TWI688996B - 離子植入裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種兼顧離子植入處理的生產率與晶圓面內的不均勻植入精度之離子植入裝置。本發明的離子植入裝置(10)對同一晶圓連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程。複數個離子植入製程中，(a)以晶圓的扭轉角互不相同的方式設定各植入條件，(b)構成為對在往復運動方向上運動之晶圓處理面照射往復掃描之離子束，並且(c)對應於晶圓的往復運動方向的位置，以可改變照射到晶圓處理面之離子束的射束電流密度分佈的目標值的方式設定各植入條件。控制裝置在對同一晶圓連續執行複數個離子植入製程之前，執行設置製程，該設置製程中，統一確定與作為複數個離子植入製程的各植入條件而設定之射束電流密度分佈的複數個目標值對應之複數個掃描參數。

Description

離子植入裝置
本發明係有關一種離子植入裝置，且係有關一種用於對同一晶圓連續執行複數個離子植入製程之離子植入裝置。
在半導體製造製程中，為了改變半導體導電性之目的、及改變半導體的結晶結構之目的等，規範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”)。在離子植入製程中所使用之裝置被稱為離子植入裝置，該裝置具有藉由離子源生成離子並將所生成之離子加速而形成離子束之功能、及將該離子束傳輸至植入處理室並對處理室內的晶圓照射離子束之功能。
為了向成為處理對象的晶圓的整個面植入離子，離子束藉由射束掃描器進行往復掃描，晶圓在與射束掃描方向正交之方向上進行往復運動。此時，藉由與離子束向晶圓進行照射之位置對應地改變射束掃描的速度和往復運動的速度，從而照射到晶圓的各地點之離子照射量得到控制(例如，參閱專利文獻1)。並且，藉由複數次實施改變 了晶圓的旋轉角度之植入製程，亦能夠在晶圓面內形成不均勻的摻雜量分佈(例如，參閱專利文獻2)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2012-204327號公報
專利文獻2：日本特開2013-4610號公報
以往，改變晶圓的旋轉角度而實施複數次植入製程時，一般在植入製程期間不改變照射於晶圓之離子束的射束條件而進行實施，並執行離子植入處理以得到所期望的旋轉對稱形狀的摻雜量分佈。假設在欲得到旋轉非對稱形狀的摻雜量分佈的情況下，在晶圓的旋轉角度不同的各植入製程中必須改變射束條件，且需要在植入製程期間用於切換射束條件之射束設置製程。通常，射束設置製程需要數十秒到數分鐘左右的時間，因此若每次改變晶圓的旋轉角度時都必須實施射束設置製程，則會導致大幅降低離子植入處理的生產率。
本發明係鑑於該種狀況而完成的，其目的在於，提供一種兼顧離子植入處理的生產率與晶圓面內的不均勻植入精度之離子植入裝置。
為了解決上述課題，本發明的一態樣的離子植入裝置為用於對同一晶圓連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程之離子植入裝置，其具備：能量調整機構，可調整離子束的植入能量；射束掃描器，在規定掃描方向上往復掃描離子束；測量儀，測定往復掃描之離子束的掃描方向的射束電流密度分佈；壓板動作裝置，保持晶圓以使往復掃描之離子束照射到晶圓處理面；及控制裝置，依據測量儀的測定結果，以射束電流密度分佈成為在植入條件中設定之目標值的方式確定射束掃描器的掃描參數來執行各離子植入製程。壓板動作裝置包括：往復運動機構，在與掃描方向正交之往復運動方向上使晶圓往復運動；扭轉角調整機構，以晶圓處理面的法線為軸旋轉晶圓，從而調整設置於晶圓的外周部之對準標誌與基準位置之間的扭轉角；及傾角調整機構，調整朝向晶圓處理面之離子束的進行方向與晶圓處理面的法線之間的傾角。複數個離子植入製程中，(a)以晶圓的扭轉角互不相同的方式設定各植入條件，(b)構成為對在往復運動方向上運動之晶圓處理面照射往復掃描之離子束，並且(c)對應於晶圓的往復運動方向的位置，以可改變照射到晶圓處理面之離子束的射束電流密度分佈的目標值的方式設定各植入條件，控制裝置在對同一晶圓連續執行複數個離子植入製程之前執行設置製程，該設置製程中，統一確定與作為複數個離子植入製程的各植入條件而設定之射束電流密度分佈的複數個目 標值對應之複數個掃描參數。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上構成要件的任意組合或本發明的構成要件和表現者亦作為本發明的態樣有效。
依本發明，能夠提供一種兼顧生產率與晶圓面內的不均勻植入精度之離子植入處理。
B‧‧‧離子束
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧離子植入裝置
26‧‧‧射束掃描器
50‧‧‧壓板動作裝置
54‧‧‧往復運動機構
56‧‧‧扭轉角調整機構
58‧‧‧傾角調整機構
60‧‧‧控制裝置
62‧‧‧設定部
64‧‧‧確定部
66‧‧‧記憶部
68‧‧‧執行部
88‧‧‧對準標誌
第1圖係表示實施形態之離子植入裝置的概略結構之俯視圖。
第2圖係表示第1圖的離子植入裝置的概略結構之側視圖。
第3圖係表示往復運動之晶圓與往復掃描之射束之間的關係之前視圖。
第4圖係表示離子束的掃描範圍之俯視圖。
第5圖係表示控制裝置的功能結構之方塊圖。
第6圖(a)係模式表示在晶圓處理面上設定之複數個區域之圖，第6圖(b)~第6圖(d)係模式表示按區域設定之摻雜量分佈的目標值之曲線圖。
第7圖(a)係表示設為目標之不均勻形狀的摻雜量分佈之曲線圖，第7圖(b)係表示用於實現第7圖(a)的摻雜量分佈之掃描速度分佈之曲線圖，第7圖(c)係 表示用於實現第7圖(a)的摻雜量分佈之控制波形之曲線圖。
第8圖係模式表示高傾角植入製程之圖。
第9圖(a)~第9圖(d)係模式表示扭轉角的變化之圖。
第10圖(a)~第10圖(d)係模式表示扭轉角互不相同的高傾角植入製程之圖。
第11圖(a)~第11圖(d)係模式表示將晶圓處理面內的摻雜量分佈設為不均勻形狀之扭轉角互不相同的高傾角植入製程之圖。
第12圖(a)係模式表示在第2植入製程中的晶圓處理面上設定之複數個區域之圖，第12圖(b)~第12圖(d)係模式表示按區域設定之摻雜量分佈的目標值之圖。
第13圖(a)係模式表示在第3植入製程中的晶圓處理面上設定之複數個區域之圖，第13圖(b)~第13圖(d)係模式表示按區域設定之摻雜量分佈的目標值之圖。
第14圖(a)係模式表示在第4植入製程中的晶圓處理面上設定之複數個區域之圖，第14圖(b)~第14圖(d)係模式表示按區域設定之摻雜量分佈的目標值之圖。
第15圖(a)~第15圖(c)係模式表示第1植入製程中的各區域的掃描參數之曲線圖。
