函数及将二维不均匀剂量分布与多个校正函数建立对应关联的相关信息。控制装置在新获取了二维不均匀剂量分布的目标值时，从多个注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。控制装置根据所确定的注入处方中所包含的多个校正函数及相关信息来改变第1方向的射束扫描速度及第2方向的晶片扫描速度，并向晶片处理面注入与目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。

Description

离子注入装置及离子注入方法
技术领域
本申请主张基于2019年8月7日申请的日本专利申请第2019-145226号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及一种离子注入装置及离子注入方法。
背景技术
在半导体器件制造工序中，为了改变半导体的导电性的目的、改变半导体的晶体结构的目的等而标准地实施向半导体晶片注入离子的工序(也称为离子注入工序)。在离子注入工序中使用的装置被称作离子注入装置。在离子注入工序中，有时要求特意使晶片处理面内的二维剂量分布不均匀的“不均匀注入”。例如，通过根据在晶片处理面内照射离子束的第1方向及第2方向的射束照射位置来改变第1方向的射束扫描速度及第2方向的晶片扫描速度，从而使用离子注入装置实现所期望的不均匀注入(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2017-69055号公报
上述不均匀注入例如是为了校正在离子注入工序以外的半导体器件制造工序中产生的半导体器件的特性的偏差而实施的，其能够大大有助于改善半导体器件的成品率。然而，作为目标值的二维不均匀剂量分布在每个晶片或每个批次中有可能不同，因此需要根据目标值个别地制作用于控制射束扫描速度及晶片扫描速度的数据组。并且，还需要使用所制作的数据组实际实施离子注入，测定形成于晶片面内的二维不均匀剂量分布，并根据测定值微调数据组。这种数据组的制作及调整复杂且花费劳力，因此对于离子注入装置的使用者而言，成为很大的负担，并且还导致离子注入装置的生产率的下降。
发明内容
本发明的一种方式的例示性目的之一在于提供一种减轻用于使用离子注入装置实现所期望的不均匀注入的使用者的负担，并提高离子注入装置的生产率的方法。
本发明的一种方式的离子注入装置具备：射束生成装置，生成离子束；射束扫描仪，使离子束沿第1方向往复扫描；压板驱动装置，一边保持晶片以使往复扫描的离子束照射到晶片处理面，一边使晶片沿与第1方向正交的第2方向往复扫描；及控制装置，根据在晶片处理面内照射离子束的第1方向及第2方向的射束照射位置来改变第1方向的射束扫描速度及第2方向的晶片扫描速度，以使所期望的二维不均匀剂量分布的离子注入到晶片处理面。控制装置保持多个注入处方(recipe)，多个注入处方中的每一个包含晶片处理面内的二维不均匀剂量分布、根据在晶片处理面内在第2方向上不同的多个位置上的第1方向的多个一维剂量分布而规定的多个校正函数及将二维不均匀剂量分布与多个校正函数建立对应关联的相关信息。控制装置在新获取了二维不均匀剂量分布的目标值时，从多个注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。控制装置根据所确定的注入处方中所包含的多个校正函数及相关信息来改变第1方向的射束扫描速度及第2方向的晶片扫描速度，并向晶片处理面注入与目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
本发明的另一种方式是使用一种方式的离子注入装置的离子注入方法。该方法具备：新获取晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的目标值；从多个注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方；及根据所确定的注入处方中所包含的多个校正函数及相关信息来改变第1方向的射束扫描速度及第2方向的晶片扫描速度，并向晶片处理面注入与目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
另外，将以上的构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表述在方法、装置、系统等之间相互替换的方式，也作为本发明的方式而有效。
发明效果
根据本发明，能够减轻用于使用离子注入装置实现所期望的不均匀注入的使用者的负担，并提高离子注入装置的生产率。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。
图2是表示图1的离子注入装置的概略结构的侧视图。
图3是表示图1的注入处理室内的概略结构的主视图。
图4是示意性地表示注入处方的数据结构的图。
图5(a)、(b)是示意性地表示二维剂量分布的图。
图6是表示校正函数文件及相关信息文件的一例的图。
图7是表示相关信息文件的一例的表。
图8是示意性地表示多步骤注入的图。
图9是示意性地表示控制装置的功能结构的框图。
图10是示意性地表示多个一维不均匀剂量分布的图。
图11是表示经标准化的多个初始函数的一例的图。
图12是表示聚合前及聚合后的函数的一例的图。
图13是表示实施方式所涉及的离子注入方法的流程的流程图。
图14是表示数据组的制作处理的流程的流程图。
图中：10-离子注入装置，32-射束扫描部，44-中心杯，50-压板驱动装置，60-控制装置，61-注入处理控制部，62-射束条件控制部，63-射束扫描控制部，64-压板控制部，65-注入处方管理部，66-存储部，67-检索部，68-重新制作部，69-模拟部，70-注入处方，73-二维不均匀剂量分布，74-格点，77-校正函数文件，78-相关信息文件，81-注入范围，82-非注入范围，B-离子束，W-晶片，WS-晶片处理面。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，在附图的说明中对相同要件标注相同符号，并适当地省略重复说明。并且，以下叙述的结构为例示，并不对本发明的范围进行任何限定。
在详细叙述实施方式之前说明概要。本实施方式是构成为向晶片注入所期望的二维不均匀剂量分布的离子的离子注入装置。例如，为了校正在离子注入工序以外的半导体器件制造工序中产生的半导体器件的特性的偏差而实施特意使晶片处理面内的二维剂量分布不均匀的“不均匀注入”。通过根据晶片处理面内的半导体器件的特性的偏差来特意改变剂量，能够大大改善半导体器件的成品率。这种不均匀注入是通过使第1方向(例如x方向)的射束扫描速度可变并且使第2方向(例如y方向)的晶片扫描速度可变来实现的。
用于控制射束扫描速度及晶片扫描速度的数据组需要根据作为目标值的二维不均匀剂量分布来个别地进行制作。并且，为了以高精度实现所意图的二维不均匀剂量分布，还需要使用所制作的数据组实际实施离子注入，测定形成于晶片面内的二维不均匀剂量分布，并根据测定值微调数据组。这种数据组的制作及调整复杂且花费劳力，因此对于离子注入装置的使用者而言，成为很大的负担，并且还导致离子注入装置的生产率的下降。另外，作为目标值的二维不均匀剂量分布根据应校正的半导体器件的特性的偏差而在每个晶片或每个批次中有可能不同，但对每个晶片或每个批次准备数据组并不容易。
因此，在本实施方式中，预先储存过去使用过的数据组，通过检索并再利用能够实现与目标值相似的二维不均匀剂量分布的数据组来省去重新制作数据组的劳力和时间。在此，“相似”是指根据规定的计算式等而决定的相似性的指标满足规定的条件。相反地，“不相似”是指根据规定的计算式等而决定的相似性的指标不满足规定的条件。并且，即使在未储存有能够实现相似的二维不均匀剂量分布的数据组的情况下，也能够通过自动制作数据组来减轻重新制作数据组的劳力和时间。通过如此减轻数据组的制作负担，能够对每个晶片或每个批次实施适当的不均匀注入。并且，由于能够减少用于制作及调整数据组的离子注入装置的运转时间，因此能够提高离子注入装置的生产率。
图1是概略地表示实施方式所涉及的离子注入装置10的俯视图，图2是表示离子注入装置10的概略结构的侧视图。离子注入装置10构成为对被处理物W的表面实施离子注入处理。被处理物W例如是基板，例如是半导体晶片。为了便于说明，在本说明书中有时将被处理物W称作晶片W，但这并不旨在将注入处理的对象限定于特定的物体。
离子注入装置10构成为通过使射束沿一方向往复扫描并使晶片W沿与扫描方向正交的方向往复运动而遍及晶片W的整个处理面照射离子束。在本说明书中，为了便于说明，将沿着设计上的射束线A前进的离子束的行进方向设为z方向，将与z方向垂直的面定义为xy面。当用离子束对被处理物W进行扫描时，将射束的扫描方向设为x方向，将与z方向及x方向垂直的方向设为y方向。因此，沿x方向进行射束的往复扫描，则沿y方向进行晶片W的往复运动。
离子注入装置10具备离子生成装置12、射束线装置14、注入处理室16及晶片传送装置18。离子生成装置12构成为向射束线装置14提供离子束。射束线装置14构成为从离子生成装置12向注入处理室16输送离子束。在注入处理室16中容纳成为注入对象的晶片W，并进行向晶片W照射从射束线装置14提供的离子束的注入处理。晶片传送装置18构成为将注入处理前的未处理晶片搬入注入处理室16，并将注入处理后的已处理晶片从注入处理室16搬出。离子注入装置10具备用于对离子生成装置12、射束线装置14、注入处理室16及晶片传送装置18提供所期望的真空环境的真空排气系统(未图示)。
射束线装置14在射束线A的上游侧依次具备质量分析部20、射束驻留装置24、射束整形部30、射束扫描部32、射束平行化部34及角能量过滤器(AEF；Angular Energy Filter)36。另外，射束线A的上游是指靠近离子生成装置12的一侧，射束线A的下游是指靠近注入处理室16(或射束阻挡器(beamstopper)46)的一侧。
质量分析部20设置于离子生成装置12的下游，并且构成为通过质量分析从引出自离子生成装置12的离子束中选择所需要的离子种类。质量分析部20具有质量分析磁铁21、质量分析透镜22及质量分析狭缝23。
质量分析磁铁21向从离子生成装置12引出的离子束施加磁场，并根据离子的质荷比M＝m/q(m为质量，q为电荷)的值使离子束以不同的路径偏转。质量分析磁铁21例如向离子束施加y方向(在图1及图2中为-y方向)的磁场而使离子束向x方向偏转。质量分析磁铁21的磁场强度被调整为使具有所期望的质荷比M的离子种类通过质量分析狭缝23。
