JPH0997769A

JPH0997769A - 半導体製造装置及び半導体製造方法

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Publication number: JPH0997769A
Application number: JP7251187A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsukubo; 隆松窪
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】イオン源から出射されたイオンビームへの不
要な不純物イオンの混入が低減された段階でのイオン注
入を実現して、作製される半導体装置の特性の向上及び
歩留まりの向上を図る。【解決手段】イオン源からの所定のイオン種をウェー
ハＷに対してイオン注入するイオン注入装置において、
上記イオン種に混入する少なくとも１種の不純物イオン
のビーム電流値と所定のイオン種のビーム電流値との比
をモニタするＡＭＵＸ１モニタ手段４５（及びＡＭＵＸ
２モニタ手段４６）と、これらＡＭＵＸ１モニタ手段４
５（及びＡＭＵＸ２モニタ手段４６）でのモニタ結果
が、所定の規格内にある場合にイオン注入の開始を指示
するイオン注入要求手段４８とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置及
び半導体製造方法に関し、特に、多結晶シリコン層やシ
リコン基板並びにＧａＡｓ等の試料に対して不純物イオ
ンを注入するイオン注入装置及びイオン注入方法に適用
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、イオン注入装置は、試料に対し
て注入したい不純物をイオン化した後、電磁場によって
必要とするエネルギーに加速して試料に注入し、その物
性（電気抵抗や硬度など）を制御する装置である。

【０００３】その一般的構成は、目的とする不純物イオ
ンを作るイオン源と、不純物イオンを試料まで輸送する
ビームライン系と、試料を搬送してイオン注入処理を行
なうエンドステーション部等を有して構成されている。

【０００４】そして、例えばガラス基板等に多結晶シリ
コン層を形成する場合、例えば液晶駆動用多結晶シリコ
ントランジスタの活性層に使用する多結晶シリコン層
は、リーク電流を減らすため、一般に石英ガラス基板上
に、ＣＶＤ法にて堆積した多結晶シリコン層にシリコン
イオンをイオン注入装置にてイオン注入して非晶質シリ
コン層にした後、６００℃程度の低温炉で熱処理し、固
相成長させることで大粒径の多結晶シリコン層を形成す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン注入
装置においては、ＡＭＵ（原子質量単位：Atomic MassU
nit）２８のシリコンイオンをイオン注入させる際、不
純物ＣＯ⁺，Ｎ₂ ⁺，Ｆｅ⁺⁺等がＳｉのイオンビームに
混入してウェーハに注入されることが生じる。

【０００６】これは、イオン注入装置は、通常、イオン
源と加速管部間に質量分析部を有し、この質量分析部に
おいて、必要としない不純物イオンを排除して目的とす
る不純物イオンだけを選別しているが、この原理は、不
純物イオンの電磁界内での運動の違いを利用したもの
で、一定電磁界内での運動は、不純物イオンの質量を
ｍ、不純物イオンの電荷をｑとしたとき、ｍ／ｑに比例
する。従って、ｍ／ｑの大きさが同じ不純物イオンは選
別できないことになる。

【０００７】そして、特にイオン源を交換した直後やイ
オン源ガスを切り替えた直後において、イオンビームに
混入する不要な不純物の量が増大する。

【０００８】このような不要な不純物が多い状態でシリ
コンイオンをイオン注入すると、石英基板上の多結晶シ
リコン層に注入される不純物も増加することになる。こ
の場合、その後の熱処理での固相成長の際に、結晶成長
速度が遅くなり、任意の熱処理時間の比較において結晶
粒径が小さくなる。

【０００９】また、この状態で半導体素子を形成する
と、トランジスタ特性の劣化や歩留まりの低下を引き起
こすという問題が生じる。

【００１０】一方、シリコン基板等にイオン注入により
不純物を導入して半導体素子を作製する場合、例えばＣ
ＣＤやＴＦＴ及びＭＯＳデバイス等の半導体素子におい
ては、シリコン基板等の表面に例えばｎ形不純物（例え
ばＰ⁺）をイオン注入するが、この場合に、イオン注入
装置のイオン源に上記燐（Ｐ）のガスのほかに、Ｂ−Ｆ
系のガスが存在した場合、燐（ＡＭＵ３１）のイオンビ
ームに不要なＢＦＨ（ＡＭＵ３１）が混入することにな
る。このような現象は、特にイオン源にガスを送り込む
マスフロー等の故障やイオン源へのガスの切替え直後等
において発生する。

【００１１】従って、この状態でイオン注入を実行する
と、燐とＢＦＨのＡＭＵが同じであることから、不要な
ＢＦＨが混入した燐のイオンビームは、そのまま質量分
析部を通過してエンドステーション部にセットされてい
る基板に注入されることとなる。

【００１２】この場合、混入した不要な不純物イオンに
より、基板のポテンシャルが変化し、電気特性の劣化や
作製されるトランジスタの性能にばらつきが発生しやす
くなり、半導体デバイスに関する歩留まりの低下を引き
起こすおそれがある。

【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、イオン源から出射され
たイオンビームへの不要な不純物イオンの混入が低減さ
れた段階でのイオン注入を実現でき、作製される半導体
装置の特性の向上及び歩留まりの向上を達成することが
できる半導体製造装置及び半導体製造方法を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体製造
装置は、イオン源からの所定のイオン種を試料に対して
イオン注入するイオン注入手段と、上記イオン種に混入
する少なくとも１種の不要不純物イオンのビーム電流値
と所定のイオン種のビーム電流値との比を演算する演算
手段と、上記演算手段での演算結果が、所定の規格内に
ある場合にイオン注入手段に対してイオン注入の開始を
指示する制御手段とを設けて構成する。

【００１５】これにより、まず、演算手段において、イ
オン源から出射されるイオンビームのうち、所定のイオ
ン種に混入する少なくとも１種の不要不純物イオンのビ
ーム電流値と所定のイオン種のビーム電流値との比が演
算され、制御手段は、上記演算手段での演算結果が所定
の規格内になった段階でイオン注入手段に対して開始を
指示する。イオン注入手段は、制御手段からの開始を示
す指示に基づいて試料に対するイオンの注入を開始する
こととなる。

【００１６】この場合、所定のイオン種に対する不要な
不純物イオンの混入量が所定の規格内になった段階で実
際の試料に対するイオン注入処理が開始されるため、イ
オン源から出射されたイオンビームへの不要な不純物イ
オンの混入が低減された段階でのイオン注入を実現で
き、作製される半導体装置の特性の向上及び歩留まりの
向上を達成することができる。

【００１７】次に、本発明に係る半導体製造方法は、イ
オン源からの所定のイオン種を試料に対してイオン注入
する半導体製造方法において、上記イオン種に混入する
少なくとも１種の不要不純物イオンのビーム電流値と所
定のイオン種のビーム電流値との比が所定の規格内にあ
る場合にイオン注入を開始するようにする。

【００１８】これにより、まず、イオン源から出射され
るイオンビームのうち、所定のイオン種に混入する少な
くとも１種の不要不純物イオンのビーム電流値と所定の
イオン種のビーム電流値との比が所定の規格内になった
段階で試料へのイオン注入処理が開始されることにな
る。

【００１９】この場合、所定のイオン種に対する不要な
不純物イオンの混入量が所定の規格内になった段階で実
際の試料に対するイオン注入処理が開始されるため、イ
オン源から出射されたイオンビームへの不要な不純物イ
オンの混入が低減された段階でのイオン注入を実現で
き、作製される半導体装置の特性の向上及び歩留まりの
向上を達成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体製造装
置及び半導体製造方法の実施の形態を例えば後段加速型
のイオン注入装置に適用した実施の形態例（以下、単に
実施の形態に係るイオン注入装置と記す）を図１〜図１
７を参照しながら説明する。

【００２１】この実施の形態に係るイオン注入装置は、
図１に示すように、目的とするイオンを作るイオン源１
と、このイオン源１にて作られたイオンを試料まで輸送
するビームライン系２と、ウェーハＷを搬送しイオン注
入処理を行なうエンドステーション部３を有して構成さ
れている。上記ビームライン系２は、質量分析部４及び
加速管５を有する。

【００２２】上記イオン源１は、円筒形（又は四角形）
のアークチャンバの中心に設けたフィラメントから出る
熱電子によってソース６からのガスをイオン化するフリ
ーマン型や、フィラメントの配置位置等を工夫したバー
ナスイオン源や、フィラメントを使用しないＥＣＲイオ
ン源等にて構成されている。

【００２３】特に、上記イオン源１は、ガスが発生又は
導入されるため、真空ポンプとして油拡散ポンプやター
ボ分子ポンプのように気体を連続的に系外に排気できる
ものが用いられる。

【００２４】そして、上記イオン源１で生成されたイオ
ンは例えば３０ｋｅＶ程度の電圧で引き出され、後段の
ビームライン系２における質量分析部４に送られる。

【００２５】ビームライン系２の質量分析部４は、例え
ば分析管（ウェーブガイド）７と、電磁石（アナライザ
マグネット）８と、分析スリット板９等を有して構成さ
れている。この質量分析部４は、イオン源１から送出さ
れたイオンから目的とするイオンだけを選別する。

【００２６】この選別原理は、荷電粒子の磁場中での回
転半径がその運動量に応じて異なるという性質を利用し
たものである。即ち、適切な強度に磁場を設定すると、
目的のイオンのみが分析管７を通り抜けて、後段の加速
管５へと導かれ、ほかのイオンは分析管７の壁面あるい
は分析スリット板９に衝突し、加速管５へは輸送されな
い。

【００２７】具体的に図２に基づいて説明すると、この
質量分析部４は、一様な磁場Ｈ内を運動する荷電粒子
（イオン）ｅの軌道が荷電粒子ｅの質量ｍと電荷ｑの比
ｍ／ｑ及び速度ｖに依存することを利用したものであ
る。一様な磁場Ｈ内で磁場に垂直な平面内で運動する荷
電粒子ｅの軌道は、半径Ｒ＝ｍｖ／（ｑＨ）の円とな
る。つまり、電磁石８では上部をＮ極、下部をＳ極にな
るようにコイルに駆動電流を流すため、ビームが質量分
析部に進入してくると、ビームは左側に曲げられること
になる。この場合、イオンの重さ（ＡＭＵ）、電荷数
（＋，＋＋等）によってビームを曲げる磁界の強さが異
なる。従って、磁界の強さＨ（電磁石８の出力）を調整
することで必要なイオンを取り出すことができることと
なる。参考までにビームが通る軌道の式を記すと、以下
のようになる。

【００２８】Ｈ・ｒ＝１４４√｛（ｍ・Ｅ）／ｑ²｝Ｈ：磁界の強さ（Ｇ）ｒ：軌道半径（ｃｍ）ｍ：質量数（Ｐ＝３１，Ａｓ＝７５等）Ｅ：エネルギー（ｅＶ）ｑ：電荷数（１，２等）

【００２９】従って、原理的には、磁界の強さＨや引出
し電圧等を変化させながらビーム電流を測定することに
よって、イオン源１にて生成されたイオンの質量スペク
トル（マススペクトル）を得ることができる。図３にマ
ススペクトルの例を示す。

【００３０】また、目的とするイオンの軌道半径をＲに
設定し、該軌道半径Ｒに沿って輸送されるイオンの輸送
軌道上にスリットを有する分析スリット板９を配置すれ
ば、目的するイオン以外のイオン（軌道を破線で示す）
は、上記軌道半径から外れた軌道上を輸送することにな
るため、この場合、分析スリット板９に衝突することに
なる。

【００３１】上記関係式からわかるように、目的とする
イオンが決まれば、その質量もわかることから、電磁石
８にて発生する磁場の強さＨや引出し電圧等を適宜変化
させることによって、当該目的とするイオンの輸送軌道
を軌道半径Ｒに合わせることができると共に、当該目的
とするイオンのビーム電流を目標値に合わせることがで
きる。

【００３２】加速管５は、質量分析部４にて選別された
目的とするイオンを所定のエネルギーまで加速する部分
である。加速管５は、例えばセラミックの短管と円盤状
の電極を交互に配置し、つなぎ合わせた構造をしてお
り、その内部をイオンビームが通過することになる。

【００３３】エンドステーション部３は、一主面にウェ
ーハＷが置かれたディスク１０をイオン注入装置内に搬
送するディスク搬送機構（図示せず）と、イオンビーム
電流を計測するビーム電流計測系（図示せず）を有して
構成されている。

【００３４】ビーム電流計測系は、上記質量分析部４と
の組み合せにて構成され、該質量分析部４にて選別され
たイオンのビーム電流をファラデー・カップにて構成さ
れたセットアップカップと称される測定器にて測定する
ものである。