第16圖(a)~第16圖(c)係模式表示第2植入製程中的各區域的掃描參數之曲線圖。
第17圖(a)~第17圖(c)係模式表示第3植入製程中的各區域的掃描參數之曲線圖。
第18圖(a)~第18圖(c)係模式表示第4植入製程中的各區域的掃描參數之曲線圖。
第19圖係表示實施形態之離子植入裝置的動作過程之流程圖。
以下，參閱附圖對用於實施本發明之形態進行詳細說明。另外，在附圖的說明中對相同的要件標註相同的元件符號，並適當地省略重複之說明。並且，以下所述之結構為例示，並不對本發明的範圍作任何限定。
對實施形態進行說明之前，對本發明的概要進行敘述。本實施形態為用於對同一晶圓連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程之離子植入裝置。該離子植入裝置具備：射束掃描器，在規定掃描方向上往復掃描離子束；測量儀，測定往復掃描之離子束的掃描方向的射束電流密度分佈；壓板動作裝置，保持晶圓以使往復掃描之離子束照射到晶圓處理面；控制裝置，依據測量儀的測定結果，以射束電流密度分佈成為在植入條件中設定之目標值的方式確定射束掃描器的掃描參數來執行各離子植入製程。壓板動作裝置包括：往復運動機構，在與射束掃描方向正交 之往復運動方向上使晶圓往復運動；扭轉角調整機構，以晶圓處理面的法線為軸旋轉晶圓，並調整設置於晶圓的外周部之對準標誌與基準位置之間的扭轉角；傾角調整機構，調整朝向晶圓處理面之離子束的進行方向與晶圓處理面的法線之間的傾角。
複數個離子植入製程中，以晶圓的扭轉角互不相同的方式設定各植入條件，構成為對在往復運動方向上運動之晶圓處理面照射往復掃描之離子束，並且對應於晶圓的往復運動方向的位置，以可改變照射到晶圓處理面之離子束的射束電流密度分佈的目標值的方式設定各植入條件。例如，複數個離子植入製程中，以成為晶圓面內的摻雜量分佈的目標值互不相同的不均勻形狀的方式設定各植入條件，為了分別實現不均勻的摻雜量分佈形狀，以射束電流密度分佈的目標值互不相同的方式設定各植入條件。執行各離子植入製程之前，需要執行調整離子束之“設置製程”，以實現各植入條件中設定之射束電流密度分佈。
對同一晶圓連續執行複數個離子植入製程的情況下，若每次變更植入條件時都必須執行設置製程，則會對離子植入處理的生產率帶來較大的影響。例如，對複數片晶圓執行植入條件不同的複數次離子植入製程時，需要在複數片晶圓的各植入製程期間執行設置製程，導致生產率下降與佔整個處理中的設置製程的時間增加量相應的量。
因此，本實施形態中，對同一晶圓連續執行複數個離 子植入製程之前執行設置製程，該設置製程中，統一確定與作為各植入條件而設定之射束電流密度分佈的複數個目標值對應之複數個掃描參數。各離子植入製程中，依據在設置製程中統一確定之掃描參數來照射離子束，因此無需在植入製程期間用於切換植入條件之設置製程。其結果，無需在中途執行設置製程，就能夠對複數片晶圓的每一片連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程，因此能夠提高離子植入處理的生產率。並且，在晶圓的扭轉角不同的各離子植入製程中，依據統一確定之掃描參數能夠照射射束電流密度分佈不同的離子束，因此能夠提高晶圓面內的不均勻植入精度。
[離子植入裝置的結構]
第1圖係概略表示實施形態之離子植入裝置10之俯視圖，第2圖係表示離子植入裝置10的概略結構之側視圖。
離子植入裝置10構成為對被處理物的表面進行離子植入處理。被處理物例如為基板，例如為半導體晶圓。藉此，以下為了便於說明，有時將被處理物稱為晶圓W，但這並不表示將植入處理的對象限定為特定的物體。
離子植入裝置10構成為藉由使射束在單向上進行往復掃描，並使晶圓W在與該單向正交之方向上進行往復運動，從而對整個晶圓W照射離子束B。在本說明書中，為了便於說明，將在設計上的射束軌道行進之離子束 B的進行方向設為z方向，將與z方向垂直的面定義為xy面。在對被處理物掃描離子束B的情況下，將射束的掃描方向設為x方向，將與z方向及x方向垂直的方向設為y方向。藉此，沿x方向進行射束的往復掃描，沿y方向進行晶圓W的往復運動。
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及控制裝置60。離子源12構成為向射束線裝置14賦予離子束B。射束線裝置14構成為從離子源12向植入處理室16傳輸離子。並且，離子植入裝置10具備用於向離子源12、射束線裝置14及植入處理室16提供所期望的真空環境之真空排氣系(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射束測量儀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，構成為藉由質量分析從離子束B選擇所需的離子種類，該離子束B係從離子源12引出的離子束。
可變孔徑20係可調整開口寬度之孔徑，藉由改變開口寬度來調整通過孔徑之離子束B的射束電流量。可變孔徑20例如具有隔著射束線而上下配置之孔徑板，亦可以 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，構成為將通過可變孔徑20之離子束B整形為所期望的剖面形狀。
第1射束測量儀24為在射束線上能夠以取出和放入的方式進行配置並測定離子束的電流之注入器旗標法拉第杯(Injector flag Faraday cup)。第1射束測量儀24具有測量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2圖的虛線所示，在射束線上配置法拉第杯24b時，離子束B被法拉第杯24b切斷。另一方面，如第2圖的實線所示，從射束線上取下法拉第杯24b時，解除離子束B的切斷。
射束掃描器26構成為提供射束的往復掃描，係沿x方向掃描經整形之離子束B之偏向構件。射束掃描器26具有在x方向上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，藉由週期性地改變施加於掃描電極對28之電壓，從而改變在電極之間產生之電場以使離子束B向各個角度偏向。如此，離子束B遍及x方向的掃描範圍而進行掃描。另外，在第1圖中，利用箭頭X例示出射束的掃描方向及掃描範圍，用一點虛線示出在掃描範圍的離子束B的複數個軌跡。
平行化透鏡30構成為使經掃描之離子束B的進行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，將藉由施加電壓而產生之電場作用於離子束B，從而使離子束B的進行方向平行一致。另外，平行化透鏡30可以被其他射束平行化裝置替換，射束平行化裝置亦可以構成為利用磁場之磁鐵裝置。在平行化透鏡30的下游可以設置有用於使離子束B加速或減速之AD(Accel/Decel)柱(未圖示)。