质量分析透镜22设置于质量分析磁铁21的下游，并且构成为调整对离子束的收敛/发散力。质量分析透镜22调整通过质量分析狭缝23的离子束的射束行进方向(z方向)的收敛位置来调整质量分析部20的质量分辨率M/dM。另外，质量分析透镜22并不是必需的结构，质量分析部20也可以不设置质量分析透镜22。
质量分析狭缝23设置于质量分析透镜22的下游，并设置于远离质量分析透镜22的位置。质量分析狭缝23构成为使由质量分析磁铁21产生的射束偏转方向(x方向)成为狭缝宽度，并且具有x方向相对短且y方向相对长的形状的开口23a。
质量分析狭缝23也可以构成为狭缝宽度可变，以用于调整质量分辨率。质量分析狭缝23由能够沿狭缝宽度方向移动的两片屏蔽体构成，并且可以构成为能够通过改变两片屏蔽体的间隔来调整狭缝宽度。质量分析狭缝23也可以构成为通过切换为不同狭缝宽度的多个狭缝中的任一个而使狭缝宽度可变。
射束驻留装置24构成为使离子束从射束线A暂时退避，并屏蔽朝向下游的注入处理室16(或晶片W)的离子束。射束驻留装置24可以配置于射束线A中途的任意位置，例如可以配置于质量分析透镜22与质量分析狭缝23之间。质量分析透镜22与质量分析狭缝23之间需要一定的距离，因此在它们之间配置射束驻留装置24，由此与配置于其他位置的情况相比，能够缩短射束线A的长度，从而能够将整个离子注入装置10小型化。
射束驻留装置24具备一对驻留电极(park electrode)25(25a、25b)和射束收集器26。一对驻留电极25a、25b隔着射束线A而对置，并且在与质量分析磁铁21的射束偏转方向(x方向)正交的方向(y方向)上对置。射束收集器26设置于比驻留电极25a、25b更靠射束线A的下游侧，并且在驻留电极25a、25b的对置方向上远离射束线A而设置。
第1驻留电极25a配置于比射束线A更靠重力方向上侧，第2驻留电极25b配置于比射束线A更靠重力方向下侧。射束收集器26设置于比射束线A更向重力方向下侧远离的位置，并且配置于质量分析狭缝23的开口23a的重力方向下侧。射束收集器26例如由质量分析狭缝23的未形成有开口23a的部分构成。射束收集器26也可以与质量分析狭缝23分体而构成。
射束驻留装置24利用施加于一对驻留电极25a、25b之间的电场使离子束偏转，并使离子束从射束线A退避。例如，通过以第1驻留电极25a的电位为基准向第2驻留电极25b施加负电压，使离子束从射束线A向重力方向下方偏转并入射到射束收集器26。在图2中，用虚线示出朝向射束收集器26的离子束的轨迹。并且，射束驻留装置24通过将一对驻留电极25a、25b设为相同电位而使离子束沿着射束线A通向下游侧。射束驻留装置24构成为能够在使离子束通向下游侧的第1模式与使离子束入射到射束收集器26的第2模式之间切换来进行动作。
在质量分析狭缝23的下游设置有注入器法拉第杯28。注入器法拉第杯28构成为能够通过注入器驱动部29的动作在射束线A上取出放入。注入器驱动部29使注入器法拉第杯28沿与射束线A的延伸方向正交的方向(例如y方向)移动。注入器法拉第杯28在如图2的虚线所示配置于射束线A上时，切断朝向下游侧的离子束。另一方面，注入器法拉第杯28在如图2的实线所示从射束线A上卸下时，解除朝向下游侧的离子束的切断。
注入器法拉第杯28构成为测量由质量分析部20进行了质量分析的离子束的射束电流。注入器法拉第杯28能够通过一边改变质量分析磁铁21的磁场强度一边测定射束电流来测量离子束的质量分析光谱。使用所测量出的质量分析光谱，能够计算出质量分析部20的质量分辨率。
射束整形部30具备收敛/发散四极透镜(Q透镜)等收敛/发散装置，并且构成为将通过了质量分析部20的离子束整形为所期望的截面形状。射束整形部30例如由电场式的三重四极透镜(也称为三合(Triplet)Q透镜)构成，具有三个四极透镜30a、30b、30c。射束整形部30通过使用三个透镜装置30a～30c，能够对x方向及y方向分别独立地调整离子束的收敛或发散。射束整形部30可以包含磁场式的透镜装置，也可以包含利用电场和磁场双方对射束进行整形的透镜装置。
射束扫描部32构成为提供射束的往复扫描，是使经整形的离子束沿x方向扫描的射束偏转装置。射束扫描部32具有沿射束扫描方向(x方向)对置的扫描电极对。扫描电极对与可变电压电源(未图示)连接，通过周期性地改变施加于扫描电极对之间的电压来改变产生在电极之间的电场，从而使离子束以各种各样的角度偏转。其结果，离子束遍及x方向的整个扫描范围而进行扫描。在图1中，用箭头X例示出射束的扫描方向及扫描范围，用单点划线示出扫描范围内的离子束的多个轨迹。
射束平行化部34构成为使经扫描的离子束的行进方向与设计上的射束线A的轨道平行。射束平行化部34具有在y方向的中央部设置有离子束的通过狭缝的圆弧形状的多个平行化透镜电极。平行化透镜电极与高压电源(未图示)连接，并且使通过施加电压而产生的电场作用于离子束而使离子束的行进方向平行地对齐。另外，射束平行化部34也可以由其他射束平行化装置替换，射束平行化装置也可以作为利用磁场的磁铁装置而构成。
在射束平行化部34的下游可以设置用于对离子束进行加速或减速的AD(Accel/Decel)柱(未图示)。
角能量过滤器(AEF)36构成为分析离子束的能量，并使所需要的能量的离子向下方偏转而引向注入处理室16。角能量过滤器36具有电场偏转用AEF电极对。AEF电极对与高压电源(未图示)连接。在图2中，通过向上侧的AEF电极施加正电压并向下侧的AEF电极施加负电压而使离子束向下方偏转。另外，角能量过滤器36可以由磁场偏转用磁铁装置构成，也可以由电场偏转用AEF电极对与磁铁装置的组合构成。
如此，射束线装置14将应照射到晶片W的离子束供给到注入处理室16。
注入处理室16从射束线A的上游侧依次具备能量狭缝38、等离子体淋浴装置40、侧杯(side cup)42、中心杯(center cup)44及射束阻挡器46。如图2所示，注入处理室16具备保持一片或多片晶片W的压板驱动装置50。
能量狭缝38设置于角能量过滤器36的下游侧，并且与角能量过滤器36一起进行入射到晶片W的离子束的能量分析。能量狭缝38是由在射束扫描方向(x方向)上横长的狭缝构成的能量限制狭缝(EDS；Energy Defining Slit)。能量狭缝38使所期望的能量值或能量范围的离子束朝向晶片W通过并屏蔽除此以外的离子束。
等离子体淋浴装置40位于能量狭缝38的下游侧。等离子体淋浴装置40根据离子束的射束电流量向离子束及晶片W的表面(晶片处理面)供给低能量电子，并抑制在离子注入中产生的晶片处理面的正电荷的充电。等离子体淋浴装置40例如包含离子束所通过的淋浴管和向淋浴管内供给电子的等离子体产生装置。
侧杯42(42R、42L)构成为在向晶片W的离子注入处理中测定离子束的射束电流。如图2所示，侧杯42R、42L配置为相对于配置于射束线A上的晶片W向左右(x方向)偏离，并且配置于在离子注入时不隔断朝向晶片W的离子束的位置。由于离子束超过晶片W所在的范围而沿x方向扫描，因此即使在离子注入时也会有扫描的射束的一部分入射到侧杯42R、42L。由此，通过侧杯42R、42L测量离子注入处理中的射束电流量。
中心杯44构成为测定晶片处理面上的射束电流。中心杯44构成为能够通过驱动部45的动作进行移动，在离子注入时从晶片W所在的注入位置退避，在晶片W不在注入位置时插入到注入位置。中心杯44通过一边沿x方向移动一边测定射束电流，能够遍及x方向的整个射束扫描范围而测定射束电流。中心杯44可以形成为多个法拉第杯沿x方向排列的阵列状，以便能够同时测量射束扫描方向(x方向)的多个位置上的射束电流。
侧杯42及中心杯44中的至少一个可以具有用于测定射束电流量的单一的法拉第杯，也可以具备用于测定射束的角度信息的角度测量器。角度测量器例如具备狭缝和在射束行进方向(z方向)上远离狭缝而设置的多个电流检测部。角度测量器例如由沿狭缝宽度方向排列的多个电流检测部测量通过了狭缝的射束，由此能够测定狭缝宽度方向的射束的角度分量。侧杯42及中心杯44中的至少一个也可以具备能够测定x方向的角度信息的第1角度测定器和能够测定y方向的角度信息的第2角度测定器。
压板驱动装置50包含晶片保持装置52、往复运动机构54、扭转角调整机构56及倾斜角调整机构58。晶片保持装置52包含用于保持晶片W的静电吸盘等。往复运动机构54通过使晶片保持装置52沿与射束扫描方向(x方向)正交的往复运动方向(y方向)往复运动而使保持于晶片保持装置52的晶片沿y方向往复运动。在图2中，用箭头Y例示出晶片W的往复运动。
扭转角调整机构56是调整晶片W的旋转角的机构，通过使晶片W以晶片处理面的法线为轴进行旋转来调整设置于晶片的外周部的对准标记与基准位置之间的扭转角。在此，晶片的对准标记是指设置于晶片的外周部的凹口或定向平面，并且是指成为晶片的晶轴方向或晶片的周向的角度位置的基准的标记。扭转角调整机构56设置于晶片保持装置52与往复运动机构54之间，并且与晶片保持装置52一起往复运动。
倾斜角调整机构58是调整晶片W的倾斜度的机构，调整朝向晶片处理面的离子束的行进方向与晶片处理面的法线之间的倾斜角。在本实施方式中，在晶片W的倾斜角中，将以x方向的轴为旋转的中心轴的角度调整为倾斜角。倾斜角调整机构58设置于往复运动机构54与注入处理室16的内壁之间，并且构成为通过使包含往复运动机构54的整个压板驱动装置50向R方向旋转来调整晶片W的倾斜角。
压板驱动装置50保持晶片W，以使晶片W能够在离子束照射到晶片W的注入位置与在与晶片传送装置18之间搬入或搬出晶片W的传送位置之间移动。图2示出晶片W位于注入位置的状态，压板驱动装置50保持晶片W，以使射束线A与晶片W交叉。晶片W的传送位置对应于利用设置于晶片传送装置18的传送机构或传送机械手通过传送口48搬入或搬出晶片W时的晶片保持装置52的位置。
射束阻挡器46设置于射束线A的最下游，例如安装于注入处理室16的内壁。当在射束线A上不存在晶片W时，离子束入射到射束阻挡器46。射束阻挡器46位于连接注入处理室16与晶片传送装置18之间的传送口48附近，并且设置于比传送口48更靠铅垂下方的位置。
离子注入装置10具备控制装置60。控制装置60控制离子注入装置10的整个动作。控制装置60在硬件方面由以计算机的CPU或存储器为首的元件或机械装置来实现，在软件方面由计算机程序等来实现。由控制装置60提供的各种功能能够通过硬件及软件的协作来实现。
