TW201801155A - 離子植入方法及離子植入裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於更加準確地評價離子束的植入角度分佈之技術。離子植入方法中，向以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之晶圓照射離子束，測定射束照射後的晶圓表面的規定特性，並使用特性的測定結果評價離子束的植入角度分佈。晶圓可以取向成具有平行於規定的基準面之溝道效應面(98)，但不具有與基準面正交且與基準軌道方向平行之溝道效應面，前述規定的基準面與入射於晶圓之離子束的基準軌道方向平行。

Description

離子植入方法及離子植入裝置
本發明係有關一種離子植入方法及離子植入裝置，尤其有關一種控制離子束的植入角度分佈之技術。
半導體製造製程中，以改變半導體的導電性及改變半導體的結晶構造為目的等，標準地實施向半導體晶圓植入離子之製程(以下，亦稱為“離子植入製程”)。離子植入製程中所使用之裝置被稱為離子植入裝置，其具有由離子源生成離子並對所生成之離子進行加速而形成離子束之功能以及將該離子束輸送至植入處理室並向處理室內的晶圓照射離子束之功能。為了對成為處理對象之晶圓的整面植入離子，例如，離子束藉由射束掃描器進行往復掃描，晶圓沿與射束掃描方向正交之方向往復運動。
已知若改變入射於晶圓之離子束的角度，則離子束與晶圓之間的相互作用的態樣發生變化，並影響離子植入的處理結果。例如，當沿晶圓的晶軸或晶面入射離子束時，與非此態樣之情形相比，發生植入離子從射束的入射面到達更深位置的溝道效應現象，影響作為植入處理的結果所 得到之晶圓內的載子濃度分佈。因此，提出有控制用於植入處理之離子束的入射角之方法(例如，參照專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2006-245506號公報
作為入射於晶圓之離子束的角度特性，除了作為射束整體的平均值的入射角以外還可舉出構成離子束之離子粒子群的角度分佈。入射於晶圓之離子束雖然微乎其微但有時亦會發散或收斂，構成射束之離子粒子群具有帶有某種擴散之角度分佈。此時，即使在作為射束整體的平均值的入射角不滿足溝道效應條件之情況下，當入射角偏離之一部分離子粒子的角度成分滿足溝道效應條件時，亦會發生由其一部分離子引起之溝道效應現象。相反，即使在作為射束整體的平均值的入射角滿足溝道效應條件之情況下，當入射角偏離之一部分離子粒子的角度成分不滿足溝道效應條件時，亦會發生由其一部分離子引起之溝道效應現象的抑制。因此，若要更精密地控制晶圓內所形成之載子濃度分佈的形狀乃至範圍，則亦有必要準確地控制射束的角度分佈。
本發明係鑑於該種狀況而完成者，其目的為提供一種用於更準確地評價離子束的植入角度分佈之技術。
為了解決上述課題，本發明的一態樣的離子植入方法中，向以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之晶圓照射離子束，測定射束照射後的晶圓表面的規定特性，並使用特性的測定結果評價離子束的植入角度分佈。
本發明的另一態樣為離子植入裝置。該裝置具備：壓板驅動裝置，保持離子束所照射之晶圓；測定裝置，測定射束照射後的晶圓的特性；及控制裝置，至少控制壓板驅動裝置和測定裝置的操作。控制裝置向在壓板驅動裝置中以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之晶圓照射離子束，藉由測定裝置測定射束照射後的晶圓表面的規定特性，並使用測定裝置的測定結果評價離子束的植入角度分佈。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互替換以上構成要素的任意組合或本發明的構成要素或表現者，亦作為本發明的態樣同樣有效。
依本發明，能夠提供更準確地評價離子束的植入角度分佈之技術。
B‧‧‧離子束
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧離子植入裝置
22‧‧‧射束收斂部
22a‧‧‧第1四極透鏡
22b‧‧‧第2四極透鏡
22c‧‧‧第3四極透鏡
26‧‧‧射束掃描器
50‧‧‧壓板驅動裝置
64‧‧‧薄片電阻測定器
66‧‧‧退火裝置
70‧‧‧控制裝置
90‧‧‧閘極構造
95‧‧‧溝道效應軸
98‧‧‧溝道效應面
150‧‧‧壓板驅動裝置
156‧‧‧扭轉角調整機構
157‧‧‧第1傾角調整機構
158‧‧‧第2傾角調整機構
第1(a)圖~第1(e)圖係模式表示入射於晶圓之離子束的角度特性之圖。
第2(a)圖~第2(e)圖係模式表示第1(a)圖~第1(e)圖所示之離子束的角度分佈之曲線圖。
第3圖係模式表示藉由離子束的照射形成於閘極構造附近之雜質區域之剖面圖。
第4圖係模式表示藉由離子束的照射形成於閘極構造附近之雜質區域之剖面圖。
第5圖係模式表示形成於晶圓處理面上之閘極構造之俯視圖。
第6(a)圖、第6(b)圖係模式表示相對於離子束B的基準軌道之晶圓W的朝向之圖。
第7(a)圖、第7(b)圖係模式表示用於植入角度分佈的評價之評價用晶圓之圖。
第8(a)圖~第8(c)圖係模式表示以滿足規定的溝道效應條件或阻塞溝道效應(Off channeling)條件的方式配置之晶圓的表面附近的原子排列之圖。
第9圖係表示向阻塞溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻之曲線圖。
第10(a)圖、第10(b)圖係表示向面溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻之曲線圖。
第11圖係表示向軸溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻之曲線圖。
第12圖係表示實施形態之離子植入裝置的概略構成之頂視圖。
第13圖係表示第12圖的離子植入裝置的概略構成之側視圖。
第14(a)圖、第14(b)圖係模式表示透鏡裝置的構成之圖。
第15圖係模式表示透鏡裝置的控制例之曲線圖。
第16(a)圖~第16(e)圖係模式表示藉由透鏡裝置調整之離子束的植入角度分佈之曲線圖。
第17圖係表示基於V曲線法之薄片電阻的測定例之曲線圖。
第18圖係表示實施形態之離子植入裝置的操作過程之流程圖。
第19圖係表示藉由離子植入製造之電晶體的閾值電壓與用於植入之離子束的植入角度分佈的擴散之間的關係性之曲線圖。
第20(a)圖、第20(b)圖係模式表示變形例之壓板驅動裝置的構成之圖。
第21圖係表示變形例之離子植入裝置的操作過程之流程圖。
第22圖係模式表示以滿足第2面溝道效應條件的方式配置之晶圓的表面附近的原子排列之圖。
第23(a)圖~第23(d)圖係模式表示設定在晶圓主面上之複數個區域之圖。
第24圖係表示變形例之離子植入裝置的操作過程之流程圖。
以下，參照附圖對本發明的實施形態進行詳細說明。另外，附圖說明中，對相同要素標註相同符號並適當省略重複說明。又，以下所述之構成係示例，並非對本發明的範圍做任何限定者。
在說明實施形態之前，敘述本發明的概要。本實施形態之離子植入裝置具備：射束掃描器，使離子束沿x方向往復掃描；壓板驅動裝置，使進行往復掃描之離子束所照射之晶圓沿y方向往復運動；及兩個以上的透鏡裝置，對離子束使電場及磁場中的至少一個發揮作用從而使離子束收斂或發散。兩個以上的透鏡裝置藉由調整作用於離子束之力，能夠分別對x方向及y方向獨立地調整入射於晶圓之離子束的角度分佈。
已知若改變入射於晶圓之離子束的角度，則離子束與晶圓之間的相互作用的態樣發生變化，並影響離子植入的處理結果。例如，當沿晶圓的晶軸或晶面入射離子束時，與非此態樣之情形相比，發生植入離子從射束的入射面到達更深位置之溝道效應現象，影響作為植入處理的結果所得到之晶圓內的載子濃度分佈。因此，離子植入製程中，通常相對於離子束的行進方向(z方向)之晶圓的傾斜角(傾角)及與晶圓表面垂直之軸周圍的晶圓的旋轉角(扭 轉角)被調整，並且入射於晶圓之作為射束整體的平均值的植入角被控制。
入射於晶圓之離子束的角度特性中，除了作為射束整體的平均值的入射角以外還有構成離子束之離子粒子群的角度分佈。入射於晶圓之離子束雖然微乎其微但有時會發散或收斂，構成射束之離子粒子群具有帶有某種擴散之角度分佈。此時，即使在作為射束整體的平均值的入射角不滿足溝道效應條件之情況下，當從射束的基準軌道入射角偏離之一部分的離子粒子的角度成分滿足溝道效應條件時，亦會發生由其一部分離子引起之溝道效應現象。相反，即使在作為射束整體的平均值的入射角滿足溝道效應條件之情況下，當入射角偏離之一部分離子粒子的角度成分不滿足溝道效應條件時，亦會發生由其一部分離子引起之溝道效應現象的抑制。因此，若要更精密地控制晶圓內所形成之載子濃度分佈的形狀乃至範圍，則亦有必要準確地控制射束的角度分佈。
另一方面，難以直接準確地測定入射於晶圓之離子束的角度分佈。離子束的角度分佈例如藉由如下方式計算出角度分佈：比較在射束線的上游及下游的不同位置進行計測之射束形狀，或使射束的一部分通過狹縫，並將通過狹縫後的下游中的射束形狀與狹縫形狀進行比較。亦即，根據射束行進方向的射束形狀的變化率計算出離子束整體的發散或收斂的程度。然而，當根據射束形狀的變化計算角度分佈時，無法準確測定對射束形狀影響不大的角度分佈 資訊，例如射束的中心附近的角度分佈。又，當構成離子束之離子粒子中性化而角度分佈發生變化時，中性化之粒子無法用法拉第杯來計測，因此無法獲得有關中性粒子的角度資訊。