【００３５】このセットアップカップの構成を簡単に説
明すると、該セットアップカップは、金属で作られた箱
（多くは円筒形）と、該箱の一方に形成された開口から
入った荷電粒子（イオン）の数を電流として測定するた
めの微小電流計又は電圧計とを有して構成されている。

【００３６】一般に、荷電粒子は、金属の表面に当たる
と二次電子又は二次イオンを放出すると共に、入射粒子
自身が後方に散乱されるため、真の荷電粒子の電流を測
定するのに誤差が生じる。そこで、このセットアップカ
ップは、後方に散乱する荷電粒子を箱の中に取り込むた
めに、底の深い箱を用い、更に二次電子や二次イオンの
放出による影響をなくすために、セットアップカップ自
体を所定の電位に保って測定することにより、これらの
粒子が再び箱の内部に戻るようにしている。

【００３７】このセットアップカップにて測定されたビ
ーム電流は、検出信号として出力され、後段に接続され
ているアンプにて増幅されるようになっている。

【００３８】そして、この実施の形態に係るビーム電流
計測系は、図４に示すように、コントローラ１１を有す
る。このコントローラ１１には、イオン源駆動回路１２
と電磁石駆動回路１３が接続され、更にビーム電流を計
測するセットアップカップ１４からアンプ１５を通じて
送出される検出信号をデジタルの検出データ（検出ビー
ム電流値Ｄ）に変換するＡ／Ｄ変換器１６が接続されて
いる。

【００３９】なお、上記イオン源駆動回路１２とコント
ローラ１１の間には、コントローラ１１からの制御デー
タ（引出し電圧値）Ｄｖをアナログの制御信号Ｓｖに変
換するためのＤ／Ａ変換器１７が挿入接続され、上記電
磁石駆動回路１３とコントローラ１１の間には、コント
ローラ１１からの制御データ（電磁石制御値）Ｄｂをア
ナログの制御信号Ｓｂに変換するためのＤ／Ａ変換器１
８が挿入接続されている。

【００４０】また、このコントローラ１１の出力側に
は、エラー信号Ｓｅの入力に基づいて警報を発する警報
手段１９と、コントローラ１１から出力される各種メッ
セージデータＤｍを画面上に画像表示するための表示手
段２０と、このイオン注入装置を各種パラメータに基づ
いてシーケンス制御するための制御系２４が接続されて
いる。また、このコントローラ１１の入力側には、制御
盤の操作卓に配列された多数のキー群からなるキー入力
手段２１がインターフェース回路２２を介して接続さ
れ、ウェーハの搬入や排出等を検知するための各種セン
サ群２３が接続されている。

【００４１】上記イオン源駆動回路１２は、コントロー
ラ１１からの起動信号Ｓｓの入力に基づいて、イオン源
１に対して初期引出し電圧を印加し、更にコントローラ
からＤ／Ａ変換器１７を通じて供給される制御信号Ｓｖ
の内容（電流レベルや電圧レベルあるいは周波数等）に
応じたレベルの引出し電圧を印加する回路である。

【００４２】上記電磁石駆動回路１３は、コントローラ
１１からＤ／Ａ変換器１８を通じて供給される制御信号
Ｓｂの内容（電流レベルや電圧レベルあるいは周波数
等）に応じたレベルの駆動電流を電磁石８に供給する回
路である。電磁石８は、供給される駆動電流のレベルに
応じた強さＨの磁場を発生する。

【００４３】コントローラ１１は、通常のマイクロコン
ピュータにて構成され、各種プログラムが格納されたプ
ログラムＲＯＭ３１と、各種固定データが予め登録され
たデータＲＯＭ３２と、上記プログラムＲＯＭ３１から
読み出されたプログラムの動作用として用いられる動作
用ＲＡＭ３３と、セットアップカップ１４からＡ／Ｄ変
換器１６を通じて入力される検出データＤ，キー入力手
段２１からのキー入力データ，センサ群２３からの検出
信号並びに各種プログラムによってデータ加工されたデ
ータ等が格納されるデータＲＡＭ３４と、外部回路（イ
オン源駆動回路１２に通じるＤ／Ａ変換器１７や電磁石
駆動回路１３に通じるＤ／Ａ変換器１８並びにセットア
ップカップ１４に通じるＡ／Ｄ変換器１６等）に対して
データの入出力を行なう入力ポート３５及び出力ポート
３６と、これら各回路を制御するＣＰＵ（制御装置及び
論理演算装置）３７とを有して構成されている。

【００４４】そして、上記各種回路は、ＣＰＵ３７から
導出されたデータバスＤＢを介して各回路間のデータの
受渡しが行なわれ、更にＣＰＵ３７から導出された制御
バス及びアドレスバス（共に図示せず）を介してそれぞ
れＣＰＵ３７にて制御されるように構成されている。

【００４５】キー入力手段２１からのキー入力データや
セットアップカップ１４からの検出データＤは、入力ポ
ート３５を介してデータバスＤＢに供給されるようにな
っている。

【００４６】キー入力手段２１を構成する操作卓には、
各種操作キーが配列され、その内訳は、例えば図５に示
すように、ビーム出しについて自動で行なうか手動で行
なうかの選択を行なうための自動／手動選択・キーＫ１
と、不要不純物イオンのモニタを行なうか否かの選択を
行なうための不純物モニタ・キーＫ２と、モニタ回数の
選択を行なうためのモニタ数・キーＫ３と、不純物モニ
タの頻度を選択するためのモニタ頻度・キーＫ４を有す
る。

【００４７】そして、必要イオン種に関しては、そのイ
オン種の目標ビーム電流値を入力するためのＹ・キーＫ
５と、その必要イオン種のＡＭＵ値を入力するためのＡ
ＭＵＹ＿Ｔａｒｇｅｔ・キーＫ６と、必要イオン種の最
小ビーム電流値を入力するためのＹｍｉｎ・キーＫ７
と、必要イオン種の最大ビーム電流値を入力するための
Ｙｍａｘ・キーＫ８とを有する。

【００４８】第１の不要不純物イオン種に関しては、目
標とするＡＭＵ値を入力するためのＡＭＵＸ１＿Ｔａｒ
ｇｅｔ・キーＫ９と、第１の不要不純物のオートシーキ
ング（自動検索）の検索範囲を設定するために用いられ
る検索用最小ＡＭＵ値及び検索用最大ＡＭＵ値を入力す
るためのＡＭＵＸ１＿Ｍｉｎ・キーＫ１０及びＡＭＵＸ
１＿Ｍａｘ・キーＫ１１と、必要イオン種のビーム電流
値と第１の不要不純物イオンのビーム電流値との比（第
１のビーム電流比）の規格（有効数字）を入力するため
のＳｐｅｃＺ１・キーＫ１２とを有する。

【００４９】第２の不要不純物イオン種に関しては、目
標とするＡＭＵ値を入力するためのＡＭＵＸ２＿Ｔａｒ
ｇｅｔ・キーＫ１３と、第２の不要不純物のオートシー
キング（自動検索）の検索範囲を設定するために用いら
れる検索用最小ＡＭＵ値及び検索用最大ＡＭＵ値を入力
するためのＡＭＵＸ２＿Ｍｉｎ・キーＫ１４及びＡＭＵ
Ｘ２＿Ｍａｘ・キーＫ１５と、必要イオン種のビーム電
流値と第２の不要不純物イオンのビーム電流値との比
（第２のビーム電流比）の規格（有効数字）を入力する
ためのＳｐｅｃＺ２・キーＫ１６とを有する。

【００５０】上記オートシーキングの検索範囲を設定す
ることにより、不要不純物イオン種の近くに複数の不純
物スペクトルがある場合において、不要不純物イオン種
のビーム電流値を得る際に、誤って別の不純物に関する
ビーム電流を不要不純物イオン種のビーム電流値として
検出してしまうことを防止することが可能となる。

【００５１】また、上記不要な不純物イオンについての
最大ＡＭＵ値及び最小ＡＭＵ値を入力することことの必
要性については、例えばＡＭＵ値を０から１００くらい
まで自動でアナライザーシーキングさせて、各ＡＭＵ値
に関するビーム電流値を調べると非常に時間がかかるこ
とになるが、ＡＭＵ値１５〜ＡＭＵ値１７というように
指定すると、上記ＡＭＵ値を０から１００までシーキン
グした場合の数分の１以下の時間で済み、イオン注入開
始までの時間短縮を図ることができ、生産性を向上させ
ることができる。

【００５２】また、不要な不純物イオンを各Ｔａｒｇｅ
ｔ・キーにて指定した場合、通常は、図６Ａに示すよう
に、設定したＡＭＵ値が例えば１６であれば、ＡＭＵ値
＝１６のビーム電流値をシーキングすればよいが、電磁
石８に電力供給する電源の変動等によって、図６Ｂに示
すように、実際のＡＭＵ値がわずかにシフトすることが
ある。この場合に、上記のようにオートシーキングの検
索範囲を設定することにより、上記実際のＡＭＵ値のシ
フト現象に対するマージンを確保することが可能とな
り、設定したＡＭＵ値がシフトしたとしても、確実にそ
のＡＭＵ値に対するビーム電流値を検出することができ
る。

【００５３】そして、上記各種キーＫ１〜Ｋ１６のう
ち、自動／手動選択キーＫ１は、オルタネート方式のキ
ーとなっており、初期状態は「自動」に設定され、この
状態から１回操作すると、「手動」に、再度操作すると
「自動」に切り換わり、１回操作する度に「自動」から
「手動」へ、あるいは「手動」から「自動」に切り換わ
るようになっている。

【００５４】このタイプのキーは、その他、不純物モニ
タ・キーＫ２及びモニタ数・キーＫ３にも採用され、不
純物モニタ・キーＫ２については、１回操作する度に
「ＯＮ」→「ＯＦＦ」，「ＯＦＦ」→「ＯＮ」に順次切
り換わり、モニタ数・キーＫ３については、１回操作す
る度に例えば「１」→「２」，「２」→「１」に順次切
り換わるようになっている。

【００５５】その他のキーは、２挙動の操作を行なうこ
とで入力が行なわれるキーであり、例えばモニタ頻度・
キーＫ４については、該キーＫ４を操作した後、図示し
ないテン・キー及びダイヤル式キーで整数値を入力する
ことによって、該入力した整数値が頻度数ｎとして入力
されるようになっている。この頻度数ｎは、例えばウェ
ーハ何枚単位に、あるいは何ロット（２５枚／１ロッ
ト）おきにモニターを行なうかの指定となる。

【００５６】Ｙ・キー，Ｙｍｉｎ・キー及びＹｍａｘ・
キーについては、テン・キー及びダイヤル式キーによっ
て実数値を入力することにより、該入力した実数値がそ
れぞれビーム電流値として入力されるようになってい
る。

【００５７】ＡＭＵＹ＿Ｔａｒｇｅｔ・キー，ＡＭＵＸ
１＿Ｔａｒｇｅｔ・キー，ＡＭＵＸ１＿Ｍｉｎ・キー等
については、テン・キー及びダイヤル式キーによって実
数値を入力することにより、該入力した実数値がそれぞ
れＡＭＵ値として入力されるようになっている。

【００５８】ＳｐｅｃＺ１・キー及びＳｐｅｃＺ２・キ
ーについてもテン・キー及びダイヤル式キーによって実
数値を入力することにより、該入力した実数値がそれぞ
れ規格値として入力されるようになっている。これらＳ
ｐｅｃＺ１・キー及びＳｐｅｃＺ２・キーについては、
小数点以下任意桁まで入力可能となっている。図示の例
では、小数点以下７桁まで入力することができるように
なっている。

【００５９】次に、上記実施の形態に係るイオン注入装
置の処理動作について、図７〜図１７の機能ブロック及
びフローチャートを参照しながら説明する。

【００６０】この実施の形態に係るイオン注入装置１
は、まず、図８で示すステップＳ１において、電源投入
と同時に初期動作、例えば、イオン注入装置内のシステ
ムチェックやメモリチェック及びセットアップ等が行な
われる。

【００６１】次に、ステップＳ２において、プログラム
ＲＯＭ３１から、イオン注入処理手段４１（イオン注入
処理プログラム：図６参照）が読み出されて、動作用Ｒ
ＡＭ３３に書き込まれると同時に、このプログラム４１
の動作中において生成されたデータを一時的に保存する
ためや、上記プログラムを構成する各ルーチン間のパラ
メータの受渡しなどに用いられる作業領域が動作用ＲＡ
Ｍ３３中に割り付けられる。

