JP7242469B2 - イオン注入装置およびイオン注入方法 - Google Patents

Description

本発明は、イオン注入装置およびイオン注入方法に関する。

半導体デバイス製造工程では、半導体の導電性を変化させる目的、半導体の結晶構造を変化させる目的などのため、半導体ウェハにイオンを注入する工程（イオン注入工程ともいう）が標準的に実施されている。イオン注入工程に使用される装置は、イオン注入装置と呼ばれる。イオン注入工程では、ウェハ処理面内における二次元ドーズ量分布を意図的に不均一にする「不均一注入」が求められることがある。例えば、ウェハ処理面内においてイオンビームが照射される第１方向および第２方向のビーム照射位置に応じて、第１方向のビームスキャン速度および第２方向のウェハスキャン速度を変化させることで、イオン注入装置を用いて所望の不均一注入が実現される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－６９０５５号公報

上述の不均一注入は、例えば、イオン注入工程以外の半導体デバイス製造工程において発生する半導体デバイスの特性のばらつきを補正するために実施され、半導体デバイスの歩留まり改善に大きく寄与しうる。しかしながら、目標値とする二次元不均一ドーズ量分布は、ウェハ毎やロット毎に異なりうるため、ビームスキャン速度およびウェハスキャン速度を制御するためのデータセットを目標値に応じて個別に作成する必要がある。また、作成したデータセットを使用して実際にイオン注入を実施し、ウェハ面内に形成される二次元不均一ドーズ量分布を測定し、測定値に基づいてデータセットを微調整する必要もある。このようなデータセットの作成および調整は複雑で労力がかかるため、イオン注入装置のユーザにとって大きな負担となり、また、イオン注入装置の生産性の低下にもつながる。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、イオン注入装置を用いて所望の不均一注入を実現するためのユーザの負担を軽減し、イオン注入装置の生産性を向上させる手法を提供することにある。

本発明のある態様のイオン注入装置は、イオンビームを生成するビーム生成装置と、イオンビームを第１方向に往復スキャンさせるビームスキャナと、往復スキャンされるイオンビームがウェハ処理面に照射されるようにウェハを保持しながら、第１方向と直交する第２方向にウェハを往復スキャンさせるプラテン駆動装置と、ウェハ処理面に所望の二次元不均一ドーズ量分布のイオンが注入されるように、ウェハ処理面内においてイオンビームが照射される第１方向および第２方向のビーム照射位置に応じて、第１方向のビームスキャン速度および第２方向のウェハスキャン速度を変化させる制御装置と、を備える。制御装置は、複数の注入レシピを保持し、複数の注入レシピのそれぞれは、ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布と、ウェハ処理面内において第２方向に異なる複数の位置における第１方向の複数の一次元ドーズ量分布に基づいて定められる複数の補正関数と、二次元不均一ドーズ量分布と複数の補正関数とを対応付ける相関情報とを含む。制御装置は、二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得した場合、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを複数の注入レシピの中から特定する。制御装置は、特定した注入レシピに含まれる複数の補正関数および相関情報に基づいて第１方向のビームスキャン速度および第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、ウェハ処理面に目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入する。

本発明の別の態様は、ある態様のイオン注入装置を用いるイオン注入方法である。この方法は、ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得することと、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを複数の注入レシピの中から特定することと、特定した注入レシピに含まれる複数の補正関数および相関情報に基づいて第１方向のビームスキャン速度および第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、ウェハ処理面に目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、イオン注入装置を用いて所望の不均一注入を実現するためのユーザの負担を軽減し、イオン注入装置の生産性を向上させることができる。

実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す上面図である。 図１のイオン注入装置の概略構成を示す側面図である。 図１の注入処理室内の概略構成を示す正面図である。 注入レシピのデータ構造を模式的に示す図である。 図５（ａ），（ｂ）は、二次元ドーズ量分布を模式的に示す図である。 補正関数ファイルおよび相関情報ファイルの一例を示す図である。 相関情報ファイルの一例を示すテーブルである。 複数ステップ注入を模式的に示す図である。 制御装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。 複数の一次元不均一ドーズ量分布を模式的に示す図である。 規格化された複数の初期関数の一例を示す図である。 集約前および集約後の関数の一例を示す図である。 実施の形態に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。 データセットの作成処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

実施の形態を詳述する前に概要を説明する。本実施の形態は、ウェハに所望の二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入するよう構成されるイオン注入装置である。ウェハ処理面内における二次元ドーズ量分布を意図的に不均一とする「不均一注入」は、例えば、イオン注入工程以外の半導体デバイス製造工程において発生する半導体デバイスの特性のばらつきを補正するために実施される。ウェハ処理面内における半導体デバイスの特性のばらつきに応じてドーズ量を意図的に変化させることで、半導体デバイスの歩留まりを大きく改善することができる。このような不均一注入は、第１方向（例えばｘ方向）のビームスキャン速度を可変にするとともに、第２方向（例えばｙ方向）のウェハスキャン速度を可変にすることで実現される。

ビームスキャン速度およびウェハスキャン速度を制御するためのデータセットは、目標値とする二次元不均一ドーズ量分布に応じて個別に作成する必要がある。また、意図する二次元不均一ドーズ量分布を高精度で実現するためには、作成したデータセットを使用して実際にイオン注入を実施し、ウェハ面内に形成される二次元不均一ドーズ量分布を測定し、測定値に基づいてデータセットを微調整する必要もある。このようなデータセットの作成および調整は複雑で労力がかかるため、イオン注入装置のユーザにとって大きな負担となり、また、イオン注入装置の生産性の低下にもつながる。さらに、目標値とする二次元不均一ドーズ量分布は、補正すべき半導体デバイスの特性のばらつきに応じてウェハ毎やロット毎に異なりうるが、ウェハ毎やロット毎にデータセットを用意することは容易ではない。