因此，在本實施形態中，並非直接測定離子束而獲得射束的角度分佈資訊，而是藉由測定離子束所入射之晶圓的薄片電阻來評價射束的角度分佈資訊。更具體而言，按照構成離子束之離子粒子的角度分佈在晶圓內發生溝道效應之離子粒子數的比例發生變化，利用作為其結果而得到之晶圓的薄片電阻值的變化來評價離子束的角度分佈。尤其，藉由組合滿足規定的面溝道效應條件之植入處理及滿足規定的軸溝道效應條件之植入處理，評價離子束的x方向及y方向的植入角度分佈。在本實施形態中，設成能夠分別對x方向及y方向評價植入角度分佈，從而能夠實現更高精度的離子植入處理。
以下，在本實施形態中，對成為前提之技術進行詳述。接著，對使用後述之前提技術調整離子束的植入角度分佈之離子植入裝置進行說明。
[離子束的植入角度分佈]
第1(a)圖~第1(e)圖係模式表示入射於晶圓W之離子束B的角度特性之圖。該圖所示之離子束B均示出了向晶圓W的表面垂直入射之情形亦即離子束B的入射角成為0度之情形。然而，關於各圖所示之離子束B， 構成射束之離子粒子群的角度分佈均不同。
第1(a)圖表示朝向晶圓W擴散並逐漸發散離子束B的射束直徑的“發散射束”。第1(b)圖表示與第1(a)圖同樣地發散離子束B但發散程度較小之情形。第1(c)圖表示朝向晶圓W之離子束B的射束直徑不變之情形，且示出了幾乎所有構成離子束B之離子粒子與射束軌道平行地行進之“平行射束”。第1(d)圖表示朝向晶圓W離子束B的射束直徑變窄而逐漸收斂之“收斂射束”。第1(e)圖表示與第1(d)圖同樣地收斂離子束B但收斂程度較大之情形。這樣，離子束B相對於射束的基準軌道有時會發散或收斂，與作為射束整體的行進方向不同，具有表示各離子粒子的角度成分的不勻之“角度分佈”。
第2(a)圖~第2(e)圖係模式表示第1(a)圖~第1(e)圖所示之離子束B的角度分佈之曲線圖。各曲線圖中，縱軸表示構成離子束B之離子粒子的數量，橫軸表示各離子粒子的行進方向與離子束B的行進方向所成角度ψ。如第2(c)圖所示，當構成離子束B之離子粒子均平行地行進時，離子束的角度分佈的擴散較小。另一方面，如第2(a)圖、第2(e)圖所示，當離子束B的發散或收斂較大時，離子束的角度分佈的擴散較大。另外，離子束的角度分佈的擴散的程度亦能夠藉由所圖示之角度分佈的標準偏差進行量化。
作為離子束整體的行進方向能夠以射束的角度分佈的 平均角度值或峰角度值為準來設定。因此，在第1圖所示之例子中，離子束B的行進方向成為與晶圓W垂直之方向。此時，本說明書中有時將沿離子束B的行進方向之方向(z方向)的射束軌道稱為“基準軌道”。又，有時將以晶圓處理面(或晶圓主面)為準時的離子束的入射方向稱為“植入角”。該植入角藉由晶圓主面的法線與射束的基準軌道方向之間的角度來規定。又，有時將以晶圓主面為準時的離子束的角度分佈稱為“植入角度分佈”。
[形成於晶圓中的雜質濃度分佈]
第3圖係模式表示藉由離子束B的照射形成於閘極構造90附近之雜質區域91之剖面圖。該圖表示如下離子植入處理：向在晶圓處理面上形成有閘極構造90之晶圓W照射離子束B而在閘極構造90附近形成成為源極/漏極區域之雜質區域91。晶圓W係晶圓處理面成為(100)面之矽基板。入射於晶圓W之離子束B相對於晶圓處理面之植入角為0度，且為植入角度分佈的擴散較小之平行射束。因此，入射於晶圓W之大多離子粒子沿晶圓W的<100>方位的晶軸入射，並藉由較強的軸溝道效應效果沿z方向較深侵入。其結果，離子粒子到達之雜質區域91的深度方向的擴散寬度z1變大，圍繞閘極構造90的下方所形成之雜質區域91的閘極長度方向的擴散寬度L1變小。另外，該圖的左方所示之曲線圖表示深度方向(z方向)的雜質濃度ND的分佈，該圖的下方所示之曲線圖表 示閘極長度方向的雜質濃度ND的分佈。
第4圖係模式表示藉由離子束B的照射形成於閘極構造90附近之雜質區域92之剖面圖。該圖係入射於晶圓W之離子束B為如第1(a)圖所示之“發散射束”，在具有植入角度分佈的擴散這點上與第3圖不同。第4圖的離子束B為發散射束，因此與第3圖所示之平行射束相比難以發生溝道效應現象，發生溝道效應的離子的比例較少。其結果，離子粒子到達之雜質區域92的深度方向的擴散寬度z2變小，圍繞閘極構造90的下方所形成之雜質區域92的閘極長度方向的擴散寬度L2變大。另外，若植入角度分佈以外的射束特性相同，則藉由離子植入生成的缺陷93的位置及雜質濃度ND的峰位置Rp在第3圖及第4圖中大致相同。因此，若能夠適當控制所照射之離子束B的植入角度分佈，則能夠調整形成於閘極構造90附近之雜質區域的深度方向及閘極長度方向的擴散的大小(分佈)。又，即使在離子植入後對晶圓W加以退火處理之情況下，亦能夠相對維持雜質濃度分佈，藉此，藉由控制植入角度分佈，能夠將最終得到之載子濃度分佈設為適於目的之形狀。
關於離子束B的植入角度分佈的控制，除了一維方向以外，還對與射束的行進方向正交之剖面內的二維方向進行為較佳。通常，這是因為形成於同一晶圓中之閘極構造並不都朝向相同方向，而是沿相互正交之方向或相互交叉之方向排列。第5圖係模式表示形成於晶圓處理面上之閘 極構造之俯視圖，且表示形成於同一晶圓W中之閘極電極90a、90b的一例。在圖示之例子中，設置有在紙面上沿左右方向(x方向)延伸之第1閘極電極90a及在紙面上沿上下方向(y方向)延伸之第2閘極電極90b。當向該種晶圓W照射離子束時，形成於第1閘極電極90a附近之雜質區域的閘極長度方向(y方向)的擴散寬度主要影響y方向的植入角度分佈。另一方面，形成於第2閘極電極90b附近之雜質區域的閘極長度方向(x方向)的擴散寬度主要影響x方向的植入角度分佈。因此，若要對第1閘極電極90a及第2閘極電極90b這兩者獲得所希望的雜質濃度分佈，則需要適當控制x方向及y方向各自的植入角度分佈。
[利用了薄片電阻之植入角度分佈的評價]
如上所述，入射於晶圓之離子束的植入角度分佈影響形成於晶圓之雜質區域的分佈形狀，亦可能會影響退火處理後的晶圓的載子濃度分佈。通常，若晶圓的載子濃度分佈不同，則晶圓的薄片電阻可能會不同，藉此可預想所照射之離子束的植入角度分佈與晶圓的薄片電阻值之間成立恆定的相關性。於是，本發明人等認為，藉由利用離子植入後的晶圓的薄片電阻，或能實現對離子植入中所使用之離子束的植入角度分佈的評價。尤其，認為藉由改變晶圓的朝向而改變從離子束觀察之x方向及y方向的溝道效應條件，或可實現分別對x方向及y方向進行植入角度分佈 的評價。
第6(a)圖、第6(b)圖係模式表示相對於離子束B的基準軌道之晶圓W的朝向之圖。第6(a)圖表示藉由相對於射束的基準軌道延伸之z方向使晶圓W傾斜來設定傾角θ之狀態。如圖所示，傾角θ作為使晶圓W繞x軸旋轉時的旋轉角而被設定。成為傾角θ=0°之狀態為向晶圓W垂直入射離子束B之情形。第6(b)圖表示藉由使晶圓W繞與晶圓主面垂直之軸旋轉而設定扭轉角Φ之狀態。如圖所示，扭轉角Φ作為使晶圓W繞與晶圓主面垂直之軸旋轉時的旋轉角而被設定。成為扭轉角Φ=0°之狀態為從晶圓W的中心O向對準標記94延伸之線段成為y方向之情形。在本實施形態中，藉由作為相對於離子束B之晶圓W的配置，適當設定傾角θ及扭轉角Φ來實現規定的溝道效應條件。
第7(a)圖、第7(b)圖係模式表示用於植入角度分佈的評價之評價用晶圓WT的圖。第7(a)圖表示評價用晶圓WT的結晶方位，第7(b)圖表示評價用晶圓WT的表面附近的原子排列。在本實施形態中，作為評價用晶圓WT，使用晶圓主面的面方位為(100)面之單晶矽基板。評價用晶圓WT的對準標記94設置於表示<110>方位之位置。評價用晶圓WT係所謂的裸晶圓，未設置有用於構成半導體電路之閘極構造或溝槽構造等。
評價用晶圓WT係晶圓主面的偏角足夠小以能實現嚴密的溝道效應條件為較佳，係具有小於半導體電路製造中 一般使用之裸晶圓之偏角為較佳。具體而言，使用切成偏角為0.1度以下之矽基板為較佳。此處“偏角”係指晶圓主面的法線方向與構成晶圓之矽的晶軸的<100>方位之間的角度偏離。當偏角為0度時，評價用晶圓WT的晶圓主面與矽結晶的(100)面嚴密一致。
第8(a)圖~第8(c)圖係模式表示以滿足規定的溝道效應條件或阻塞溝道效應條件的方式配置之晶圓的表面附近的原子排列之圖，且表示從入射於晶圓之離子束觀察之原子排列。該圖中，以黑圓點來表示矽原子的位置。又，繪製成將在縱深方向(z方向)上位於不同位置之矽原子與xy面內重疊。
第8(a)圖表示以滿足軸溝道效應條件的方式配置時的原子排列，且表示將上述評價用晶圓WT以扭轉角Φ=23°、傾角θ=0°的朝向配置之情形。圖示之軸溝道效應條件中，由配置於實線上之矽原子形成之複數個第1晶面96與由配置於虛線上之矽原子形成之複數個第2晶面97相互交叉而排列成格子狀，並形成有一維延伸之軸狀的間隙(溝道效應軸95)。其結果，在x方向及y方向中的至少一個方向上具有角度分佈之離子束中只有向z方向直行之離子粒子發生溝道效應，具有從z方向偏離某種程度之角度成分之離子粒子被任意的晶面隔斷而不發生溝道效應。因此，以滿足軸溝道效應條件的方式配置之晶圓主要產生使沿離子束的基準軌道向軸方向行進之離子粒子發生溝道效應之“軸溝道效應”。
滿足軸溝道效應條件之配置並不限定於上述扭轉角及傾角，只要是能實現如圖所示之原子排列之晶圓配置，亦可使用其他扭轉角及傾角。更具體而言，只要評價用晶圓WT配置成在沿入射於晶圓之離子束的基準軌道之方向上具有溝道效應軸，但不具有與由離子束的基準軌道方向(z方向)及晶圓的往復運動方向(y方向)所規定之基準面平行或正交之溝道效應面，亦可使用其他角度條件。為了實現該種軸溝道效應條件，例如，可將評價用晶圓WT的扭轉角實際上設在15度~30度的範圍內，將傾角實際上設為0度。