图3是表示图1的注入处理室16内的概略结构的主视图，从正面观察照射离子束B的晶片W的处理面WS。如箭头X所示，离子束B沿第1方向(x方向)往复扫描，并作为沿x方向往复扫描的扫描射束SB入射到晶片W。晶片W保持于压板驱动装置50，如箭头Y所示，沿第2方向(y方向)往复扫描。在图3中，关于通过压板驱动装置50的动作而沿y方向往复扫描的晶片W，用虚线图示出最上位置的晶片W1和最下位置的晶片W2。并且，用细实线示出在注入工序中使扫描射束SB入射到晶片处理面WS而注入离子的注入位置C。
离子束B遍及包含晶片W所在的注入范围C1和比注入范围C1更靠外侧的监视范围C2L、C2R的照射范围C3而往复扫描。在左右监视范围C2L、C2R分别配置有左右侧杯42L、42R。左右侧杯42L、42R能够测定在注入工序中过扫描至监视范围C2L、C2R的离子束B。注入位置C的x方向的位置与注入范围C1一致。注入位置C的y方向的位置与离子束B或扫描射束SB的y方向的位置一致。注入位置C的z方向的位置与晶片处理面WS的z方向的位置一致。
中心杯44在注入工序中退避到比照射范围C3更靠外侧的非照射范围C4R。在图示的结构中，驱动部45配置于右侧，在注入工序中，中心杯44退避到右侧的非照射范围C4R。另外，在驱动部45配置于左侧的结构中，在注入工序中，中心杯44也可以退避到左侧的非照射范围C4L。
中心杯44在注入工序之前执行的准备工序中配置于注入范围C1，并且测定注入范围C1中的离子束B的射束电流。中心杯44在注入范围C1中一边向x方向移动一边测定射束电流，并且测定扫描射束SB的x方向的射束电流密度分布。
图4是示意性地表示注入处方70的数据结构的图。控制装置60按照注入处方控制离子注入工序。注入处方70包含基本设定数据71和详细设定数据72。基本设定数据71规定必须设定的注入条件。基本设定数据71例如包含1)离子种类、2)射束能量、3)射束电流、4)射束尺寸、5)晶片倾斜角、6)晶片扭转角及7)平均剂量的设定数据。平均剂量表示应注入到晶片处理面的剂量分布的面内平均值。
当执行特意使应注入到晶片处理面的离子的剂量分布不均匀的“不均匀注入”时，设定详细设定数据72。当执行使晶片处理面内的二维剂量分布成为恒定值的“均匀注入”时，可以不设定详细设定数据72。详细设定数据72包含8)二维剂量分布及9)校正数据组。二维剂量分布例如是当实施了不均匀注入时在晶片处理面WS内实现的二维不均匀剂量分布的实际值。校正数据组用于对基于射束扫描部32的第1方向(x方向)的射束扫描速度和基于压板驱动装置50的第2方向(y方向)的晶片扫描速度进行可变控制。校正数据组包含用于实现二维不均匀剂量分布的校正函数文件及相关信息文件。
图5(a)、(b)是示意性地表示二维不均匀剂量分布73的图。图5(a)表示在圆形的晶片处理面WS内不均匀地设定的二维剂量分布，利用晶片处理面WS内的区域74a、74b、74c、74d的深浅来示出剂量的大小。在图示的例子中，第1区域74a的剂量最大，第4区域74d的剂量最小。二维不均匀剂量分布73将保持于压板驱动装置50的晶片W的朝向规定为基准。具体而言，将晶片W配置于压板驱动装置50时的射束扫描方向(第1方向或x方向)和晶片扫描方向(第2方向或y方向)规定为基准，以便成为在基本设定数据71中规定的晶片扭转角。在图示的例子中，从晶片W的中心O朝向对准标记WM的方向成为+y方向，但对准标记WM的位置有可能根据晶片扭转角而不同。
图5(b)示意性地表示用于定义二维不均匀剂量分布73的多个格点75。多个格点75例如在晶片处理面WS上等间隔设定。例如，由将多个格点75中的每一个的位置坐标与多个格点75中的每一个上的剂量建立对应关联的数据来定义二维不均匀剂量分布73。例如，在直径为300mm的晶片的情况下，设定以晶片处理面WS的中心O为原点的31×31的格点75，相邻的格点75的间隔d1为10mm。多个格点75的间隔d1被设定为小于离子束B的射束尺寸。离子束B的射束尺寸的一例为20mm～30mm左右。
图6是表示校正函数文件77及相关信息文件78的一例的图。校正函数文件77定义根据第1方向(x方向)的一维不均匀剂量分布而规定的校正函数h(x)。对一个二维不均匀剂量分布73定义有多个校正函数文件77，在图示的例子中，定义有6个校正函数文件77A、77B、77C、77D、77E、77F。多个校正函数文件77A～77F中的每一个的校正函数h(x)的形状互不相同。关于多个校正函数文件77A～77F的数量，例如对一个二维不均匀剂量分布73定义有5个～10个左右。
相关信息文件78定义将二维不均匀剂量分布73与多个校正函数文件77建立对应关联的相关信息。晶片处理面WS在第2方向(y方向)上被分割为多个分割区域76_1～76_31(也统称为分割区域76)，多个校正函数文件77A～77F中的任一个与多个分割区域76中的每一个建立有对应关联。多个分割区域76的y方向的分割宽度d2与格点75的间隔d1相同，例如为10mm。多个分割区域76中的每一个的y方向的中心位置能够对应于格点75的位置。多个分割区域76的y方向的分割宽度d2被设定为小于离子束的射束尺寸(例如20mm～30mm)。
多个校正函数文件77的个数少于多个分割区域76的个数。因此，至少一个校正函数文件77与多个分割区域76建立有对应关联。换言之，对多个分割区域76共同使用在一个校正函数文件77中规定的校正函数h(x)。校正函数h(x)进行了标准化，以便能够利用于多个分割区域76中，例如被定义为使校正函数h(x)的最大值、平均值或在第1方向上的积分值成为规定值。在相关信息文件78中保持多个分割区域76中的每一个的一维不均匀剂量分布D(x)与对应于D(x)的校正函数h(x)的比率来作为校正系数k。多个分割区域76中的每一个的一维不均匀剂量分布D(x)对应于校正函数h(x)乘以校正系数k的k·h(x)。校正系数k的值具有在相对高剂量的分割区域76中增大、在相对低剂量的分割区域76中减小的倾向。校正系数k用于控制第2方向(y方向)的晶片扫描速度。
图7是表示相关信息文件78的一例的表。相关信息文件78对识别多个分割区域76的区域号“1”～“31”中的每一个规定晶片处理面WS所存在的x方向及y方向的范围、识别校正函数文件77的号码A～F及校正系数k的值。由于晶片处理面WS是圆形，因此越远离晶片处理面WS的中心O，晶片处理面WS所存在的x方向的范围变得越小。例如，在区域号“1”中，仅在相对于晶片处理面WS的中心O为±20mm的范围内存在晶片处理面WS，在比其外侧的范围内不存在晶片处理面WS。另一方面，在与晶片处理面WS的中心O相对应的区域号“16”中，在与晶片处理面WS的直径相当的±150mm的整个范围内存在晶片处理面WS。在图示的例子中，多个分割区域76中的每一个的y方向的宽度为恒定值(10mm)，但多个分割区域76中的每一个的y方向的宽度也可以在每个区域中不同。
图8是示意性地表示多步骤注入的图。当实施不均匀注入时，有时在固定以晶片W的对准标记WM为基准的二维不均匀剂量分布的状态下实施改变晶片扭转角而实施多次离子注入的“多步骤注入”。若改变晶片扭转角，则以离子注入装置10的坐标系为基准的二维不均匀剂量分布也会一起旋转。图8示出将晶片扭转角每次旋转90度而实施4次离子注入的情况。第1二维不均匀剂量分布73a与上述图5(a)的二维不均匀剂量分布73相同。第2二维不均匀剂量分布73b是将第1二维不均匀剂量分布73a顺时针旋转90度而得到的。同样地，第3二维不均匀剂量分布73c是将第2二维不均匀剂量分布73b顺时针旋转90度而得到的，第4二维不均匀剂量分布73d是将第3二维不均匀剂量分布73c顺时针旋转90度而得到的。从离子注入装置10的x方向及y方向的坐标系观察，多步骤注入中的多个二维不均匀剂量分布73a～73d中的每一个具有不同的形状。因此，在多步骤注入中，对多个二维不均匀剂量分布73a～73d中的每一个规定校正数据组。当实施4次步骤注入时，在注入处方70中包含与4次注入工序相对应的4个详细设定数据72。
图9是示意性地表示控制装置60的功能结构的框图。控制装置60具备注入处理控制部61及注入处方管理部65。注入处理控制部61根据注入处方70来控制离子注入装置10的动作，并实现基于注入处方70的注入工序。注入处方管理部65管理用于注入工序中的注入处方70。
注入处理控制部61包含射束条件控制部62、射束扫描控制部63及压板控制部64。射束条件控制部62控制在注入处方中规定的1)离子种类、2)射束能量、3)射束电流及4)射束尺寸。射束扫描控制部63按照校正函数文件控制射束扫描速度。压板控制部64控制在注入处方中规定的5)晶片倾斜角及6)晶片扭转角，并且按照相关信息文件控制晶片扫描速度。通过根据在晶片处理面WS内照射离子束的第1方向及第2方向的射束照射位置来适当地控制射束扫描速度和晶片扫描速度，可实现8)二维不均匀剂量分布。注入处理控制部61通过调整向晶片处理面WS照射离子束的注入时间来控制7)平均剂量。
射束条件控制部62通过调整离子生成装置12的气体种类或引出电压、质量分析部20的磁场强度等来控制离子束的离子种类。射束条件控制部62通过调整离子生成装置12的引出电压、射束平行化部34的施加电压、AD柱的施加电压、角能量过滤器36的施加电压等来控制离子束的射束能量。射束条件控制部62通过调整如离子生成装置12的气体量、电弧电流、电弧电压、源磁电流之类的各种参数或质量分析狭缝23的开口宽度等来控制离子束的射束电流。射束条件控制部62通过调整射束整形部30中所包含的收敛/发散装置的动作参数等来控制入射到晶片处理面WS的离子束的射束尺寸。
射束扫描控制部63根据校正函数文件77来生成用于指定施加于射束扫描部32的扫描电极对的扫描电压的扫描电压参数。通过射束扫描部32实现的射束扫描速度vB与施加于扫描电极对的控制电压V相对于时间t的变化率dV/dt大致成正比。当使射束扫描方向(第1方向或x方向)的一维剂量分布均匀时，以使控制电压的时间变化率dV/dt恒定的方式规定扫描电压参数。当使射束扫描方向的(第1方向或x方向)的一维剂量分布不均匀时，以控制电压的时间变化率dV/dt根据射束扫描方向的位置而变化的方式规定扫描电压参数。具体而言，对于设为相对高剂量的部位，减小控制电压的时间变化率dV/dt，以使射束扫描速度vB变慢。相反地，对于设为相对低剂量的部位，增大控制电压的时间变化率dV/dt，以使射束扫描速度vB变快。例如，与x方向的位置相对应的射束扫描速度vB(x)被设定为与表示一维不均匀剂量分布的校正函数h(x)的倒数1/h(x)成正比。即，射束扫描速度vB(x)与表示一维不均匀剂量分布的校正函数h(x)成反比。