角能量過濾器(AEF)34構成為分析離子束B的能量並使所需的能量的離子向下方偏向而導入植入處理室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。在第2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，從而使離子束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構成。
如此，射束線裝置14將應照射到晶圓W之離子束B供給到植入處理室16。
如第2圖所示，植入處理室16具備保持1片或複數片晶圓W之壓板動作裝置50。壓板動作裝置50包含晶圓保持部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藉由使晶圓保持部52沿與射束掃描方向(x方向)正交之往復運動方向(y方向)進行 往復運動，從而使保持於晶圓保持部52之晶圓沿y方向進行往復運動。在第2圖中，利用箭頭Y例示出晶圓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旋轉晶圓W，從而調整設置於晶圓的外周部之對準標誌與基準位置之間的扭轉角。在此，晶圓的對準標誌係指設置於晶圓的外周部之切口或定向平面，並且係指成為晶圓的結晶軸向或晶圓的周方向的角度位置的基準之標誌。如圖所示，扭轉角調整機構56設置在晶圓保持部52與往復運動機構54之間，與晶圓保持部52一同進行往復運動。
傾角調整機構58為調整晶圓W的傾斜之機構，調整朝向晶圓處理面之離子束B的進行方向與晶圓處理面的法線之間的傾角。本實施形態中，晶圓W的傾斜角中，將以x方向的軸為旋轉中心軸之角度作為傾角進行調整。傾角調整機構58設置在往復運動機構54與植入處理室16的壁面之間，構成為藉由使包含往復運動機構54之整個壓板動作裝置50沿R方向旋轉，從而調整晶圓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入射到射束阻擋器38。並且，在植入處理室16設置有用於測量離子束的射束電流量和射束電流密度分佈之第2射束測量儀44。第2射束測量儀44具有側杯(side cup)40R、40L及中心杯(Center cup)42。
側杯40R、40L相對於晶圓W在x方向上錯開而配置，並配置在離子植入時不切斷朝向晶圓W之離子束之位置。離子束B由於超過晶圓W所在的範圍而進行過掃描，因此在離子植入時，經掃描之射束的一部分亦會入射於側杯40R、40L。藉此，測量離子植入處理中的離子照射量。側杯40R、40L的測量值被送入第2射束測量儀44。
中心杯42係用於測量晶圓W的表面(晶圓處理面)中的射束電流密度分佈者。中心杯42為可動式，當離子植入時，從晶圓位置避開，當晶圓W不在照射位置時被插入到晶圓位置。中心杯42一邊沿x方向移動一邊測量射束電流量，從而測量射束掃描方向的射束電流密度分佈。中心杯42的測量值被送入第2射束測量儀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，以便能夠同時測量射束掃描方向的複數個位置上的離子照射量。
第3圖係表示往復運動之晶圓W與往復掃描之離子束B之間的關係之前視圖。在第3圖中，離子束B沿橫向(x方向)進行往復掃描，晶圓W保持在往復運動機構54而沿縱向(y方向)進行往復運動。第3圖中，藉由圖示出最上位置的晶圓W1與最下位置的晶圓W2來表示往復運動機構54的動作範圍。
並且，關於藉由射束掃描器掃描之離子束B，藉由用 一點虛線包圍之橫長區域圖示出離子束的掃描範圍。離子束B構成為可超過配置於往復運動機構54左右之側杯40R、40L、或超過可沿x方向移動之中心杯42所配置之位置而進行過掃描。另外，第3圖中，示出橫長的離子束B進行掃描之狀態，但離子束B的形狀可以為縱長，亦可以為接近圓形之形狀。
第4圖係表示離子束B的掃描範圍之圖，對應於第3圖的俯視圖。第4圖中，將離子束B可掃描之整個範圍作為掃描範圍C而示出。掃描範圍C能夠被劃分為照射區域C1和非照射區域C2兩大區域。照射區域C1為晶圓W所在之範圍，亦可以說是比設置有側杯40R、40L之位置更靠內側的範圍。因此，朝向照射區域C1之離子束B1入射到藉由往復運動機構54往復運動之晶圓W，有助於離子植入。另一方面，非照射區域C2為位於照射區域C1的外側之區域，係與晶圓W所在之範圍的外側對應之區域。因此，朝向非照射區域C2之離子束B2並不入射到藉由往復運動機構54往復運動之晶圓W，對離子植入不起作用。
如第4圖所示，可動式中心杯42在照射區域C1及非照射區域C2中，可測定與晶圓處理面對應之位置A上的射束電流密度分佈。位置A相當於在離子束B的進行方向亦即z方向上與晶圓處理面相同的z方向的位置。將照射區域C1分割為例如1000個左右的微小區間，並藉由一邊使中心杯42沿x方向移動一邊按各微小區間測量射束 電流量，能夠得到晶圓處理面上的射束掃描方向(x方向)的射束電流密度分佈。
第5圖係表示控制裝置60的功能結構之方塊圖。控制裝置60控制構成離子植入裝置10之各設備的動作。控制裝置60具備設定部62、確定部64、記憶部66及執行部68。
關於本說明書的方塊圖中所示之各個方塊，在硬體方面，可藉由以電腦的CPU為代表之元件或機械裝置來實現，在軟體方面，可藉由電腦程式等來實現，而在此描述的係藉由它們的協作來實現之功能方塊。因此，該些功能方塊可藉由硬體、軟體的組合而以各種形式實現，這對於本領域技術人員來說是可以理解的部分。
設定部62接收欲實施之複數個離子植入製程的各植入條件的設定。設定部62接收1)離子種類、2)植入能量、3)射束電流量、4)射束電流密度(射束形狀)、5)晶圓面內的平均摻雜量、6)晶圓面內的摻雜量分佈、7)傾角、8)扭轉角等的設定而作為各離子植入製程的植入條件。並且，在以晶圓面內的摻雜量分佈成為不均勻形狀的方式設定植入條件的情況下，還接收9)各區域的摻雜量分佈的設定。
第6圖(a)係模式表示在晶圓處理面上設定之複數個區域Y11~Y14之圖，第6圖(b)~第6圖(d)係模式表示按區域設定之摻雜量分佈的目標值之曲線圖。第6圖(a)表示以“晶圓面內的摻雜量分佈”成為不均勻形 狀的方式設定植入條件之情況，用斜線表示相對增大摻雜量(離子植入量)之高摻雜量區域92。高摻雜量區域92以外的區域為與高摻雜量區域92相比相對降低離子植入量之低摻雜量區域91。高摻雜量區域92可設定成旋轉非對稱形狀，例如，可設定為如圖示的L字島狀。另外，晶圓處理面內的摻雜量分佈可以為L字以外的形狀，亦可以為摻雜量按照晶圓處理面內的位置連續發生變化之形狀。