第8(b)圖表示以滿足面溝道效應條件的方式配置時的原子排列，且表示將上述評價用晶圓WT以扭轉角Φ=0°、傾角θ=15°的朝向配置之情形。圖示之面溝道效應條件中，形成基於yz平面內所排列之矽原子之複數個晶面99，且形成在與x方向相對向之晶面99之間具有二維擴散之間隙(溝道效應面98)。其結果，在x方向上具有角度分佈之離子束中，只有向z方向直行之一部分離子粒子發生溝道效應，在x方向上具有偏離某種程度之角度成分之離子粒子被晶面99隔斷而不發生溝道效應。另一方面，在y方向上具有角度分佈之離子束不會被晶面99隔斷而在晶面之間的間隙中發生溝道效應。因此，以滿足面溝道效應條件的方式配置之晶圓，主要產生使沿基準面行進之離子粒子發生溝道效應之“面溝道效應”，該基準面藉由沿離子束的基準軌道之z方向及y方向這兩個方向 所規定。因此，若向以滿足面溝道效應條件的方式配置之晶圓照射離子束，則產生如下方向依賴性：在x方向上具有角度成分之離子粒子不發生溝道效應，在y方向上具有角度成分之離子粒子發生溝道效應。
滿足面溝道效應條件之配置並不限定於上述扭轉角及傾角，只要是能實現如圖所示之原子排列之晶圓配置，亦可使用其他扭轉角及傾角。更具體而言，只要評價用晶圓WT配置成如下朝向，亦即具有與由沿入射於晶圓之離子束的基準軌道之方向及y方向這兩個方向所規定之基準面平行之溝道效應面，但不具有與基準面正交之溝道效應面之朝向，亦可使用其他角度條件。為了實現面溝道效應條件，例如亦可將評價用晶圓WT的扭轉角實際上設為0度或45度，將傾角設在15度~60度的範圍內。
第8(c)圖表示以滿足阻塞溝道效應條件的方式配置時的原子排列，且表示將上述評價用晶圓WT以扭轉角Φ=23°、傾角θ=7°的朝向配置之情形。圖示之阻塞溝道效應條件中，觀察不到成為離子粒子的通道之溝道，看起來矽原子配置成在x方向及y方向上沒有間隙。其結果，若向滿足阻塞溝道效應條件之晶圓照射離子束，則與構成射束之離子粒子是否具有x方向及y方向的角度成分無關，依舊不會發生溝道效應現象。
滿足阻塞溝道效應條件之配置並不限定於上述扭轉角及傾角，只要是能實現如圖所示之原子排列之晶圓配置，亦可使用其他扭轉角及傾角。更具體而言，只要評價用晶 圓WT配置成如下朝向，亦即晶圓的{100}面、{110}面及{111}面等低階晶面與離子束的基準軌道傾斜地交叉之朝向，亦可使用其他角度條件。為了實現阻塞溝道效應條件，例如亦可將評價用晶圓WT的扭轉角設在15度~30度的範圍內，將傾角設在7度~15度的範圍內。
另外，為了實現阻塞溝道效應條件，亦可對評價用晶圓WT實施預非晶化處理。預非晶化處理中，照射矽(Si)或鍺(Ge)等該種不影響載子濃度分佈之離子種類的離子束而改變表面附近的結晶構造，從而將晶圓的表面附近設為非晶狀態。藉由設成非晶狀態，能夠破壞結晶的規則性的構造從而使成為離子粒子的通道之溝道不存在，並能夠實現上述“阻塞溝道效應”條件。
接著，對向滿足各溝道效應條件之評價用晶圓WT照射離子束時的晶圓的薄片電阻進行說明。本實施形態中，在對照射了離子束之評價用晶圓WT實施退火處理後，用四探針法測定晶圓的薄片電阻。另外，由於基於四探針法之薄片電阻的測定方法係公知，因此省略詳細說明。
第9圖係表示向阻塞溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻Rs之曲線圖，且表示當改變與植入角度分佈有關之射束條件時所得到的薄片電阻值。曲線圖的縱軸表示所測定之薄片電阻值(Ω/□)，橫軸表示不同之射束條件A~D。射束條件A為x方向的植入角度分佈的擴散較小且y方向的植入角度分佈的擴散較大之情形，射束條件B為x方向及y方向這兩個方向的植入角度 分佈的擴散較小之情形，射束條件C為x方向的植入角度分佈的擴散較大且y方向的植入角度分佈的擴散較小之情形，射束條件D為x方向及y方向這兩個方向的植入角度分佈的擴散為中等程度之情形。另外，離子束的射束電流量等其他植入條件係相同。
如第9圖所示，當使用阻塞溝道效應條件的晶圓時，即使改變所照射之離子束的植入角度分佈，所得到之薄片電阻值亦會相等。這被認為是由於與射束的植入角度分佈的特性無關地不發生溝道效應現象所引起。藉此，藉由利用了阻塞溝道效應條件的晶圓之薄片電阻的測定，能夠評價不依賴於植入角度分佈之射束特性，例如藉由射束照射所得到之劑量。
第10(a)圖、第10(b)圖係表示向面溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻Rs之曲線圖。第10(a)圖示出了改變與y方向的植入角度分佈有關之射束條件時所得到之薄片電阻值。曲線圖的縱軸表示所測定之薄片電阻值(Ω/□)，橫軸表示不同之射束條件A、B。射束條件A為x方向的植入角度分佈的擴散較小且y方向的植入角度分佈的擴散較大之情形，射束條件B為x方向及y方向這兩個方向的植入角度分佈的擴散較小之情形。因此，兩個射束條件A、B中，x方向的植入角度分佈的擴散相等，y方向的植入角度分佈的擴散不同。如圖所示，即使向面溝道效應條件的晶圓照射y方向的植入角度分佈的擴散不同之離子束，所得到之薄片電阻值的 差亦足夠小而幾乎相等。亦即，當向面溝道效應條件的晶圓照射離子束時，y方向的植入角度分佈的差幾乎不會被反映到所得到之薄片電阻值中。
第10(b)圖示出了改變與x方向的植入角度分佈有關之射束條件時所得到之薄片電阻值。曲線圖的縱軸表示所測定之薄片電阻值(Ω/□)，橫軸表示所照射之射束的x方向的植入角度分佈的擴散的標準偏差值(角度)。另外，離子束的射束電流量等其他植入條件係相同。如圖所示，可知隨著x方向的植入角度分佈的擴散變大而所得到之薄片電阻值增大。這被認為是由於隨著x方向的植入角度分佈的擴散變大，軸方向上發生溝道效應而植入於更深位置之離子粒子數減少所引起。藉此，藉由利用了面溝道效應條件的晶圓之薄片電阻的測定，能夠評價射束的x方向的植入角度分佈的擴散。
第11圖係表示向軸溝道效應條件的晶圓照射離子束時的晶圓的薄片電阻Rs之曲線圖，且示出了改變與y方向的植入角度分佈有關之射束條件時所得到之薄片電阻。曲線圖的縱軸表示所測定之薄片電阻值(Ω/□)，橫軸表示所照射之射束的y方向的植入角度分佈的擴散的標準偏差值(角度)。另外，離子束的射束電流量等其他植入條件係相同。如圖所示，可知隨著y方向的植入角度分佈的擴散變大，所得到之薄片電阻值增大。這被認為是由於隨著y方向的植入角度分佈的擴散變大，軸方向上發生溝道效應而植入於更深位置之離子粒子數減少所引起。藉 此，藉由利用了軸溝道效應條件的晶圓之薄片電阻的測定，能夠評價射束的y方向的植入角度分佈的擴散。又，藉由與上述面溝道效應條件的評價結果組合來進行分析，能夠評價射束的y方向的植入角度分佈的擴散。
[離子植入裝置的構成]
接著，對利用了上述技術之離子植入裝置10進行說明。第12圖係概略地表示實施形態之離子植入裝置10之頂視圖，第13圖係表示離子植入裝置10的概略構成之側視圖。
離子植入裝置10對被處理物W的表面進行離子植入處理。被處理物W例如為基板，例如為半導體晶圓。因此為了便於說明，有時將被處理物W稱為晶圓W，但這並不表示將植入處理的對象限定於特定的物體。
離子植入裝置10藉由使射束沿一方向往復掃描並使晶圓W沿與該一方向正交之方向往復運動而遍及晶圓W整體照射離子束B。本說明書中為了便於說明，將在設計上的射束軌道上行進之離子束B的行進方向定義為z方向，將與z方向垂直之面定義為xy面。當對被處理物W進行離子束B的掃描時，將射束的掃描方向設為x方向，將與z方向及x方向垂直之方向設為y方向。藉此，射束的往復掃描沿x方向進行，晶圓W的往復運動則沿y方向進行。
離子植入裝置10具備離子源12、射束線裝置14、植 入處理室16、晶圓傳送室60、晶圓評價室62及控制裝置70。離子源12向射束線裝置14供給離子束B。射束線裝置14從離子源12向植入處理室16輸送離子。又，離子植入裝置10具備用於向離子源12、射束線裝置14、植入處理室16及晶圓傳送室60提供所希望的真空環境之真空排氣系統(未圖示)。
射束線裝置14例如從上游依次具備質量分析部18、可變孔徑20、射束收斂部22、第1射束計測器24、射束掃描器26、平行化透鏡30或射束平行化裝置及角能量過濾器(AEF：Angular Energy Filter)34。另外，射束線裝置14的上游係指靠近離子源12之一側，下游係指靠近植入處理室16(或射束阻擋器(Beam stopper)38)之一側。
質量分析部18設置於離子源12的下游，並藉由質量分析從離子束B選擇必要的離子種類，前述離子束B是從離子源12引出之離子束。
可變孔徑20為能夠調整開口寬度的孔徑，藉由改變開口寬度來調整通過孔徑的離子束B的射束電流量。可變孔徑20例如可具有隔著射束線配置於上下方之孔徑板，並藉由改變孔徑板的間隔來調整射束電流量。
射束收斂部22具備四極收斂裝置(Q透鏡)等收斂透鏡，並且將已通過可變孔徑20之離子束B整形為所希望的剖面形狀。射束收斂部22為電場式的三級四極透鏡(亦稱為三極Q透鏡)，從上游側依次具有第1四極透鏡 22a、第2四極透鏡22b及第3四極透鏡22c。射束收斂部22藉由使用三個透鏡裝置22a、22b、22c，能夠在x方向及y方向的各方向上獨立地調整入射於晶圓W之離子束B的收斂或發散。射束收斂部22可包含磁場式的透鏡裝置，亦可包含利用電場及磁場這兩者而對射束進行整形之透鏡裝置。
第1射束計測器24為在射束線上以能夠取出和放入的方式進行配置並測定離子束的電流之註入器旗標法拉第杯(Injector flag Faraday cup)。第1射束計測器24能夠計測由射束收斂部22整形之離子束B的射束形狀。第1射束計測器24具有計測射束電流之法拉第杯24b及使法拉第杯24b上下移動之驅動部24a。如第13圖的虛線所示，當在射束線上配置有法拉第杯24b時，離子束B被法拉第杯24b隔斷。另一方面，如第13圖的實線所示，從射束線上取下法拉第杯24b時，離子束B的隔斷被解除。