【００６２】また、データＲＡＭ３４に、入力ポート３
５を通じて入力される各種データを格納するための入力
データ格納領域や、データＲＯＭ３２からの各種固定デ
ータが格納される固定データ格納領域がそれぞれ割り付
けられる。

【００６３】このステップＳ２においては、上記プログ
ラム４１の転送処理のほかに、データＲＯＭ３２から各
種固定データを読み出して固定データ格納領域に格納す
るという処理を行なう。また、このとき、モニタ回数を
示すカウンタ（例えばインデックスレジスタｊ）に
「０」が格納されて該インデックスレジスタｊが初期化
される。

【００６４】上記動作用ＲＡＭ３３に読み出されたイオ
ン注入処理プログラム４１は、図７に示すように、各種
判別を行なう判別手段４２と、キー入力手段２１を用い
て入力されたキー入力データに基づいて各種パラメータ
の設定を行う各種パラメータ設定手段４３と、設定され
たパラメータに基づいてモニタ頻度の判別を行なうモニ
タ頻度判別手段４４と、第１の不要不純物イオン種のモ
ニタ処理を行なうＡＭＵＸ１モニタ手段４５と、第２の
不要不純物イオン種のモニタ処理を行なうＡＭＵＸ２モ
ニタ手段４６と、必要不純物イオン種のビーム出しを自
動で行なうための自動ビーム出し手段４７と、イオン源
駆動回路１２や電磁石駆動回路１３に対してイオン注入
要求を行なうためのイオン注入要求手段４８と、エンド
ステーション部３にウェーハを搬送するための要求を行
なうウェーハロード要求手段４９と、エンドステーショ
ン部３にあるウェーハの排出要求を行なうウェーハ排出
要求手段５０とを有して構成されている。

【００６５】そして、このイオン注入処理プログラム４
１は、まず、図７のステップＳ３において、表示手段２
０に対して各種パラメータ入力に用いられるメニュー画
面表示用の表示データを出力ポート３６を介して出力す
る。これによって、表示手段２０の画面上には、パラメ
ータ設定用のメニュー画面が表示され、オペレータに各
種パラメータの入力を促す。

【００６６】オペレータは、上記メニュー画面の表示
後、該メニュー画面の誘導に従って上記キー入力手段２
１を使って各種パラメータを入力していくことになる。

【００６７】そして、このステップＳ３においては、各
種パラメータ設定手段４３を通じて、キー入力手段２１
からの各種キー入力データをパラメータ（レシピ）とし
てデータＲＡＭ３４の入力データ格納領域に格納する。

【００６８】具体的には、自動／手動選択キーＫ１の操
作による自動（０）又は手動（１）のデータが入力され
て所定の格納領域に格納され、同様に、不純物モニタ・
キーＫ２の操作によるＯＮ（０）又はＯＦＦ（１）のデ
ータ及びモニタ数・キーＫ３の操作による１又は２のデ
ータが入力されてそれぞれ所定の格納領域に格納され
る。

【００６９】また、モニタ頻度・キーＫ４の操作によっ
て格納領域の所定アドレスが決定されて、その後の入力
されるテン・キーあるいはダイヤル式キーによる整数値
が上記所定アドレスにモニタ頻度数ｎとして格納される
ことになる。

【００７０】また、Ｙ・キーＫ５，Ｙｍｉｎ・キーＫ７
及びＹｍａｘ・キーＫ８の操作によって格納領域のそれ
ぞれのアドレスが決定され、その後に入力されるテン・
キーあるいはダイヤル式キーによる実数値が、必要イオ
ン種に関する目標ビーム電流値、最小ビーム電流値及び
最大ビーム電流値としてそれぞれ該当アドレスに格納さ
れることになる。

【００７１】ＡＭＵＹ＿Ｔａｒｇｅｔ・キーＫ６の操作
によって格納領域の所定アドレスが決定されて、その後
の入力されるテン・キーあるいはダイヤル式キーによる
実数値が上記所定アドレスに必要イオン種のＡＭＵ値と
して上記所定アドレス格納されることになる。

【００７２】ＡＭＵＸ１＿Ｔａｒｇｅｔ・キーＫ９，Ａ
ＭＵＸ１＿Ｍｉｎ・キーＫ１０及びＡＭＵＸ１＿Ｍａｘ
・キーＫ１１並びにＳｐｅｃＺ１・キーＫ１２の操作に
よって格納領域のそれぞれのアドレスが決定され、その
後に入力されるテン・キーあるいはダイヤル式キーによ
る実数値が、第１の不要不純物イオン種の目標ＡＭＵ
値，第１の不要不純物のオートシーキングの検索範囲で
ある検索用最小ＡＭＵ値及び最大ＡＭＵ値並びに規格値
としてそれぞれ該当アドレスに格納されることになる。

【００７３】ＡＭＵＸ２＿Ｔａｒｇｅｔ・キーＫ１３，
ＡＭＵＸ２＿Ｍｉｎ・キーＫ１４及びＡＭＵＸ２＿Ｍａ
ｘ・キーＫ１５並びにＳｐｅｃＺ２・キーＫ１６の操作
によって格納領域のそれぞれのアドレスが決定され、そ
の後に入力されるテン・キーあるいはダイヤル式キーに
よる実数値が、第２の不要不純物イオン種の目標ＡＭＵ
値，第２の不要不純物のオートシーキングの検索範囲で
ある検索用最小ＡＭＵ値及び検索用最大ＡＭＵ値並びに
規格値としてそれぞれ該当アドレスに格納されることに
なる。

【００７４】次に、ステップＳ４において、判別手段４
２を通じて、自動によるビーム出しが選択されているか
否かが判別される。この判別は、所定格納領域に格納さ
れている自動／手動選択キーＫ１に関するデータが
「０」であるかどうかで行なわれる。

【００７５】上記データが「０」であって、現在「自
動」が選択されている場合、次のステップＳ５に進み、
自動ビーム出し手段４７（自動ビーム出しサブルーチ
ン）に入る。

【００７６】この自動ビーム出し手段４７は、図１０に
示すように、セットアップカップ１４からＡ／Ｄ変換器
１６及び入力ポート３５を通じて入力される検出データ
Ｄを受け取って、データＲＡＭ３４の所定格納領域に格
納する検出データ受取り手段６１と、検出データＤと規
格との条件判別を行なう条件判別手段６２と、イオン源
駆動回路１２に対してスタンバイ状態を指示するための
信号（起動信号Ｓｓ）を出力するスタンバイ要求手段６
３と、指定されたＡＭＵ値に対応する電磁石制御値Ｄｂ
を演算若しくは電磁石制御値に関する固定のデータファ
イルから取り出して出力ポート３６を通じて電磁石駆動
回路１３に出力する電磁石制御値出力手段６４と、指定
されたビーム電流値に対応する引出し電圧値Ｄｖを演算
若しくは引出し電圧値に関する固定のデータファイルか
ら取り出して出力ポート３６を通じてイオン源駆動回路
１２に出力する引出し電圧値出力手段６５と、ビーム出
しを停止するための信号（停止信号Ｓｏ）を出力ポート
３６を通じてイオン源駆動回路１２に出力するビーム出
し停止要求手段６６と、制御系２４によるイオン注入装
置のシーケンス制御に使用される各種パラメータの設定
を微調整するためのパラメータ微調整手段６７を有して
構成されている。

【００７７】そして、この自動ビーム出し手段４７（自
動ビーム出しサブルーチン）は、図１１に示すように、
まず、ステップＳ１０１において、スタンバイ要求手段
６３を通じて、イオン源駆動回路１２に対し、出力ポー
ト３６を介して起動信号Ｓｓを出力する。イオン源駆動
回路１２は、コントローラ１１からの起動信号Ｓｓの入
力に基づいてイオン源１に初期電圧を印加してイオン源
１をスタンバイ状態にする。

【００７８】次に、ステップＳ１０２において、電磁石
制御値出力手段６４を通じて、必要イオン種の目標ＡＭ
Ｕ値（ＡＭＵＹ＿Ｔａｒｇｅｔ・キーＫ６にて入力され
た値。以下、単にＡＭＵＹ値と記す）に対応する電磁石
制御値Ｄｂを、演算若しくは電磁石制御値に関する固定
のデータファイルから上記ＡＭＵＹ値をアドレスとして
取り出す。

【００７９】次に、ステップＳ１０３において、上記演
算若しくは取り出した上記ＡＭＵＹ値に対応する電磁石
制御値Ｄｂを出力ポート３６を通じて電磁石駆動回路１
３側に出力する。

【００８０】コントローラ１１から出力された上記電磁
石制御値Ｄｂは、途中のＤ／Ａ変換器１８にてアナログ
の制御信号Ｓｂに変換されて電磁石駆動回路１３に供給
される。電磁石駆動回路１３は、供給された制御信号Ｓ
ｂの内容（電流レベル，電圧レベル若しくは周波数レベ
ル）に対応したレベルの励磁電流を電磁石８に流す。こ
れによって、電磁石８からは上記制御信号Ｓｂの内容に
対応する強さＨの磁場が発生することになる。

【００８１】次に、ステップＳ１０４において、引出し
電圧値出力手段６５を通じて、必要イオン種のビーム電
流値（Ｙ・キーＫ５にて入力された値。以下、単にＹ値
と記す）に対応する引出し電圧値Ｄｖを、演算若しくは
引出し電圧値に関する固定のデータファイルから上記Ｙ
値をアドレスとして取り出す。

【００８２】次に、ステップＳ１０５において、上記演
算若しくは取り出したＹ値に対応する引出し電圧値Ｄｖ
を出力ポート３６を通じてイオン源駆動回路１２側に出
力する。

【００８３】コントローラ１１から出力された上記引出
し電圧値Ｄｖは、途中のＤ／Ａ変換器１７にてアナログ
の電圧信号Ｓｖに変換されてイオン源駆動回路１２に供
給される。イオン源駆動回路１２は、供給された電圧信
号Ｓｖを引出し電圧としてイオン源１に印加する。これ
によって、イオン源１から発生したイオンが上記引出し
電圧Ｓｖに応じた量ほど引き出されて出射されることに
なる。

【００８４】このため、イオン源１から出射されたイオ
ンは、途中の質量分析部４において、電磁石８からの磁
場Ｈにより円運動を行なって後段の加速管５に導かれる
ことになるが、上述したように、磁場の強さＨ及び引出
し電圧Ｓｖにて決まる特定のＡＭＵのイオンのみが分析
スリット板９を通じて後段の加速管５側に導かれること
になる。この場合、必要イオン種のＡＭＵと同等のＡＭ
Ｕを有するイオンが後段の加速管５側に導かれる。

【００８５】次に、ステップＳ１０６において、検出デ
ータ受取り手段６１を通じて、セットアップカップ１４
からアンプ１５，Ａ／Ｄ変換器１６及び入力ポート３５
を通じて入力される検出データＤを受け取って、データ
ＲＡＭ３４の所定領域に格納する。

【００８６】次に、ステップＳ１０７において、条件判
別手段６２を通じて、検出データＤが示すビーム電流値
（以下、検出ビーム電流値と記す）と設定した目標ビー
ム電流値（Ｙ値）が同じか否かが判別される。

【００８７】検出ビーム電流値Ｄと目標ビーム電流値
（Ｙ値）が異なる場合、次のステップＳ１０８に進み、
条件判別手段６２を通じて、検出ビーム電流値Ｄが設定
された最小ビーム電流値（Ｙｍｉｎ値）未満か否かが判
別される。検出ビーム電流値Ｄが最小ビーム電流値（Ｙ
ｍｉｎ値）未満であれば、次のステップＳ１０９に進
み、パラメータ微調整手段６７を通じて、ビーム電流値
を上げる方向に制御系の各種パラメータを微調整する。

【００８８】一方、上記ステップＳ１０８において、検
出ビーム電流値Ｄが最小ビーム電流値（Ｙｍｉｎ値）以
上である場合、ステップＳ１１０に進み、条件判別手段
６２を通じて、今度は、上記検出ビーム電流値Ｄが設定
された最大ビーム電流値（Ｙｍａｘ値）よりも大きいか
否かが判別される。

【００８９】検出ビーム電流値Ｄが最大ビーム電流値
（Ｙｍａｘ値）よりも大きい場合、次のステップＳ１１
１に進み、パラメータ微調整手段６７を通じて、ビーム
電流値を下げる方向に制御系の各種パラメータを微調整
する。