設定如第6圖(a)所示之不均勻形狀的摻雜量分佈的情況下，晶圓處理面上設定有複數個區域Y11、Y12、Y13、Y14。該複數個區域Y11~Y14被設定為將在晶圓的往復運動方向亦即y方向上摻雜量值發生變化之部位作為邊界，而在射束掃描方向亦即x方向上成為細長的區域。換言之，以晶圓處理面上的區域被分割成在晶圓的往復運動方向亦即y方向上連續之長條狀的區域的方式設定複數個區域Y11~Y14。另外，就晶圓處理面上的複數個區域而言，即使在晶圓的扭轉角不同的情況下，亦可將晶圓的往復運動方向亦即y方向設定為基準。
並且，如第6圖(b)~第6圖(d)所示，各區域Y11~Y14的x方向的摻雜量分佈作為植入條件之一而被設定。第6圖(b)表示與第1區域Y11及第4區域Y14對應之摻雜量分佈，整個區域成為低摻雜量區域91中的第1摻雜量D1。第6圖(c)表示與第2區域Y12對應之摻雜量分佈，與低摻雜量區域91對應之範圍為第1摻雜量D1，與高摻雜量區域92對應之範圍成為第2摻雜量 D2。同樣地，第6圖(d)表示與第3區域Y13對應之摻雜量分佈，以成為與第2區域Y12不同的分佈的方式確定第1摻雜量D1及第2摻雜量D2的範圍。
確定部64實施確定構成離子植入裝置10之各設備的參數之設置製程，以實現設定部62中所設定之植入條件。確定部64確定離子源12的氣體種類、或離子源12的引出電壓、質量分析部18的磁場或電流的值而作為用於調整1)離子種類之參數。確定部64確定離子源12的引出電壓、P透鏡電極32的施加電壓、AD柱的施加電壓的值而作為用於調整2)植入能量之參數。因此，離子源12、P透鏡電極32及AD柱亦可以稱為能量調整機構。
確定部64確定離子源12的氣體量、弧電流、弧電壓、源磁電流等各種參數、或用於調整可變孔徑20的開口寬度之參數而作為用於調整3)射束電流量之參數。確定部64確定施加於在射束收斂部22中包含之Q透鏡之電壓值而作為用於調整4)射束電流密度之參數。確定部64主要依據第1射束測量儀24的測定結果，以3)射束電流量成為所期望的值的方式確定各參數，並依據第2射束測量儀44的測定結果，以4)射束電流密度成為所期望的值的方式確定各參數。
確定部64確定射束掃描器26的掃描參數而作為用於調整5)晶圓面內的平均摻雜量、6)晶圓面內的摻雜量分佈、及9)各區域的摻雜量分佈之參數。確定部64以晶圓處理面上的掃描方向的射束電流密度分佈成為與作為 目標之摻雜量分佈對應之形狀的方式確定射束掃描器26的掃描參數。更具體而言，依據來自第2射束測量儀44的射束電流密度分佈的測定結果，以在目標摻雜量相對較高的部位減慢射束的掃描速度，並在目標摻雜量相對較低的部位加快射束的掃描速度的方式確定掃描參數。
第7圖(a)係表示作為目標之不均勻形狀的摻雜量分佈之曲線圖，係與第6圖(c)的摻雜量分佈相同者。第7圖(b)係表示用於實現第7圖(a)的摻雜量分佈之掃描速度分佈之曲線圖，示出藉由射束掃描器26進行往復掃描之離子束的掃描速度與被射束照射之晶圓處理面上的x方向的位置之間的關係。如圖所示，掃描速度分佈被設定為，在成為目標摻雜量相對較低的第1摻雜量D1之範圍，成為掃描速度相對較快的第1掃描速度S1，另一方面，在成為目標摻雜量相對較高的第2摻雜量D2之範圍，成為掃描速度相對較慢的第2掃描速度S2。
第7圖(c)係表示用於實現第7圖(a)的摻雜量分佈之控制波形之曲線圖，且示出施加於射束掃描器26的掃描電極對28之控制電壓V相對於時間t之變化。如圖所示，控制波形被設定為，在成為相對較快的第1掃描速度S1之範圍，控制電壓V的傾斜變大，另一方面，在成為相對較慢的第2掃描速度S2之範圍，控制電壓V的傾斜變小。在本說明書中，將與該控制波形的時間變化有關之射束掃描器26的參數亦稱為“掃描參數”。該“掃描參數”可以是控制波形的電壓的時間變化值本身，亦可以 是為了生成控制波形而所需的一個或複數個設定值。
另外，實際上，即使輸出如第7圖(c)所示之控制波形，亦有得不到第7圖(a)所示之摻雜量分佈之情況，且亦有在作為目標之摻雜量分佈的形狀與照射於晶圓處理面之離子束的射束電流密度分佈的形狀之間產生差之情況。因射束掃描器26或平行化透鏡30的光學配置等而產生光學像差，藉此產生該差異。因此，射束掃描器26依據第2射束測量儀44的測定結果來校正掃描參數，以得到與作為目標之摻雜量分佈對應之形狀的射束電流密度分佈。亦即，依據第2射束測量儀44的測定結果確認掃描參數是否適當，根據需要校正掃描參數。此時，確定部64可以利用將第7圖(c)所示之控制波形輸出到射束掃描器26時的測定結果，亦可以利用將如掃描速度為恆定之基準控制波形輸出到射束掃描器26時的測定結果。
確定部64進一步確定往復運動機構54的晶圓移動速度參數而作為用於調整5)晶圓面內的平均摻雜量、6)晶圓面內的摻雜量分佈、及9)各區域的摻雜量分佈之參數。按區域改變掃描參數時，確定部64在複數個區域的每個區域中確定晶圓移動速度參數，以使照射到各區域之摻雜量分佈成為目標值。另外，藉由確定部64確定之晶圓移動速度參數被設定為植入製程中的射束電流量在規定範圍內時的基準值。在植入製程中射束電流量發生變動時，以作為基準值的移動速度參數乘以對應於射束電流量的變動之係數來獲得速度，以該速度使晶圓W往復運 動，藉此降低因射束變動導致摻雜量變化之影響。
記憶部66保持設定部62中接收之複數個離子植入製程的各植入條件。記憶部66為了實現各植入條件而在上述設置製程中保持確定部64所確定之各種參數。
執行部68依據保持在記憶部66之各植入條件及各種參數而使構成離子植入裝置10之各設備動作，從而執行複數個離子植入製程。執行部68按照保持在記憶部66之各種參數來使各設備動作，以使進行往復掃描之前的離子束具有所期望的離子種類、植入能量、射束電流量、射束電流密度。並且，執行部68依據保持在記憶部66之扭轉角及傾角的設定而控制扭轉角調整機構56及傾角調整機構58的動作，從而調整晶圓W的扭轉角及傾角。
並且，執行部68依據保持在記憶部66之掃描參數而生成用於往復掃描離子束之控制波形並輸出至射束掃描器26，以使離子束以規定掃描速度分佈進行掃描。執行部68依據保持在記憶部66之晶圓移動速度參數與第2射束測量儀44的測定結果而使往復運動機構54動作，以使晶圓W以所期望的移動速度進行往復運動。如此，執行部68依據在設置製程中確定之參數來使各設備動作，從而執行按照所設定之植入條件之離子植入製程。
對同一晶圓連續實施植入條件不同的複數個離子植入製程時，控制裝置60在執行複數個離子植入製程之前統一執行用於確定實現各植入條件之參數之“設置製程”。換言之，在複數個離子植入製程期間切換植入條件時，不 執行上述“設置製程”，而是藉由讀入事先統一確定之參數來切換植入條件。並且，在複數個植入製程期間具有共同的植入條件或相關之植入條件時，直接沿用已確定之參數，或對已確定之參數實施規定的運算處理來計算用於其他植入製程之參數，藉此縮短進行設置製程所需要之時間。
以下，舉出具體例對該種設置製程進行說明。首先，對欲實施之複數個離子植入製程的植入條件進行敘述，接著，對用於實現該植入條件之統一設置製程進行敘述。
[複數個離子植入製程]
