JP5264801B2 - イオン注入プロセスの制御方法及びそのシステム - Google Patents
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Description
[実施例]
イオンビーム電流(I) (1)
荷電状態(n)*電子電荷(e)*レシピドーズ量(D)*ステップサイズ(Y)
上述の式(1)では、cm/秒で線速度(V)が、アンペアまたはクーロン/秒でイオンビーム電流(I)が、/イオンで電荷状態(n)が、1.6E-19 クーロンで電子電荷(e)が、イオン/cm2でレシピドーズ量(D)が、cmでステップサイズ(Y)が表すことができる。例えばイオン電流(I)とステップサイズ(Y)のパラメータのいくつかは、特定のイオン注入設備/イオン注入プロセスに対して最適化することができる。式(1)から、線速度(V)は、レシピドーズ量(D)と反比例である。よって、線速度(V)は、レシピドーズ量(D)を減少するため増加することができ、線速度(V)は、レシピドーズ量(D)を減少するため増加することができる。一実施例では、LDD領域を形成するレシピドーズ量(D)は、1E13 イオン/cm2 から5E14イオン/cm2の範囲とすることができる。よって、線速度を制御することによってイオン注入プロセスのレシピドーズ量(D)を調整し、ウエハを横切ってCDの変動を補償することができる。実施例では、線速度(V)から角速度(w)の変換は、以下に述べられる。
線速度(V)*1(R)*(180/pi) (2)
上述の式(2)では、角速度(w)は、度/秒で表され、Rは、走査アームの長さ514である。
Wcenter *(R-r)/R (3)
として表すことができ、rは、半導体ウエハ510の半径512である。注意すべきことは、rの値は、走査位置が半導体ウエハ510の中心に近接するにつれて、減少する可能性があることである。
Wcenter * (R+r)/R (4)
として表すことができ、rは、半導体ウエハ510の半径512である。注意すべきことは、rの値は3、走査位置が半導体ウエハ510の中心に近接するにつれて、減少する可能性があることである。
実(Actual)走査速度=Nom走査速度*(1/R)*(測定されたビーム電流/初期ビーム電流)
として表され、(1/R)係数を用いて異なる領域(領域ごと)の注入ドーズ量を制御する。注意すべきことは、APCシステムは、イオン注入プロセスのイオンビームピークサイズを制御して、ドーパント補償の領域面積を更に調整し、固定することもできることである。例えばAPCシステムは、イオンビームの強度分布(profile)幅を増加/減少し、ビームの注入面積を増加/減少する。また、APCシステムは、電場または他の適当な技術を用いてイオンビームを更に制御することができる。
110、120、130、140、150 領域
210、220 ゲート構造
215、225 軽ドープソース/ドレイン領域
230 イオン注入プロセス
400 システム
402 ネットワーク
404 APCシステム
406 ASI CD計測設備
408 イオン注入設備
410 データベース
500 走査機構
502 テーブル
504 走査アーム
512 半径
514 長さ
520 下部部分
530 上部部分
Claims (13)
- 半導体ウエハの限界寸法(CD)の変動を測定するステップ、
イオン注入プロセス中に2次元モードで前記半導体ウエハを移動するステップ、及び
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、前記CDの変動に基づいて変更されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するステップを含むイオン注入プロセスを制御するステップを含むイオン注入プロセスを制御する方法において、
前記半導体ウエハを移動するステップは、
前記半導体ウエハをテーブル上に固定し、前記半導体ウエハの中心部が前記テーブルの中心部に実質的に位置合わせされるステップ、
前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを提供するステップ、及び
前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するステップを更に含み、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、(R‐r1)/Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第1半径方向に第1距離(r1)を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度(w)は、(R+r2)/Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第1半径方向と逆の第2半径方向に第2距離(r2)を延伸することを特徴とする方法。 - 前記速度を制御するステップは、
前記速度を増加して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を減少するステップ、及び
前記速度を減少して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を増加するステップを含む請求項1に記載の方法。 - 前記速度は、線速度(V)であり、前記線速度(V)は、