压板控制部64根据相关信息文件78来生成用于指定往复运动机构54的往复运动速度即晶片扫描速度vW的速度参数。当使晶片扫描方向(第2方向或y方向)的剂量分布均匀时，以使晶片扫描速度vW恒定的方式规定速度参数。另一方面，当使晶片扫描方向(第2方向或y方向)的剂量分布不均匀时，以晶片扫描速度vW(y)根据晶片扫描方向的位置而变化的方式规定速度参数。具体而言，以对于设为相对高剂量的部位，晶片扫描速度vW(y)变慢，对于设为相对低剂量的部位，晶片扫描速度vW(y)变快的方式规定速度参数。例如，与y方向的位置相对应的晶片扫描速度vW(y)被设定为与在相关信息文件78中规定的多个分割区域76中的每一个的校正系数k的倒数1/k成正比。即，与y方向的位置相对应的晶片扫描速度vW(y)和与y方向的位置相对应的校正系数k成反比。
注入处方管理部65包含存储部66、检索部67、重新制作部68及模拟部69。存储部66存储过去的注入工序中所使用的注入处方。存储部66例如是内置于控制装置60中的存储器或硬盘等内部存储装置。存储部66可以构成为读取存储在设置于控制装置60的外部的服务器等外部存储装置中的注入处方并临时存储注入处方。
检索部67从存储于存储部66的注入处方中检索与使用者所指定的注入处方相似的注入处方。检索部67通过检索与指定将要实施的注入工序的各种条件的注入处方相似的注入处方来从过去的注入处方中确定能够沿用的注入处方。通过沿用过去的注入处方，能够省去重新制作注入处方所需要的劳力和时间。
当通过检索部67的检索未找到相似的注入处方时，重新制作部68制作用于实现使用者所指定的注入条件的新的注入处方。模拟部69通过对按照重新制作部68所制作的新的注入处方实施的注入工序进行模拟来验证能否实现使用者所指定的注入条件。重新制作部68通过根据模拟部69的模拟结果修正注入处方来制作能够以高精度实现所期望的注入条件的注入处方。
存储部66可以存储包含二维不均匀剂量分布的目标值和实际值双方的注入处方来作为用于实现不均匀注入的注入处方。二维不均匀剂量分布的目标值是由使用者指定的二维不均匀剂量分布，并且是成为用于制作校正数据组的基础的二维不均匀剂量分布。二维不均匀剂量分布的实际值是在按照注入处方中所包含的校正数据组向晶片处理面WS注入了离子时在晶片处理面WS内实际实现的二维不均匀剂量分布。二维不均匀剂量分布的实际值例如是通过测定离子注入后的晶片处理面WS上的剂量的面内分布而得到的实测值。
存储部66可以存储模拟了按照校正数据组的不均匀注入时的晶片处理面WS内的剂量的推断值来作为二维不均匀剂量分布的实际值。例如，通过模拟部69执行不均匀注入的模拟。模拟部69模拟按照校正数据组使射束扫描部32及压板驱动装置50动作时的不均匀注入，并推断注入到晶片处理面WS内的离子的二维剂量分布。
存储部66可以仅存储在离子注入装置10中实际使用过的注入处方。存储部66也可以存储在离子注入装置10中实际未使用过的注入处方。存储部66也可以存储虽然在实际的离子注入处理中未使用，但由重新制作部68重新制作并且仅通过模拟部69执行了模拟的注入处方。存储部66也可以存储在其他离子注入装置中实际使用过的注入处方，也可以存储在其他离子注入装置中重新制作并进行了模拟的注入处方。
当新获取了用于实施不均匀注入的二维不均匀剂量分布的目标值时，检索部67从过去的注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。检索部67例如检索存储于存储部66的注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布的实际值，并确定与新的目标值相似的实际值。检索部67也可以将注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布的基于模拟的推断值作为检索对象，也可以将注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布的目标值作为检索对象。
检索部67通过比较如图5(b)所示的多个格点75中的每一个上的剂量来评价二维不均匀剂量分布的相似性。例如，当多个格点75的剂量之差的标准偏差为规定的基准值以下时，检索部67判定为所比较的二维不均匀剂量分布相似。检索部67也可以根据其他方法来评价二维不均匀剂量分布的相似性，也可以使用余弦相似度、皮尔森相关等相关系数或欧几里德距离、马氏距离、切比雪夫距离等距离度量(distance metric)。
检索部67可以将新获取的二维不均匀剂量分布的目标值转换为能够比较的数据形式来作为检索相似的二维不均匀剂量分布之前的准备处理。当新获取的二维不均匀剂量分布的目标值不是规定如图5(b)所示的多个格点75上的剂量的数据形式时，检索部67可以将其转换为规定多个格点75上的剂量的数据形式。
检索部67可以将注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布以外的注入条件用作检索条件。例如，可以确定在注入处方中规定的1)离子种类、2)射束能量、3)射束电流、4)射束尺寸之类的射束条件中的至少一个一致或相似的注入处方。在该情况下，可以与二维不均匀剂量分布的新的目标值一起获取射束条件中的至少一个，并从与所获取的至少一个射束条件相对应的注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
检索部67可以根据新获取的二维不均匀剂量分布的目标值来决定射束条件中的至少一个。例如，检索部67可以决定用于实现二维不均匀剂量分布的目标值所需要的射束电流或射束尺寸的限制条件。检索部67也可以从与所决定的至少一个射束条件一致或相似的注入处方中确定包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
检索部67可以将检索结果显示于显示器。检索部67可以将表示新获取的二维不均匀剂量的目标值的第1图像和表示与目标值相似的二维不均匀剂量分布的第2图像显示于显示器，使得使用者能够对第1图像与第2图像进行比较验证。检索部67也可以生成表示第1图像与第2图像的差的差分图像并显示于显示器。检索部67也可以将评价第1图像与第2图像的相似度的指标显示于显示器，也可以将标准偏差或相关系数、距离度量等表示相似性的指标的值显示于显示器。
检索部67可以确定多个包含与新获取的目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。检索部67也可以将所确定的多个注入处方显示于显示器，使得使用者能够选择所显示的注入处方中的任一个。检索部67也可以将所确定的多个注入处方以相似度的大小的顺序排序显示。
重新制作部68自动制作用于实现与新获取的目标值相似的二维不均匀剂量分布的校正数据组。重新制作部68沿y方向分割作为目标值的二维不均匀剂量分布，并将其转换为多个分割区域中的每一个中的一维不均匀剂量分布D(x)。重新制作部68对多个分割区域中的每一个中的一维不均匀剂量分布D(x)进行标准化而生成多个初始函数f(x)。重新制作部68对多个初始函数中彼此相似的函数进行初始聚合而生成个数比多个初始函数的个数少的多个聚合函数g(x)。模拟部69模拟基于所生成的多个聚合函数g(x)的离子注入，并计算出晶片处理面WS内的二维不均匀剂量分布的推断值。重新制作部68通过修正多个聚合函数g(x)以使所计算出的推断值与目标值相似，由此生成多个校正函数h(x)。
图10是表示多个一维不均匀剂量分布D(x)的一例的图。与图6同样地，沿y方向分割晶片处理面WS而设定多个分割区域86。将成为晶片处理面WS内的目标值的二维不均匀剂量分布83转换为多个分割区域86中的每一个中的一维不均匀剂量分布D(x)。设定于多个分割区域86中的每一个中的一维不均匀剂量分布D(x)表示在晶片处理面WS内在第2方向(y方向)上不同的多个位置上的第1方向(x方向)的一维剂量分布。
在图10中，将晶片处理面WS分割为31个分割区域86，并且例示出第1个分割区域86a、第4个分割区域86b、第8个分割区域86c、第12个分割区域86d、第16个分割区域86e、第20个分割区域86f中的一维不均匀剂量分布D(x)。在图示的例子中，对应于31个分割区域86而生成31个一维不均匀剂量分布D(x)。多个分割区域86的分割宽度d3被设定为小于离子束B的射束尺寸，例如被设定为10mm。
对多个分割区域86中的每一个设定晶片处理面WS所在的注入范围81。注入范围81与设定于图7的相关信息文件的X范围相同。对多个分割区域86的每一个能够设定晶片处理面WS不在其中的非注入范围82。非注入范围82是注入范围81的外侧的范围，并且是设定于图7的相关信息文件的X范围以外的范围。注入范围81及非注入范围82有可能根据晶片处理面WS内的第2方向(y方向)的位置上的晶片处理面WS的第1方向(x方向)大小而不同。另外，当整个分割区域86成为注入范围81时，也可以不对该分割区域86设定非注入范围82。在图10的例子中，在分割区域86d～86f中仅设定有注入范围81，而未设定非注入范围82。另一方面，在分割区域86a～86c中设定有注入范围81及非注入范围82双方。
图11是表示经标准化的多个初始函数f(x)的一例的图。多个初始函数f(x)是对多个分割区域86中的每一个所生成的，并且是通过对多个一维不均匀剂量分布D(x)进行标准化而生成的。例如，对应于31个分割区域86而生成31个初始函数f(x)。在图11中示出在与图10相同的6个分割区域86a～86f中生成的初始函数f(x)。
初始函数f(x)是与成为基础的一维不均匀剂量分布D(x)成正比的函数。一维不均匀剂量分布D(x)和初始函数f(x)的比例系数相当于上述校正系数k，并且D(x)＝k·f(x)的关系成立。对于多个分割区域86中的每一个，校正系数k的值有可能不同。在生成初始函数f(x)时决定校正系数k的值。
初始函数f(x)被设定为使初始函数f(x)的最大值、平均值或将初始函数f(x)在第1方向(x方向)上进行积分而得到的积分值成为规定值。初始函数f(x)例如被规定为使注入范围81中的初始函数f(x)的平均值成为规定值f0。例如，若将注入范围81的范围设为(x1≤x≤x2)，则初始函数f(x)被设定为注入范围81中的初始函数的积分值∫f(x)dx与f0·(x2-x1)的值相等。即，初始函数f(x)被设定为下式(1)成立。