【００９０】上記ステップＳ１０９の処理又はステップ
Ｓ１１１の処理が終了した時点でステップＳ１０６に戻
り、該ステップＳ１０６以降の処理を繰り返す。即ち、
パラメータ微調整手段６７を通じて各種パラメータが変
更された後の検出ビーム電流値Ｄを判別し、検出ビーム
電流値Ｄが最小ビーム電流値（Ｙｍｉｎ値）よりも小さ
ければビーム電流値を上げる方向に各種パラメータを微
調整し、最大ビーム電流値（Ｙｍａｘ値）よりも大きけ
ればビーム電流値を下げる方向に各種パラメータを微調
整するという処理を繰り返す。

【００９１】そして、検出ビーム電流値Ｄが目標ビーム
電流値（Ｙ値）と同じか又は最小ビーム電流値（Ｙｍｉ
ｎ値）と最大ビーム電流値（Ｙｍａｘ値）の間にある場
合、ステップＳ１１２に進み、ビーム出し停止要求手段
６６を通じて、停止信号Ｓｏを出力ポート３６を介して
イオン源駆動回路１２に出力する。イオン源駆動回路１
２は、コントローラ１１からの停止信号Ｓｏの入力に基
づいて、イオン源１に対する引出し電圧Ｓｖの印加を停
止する。これによって、イオン源１からのイオンの出射
は停止されることになる。

【００９２】このとき、Ｙ・キーＫ５の操作によって入
力された目標ビーム電流値が格納されている領域に、今
回の微調整にて決定されたビーム電流値が正規の目標ビ
ーム電流値（Ｙ値）として格納される。即ち、設定され
た目標ビーム電流値（Ｙ値）が今回のビーム電流値Ｄに
書き換えられることになる。

【００９３】上記ステップＳ１１１でのビーム出し停止
要求処理が終了した段階で、この自動ビーム出し手段４
７（自動ビーム出しサブルーチン）が終了する。

【００９４】次に、図８に示すメインルーチンに戻り、
上記ステップＳ４において、手動であると判別された場
合は、ステップＳ６に進み、手動によるビーム出し処理
が行なわれる。この処理は、例えば制御盤の操作卓にあ
る引出し電圧用のボリュームを手動にて操作することに
より、イオン源１からイオンを出射させ、設定されたＹ
値についてのイオン種についてのビーム電流値を確認し
ながら上記ボリュームを変更操作する。そして、所定の
ビーム電流値になった段階で、操作卓にある例えば完了
・キー（図示せず）を操作する。この完了・キーの操作
によって、Ｙ・キーＫ５の操作によって入力された目標
ビーム電流値（Ｙ値）が格納されている領域に、今回の
手動によるボリューム調整にて決定されたビーム電流値
が正規の目標ビーム電流値（Ｙ値）として格納される。
即ち、設定された目標ビーム電流値（Ｙ値）が手動によ
るビーム電流値に書換えられることになる。

【００９５】次にステップＳ７において、判別手段４２
を通じて、上記完了・キーが操作されたか否かが判別さ
れが行なわれ、完了・キーが操作されるまで該ステップ
Ｓ７が繰り返される。即ち、完了・キーの入力待ちとな
る。

【００９６】イオン注入装置におけるビーム電流値が所
望の値になった段階で完了・キーが操作されることか
ら、この完了・キーの操作に基づいて当該ステップＳ７
での完了・キーの入力待ちが終了する。

【００９７】上記ステップＳ５での自動ビーム出しサブ
ルーチン又は上記ステップＳ７での完了・キーの入力待
ちが終了した段階で次のステップＳ８に進み、判別手段
４２を通じて、不純物モニタ「ＯＮ」が選択されている
か否かが判別される。この判別は、所定格納領域に格納
されている不純物モニタ・キーに関するデータが「０」
であるかどうかで行なわれる。

【００９８】上記データが「０」であって、現在不純物
モニタ「ＯＮ」が選択されている場合、次のステップＳ
９に進み、判別手段４２を通じて、今度は不純物モニタ
が初回が否かが判別される。この判別は、インデックス
レジスタｊの値が「０」であるかどうかで行なわれる。
インデックスレジスタｊの値が「０」であって不純物モ
ニタが初回であると判別された場合は、次のステップＳ
１０に進み、ＡＭＵＸ１モニタ手段４５（ＡＭＵＸ１モ
ニタサブルーチン）に入る。

【００９９】一方、上記ステップＳ９において、初回で
ないと判別された場合は、ステップＳ１１に進み、判別
手段４２を通じて、不純物モニタを例えばｎロット（又
はバッチ）毎に行なうか否かが判別される。この判別
は、モニタ頻度・キーＫ４にて設定された頻度値が
「０」でないかどうかで行なわれる。このモニタ頻度数
ｎに関しては、上述したように、ウェーハ何枚単位に、
あるいは何ロット（２５枚／１ロット）おきにモニター
を行なうかの指定となる。

【０１００】不純物モニタを例えばｎロット毎に行なう
と判別された場合は、次のステップＳ１２に進み、判別
手段４２を通じて、今度は、インデックスレジスタｊの
値が頻度値ｎ以上であるか否かが判別される。インデッ
クスレジスタｊの値が頻度値ｎ以上である場合、上記ス
テップＳ１０に進み、ＡＭＵＸ１モニタ手段（ＡＭＵＸ
１モニタサブルーチン）に入る。

【０１０１】なお、上記ステップＳ１２において、イン
デックスレジスタｊの値が頻度数ｎ未満であると判別さ
れた場合、若しくは上記ステップＳ１１において、頻度
数ｎが０であると判別された場合、若しくは上記ステッ
プＳ８において、不純物モニタ「ＯＦＦ」が選択されて
いると判別された場合は、いずれも後述するステップＳ
１３（図９参照）に進み、ステップＳ１０〜ステップＳ
１２に示すモニタ処理を行なわずに直接イオン注入処理
に入る。

【０１０２】ところで、上記ＡＭＵＸ１モニタ手段４５
は、図１２に示すように、上記図１０で示す自動ビーム
出し手段４７と同じように、検出データ受取り手段６１
と、条件判別手段６２と、スタンバイ要求手段６３と、
電磁石制御値出力手段６４と、ビーム出し停止要求手段
６６とを有し、更に不要不純物イオン種のビーム電流値
と必要イオン種のビーム電流値との比（ビーム電流比
Ｓ）を演算するビーム電流比演算手段７１と、不要不純
物イオンの減少が進まない場合にエラー信号Ｓｅを出力
ポート３６を通じて警報手段１９及び表示手段２０に出
力するエラー信号出力手段７２を有して構成されてい
る。

【０１０３】そして、このＡＭＵＸ１モニタ手段４５
（ＡＭＵＸ１モニタサブルーチン）は、図１３に示すよ
うに、まず、ステップＳ２０１において、不純物モニタ
のトライ数を計数するカウンタとしてのインデックスレ
ジスタｉに初期値「０」を格納して、該インデックスレ
ジスタｉを初期化する。

【０１０４】次に、ステップＳ２０２において、スタン
バイ要求手段６３を通じて、上記自動ビーム出し手段４
７や手動によるビーム出し処理にて設定された各種パラ
メータをイオン源駆動回路１２や制御系２４に出力して
イオン源１をスタンバイ状態にする。

【０１０５】次に、ステップＳ２０３において、オート
シーキングに使用されるＡＭＵ値を格納するための第１
のレジスタＲ１に第１の不要不純物イオンに関する最小
ＡＭＵ値（ＡＭＵＸ１＿Ｍｉｎ値）を格納し、更にビー
ム電流値のピーク値を検索するために使用される第２の
レジスタＲ２に初期値「０」を格納して、該レジスタＲ
２を初期化する。この第２のレジスタＲ２に格納される
値は、ビーム電流値の前回のピーク値として定義される
ことになる。

【０１０６】次に、ステップＳ２０４において、電磁石
制御値出力手段６４を通じて、第１のレジスタＲ１に格
納されているＡＭＵ値に対応する電磁石制御値Ｄｂを、
演算若しくは電磁石制御値に関する固定のデータファイ
ルから上記ＡＭＵ値をアドレスとして取り出す。

【０１０７】次に、ステップＳ２０５において、上記演
算若しくは取り出した第１のレジスタＲ１に格納されて
いるＡＭＵ値に対応する電磁石制御値Ｄｂを出力ポート
３６を通じて電磁石駆動回路１３側に出力する。

【０１０８】コントローラ１１から出力された上記電磁
石制御値Ｄｂは、途中のＤ／Ａ変換器１８にてアナログ
の制御信号Ｓｂに変換されて電磁石駆動回路１３に供給
される。電磁石駆動回路１３は、供給された制御信号Ｓ
ｂの内容（電流レベル，電圧レベル若しくは周波数レベ
ル）に対応したレベルの励磁電流を電磁石８に流す。こ
れによって、電磁石８からは上記制御信号Ｓｂの内容に
対応する強さＨの磁場が発生することになる。

【０１０９】これにより、イオン源１から出射されたイ
オンは、途中の質量分析部４において、電磁石８からの
磁場Ｈにより円運動を行なって後段の加速管５に導かれ
ることになるが、上述したように、磁場の強さＨや引出
し電圧Ｓｖ等にて決まる特定のＡＭＵ値のイオン種のみ
が分析スリット板９を通じて後段の加速管５側に導かれ
ることになる。この場合、第１の不純物イオン種のＡＭ
Ｕと同等のＡＭＵを有するイオンが後段の加速管５側に
導かれる。

【０１１０】次に、図１３のステップＳ２０６におい
て、検出データ受取り手段６１を通じて、セットアップ
カップ１４から入力ポート３５を通じて入力される検出
データ（検出ビーム電流値Ｄ）を受け取って、データＲ
ＡＭ３４の所定領域に格納する。

【０１１１】次に、ステップＳ２０７において、条件判
別手段６２を通じて、検出ビーム電流値Ｄが第２のレジ
スタＲ２に格納されている電流値（即ち、前回のピーク
値）より大きいか否かが判別される。検出ビーム電流値
Ｄが前回のピーク値より大きい場合、次のステップＳ２
０８に進み、上記検出ビーム電流値が前回のピーク値と
して第２のレジスタＲ２に格納する。

【０１１２】上記ステップＳ２０８での処理が終了した
段階、あるいはステップＳ２０７にて上記検出ビーム電
流値が第２のレジスタＲ２に格納されている前回のピー
ク値以下であると判別された場合は次のステップＳ２０
９に進み、第１のレジスタＲ１に格納されているＡＭＵ
値を＋更新する。この更新は、例えば予め設定された更
新幅（例えば＋１）に従って更新されることになる。

【０１１３】次に、ステップＳ２１０において、条件判
別手段６２を通じて、オートシーキングが終了したか否
かの判別が行なわれる。この判別は、第１のレジスタＲ
１に格納されているＡＭＵ値が第１の不要不純物イオン
に関する最大ＡＭＵ値よりも大きいかどうかで行なわれ
る。第１のレジスタＲ１に格納されているＡＭＵ値が第
１の不要不純物イオンに関する最大ＡＭＵ値以下である
場合は、上記ステップＳ２０４に戻り、該ステップＳ２
０４以降の処理を繰り返す。即ち、ステップＳ２０９に
て更新されたＡＭＵ値に関するビーム電流値を検出し、
この検出されたビーム電流値が前回のピーク値よりも大
きいかどうかが判別され、大きい場合、前回のピーク値
として置き換えられることになる。

【０１１４】つまり、上記ステップＳ２０４〜ステップ
Ｓ２０９のオートシーキング処理においては、例えば図
１５Ａに示すように、ビームピークの分布がガウス近似
状に見られる場合、最小ＡＭＵ値から最大ＡＭＵ値の範
囲でピーク値を検出することとなるため、不純物量を正
確に把握することが可能となる。

【０１１５】そして、上記ステップＳ２１０において、
第１のレジスタＲ１に格納されているＡＭＵ値が最大Ａ
ＭＵ値よりも大きいと判別された場合は、オートシーキ
ングが終了したとして図１４のステップＳ２１１に進
む。

【０１１６】このステップＳ２１１においては、ビーム
電流比演算手段７１を通じて、第１のレジスタＲ１に格
納されている第１の不要不純物イオンに関するビーム電
流値のピーク値と必要イオン種の目標ビーム電流値（自
動ビーム出し処理等において決定されたＹ値）との比
（ビーム電流比Ｓ）が演算される。

【０１１７】次に、ステップＳ２１２において、条件判
別手段６２を通じて、上記ビーム電流比Ｓが規格外か否
かが判別される。この判別は、ビーム電流比ＳがＳｐｅ
ｃＺ１・キーＫ１１にて入力された規格値（Ｚ１値）よ
り大きいかどうかで行なわれる。

