TWI844686B - 離子植入裝置及離子植入方法 - Google Patents

離子植入裝置及離子植入方法 Download PDF

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TWI844686B
TWI844686B TW109119259A TW109119259A TWI844686B TW I844686 B TWI844686 B TW I844686B TW 109119259 A TW109119259 A TW 109119259A TW 109119259 A TW109119259 A TW 109119259A TW I844686 B TWI844686 B TW I844686B
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狩谷宏行
高橋裕二
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日商住友重機械離子科技股份有限公司
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[課題] 本發明的課題為長期維持射束電流的測量精度。 [解決手段] 離子植入裝置(10)具備：植入處理室(16)，進行向晶圓(W)照射離子束之植入製程；第1法拉第杯，設置於植入處理室(16)內，且構成為在植入製程之前進行之準備製程中測量離子束的射束電流；第2法拉第杯，設置於植入處理室(16)內，且構成為在用以校正第1法拉第杯的射束電流測量值的校正製程中測量離子束的射束電流；及遮蔽構件(43)，用以遮蔽朝向第2法拉第杯之離子束。遮蔽構件(43)構成為在植入製程及準備製程中離子束不能入射到第2法拉第杯，在校正製程中離子束能夠入射到第2法拉第杯。

Description

離子植入裝置及離子植入方法
本申請案係主張基於2019年7月19日申請之日本專利申請第2019-133352號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。
本發明係有關一種離子植入裝置及離子植入方法。
在半導體製造製程中，為了改變半導體的導電性之目的、改變半導體的結晶結構之目的等，常規實施向半導體晶圓植入離子之製程(亦稱為離子植入製程)。為了更精密地測量照射到晶圓之離子束的電流量，提出了在驅動台上配置與通常的植入時使用之電流檢測器不同的校正用的電流檢測器之結構。校正用的電流檢測器例如用於在更換通常用的電流檢測器時校正通常用的電流檢測器(例如，參閱專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-108557號公報
在校正用的電流檢測器配置於驅動台上的情況下，由於長時間的使用，校正用的電流檢測器有可能消耗或污濁。若在校正用的電流檢測器中產生消耗或污濁，則校正用的電流檢測器的測量精度降低，在更換成通常用的電流檢測器時，無法以高精度校正通常用的電流檢測器。
本發明的一態樣的示例性目的之一為提供一種長期維持射束電流的測量精度之技術。
本發明的一態樣的離子植入裝置具備：植入處理室，進行向晶圓照射離子束之植入製程；第1法拉第杯，設置於植入處理室內，且構成為在植入製程之前進行之準備製程中測量離子束的射束電流；第2法拉第杯，設置於植入處理室內，且構成為在用以校正第1法拉第杯的射束電流測量值的校正製程中測量離子束的射束電流；及遮蔽構件，用以遮蔽朝向第2法拉第杯之離子束。遮蔽構件構成為在植入製程及準備製程中離子束不能入射到第2法拉第杯，在校正製程中離子束能夠入射到第2法拉第杯。
本發明的另一態樣係離子植入方法。該方法包括：植入製程，向晶圓照射離子束；準備製程，在植入 製程之前使用第1法拉第杯測量離子束的射束電流；及校正製程，使用第2法拉第杯測量離子束的射束電流，校正第1法拉第杯的射束電流測量值。在植入製程及準備製程中，朝向第2法拉第杯之離子束被遮蔽構件遮蔽，離子束不能入射到第2法拉第杯，在校正製程中離子束能夠入射到第2法拉第杯。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上構成要素的任意組合或本發明的構成要素或表述之內容，作為本發明的態樣亦同樣有效。
依本發明，能夠長期維持射束電流的測量精度。
10:離子植入裝置
16:植入處理室
42:側杯
43:遮蔽構件
44:輪廓杯
44a:第1輪廓杯
44b:第2輪廓杯
47:調節杯
60:控制裝置
70:植入位置
71:第1退避位置
72:第2退避位置
76:第1測量位置
77:第2測量位置
B:離子束
W:晶圓
12:離子生成裝置
14:射束線裝置
18:晶圓輸送裝置
20:質量分析部
21:質量分析磁鐵
22:質量分析透鏡
23:質量分析狹縫
23a:開口
24:射束停駐裝置
25(25a,25b):停駐電極
26:射束收集器
28:注入器法拉第杯
29:注入器驅動部
30:射束整形部
32:射束掃描部
34:射束平行化部
36:角能量過濾器
38:能量狹縫
40:電漿簇射裝置
42L,42R:側杯
46:射束阻擋器
48:輸送口
50:平台驅動裝置
52:晶圓保持裝置
54:往復運動機構
56:扭轉角調整機構
58:傾斜角調整機構
62:植入範圍
68R:非照射範圍
68L:非照射範圍
73:第3退避位置
116:植入處理室
144a:第1輪廓杯
144b:第2輪廓杯
243:遮蔽構件
[圖1]係表示實施形態之離子植入裝置的概略結構之俯視圖。
[圖2]係表示圖1的離子植入裝置的概略結構之側視圖。
[圖3]係表示圖1的植入處理室內的概略結構之前視圖。
[圖4]係示意性地表示植入製程中的植入處理室內的結構之俯視圖。
[圖5]係示意性地表示準備製程中的植入處理室內的結構之俯視圖。
[圖6]係示意性地表示校正製程中的植入處理室內的結構之俯視圖。
[圖7]係示意性地表示另一實施形態之植入處理室內的結構之俯視圖。
[圖8]係示意性地表示又一實施形態之植入處理室內的結構之俯視圖。
以下，參閱圖式對本發明的實施形態進行詳細說明。另外，在圖式的說明中對相同的要素標註相同的符號，並適當省略重複說明。又，以下敘述之結構為示例，對本發明的範圍不做任何限定。
在詳細敘述實施形態之前，對概要進行說明。本實施形態之離子植入裝置具備進行向晶圓照射離子束之植入製程之植入處理室。在植入處理室內設置有：第1法拉第杯，在植入製程之前進行之準備製程中測量射束電流；第2法拉第杯，在用以校正第1法拉第杯的校正製程中測量射束電流；及遮蔽構件，用以遮蔽朝向第2法拉第杯之離子束。遮蔽構件構成為在植入製程及準備製程中離子束不能入射到第2法拉第杯，在校正製程中離子束能夠入射到第2法拉第杯。
第1法拉第杯在準備製程中為了測量射束電 流而反覆使用，因此經由連續使用離子植入裝置而消耗或污濁。當法拉第杯產生消耗或污濁時，法拉第杯的測量精度降低，因此需要定期進行清理或更換之類的維護。在對第1法拉第杯進行維護的情況下，在維護的前後第1法拉第杯的測量靈敏度發生變化，因此需要使用校正用的第2法拉第杯校正維護後的第1法拉第杯的測量值。