本實施形態中，藉由對同一晶圓連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程，實現對一片晶圓進行所期望的離子植入處理。本實施形態中，對同一晶圓執行4次植入條件不同的離子植入製程。各離子植入製程中，被設定為晶圓的傾角成為非0度的相同角度，並且設定為晶圓的扭轉角成為互不相同的角度(例如，0度、90度、180度、270度)。並且，各離子植入製程中，設定為晶圓面內的摻雜量分佈成為所期望的不均勻形狀，並以照射到晶圓面內的每一區域之離子束的電流密度分佈發生變化的方式設定各植入條件。
第8圖係模式表示高傾角植入製程之圖，表示晶圓的傾角θ設定為非0度的角度時的植入製程。第8圖示出藉由對在晶圓處理面A形成有閘極80、汲極區域83及源極 區域84之晶圓W傾斜照射離子束B而向閘極80的下部植入離子來形成光暈植入區域85之狀態。晶圓的傾角θ以能夠向閘極80的下部植入離子的方式被設定為數度以上，設定為十度以上為較佳。考慮晶圓W的結晶性，該傾角θ被設定為與稍微傾斜晶圓處理面A的植入處理相比角度θ更大。在本說明書中，將該種植入製程稱為“高傾角植入製程”。該種“高傾角植入製程”如本實施形態那樣可以為了形成光暈植入區域而進行，亦可以以除此以外的目的進行。
第9圖(a)~第9圖(d)係模式表示扭轉角Φ的變化之圖。扭轉角Φ藉由以形成有對準標誌88之位置(切口位置)為基準旋轉晶圓W來進行調整。第9圖(a)表示以切口位置為基準扭轉角Φ成為規定角度Φ0之狀態，第9圖(b)~第9圖(d)表示以第9圖(a)的扭轉角Φ0為基準分別對扭轉角Φ僅改變90度、180度、270度之狀態。並且，第9圖(a)~第9圖(d)中，將在晶圓處理面形成有沿第1方向延伸之閘極81及沿與第1方向正交之第2方向延伸之閘極82之晶圓W作為植入處理的對象。
第10圖(a)~第10圖(d)係模式表示扭轉角Φ不同的高傾角植入製程之圖，分別對應於第9圖(a)~第9圖(d)所示之晶圓W。對晶圓W設定傾角θ=θ0，並且一邊改變扭轉角Φ一邊執行複數次植入製程，藉此能夠在閘極的延伸方向互不相同的閘極81與閘極82兩者的正 下方形成光暈植入區域85a~85d。如第10圖(a)所示，以沿第1方向延伸之閘極81成為x方向的方式設定扭轉角Φ，藉此與閘極81相鄰並在閘極81的一側形成第1光暈植入區域85a。並且，如第10圖(c)所示，藉由使扭轉角Φ旋轉180度，在閘極81的相反側形成第3光暈植入區域85c。同樣地，如第10圖(b)所示，以沿第2方向延伸之閘極82成為x方向的方式使扭轉角Φ旋轉90度，藉此與閘極82相鄰並在閘極82的一側形成第2光暈植入區域85b。並且，如第10圖(d)所示，藉由使扭轉角Φ旋轉270度，在閘極82的相反側形成第4光暈植入區域85d。如此，藉由一邊改變扭轉角Φ一邊實施高傾角植入製程，能夠在沿不同方向延伸之閘極的兩側，亦即對應於汲極區域與源極區域這兩者之位置形成光暈植入區域。
第11圖(a)~第11圖(d)係模式表示將晶圓處理面內的摻雜量分佈設為不均勻形狀之扭轉角互不相同的高傾角植入製程之圖，與上述第6圖(a)相同地示出將摻雜量分佈作為目標值的情況。晶圓處理面內的摻雜量分佈形狀以晶圓W的對準標誌88為基准進行設定，即使在各植入製程中變更扭轉角的情況下，亦以相對於對準標誌88成為相同摻雜量分佈形狀的方式設定各植入條件。因此，如第11圖(a)~第11圖(d)所示，若晶圓W旋轉而扭轉角發生變化，則從離子束觀察之高摻雜量區域92的位置同樣地改變為所旋轉之位置。
在以下說明中，將與第11圖(a)~第11圖(d)對 應之植入製程稱為第1植入製程、第2植入製程、第3植入製程、第4植入製程。並且，將第11圖(a)的第1植入製程之植入條件稱為第1植入條件，將第11圖(b)的第2植入製程之植入條件稱為第2植入條件，將第11圖(c)的第3植入製程之植入條件稱為第3植入條件，將第11圖(d)的第4植入製程之植入條件稱為第4植入條件。
為了實現第11圖(a)~第11圖(d)所示之不均勻形狀的摻雜量分佈，在晶圓處理面上設定複數個區域，以可改變照射到各區域之離子束的射束電流密度分佈的方式設定植入條件。更具體而言，如第6圖(a)所示，晶圓處理面上的區域被分割成在晶圓的往復運動方向上連續設定之複數個長條狀區域，如第6圖(b)~第6圖(d)所示，對複數個區域的每一區域設定摻雜量分佈的目標值。另外，上述第6圖(a)~第6圖(d)對應於第1植入製程的第1植入條件。在以下說明中，為了將第6圖(a)所示之區域Y11~Y14的每一區域與其他植入製程的區域進行區別，亦稱為第1植入製程的第1區域Y11、第1植入製程的第2區域Y12、第1植入製程的第3區域Y13、第1植入製程的第4區域Y14。
同樣地，作為第11圖(b)所示之第2植入製程的第2植入條件，在晶圓處理面上設定複數個區域，並且設定各區域的摻雜量分佈的目標值。第12圖(a)係模式表示在第2植入製程中的晶圓處理面上設定之複數個區域 Y21~Y24之圖。第12圖(b)表示與第2植入製程的第1區域Y21及第4區域Y24對應之摻雜量分佈，第12圖(c)表示與第2植入製程的第2區域Y22對應之摻雜量分佈，第12圖(d)表示與第2植入製程的第3區域Y23對應之摻雜量分佈。
並且，對第11圖(c)所示之第3植入製程同樣地設定植入條件。第13圖(a)係模式表示在第3植入製程中的晶圓處理面上設定之複數個區域Y31~Y34之圖。第13圖(b)表示與第3植入製程的第1區域Y31及第4區域Y34對應之摻雜量分佈，第13圖(c)表示與第3植入製程的第2區域Y32對應之摻雜量分佈，第13圖(d)表示與第3植入製程的第3區域Y33對應之摻雜量分佈。該些複數個區域及各區域的摻雜量分佈的目標值作為第3植入條件被預先設定。
而且，對第11圖(d)所示之第4植入製程同樣地設定植入條件。第14圖(a)係模式表示在晶圓處理面上設定之複數個區域Y41~Y44之圖。第14圖(b)表示與第4植入製程的第1區域Y41及第4區域Y44對應之摻雜量分佈，第14圖(c)表示與第4植入製程的第2區域Y42對應之摻雜量分佈，第14圖(d)表示與第4植入製程的第3區域Y43對應之摻雜量分佈。該些複數個區域及各區域的摻雜量分佈的目標值作為第4植入條件被預先設定。
另外，本實施形態之第1植入條件、第2植入條件、第3植入條件及第4植入條件中，關於1)離子種類、 2)植入能量、3)射束電流量、4)射束電流密度設定相同條件。在變形例中，可以以該些條件中的至少一部分在植入製程期間不同的方式進行設定。
[射束設置製程]
接著，對用於實現從上述第1植入條件到第4植入條件的各條件之統一設置製程進行敘述。統一設置製程包括：第1設置製程，用於確定第1植入製程的各種參數；第2設置製程，用於確定第2植入條件的各種參數；第3設置製程，用於確定第3植入條件的各種參數；及第4設置製程，用於確定第4植入條件的各種參數。