[数学式1]
Figure BDA0002598126990000191
接着，将多个初始函数f(x)中彼此相似的函数聚合而生成个数比多个初始函数f(x)的个数少的多个聚合函数g(x)。若举出一例，则通过将31个初始函数f(x)聚合而生成5个～10个左右的聚合函数g(x)。重新制作部68制作列出了作为聚合对象的初始函数f(x)的函数列表，并选择函数列表中所包含的多个函数中相似性最高的两个函数fA(x)及fB(x)。重新制作部68通过对所选择的两个函数fA(x)及fB(x)进行平均化而生成新的函数(也称为聚合函数g(x))。重新制作部68从函数列表中删除所选择的两个函数fA(x)及fB(x)，并将新生成的聚合函数g(x)登记在函数列表中。由此，登记在函数列表中的函数的个数减少一个。
重新制作部68通过反复执行函数列表中所包含的函数的聚合而使登记在函数列表中的函数的个数逐渐减少。在第2次以后的聚合处理中，有可能存在将初始函数f(x)和初始函数f(x)聚合的情况、将初始函数f(x)和聚合函数g(x)聚合的情况、将聚合函数g(x)和聚合函数g(x)聚合的情况。聚合处理反复进行至满足规定条件。聚合处理执行至例如函数列表中所包含的函数的个数成为规定数以下(例如10个)、或者彼此相似的函数不再包含于函数列表中。在最终的函数列表中包含多个聚合函数g(x)。在最终的函数列表中还有可能包含从未进行聚合处理的初始函数f(x)。最终剩下的函数的个数可以为初始函数的个数的一半以下。
重新制作部68计算表示函数列表中所包含的多个函数中任意两个函数的相似性的指标，并确定相似性成为最高的两个函数的组合。重新制作部68可以根据任意两个函数f1(x)及f2(x)的差f1(x)-f2(x)的标准偏差来评价相似性，也可以根据两个函数f1(x)及f2(x)的距离度量α来评价相似性。距离度量α例如由下式(2)表示。
[数学式2]
Figure BDA0002598126990000201
图12是表示聚合前及聚合后的函数的一例的图，示出聚合前的两个初始函数f1(x)、f2(x)和聚合后的聚合函数g(x)。当评价两个函数f1(x)、f2(x)的相似性时，重新制作部68可以根据两个函数f1(x)、f2(x)的注入范围81重叠的范围的函数形状来评价相似性。如图所示，当第2函数f2(x)的注入范围81(x21≤x≤x22)小于第1函数f1(x)的注入范围81(x11≤x≤x12)时，即，当x11＜x21且x22＜x12时，可以在第2函数f2(x)的注入范围81(x21≤x≤x22)中评价两个函数f1(x)、f2(x)的相似性。具体而言，可以在第2函数f2(x)的注入范围81(x21≤x≤x22)中计算两个函数f1(x)及f2(x)的距离函数α，并根据所计算出的值来评价两个函数f1(x)及f2(x)的相似性。
当将相似的两个函数f1(x)、f2(x)聚合时，重新制作部68可以在两个函数f1(x)、f2(x)的注入范围81重叠的范围内对两者进行平均化，在注入范围81不重叠的范围内则仅采用其中一个函数的值。如图所示，关于两个函数f1(x)、f2(x)的注入范围81重叠的范围(x21≤x≤x22)，将聚合函数g(x)的值设为两个函数的平均值[f1(x)+f2(x)]/2。另一方面，关于两个函数f1(x)、f2(x)的注入范围81不重叠的范围，更具体而言，关于第1函数f1(x)的注入范围81且第2函数f2(x)的非注入范围82(即，x11≤x＜x21、x22＜x≤x12)，将聚合函数g(x)的值设为第1函数f1(x)的值。以这种方式，将两个函数f1(x)、f2(x)聚合而计算出聚合函数g(x)。
在聚合函数g(x)中也设定有注入范围81。聚合函数g(x)的注入范围81是在原来的两个函数f1(x)、f2(x)的至少一个中被设定为注入范围81的范围。在图12所示的例子中，第1函数f1(x)的注入范围81(x11≤x≤x12)成为聚合函数g(x)的注入范围81。聚合函数g(x)中的注入范围81的外侧有可能被设定为非注入范围82。当整个聚合函数g(x)成为注入范围81时，也可以不对聚合函数g(x)设定非注入范围82。
对聚合函数g(x)设定有聚合数n。聚合数n相当于成为用于生成聚合函数g(x)的基础的初始函数f(x)的个数。例如，当将两个初始函数f(x)聚合而生成了聚合函数g(x)时，聚合数成为n＝2。初始函数f(x)的聚合数为n＝1，聚合函数g(x)的聚合数成为所聚合的两个函数的聚合数之和。例如，当将聚合数n1的第1聚合函数g1(x)和聚合数n2的第2聚合函数g2(x)聚合而生成了第3聚合函数g3(x)时，第3聚合函数g3(x)的聚合数n3成为n3＝n1+n2。
可以在评价成为聚合对象的两个函数的相似性时或对两个函数进行平均化而进行聚合时的加权中使用聚合数n。例如，当将聚合数n1的第1聚合函数g1(x)和聚合数n2的第2聚合函数g2(x)聚合而生成了第3聚合函数g3(x)时，可以设为g3(x)＝{n1·g1(x)+n2·g2(x)}/(n1+n2)。
重新制作部68在将多个初始函数f(x)逐渐聚合的过程中生成将登记在函数列表中的多个函数与多个分割区域86建立对应关联的相关信息文件。执行聚合处理之前的相关信息文件将与多个分割区域86中的每一个相对应的初始函数f(x)建立关联。若执行聚合处理，则重新制作部68对于与聚合前的两个函数建立有关联的每一个分割区域，将聚合后的聚合函数建立关联。通过在执行聚合处理时逐渐更新相关信息文件，对于多个分割区域86中的每一个，聚合完成后的多个聚合函数中的任一个建立关联。
模拟部69模拟基于所制作出的聚合函数及相关信息的离子注入，并计算出晶片处理面WS内的二维不均匀剂量分布的推断值。模拟部69根据聚合函数g(x)来推断使射束扫描部32动作时的注入位置C上的第1方向(x方向)的射束电流密度分布。模拟部69考虑射束扫描部32的响应特性而推断射束电流密度分布。模拟部69例如根据聚合函数g(x)来生成指示射束扫描部32的扫描电压参数，向模拟了射束扫描部32的响应的模拟器输入扫描电压参数，得到扫描射束SB的第1方向(x方向)的射束扫描速度分布vB(x)作为输出。模拟部69通过将离子束的射束电流I除以扫描速度分布vB(x)来计算出反映了射束电流密度分布的值即I/vB(x)。在实施模拟时，也可以通过参考第1方向(x方向)的射束尺寸来计算出模拟了更接近实际注入的状态的I/vB(x)。
模拟部69对多个聚合函数中的每一个计算出射束电流密度分布的推断值。模拟部69根据在相关信息中规定的多个分割区域86中的每一个中的校正系数k来计算出第2方向(y方向)的晶片扫描速度分布vW(y)。模拟部69通过组合射束电流密度分布I/vB(x)与晶片扫描速度分布vW(y)来计算出反映了入射到晶片处理面WS内的特定的位置坐标(x，y)的离子束的射束电流密度分布的值即I/(vB(x)·vW(y))。模拟部69通过计算多个格点75中的每一个上的射束电流密度来计算出晶片处理面WS内的二维不均匀剂量分布的推断值。在实施模拟时，也可以通过参考第2方向(y方向)的射束尺寸来计算出模拟了更接近实际注入的状态的I/(vB(x)·vW(y))。
模拟部69对所模拟的二维不均匀剂量分布的推断值与作为聚合函数及相关信息的生成的基础的二维不均匀剂量分布的目标值进行比较，并评价两者的相似性。模拟部69也可以利用与检索部67相同的方法来评价二维不均匀剂量分布的推断值与目标值的相似性。若二维不均匀剂量分布的推断值与目标值相似，则重新制作部68将所制作出的聚合函数及相关信息作为校正数据组而登记在注入处方中。所制作出的多个聚合函数g(x)中的每一个作为校正函数h(x)而登记在注入处方中。另一方面，若二维不均匀剂量分布的推断值与目标值不相似，则重新制作部68修正所制作出的聚合函数及相关信息。
重新制作部68可以通过改变二维不均匀剂量分布的目标值并重新制作聚合函数及相关信息来修正聚合函数及相关信息。将二维不均匀剂量分布的最初目标值设为DT(x，y)，将通过模拟而得到的二维不均匀剂量分布的推断值设为DS(x，y)。当推断值DS(x，y)与最初目标值DT(x，y)不相似时，将两者的差值ΔD(x，y)＝DT(x，y)-DS(x，y)与最初目标值加在一起的合计值DN(x，y)＝DT(x，y)+m·ΔD(x，y)(m＞0)作为新的目标值而重新制作聚合函数及相关信息。调整差值ΔD的加权的系数m可以为m＝1，也可以为m＜1，也可以为m＞1。聚合函数及相关信息的重新制作方法与基于上述最初目标值的聚合函数及相关信息的制作方法相同。
模拟部69按照所重新制作出的聚合函数及相关信息来模拟离子注入，并计算出二维不均匀剂量分布的新的推断值。模拟部69将所计算出的二维不均匀剂量分布的新的推断值与最初目标值进行比较，并评价两者的相似性。若二维不均匀剂量分布的新的推断值与最初目标值相似，则重新制作部68将重新制作出的聚合函数及相关信息作为校正数据组而登记在注入处方中。将重新制作出的多个聚合函数g(x)中的每一个作为校正函数h(x)而登记在注入处方中。另一方面，若二维不均匀剂量分布的推断值与目标值不相似，则重新制作部68重新制作聚合函数及相关信息。
重新制作部68可以反复进行聚合函数及相关信息的重新制作，直至找到实现与最初目标值相似的二维不均匀剂量分布的校正数据组。当重新制作次数达到规定数时，重新制作部68可以中止重新制作并输出警报，将无法自动制作校正数据组的内容通知给使用者。
重新制作部68可以反复进行聚合函数及相关信息的重新制作，并将在多个所制作出的聚合函数及相关信息中对应于与最初目标值最相似的推断值的聚合函数及相关信息作为校正数据组而进行登记。在该情况下，将对应于与最初目标值最相似的推断值的多个聚合函数g(x)中的每一个作为校正函数h(x)而被登记在注入处方中。
重新制作部68可以在将自动制作出的聚合函数g(x)作为校正函数h(x)而登记在注入处方之前对聚合函数g(x)实施平滑化处理。重新制作部68也可以将对聚合函数g(x)实施平滑化处理而得到的函数作为校正函数h(x)而登记在注入处方中。以使函数的第1方向(x方向)的变化率相对变小的方式执行平滑化处理。重新制作部68可以通过适用任意的平滑滤波器来执行聚合函数的平滑化处理，例如可以将移动平均滤波器或加权平均滤波器等适用于聚合函数。可以在模拟部69执行基于聚合函数g(x)及相关信息的模拟之前进行对聚合函数g(x)实施的平滑化处理。即，可以根据实施了平滑化处理的校正函数h(x)及相关信息来进行基于模拟部69的模拟。