依本實施形態，校正用的第2法拉第杯設置於植入處理室中，因此能夠在植入處理室內實施用以校正第1法拉第杯之測量。因此，亦能夠適當地校正維護後的第1法拉第杯的安裝精度之類的由與第1法拉第杯的損耗本身不同的因素引起之測量靈敏度的變化。又，依本實施形態，藉由設置遮蔽構件，能夠防止在校正製程以外第2法拉第杯因離子束照射而消耗或污濁，從而能夠長期維持第2法拉第杯的測量精度。其結果，如發生多次第1法拉第杯的維護那樣，能夠長期維持第2法拉第杯的測量精度，且能夠維持通常測量用的第1法拉第杯的校正精度高的狀態。
圖1係概略地表示實施形態之離子植入裝置10之俯視圖，圖2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W的表面實施離子植入處理。被處理物W例如係基板，例如係半導體晶圓。為了便於說明，在本說明書中有時將被處理物W稱為晶圓W，但這並不指在將植入處理的對象限定為特定的物體。
離子植入裝置10構成為使射束在一個方向上往復掃描，使晶圓W在與掃描方向正交之方向上往復運動，藉此在晶圓W的整個處理面上照射離子束。在本說明書中，為了便於說明，將沿著設計上的射束線A行進之離子束的行進方向定義為z方向，將與z方向垂直的面定義為xy面。在對被處理物W掃描離子束的情況下，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。因此，射束的往復掃描在x方向上進行，晶圓W的往復運動在y方向上進行。
離子植入裝置10具備離子生成裝置12、射束線裝置14、植入處理室16及晶圓輸送裝置18。離子生成裝置12構成為將離子束提供給射束線裝置14。射束線裝置14構成為從離子生成裝置12向植入處理室16輸送離子束。在植入處理室16中收容有成為植入對象之晶圓W，並進行將從射束線裝置14提供之離子束照射到晶圓W上之植入處理。晶圓輸送裝置18構成為將植入處理前的未處理晶圓搬入植入處理室16，並將植入處理後的已處理晶圓從植入處理室16搬出。離子植入裝置10具備離子生成裝置12、射束線裝置14、植入處理室16及用以向晶圓輸送裝置18提供所期望的真空環境之真空排氣系統(未圖示)。
射束線裝置14從射束線A的上游側依序具備質量分析部20、射束停駐裝置24、射束整形部30、射束掃描部32、射束平行化部34及角能量過濾器(AEF；Angular Energy Filter)36。另外，射束線A的上游係指靠近離子生 成裝置12的一側，射束線A的下游係指靠近植入處理室16(或射束阻擋器46)的一側。
質量分析部20設置於離子生成裝置12的下游，且構成為藉由質量分析從自離子生成裝置12引出之離子束中選擇所需的離子種類。質量分析部20具有質量分析磁鐵21、質量分析透鏡22及質量分析狹縫23。
質量分析磁鐵21對從離子生成裝置12引出之離子束施加磁場，根據離子的質量電荷比M=m/q(m為質量，q為電荷)的值，以不同的路徑使離子束偏轉。質量分析磁鐵21例如對離子束施加y方向(在圖1及圖2中為-y方向)的磁場，使離子束向x方向偏轉。質量分析磁鐵21的磁場強度被調整為具有所期望的質量電荷比M之離子種類通過質量分析狹縫23。
質量分析透鏡22設置於質量分析磁鐵21的下游，且構成為調整對離子束的收斂/發散力。質量分析透鏡22調整通過質量分析狹縫23之離子束的射束行進方向(z方向)的收斂位置，並調整質量分析部20的質量分辨率M/dM。另外，質量分析透鏡22並非是必須的結構，亦可以在質量分析部20中不設置質量分析透鏡22。
質量分析狹縫23設置於質量分析透鏡22的下游，且設置於與質量分析透鏡22分開之位置。質量分析狹縫23構成為由質量分析磁鐵21引起的射束偏轉方向(x方向)成為狹縫寬度，且具有x方向相對短，y方向相對長的形狀的開口23a。
質量分析狹縫23亦可以構成為為了調整質量分辨率而狹縫寬度可變。質量分析狹縫23亦可以由能夠在狹縫寬度方向上進行移動之兩張遮蔽體構成，且構成為藉由改變兩張遮蔽體的間隔而能夠調整狹縫寬度。質量分析狹縫23亦可以構成為藉由切換為狹縫寬度不同的多個狹縫中的一個而狹縫寬度可變。
射束停駐裝置24構成為從射束線A暫時退避離子束，遮蔽朝向下游的植入處理室16(或晶圓W)之離子束。射束停駐裝置24能夠配置於射束線A的中途的任意位置，例如能夠配置於質量分析透鏡22與質量分析狹縫23之間。由於在質量分析透鏡22與質量分析狹縫23之間需要一定的距離，因此藉由在其間配置射束停駐裝置24，與配置於其他位置的情況相比，能夠縮短射束線A的長度，且能夠使離子植入裝置10整體小型化。
射束停駐裝置24具備一對停駐電極25(25a、25b)、射束收集器26。一對停駐電極25a、25b隔著射束線A對向，在與質量分析磁鐵21的射束偏轉方向(x方向)正交之方向(y方向)對向。射束收集器26設置於比停駐電極25a、25b更靠射束線A的下游側的位置，在停駐電極25a、25b的對向方向上與射束線A分開而設置。
第1停駐電極25a配置於比射束線A更靠重力方向上側的位置，第2停駐電極25b配置於比射束線A更靠重力方向下側的位置。射束收集器26設置於比射束線A更向重力方向下側分開的位置，且配置於質量分析狹縫23的 開口23a的重力方向下側。射束收集器26例如由質量分析狹縫23的未形成開口23a之部分構成。射束收集器26亦可以與質量分析狹縫23分體構成。
射束停駐裝置24利用施加於一對停駐電極25a、25b之間之電場使離子束偏轉，並使離子束從射束線A退避。例如，藉由以第1停駐電極25a的電位為基準對第2停駐電極25b施加負電壓，使離子束從射束線A向重力方向下方偏轉而入射到射束收集器26。在圖2中，由虛線表示朝向射束收集器26之離子束的軌跡。又，射束停駐裝置24藉由使一對停駐電極25a、25b設為相同電位，使離子束沿著射束線A向下游側通過。射束停駐裝置24構成為能夠切換使離子束向下游側通過之第1模式和使離子束入射到射束收集器26之第2模式而進行動作。
在質量分析狹縫23的下游設置有注入器法拉第杯28。注入器法拉第杯28構成為能夠藉由注入器驅動部29的動作而出入射束線A。注入器驅動部29使注入器法拉第杯28在與射束線A的延伸方向正交之方向(例如y方向)上進行移動。如由圖2的虛線所示，在注入器法拉第杯28配置於射束線A上的情況下，阻斷朝向下游側之離子束。另一方面，如由圖2的實線所示，在注入器法拉第杯28從射束線A上移除的情況下，解除朝向下游側之離子束的阻斷。
注入器法拉第杯28構成為計測由質量分析部20進行質量分析之離子束的射束電流。注入器法拉第杯28 能夠藉由一邊改變質量分析磁鐵21的磁場強度一邊測量射束電流來計測離子束的質量分析頻譜。使用所計測之質量分析頻譜，能夠計算質量分析部20的質量分辨率。
射束整形部30具備收斂/發散四極透鏡(Q透鏡)等收斂/發散裝置，且構成為將通過質量分析部20之離子束整形為所期望的剖面形狀。射束整形部30例如由電場式的三段四極透鏡(亦稱為三極Q透鏡)構成，具有三個四極透鏡30a、30b、30c。射束整形部30藉由使用三個透鏡裝置30a~30c，能夠對x方向及y方向分別獨立地調整離子束的收斂或發散。射束整形部30可以包含磁場式的透鏡裝置，亦可以包含利用電場和磁場這兩者對射束進行整形之透鏡裝置。