第1設置製程包括：共同參數設定製程，確定作為第1植入條件而設定之各種條件中與對整個晶圓而言共同的條件有關之參數；及複數個區域的各區域參數設定製程，確定與按晶圓處理面的區域設定之條件有關之參數。共同參數設定製程中，確定用於調整植入條件中1)離子種類、2)植入能量、3)射束電流、4)射束電流密度、7)傾角、8)扭轉角之各種參數。各區域參數設定製程中，按區域確定掃描參數與晶圓移動速度參數。
第1設置製程的各區域參數設定製程中，對第6圖(a)所示之複數個區域Y11~Y14的每一區域確定掃描參數與晶圓移動速度參數。第15圖(a)表示第1區域Y11的掃描參數，以照射到晶圓處理面之離子束的射束電流密度分佈成為與第6圖(b)所示之均勻的摻雜量分佈 對應之形狀的方式進行確定。第15圖(b)表示第2區域Y12的掃描參數，以射束電流密度分佈成為與第6圖(c)所示之不均勻的摻雜量分佈對應之形狀的方式進行確定。第15圖(c)表示第3區域Y13的掃描參數，以射束電流密度分佈成為與第6圖(d)所示之不均勻的摻雜量分佈對應之形狀的方式進行確定。該些第1區域Y11、第2區域Y12及第3區域Y13的掃描參數依據沿射束掃描方向移動中心杯42而獲得之射束電流密度分佈的測定結果分別進行調整而確定。所確定之掃描參數保持在記憶部66。
另一方面，第4區域Y14的掃描參數並不是依據射束電流密度分佈的測定結果進行調整而確定的，而是直接沿用已確定之第1區域Y11的掃描參數作為第4區域Y14的掃描參數。這是因為作為目標的摻雜量分佈在第1區域Y11與第4區域Y14中相同。因此，第4區域Y14的掃描參數成為第15圖(a)所示之掃描參數。藉此，實質上能夠省略第4區域Y14的各區域參數設定製程，能夠縮短進行第1設置製程所需要之時間。
第1設置製程之後執行第2設置製程。第2設置製程的共同參數設定製程中，僅對與第1植入條件不同的條件進行參數調整。本實施形態中，上述植入條件中，由於只有8)扭轉角不同，因此僅調整與8)扭轉角有關之參數，對於與其他植入條件有關之參數直接沿用在第1設置製程中確定之參數。藉此，縮短進行第2設置製程所需要 之時間。
第2設置製程的各區域參數設定製程中，對第12圖(a)所示之複數個區域Y21~Y24的每一區域確定掃描參數與晶圓移動速度參數。第16圖(a)~第16圖(c)係模式表示第2植入製程中的各區域的掃描參數之曲線圖。第16圖(a)表示第2植入製程的第1區域Y21及第4區域Y24的掃描參數。該掃描參數與第1植入製程中的第1區域Y11的掃描參數相同，可直接沿用已確定之第1植入製程的第1區域Y11的掃描參數作為第2植入製程的第1區域Y21及第4區域Y24的掃描參數。藉此，縮短進行第2設置製程所需要之時間。
另一方面，第2植入製程的第2區域Y22及第3區域Y23的摻雜量分佈由於與第1植入製程的各區域Y11~Y14的摻雜量分佈不一致，因此依據射束電流密度分佈的測定結果分別進行調整而確定。第16圖(b)表示第2區域Y22的掃描參數，以射束電流密度分佈成為與第12圖(c)所示之不均勻的摻雜量分佈對應之形狀的方式進行確定。第16圖(c)表示第3區域Y23的掃描參數，以射束電流密度分佈成為與第12圖(d)所示之不均勻的摻雜量分佈對應之形狀的方式進行確定。所確定之掃描參數保持在記憶部66。
第2設置製程之後執行第3設置製程。與第2設置製程同樣地執行第3設置製程的共同參數設定製程。第3設置製程的各區域參數設定製程中，依據在第1設置製程中 所確定之掃描參數，確定第13圖(a)所示之複數個區域Y31~Y34的掃描參數。第13圖(c)所示之第3植入製程的第2區域Y32的摻雜量分佈為與第6圖(d)所示之第1植入製程的第3區域Y13的摻雜量分佈呈左右對稱的形狀，第13圖(d)所示之第3植入製程的第3區域Y33的摻雜量分佈為與第6圖(c)所示之第1植入製程的第2區域Y12的摻雜量分佈呈左右對稱的形狀。因此，能夠藉由利用對稱性之運算處理，並依據第1植入製程的掃描參數來確定第3植入製程的掃描參數。在此，左右對稱係指相對於沿晶圓的往復運動方向延伸之直線呈線對稱的形狀。
第17圖(a)表示第3植入製程的第1區域Y31及第4區域Y34的掃描參數。該掃描參數與第1植入製程中的第1區域Y11的掃描參數相同，可直接沿用已確定之第1植入製程的第1區域Y11的掃描參數作為第3植入製程的第1區域Y31及第4區域Y34的掃描參數。
第17圖(b)表示第3植入製程的第2區域Y32的掃描參數。該掃描參數藉由將第15圖(c)所示之第1植入製程的第3區域Y13的控制波形在時間軸上進行反轉(左右反轉)並且在電壓軸上進行反轉(上下反轉)而得到。第17圖(c)表示第3植入製程的第3區域Y33的掃描參數。該掃描參數藉由將第15圖(b)所示之第1植入製程的第2區域Y12的控制波形在時間軸上進行反轉(左右反轉)並且在電壓軸上進行反轉(上下反轉)而得到。
因此，藉由對第1植入製程的第3區域Y13及第2區域Y12的掃描參數實施規定運算處理，從而確定第3植入製程的第2區域Y32及第3區域Y33的掃描參數。如此，第3設置製程的各區域參數設定製程中，僅藉由依據第1植入製程的掃描參數之規定運算處理，就能夠確定第3植入製程的掃描參數。藉此，能夠縮短進行第3設置製程所需要之時間。
第3設置製程之後執行第4設置製程。與第3設置製程同樣地執行第4設置製程，依據在第1設置製程或第2設置製程中所確定之掃描參數來確定第4植入製程的各區域的掃描參數。第18圖(a)表示第4植入製程的第1區域Y41及第4區域Y44的掃描參數。該掃描參數直接沿用第1植入製程中的第1區域Y11的掃描參數。
第18圖(b)表示第4植入製程的第2區域Y42的掃描參數。該掃描參數藉由將第16圖(c)所示之第2植入製程的第3區域Y23的控制波形在時間軸上進行反轉(左右反轉)並且在電壓軸上進行反轉(上下反轉)而得到。第18圖(c)表示第4植入製程的第3區域Y43的掃描參數。該掃描參數藉由將第16圖(b)所示之第2植入製程的第2區域Y22的控制波形在時間軸上進行反轉(左右反轉)並且在電壓軸上進行反轉(上下反轉)而得到。
如此，關於第4植入製程，亦能夠藉由對第1植入製程或第2植入製程中的任一區域的掃描參數實施規定運算處理來確定第4植入製程的各區域的掃描參數。藉此，能 夠縮短進行第4設置製程所需要之時間。
另外，關於依據已確定之掃描參數確定其他掃描參數之設定方法，作為預注條件的一部分由設定部62進行儲存。例如，儲存有沿用在第1設置製程中所確定之第1植入製程的第1區域Y11的掃描參數作為第2植入製程的第1區域Y21的掃描參數之設定方法。並且，儲存有使用對在第1設置製程中所確定之第1植入製程的第3區域Y13的掃描參數實施規定的反轉處理之掃描參數作為第3植入製程的第2區域Y32的掃描參數之設定方法。