重新制作部68可以反复进行平滑化处理，直至函数的第1方向的变化率变得小于规定值。重新制作部68也可以根据射束扫描部32的响应特性来反复进行平滑化处理。例如，当对射束扫描部32的控制电压的时间变化率dV/dt设定有上限值时，对聚合函数进行平滑化，以使聚合函数的第1方向的变化率不超出与电压变化率的上限值相对应的变化率。
重新制作部68可以对用于实现二维不均匀剂量分布的目标值的多个聚合函数中的至少一个聚合函数实施平滑化处理，也可以对所有聚合函数实施平滑化处理。根据多个聚合函数中的每一个的函数形状，对多个聚合函数中的每一个的平滑化处理的处理内容或处理次数在每个函数中可以不同。重新制作部68也可以对多个聚合函数中的每一个实施相同的平滑化处理。
重新制作部68可以基于根据聚合函数使离子束往复扫描时实际测定出的第1方向(x方向)的射束电流密度分布来对聚合函数实施平滑化处理。重新制作部68确认根据聚合函数使离子束往复扫描时的射束电流密度分布的测定值是否为与聚合函数相似的形状。当射束电流密度分布的测定值不是与聚合函数相似的形状时，重新制作部68可以对聚合函数进行平滑化而生成校正函数。重新制作部68可以确认根据经平滑化的校正函数使离子束往复扫描时的射束电流密度分布的测定值是否为与校正函数相似的形状。当射束电流密度分布的测定值不是与校正函数相似的形状时，重新制作部68可以对校正函数进一步进行平滑化。
图13是表示实施方式所涉及的离子注入方法的流程的流程图。控制装置60获取二维不均匀剂量分布的新的目标值(S10)，并检索包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方(S12)。若存在包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方(S14的“是”)，则获取实现与目标值相似的二维不均匀剂量分布的校正数据组(S16)。若不存在包含与目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方(S14的“否”)，则制作实现与目标值相似的二维不均匀剂量分布的校正数据组(S18)。
控制装置60按照校正数据组扫描离子束，并获取扫描的离子束的射束电流密度分布的测定值(S20)。若射束电流密度分布的测定值对应于作为目标值的二维不均匀剂量分布(S22的“是”)，则按照校正数据组向晶片注入离子(S24)。若射束电流密度分布的测定值不对应于作为目标值的二维不均匀剂量分布(S22的“否”)，且能够调整射束(S26的“是”)，则调整射束(S30)，并反复进行S20～S22的处理。控制装置60在S30中例如能够以使射束尺寸变小的方式调整射束，或者以使射束电流变小的方式调整射束。若控制装置60在S26中无法调整射束(S26的“否”)，则输出警报(S28)。
图14是表示S18的数据组的制作处理的流程的流程图。控制装置60沿第2方向(y方向)分割作为目标值的二维不均匀剂量分布而生成多个第1方向(x方向)的一维剂量分布D(x)(S30)。控制装置60对多个一维剂量分布D(x)进行标准化而生成多个初始函数f(x)(S32)。控制装置60将彼此相似的初始函数f(x)聚合而生成多个聚合函数g(x)(S34)。控制装置60模拟基于多个聚合函数g(x)和相关信息的离子注入而计算出二维不均匀剂量分布的推断值DS(x，y)(S36)。若所计算出的推断值DS(x，y)与最初目标值DT(x，y)相似(S38的“是”)，则对多个聚合函数g(x)进行平滑化而生成多个校正函数h(x)，并决定校正数据组(S40)。若所计算出的推断值DS(x，y)与最初目标值DT(x，y)不相似(S38的“否”)，则将目标值与推断值的差值ΔD(x，y)与目标值加在一起的合计值DN(x，y)设定为新的目标值(S42)，并反复进行S30～S38的处理。
控制装置60可以对同一批次中所包含的多个晶片统一适用图13及图14所示的方法。由此，能够执行实现每个批次成为不同目标值的二维不均匀剂量分布的离子注入处理。即使在每个批次的目标值不同的情况下，也能够通过从过去的注入处方中确定相似的处方来省去重新制作注入处方的劳力和时间。并且，即使在过去的注入处方中不存在相似的处方的情况下，也能够自动制作校正数据组，因此能够省去手动制作校正数据组的劳力和时间。由此，即使在以每个批次实现最佳的二维不均匀剂量分布的方式实施不均匀注入的情况下，也能够减少不均匀注入的准备工作中所花费的工时，从而能够提高离子注入装置10的生产率。
控制装置60也可以对同一批次中所包含的多个晶片中的每一个个别地适用图13及图14所示的方法。由此，能够执行实现每个晶片成为不同目标值的二维不均匀剂量分布的离子注入处理。当按每个晶片改变目标值时，与按每个批次改变目标值的情况相比，准备注入处方的准备工作所花费的工时有可能大幅增加。然而，根据本实施方式，由于校正数据组的确定或重新制作是自动化的，因此能够大幅减少每个晶片所需要的不均匀注入的准备工作所花费的工时。由此，能够提高离子注入装置10的生产率。
根据本实施方式，能够容易以批次单位或晶片单位实现最佳的不均匀注入，因此通过不均匀注入容易适当地校正在离子注入工序以外的制造工序中产生的特性的偏差。由此，不会使离子注入装置10的生产率过度下降而能够对半导体器件的成品率的改善做出非常大的贡献。
以上，参考上述的各实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的各实施方式，将各实施方式的结构适当地组合的实施方式或将其替换的实施方式也包含于本发明中。并且，也能够根据本领域技术人员的知识适当地改变各实施方式中的组合或处理的顺序，或者对实施方式施加各种设计改变等变形，施加了这种变形的实施方式也可以包含于本发明的范围内。
本实施方式的一种方式如下。
(项1-1)
一种离子注入装置，其特征在于，具备：
射束生成装置，生成离子束；
射束扫描仪，使所述离子束沿第1方向往复扫描；
压板驱动装置，一边保持晶片以使所述往复扫描的离子束照射到晶片处理面，一边使所述晶片沿与所述第1方向正交的第2方向往复扫描；及
控制装置，根据在所述晶片处理面内照射所述离子束的所述第1方向及所述第2方向的射束照射位置来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，以使所期望的二维不均匀剂量分布的离子注入到所述晶片处理面，
所述控制装置保持多个注入处方，所述多个注入处方中的每一个包含所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布、根据在所述晶片处理面内在所述第2方向上不同的多个位置上的所述第1方向的多个一维剂量分布而规定的多个校正函数及将所述二维不均匀剂量分布与所述多个校正函数建立对应关联的相关信息，
所述控制装置在新获取了所述二维不均匀剂量分布的目标值时，从所述多个注入处方中确定包含与所述目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
(项1-2)
根据项1-1所述的离子注入装置，其特征在于，根据将所述晶片处理面内的多个格点的位置与剂量建立对应关联的数据来定义所述多个注入处方中的每一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布，
所述控制装置对所述多个格点中的每一个的剂量进行比较来评价所述二维不均匀剂量分布的相似性。
(项1-3)
根据项1-2所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置根据所述多个格点的剂量之差的标准偏差来评价所述相似性。
(项1-4)
根据项1-2或项1-3所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置将所述二维不均匀剂量分布的所述目标值转换为将所述多个格点的位置与剂量建立对应关联的数据，并评价所述二维不均匀剂量分布的相似性。
(项1-5)
根据项1-1至项1-4中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个注入处方中的每一个还包含规定所述离子束的离子种类、能量、射束电流及射束尺寸的射束条件，
所述控制装置获取所述二维不均匀剂量分布的所述目标值以及所述射束条件的至少一部分，并从所述多个注入处方中的与所述所获取的至少一部分射束条件相对应的注入处方中确定包含与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
(项1-6)
根据项1-1至项1-5中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个注入处方中的每一个还包含规定所述离子束的离子种类、能量、射束电流及射束尺寸的射束条件，
所述控制装置根据所述二维不均匀剂量分布的所述目标值来决定所述射束条件的至少一部分，并从所述多个注入处方中的与所述所决定的至少一部分射束条件相对应的注入处方中确定包含与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
(项1-7)
根据项1-1至项1-6中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述离子注入装置还具备：射束测定装置，其在离子注入时在所述晶片处理面所在的注入位置上能够测定所述离子束的所述第1方向的射束电流密度分布，
所述控制装置在向所述晶片处理面注入离子之前确认根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的每一个使所述离子束往复扫描时由所述射束测定装置测定的多个射束电流密度分布是否为与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状。
(项1-8)
根据项1-7所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：收敛/发散装置，其用于调整所述离子束的射束尺寸，
当根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的至少一个使所述离子束往复扫描时被所述射束测定装置测定的至少一个射束电流密度分布不是与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状时，所述控制装置调整所述收敛/发散装置的参数，以使所述离子束的射束尺寸减小。