射束掃描部32構成為提供射束的往復掃描，係在x方向上掃描已整形之離子束之射束偏轉裝置。射束掃描部32具有在射束掃描方向(x方向)上對向之掃描電極對。掃描電極對與可變電壓電源(未圖示)連接，藉由週期性地改變施加到掃描電極對之間之電壓，改變在電極之間產生之電場，使離子束偏轉為各種角度。其結果，離子束在x方向的整個掃描範圍被掃描。在圖1中，由箭頭X例示射束的掃描方向及掃描範圍，由單點虛線表示掃描範圍中的離子束的多個軌跡。
射束平行化部34構成為使已掃描之離子束的行進方向與設計上的射束線A的軌道平行。射束平行化部34具有在y方向的中央部設置有離子束的通過狹縫之圓弧 形狀的多個平行化透鏡電極。平行化透鏡電極與高壓電源(未圖示)連接，使藉由施加電壓而產生之電場作用於離子束，使離子束的行進方向平行地一致。另外，射束平行化部34亦可以由其他射束平行化裝置取代，射束平行化裝置亦可以構成為利用磁場之磁鐵裝置。
在射束平行化部34的下游亦可以設置有用以使離子束加速或減速之AD(Accel/Decel)柱(未圖示)。
角能量過濾器(AEF)36構成為分析離子束的能量並使所需的能量的離子向下方偏轉並引導至植入處理室16。角能量過濾器36具有電場偏轉用的AEF電極對。AEF電極對與高壓電源(未圖示)連接。在圖2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，使離子束向下方偏轉。另外，角能量過濾器36可以由磁場偏轉用的磁鐵裝置構成，亦可以由電場偏轉用的AEF電極對和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之離子束供給至植入處理室16。
植入處理室16從射束線A的上游側依序具備能量狹縫38、電漿簇射裝置(Plasma shower device)40、側杯42(42L、42R)、輪廓杯44及射束阻擋器46。如圖2所示，植入處理室16具備保持一片或多片晶圓W之平台驅動裝置50。
能量狹縫38設置於角能量過濾器36的下游側，與角能量過濾器36一起進行入射到晶圓W之離子束的 能量分析。能量狹縫38係由在射束掃描方向(x方向)上橫向長的狹縫構成之能量限制狹縫(EDS；Energy Defining Slit)。能量狹縫38使所期望的能量值或能量範圍的離子束朝向晶圓W通過，並遮蔽除此以外的離子束。
電漿簇射裝置40位於能量狹縫38的下游側。電漿簇射裝置40根據離子束的射束電流量向離子束及晶圓W的表面(晶圓處理面)供給低能量電子，並抑制由離子植入產生之晶圓處理面的正電荷的充電。電漿簇射裝置40例如包含使離子束通過之簇射管和向簇射管內供給電子之電漿發生裝置。
側杯42(42R、42L)構成為在向晶圓W的離子植入處理中測量離子束的射束電流。如圖2所示，側杯42R、42L相對於配置在射束線A上之晶圓W向左右(x方向)錯開而配置，並配置於在離子植入時不遮蔽朝向晶圓W之離子束之位置。由於離子束在x方向上掃描超過晶圓W所在之範圍，因此即使在離子植入時，被掃描之射束的一部分亦入射到側杯42R、42L。藉此，藉由側杯42R、42L計測離子植入處理中的射束電流量。
輪廓杯44構成為測量晶圓處理面上的射束電流。輪廓杯44構成為藉由輪廓驅動裝置45的動作而可動，在離子植入時從晶圓W所在之植入位置退避，在晶圓W不在植入位置時插入到植入位置。輪廓杯44藉由一邊在x方向上進行移動一邊測量射束電流，能夠在x方向的整個射束掃描範圍測量射束電流。輪廓杯44亦可以將多個法拉第 杯在x方向上排列而形成為陣列狀，使得能夠同時計測射束掃描方向(x方向)的多個位置上的射束電流。
輪廓杯44包含第1輪廓杯44a和第2輪廓杯44b。第1輪廓杯44a係在植入製程之前進行之準備製程中使用之第1法拉第杯，係通常測量用的法拉第杯。第2輪廓杯44b係在校正製程中使用之第2法拉第杯，係在通常時不使用之校正用的法拉第杯。在第2輪廓杯44b的近前設置有遮蔽構件43，並構成為在植入製程或準備製程中離子束不能入射到第2輪廓杯44b。另外，遮蔽構件43可以不是用以遮蔽離子束向第2輪廓杯44b的入射的專用構件，且設置於植入處理室16內之任意結構體亦可以作為遮蔽構件43發揮作用。例如，設置於植入處理室16內之任意結構體中的至少一部分亦可以是遮蔽構件43。
第2輪廓杯44b亦可以構成為與第1輪廓杯44a相比，測量精度變高。例如，第2輪廓杯44b構成為構成零件的加工精度比第1輪廓杯44a高，亦可以加工成作為測量對象的離子束入射之開口的尺寸的公差變小。又，第2輪廓杯44b亦可以構成為與第1輪廓杯44a相比，因使用引起之測量精度的降低變慢。例如，第2輪廓杯44b亦可以構成為構成零件的耐消耗性比第1輪廓杯44a高。
第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b構成為相互獨立地可動。第1輪廓杯44a構成為能夠沿著輪廓驅動裝置45的第1驅動軸45a在x方向上進行移動。第2輪廓杯44b構成為能夠沿著輪廓驅動裝置45的第2驅動軸45b在x方向上進 行移動。第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b構成為能夠相互平行地移動。
側杯42及輪廓杯44中的至少一方可以具備用以測量射束電流量之單一的法拉第杯，亦可以具備用以測量射束的角度資訊之角度計測器。角度計測器例如具備狹縫和在射束行進方向(z方向)上與狹縫分開地設置之多個電流檢測部。角度計測器例如藉由利用在狹縫寬度方向上排列之多個電流檢測部計測通過狹縫之射束，能夠測量狹縫寬度方向的射束的角度成分。側杯42及輪廓杯44中的至少一方亦可以具備能夠測量x方向的角度資訊之第1角度測量器和能夠測量y方向的角度資訊之第2角度測量器。
平台驅動裝置50包含晶圓保持裝置52、往復運動機構54、扭轉角調整機構56及傾斜角調整機構58。晶圓保持裝置52包含用以保持晶圓W之靜電吸盤等。往復運動機構54藉由使晶圓保持裝置52在與射束掃描方向(x方向)正交之往復運動方向(y方向)上往復運動，使被晶圓保持裝置52保持之晶圓在y方向上往復運動。在圖2中，由箭頭Y例示晶圓W的往復運動。
扭轉角調整機構56係調整晶圓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。在此，晶圓的對準標記係指，設置於晶圓的外周部之缺口或定向平面，係指成為晶圓的結晶軸方向或晶圓的周向的角度位置的基準之標記。扭轉角調整機構56設置於晶 圓保持裝置52與往復運動機構54之間，與晶圓保持裝置52一起進行往復運動。
傾斜角調整機構58係調整晶圓W的傾斜之機構，調整朝向晶圓處理面之離子束的行進方向與晶圓處理面的法線之間的傾斜角。在本實施形態中，將晶圓W的傾斜角中的以x方向的軸為旋轉的中心軸之角度調整為傾斜角。傾斜角調整機構58設置於往復運動機構54與植入處理室16的內壁之間，且構成為藉由使包含往復運動機構54之平台驅動裝置50整體向R方向旋轉來調整晶圓W的傾斜角。