對具有以上結構之離子植入裝置10的動作進行說明。第19圖係表示離子植入裝置10的動作過程之流程圖。首先執行統一設置製程來確定從第1植入製程執行到第4植入製程時所需的各種參數(S10)。接著將成為植入處理對象之晶圓搬入植入處理室16(S12)，對所搬入之晶圓處理面執行第1植入製程(S14)。接著，藉由讀入第2植入製程的各種參數來切換植入條件而執行第2植入製程(S16)，切換為第3植入製程的植入條件而執行第3植入製程(S18)，切換為第4植入製程的植入條件而執行第4植入製程(S20)。若需要對下一晶圓進行植入處理(S22的是)，則交換已處理完之晶圓與處理前的晶圓(S24)，重複S14~S22的製程。若無需對下一晶圓進行植入處理(S22的否)，則從植入處理室16搬出已處理完之晶圓(S26)，結束本流程。
依本實施形態，對同一晶圓連續實施植入條件不同的 複數個離子植入製程的情況下，亦能夠在開始對晶圓進行植入處理之前預先統一確定與所有離子植入製程有關之各種參數。因此，即使在植入製程期間變更植入條件的情況下，變更時亦無需實施設置製程，藉由讀入統一確定之參數，就能夠實現植入條件的變更。其結果，與每次變更植入條件時都執行設置製程之情況相比，能夠縮短對一片晶圓進行植入處理時所需要之時間。並且，在連續執行對複數片晶圓的植入處理時，亦能夠依次讀入已確定之參數而執行第二片以後的植入處理，因此亦能夠縮短對複數片晶圓進行植入處理時所需要之時間。從而，依本實施形態，在一邊改變扭轉角一邊利用摻雜量分佈成為不均勻形狀之複數個植入製程而在晶圓處理面內實施不均勻植入的情況下，亦能夠在維持高植入精度的狀態下，抑制伴隨植入條件的切換之生產率的下降。
依本實施形態，在複數個離子植入製程的晶圓處理面內的目標摻雜量分佈形狀不同的情況下，各區域的摻雜量分佈形狀相同時，亦可以將對任一區域確定之各種參數沿用於其他區域。因此，與對複數個植入製程的各區域分別實施依據射束電流密度分佈的測定結果之參數調整之情況相比，能夠縮短進行設置製程所需要之時間。並且，在各區域的摻雜量分佈形狀不同的情況下，由於藉由利用摻雜量分佈的對稱性之運算處理來求出各區域的掃描參數，因此亦能夠進一步縮短進行設置製程所需要之時間。藉此，在利用複數個植入製程而在晶圓處理面內實施不均勻植入 之情況下，亦能夠在維持高植入精度之狀態下，進一步抑制伴隨植入條件的切換之生產率的下降。
以上，參閱上述各實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上述各實施形態，對各實施形態的結構進行適當組合或置換者亦包含於本發明中。並且，亦可以依據本領域技術人員的知識，適當地重新排列各實施形態中的組合或處理順序，或對實施形態加以各種設計變更等變形，施加該種變形之實施形態亦可以包含在本發明的範圍內。
上述實施形態中，示出以複數個離子植入製程的傾角成為非0度的相互相同的角度的方式設定各植入條件之情況。在變形例中，複數個離子植入製程的傾角為非0度，但亦可以以成為相互不同的角度的方式設定各植入條件。並且，亦可以針對一部分植入製程將傾角設為0度，將除此以外的植入製程的傾角設為非0度的角度。並且，亦可以將複數個離子植入製程的所有傾角設為0度。
若入射於晶圓處理面之離子束的發散角較小，亦即朝向晶圓處理面之離子束的平行度較高，則也許將傾角設為0度而變更扭轉角亦不會在植入區域的形成態樣中產生那麼大的差。具體而言，如第10圖(a)~第10圖(d)所示，也許難以產生如下影響，亦即藉由變更扭轉角而形成有光暈植入區域之部位發生變化。然而，照射到晶圓處理面之離子束多少具有發散角，且在構成離子束之離子的進行方向上存在偏差。並且，也許構成離子束之離子的進行 方向的偏差相對於射束進行方向不對稱，因此有可能伴隨扭轉角的變更而在植入區域的形成態樣中產生差。因此，即使將傾角設為0度的情況下，亦需要在各扭轉角的植入製程中精度良好地調整摻雜量分佈形狀。依本實施形態，在該種條件下實施複數個離子植入製程時，亦能夠在短時間內精度良好地確定用於實現各植入條件之各種參數，因此能夠兼顧植入處理的質量與生產率。
上述實施形態中，示出在複數種植入條件中按區域設定摻雜量分佈之情況。在變形例中，關於其他種類的植入條件亦可以按區域進行條件設定。例如，亦可以按區域設定2)植入能量，並且按照照射有離子束之區域切換離子束的植入條件，從而執行植入製程。此時，在上述設置製程中包含之各區域參數設定製程中，確定用於按區域切換植入能量之能量調整機構的設定參數。
上述實施形態中，示出利用摻雜量分佈的對稱性並藉由運算處理求出各區域的掃描參數之情況。在變形例中，能夠藉由對複數個摻雜量分佈的設定進行加減乘除來實現特定區域的摻雜量分佈時，亦可以進行將確定之複數個掃描參數適當組合之運算處理而計算各區域的掃描參數。藉此，在設定有不具有對稱性之摻雜量分佈時，亦能夠藉由運算處理來確定各區域的掃描參數。
上述實施形態中，示出使用對離子束施加電場而進行掃描之電場式射束掃描器之情況。在變形例中，可以使用對離子束施加磁場而進行掃描之磁場式射束掃描器。此 時，以藉由磁場式射束掃描器掃描之離子束的掃描速度分佈成為所期望的分佈的方式在各區域參數設定製程中確定上述各區域的掃描參數。
10‧‧‧離子植入裝置
12‧‧‧離子源
14‧‧‧射束線裝置
16‧‧‧植入處理室
18‧‧‧質量分析部
20‧‧‧可變孔徑
22‧‧‧射束收斂部
24‧‧‧第1射束測量儀
26‧‧‧射束掃描器
28‧‧‧掃描電極對
30‧‧‧平行化透鏡
32‧‧‧P透鏡電極
34‧‧‧角能量過濾器
38‧‧‧射束阻擋器
40L‧‧‧側杯
40R‧‧‧側杯
42‧‧‧中心杯
44‧‧‧第2射束測量儀
B‧‧‧離子束
W‧‧‧晶圓
X‧‧‧射束的掃描方向及掃描範圍

Claims (17)

  1. 一種離子植入裝置，其用於對同一晶圓連續執行植入條件不同的複數個離子植入製程，其特徵為，具備：能量調整機構，可調整離子束的植入能量；射束掃描器，在規定掃描方向上往復掃描前述離子束；測量儀，測定往復掃描之前述離子束的前述掃描方向的射束電流密度分佈；壓板動作裝置，保持晶圓以使前述往復掃描之離子束照射到晶圓處理面；及控制裝置，依據前述測量儀的測定結果，以前述射束電流密度分佈成為在植入條件中設定之目標值的方式確定前述射束掃描器的掃描參數來執行各離子植入製程，前述壓板動作裝置包括：往復運動機構，在與前述掃描方向正交之往復運動方向上使前述晶圓進行往復運動；扭轉角調整機構，以前述晶圓處理面的法線為軸旋轉前述晶圓，從而調整設置於前述晶圓的外周部之對準標誌與基準位置之間的扭轉角；及傾角調整機構，調整朝向前述晶圓處理面之前述離子束的進行方向與前述晶圓處理面的法線之間的傾角，前述複數個離子植入製程中，(a)以前述晶圓的扭轉角互不相同的方式設定各植入條件，(b)構成為對在前述往復運動方向上運動之前述晶圓處理面照射前述往復掃描之離子束，並且(c)對應於前述晶圓的前述往復運 動方向的位置，以可改變照射到前述晶圓處理面之前述離子束的前述射束電流密度分佈的目標值的方式設定各植入條件，前述控制裝置在對同一晶圓連續執行前述複數個離子植入製程之前執行設置製程，該設置製程中，統一確定與作為前述複數個離子植入製程的各植入條件而設定之前述射束電流密度分佈的複數個目標值對應之複數個掃描參數；前述控制裝置包括：設定部，接收前述複數個離子植入製程的各植入條件的設定；確定部，依據前述設定部中設定之各植入條件來確定前述複數個掃描參數；記憶部，保持前述確定部所確定之前述複數個掃描參數；及執行部，按照保持在前述記憶部之前述複數個掃描參數控制前述射束掃描器來執行前述複數個離子植入製程，前述確定部在前述設置製程中，依據前述測量儀的測定結果來統一確定前述複數個掃描參數，並使所確定之複數個掃描參數保持在前述記憶部，前述執行部在統一確定前述複數個掃描參數之後，按照保持在前述記憶部之前述複數個掃描參數，對同一晶圓連續執行前述複數個離子植入製程。