(项1-9)
根据项1-7或项1-8所述的离子注入装置，其特征在于，当根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的至少一个使所述离子束往复扫描时被所述射束测定装置测定的至少一个射束电流密度分布不是与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状时，所述控制装置调整所述射束生成装置的参数，以使所述离子束的射束电流减小。
(项1-10)
根据项1-1至项1-9中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于所述离子注入装置按照所述多个注入处方中的至少一个注入了离子时的所述晶片处理面内的剂量的实测值。
(项1-11)
根据项1-1至项1-10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于与所述离子注入装置不同的另一离子注入装置按照所述多个注入处方中的至少一个注入了离子时的所述晶片处理面内的剂量的实测值。
(项1-12)
根据项1-1至项1-11中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于对按照所述多个注入处方中的至少一个实施的离子注入进行了模拟时的所述晶片处理面内的剂量的推断值。
(项1-13)
根据项1-1至项1-12中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置将表示所述二维不均匀剂量分布的所述目标值的第1图像、表示与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的第2图像及表示所述第1图像与所述第2图像的差的差分图像中的至少一个显示于显示器。
(项1-14)
根据项1-1至项1-13中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，当所述多个注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布均与所述目标值不相似时，所述控制装置重新制作用于实现所述二维不均匀剂量分布的所述目标值的所述多个校正函数及所述相关信息。
(项1-15)
根据项1-1至项1-14中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置在新获取了对同一批次中所包含的多个晶片中的每一个所设定的所述二维不均匀剂量分布的多个目标值时，从所述多个注入处方中确定包含与所述多个目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述多个晶片中的每一个的晶片处理面注入与所述多个目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
(项1-16)
根据项1-1至项1-14中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置在新获取了对同一批次中所包含的多个晶片中的每一个所设定的所述二维不均匀剂量分布的多个目标值时，对于所述多个晶片中的每一个从所述多个注入处方中确定包含与所述多个目标值中的每一个相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据对所述多个晶片中的每一个所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述多个晶片中的每一个的晶片处理面注入与所述多个目标值中的每一个相似的二维不均匀剂量分布的离子。
(项1-17)
一种离子注入方法，其使用项1-1至项1-16中任一项所述的离子注入装置，所述离子注入方法的特征在于，具备：
新获取所述晶片处理面内的所述二维不均匀剂量分布的目标值；
从所述多个注入处方中确定包含与所述目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方；及
根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
本实施方式的另一种方式如下。
(项2-1)
一种离子注入装置，其特征在于，具备：
射束生成装置，生成离子束；
射束扫描仪，使所述离子束沿第1方向往复扫描；
压板驱动装置，一边保持晶片以使所述往复扫描的离子束照射到晶片处理面，一边使所述晶片沿与所述第1方向正交的第2方向往复扫描；及
控制装置，根据在所述晶片处理面内照射所述离子束的所述第1方向及所述第2方向的射束照射位置来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，以使所期望的二维不均匀剂量分布的离子注入到所述晶片处理面，
所述控制装置在获取了所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的目标值时，生成根据在所述晶片处理面内在所述第2方向上不同的多个位置上的所述第1方向的一维剂量分布而规定的多个聚合函数和将所述二维不均匀剂量分布的所述目标值与所述多个聚合函数建立对应关联的相关信息，
所述控制装置计算出模拟了基于所述多个聚合函数及所述相关信息的离子注入时的所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的推断值，并修正所述多个聚合函数，以使所述推断值与所述目标值相似，由此生成多个校正函数，
所述控制装置根据所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
(项2-2)
根据项2-1所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置通过沿所述第2方向分割所述二维不均匀剂量分布的所述目标值而生成沿所述第2方向分割的所述晶片处理面内的多个区域中的每一个中的所述第1方向的多个一维不均匀剂量分布，
所述控制装置生成与所述多个一维不均匀剂量分布相对应的多个初始函数，并将所述多个初始函数中相似的函数聚合，由此生成个数比所述多个初始函数的个数少的所述多个聚合函数。
(项2-3)
根据项2-2所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置对所述多个一维不均匀剂量分布进行标准化，以使所述多个初始函数中的每一个的最大值、所述多个初始函数中的每一个的平均值或将所述多个初始函数中的每一个在所述第1方向上进行积分而得到的积分值成为规定值，由此生成所述多个初始函数。
(项2-4)
根据项2-2或项2-3所述的离子注入装置，其特征在于，遍及包含所述晶片处理面所在的注入范围和所述离子束超过所述晶片处理面而沿所述第1方向过扫描的非注入范围的射束扫描范围而定义所述多个初始函数，
所述控制装置根据所述多个初始函数中的每一个的所述注入范围中的函数的相似性来将所述多个初始函数聚合。
(项2-5)
根据项2-4所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置对所述注入范围中的函数彼此相似的两个以上的初始函数进行平均化来将所述两个以上的初始函数聚合为一个聚合函数。
(项2-6)
根据项2-4或项2-5所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个初始函数中的每一个的所述注入范围可以根据生成所述多个初始函数中的每一个的所述晶片处理面内的所述第2方向的位置上的所述晶片处理面的所述第1方向的大小而不同，
当将第1初始函数和所述注入范围比所述第1初始函数小的第2初始函数聚合时，所述控制装置在所述第1初始函数的所述注入范围与所述第2初始函数的所述注入范围重叠的所述第1方向的位置上对所述第1初始函数和所述第2初始函数进行平均化，在所述第1初始函数的所述注入范围与所述第2初始函数的所述非注入范围重叠的所述第1方向的另一位置上采用所述第1初始函数的值，由此将所述第1初始函数及所述第2初始函数聚合。
(项2-7)
根据项2-2至2-6中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置将彼此相似的初始函数和聚合函数聚合或者将彼此相似的两个以上的聚合函数聚合而生成新的聚合函数。
(项2-8)
根据项2-7所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置反复进行初始函数或聚合函数的聚合，直至不存在彼此相似的初始函数或聚合函数，或者聚合函数的个数成为规定数以下。
(项2-9)
根据项2-2至项2-8中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述多个聚合函数的个数为所述多个初始函数的个数的一半以下。
(项2-10)
根据项2-2至项2-9中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，沿所述第2方向分割的所述晶片处理面内的所述多个区域中的每一个的所述第2方向上的大小为所述离子束的所述第2方向上的射束尺寸的一半以下。
(项2-11)
根据项2-1至项2-10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置计算出所述二维不均匀剂量分布的所述目标值与所述推断值的差值，并计算出所述目标值与所述差值的合计值，并且将所述合计值设定为新的目标值而新生成所述多个聚合函数，由此生成所述多个校正函数。
(项2-12)
根据项2-1至项2-11中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置反复进行如下：计算出模拟了基于所述多个校正函数及所述相关信息的离子注入时的所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的新的推断值，并修正所述多个聚合函数，以使所述新的推断值与所述目标值相似。
(项2-13)
根据项2-1至项2-12中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置根据所述射束扫描仪的射束扫描速度变化的响应性及所述压板驱动装置的晶片扫描速度变化的响应性来计算出所述二维不均匀剂量分布的所述推断值。