射束掃描器26提供射束的往復掃描，且為使被整形之離子束B沿x方向進行掃描之偏向機構。射束掃描器26具有與x方向對向設置之掃描電極對28。掃描電極對28與可變電壓電源(未圖示)連接，藉由周期性改變施加於掃描電極對28之電壓來改變電極之間產生之電場，從而使離子束B向各種角度偏向。這樣，離子束B遍及x方向的掃描範圍進行掃描。另外，第12圖中用箭頭X來例示射束的掃描方向及掃描範圍，用一點虛線表示掃描範圍中的離子束B的複數個軌跡。
平行化透鏡30使經掃描之離子束B的行進方向與設計上的射束軌道平行。平行化透鏡30具有在中央部設有離子束的通過狹縫之圓弧形狀的複數個P透鏡電極32。P透鏡電極32與高壓電源(未圖示)連接，並使藉由施加電壓而產生之電場作用於離子束B，以將離子束B的行進方向平行地對齊。另外，平行化透鏡30亦可用其他射束平行化裝置來替換，射束平行化裝置亦可以由利用磁場之磁鐵裝置構成。亦可以在平行化透鏡30的下游設有用於對離子束B進行加速或減速之AD(Accel/Decel)柱(未圖示)。
角能量過濾器(AEF)34分析離子束B的能量，並使必要能量的離子向下方偏向而導引至植入處理室16。角能量過濾器34具有電場偏向用AEF電極對36。AEF電極對36與高壓電源(未圖示)連接。第13圖中，藉由對上側的AEF電極施加正電壓，對下側的AEF電極施加負電壓，使離子束B從射束軌道向下方偏向。另外，角能量過濾器34可以由磁場偏向用磁鐵裝置構成，亦可以由電場偏向用AEF電極對與磁鐵裝置的組合來構成。
藉此，射束線裝置14將待照射於晶圓W之離子束B供給至植入處理室16。
如第13圖所示，植入處理室16具備保持一片或複數片晶圓W之壓板驅動裝置50。壓板驅動裝置50包括晶圓保持部52、往復運動機構54、扭轉角調整機構56及傾角調整機構58。晶圓保持部52具備用於保持晶圓W之靜電 卡盤等。往復運動機構54藉由沿與射束掃描方向(x方向)正交之往復運動方向(y方向)使晶圓保持部52往復運動，從而使晶圓保持部52所保持之晶圓沿y方向往復運動。第13圖中，用箭頭Y例示晶圓W的往復運動。
扭轉角調整機構56為調整晶圓W的旋轉角之機構，藉由以晶圓處理面的法線為軸使晶圓W旋轉，調整設置於晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角。此處，晶圓的對準標記係指設置於晶圓的外周部之凹口或定向平面，係指成為晶圓的晶軸方向或晶圓的周方向角度位置的基準之標記。如圖所示，扭轉角調整機構56設置於晶圓保持部52與往復運動機構54之間，並且與晶圓保持部52一同往復運動。
傾角調整機構58為調整晶圓W的傾斜度之機構，調整朝向晶圓處理面之離子束B的行進方向與晶圓處理面的法線之間的傾角。在本實施形態中，在晶圓W的傾斜角中，將以x方向的軸為旋轉的中心軸之角度作為傾角來進行調整。傾角調整機構58設置於往復運動機構54與植入處理室16的壁面之間，且藉由使包括往復運動機構54之壓板驅動裝置50整體向R方向旋轉來調整晶圓W的傾角。
植入處理室16具備射束阻擋器38。當射束軌道上不存在晶圓W時，離子束B入射於射束阻擋器38。又，在植入處理室16中設有用於計測離子束的射束電流量及射束電流密度分佈之第2射束計測器44。第2射束計測器 44具有側杯(Side cup)40R、40L及中心杯(Center cup)42。
側杯40R、40L配置成相對於晶圓W向x方向偏離，且配置於植入離子時不隔斷朝向晶圓W之離子束之位置。離子束B超過晶圓W所在之範圍而進行過掃描，因此即使在植入離子時，進行掃描之一部分射束亦會入射於側杯40R、40L。藉此，計測離子植入處理中的離子照射量。側杯40R、40L的計測值被發送至第2射束計測器44。
中心杯42用於計測晶圓W的表面(晶圓處理面)上的射束電流密度分佈。中心杯42為活動式，當植入離子時從晶圓位置退避，當晶圓W不在照射位置時被插入於晶圓位置。中心杯42一邊沿x方向移動一邊計測射束電流量，從而計測射束掃描方向的射束電流密度分佈。中心杯42能夠計測離子束B在晶圓處理面的位置上的射束形狀。中心杯42的計測值被發送至第2射束計測器44。另外，中心杯42可形成為複數個法拉第杯沿x方向排列之陣列形狀，以便能夠同時計測射束掃描方向的複數個位置上的離子照射量。
晶圓傳送室60設置於與植入處理室16相鄰之位置。晶圓傳送室60準備植入離子之前的處理前晶圓並將其搬入至植入處理室16，並將已進行離子植入後的已處理晶圓從植入處理室16搬出。晶圓傳送室60具有用於將大氣壓下的晶圓搬入至高真空狀態的植入處理室16之負載鎖 定室及用於傳送一片或複數片晶圓之傳送機械手等。
晶圓評價室62為測定在植入處理室16中進行離子植入後之晶圓的薄片電阻之場所。晶圓評價室62設置於與晶圓傳送室60相鄰之位置，且經由晶圓傳送室60搬入已處理晶圓。晶圓評價室62具有用於測定已處理晶圓的薄片電阻之薄片電阻測定器64及用於在測定薄片電阻之前對已處理晶圓進行退火之退火裝置66。薄片電阻測定器64例如藉由四探針法測定晶圓的薄片電阻。退火裝置66以900℃~1000℃左右的較低的溫度進行退火，以便抑制基於對所植入之雜質濃度分佈進行退火時的擴散導致的變化。
第14(a)圖、第14(b)圖係模式表示透鏡裝置的構成之圖。第14(a)圖表示使離子束B向縱方向(y方向)收斂之第1四極透鏡22a及第3四極透鏡22c的構成，第14(b)圖表示使離子束B向橫方向(x方向)收斂之第2四極透鏡22b的構成。
第14(a)圖的第1四極透鏡22a具有與橫方向(x方向)相對向之一組水平對向電極82及與縱方向(y方向)相對向之一組垂直對向電極84。對一組水平對向電極82施加負電位-Qy，對垂直對向電極84施加正電位+Qy。第1四極透鏡22a針對由具有正電荷之離子粒子群構成之離子束B，在負電位的水平對向電極82之間產生引力，而在正電位的垂直對向電極84之間產生斥力。藉此，第1四極透鏡22a以使離子束B向x方向發散且向y 方向收斂的方式調整射束形狀。第3四極透鏡22c亦以與第1四極透鏡22a同樣的方式構成，並且施加與第1四極透鏡22a相同的電位。
第14(b)圖的第2四極透鏡22b具有與橫方向(x方向)相對向之一組水平對向電極86及與縱方向(y方向)相對向之一組垂直對向電極88。第2四極透鏡22b以與第1四極透鏡22a同樣的方式構成，但所施加之電位的正負相反。對一組水平對向電極86施加正電位+Qx，對垂直對向電極88施加負電位-Qx。第2四極透鏡22b針對由具有正電荷之離子粒子群構成之離子束B，在與正電位的水平對向電極86之間產生斥力，在與負電位的垂直對向電極88之間產生引力。藉此，第2四極透鏡22b以使離子束B向x方向收斂且向y方向發散的方式調整射束形狀。
第15圖係模式表示透鏡裝置的控制例之曲線圖，且表示透鏡裝置的施加於對向電極之電位Qx、Qy與被整形之射束的角度分佈之間的關係性。橫軸的縱收斂電位Qy表示施加於第1四極透鏡22a及第3四極透鏡22c之電位，縱軸的橫收斂電位Qx表示施加於第2四極透鏡22b之電位。第16(a)圖~第16(e)圖係模式表示藉由透鏡裝置調整之離子束的植入角度分佈之曲線圖。在上部示出了x方向的植入角度分佈，在下部示出了y方向的植入角度分佈。第16(a)圖~第16(e)圖所示之曲線圖分別與使用第15圖的地點A1/A2、地點B1/B2、地點C、地 點D1/D2及地點E1/E2上的電位的情況相對應。
如第15圖所示，施加規定電位Qx0、Qy0之地點C為x方向及y方向這兩個方向的植入角度分佈的擴散成為較小之“平行射束”的工作條件。若從該地點C沿直線Lx改變電位Qx、Qy，則能夠以僅改變x方向的植入角度分佈而不改變y方向的植入角度分佈的方式調整射束。若從地點C向地點B1、A1逐漸提高橫收斂電位Qx，則成為向x方向收斂之“收斂射束”而x方向的植入角度分佈的擴散變大。另一方面，若從地點C向地點B2、A2逐漸降低橫收斂電位Qx，則成為向x方向發散之“發散射束”而x方向的植入角度分佈的擴散變大。
同樣地，若從地點C沿直線Ly改變電位Qx、Qy，則能夠以僅改變y方向的植入角度分佈而不改變x方向的植入角度分佈的方式調整射束。若從地點C向地點D1、E1逐漸提高縱收斂電位Qy，則成為向y方向收斂之“收斂射束”而y方向的植入角度分佈的擴散變大。另一方面，若從地點C向地點D2、E2逐漸降低縱收斂電位Qy，則成為向y方向發散之“發散射束”而y方向的植入角度分佈的擴散變大。
這樣，藉由在恆定條件下改變分別施加於三級式透鏡裝置之電位Qx、Qy，能夠分別獨立地控制向晶圓W照射之離子束的x方向及y方向的植入角度分佈。例如，當欲僅調整x方向的植入角度分佈時，以維持△Qx=α．△Qy的關係性的方式與直線Lx的傾斜度對應地改變電位即可。 同樣地，當欲僅調整y方向的植入角度分佈時，以維持△Qx=β．△Qy的關係性的方式與直線Ly的傾斜度對應地改變電位即可。另外，對於直線Lx、Ly的傾斜度α、β的值，可按照所使用之透鏡裝置的光學特性求出適當的值。
控制裝置70控制構成離子植入裝置10之各機器的操作。控制裝置70接受欲實施之離子植入製程的植入條件的設定。控制裝置70作為植入條件接受離子種類、植入能量、射束電流量、晶圓面內的劑量、傾角及扭轉角等設定。又，控制裝置70接受與離子束的植入角度分佈有關之設定。