【０１１８】ビーム電流比ＳがＺ１値より大きい場合、
次のステップＳ２１４に進み、エラー信号出力手段７２
を通じて、第１のエラー信号を出力ポート３６を通じて
表示手段２０に出力する。このとき、表示手段２０に
は、例えば「ビーム電流比＞Ｚ１」というメッセージが
表示され、その旨をオペレータに知らせる。

【０１１９】上記ステップＳ２１３での第１のエラー信
号の出力処理終了した段階で、ステップＳ２１４に進
み、条件判別手段６２を通じて、インデックスレジスタ
ｉの値が所定のトライ数Ｍ未満であるか否かが判別され
る。インデックスレジスタｉの値が所定のトライ数Ｍ未
満である場合、次のステップＳ２１５に進み、所定時間
の遅延処理を行なう。

【０１２０】その後、ステップＳ２１６に進み、インデ
ックスレジスタｉを＋１更新して、上記ステップＳ２０
３に戻り、該ステップＳ２０３以降の処理、即ちオート
シーキング処理を繰り返す。

【０１２１】そして、上記ステップＳ２１４において、
インデックスレジスタｉの値が所定のトライ数Ｍ以上に
なった場合、ステップＳ２１７に進み、エラー信号出力
手段７２を通じて、第２のエラー信号を出力ポート３６
を介して警報手段１９及び表示手段２０に出力する。こ
れによって、警報手段１９から警報が発せられ、同時に
表示手段２０にて例えば「ＡＭＵＸ１減少せずメンテ
ナンス要」というメッセージが出力される。即ち、この
メッセージ表示は、モニタートライ開始後、所定時間を
過ぎても第１の不要不純物イオンが減少しない場合に行
なわれることになる。

【０１２２】その後、ステップＳ２１８において、ビー
ム出し停止要求手段６６を通じて、停止信号Ｓｏを出力
ポート３６を介してイオン源駆動回路１２に出力する。
イオン源駆動回路１２は、コントローラ１１からの停止
信号Ｓｏの入力に基づいて、イオン源１に対する引出し
電圧Ｓｖの印加を停止する。これによって、イオン源１
からのイオンの出射は停止されることになる。

【０１２３】オペレータは、上記警報手段１９からの警
報出力及び表示手段２０での上記メッセージによって、
第１の不要不純物イオンの低減が有効に行なわれないこ
とを認識することができる。この場合、メッセージに従
って例えばイオン源１などに対するメンテナンスが行な
われる。そして、このメンテナンスが終了した段階で、
操作卓にある例えば完了・キー（図示せず）を操作す
る。

【０１２４】次にステップＳ２１９において、条件判別
手段６２を通じて、完了・キーが操作されたか否かが判
別されが行なわれ、完了・キーが操作されるまで該ステ
ップＳ２１９が繰り返される。即ち、メンテナンス完了
待ちとなる。

【０１２５】メンテナンスが終了して完了・キーが操作
された段階で当該ステップＳ２１９でのメンテナンス完
了待ちが終了する。このステップＳ２１９が終了した場
合、強制的に図７で示すメインルーチンのステップＳ３
に戻り、設定のやり直し等を行なってステップＳ４以降
の処理を繰り返す。

【０１２６】他方、上記ステップＳ２１２において、ビ
ーム電流値ＳがＺ１値以下であると判別された場合は、
次のステップＳ２２０に進み、ビーム出し停止要求手段
６６を通じて、停止信号Ｓｏを出力ポート３６を介して
イオン源駆動回路１２に出力する。イオン源駆動回路１
２は、コントローラ１１からの停止信号Ｓｏの入力に基
づいて、イオン源１に対する引出し電圧Ｓｖの印加を停
止する。これによって、イオン源１からのイオンの出射
は停止されることになる。

【０１２７】上記ステップＳ２２０でのビーム出し停止
要求処理が終了した段階で、このＡＭＵＸ１モニタ手段
４５（ＡＭＵＸ１モニタサブルーチン）が終了する。

【０１２８】次に、図９に示すメインルーチンに戻り、
次のステップＳ１１において、判別手段４２を通じて、
第２の不要不純物イオン種についてモニタすべきか否か
が判別される。この判別は、所定格納領域に格納されて
いるモニタ数・キーＫ３に関するデータが「２」である
かどうかで行なわれる。

【０１２９】上記データが「２」であって、現在、第２
の不要不純物イオン種についてのモニタが選択されてい
る場合、次のステップＳ１２に進み、ＡＭＵＸ２モニタ
手段４６（ＡＭＵＸ２モニタサブルーチン）に入る。

【０１３０】このＡＭＵＸ２モニタ手段４６は、上記図
１２の機能ブロック図並びに図１３及び図１４のフロー
チャートで示すＡＭＵＸ１モニタ手段４５とほぼ同じで
あるため、その詳細は省略するが、このＡＭＵＸ２モニ
タ手段４６での処理は、ステップＳ２０４〜ステップＳ
２０９において、設定された第２の不要不純物イオンに
関する最小ＡＭＵ値から最大ＡＭＵ値にかけてビーム電
流値のピーク値を検索するという処理が行なわれ、更に
ステップＳ２１１において、上記のようにして検索され
たピーク値と必要イオン種のビーム電流値（自動ビーム
出し処理等において決定されたＹ値）との比（ビーム電
流比Ｓ）を演算する。

【０１３１】つまり、これまでの処理は、図１５Ｂに示
すように、上記ＡＭＵＸ１モニタ手段４５での処理で、
第１の不要不純物イオンに関し、その最小ＡＭＵ値〜最
大ＡＭＵ値の範囲でのピーク値と必要不純物イオンの目
標ビーム電流値との比が求められた後、その比と規格値
Ｚ１との比較が行なわれ、更にこのＡＭＵＸ２モニタ手
段４６での処理において、第２の不要不純物イオンに関
し、その最小ＡＭＵ値〜最大ＡＭＵ値の範囲でのピーク
値と必要不純物イオンの目標ビーム電流値との比が求め
られた後、その比と規格値Ｚ２との比較が行なわれるこ
とになる。

【０１３２】従って、ビームピークの分布がガウス近似
状に見られる場合、第１及び第２の不要不純物イオンの
不純物量を正確に把握することが可能となる。

【０１３３】そして、ステップＳ２１２において、条件
判別手段６２を通じて、ビーム電流比ＳがＳｐｅｃＺ２
・キーにて入力された規格値（Ｚ２値）より大きいか否
かが判別され、ビーム電流値ＳがＺ２値よりも大きい場
合、ステップＳ２１３に進み、ビーム電流値ＳがＺ２値
以下の場合、ステップＳ２２０に進む。

【０１３４】また、ステップＳ２１９において、メンテ
ナンスが完了した段階で、図８で示すメインルーチンの
ステップＳ３に進んで、該ステップＳ３以降の処理を繰
り返し、ステップＳ２２０でのビーム出し停止処理が終
了した段階でこのＡＭＵＸ２モニタサブルーチンが終了
する。

【０１３５】次に、図９に示すメインルーチンに戻り、
次のステップＳ１３において、ウェーハロード要求手段
４９を通じて、ウェーハロード要求信号を出力ポート３
６を介してエンドステーション部３に出力する。

【０１３６】エンドステーション部３は、コントローラ
１１からの上記ウェーハロード要求信号の入力に基づい
て、ディスク１０の駆動機構を活性化させる。該駆動機
構は、別室にある多数枚の未処理ウェーハが格納されて
いるカセットから例えば１枚の未処理ウェーハを取り出
してディスク１０上に載置保持させ、この未処理ウェー
ハが保持されたディスク１０をエンドステーション部３
内に搬送する。搬送が終了した段階で、この駆動機構に
設置されているセンサ群２３から搬送完了信号が出力さ
れる。

【０１３７】また、コントローラ１１は、上記ウェーハ
ロード要求信号の出力と同時に表示手段２０に対してメ
ッセージデータＤｍを送出し、表示手段２０の画面上に
例えば「ロット番号を入力して下さい。」等のメッセー
ジを表示させる。オペレータは、このメッセージの表示
に従って例えばテン・キー等を用いてロット番号を入力
することになる。

【０１３８】また、上記メッセージと共に設定データに
変更があるかどうかの質問形式のメッセージを表示させ
るようにしてもよい。この場合、変更有りというオペレ
ータからの意思表示（ＹＥＳ・キーの操作等のような肯
定入力）があった場合、ステップＳ３にて説明したよう
に表示手段２０の画面上にパラメータ設定用のメニュー
画面を表示させ、変更入力を促す。オペレータからの変
更入力があった場合、その変更入力に係るキー入力デー
タをデータＲＡＭ３４の該当格納領域に格納し直す。

【０１３９】次に、ステップＳ１４において、判別手段
４２を通じて、エンドステーション部３に対するディス
ク１０の駆動機構に設置されたセンサ群２３からの搬送
完了信号の入力があったかどうかの判別が行なわれ、搬
送完了信号の入力があるまで該ステップＳ１４が繰り返
される。即ち、搬送完了信号入力待ちとなる。このステ
ップＳ１４においては、この完了信号の入力を待つほ
か、キー入力手段２１からの完了・キーの入力を待つよ
うにしてもよい。

【０１４０】完了信号の入力（及び完了・キーの操作に
よるキー入力）があった場合、次のステップＳ１５に進
み、判別手段４２を通じて、キー入力手段２１からのス
タート・キーの入力があったか否かの判別が行なわれ、
スタート・キーのキー入力があるまで該ステップＳ１５
が繰り返される。即ち、スタート・キーの入力待ちとな
る。

【０１４１】スタート・キーの操作によるキー入力があ
った場合、次のステップＳ１６に進み、イオン注入要求
手段４８（イオン注入要求サブルーチン）に入る。

【０１４２】このイオン注入要求手段４８は、図１６に
示すように、上記図１０で示す自動ビーム出し手段４７
と同じように、スタンバイ要求手段６３と、電磁石制御
値出力手段６４と、ビーム出し停止要求手段６６とを有
し、更にイオン注入処理が完了したかどうかの判別を行
なう完了判別手段８１を有して構成されている。

【０１４３】そして、このイオン注入要求手段４８（イ
オン注入要求サブルーチン）は、図１７に示すように、
まず、ステップＳ３０１において、スタンバイ要求手段
６３を通じて、上記自動ビーム出し手段４７や手動によ
るビーム出し処理にて設定された各種パラメータをイオ
ン源駆動回路１２や制御系２４に出力してイオン源１を
スタンバイ状態にする。

【０１４４】次に、ステップＳ３０２において、電磁石
制御値出力手段６４を通じて、必要イオン種のＡＭＵ値
（ＡＭＵＹ＿Ｔａｒｇｅｔ値）に対応する電磁石制御値
Ｄｂ（自動ビーム出し処理等にて決定されている値）を
出力ポート３６を通じて電磁石駆動回路１３側に出力す
る。

【０１４５】コントローラ１１から出力された上記電磁
石制御値Ｄｂは、途中のＤ／Ａ変換器１８にてアナログ
の制御信号Ｓｂに変換されて電磁石駆動回路１３に供給
される。電磁石駆動回路１３は、供給された制御信号Ｓ
ｂの内容（電流レベル，電圧レベル若しくは周波数レベ
ル）に対応したレベルの励磁電流を電磁石８に流す。こ
れによって、電磁石８からは上記制御信号Ｓｂの内容に
対応する強さＨの磁場が発生することになる。

【０１４６】これにより、イオン源１から出射されたイ
オンは、途中の質量分析部４において、電磁石８からの
磁場Ｈにより円運動を行なって後段の加速管５に導かれ
ることになるが、上述したように、磁場の強さＨや引出
し電圧Ｓｖ等にて決まる特定のＡＭＵのイオンのみが分
析スリット板９を通じて後段の加速管５に導かれること
になる。この場合、必要イオン種が後段の加速管５に導
かれ、最終的に、エンドステーション部３に搬入されて
いるディスク１０上のウェーハＷに該必要イオン種が注
入されることになる。

【０１４７】所定時間経過後、あるいは既知の終点検知
によってセンサ群２３からイオン注入の完了を示す信号
（注入完了信号）が出力される。

【０１４８】次に、ステップＳ３０３において、完了判
別手段８１を通じて、イオン注入が完了したか否かが判
別される。この判別は、センサ群２３からの注入完了信
号の入力に基づいて行なわれ、この注入完了信号が入力
されるまで該ステップＳ３０３が繰り返される。即ち、
イオン注入完了待ちとなる。