(项2-14)
根据项2-1至项2-13中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述离子注入装置还具备：射束测定装置，其在离子注入时在所述晶片处理面所在的注入位置上能够测定所述离子束的所述第1方向的射束电流密度分布，
所述控制装置在向所述晶片处理面注入离子之前确认根据所述多个校正函数中的每一个使所述离子束往复扫描时由所述射束测定装置测定的射束电流密度分布是否为与相对应的校正函数相似的形状。
(项2-15)
根据项2-14所述的离子注入装置，其特征在于，当根据所述多个校正函数中的至少一个使所述离子束往复扫描时由所述射束测定装置测定的至少一个射束电流密度分布不是与相对应的校正函数相似的形状时，所述控制装置对所述多个校正函数中的至少一个进行平滑化，以使所述多个校正函数中的至少一个的所述第1方向上的变化率小于规定值。
(项2-16)
根据项2-1至项2-15中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述控制装置通过对所述多个聚合函数进行平滑化，以使所述多个聚合函数中的每一个的所述第1方向上的变化率小于规定值，由此生成所述多个校正函数。
(项2-17)
一种离子注入方法，其使用项2-1至项2-16中任一项所述的离子注入装置，所述离子注入方法的特征在于，具备：
获取所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的目标值；
根据目标值而生成根据在所述晶片处理面内在所述第2方向上不同的多个位置上的所述第1方向的一维剂量分布而规定的多个聚合函数和将所述二维不均匀剂量分布的所述目标值与所述多个聚合函数建立对应关联的相关信息；
计算出模拟了基于所述多个聚合函数及所述相关信息的离子注入时的所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布的推断值；
根据所述推断值修正所述多个聚合函数，以使所述推断值与所述目标值相似，由此生成多个校正函数；及
根据所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。

Claims (17)

1.一种离子注入装置，其特征在于，具备：
射束生成装置，生成离子束；
射束扫描仪，使所述离子束沿第1方向往复扫描；
压板驱动装置，一边保持晶片以使所述往复扫描的离子束照射到晶片处理面，一边使所述晶片沿与所述第1方向正交的第2方向往复扫描；及
控制装置，根据在所述晶片处理面内照射所述离子束的所述第1方向及所述第2方向的射束照射位置来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，以使所期望的二维不均匀剂量分布的离子注入到所述晶片处理面，
所述控制装置保持多个注入处方，所述多个注入处方中的每一个包含所述晶片处理面内的二维不均匀剂量分布、根据在所述晶片处理面内在所述第2方向上不同的多个位置上的所述第1方向的多个一维剂量分布而规定的多个校正函数及将所述二维不均匀剂量分布与所述多个校正函数建立对应关联的相关信息，
所述控制装置在新获取了所述二维不均匀剂量分布的目标值时，从所述多个注入处方中确定包含与所述目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，
根据将所述晶片处理面内的多个格点的位置与剂量建立对应关联的数据来定义所述多个注入处方中的每一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布，
所述控制装置对所述多个格点中的每一个的剂量进行比较来评价所述二维不均匀剂量分布的相似性。
3.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述多个格点的剂量之差的标准偏差来评价所述相似性。
4.根据权利要求2或3所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制装置将所述二维不均匀剂量分布的所述目标值转换为将所述多个格点的位置与剂量建立对应关联的数据，并评价所述二维不均匀剂量分布的相似性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述多个注入处方中的每一个还包含规定所述离子束的离子种类、能量、射束电流及射束尺寸的射束条件，
所述控制装置获取所述二维不均匀剂量分布的所述目标值以及所述射束条件的至少一部分，并从所述多个注入处方中的与所述所获取的至少一部分射束条件相对应的注入处方中确定包含与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述多个注入处方中的每一个还包含规定所述离子束的离子种类、能量、射束电流及射束尺寸的射束条件，
所述控制装置根据所述二维不均匀剂量分布的所述目标值来决定所述射束条件的至少一部分，并从所述多个注入处方中的与所述所决定的至少一部分射束条件相对应的注入处方中确定包含与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的注入处方。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述离子注入装置还具备：射束测定装置，其在离子注入时在所述晶片处理面所在的注入位置上能够测定所述离子束的所述第1方向的射束电流密度分布，
所述控制装置在向所述晶片处理面注入离子之前确认根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的每一个使所述离子束往复扫描时由所述射束测定装置测定的多个射束电流密度分布是否为与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状。
8.根据权利要求7所述的离子注入装置，其特征在于，还具备：
收敛/发散装置，其用于调整所述离子束的射束尺寸，
当根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的至少一个使所述离子束往复扫描时被所述射束测定装置测定的至少一个射束电流密度分布不是与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状时，所述控制装置调整所述收敛/发散装置的参数，以使所述离子束的射束尺寸减小。
9.根据权利要求7或8所述的离子注入装置，其特征在于，
当根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数中的至少一个使所述离子束往复扫描时被所述射束测定装置测定的至少一个射束电流密度分布不是与所述二维不均匀剂量分布的所述目标值相似的形状时，所述控制装置调整所述射束生成装置的参数，以使所述离子束的射束电流减小。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于所述离子注入装置按照所述多个注入处方中的至少一个注入了离子时的所述晶片处理面内的剂量的实测值。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于与所述离子注入装置不同的另一离子注入装置按照所述多个注入处方中的至少一个注入了离子时的所述晶片处理面内的剂量的实测值。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述多个注入处方中的至少一个中所包含的所述二维不均匀剂量分布基于对按照所述多个注入处方中的至少一个实施的离子注入进行了模拟时的所述晶片处理面内的剂量的推断值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制装置将表示所述二维不均匀剂量分布的所述目标值的第1图像、表示与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的第2图像及表示所述第1图像与所述第2图像的差的差分图像中的至少一个显示于显示器。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
当所述多个注入处方中所包含的二维不均匀剂量分布均与所述目标值不相似时，所述控制装置重新制作用于实现所述二维不均匀剂量分布的所述目标值的所述多个校正函数及所述相关信息。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制装置在新获取了对同一批次中所包含的多个晶片中的每一个所设定的所述二维不均匀剂量分布的多个目标值时，从所述多个注入处方中确定包含与所述多个目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述多个晶片中的每一个的晶片处理面注入与所述多个目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，
所述控制装置在新获取了对同一批次中所包含的多个晶片中的每一个所设定的所述二维不均匀剂量分布的多个目标值时，对于所述多个晶片中的每一个从所述多个注入处方中确定包含与所述多个目标值中的每一个相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方，
所述控制装置根据对所述多个晶片中的每一个所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述多个晶片中的每一个的晶片处理面注入与所述多个目标值中的每一个相似的二维不均匀剂量分布的离子。
17.一种离子注入方法，其使用权利要求1至16中任一项所述的离子注入装置，所述离子注入方法的特征在于，具备：
新获取所述晶片处理面内的所述二维不均匀剂量分布的目标值；
从所述多个注入处方中确定包含与所述目标值相似的所述二维不均匀剂量分布的注入处方；及
根据所述所确定的注入处方中所包含的所述多个校正函数及所述相关信息来改变所述第1方向的射束扫描速度及所述第2方向的晶片扫描速度，并向所述晶片处理面注入与所述目标值相似的二维不均匀剂量分布的离子。
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