控制裝置70決定各機器的工作參數以實現所設定之植入條件。控制裝置70作為用於調整離子種類之參數決定離子源12的氣體種類、離子源12的引出電壓及質量分析部18的磁場的值等。控制裝置70作為用於調整植入能量之參數決定離子源12的引出電壓、P透鏡電極32的施加電壓、AD柱的施加電壓的值等。控制裝置70作為用於調整射束電流量之參數決定離子源12的氣體量、電弧電流、電弧電壓及源磁鐵電流等各種參數或用於調整可變孔徑20的開口寬度之參數等。又，控制裝置70作為用於調整晶圓面內的劑量或劑量分佈之參數決定射束掃描器26的掃描參數或壓板驅動裝置50的速度參數等。
控制裝置70為了評價離子束的植入角度分佈，實行向以滿足規定的溝道效應條件的方式配置之評價用晶圓 WT照射離子束之試驗照射製程。控制裝置70以滿足面溝道效應條件、軸溝道效應條件或阻塞溝道效應條件的方式將評價用晶圓WT配置於壓板驅動裝置50中，並實行對所配置之評價用晶圓WT之離子植入處理。控制裝置70將已進行試驗照射的評價用晶圓WT傳送至晶圓評價室62，並在晶圓評價室62中實施退火處理及薄片電阻的測定。
控制裝置70利用薄片電阻的測定結果進行調整以使離子束的植入角度分佈成為所希望的分佈。控制裝置70藉由調整施加於射束收斂部22的三個透鏡裝置22a、22b、22c之橫收斂電位Qx及縱收斂電位Qy的值，分別獨立地控制離子束的x方向及y方向的植入角度分佈。控制裝置70向被處理晶圓照射已被調整植入角度分佈之離子束，並實行本照射製程以使被處理晶圓內形成所希望的載子濃度分佈。
接著，對離子束的具體調整例進行說明。此處，對由離子植入裝置10輸出之離子束的射束特性，尤其對用於校正與植入角度分佈有關之特性之調整方法進行說明。該調整方法為用於使由離子植入裝置10輸出之第1離子束的特性與由成為基準之另外的離子植入裝置(以下，稱為基準裝置)輸出之第2離子束的特性吻合之方法。
本調整例之方法具備使離子束的劑量吻合之第1製程、使離子束的植入角的基準值吻合之第2製程、使離子束的x方向的植入角度分佈吻合之第3製程及使離子束的y方向的植入角度分佈吻合之第4製程。
在第1製程中利用上述阻塞溝道效應條件。當藉由阻塞溝道效應條件照射離子束時，不能觀察到由x方向及y方向的植入角度分佈引起之薄片電阻值的變化，因此能夠比較藉由射束照射植入於晶圓中之劑量。在第1製程中，使用離子植入裝置10向阻塞溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定射束照射後實施了退火處理之晶圓的薄片電阻。又，在基準裝置中亦向阻塞溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定射束照射後實施了退火處理之晶圓的薄片電阻。比較兩者的薄片電阻值的測定結果，若有差，則調整用於設定離子植入裝置10的劑量之各種參數以消除薄片電阻值的差。
在第2製程中，使用應用了上述軸溝道效應條件之稱為“V曲線法”之方法。V曲線法中，藉由稍微改變評價用晶圓WT的傾角後進行射束照射，從薄片電阻值成為最小傾角的值中推斷射束的基準軌道方向。具體而言，以滿足扭轉角Φ=23°、傾角θ=0°的軸溝道效應條件之朝向為中心，例如將傾角θ以-2°~+2°的範圍來改變，並測定以各傾角來照射離子束後之評價用晶圓WT的薄片電阻。
第17圖係表示基於V曲線法之測定例之曲線圖，且表示離子植入裝置10中的第1離子束的測定結果V1與基準裝置中的第2離子束的測定結果V2。如圖所示，藉由將複數個測定點以V形的曲線來近似的方式獲得薄片電阻的傾角依賴性。在該曲線圖的例子中，薄片電阻的最小值為傾角θ=0°之情形，且示出了傾角的基準值(例如θ =0°)與射束的基準軌道方向之間沒有產生角度偏離之情形。當藉由V曲線法的測定檢測到在裝置之間的傾角存在差異時，進行調整以使離子植入裝置10的傾角與基準裝置的傾角一致。更具體而言，藉由調整離子植入裝置10的傾角或射束的基準軌道方向中的至少一個，設成使射束的植入角(作為相對於晶圓之射束整體的平均值的入射角)的基準值在裝置之間一致。例如，亦可藉由對離子植入裝置10的傾角的基準值加以規定的偏移，以反映與基準裝置之間的傾角的偏離。此外，亦可藉由調整射束線裝置14的各種參數，改變離子植入裝置10的基準軌道方向，以反映與基準裝置之間的射束軌道方向的偏離。
在第17圖所示之曲線圖中，兩個測定結果V1、V2的薄片電阻的最小值中產生差分△R。該電阻值的差分△R表示其由第1離子束與第2離子束的植入角度分佈之差引起，並與薄片電阻的最小值較小之第2離子束相比，薄片電阻的最小值較大之第1離子束這一方的植入角度分佈較大。如此，當觀察到薄片電阻值的差分△R時，藉由第3製程及第4製程進行使兩者的植入角度分佈吻合之調整。另外，當兩者的薄片電阻的最小值幾乎一致或薄片電阻的最小值之差在基準範圍內時，亦可省略基於以下第3製程及第4製程之植入角度分佈的調整。
在第3製程中，利用上述面溝道效應條件評價x方向的植入角度分佈。使用離子植入裝置10向面溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定在射束照射後實 施了退火處理之晶圓的薄片電阻。又，在基準裝置中亦向面溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定射束照射後實施了退火處理之晶圓的薄片電阻。比較兩者的薄片電阻值的測定結果，若有差，則調整射束收斂部22的工作參數以消除薄片電阻值的差。具體而言，以維持△Qx=α．△Qy的關係性的方式調整施加於透鏡裝置之電壓Qx、Qy，並使x方向的植入角度分佈成為所希望的分佈。
在第4製程中，利用上述軸溝道效應條件評價y方向的植入角度分佈。使用離子植入裝置10向軸溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定射束照射後實施了退火處理之晶圓的薄片電阻。又，在基準裝置中亦向軸溝道效應條件的評價用晶圓WT照射離子束，並測定射束照射後實施了退火處理之晶圓的薄片電阻。比較兩者的薄片電阻值的測定結果，若有差，則調整射束收斂部22的工作參數以消除薄片電阻值的差。具體而言，以維持△Qx=β．△Qy的關係性的方式調整施加於透鏡裝置之電壓Qx、Qy，並使y方向的植入角度分佈成為所希望的分佈。
第18圖係表示離子植入裝置10的操作過程之流程圖。首先，在阻塞溝道效應條件下評價離子束的劑量(S10)而調整劑量(S12)，並使用V曲線法評價射束的植入角(S14)而調整植入角的基準值(S16)。若需要調整植入角度分佈(S18的“是”)，則在面溝道效應條 件下評價離子束的x方向的植入角度分佈(S20)而調整x方向的植入角度分佈(S22)，並在軸溝道效應條件下評價射束的y方向的植入角度分佈(S24)而調整y方向的植入角度分佈(S26)。若需要調整植入角度分佈(S18的“否”)，則跳過S20~S26。接著，向被處理晶圓照射已調整之離子束而實行離子植入處理(S28)。
依本實施形態，藉由以上的調整方法，能夠使從離子植入裝置10輸出之第1離子束的劑量、基準軌道方向、x方向及y方向的植入角度分佈與基準裝置一致地吻合。藉由使用如此進行調整之離子束實行本照射製程，能夠實現與使用基準裝置時相同條件的離子植入處理。尤其，能夠包含射束的植入角度分佈而吻合，因此能夠使被處理晶圓的閘極構造附近所形成之載子濃度分佈的深度方向及閘極長度方向的擴散成為所希望的分佈。藉此，能夠提高離子植入處理的植入精度。
第19圖係表示藉由離子植入所製造之電晶體的閾值電壓VTH與用於植入之離子束的植入角度分佈之間的關係性之曲線圖。曲線圖的橫軸為電晶體的閘極長度L，縱軸為所製造之電晶體的閾值電壓VTH。用於離子植入之離子束B0、B1、B2、B3的植入角度分佈的擴散大小成為B0<B1<B2<B3的順序。例如，離子束B0為植入角度分佈幾乎為0之平行射束，離子束B3為植入角度分佈較大之發散射束。另外，植入角度分佈以外的特性在離子束B0~B3中為共同。
如圖所示，僅改變植入處理中使用之離子束的植入角度分佈，所製造之電晶體的閾值電壓發生變化。例如，若將電晶體的閘極長度固定在規定的值L0，則藉由植入角度分佈所製造之電晶體的閾值電壓V0、V1、V2、V3發生變化。這被認為是由於植入角度分佈的差異導致在閘極構造的下方所形成之載子濃度分佈的閘極長度方向的擴散寬度變得不同，且閘極構造下方的實際上的溝道長度發生變化所引起的。依本實施形態，能夠將離子植入中使用之離子束的角度分佈調整為所希望的分佈，因此能夠控制植入處理以使所製造之電晶體的閾值電壓成為所希望的值。因此，依本實施形態，能夠適當地調整乃至控制植入條件以使最終製造之半導體電路具有所希望的工作特性。
又，依本實施形態，使用評價用晶圓WT的薄片電阻評價了不同之植入裝置之間的射束特性，因此能夠依據通用的指標進行評價。當在不同之裝置之間比較射束的植入角度分佈時，因各植入裝置的測定方式或測定裝置的安裝位置等差異，被認為即使測定了相同特性的射束亦可能成為不同之測定結果。在該種情況下，即使能夠調整射束以使測定結果的數值相互一致，射束的植入角度分佈亦可能不會嚴密一致。另一方面，依本實施形態，藉由使用相同特性的評價用晶圓，即使在不同之植入裝置之間亦能夠實現基於通用的評價基準之比較。因此，依本實施形態，能夠提高裝置之間的校準精度。