平台驅動裝置50保持晶圓W，使得晶圓W能夠在離子束照射到晶圓W之植入位置和在平台驅動裝置50與晶圓輸送裝置18之間搬入或搬出晶圓W之輸送位置之間進行移動。圖2表示晶圓W位於植入位置之狀態，平台驅動裝置50以射束線A與晶圓W交叉之方式保持晶圓W。晶圓W的輸送位置對應於由設置於晶圓輸送裝置18之輸送機構或輸送機械手通過輸送口48搬入或搬出晶圓W時的晶圓保持裝置52的位置。
射束阻擋器46設置於射束線A的最下游，例如安裝於植入處理室16的內壁。在晶圓W不存在於射束線A上的情況下，離子束入射到射束阻擋器46。射束阻擋器46位於連接植入處理室16與晶圓輸送裝置18之間之輸送口48的附近，設置於比輸送口48更靠鉛直下方的位置。
在射束阻擋器46中設置有多個調節杯47( 47a、47b、47c、47d)。多個調節杯47係構成為測量入射到射束阻擋器46之離子束的射束電流之法拉第杯。多個調節杯47在x方向上隔著間隔配置。多個調節杯47例如用於不使用輪廓杯44而簡單地測量植入位置上的射束電流。
離子植入裝置10還具備控制裝置60。控制裝置60控制離子植入裝置10的整體動作。控制裝置60在硬體上由以電腦的CPU或記憶體為代表之元件或機械裝置來實現，在軟體上由電腦程式等來實現。由控制裝置60提供之各種功能能夠藉由硬體及軟體的協作來實現。
圖3係表示圖1的植入處理室16內的概略結構之前視圖，從正面觀察照射離子束B之晶圓W的處理面WS。離子束B如由箭頭X所示那樣在x方向上往復掃描，並作為在x方向上往復掃描之掃描束SB入射到晶圓W。晶圓W被平台驅動裝置50保持，並如由箭頭Y所示那樣在y方向上進行往復運動。在圖3中，對藉由平台驅動裝置50的動作而在y方向上往復運動之晶圓W，由虛線圖示最上位置的晶圓W1和最下位置的晶圓W2。又，在植入製程中由細實線表示掃描束SB入射到晶圓處理面WS而注入離子之植入位置70。
離子束B在包含晶圓W所在之植入範圍62和位於植入範圍62的外側的監測範圍64L、64R之照射範圍66內進行往復掃描。在左右的監測範圍64L、64R分別配置有左右的側杯42L、42R。左右的側杯42L、42R能夠測量在植入製程中被過掃描到監測範圍64L、64R之離子束 B。植入位置70在x方向上的位置與植入範圍62一致。植入位置70在y方向上的位置與離子束B或掃描束SB在y方向上的位置一致。植入位置70在z方向上的位置與晶圓處理面WS在z方向上的位置一致。
輪廓杯44在植入製程中退避到比照射範圍66更靠外側的非照射範圍68R。在圖示之結構中，輪廓驅動裝置45配置於右側，在植入製程中，第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b退避到右側的非照射範圍68R。另外，在輪廓驅動裝置45配置於左側之結構中，亦可以在植入製程中，第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b退避到左側的非照射範圍68L。
遮蔽構件43設置於右側的非照射範圍68R，從射束行進方向(z方向)觀察時配置於與第2輪廓杯44b重疊之位置。換言之，遮蔽構件43在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置至少與第2輪廓杯44b在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置一部分一致。遮蔽構件43係為了在校正製程以外遮蔽朝向第2輪廓杯44b之離子束B而設置。藉由設置遮蔽構件43，在校正製程以外，離子束B不能入射到第2輪廓杯44b，防止因離子束B入射而引起之第2輪廓杯44b的消耗或污濁。
接著，對離子植入裝置10的動作進行說明。控制裝置60控制離子植入裝置10的動作，以執行植入製程、準備製程及校正製程。
圖4係示意性地表示植入製程中的植入處理 室16內的結構之俯視圖。圖4對應於圖3所示之晶圓W及輪廓杯44的配置。在植入製程中，晶圓W配置於植入範圍62，輪廓杯44配置於非照射範圍68。第1輪廓杯44a配置於由虛線所示之第1退避位置71，第2輪廓杯44b配置於由虛線所示之第2退避位置72。第1退避位置71及第2退避位置72位於右側的非照射範圍68R。在圖示之例子中，第1退避位置71及第2退避位置72在x方向上相鄰。第1退避位置71位於比第2退避位置72更靠左側，並且比第2退避位置72更靠近植入位置70。在第2退避位置72中設置有遮蔽構件43。遮蔽構件43以堵塞位於第2退避位置72的第2輪廓杯44b的入口的方式配置。
在圖4的植入製程中，能夠使用側杯42L、42R始終測量射束電流。另一方面，在植入製程中，無法使用輪廓杯44或調節杯47始終測量射束電流，只能進行間歇測量。因此，在植入製程中，根據由側杯42L、42R測量之射束電流測量值，控制向晶圓處理面WS植入之離子的摻雜量。在植入製程的中途由側杯42L、42R測量之射束電流測量值發生變化的情況下，藉由改變晶圓W的y方向的往復運動的速度，調整晶圓處理面WS的摻雜量分布。例如，在欲在晶圓處理面WS的面內實現均勻的摻雜量分布的情況下，以與由側杯42L、42R監測之射束電流值成比例之速度使晶圓W往復運動。具體而言，在所監測之射束電流測量值增加的情況下加快晶圓W的往復運動，在所監測之射束電流值降低的情況下減慢晶圓W的往復運 動。藉此，能夠防止由掃描束SB的射束電流的變動引起之晶圓處理面內的摻雜量分布的偏差。
在植入製程中，控制裝置60取得由側杯42L、42R測量之射束電流值，根據所取得之射束電流值控制平台驅動裝置50的動作。控制裝置60以與從側杯42L、42R取得之射束電流值成比例之速度使晶圓W往復運動的方式生成平台驅動裝置50的速度指令，並控制平台驅動裝置50的動作。
圖5係示意性地表示準備製程中的植入處理室16內的結構之俯視圖。準備製程在植入製程之前執行，測量植入範圍62及監測範圍64L、64R中的掃描束SB的射束電流。植入範圍62中的射束電流能夠使用第1輪廓杯44a或調節杯47進行測量。監測範圍64L、64R中的射束電流與植入製程同樣地，能夠使用側杯42L、42R進行測量。
在準備製程中，第1輪廓杯44a從第1退避位置71向多個第1測量位置76在x方向上進行移動。從射束行進方向觀察時多個第1測量位置76與植入位置70重疊，位於與植入製程中的晶圓處理面WS一致之平面(亦稱為測量面MS)。換言之，多個第1測量位置76在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置與植入位置70在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置一致。因此，第1輪廓杯44a能夠在與在植入製程中離子植入到晶圓W之植入位置70相同的位置測量射束電流。第1輪廓杯44a亦能夠藉由一邊在x方向上進行移動一邊測量射束電流，測量在 植入位置70(或測量面MS)中的x方向上的射束電流密度分布。