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個離子植入製程中，以前述晶圓處理面內的摻雜量分佈的目標值互不相同的方式設定各植入條件， 前述控制裝置在前述設置製程中，統一確定用於實現作為前述複數個離子植入製程的各植入條件而設定之前述晶圓處理面內的摻雜量分佈之前述往復運動機構的複數個晶圓移動速度參數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中，前述控制裝置在前述設置製程中，統一確定用於實現作為前述複數個離子植入製程的各植入條件而設定之植入能量之前述能量調整機構的設定參數。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個離子植入製程中，以前述晶圓的傾角成為非0度的相互相同的角度的方式設定各植入條件。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個離子植入製程中，以前述晶圓的傾角成為0度的方式設定各植入條件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中，前述確定部依據前述測量儀的測定結果來確認前述複數個掃描參數的每一參數是否適當，需要校正時校正前述掃描參數並保持在前述記憶部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中，前述設定部接收在前述晶圓處理面上設定之複數個區域中每一區域的摻雜量分佈的設定來作為前述複數個離子植入製程的各植入條件，前述確定部在前述設置製程中，統一確定用於實現前 述複數個區域中每一區域的摻雜量分佈的複數個掃描參數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個區域為在以前述複數個離子植入製程的各植入條件中設定的扭轉角保持之晶圓處理面上沿前述往復運動方向連續設定之複數個長條狀的區域。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之離子植入裝置，其中，前述掃描參數確定照射到前述複數個區域的每一區域之離子束的掃描速度分佈。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之離子植入裝置，其中，前述確定部中，關於執行前述複數個離子植入製程時所需之複數個掃描參數的一部分，依據前述測量儀的測定結果來確認掃描參數是否適當，需要校正時校正前述掃描參數並保持在前述記憶部，另一方面，關於前述複數個掃描參數的剩餘部分，依據保持在前述記憶部之已確認之掃描參數來確定掃描參數並保持在前述記憶部。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之離子植入裝置，其中，前述確定部中，關於前述複數個掃描參數的剩餘部分，藉由對保持在前述記憶部之已確認之掃描參數實施規定運算處理，從而確定前述掃描參數。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之離子植入裝置，其中，前述複數個離子植入製程包括第1植入製程及第2植入製程， 前述記憶部保持第1掃描參數及第2掃描參數，前述第1掃描參數確定照射到在前述第1植入製程的晶圓處理面上設定之前述複數個區域之一的第1區域之離子束的掃描速度分佈，前述第2掃描參數確定照射到在前述第2植入製程的晶圓處理面上設定之前述複數個區域之一的第2區域之離子束的掃描速度分佈，前述確定部依據前述測量儀的測定結果來確認前述第1掃描參數是否適當，需要校正時校正前述第1掃描參數並保持在前述記憶部，另一方面，依據保持在前述記憶部之前述第1掃描參數來確定前述第2掃描參數並保持在前述記憶部。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之離子植入裝置，其中，在前述第2區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈與在前述第1區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈相同，前述確定部沿用保持在前述記憶部之前述第1掃描參數作為前述第2掃描參數。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之離子植入裝置，其中，在前述第2區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈為相對於沿前述往復運動方向延伸之直線與在前述第1區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈呈線對稱的形狀，前述確定部藉由對保持在前述記憶部之前述第1掃描 參數實施規定運算處理，從而確定前述第2掃描參數。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之離子植入裝置，其中，在前述第1區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈及在前述第2區域中設定之前述掃描方向的摻雜量分佈為不均勻形狀。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之離子植入裝置，其中，前述確定部在前述設置製程中，按前述複數個區域統一確定前述往復運動機構的晶圓移動速度參數。
  17. 如申請專利範圍第7項所述之離子植入裝置，其中，前述確定部在前述設置製程中，按前述複數個區域統一確定前述能量調整機構的設定參數。
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