又，藉由預先製作對基於由各植入裝置具備之角度分 佈計測器之計測結果與晶圓的薄片電阻值之間的關係性建立對應之表格，能夠依據植入角度分佈進行角度分佈計測器的計測值的校準。例如，在使用薄片電阻的測定值確認第1離子束與第2離子束的植入角度分佈為相同之後，使用由各植入裝置具備之法拉第杯等計測第1離子束與第2離子束的植入角度分佈。藉由對不同之植入角度分佈求出該種成對的計測結果，能夠將由各植入裝置具備之角度分佈計測器的計測特性建立對應。例如，可知對於從薄片電阻的測定結果已知之具有相同植入角度分佈之離子束，在第1植入裝置中計測第1角度分佈值而在第2植入裝置中計測與第1角度分佈值不同之第2角度分佈值該種相關性。若使用基於本實施形態之方法預先製作該種相關表格，則在其以後即使不測定評價用晶圓的薄片電阻亦能夠利用各植入裝置的角度分佈計測功能而高精度地使植入角度分佈吻合。
以上，參照上述實施形態對本發明進行了說明，但本發明係並非限定於上述各實施形態者，適當組合各實施形態的構成者或進行替換者亦係包含於本發明者。又，依據所屬領域具有通常知識者的知識，能夠對各實施形態中的組合及處理的順序適當進行重新排列或對實施形態加以各種設計變更等變形，加以該種變形之實施形態亦可包含於本發明的範圍內。
在上述實施形態中，離子植入裝置10設成具備薄片電阻測定器64及退火裝置66之構成。在變形例中，亦可 在離子植入裝置10中不設置電阻測定器及退火裝置，而使用在離子植入裝置10外設置之裝置對評價用晶圓進行退火處理及電阻測定。
在上述實施形態中，作為測定射束照射後的晶圓的電阻值之方法，示出了藉由四探針法測定晶圓的薄片電阻之情形。在變形例中，亦可藉由不同之方法測定不同種類的晶圓的電阻值。例如，亦可藉由擴展電阻測定求出晶圓的深度方向的載子濃度分佈，亦可使用陽極氧化法進行晶圓的電阻測定。
在上述實施形態中，示出了對形成於晶圓處理面之閘極構造附近的載子濃度分佈進行控制之情形。在變形例中，亦可對射束的植入角度分佈進行控制以使形成於晶圓處理面之任意的三維構造或形成於立體遮蔽物附近之載子濃度分佈成為所希望的分佈。形成於晶圓處理面之構造體例如亦可以為鰭式FET等中使用之鰭結構、立式電晶體等中使用之溝槽構造、用於分離電晶體之間之元件分離氧化膜及其他光阻圖案等。在設置該種構造體之情況下，能夠調整射束的植入角度分佈以使與晶圓處理面正交之深度方向及與晶圓處理面平行之水平方向的載子濃度分佈的擴散成為所希望的分佈。
在上述實施形態中，作為用於調整射束的植入角度分佈之透鏡裝置，示出了使用三級式的四極透鏡之情形。在變形例中，亦可使用能夠分別獨立地控制x方向及y方向的植入角度分佈之任意的兩個以上的透鏡裝置。例如，亦 可組合使用用於控制橫方向(x方向)的收斂或發散之第1單透鏡裝置及用於控制縱方向(y方向)的收斂或發散之第2單透鏡裝置。第1單透鏡裝置亦可具有與x方向相對向之電極對，並藉由施加於該電極對之電壓Vx控制x方向的植入角度分佈。第2單透鏡裝置亦可具有與y方向相對向之電極對，並藉由施加於該電極對之電壓Vy控制y方向的植入角度分佈。
本實施形態的一態樣如下所示。
[第1項]一種離子植入方法，其使離子束沿x方向往復掃描並使晶圓沿y方向往復運動而對晶圓進行離子植入，其特徵為，具備如下步驟：向以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之第1晶圓照射前述離子束，並測定射束照射後的前述第1晶圓的電阻；向以滿足規定的軸溝道效應條件的方式配置之第2晶圓照射前述離子束，並測定射束照射後的前述第2晶圓的電阻；及使用前述第1晶圓及前述第2晶圓的電阻測定結果，調整前述離子束的相對於前述晶圓之前述x方向及前述y方向的植入角度分佈。
[第2項]如第1項所述之離子植入方法，其特徵為，對於前述植入角度分佈，使用使電場及磁場中的至少一方發揮作用從而使前述離子束收斂或發散之兩個以上的透鏡裝置，分別對前述x方向及前述y方向獨立地進行調 整。
[第3項]如第2項所述之離子植入方法，其特徵為，前述離子植入方法還具備向被處理晶圓照射已調整前述植入角度分佈之離子束之步驟，前述植入角度分佈被調整為在前述被處理晶圓中形成所希望的載子濃度分佈。
[第4項]如第3項所述之離子植入方法，其特徵為，前述被處理晶圓具有形成於晶圓處理面之構造體，前述植入角度分佈被調整為前述構造體附近之載子濃度分佈的擴散成為所希望的分佈。
[第5項]如第4項所述之離子植入方法，其特徵為，前述構造體為閘極構造，前述植入角度分佈被調整為前述閘極構造附近之載子濃度分佈的深度方向及閘極長度方向的擴散成為所希望的分佈。
[第6項]如第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第1晶圓取向成具有平行於基準面的溝道效應面，但不具有與前述基準面正交之溝道效應面，前述基準面由沿入射於前述第1晶圓之離子束的基準軌道之方向及前述y方向這兩個方向規定。
[第7項]如第6項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第1晶圓係晶圓主面為(100)面之結晶性基板，且配置成前述第1晶圓的<110>方位與前述y方向 之間的扭轉角為0度或45度，前述晶圓主面的法線與沿前述基準軌道之方向之間的傾角在15度~60度的範圍內。
[第8項]如第1至7項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第2晶圓取向成在沿入射於前述第2晶圓之離子束的基準軌道之方向上具有溝道效應軸，但不具有與基準面平行或正交之溝道效應面，前述基準面由沿入射於前述第2晶圓之離子束的基準軌道之方向及前述y方向這兩個方向規定。
[第9項]如第8項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第2晶圓係晶圓主面為(100)面之結晶性基板，並且配置成前述第2晶圓的<110>方位與前述y方向之間的扭轉角在15度~30度的範圍內，前述晶圓主面的法線與沿前述基準軌道之方向之間的傾角為0度。
[第10項]如第1至9項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第1晶圓及前述第2晶圓係晶圓主面的偏角為0.1度以下之結晶性基板。
[第11項]如第1至10項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，還具備如下步驟中的至少一個步驟：在測定前述第1晶圓的電阻之前對射束照射後的前述第1晶圓實施退火處理；及在測定前述第2晶圓的電阻之前對射束照射後的前述第2晶圓實施退火處理。
[第12項]如第11項所述之離子植入方法，其特徵為，前述退火處理以900℃~1000℃的退火溫度來進行。
[第13項]如第1至12項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，還具備如下步驟：向以滿足規定的阻塞溝道效應(off-channeling)條件的方式配置之第3晶圓照射前述離子束，並測定射束照射後的前述第3晶圓的電阻；及使用前述第3晶圓的電阻測定結果調整前述離子束之離子植入量。
[第14項]如第13項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第3晶圓係晶圓主面為(100)面之結晶性基板，且配置成前述第3晶圓的<110>方位與前述y方向之間的扭轉角在15度~30度的範圍內，前述晶圓主面的法線與沿入射於前述晶圓主面之離子束的基準軌道之方向之間的傾角在7度~15度的範圍內。
[第15項]如第13項所述之離子植入方法，其特徵為，前述第3晶圓係晶圓主面附近被非晶化之基板。
[第16項]如第1至15項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，前述晶圓的電阻測定係使用四探針法來測定前述晶圓的薄片電阻。
[第17項]如第1至16項中任一項所述之離子植入方法，其特徵為，向前述第1晶圓及前述第2晶圓照射由第1離子植入裝置生成之第1離子束，前述植入角度分佈的調整係對前述第1離子束進行，前述離子植入方法還具備如下步驟：向以滿足前述規定的面溝道效應條件的方式配置之第4晶圓照射第2離子束，並測定射束照射後的前述第4晶圓的電阻，前述第2離子束由與前述第1離子植入裝置不同之第2離子植入裝置生成；及向以滿足前述規定的軸溝道效應條件的方式配置之第5晶圓照射前述第2離子束，並測定射束照射後的前述第5晶圓的電阻，前述植入角度分佈的調整係使用前述第1晶圓與前述第4晶圓的電阻的比較結果及前述第2晶圓與前述第5晶圓的電阻的比較結果來進行。
[第18項]一種離子植入裝置，其特徵為，具備：兩個以上的透鏡裝置，使電場及磁場中的至少一方對離子束發揮作用從而使前述離子束收斂或發散；射束掃描器，使前述離子束沿x方向往復掃描；壓板驅動裝置，使進行前述往復掃描之離子束所照射之晶圓沿y方向往復運動；電阻測定器，測定射束照射後的晶圓的電阻；及控制裝置，依據前述電阻測定器的測定結果決定前述 兩個以上的透鏡裝置的工作參數而實行離子植入處理，前述控制裝置進行如下操作：向在前述壓板驅動裝置中以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之第1晶圓照射離子束，並藉由前述電阻測定器測定照射後的前述第1晶圓的電阻；向在前述壓板驅動裝置中以滿足規定的軸溝道效應條件的方式配置之第2晶圓照射離子束，並藉由前述電阻測定器測定照射後的前述第2晶圓的電阻；及使用前述第1晶圓及前述第2晶圓的電阻測定結果決定前述兩個以上的透鏡裝置的工作參數，並調整前述離子束的相對於前述晶圓的前述x方向及前述y方向的植入角度分佈。
[第19項]如第18項所述之離子植入裝置，其特徵為，前述離子植入裝置還具備前述晶圓的退火裝置，前述控制裝置在測定前述第1晶圓的電阻之前，使用前述退火裝置對射束照射後的前述第1晶圓進行退火，並在測定前述第2晶圓的電阻之前，藉由前述退火裝置對射束照射後的前述第2晶圓進行退火。