【０１４９】イオン注入が完了して、センサ群２３から
注入完了信号が入力されると、次のステップＳ３０４に
進み、ビーム出し停止要求手段６６を通じて、停止信号
Ｓｏを出力ポート３６を介してイオン源駆動回路１２に
出力する。イオン源駆動回路１２は、コントローラ１１
からの停止信号Ｓｏの入力に基づいて、イオン源１に対
する引出し電圧Ｓｖの印加を停止する。これによって、
イオン源１からのイオンの出射は停止され、ウェーハＷ
に対するイオン注入処理が終了することになる。

【０１５０】上記ステップＳ３０４でのイオン注入停止
要求処理が終了した段階でこのイオン注入要求手段４８
が終了する。

【０１５１】次に、図９に示すメインルーチンに戻り、
次のステップＳ１７において、ウェーハ排出要求手段５
０を通じて、ウェーハ排出要求信号を出力ポート３６を
介してエンドステーション部３に出力する。

【０１５２】エンドステーション部３は、コントローラ
１１からの上記ウェーハ排出要求信号の入力に基づい
て、ディスク１０の駆動機構を活性化させる。該駆動機
構は、エンドステーション部３にあるディスク１０を搬
送して別室にある多数枚の処理済みウェーハが格納され
ているカセットにディスク１０上の処理済みウェーハＷ
を格納する。このウェーハＷの排出処理が終了した段階
で、この駆動機構に設置されているセンサ群２３から排
出完了信号が出力される。

【０１５３】次に、ステップＳ１８において、判別手段
４２を通じて、エンドステーション部３に対するディス
ク１０の駆動機構に設置されたセンサ群２３からの排出
完了信号の入力があったかどうかの判別が行なわれ、排
出完了信号の入力があるまで該ステップＳ１８が繰り返
される。即ち、排出完了待ちとなる。

【０１５４】次に、ステップＳ１９において、モニタ回
数を示すカウンタであるインデックスレジスタｊを＋１
更新する。

【０１５５】次に、ステップＳ２０において、判別手段
４２を通じて、プログラム終了要求があったかどうかが
判別される。この判別は、電源ＯＦＦなどの終了要求割
り込みの発生があったかどうかで行なわれる。

【０１５６】そして、このステップＳ２０においては、
上記終了要求がない場合、図８のステップＳ８に戻っ
て、該ステップＳ８以降の処理が繰り返され、次のロッ
トに関するモニタ処理及びイオン注入処理が行なわれ
る。上記終了要求があった場合は、このイオン注入処理
プログラムが終了することになる。

【０１５７】このように、上記実施の形態に係るイオン
注入装置においては、必要イオン種のビーム電流値と不
要不純物イオン種のビーム電流値との比を設定した規格
と比較して、その比較結果が規格を満足する場合に、即
ち、不要不純物イオン種のビーム電流値が所望の値まで
低減した段階で、イオン注入を開始するようにしたの
で、イオン源１から出射されたイオンビームへの不要な
不純物イオンの混入が低減された段階でのイオン注入を
実現でき、作製される半導体装置の特性の向上及び歩留
まりの向上を達成することができる。

【０１５８】なお、上記実施の形態においては、ビーム
電流比の演算をビーム電流比演算手段でのプログラム演
算で行なうようにしたが、その他、イオン注入装置とは
別個のプログラム電卓等を使用し、ビーム出し時に得ら
れたビーム電流値を入力して演算する手法や、ビーム出
し時に得られたビーム電流値をもとに手計算によって求
める手法などを採用することができる。

【０１５９】また、上記ビーム電流比の演算をソフトウ
ェア上でのプログラム演算ではなく、専用回路を有する
ＩＣ（ゲートアレイ，ＡＳＩＣ，ＲＯＭ等）を使用して
演算するようにしてもよい。

【０１６０】上記実施の形態においては、ＡＭＵＸ１モ
ニタ手段４５やＡＭＵＸ２モニタ手段４６において、最
小ＡＭＵ値から最大ＡＭＵ値で決定される範囲で不要不
純物イオンのビーム電流値のピーク値を検索するという
オートシーキングを行なって、このオートシーキングに
て検索されたピーク値と目標ビーム電流値との比を求
め、この比と予め設定しておいた規格値とを比較し、上
記比が規格値内にあれば実際のイオン注入を行なうよう
にしたが、その他の方法として以下のような方法も考え
られる。

【０１６１】即ち、自動ビーム引出し処理や手動による
ビーム引出し後において、電磁石制御値のみを変えて電
磁石に供給する励磁電流のレベルを変化させることによ
り、第１の不要不純物イオンのビーム電流値又は第２の
不要不純物イオンのビーム電流値を検出し、この検出し
たビーム電流値と必要不純物イオンの目標ビーム電流値
の比を求め、この比が規格値内にあるかどうかを判別し
て実際にイオン注入処理を行なうか否かを決定させる方
法である。

【０１６２】この方法の場合、電磁石の電源変動を考慮
しなければ、ＡＭＵＸ１モニタ手段４５でのステップＳ
２０４〜ステップＳ２０９の処理が省略されるため、処
理時間の短縮化につながることになる。

【０１６３】また、自動ビーム引出し処理等では、所望
のビーム電流値を得るために各種パラメータを微調整す
るようにしたが、これに合わせて引出し電圧を変更させ
るようにしてもよい。但し、引出し電圧を変化させる
と、イオン源の調整のためのパラメータが微妙に変化す
ることになるため、オートシーキングにやや時間がかか
るという傾向がある。

【０１６４】

【実施例】第１実施例次に、具体的に、ガラス基板上に多結晶シリコン層を形
成した後、該多結晶シリコン層に対してシリコンイオン
を注入して非晶質化し、その後、熱処理を行なって、グ
レンサイズの大きな多結晶シリコン層を形成する製造工
程において、上記多結晶シリコン層にシリコンイオンを
注入する場合に、上記実施の形態に係るイオン注入装置
を用いた第１実施例を図１８〜図２２を参照しながら説
明する。

【０１６５】上記製造工程は、ガラス基板上に大粒径の
多結晶シリコン層を活性層とするＴＦＴを作製するもの
であって、特に、液晶表示装置を製造する場合に行なわ
れる工程である。

【０１６６】簡単に上記製造工程を図１８に基づいて説
明すると、まず、図１８Ａに示すように、ガラス基板１
０１上に、多結晶シリコン層１０２を例えば減圧ＣＶＤ
法等によって堆積する。

【０１６７】その後、図１８Ｂに示すように、ガラス基
板１０１上に形成された多結晶シリコン層１０２に対し
てシリコンイオン（Ｓｉ⁺）を注入して、上記多結晶シ
リコン層１０２を非晶質化して非晶質シリコン層１０３
とする。

【０１６８】その後、図１８Ｃに示すように、低温（６
００℃）による熱処理を行なうことによって、上記非晶
質シリコン層１０３内の核が結晶成長し、大粒径の多結
晶シリコン層１０４が形成される。

【０１６９】図１８Ｂの工程で、多結晶シリコン層１０
２に対してシリコンイオン（Ｓｉ⁺）をイオン注入する
場合、通常は、イオン注入装置における質量分析部４で
シリコンイオン（Ｓｉ⁺）を選別しているが、この選別
原理は、既に述べたように、「そのイオンの質量ｍ／そ
のイオン電荷ｑ」の関係により行なっているため、ＡＭ
Ｕ値がシリコンイオン（Ｓｉ⁺：ＡＭＵ２８）とほぼ同
じであるＦｅ⁺⁺，ＣＯ ⁺及びＮ₂ ⁺等の不要な不純物イ
オンも同時にイオン注入されることになる。

【０１７０】ここで、総ドーズ量が一定で熱処理時間を
固定した場合での不純物イオンの量とグレイン粒径（グ
レインサイズ）との関係は、図１９のようになる。即
ち、多結晶シリコン層１０２中の不要な不純物の量が多
くなると、核の結晶成長速度が低下し、図１８Ｃでの低
温による熱処理を行なってもグレイン粒径は小さいもの
となる。

【０１７１】この不要な不純物の量は、イオン源１のソ
ース６を交換した直後やイオン源１のガスを切り替えた
直後等に増加しやすい。また、この不要な不純物が多結
晶シリコン層１０２中に多いと、その後の熱処理で結晶
欠陥を誘起しやすく、電気的特性の劣化を引き起こし、
結果的にデバイス特性の劣化につながるという不都合が
ある。

【０１７２】そこで、本実施例においては、まず、図８
のステップＳ５での自動ビーム出し処理又はステップＳ
６での手動によるビーム出しを行なって、ＡＭＵ２８の
イオン種（この場合、シリコンイオン）についてのビー
ム電流を調整して必要なビーム電流値を決定する。

【０１７３】その後、図８で示すステップＳ１０でのＡ
ＭＵＸ１モニタ処理において、今度は、ＡＭＵ１６のイ
オン種（この場合、酸素イオン）についてのビーム電流
値を求めて、更に該ＡＭＵ１６のビーム電流値とＡＭＵ
２８のビーム電流値との比（ビーム電流比）を求める。
そして、このビーム電流比が所定の規格内にあるかどう
かを判別し、上記ビーム電流比が所定の規格内となった
段階でイオン注入を開始する。

【０１７４】上記ビーム電流比は、ＡＭＵ１６のマスス
ペクトルとＡＭＵ２８のマススペクトルとの比（マスス
ペクトル比）と等価であり、このマススペクトル比とグ
レイン粒径との関係をみた場合、図２０に示すように、
酸素の量（分圧）が小さくなってマススペクトル比が小
さくなると、グレイン粒径が拡大する傾向にあることが
わかる。

【０１７５】また、イオン源１のソース交換直後の経過
時間とマススペクトル比との関係をみると、図２１及び
図２２に示すように、ソース交換直後においては、酸素
の量が多いことがわかる。

【０１７６】従って、上記ビーム電流比と規格値とを比
較しながら、ビーム電流比が規格を満足したことを確認
後、イオン注入することにより、図１８Ｃの工程におい
て、大粒径の多結晶シリコン層１０４を得ることが可能
となる。また、多結晶シリコン層１０２中の不要な不純
物の量が減少するため、結晶欠陥の発生率が低下し、電
気的特性の向上を図ることができると同時に、その後に
ＴＦＴを形成した場合のデバイス特性の向上を図ること
ができ、液晶表示装置の歩留まりを向上させることがで
きる。

【０１７７】なお、上述のように、イオン源１のソース
交換直後において酸素の量が多く、時間の経過に従って
上記酸素の量が減ることから、簡易的に、ソース交換
後、所定時間経過後にイオン注入を開始するようにして
もよい。

【０１７８】上記所定時間としては、作製される半導体
装置が多種多様である場合、各半導体装置に適した時間
が必要であるが、一例として、図２２に示すように、５
〜６時間必要になる。

【０１７９】実際、上記所定時間経過しても、不純物の
量が減少しない、あるいは減少の程度が非常に小さい場
合は、イオン注入作業を中止して、トラブルシュート
（メンテナンス）を行なった後、再度不純物モニタを行
なう。この処理は、図１４で示すＡＭＵＭ１（又はＡＭ
ＵＭ２）モニタ手段４５（又は４６）でのステップＳ２
１７〜ステップＳ２１９に反映されている。

【０１８０】第２実施例次に、シリコン基板上に例えばエンハンスメント形ｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタを作製する製造工程におい
て、上記シリコン基板にｎ形不純物として、例えば燐
（Ｐ）をイオン注入する場合に、上記実施の形態に係る
イオン注入装置を用いた第２実施例を図２３〜図２５を
参照しながら説明する。

【０１８１】上記ＭＯＳトランジスタの製造工程は、ま
ず、図２３Ａに示すように、例えばｐ形のシリコン基板
あるいはｐ形のウェル領域（以下、単に基体と記す）１
１１上に熱酸化あるいはＣＶＤ法等の手法によってＳｉ
Ｏ₂膜による薄膜のゲート絶縁膜１１２を形成する。

【０１８２】その後、図２３Ｂに示すように、上記基体
１１１の表面にＭＯＳトランジスタのしきい値を制御す
るためのイオン注入を行なって、しきい値制御用領域１
１３を形成する。この場合、ｎチャネルＭＯＳトランジ
スタを想定していることから、ｎ形の不純物、例えば燐
（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）がイオン注入されることにな
る。

【０１８３】その後、図２３Ｃに示すように、全面に例
えば多結晶シリコン層、高融点シリサイド層あるいは高
融点ポリサイド層等による電極層を形成した後、該電極
層を例えばＲＩＥ等の異方性エッチングによるパターニ
ングを行なって上記電極層によるゲート電極１１４を形
成する。

