JP5575025B2 - イオン注入方法及びイオン注入装置 - Google Patents
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Description
第1の態様によるイオン注入方法においては、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ補正量分布を用いる。
第1の態様によるイオン注入方法においてはまた、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ特性関数を用いるようにしても良い。
第1の態様によるイオン注入方法においてはまた、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ補正量分布を用いるようにしても良い。
第1の態様によるイオン注入方法においては更に、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ特性関数を用いるようにしても良い。
上記変更態様によるイオン注入方法においては、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が同一の補正量分布を用いるようにしても良い。
上記変更態様によるイオン注入方法においてはまた、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が同一の特性関数を用いるようにしても良い。
上記変更態様によるイオン注入方法においてはまた、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で、ウエハ面内の任意の地点からの距離に比例する項の比例定数が同一の補正量分布を用いるようにしても良い。
上記変更態様によるイオン注入方法においてはまた、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で、ウエハ面内の任意の地点からの距離に比例する項の比例定数が同一の特性関数を用いるようにしても良い。
第2の態様によるイオン注入装置においては、その変更態様として、前記制御系が、ウエハ面内で任意の地点を設定し、その地点を回転中心とみなし、その回転中心に関して、前記等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成するようにしても良い。
第3の態様によるイオン注入方法においては、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が異なる補正量分布を用いるようにしても良い。
第3の態様によるイオン注入方法においてはまた、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向でウエハ中心からの距離に比例する項の比例定数が異なる補正量分布を用いるようにしても良い。
第3の態様によるイオン注入方法においてはまた、前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向でウエハ中心からの距離に比例する項の比例定数が異なる特性関数を用いるようにしても良い。
本発明が適用されるイオン注入装置では、イオンビーム走査方向にほぼ直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハ7に打ち込む。図1では、ウエハ7は図面に対して垂直な方向に走査されると考えて良い。
ビームスキャナー5によるイオンビーム走査機能、昇降装置9によるウエハ走査機能は、これらを制御するため制御装置(図示せず)により実現される。ビームスキャナー5、昇降装置9、少なくともこれらを制御する機能を持つ制御装置は、まとめて制御系と呼ぶことができる。
通常、イオンビーム走査方向のビーム走査速度またはメカニカル走査方向のウエハ走査速度の一方を制御し、さらに、図2に示された回転装置10を用いて、ステップ回転注入を行うことによってウエハ面内に意図的に不均一な2次元イオン注入量面内分布を作成する手法が知られている。この場合、ビーム走査速度制御、乃至ウエハ走査速度制御を直線乃至矩形的に行っても、ステップ回転注入が回転対称性を持っているので、同心円形状の不均一な2次元イオン注入量面内分布が実現できる。
図12のように、横方向と縦方向に別々に形成したイオン注入ドーズ量分布を重ね合わすと、確かにウエハ面内に不均一な2次元イオン注入量分布を実現化することはできる。ところが、ウエハ面内に実現化できるイオン注入量パターンには、イオンビーム走査方向及びウエハ走査方向の影響が残り、四角形状になってしまうので、他の半導体製造工程の2次元不均一パターンとして良く発生する、同心円形状、偏芯形状、楕円形状には対応できない。
例えば、イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向にほぼ直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法を用いたイオン注入工程において、それぞれのイオン注入工程では、ウエハのステップ回転を用いることなくイオン注入を行い、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正する場合に、イオンビーム走査方向及びウエハ走査方向の影響を残すことなく、一定のイオン注入面内補正量強度を持った等方的な同心円形状のイオン注入量分布を実現するイオン注入量を実現することができるようなイオン注入工程を複数個実現化することができる。
この場合、ウエハ回転角方向に、時計回り、反時計回りの区別なく、常に、等方的な同心円形状のイオン注入量分布を実現するイオン注入量を実現することができる。
2 引出電極
3 質量分析磁石装置
4 質量分析スリット
5 ビームスキャナー
6 パラレルレンズ
7 ウエハ
8 ホルダ
9 昇降装置
10 回転装置
Claims (18)
- イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とすることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項1に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。
- イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項3に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。
- イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で同じ特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のイオン注入方法において、前記等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布は、ウエハ面内でイオン注入量の角度方向依存性が無い等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布であることを特徴とするイオン注入方法。
- イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、ウエハ面内で任意の地点を設定し、その地点を回転中心とみなし、その回転中心に関して、前記等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成することを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項8に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、
設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が同一の補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項8に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、
設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が同一の特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項8に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、
設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で、ウエハ面内の任意の地点からの距離に比例する項の比例定数が同一の補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項8に記載のイオン注入方法において、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、
設定されたウエハ面内の任意の地点からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で、ウエハ面内の任意の地点からの距離に比例する項の比例定数が同一の特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための楕円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が異なる補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための楕円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その二乗に比例する項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向で二乗に比例した項の比例定数が異なる特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための楕円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差を補正量とし、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向でウエハ中心からの距離に比例する項の比例定数が異なる補正量分布を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査して、イオンをウエハに注入するイオン注入方法において、
イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための楕円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記速度制御に際し、イオンビーム走査方向のビーム走査速度補正量とメカニカル走査方向のウエハ走査速度補正量について、ウエハ中心からの距離を変数として、その変数に比例する項の余弦関数値の項と定数項の和乃至差から作成した特性関数を前記制御関数として用い、かつ、イオンビーム走査方向とメカニカル走査方向でウエハ中心からの距離に比例する項の比例定数が異なる特性関数を用いることを特徴とするイオン注入方法。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載のイオン注入方法において、ウエハのステップ回転を用いることなく目的のイオン注入をシングルステップで行うことを特徴とするイオン注入方法。
- イオンビームを往復走査し、イオンビーム走査方向に直交する方向にウエハをメカニカルに走査する制御系を備え、イオンをウエハに注入するイオン注入装置において、
前記制御系は、イオンビーム走査方向のビーム走査速度とメカニカル走査方向のウエハ走査速度を同時かつ独立に、速度補正量を規定する別々の制御関数を用いて速度制御して、他の半導体製造工程のウエハ面内不均一性を補正するための等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成し、
前記制御系はまた、ウエハ面内で任意の地点を設定し、その地点を回転中心とみなし、その回転中心に関して、前記等方的な同心円形状のウエハ面内イオン注入量分布を生成することを特徴とするイオン注入装置。
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