イオンビーム電流(I) (1)
荷電状態(n)*電子電荷(e)*レシピドーズ量(D)*ステップサイズ(Y)
に実質的に等しい請求項1に記載の方法。 - CDの変動の測定から得られた情報は、高度プロセス制御(APC)システムに提供され、半導体ウエハの移動速度を制御する請求項1に記載の方法。
- 前記APCシステムによって、前記CDの変動の情報に基づいて前記イオン注入プロセスのイオンビームの強度分布(profile)を制御するステップを更に含む請求項4に記載の方法。
- イオン注入プロセスを制御する方法であって、
その上に形成された複数の特徴を有する半導体ウエハを提供するステップ、
前記半導体ウエハの第1領域に位置された特徴の第1限界寸法(CD)と前記半導体ウエハの第2領域に位置された特徴の第2限界寸法(CD)を測定するステップ、
前記半導体ウエハを2次元モードで移動するステップ、及び
その移動中に前記半導体ウエハ内にイオンを注入するステップを含み、
前記半導体ウエハは、前記イオンが前記第1領域内に注入されている時、第1速度で移動され、前記イオンが前記第2領域内に注入されている時、前記第1速度と異なる第2速度で移動され、
前記半導体ウエハを移動するステップは、
前記半導体ウエハをテーブル上に固定し、前記半導体ウエハの中心部が前記テーブルの中心部に実質的に位置合わせされるステップ、
前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを提供するステップ、及び
前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するステップを更に含み、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、(R‐r1)/Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第1半径方向に第1距離(r1)を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度(w)は、(R+r2)/Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第1半径方向と逆の第2半径方向に第2距離(r2)を延伸することを特徴とする方法。 - 前記第1速度と前記第2速度は、前記第1CDと前記第2CD間の変動に基づいている請求項6に記載の方法。
- 前記複数の特徴は、複数のゲート構造を含み、且つ
前記半導体ウエハ内へイオンを注入するステップは、各ゲート構造の反対側に位置される軽ドープソース/ドレイン領域を形成する請求項6に記載の方法。 - 前記第1と第2限界寸法と関連した情報を高度プロセス制御(APC)システムに先送り(feeding forward)し、前記第1速度と前記第2速度を制御するステップを更に含む請求項6に記載の方法。
- 半導体ウエハを固定するように動作可能なテーブル、
前記テーブルに結合され、2次元モードで半導体ウエハを移動するよう動作可能な機構、
前記半導体ウエハが移動するにつれて、前記半導体ウエハ内にイオンを注入するイオンビームを提供するよう動作可能な注入設備、及び
前記半導体ウエハの限界寸法(CD)の変動と関連した情報を受け、且つ
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、CDの変動と関連した情報に基づいて変化されるように
前記半導体ウエハの移動速度を制御するよう動作可能な制御器を含むシステムにおいて、
前記機構は、前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを含み、
前記テーブルの中心部は、前記半導体ウエハの中心部に実質的に位置合わせされ、
前記制御器は、前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するように動作可能であり、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、(R‐r1)/Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第1半径方向に第1距離(r1)を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度(w)は、(R+r2)/Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第1半径方向と逆の第2半径方向に第2距離(r2)を延伸することを特徴とするシステム。 - 前記CDの変動を測定し、前記CDの変動と関連した情報を制御器に提供するよう動作可能な検査設備を更に含む請求項10に記載のシステム。
- 前記速度は、線速度(V)であり、前記線速度(V)は、
イオンビーム電流(I) (1)
荷電状態(n)*電子電荷(e)*レシピドーズ量(D)*ステップサイズ(Y)
に実質的に等しい請求項10に記載のシステム。 - 前記制御器は、前記CDの変動と関連した情報に基づいて前記イオンビームの強度分布(profile)を変更するように動作可能な請求項10に記載のシステム。
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