[第20項]一種離子植入方法，其使離子束沿x方向往復掃描並使晶圓沿y方向往復運動而對晶圓進行離子植入，其特徵為，向被處理晶圓照射已調整前述x方向及前述y方向的植入角度分佈之離子束，從而在前述被處理晶圓中形成所 希望的載子濃度分佈。
(變形例1)
上述實施形態中示出了藉由組合面溝道效應條件和軸溝道效應條件來對x方向及y方向這兩個方向的植入角度分佈進行評價之情形。在變形例中，僅使用面溝道效應條件來對植入角度分佈進行評價。以下，主要針對與上述實施形態的不同點來說明本變形例。
第20(a)圖、第20(b)圖係模式表示變形例之壓板驅動裝置150的構成之圖。壓板驅動裝置150具有晶圓保持部152、往復運動機構154、扭轉角調整機構156、第1傾角調整機構157及第2傾角調整機構158。壓板驅動裝置150能夠調整晶圓W的扭轉角Φ、第1傾角θ 1及第2傾角θ 2。
晶圓W固定於晶圓保持部152。晶圓保持部152安裝在扭轉角調整機構156。扭轉角調整機構156藉由使晶圓保持部152旋轉來調整晶圓W的扭轉角Φ。第1傾角調整機構157藉由使扭轉角調整機構156旋轉來調整晶圓W的第1傾角θ 1。第1傾角θ 1作為圍繞沿x方向延伸之旋轉軸的旋轉角而被設定。第2傾角調整機構158藉由使第1傾角調整機構157旋轉來調整晶圓W的第2傾角θ 2。第2傾角θ 2作為圍繞沿y方向延伸之旋轉軸的旋轉角而被設定。往復運動機構154藉由使第2傾角調整機構158如箭頭Y所示那般進行往復運動來使晶圓W沿y 方向往復運動。
第21圖係表示變形例之離子植入裝置10的操作過程之流程圖。首先，以第1面溝道效應條件來評價離子束的第1方向的植入角度分佈(S30)，並調整第1方向的植入角度分佈(S32)。若需要調整第2方向(S34的“是”)，則以第2面溝道效應條件來評價離子束的第2方向的植入角度分佈(S36)，並調整第2方向的植入角度分佈(S38)。若不需要調整第2方向(S34的“否”)，則跳過S36及S38的處理。接著，向被處理晶圓照射已調整之離子束而實行離子植入處理(S40)。
為了實現第1面溝道效應條件，晶圓取向成具有平行於第1基準面之溝道效應面，但不具有與第1基準面正交且與基準軌道方向平行之溝道效應面，前述第1基準面與入射於晶圓之離子束的基準軌道方向平行。此時，晶圓取向成成為欲進行評價之第1方向與第1基準面正交之配置。當第1方向為x方向時，晶圓取向成滿足如第8(b)圖所示之面溝道效應條件。關於該種面溝道效應條件，將晶圓的扭轉角Φ實際上設為0度或45度，將第1傾角θ 1設在7度~60度的範圍內即可。例舉具體的例子，可將扭轉角Φ實際上設為0度，將第1傾角θ 1設為15度。第2傾角θ 2可以為0度。
為了實現第2面溝道效應條件，晶圓取向成具有平行於第2基準面之溝道效應面，但不具有與第2基準面正交且與基準軌道方向平行之溝道效應面，前述第2基準面與 入射於晶圓之離子束的基準軌道方向平行且不與上述第1基準面平行。此時，晶圓取向成成為欲進行評價之第2方向與第2基準面正交之配置。當第2方向為y方向時，晶圓取向成滿足如第22圖所示之面溝道效應條件。關於該種面溝道效應條件，將晶圓的扭轉角Φ實際上設為0度或45度，將第2傾角θ 2設在7度~60度的範圍內即可。例舉具體的例子，可將扭轉角Φ實際上設為0度，將第2傾角θ 2設為15度。第1傾角θ 1可以為0度。
依本變形例，藉由組合不同之面溝道效應條件，能夠評價離子束的複數個方向的植入角度分佈。具體而言，藉由使用取向成具有與x方向正交之溝道效應面但不具有與y方向正交之溝道效應面之晶圓，能夠評價x方向的植入角度分佈。又，藉由使用取向成具有與y方向正交之溝道效應面但不具有與x方向正交之溝道效應面之晶圓，能夠評價y方向的植入角度分佈。因此，依本變形例，能夠使用複數個面溝道效應條件來二維評價離子束的植入角度分佈。另外，在又一變形例中，亦可以僅使用一個面溝道效應條件來僅對一個方向的植入角度分佈進行評價。
(變形例2)
上述實施形態中示出了在依據複數種射束條件評價離子束的植入角度分佈時，按照每個條件使用不同晶圓之情形。本變形例中，向一片晶圓照射射束條件不同之離子束來評價植入角度分佈。具體而言，在一片晶圓的主面上設 定複數個區域，並按每個區域照射條件不同之射束，從而按每個區域評價晶圓特性。以下，主要針對與上述實施形態的不同點來說明本變形例。
第23(a)圖~第23(d)圖係模式表示設定於評價晶圓WT的晶圓主面上之複數個區域之圖。第23(a)圖表示將晶圓主面劃分為上下側(y方向)，在上側設定第1區域S1，在下側設定第2區域S2之例子。第23(b)圖表示將晶圓主面劃分為左右側(x方向)，在左側設定第1區域S1，在右側設定第2區域S2之例子。第23(c)圖表示將晶圓主面四分為上下左右側(x方向及y方向)，在左上側設定第1區域S1，在右上側設定第2區域S2，在左下側設定第3區域S3，在右下側設定第4區域S4之例子。第23(d)圖表示沿上下方向(y方向)四分晶圓主面，並沿自上而下的方向依次設定第1區域S1、第2區域S2、第3區域S3及第4區域S4之例子。另外，圖示之區域設定僅為示例，亦可藉由與圖示例不同之態樣在晶圓主面上設定複數個區域。所設定之區域數量可以為3個，亦可以為5個以上。
向設定於晶圓主面上之各區域照射不同射束條件的離子束。例如，向第23(a)圖的第1區域S1照射第1射束條件的離子束，向第2區域S2照射與第1射束條件不同之第2射束條件的離子束。此時，作為射束條件不同之離子束，如射束的角度條件(植入角度分佈)不同之離子束或設定成影響射束的角度條件之工作參數不同之離子束 被照射到晶圓主面上的不同區域。例如，作為第2射束條件的離子束，選擇角度分佈比第1射束條件的離子束大的射束或參數設定成加大角度分佈之射束。又，當按照晶圓主面上的四個區域S1~S4中的每個區域照射不同條件的離子束時，例如，亦可將逐級設定了影響射束的角度條件之工作參數之射束照射到所對應之區域S1~S4。
向同一晶圓的複數個區域照射不同射束條件的離子束之後，按每個區域測定晶圓表面的規定特性。晶圓表面的規定特性係指，晶圓的薄片電阻或擴展電阻、依據熱波法(thermally modulated optical reflectance)測定之熱波訊號(thermal-wave signal)、藉由二次離子質譜法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)測定之晶圓表面的植入雜質濃度的深度輪廓等。藉由使用該等方法而按每個區域測定晶圓特性，能夠評價與照射到各區域的射束條件對應的離子束的植入角度分佈。
第24圖係表示變形例之離子植入裝置10的操作過程之流程圖。首先，向晶圓的第1區域S1照射第1射束條件的離子束(S50)，接著向晶圓的第2區域S2照射第2射束條件的離子束(S52)。測定射束照射後的第1區域及第2區域的晶圓表面的特性(S54)，並評價第1射束條件及第2射束條件的離子束(S56)。
依本變形例，由於向同一晶圓照射射束條件不同之離子束，因此能夠在不同之射束條件之間使晶圓的溝道效應條件嚴密地相同。相反，在不同之射束條件之間使用不同 之晶圓時，即使在晶圓的扭轉角和傾角嚴密地一致之情況下，晶圓主面的結晶方位亦有可能按每個晶圓而產生偏差，導致溝道效應條件在嚴密意義上並不一致。如此一來，評價射束條件時可能會產生溝道效應條件的不同引起之誤差。另一方面，依本變形例，由於以滿足相同的溝道效應條件的方式配置同一晶圓並以複數個條件照射離子束，因此能夠使晶圓的溝道效應條件嚴密地一致，能夠提高與植入角度分佈相關之評價精度。又，即使在使用偏角大於0.1度之一般的晶圓而非晶圓主面的偏角極小之評價用晶圓之情況下，亦能夠以高精度評價離子束的植入角度分佈。
在又一變形例中，由於在不同之離子植入裝置之間評價離子束，而非評價同一離子植入裝置內的不同射束條件的離子束，因此可利用同一晶圓。可在使用第1離子植入裝置向晶圓的第1區域照射第1射束條件的離子束之後，使用第2離子植入裝置向同一晶圓的第2區域照射第2射束條件的離子束。該情況下，能夠使用同一晶圓評價不同裝置的離子束，因此能夠防止因晶圓的不同引起之測定誤差，能夠提高與植入角度分佈相關之評價精度。
在又一變形例中，可以按同一晶圓的每個區域改變晶圓的扭轉角及傾角的條件而使溝道效應條件不同。例如，可以在向晶圓的第1區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足第1面溝道效應條件，向晶圓的第2區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足第2面溝道效應條件。此外，亦可 將晶圓表面劃分為四個區域，並且向第1區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足阻塞溝道效應條件，向第2區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足軸溝道效應條件，向第3區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足第1面溝道效應條件，向第4區域照射離子束時，將晶圓配置成滿足第2面溝道效應條件。即使在改變晶圓的取向之情況下，由於成為基準之晶圓主面的結晶方位相同，因此亦能夠防止由晶圓主面的結晶方位的偏差引起之測定誤差，能夠提高與植入角度分佈相關之評價精度。