從射束行進方向觀察時多個調節杯47與植入位置70重疊，但在射束行進方向的下游側與植入位置70(或測量面MS)分開。由於不需要如第1輪廓杯44a那樣使多個調節杯47在第1退避位置71與第1測量位置76之間進行移動，因此與第1輪廓杯44a相比，能夠簡單地測量植入範圍62中的射束電流。
控制裝置60在準備製程中取得由設置於植入處理室16內之各種法拉第杯測量之射束電流測量值。具體而言，分別取得由側杯42L、42R、第1輪廓杯44a及多個調節杯47測量之射束電流測量值。控制裝置60儲存所取得之射束電流測量值之間的比例，能夠根據在植入製程中由側杯42L、42R測量之射束電流測量值計算植入位置70(亦即，晶圓處理面WS)中的射束電流值。通常，由各種法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例依賴於射束線裝置14的射束光學系統的設定，即使從離子生成裝置12引出之離子束B的射束電流有些變動，射束電流測量值的比例亦大致恆定。亦即，若在準備製程中確定了射束光學系統的設定，則之後的植入製程中的射束電流測量值之間的比例亦不變。因此，若在準備製程中儲存射束電流測量值之間的比例，則根據其比例和由側杯42L、42R測量之射束電流測量值，能夠在植入製程中計算在離子植入到晶圓W之植入位置70(亦即，晶圓處理面WS)中的射束電流值。
另外，在圖4的植入製程及圖5的準備製程中，不使用第2輪廓杯44b。在植入製程及準備製程中，第2輪廓杯44b保持配置於被遮蔽構件43遮蔽掃描束SB的入射之第2退避位置72。第2輪廓杯44b僅在用以校正第1輪廓杯44a的射束電流測量值的校正製程中使用。
圖6係示意性地表示校正製程中的植入處理室16內的結構之俯視圖。在校正製程中，第2輪廓杯44b從第2退避位置72向多個第2測量位置77在x方向上進行移動。從射束行進方向觀察時多個第2測量位置77與植入位置70重疊。換言之，多個第2測量位置77在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置與植入位置70在與射束行進方向正交之方向(x及y方向)上的位置一致。又，多個第2測量位置77位於植入位置70(或測量面MS)，在射束行進方向上的位置與多個第1測量位置76相同。因此，多個第2測量位置77的每一個與多個第1測量位置76的每一個至少一部分一致。第2輪廓杯44b能夠在與植入製程中的晶圓處理面WS相同的位置測量射束電流，並能夠在與第1輪廓杯44a相同的位置測量射束電流。第2輪廓杯44b亦可以藉由一邊在x方向上進行移動一邊測量射束電流，測量在植入位置70(或測量面MS)中的x方向上的射束電流密度分布。
在校正製程中，第1輪廓杯44a亦可以配置於與第1退避位置71不同的第3退避位置73。第3退避位置73位於左側的非照射範圍68L。第3退避位置73隔著植入範圍 62位於與第1退避位置71及第2退避位置72相反的一側。藉由使第1輪廓杯44a退避到第3退避位置73，能夠使第2輪廓杯44b從第2退避位置72移動到多個第2測量位置77。
在校正製程中，可以使第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b分別獨立地移動，亦可以使它們同時移動。在獨立地移動的情況下，首先，使第1輪廓杯44a移動到多個第1測量位置76中的至少任意一個，藉由第1輪廓杯44a測量植入位置70的射束電流測量值。接著，使第2輪廓杯44b移動到多個第2測量位置77中的至少任意一個，藉由第2輪廓杯44b測量植入位置70的射束電流測量值。又，在同時移動的情況下，使第1輪廓杯44a從第1退避位置71朝向第3退避位置73在x方向上進行移動，並且在多個第1測量位置76由第1輪廓杯44a測量射束電流測量值。此時，使第2輪廓杯44b從第2退避位置72移動到多個第2測量位置77中的至少一個，在多個第2測量位置77中的至少一個中由第2輪廓杯44b測量射束電流測量值。藉由這樣使輪廓杯44動作，對相同條件的掃描束SB，能夠分別使用第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b，取得在植入位置70中的相同的測量位置測量之射束電流測量值。
控制裝置60根據由第1輪廓杯44a及第2輪廓杯44b測量之射束電流測量值，確定用以校正第1輪廓杯44a的射束電流測量值的校正參數。在將在校正製程中由第1輪廓杯44a測量之第1射束電流測量值設為I1，將在校正製程中由第2輪廓杯44b測量之第2射束電流測量值設為I2 的情況下，校正參數k能夠由第1射束電流測量值I1與第2射束電流測量值I2的比例I2/I1表示(亦即，k=I2/I1)。藉由確定校正參數k，根據在準備製程中由第1輪廓杯44a測量之射束電流測量值I1，能夠使用I2=kI1的式計算以第2輪廓杯44b為基準之已校正之射束電流值I2。在植入製程中，以使用校正參數k校正之射束電流值kI1為基準控制晶圓處理面WS上的摻雜量。
接著，對校正製程的執行時序進行說明。在未使用的離子植入裝置10的運用開始時及第1輪廓杯44a的清理或更換之類的維護時執行校正製程。在離子植入裝置10的運用開始時，由於校正參數k未確定，因此藉由在離子植入裝置10的運用開始時執行校正製程，確定校正參數的初始值kA,0。又，在第1輪廓杯44a的維護時，由於未確定維護後的第1輪廓杯44a的校正參數k，因此藉由在維護後執行校正製程，確定維護後的校正參數的初始值kA,i(i=1，2，3......)。在此，下標i係用以識別維護的編號，例如係執行維護之次數i。例如，在第1次維護後確定初始值kA,1，在第2次維護後確定初始值kA,2，在第3次維護後確定初始值kA,3。控制裝置60分別儲存這樣確定之校正參數的初始值kA,i(i=0，1，2，3......)。控制裝置60亦可以與校正參數的初始值kA,i一起儲存表示初始值kA,i的確定日期和時間或在校正製程之前實施之維護的內容之資訊。
校正製程可以在運用開始時或維護時以外的任意時序執行，例如亦可以在離子植入裝置10的運用時定 期執行校正製程。具體而言，亦可以在從上次的校正製程經過了規定時間的情況下，或在上次的校正製程之後由第1輪廓杯44a測量之射束電流測量值的累計值超過規定的閾值的情況下執行校正製程。在這樣的校正製程中，確定校正參數的更新值kB,j(j=1，2，3......)。與校正參數的初始值kA,i區別地儲存校正參數的更新值kB,j。在此，下標j係用以識別校正製程的編號，例如係執行校正製程之次數j。例如，在確定校正參數的初始值kA,i之後的第1次校正製程中確定第1更新值kB,1，在第2次校正製程中確定第2更新值kB,2，在第3次校正製程中確定第3更新值kB,3。在校正參數的更新後的植入製程中，以使用校正參數的更新值kB,j校正之射束電流值kB,jI1為基準控制晶圓處理面WS上的摻雜量。具體而言，使用在最新的校正製程中確定之校正參數的更新值kB,j。控制裝置60分別儲存如此確定之校正參數的更新值kB,j(j=1，2，3......)。控制裝置60亦可以與校正參數的更新值kB,j一起儲存表示校正製程的執行日期和時間或成為執行校正製程之契機之現象之資訊。