【０１８４】その後、上記ゲート電極１１４をマスクと
して基体１１１の表面に高濃度のｎ形の不純物、例えば
燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）をイオン注入して、基体１１
１の表面にｎ形のソース領域１１５及びドレイン領域１
１６を形成する。その後、高温（約１０００℃）のアニ
ール処理を行なって結晶性の改善等を目的とした活性化
を行なう。

【０１８５】その後、図２４Ａに示すように、全面に例
えばＳｉＯ₂等からなる層間絶縁膜１１７を形成した
後、上記ソース領域１１５及びドレイン領域１１６に到
達するコンタクトホール１１８及び１１９を形成する。

【０１８６】その後、図２４Ｂに示すように、全面にＡ
ｌ等からなる配線層を形成した後、該配線層をパターニ
ングしてソース取出し電極１２０及びドレイン引出し電
極１２１を形成する。その後、全面にＳｉＮ等からなる
パッシベーション膜（図示せず）を形成して本実施例に
係るＭＯＳトランジスタが作製される。

【０１８７】そして、上記図２３Ｂで示す工程や図２３
Ｃで示す工程において、基体１１１の表面に燐イオン
（Ｐ⁺）をイオン注入する場合、通常は、イオン注入装
置における質量分析部４で燐イオン（Ｐ⁺）を選別して
いるが、この選別原理は、既に述べたように、「そのイ
オンの質量ｍ／そのイオン電荷ｑ」の関係により行なっ
ているため、ＡＭＵ値が燐イオン（Ｐ⁺：ＡＭＵ３１）
とほぼ同じであるＢＦＨ ⁺等の不純物イオンも同時にイ
オン注入されることになる。

【０１８８】イオン源１へのガス供給系は、図２５に示
すように、通常、２系統以上のガス供給ラインから構成
されており（図に示すガス供給系は３系統）、各ガス供
給ラインは、一般的にガスボトル（１２１Ａ、１２１Ｂ
及び１２１Ｃ）、圧力調整弁（レギュレータ）（１２２
Ａ，１２２Ｂ及び１２２Ｃ）及びガス流量調整弁（マス
フロー）（１２３Ａ，１２３Ｂ及び１２３Ｃ）が接続さ
れて構成されている。従って、ガスボトル（１２１Ａ，
１２１Ｂ及び１２１Ｃ）からのガスは、レギュレータ
（１２２Ａ，１２２Ｂ及び１２２Ｃ）にてその注入圧力
が調整された後、マスフロー（１２３Ａ，１２３Ｂ及び
１２３Ｃ）にて流量が調整されてソース６に供給される
ことになる。

【０１８９】ここで、ガスボトル１２１Ａに充填されて
いるガスをＰＨ₃とし、ガスボトル１２１Ｃに充填され
ているガスをＢＦ₃とした場合において、マスフロー１
２３Ａを「開」にし、マスフロー１２３Ｃを「閉」にし
た場合、通常は、ガスボトル１２１ＡからのＰＨ₃ガス
のみがソース６に供給されることになる。

【０１９０】しかし、マスフロー１２３Ｃに異常が生
じ、ガス漏れが発生した場合には、ガスボトル１２１Ａ
からのＰＨ₃ガスに加えて、ガスボトル１２１Ｃからの
ＢＦ₃ガスもソース６に供給されることになる。

【０１９１】このような状態において、ソース６にてイ
オン生成すると、燐イオン（Ｐ⁺）のほかにＢＦＨ⁺等
の不純物イオンが増加することになる。この不純物イオ
ン（ＢＦＨ⁺）は、燐イオン（Ｐ⁺）と質量が同じであ
るため、イオン注入装置における質量分析部４では燐イ
オン（Ｐ⁺）と同じ軌道を通って、エンドステーション
部３にあるウェーハ（基体１１１）に到達する。

【０１９２】上記現象は、上記のようなマスフローの故
障による場合のほか、ガス種の切替え直後においても生
じ、切替え前に使用されていたガスの残留分（残留ガ
ス）の影響で、上記と同様に、切替え後において必要な
不純物イオンに不要な不純物イオンの混入が増加すると
いう問題が生じる可能性がある。

【０１９３】この場合、基体１１１の表面へのイオン注
入により形成されたｎ形の不純物拡散領域中に、不要な
ｐ形の不純物（ここではボロン（Ｂ））が導入されてし
まい、所望の電気的ポテンシャルが得られず、これによ
り、電気的特性の劣化を引き起こし、デバイス上好まし
くない。

【０１９４】そこで、本実施例においては、まず、図８
のステップＳ５での自動ビーム出し処理又はステップＳ
６での手動によるビーム出しを行なって、ＡＭＵ３１の
イオン種（この場合、燐イオン）についてのビーム電流
を調整して必要なビーム電流値を決定する。

【０１９５】その後、ステップＳ１０でのＡＭＵＸ１モ
ニタ処理において、今度は、ＡＭＵ１１のイオン種（こ
の場合、ボロンイオン）についてのビーム電流値を求め
て、更に該ＡＭＵ１１のビーム電流値と上記ＡＭＵ３１
のビーム電流値との比（ビーム電流比）を求める。そし
て、このビーム電流比が所定の規格内にあるかどうかを
判別し、上記ビーム電流比が所定の規格内となった段階
でイオン注入を開始する。

【０１９６】このように、上記ビーム電流比と規格値と
を比較しながら、ビーム電流比が規格を満足したことを
確認後、イオン注入することにより、シリコン基板への
不要な不純物イオン（燐イオンに対するボロンイオン）
の注入量が減少するため、しきい値制御用の不純物拡散
領域１１３やソース領域１１５並びにドレイン領域１１
６等での電気的ポテンシャルの変動が少なくなり、これ
により、電気的特性の向上を図ることができると同時
に、その後にＭＯＳトランジスタを作製した場合のデバ
イス特性の向上を図ることができ、ＭＯＳトランジスタ
の歩留まりを向上させることができる。

【０１９７】上記例では、ＡＭＵ３１の燐イオンに対し
て、ＡＭＵ１１のボロンイオンをモニタするようにした
が、その他、弗素イオン（ＡＭＵ１９）もしくは水素イ
オン（ＡＭＵ１）をモニタするようにしてもよい。

【０１９８】また、ソース６等の材質にモリブデン（Ｍ
ｏ）が使用されている場合には、燐イオンをイオン注入
する際、Ｍｏイオン（ＡＭＵ９６）をモニタすることが
好ましい。

【０１９９】イオン注入するｎ形不純物として砒素（Ａ
ｓ）を用いる場合は、弗素イオン（ＡＭＵ１９）をモニ
タすることが好ましいが、Ｍｏイオン（ＡＭＵ９６），
Ｆｅイオン（ＡＭＵ５６）をモニタするようにしてもよ
い。

【０２００】第３実施例上記第２実施例では、基体１１１上にＭＯＳトランジス
タを作製する場合に、本実施の形態に係るイオン注入装
置を適用した場合を示したが、その他、固体撮像素子を
作製する場合に適用させることもできる。

【０２０１】図２６に固体撮像素子の一例を示す。この
図２６は、固体撮像素子の受光部（被写体からの入射光
をその光量に応じた電荷量に変換する部分）とその周辺
の断面を示すものである。

【０２０２】この固体撮像素子の構成を簡単に説明する
と、該固体撮像素子は、例えばｎ形のシリコン基板１３
１にｐ形不純物（例えばボロン（Ｂ））の導入によるｐ
形のウェル領域１３２と、上記受光部１３３を形成する
ためのｎ形の不純物拡散領域１３４と、垂直転送レジス
タ１３５を構成するｎ形の転送チャネル領域１３６並び
にｐ形のチャネルストッパ領域１３７が形成され、更に
上記ｎ形の不純物拡散領域１３４の表面にｐ形の正電荷
蓄積領域１３８が形成され、ｎ形の転送チャネル領域１
３６の直下にスミアの低減を目的とした第２のｐ形ウェ
ル領域１３９がそれぞれ形成されている。なお、ｎ形の
不純物拡散領域１３４と転送チャネル領域１３６間のｐ
形領域は、読出しゲート部ＲＧを構成する。

【０２０３】また、この固体撮像素子は、図示するよう
に、ｎ形シリコン基板１３１の表面にｐ形のウェル領域
１３２を形成して、このウェル領域１３２よりも浅い位
置に上記受光部１３３を構成するｎ形の不純物拡散領域
１３４を形成することで、いわゆる電子シャッタの機能
を有するように構成されている。

【０２０４】また、この固体撮像素子においては、上記
ｎ形の不純物拡散領域１３４とｐ形のウェル領域１３２
とのｐｎ接合によるフォトダイオード，ｎ形の不純物拡
散領域１３４と読出しゲート部ＲＧとのｐｎ接合による
フォトダイオード，ｎ形の不純物拡散領域１３４とチャ
ネルストッパ領域１３７とのｐｎ接合によるフォトダイ
オード、並びにｎ形の不純物拡散領域１３４とｐ形の正
孔蓄積領域１３８とのｐｎ接合によるフォトダイオード
によって受光部１３３（光電変換部）が構成され、この
受光部１３３が多数個マトリクス状に配列されて固体撮
像素子のイメージ部が構成されている。そして、カラー
撮像方式の場合、上記受光部１３３に対応して形成され
る色フィルタ（三原色フィルタや補色フィルタ）の配色
などの関係によって、例えば互いに隣接する４つの受光
部１３３にて１つの画素を構成するようになっている。

【０２０５】また、転送チャネル領域１３６，チャネル
ストッパ領域１３７及び読出しゲート部ＲＧ上に、例え
ばＳｉＯ₂膜を介してＳｉ₃Ｎ₄膜及びＳｉＯ₂膜が順
次積層され、これらＳｉＯ₂膜，Ｓｉ₃Ｎ₄膜及びＳｉ
Ｏ₂膜による３層構造のゲート絶縁膜１４０上に１層目
の多結晶シリコン層及び２層目の多結晶シリコン層によ
る４つの転送電極（図２６においては代表的に１層目の
多結晶シリコン層による転送電極１４１を示す）が形成
され、これら転送チャネル領域１３６，ゲート絶縁膜１
４０及び転送電極１４１によって垂直転送レジスタ１３
５が構成される。

【０２０６】上記転送電極１４１の表面には、熱酸化に
よるシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂膜）１４２が形成されて
おり、この転送電極１４１を含む全面にはＰＳＧからな
る層間絶縁膜１４３が形成され、この層間絶縁膜１４３
上に下層の転送電極１４１を覆うようにＡｌ層による遮
光膜１４４（以下、Ａｌ遮光膜と記す）が形成され、こ
のＡｌ遮光膜１４４を含む全面に保護膜（例えばプラズ
マＣＶＤ法によるＳｉＮ膜等）１４５が形成されてい
る。

【０２０７】上記Ａｌ遮光膜１４４は、受光部１３３上
において選択的にエッチング除去されており、光は、こ
のエッチング除去によって形成された受光部開口１４４
ａを通じて受光部１３３内に入射されるようになってい
る。

【０２０８】なお、上記図２６の断面図においては、簡
単のため、保護膜１４５上の平坦化膜，色フィルタ及び
マイクロ集光レンズなどは省略してある。

【０２０９】次に、上記実施例に係る固体撮像素子の製
造方法を簡単に説明すると、まず、通常のＣＣＤプロセ
スを用いて、ｎ形の不純物（燐（Ｐ）又は砒素）及びｐ
形の不純物（ボロン（Ｂ））の例えばイオン注入や膜拡
散等による導入及び熱処理による活性化を行って、ｎ形
シリコン基板１３１上の第１のｐ形ウェル領域１３２
に、ｎ型の転送チャネル領域１３６，ｐ形のチャネルス
トッパ領域１３７及び第２のｐ形ウェル領域１３９を形
成する。

【０２１０】その後、転送チャネル領域１３６上に例え
ばＳｉＯ₂等からなるゲート絶縁膜１４０を介して多結
晶シリコン層による転送電極１４１を形成する。その
後、熱酸化を施して転送電極１４１の表面に薄い熱酸化
膜（ＳｉＯ₂膜）１４２を形成する。なお、上記ゲート
絶縁膜１４０に含まれるＳｉＯ₂膜は、シリコン基板１
１に対する熱酸化によって形成してもよく、ＣＶＤ法に
て被着形成するようにしてもよい。

【０２１１】その後、転送電極１４１をマスクとして第
１のｐ形ウェル領域１３２の表面にｎ形の不純物、例え
ば燐（Ｐ）をイオン注入し、更に活性化して、該第１の
ｐ形ウェル領域１３２の表面にｎ形の不純物拡散領域１
３４を形成する。このとき、該ｎ形の不純物拡散領域１
３４と第１のｐ形ウェル領域１３２とのｐｎ接合等によ
って受光部１３３が形成される。