本變形例之評價方法例如能夠用於離子植入裝置10具備之角度分佈計測器的校準。例如，向晶圓表面的四個區域照射射束條件不同之離子束，並且使用角度分佈計測器計測照射於各區域之離子束。之後，只要將藉由測定晶圓表面的特性而獲得之角度分佈的評價值與藉由角度分佈計測器獲得之角度分佈的測定結果進行比較，則能夠進行角度分佈計測器的校準。依本變形例，由於能夠使用同一晶圓進行評價，因此能夠縮短評價所花費之時間並且提高計測器的校正精度。
(變形例3)
在上述實施形態及變形例中示出了對沿掃描方向進行往復掃描而照射於晶圓之離子束進行植入角度分佈的評價之例子。在又一變形例中，亦可將上述評價方法應用於在x方向上具有寬範圍之射束點之所謂帶狀射束。該情況 下，將各區域設定成沿與帶狀的射束延伸之x方向正交之y方向排列複數個區域為較佳。
(變形例4)
上述變形例1中示出了主要藉由調整第1傾角和第2傾角，將晶圓配置成能夠實現第1面溝道效應條件和第2面溝道效應條件之例子。在又一變形例中，亦可藉由調整扭轉角、第1傾角及第2傾角中的至少一個以上，將晶圓配置成能夠實現阻塞溝道效應條件、軸溝道效應條件、第1面溝道效應條件及第2面溝道效應條件。
(變形例5)
上述變形例1中示出了在壓板驅動裝置150中設置扭轉角調整機構156、第1傾角調整機構157及第2傾角調整機構158之情形。在又一變形例中，亦可僅將扭轉角調整機構、第1傾角調整機構及第2傾角調整機構中的任意兩個設置於壓板驅動裝置中。例如，變形例之壓板驅動裝置可具備第1傾角調整機構及第2傾角調整機構而不具備扭轉角調整機構。該情況下，可藉由第1傾角調整機構及第2傾角調整機構，將晶圓配置成能夠實現第1面溝道效應條件和第2面溝道效應條件，並評價第1方向及第2方向的植入角度分佈。
98‧‧‧溝道效應面
99‧‧‧晶面

Claims (20)

  1. 一種離子植入方法，其特徵為，向以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之晶圓照射離子束，測定射束照射後的晶圓表面的規定特性，並使用前述特性的測定結果評價前述離子束的植入角度分佈。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入方法，其中前述晶圓取向成具有平行於規定的基準面之溝道效應面，但不具有與前述基準面正交且與前述基準軌道方向平行之溝道效應面，前述規定的基準面與入射於前述晶圓之離子束的前述基準軌道方向平行。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之離子植入方法，其中評價與前述基準面正交之方向的前述離子束的植入角度分佈。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之離子植入方法，其中向以前述離子束的掃描方向與前述基準面正交的方式配置之前述晶圓照射沿前述掃描方向進行往復掃描之離子束，並評價前述離子束的前述掃描方向的植入角度分佈。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之離子植入方法，其中向以前述離子束的掃描方向與前述基準面平行的方式配置之前述晶圓照射沿前述掃描方向進行往復掃描之離子 束，並評價與前述離子束的前述掃描方向正交之方向的植入角度分佈。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項所述之離子植入方法，其中前述晶圓係晶圓主面為(100)面之結晶性基板，且配置成前述晶圓繞晶圓主面的法線旋轉時的<110>方位與前述基準面之間的扭轉角為0度或45度，前述晶圓繞前述基準面的法線旋轉時的晶圓主面的法線與前述基準軌道方向之間的傾角在7度~60度的範圍內。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其中前述晶圓係晶圓主面的偏角為0.1度以下之結晶性基板。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其中前述測定結果係前述射束照射後的晶圓表面的電阻值。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其中前述測定結果係藉由熱波法測定之前述射束照射後的晶圓表面的熱波訊號。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其中前述測定結果係藉由二次離子質譜法(SIMS)測定 之前述射束照射後的晶圓表面的植入雜質濃度的深度輪廓。
  11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其中向設定在前述晶圓的晶圓主面上之複數個區域照射射束條件不同之離子束，按照前述複數個區域中的每個區域測定射束照射後的前述晶圓的特性，並使用前述複數個區域中的每個區域的測定結果評價前述離子束的植入角度分佈。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之離子植入方法，其中關於前述射束條件不同之離子束，至少射束的角度條件不同。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之離子植入方法，其中關於前述射束條件不同之離子束，生成前述離子束之裝置不同。
  14. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之離子植入方法，其具備如下步驟：向以滿足第1面溝道效應條件的方式配置之第1晶圓照射離子束，並測定射束照射後的前述第1晶圓的特性；向以滿足與前述第1面溝道效應條件不同之第2面溝道效應條件的方式配置之第2晶圓照射離子束，並測定射束照射後的前述第2晶圓的特性；及 使用前述第1晶圓及前述第2晶圓的測定結果評價前述離子束的植入角度分佈。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之離子植入方法，其中前述第1晶圓取向成具有平行於第1基準面之溝道效應面，但不具有與前述第1基準面正交且與前述基準軌道方向平行之溝道效應面，前述第1基準面與入射於前述第1晶圓之離子束的前述基準軌道方向平行，前述第2晶圓取向成具有平行於第2基準面之溝道效應面，但不具有與前述第2基準面正交且與前述基準軌道方向平行之溝道效應面，前述第2基準面與入射於前述第2晶圓之離子束的前述基準軌道方向平行且不與前述第1基準面平行。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之離子植入方法，其中前述第2晶圓以前述第2基準面與前述第1基準面正交的方式配置。
  17. 一種離子植入裝置，其特徵為，具備：壓板驅動裝置，保持離子束所照射之晶圓；測定裝置，測定射束照射後的前述晶圓的特性；及控制裝置，至少控制前述壓板驅動裝置和前述測定裝置的操作，前述控制裝置向在前述壓板驅動裝置中以滿足規定的面溝道效應條件的方式配置之前述晶圓照射離子束，藉由 前述測定裝置測定射束照射後的晶圓表面的規定特性，並使用前述測定裝置的測定結果評價前述離子束的植入角度分佈。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之離子植入裝置，其中前述壓板驅動裝置包括：扭轉角調整機構，使前述晶圓繞晶圓主面的法線旋轉，以調整設置於前述晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角；及傾角調整機構，調整朝向前述晶圓主面之前述離子束的基準軌道方向與前述晶圓主面的法線之間的傾角，前述控制裝置藉由調整前述扭轉角和前述傾角，將前述晶圓配置成滿足前述規定的面溝道效應條件。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之離子植入裝置，其中前述壓板驅動裝置包括：第1傾角調整機構，使前述晶圓繞沿第1方向延伸之旋轉軸旋轉，以調整前述晶圓主面的法線與前述離子束的基準軌道方向之間的第1傾角，前述第1方向與朝向晶圓主面之前述離子束的基準軌道方向正交；及第2傾角調整機構，使前述晶圓繞沿第2方向延伸之旋轉軸旋轉，以調整前述晶圓主面的法線與前述離子束的基準軌道方向之間的第2傾角，前述第2方向與朝向前述晶圓主面之前述離子束的基準軌道方向及前述第1方向這兩個方向正交，前述控制裝置藉由調整前述第1傾角和前述第2傾 角，將前述晶圓配置成滿足前述規定的面溝道效應條件。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之離子植入裝置，其中前述壓板驅動裝置包括：扭轉角調整機構，使前述晶圓繞晶圓主面的法線旋轉，以調整設置於前述晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角；第1傾角調整機構，使前述晶圓繞沿第1方向延伸之旋轉軸旋轉，以調整前述晶圓主面的法線與前述離子束的基準軌道方向之間的第1傾角，前述第1方向與朝向前述晶圓主面之前述離子束的基準軌道方向正交；及第2傾角調整機構，使前述晶圓繞沿第2方向延伸之旋轉軸旋轉，以調整前述晶圓主面的法線與前述離子束的基準軌道方向之間的第2傾角，前述第2方向與朝向前述晶圓主面之前述離子束的基準軌道方向及前述第1方向這兩個方向正交，前述控制裝置藉由調整前述扭轉角、前述第1傾角及前述第2傾角中的至少兩個以上，將前述晶圓配置成滿足前述規定的面溝道效應條件。
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