控制裝置60亦可以僅在校正製程中確定之校正參數的值滿足規定條件的情況下更新校正參數。例如，在校正製程中新確定之校正參數的值k與校正參數的初始值kA,i之差在規定範圍內的情況下，可以更新校正參數的值。另一方面，在校正製程中新確定之校正參數的值k與校正參數的初始值kA,i之差不在規定範圍內的情況下，亦可以輸出警報而不更新校正參數的值。這是因為，在校正 參數的變化量未落入規定範圍內的情況下，在測量系統中發生了某些異常之可能性高。控制裝置60亦可以根據在校正製程中新確定之校正參數的值k與校正參數的初始值kA,i之差的大小，促使使用者進行第1輪廓杯44a的清理或更換。作為比較對象的校正參數的初始值kA,i可以是最新的校正參數的初始值。例如，在維護執行3次的情況下(亦即，i=3)，可以將最新的校正參數的初始值kA,3作為比較對象。另外，作為比較對象的校正參數的初始值kA,i可以不是最新的校正參數的初始值。例如，在維護執行3次的情況下(亦即，i=3)，可以將運用開始時的校正參數的初始值kA,0作為比較對象，亦可以將在第1次或第2次維護後的校正參數的初始值kA,1、kA,2作為比較對象。亦可以將多個校正參數的初始值kA,i(例如，i=0，1，2，3)中的任意兩個以上作為比較對象。
控制裝置60亦可以在確定校正參數的初始值kA,i之初始狀態的校正製程中，取得由側杯42或調節杯47之類的“第3法拉第杯”測量之射束電流測量值。在與通常測量用的第1法拉第杯(第1輪廓杯44a)及校正測量用的第2法拉第杯(第2輪廓杯44b)不同的方面，側杯42及調節杯47可以稱為第3法拉第杯。側杯42可以稱為從射束行進方向觀察時在不與植入位置70重疊之位置測量射束電流之第3法拉第杯。另一方面，調節杯47可以稱為從射束行進方向觀察時在與植入位置70重疊之位置測量射束電流之第3法拉第杯。
控制裝置60在初始狀態的校正製程中，取得第1法拉第杯及第3法拉第杯的射束電流測量值，將該等射束電流測量值之間的比例作為初始值進行儲存。控制裝置60例如可以儲存由第1輪廓杯44a和側杯42分別測量之射束電流測量值之間的比例的初始值，亦可以儲存由第1輪廓杯44a和調節杯47分別測量之射束電流測量值之間的比例的初始值。
控制裝置60亦可以在初始狀態的校正製程中，取得多個第3法拉第杯的射束電流測量值之間的比例，將該等電流測量值之間的比例作為初始值進行儲存。控制裝置60可以儲存由左右的側杯42L、42R分別測量之射束電流測量值之間的比例的初始值，亦可以儲存由多個調節杯47a~47d分別測量之射束電流測量值之間的比例的初始值。控制裝置60亦可以儲存由側杯42和調節杯47測量之射束電流測量值之間的比例的初始值。
控制裝置60亦可以根據在準備製程中由各種法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例，判定是否需要校正製程。控制裝置60例如亦可以比較在初始狀態的校正製程中由第1法拉第杯和第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例的初始值與在準備製程中由第1法拉第杯和第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例，在兩者之差超過第1閾值的情況下執行校正製程。控制裝置60亦可以在初始狀態的校正製程中由第1法拉第杯和第3法拉第杯測量之射束電流值的比例的初始值之間與在準備製程中由第1法 拉第杯和第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例之差超過大於第1閾值的第2閾值的情況下，視為在測量系統中發生了某些異常而輸出警報。
控制裝置60亦可以根據在準備製程中由多個第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例，判定是否需要校正製程，或輸出警報。例如，亦可以比較在初始狀態的校正製程中由多個第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例的初始值與在準備製程中由多個第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例，在兩者之差超過第3閾值的情況下，執行校正製程。又，亦可以在初始狀態的校正製程中由多個第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例的初始值與在準備製程中由多個第3法拉第杯測量之射束電流值之間的比例之差超過大於第3閾值的第4閾值的情況下，視為在測量系統中發生了某些異常而輸出警報。
控制裝置60亦可以根據在準備製程中由各種法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例的變化量，判定是否需要校正製程，或輸出警報。控制裝置60亦可以在準備製程中由各種法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例的變化量超過規定的閾值的情況下，執行校正製程，或輸出警報。
依本實施形態，根據在準備製程中由第1法拉第杯及第3法拉第杯分別測量之射束電流測量值，能夠自動檢測是否需要第1法拉第杯的再校正或是否需要維護。在檢測到需要進行第1法拉第杯的再校正的情況下， 藉由自動執行校正製程，能夠將第1法拉第杯的校正參數自動更新為適當的值。其結果，即使在長期連續使用離子植入裝置10的情況下，亦能夠維持第1法拉第杯被以高精度校正之狀態，並能夠維持使用第1法拉第杯之測量的精度高的狀態。
另外，在本實施形態中，第1輪廓杯44a和第2輪廓杯44b可以不構成為在相同的測量面MS測量射束電流。例如，亦可以第1輪廓杯44a構成為在與晶圓處理面WS一致之第1測量面MS測量射束電流，另一方面，第2輪廓杯44b構成為在從第1測量面MS向射束行進方向偏離之第2測量面測量射束電流。第2輪廓杯44b可以配置於比第1輪廓杯44a更靠射束行進方向的上游側的位置，亦可以配置於比第1輪廓杯44a更靠射束行進方向的下游側的位置。
在本實施形態中，第1輪廓杯44a和第2輪廓杯44b亦可以不構成為能夠相互平行地移動。例如，在第1輪廓杯44a構成為能夠在與射束行進方向正交之第1方向上進行移動，第2輪廓杯44b構成為能夠在與射束行進方向正交之第2方向上進行移動的情況下，第1方向和第2方向亦可以不平行。例如，第1方向亦可以為x方向，另一方面，第2方向亦可以為y方向。此時，從射束行進方向觀察時第2測量位置77與多個第1測量位置76中的至少一個重疊即可。
圖7係示意性地表示另一實施形態之植入處理室116內的結構之俯視圖。在本實施形態中，構成為第1 輪廓杯144a和第2輪廓杯144b安裝於相同的工作臺145a，沿著相同的驅動軸145b一起在x方向上進行移動。對本實施形態，以與上述實施形態的不同點為中心進行說明。