【０２１２】上記受光部１３３の形成後、再び上記転送
電極１４１をマスクとして今度はｐ形の不純物、例えば
ボロン（Ｂ）をイオン注入し、更に活性化してｎ形の不
純物拡散領域１３４の表面にｐ形の正孔蓄積領域１３８
を形成する。上記不純物のイオン注入においては、シリ
コン基板１３１の表面に形成されたゲート絶縁膜１４０
がイオン注入による照射損傷を吸収するためのバッファ
層として機能する。

【０２１３】その後、全面に層間絶縁膜であるＰＳＧ膜
１４３を厚み２００〜４００ｎｍ程度、例えばＣＶＤ法
により堆積する。

【０２１４】その後、全面にＡｌ遮光膜１４４を形成し
た後、例えば垂直モードによるＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）でＡｌ遮光膜１４４をパターニングして受光
部開口１４４ａを形成する。

【０２１５】そして、Ａｌ遮光膜１４４を含む全面に表
面保護用のシリコン窒化膜１４５を厚み３００〜５００
ｎｍ程度、プラズマＣＶＤ法にて成膜して本実施例に係
る固体撮像素子が作製されることになる。なお、上記プ
ラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜（即ち、Ｐ−Ｓｉ
Ｏ膜１４５）及び下層のＰＳＧ膜１４３にて受光部１３
３上のパッシベーション膜が構成されることになる。

【０２１６】この固体撮像素子の製造工程のうち、不純
物イオンのイオン注入処理において、上記ＭＯＳトラン
ジスタの製造工程にて説明したように、例えばｎ形の不
純物イオン（例えば燐イオン）をイオン注入する場合、
まず、図８のステップＳ５での自動ビーム出し処理又は
ステップＳ６での手動によるビーム出しを行なって、Ａ
ＭＵ３１のイオン種（この場合、燐イオン）についての
ビーム電流を調整して必要なビーム電流値を決定する。

【０２１７】その後、図８のステップＳ１０でのＡＭＵ
Ｘ１モニタ処理において、今度は、ＡＭＵ１１のイオン
種（この場合、ボロンイオン）についてのビーム電流値
を求めて、更に該ＡＭＵ１１のビーム電流値と上記ＡＭ
Ｕ３１のビーム電流値との比（ビーム電流比）を求め
る。そして、このビーム電流比が所定の規格内にあるか
どうかを判別し、上記ビーム電流比が所定の規格内とな
った段階でイオン注入を開始する。

【０２１８】このように、上記第３実施例においても、
上記第１実施例及び第２実施例の場合と同様に、上記ビ
ーム電流比と規格値とを比較しながら、ビーム電流比が
規格を満足したことを確認後、イオン注入するようにし
ているため、シリコン基板１３１への不要な不純物イオ
ン（例えば燐イオンに対するボロンイオン）の注入量が
減少するため、ｎ形の転送チャネル領域１３６等での電
気的ポテンシャルの変動が少なくなり、これにより、電
荷の転送特性や電気的特性の向上を図ることができると
同時に、その後に固体撮像素子を作製した場合のデバイ
ス特性の向上を図ることができ、固体撮像素子の歩留ま
りを向上させることができる。

【０２１９】上記第１実施例では多結晶シリコン層を非
晶質化するためのシリコンイオンのイオン注入処理に、
第２実施例ではＭＯＳトランジスタを構成するしきい値
制御用の不純物拡散領域１１３やソース領域１１５及び
ドレイン領域１１６を形成するための燐イオンのイオン
注入処理に、第３実施例では固体撮像素子を構成するｎ
形の転送チャネル領域１３６等への不純物イオンのイオ
ン注入処理に本実施の形態に係るイオン注入装置を使用
した例を示したが、その他、ＧａＡｓ等その他の半導体
装置あるいは表面改質等を目的としたイオン注入処理に
おいても有効である。

【０２２０】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る半導体製造
装置によれば、イオン源からの所定のイオン種を試料に
対してイオン注入するイオン注入手段と、上記イオン種
に混入する少なくとも１種の不純物イオンのビーム電流
と所定のイオン種のビーム電流との比を演算する演算手
段と、上記演算手段での演算結果が、所定の規格内にあ
る場合にイオン注入手段に対してイオン注入の開始を指
示する制御手段とを設けるようにしたので、イオン源か
ら出射されたイオンビームへの不要な不純物イオンの混
入が低減された段階でのイオン注入を実現でき、作製さ
れる半導体装置の特性の向上及び歩留まりの向上を達成
することができる。

【０２２１】また、本発明に係る半導体製造方法によれ
ば、イオン源からの所定のイオン種を試料に対してイオ
ン注入する半導体製造方法において、上記イオン種に混
入する少なくとも１種の不純物イオンのビーム電流と所
定のイオン種のビーム電流との比が所定の規格内にある
場合にイオン注入を開始するようにしたので、イオン源
から出射されたイオンビームへの不要な不純物イオンの
混入が低減された段階でのイオン注入を実現でき、作製
される半導体装置の特性の向上及び歩留まりの向上を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体製造装置及び半導体製造方
法の実施の形態を例えば後段加速型のイオン注入装置に
適用した実施の形態（以下、単に実施の形態に係るイオ
ン注入装置と記す）を示す概略構成図である。

【図２】実施の形態に係るイオン注入装置の質量分析部
でのイオン選別原理を示す説明図である。

【図３】実施の形態に係るイオン注入装置のイオン源に
て生成されたイオンの質量スペクトル（マススペクト
ル）の例を示す特性図である。

【図４】実施の形態に係るイオン注入装置のビーム電流
計測系に使用されるコントローラとその周辺回路を示す
ブロック図である。

【図５】実施の形態に係るイオン注入装置の操作卓に配
列される各種操作キーの内訳を示す説明図である。

【図６】不要不純物イオンのオートシーキング処理にお
いて最大ＡＭＵ値と最小ＡＭＵ値を入力する必要性を示
す説明図である。

【図７】イオン注入処理手段の処理動作を示す機能ブロ
ック図である。

【図８】イオン注入処理手段の処理動作を示すフローチ
ャート（その１）である。

【図９】イオン注入処理手段の処理動作を示すフローチ
ャート（その２）である。

【図１０】自動ビーム出し手段の処理動作を示す機能ブ
ロック図である。

【図１１】自動ビーム出し手段の処理動作を示すフロー
チャートである。

【図１２】ＡＭＵＸ１（Ｘ２）モニタ手段の処理動作を
示す機能ブロック図である。

【図１３】ＡＭＵＸ１（Ｘ２）モニタ手段の処理動作を
示すフローチャート（その１）である。

【図１４】ＡＭＵＸ１（Ｘ２）モニタ手段の処理動作を
示すフローチャート（その２）である。

【図１５】ＡＭＵＸ１（Ｘ２）モニタ手段での不要不純
物イオンのオートシーキング原理を示す説明図である。

【図１６】イオン注入要求手段の処理動作を示す機能ブ
ロック図である。

【図１７】イオン注入要求手段の処理動作を示すフロー
チャートである。

【図１８】本実施の形態に係るイオン注入装置の第１実
施例についてであって、液晶表示装置に使用されるＴＦ
Ｔの活性層（多結晶シリコン層）の製造方法を示す工程
図である。

【図１９】総ドーズ量が一定で熱処理時間を固定した場
合での不純物イオンの量とグレインサイズとの関係を示
す特性図である。

【図２０】ＡＭＵ１６のマススペクトルとＡＭＵ２８の
マススペクトルとの比（マススペクトル比）とグレイン
サイズとの関係を示す特性図である。

【図２１】イオン源のソース交換後の経過時間に対する
マススペクトル比の変化を示す特性図（その１）であ
る。

【図２２】イオン源のソース交換後の経過時間に対する
マススペクトル比の変化を示す特性図（その２）であ
る。

【図２３】本実施の形態に係るイオン注入装置の第２実
施例についてであって、シリコン基板上に例えばエンハ
ンスメント形ｎチャネルＭＯＳトランジスタを作製する
方法を示す工程図（その１）である。

【図２４】本実施の形態に係るイオン注入装置の第２実
施例についてであって、シリコン基板上に例えばエンハ
ンスメント形ｎチャネルＭＯＳトランジスタを作製する
方法を示す工程図（その２）である。

【図２５】本実施の形態に係るイオン注入装置のイオン
源へのガス供給系を示す概略構成図である。

【図２６】本実施の形態に係るイオン注入装置の第３実
施例についてであって、固体撮像素子の受光部とその周
辺の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１イオン源２ビームライン系３エンドステーション部４質量分析部５加速管６ソース８電磁石（アナライザー・マグネット）９分析スリット板Ｗウェーハ１１コントローラ１２イオン源駆動回路１３電磁石駆動回路１４セットアップカップ１９警報手段２０表示手段４１イオン注入処理手段４３各種パラメータ設定手段４４モニタ頻度判別手段４５ＡＭＵＸ１モニタ手段４６ＡＭＵＸ２モニタ手段４７自動ビーム出し手段４８イオン注入要求手段４９ウェーハロード要求手段５０ウェーハ排出要求手段６１検出データ受取り手段６４電磁石制御値出力手段６５引出し電圧値出力手段７１ビーム電流比演算手段７２エラー信号出力手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン源からの所定のイオン種を試料に
対してイオン注入するイオン注入手段と、上記イオン種に混入する少なくとも１種の不要不純物イ
オンのビーム電流値と所定のイオン種のビーム電流値と
の比を演算する演算手段と、上記演算手段での演算結果が、所定の規格内にある場合
にイオン注入手段に対してイオン注入の開始を指示する
制御手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】設定された範囲内で上記不要不純物イオ
ンのビーム電流のピーク値を検索し、検索したピーク値
を上記不要不純物イオンのビーム電流値とする検索手段
を有することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装
置。
【請求項３】上記イオン注入手段でのイオン注入は、
多結晶シリコン層に対してシリコンを注入することを特
徴とする請求項１又は２記載の半導体製造装置。
【請求項４】上記イオン種がＡＭＵ２８のシリコンで
ある場合、上記不純物イオンがＡＭＵ１６の酸素である
ことを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
【請求項５】上記イオン注入手段でのイオン注入は、
半導体基体に導電層となる不純物拡散領域を形成するた
めの不純物イオンを注入することを特徴とする請求項１
又は２記載の半導体製造装置。
【請求項６】上記不純物拡散領域は、少なくともＭＯ
Ｓトランジスタのしきい値制御用の領域であることを特
徴とする請求項５記載の半導体製造装置。
【請求項７】上記不純物拡散領域は、固体撮像素子の
少なくとも受光部にて蓄積された信号電荷を出力側に転
送する転送チャネル領域であることを特徴とする請求項
５記載の半導体製造装置。
【請求項８】上記イオン種がＡＭＵ３１の燐である場
合、上記不純物イオンがＡＭＵ１１のボロンであること
を特徴とする請求項５記載の半導体製造装置。
【請求項９】イオン源からの所定のイオン種を試料に
対してイオン注入する半導体製造方法において、上記イオン種に混入する少なくとも１種の不要不純物イ
オンのビーム電流値と所定のイオン種のビーム電流値と
の比が所定の規格内にある場合にイオン注入を開始する
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１０】上記比をイオン源交換後の経過時間に
換算し、時間管理でイオン注入の開始を運用することを
特徴とする請求項９記載の半導体製造方法。
【請求項１１】設定された範囲内で上記不要不純物イ
オンのビーム電流のピーク値を検索し、検索したピーク
値を上記不要不純物イオンのビーム電流値とすることを
特徴とする請求項９又は１０記載の半導体製造方法。
【請求項１２】上記イオン注入は、多結晶シリコン層
に対してシリコンを注入することを特徴とする請求項
９、１０又は１１記載の半導体製造方法。
【請求項１３】上記イオン種がＡＭＵ２８のシリコン
である場合、上記不純物イオンがＡＭＵ１６の酸素であ
ることを特徴とする請求項１２記載の半導体製造方法。
【請求項１４】上記イオン注入は、半導体基体に導電
層となる不純物拡散領域を形成するための不純物イオン
を注入することを特徴とする請求項９、１０又は１１記
載の半導体製造方法。
【請求項１５】上記イオン種がＡＭＵ３１の燐である
場合、上記不純物イオンがＡＭＵ１１のボロンであるこ
とを特徴とする請求項１４記載の半導体製造方法。