在植入處理室116中設置有側杯42L、42R、輪廓杯144及多個調節杯47(47a~47d)。側杯42L、42R及多個調節杯47構成為與上述實施形態相同。輪廓杯144包含第1輪廓杯144a和第2輪廓杯144b。第1輪廓杯144a係通常測量用的第1法拉第杯，第2輪廓杯144b係校正用的第2法拉第杯。
輪廓驅動裝置145使輪廓杯144在x方向上進行移動。輪廓驅動裝置145包含工作臺145a和驅動軸145b。工作臺145a構成為能夠沿著驅動軸145b在x方向上進行移動。第1輪廓杯144a及第2輪廓杯144b搭載於工作臺145a上。第2輪廓杯144b構成為能夠在相對於第1輪廓杯144a的位置被固定的狀態下與第1輪廓杯144a一起在x方向上進行移動。第2輪廓杯144b配置於第1輪廓杯144a的x方向的旁邊。第2輪廓杯144b配置成在射束行進方向上的位置與第1輪廓杯144a相同。
在第2輪廓杯144b上安裝有遮蔽構件143。遮蔽構件143構成為能夠相對於第2輪廓杯144b裝卸。遮蔽構件143例如使用螺釘或螺栓之類的緊固構件固定於第2輪廓杯144b。遮蔽構件143在準備製程及植入製程中成為安裝於第2輪廓杯144b之狀態，在校正製程中成為從第2輪廓杯144b除去之狀態。遮蔽構件143例如藉由在執行校正製程 之前將植入處理室116向大氣開放而從第2輪廓杯144b手動除去。遮蔽構件143藉由在執行校正製程之後將植入處理室116再次向大氣開放而手動安裝於第2輪廓杯144b。在準備製程及植入製程中工作臺145a在x方向上進行移動時，遮蔽構件143與第2輪廓杯144b一起在x方向上進行移動。
遮蔽構件143亦可以構成為能夠相對於第2輪廓杯144b移位。遮蔽構件143可以構成為滑動門或擋板門，亦可以構成為能夠藉由未圖示之驅動機構開閉。遮蔽構件143亦可以構成為在植入製程或準備製程中從射束行進方向觀察時與第2輪廓杯144b重疊，在校正製程中從射束行進方向觀察時不與第2輪廓杯144b重疊。在第1輪廓杯144a的清理或更換之類的維護時，遮蔽構件143亦可以同時進行清理或更換。
在本實施形態中，藉由與通常測量用的第1輪廓杯144a分開地設置校正用的第2輪廓杯144b，亦能夠適當地校正第1輪廓杯144a的射束電流測量值。又，在準備製程及植入製程中藉由在第2輪廓杯144b上安裝遮蔽構件143，能夠防止在校正製程以外第2法拉第杯因離子束照射而消耗或污濁。
圖8係示意性地表示又一實施形態之植入處理室216內的結構之俯視圖。在本實施形態中，作為校正用的第2法拉第杯，使用配置於植入範圍62的中央之校正用調節杯247。因此，在本實施形態中，校正用的第2法拉第杯相對於植入處理室216進行固定，構成為不能移動。 對本實施形態，以與上述實施形態的不同點為中心進行說明。
在植入處理室216中設置有側杯42L、42R、輪廓杯244、多個調節杯47(47a~47d)及校正用調節杯247。側杯42L、42R及多個調節杯47構成為與上述實施形態相同。輪廓杯244係通常測量用的第1法拉第杯。校正用調節杯247係校正用的第2法拉第杯。
輪廓驅動裝置245使輪廓杯244在x方向上進行移動。輪廓驅動裝置245使輪廓杯244至少在第1退避位置271與第1測量位置276之間進行移動。從射束行進方向觀察時第1測量位置276與校正用調節杯247重疊。換言之，第1測量位置276在與射束行進方向正交之方向(x方向、y方向)上的位置與校正用調節杯247在與射束行進方向正交之方向(x方向、y方向)上的位置相同。與上述實施形態同樣地，輪廓驅動裝置245可以使輪廓杯244移動到多個第1測量位置，亦可以設為能夠進行使測量面MS中的x方向的射束電流密度分布的測量。
校正用調節杯247配置於植入範圍62的中央，並配置於第2調節杯47b與第3調節杯47c之間。從射束方向觀察時校正用調節杯247配置於與植入位置70重疊之位置。由於校正用調節杯247設置於射束阻擋器46中，因此比植入位置70(或測量面MS)更向射束行進方向的下游側分開。設置校正用調節杯247之位置亦能夠稱為第2測量位置277。因此，在本實施形態中，從射束行進方向觀察時 第2測量位置277與第1測量位置276重疊，但在射束行進方向上從第1測量位置276偏離。亦即，第2測量位置277在射束行進方向上的位置與第1測量位置276不同。
另外，只要是從射束行進方向觀察時與植入位置70重疊之位置，則校正用調節杯247能夠設置於射束阻擋器46的任意位置。校正用調節杯247例如可以配置於第1調節杯47a與第2調節杯47b之間，亦可以配置於第3調節杯47c與第4調節杯47d之間。
在校正用調節杯247上安裝有遮蔽構件243。遮蔽構件243構成為能夠相對於校正用調節杯247裝卸。遮蔽構件243例如使用螺釘或螺栓之類的緊固構件固定於校正用調節杯247。遮蔽構件243在準備製程及植入製程中成為安裝於校正用調節杯247之狀態，在校正製程中成為從校正用調節杯247除去之狀態。遮蔽構件243例如藉由在執行校正製程之前將植入處理室216向大氣開放而從校正用調節杯247手動除去。遮蔽構件243藉由在執行校正製程之後將植入處理室216再次向大氣開放而手動安裝於校正用調節杯247。
遮蔽構件243構成為能夠相對於校正用調節杯247移位，例如亦可以構成為滑動門或擋板門。遮蔽構件243亦可以構成為在植入製程或準備製程中從射束行進方向觀察時與校正用調節杯247重疊，在校正製程中從射束行進方向觀察時不與校正用調節杯247重疊。在進行輪廓杯244的清理或更換之類的維護時，遮蔽構件243亦可以 同時進行清理或更換。
在本實施形態中，藉由設置校正用調節杯247，亦能夠適當地校正輪廓杯244的射束電流測量值。又，在準備製程及植入製程中藉由在校正用調節杯247安裝遮蔽構件243，能夠防止在校正製程以外校正用調節杯247因離子束照射而消耗或污濁。
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，適當組合或替換各實施形態的結構之形態亦屬於本發明。又，根據本領域技術人員的知識，亦能夠對各實施形態中的組合或處理的順序適當進行重新排列或對實施形態增加各種設計變更等變形，增加這樣的變形之實施形態亦屬於本發明的範圍。
10:離子植入裝置
12:離子生成裝置
14:射束線裝置
16:植入處理室
18:晶圓輸送裝置
20:質量分析部
21:質量分析磁鐵
22:質量分析透鏡
23:質量分析狹縫
23a:開口
24:射束停駐裝置
25:停駐電極
28:注入器法拉第杯
30:射束整形部
30a:四極透鏡
30b:四極透鏡
30c:四極透鏡
32:射束掃描部
34:射束平行化部
36:角能量過濾器
38:能量狹縫
40:電漿簇射裝置
42L:側杯
42R:側杯
43:遮蔽構件
44:輪廓杯
44a:第1輪廓杯
44b:第2輪廓杯
45:輪廓驅動裝置
45a:第1驅動軸
45b:第2驅動軸
46:射束阻擋器
47:調節杯
47a:調節杯
47b:調節杯
47c:調節杯
47d:調節杯
60:控制裝置
A:射束線
W:晶圓
X:箭頭
x:方向
y:方向
z:方向

Claims (20)

  1. 一種離子植入裝置，其特徵為，係具備： 植入處理室，進行向晶圓照射離子束之植入製程； 第1法拉第杯，設置於前述植入處理室內，且構成為在前述植入製程之前進行之準備製程中測量前述離子束的射束電流； 第2法拉第杯，設置於前述植入處理室內，且構成為在用以校正前述第1法拉第杯的射束電流測量值的校正製程中測量前述離子束的射束電流；及 遮蔽構件，用以遮蔽朝向前述第2法拉第杯之前述離子束，構成為在前述植入製程及前述準備製程中前述離子束不能入射到前述第2法拉第杯，在前述校正製程中前述離子束能夠入射到前述第2法拉第杯。
  2. 如請求項1所述之離子植入裝置，其中，前述第1法拉第杯構成為在第1測量位置與第1退避位置之間能夠在與前述離子束的射束行進方向正交之第1方向上進行移動，從前述射束行進方向觀察時前述第1測量位置與在前述植入製程中向前述晶圓植入離子的植入位置重疊，從前述射束行進方向觀察時前述第1退避位置不與前述植入位置重疊， 前述第2法拉第杯構成為在第2測量位置與第2退避位置之間能夠在與前述射束行進方向正交之第2方向上進行移動，從前述射束行進方向觀察時前述第2測量位置與前述第1測量位置重疊，從前述射束行進方向觀察時前述第2退避位置不與前述植入位置重疊。
  3. 如請求項2所述之離子植入裝置，其中，前述第2法拉第杯構成為能夠與前述第1法拉第杯的移動獨立地進行移動。
  4. 如請求項3所述之離子植入裝置，其中，前述第2方向與前述第1方向平行，前述第2退避位置隔著前述植入位置位於與前述第1退避位置相反的一側。
  5. 如請求項2所述之離子植入裝置，其中，前述第2法拉第杯構成為在相對於前述第1法拉第杯的位置固定的狀態下能夠與前述第1法拉第杯一起移動。
  6. 如請求項5所述之離子植入裝置，其中，前述第2法拉第杯配置於前述第1法拉第杯的前述第1方向的旁邊。
  7. 如請求項2至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述第2測量位置與前述第1測量位置在前述射束行進方向上的位置相同。
  8. 如請求項2至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述第2測量位置與前述第1測量位置在前述射束行進方向上的位置不同。
  9. 如請求項1所述之離子植入裝置，其中，前述第1法拉第杯構成為在第1測量位置與第1退避位置之間能夠在與前述離子束的射束行進方向正交之第1方向上進行移動，從前述射束行進方向觀察時前述第1測量位置與在前述植入製程中向前述晶圓植入離子的植入位置重疊，從前述射束行進方向觀察時前述第1退避位置不與前述植入位置重疊， 前述第2法拉第杯固定於第2測量位置，前述第2測量位置位於比前述第1測量位置更靠前述射束行進方向的下游側的位置，且從前述射束行進方向觀察時與前述第1測量位置重疊。
  10. 如請求項2至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其還具備： 射束掃描儀，沿前述第1方向往復掃描前述離子束， 前述第1法拉第杯能夠在沿前述第1方向不同的多個第1測量位置測量前述離子束的射束電流， 前述第2法拉第杯能夠在從前述射束行進方向觀察時與前述多個第1測量位置中的至少一個重疊之前述第2測量位置測量前述離子束的射束電流。
  11. 如請求項1至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述遮蔽構件能夠相對於前述第2法拉第杯移位，在前述植入製程及前述準備製程中配置成從前述離子束的射束行進方向觀察時與前述第2法拉第杯重疊，在前述校正製程中配置成從前述射束行進方向觀察時不與前述第2法拉第杯重疊。
  12. 如請求項1至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述遮蔽構件能夠相對於前述第2法拉第杯裝卸，在前述植入製程及前述準備製程中安裝於前述第2法拉第杯，在前述校正製程中從前述第2法拉第杯除去。
  13. 如請求項2至請求項4之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述第2法拉第杯在前述植入製程及前述準備製程中位於前述第2退避位置， 前述遮蔽構件以堵塞位於前述第2退避位置的前述第2法拉第杯的入口的方式配置。
  14. 如請求項1至請求項6之任一項所述之離子植入裝置，其還具備： 控制裝置，根據在前述校正製程中分別由前述第1法拉第杯及前述第2法拉第杯測量之射束電流測量值，確定用以校正前述第1法拉第杯的射束電流測量值之校正參數。
  15. 如請求項14所述之離子植入裝置，其中，前述控制裝置保持前述校正參數的初始值，在前述校正製程中確定之校正參數的值與前述校正參數的初始值之差在規定範圍內的情況下，更新前述校正參數的值，在前述差不在前述規定範圍內的情況下，不更新前述校正參數的值而輸出警報。
  16. 如請求項14所述之離子植入裝置，其還具備： 第3法拉第杯，構成為測量前述離子束的射束電流， 前述控制裝置保持由前述第1法拉第杯及前述第3法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例的初始值，在前述準備製程中由前述第1法拉第杯及前述第3法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例與前述比例的初始值之差超過規定的閾值的情況下，執行前述校正製程來確定前述校正參數。
  17. 如請求項14所述之離子植入裝置，其還具備： 第3法拉第杯，構成為測量前述離子束的射束電流， 前述控制裝置監測由前述第1法拉第杯及前述第3法拉第杯測量之射束電流測量值之間的比例，在前述被監測之前述比例的變化量超過規定的閾值的情況下，執行前述校正製程來確定前述校正參數。
  18. 如請求項16所述之離子植入裝置，其中，前述第3法拉第杯構成為在從前述離子束的射束行進方向觀察時不與在前述植入製程中向前述晶圓植入離子之植入位置重疊之位置測量前述離子束的射束電流。
  19. 如請求項16所述之離子植入裝置，其中，前述第3法拉第杯構成為在從前述離子束的射束行進方向觀察時與在前述植入製程中向前述晶圓植入離子之植入位置重疊之位置測量前述離子束的射束電流。
  20. 一種離子植入方法，其特徵為，係包括： 植入製程，向晶圓照射離子束； 準備製程，在前述植入製程之前使用第1法拉第杯測量離子束的射束電流；及 校正製程，使用第2法拉第杯測量前述離子束的射束電流，校正前述第1法拉第杯的射束電流測量值， 在前述植入製程及前述準備製程中，朝向前述第2法拉第杯之前述離子束被遮蔽構件遮蔽，前述離子束不能入射到前述第2法拉第杯，在前述校正製程中前述離子束能夠入射到前述第2法拉第杯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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