そこで、本実施の形態では、過去に使用したデータセットを蓄積しておき、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現しうるデータセットを検索して再利用することで、データセットを新規作成する手間を省けるようにする。ここで「類似する」とは、所定の計算式等に基づいて決定される類似性の指標が所定の条件を満たしていることを意味する。逆に「類似しない」とは、所定の計算式等に基づいて決定される類似性の指標が所定の条件を満たしていないことを意味する。また、類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現しうるデータセットが蓄積されていない場合であっても、データセットを自動作成することでデータセットを新規作成する手間を軽減できるようにする。このようにしてデータセットの作成負担を軽減することで、ウェハ毎やロット毎に適切な不均一注入を実施できる。また、データセットを作成および調整するためのイオン注入装置の稼働時間を低減できるため、イオン注入装置の生産性を向上できる。

図１は、実施の形態に係るイオン注入装置１０を概略的に示す上面図であり、図２は、イオン注入装置１０の概略構成を示す側面図である。イオン注入装置１０は、被処理物Ｗの表面にイオン注入処理を施すよう構成される。被処理物Ｗは、例えば基板であり、例えば半導体ウェハである。説明の便宜のため、本明細書において被処理物ＷをウェハＷと呼ぶことがあるが、これは注入処理の対象を特定の物体に限定することを意図しない。

イオン注入装置１０は、ビームを一方向に往復走査させ、ウェハＷを走査方向と直交する方向に往復運動させることによりウェハＷの処理面全体にわたってイオンビームを照射するよう構成される。本書では説明の便宜上、設計上のビームラインＡに沿って進むイオンビームの進行方向をｚ方向とし、ｚ方向に垂直な面をｘｙ面と定義する。イオンビームを被処理物Ｗに対し走査する場合において、ビームの走査方向をｘ方向とし、ｚ方向及びｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。したがって、ビームの往復走査はｘ方向に行われ、ウェハＷの往復運動はｙ方向に行われる。

イオン注入装置１０は、イオン生成装置１２と、ビームライン装置１４と、注入処理室１６と、ウェハ搬送装置１８とを備える。イオン生成装置１２は、イオンビームをビームライン装置１４に与えるよう構成される。ビームライン装置１４は、イオン生成装置１２から注入処理室１６へイオンビームを輸送するよう構成される。注入処理室１６には、注入対象となるウェハＷが収容され、ビームライン装置１４から与えられるイオンビームをウェハＷに照射する注入処理がなされる。ウェハ搬送装置１８は、注入処理前の未処理ウェハを注入処理室１６に搬入し、注入処理後の処理済ウェハを注入処理室１６から搬出するよう構成される。イオン注入装置１０は、イオン生成装置１２、ビームライン装置１４、注入処理室１６およびウェハ搬送装置１８に所望の真空環境を提供するための真空排気系（図示せず）を備える。

ビームライン装置１４は、ビームラインＡの上流側から順に、質量分析部２０、ビームパーク装置２４、ビーム整形部３０、ビーム走査部３２、ビーム平行化部３４および角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ；Angular Energy Filter）３６を備える。なお、ビームラインＡの上流とは、イオン生成装置１２に近い側のことをいい、ビームラインＡの下流とは注入処理室１６（またはビームストッパ４６）に近い側のことをいう。

質量分析部２０は、イオン生成装置１２の下流に設けられ、イオン生成装置１２から引き出されたイオンビームから必要なイオン種を質量分析により選択するよう構成される。質量分析部２０は、質量分析磁石２１と、質量分析レンズ２２と、質量分析スリット２３とを有する。

質量分析磁石２１は、イオン生成装置１２から引き出されたイオンビームに磁場を印加し、イオンの質量電荷比Ｍ＝ｍ／ｑ（ｍは質量、ｑは電荷）の値に応じて異なる経路でイオンビームを偏向させる。質量分析磁石２１は、例えばイオンビームにｙ方向（図１および図２では－ｙ方向）の磁場を印加してイオンビームをｘ方向に偏向させる。質量分析磁石２１の磁場強度は、所望の質量電荷比Ｍを有するイオン種が質量分析スリット２３を通過するように調整される。

質量分析レンズ２２は、質量分析磁石２１の下流に設けられ、イオンビームに対する収束／発散力を調整するよう構成される。質量分析レンズ２２は、質量分析スリット２３を通過するイオンビームのビーム進行方向（ｚ方向）の収束位置を調整し、質量分析部２０の質量分解能Ｍ／ｄＭを調整する。なお、質量分析レンズ２２は必須の構成ではなく、質量分析部２０に質量分析レンズ２２が設けられなくてもよい。

質量分析スリット２３は、質量分析レンズ２２の下流に設けられ、質量分析レンズ２２から離れた位置に設けられる。質量分析スリット２３は、質量分析磁石２１によるビーム偏向方向（ｘ方向）がスリット幅となるように構成され、ｘ方向が相対的に短く、ｙ方向が相対的に長い形状の開口２３ａを有する。

質量分析スリット２３は、質量分解能の調整のためにスリット幅が可変となるように構成されてもよい。質量分析スリット２３は、スリット幅方向に移動可能な二枚の遮蔽体により構成され、二枚の遮蔽体の間隔を変化させることによりスリット幅が調整可能となるように構成されてもよい。質量分析スリット２３は、スリット幅の異なる複数のスリットのいずれか一つに切り替えることによりスリット幅が可変となるよう構成されてもよい。

ビームパーク装置２４は、ビームラインＡからイオンビームを一時的に退避し、下流の注入処理室１６（またはウェハＷ）に向かうイオンビームを遮蔽するよう構成される。ビームパーク装置２４は、ビームラインＡの途中の任意の位置に配置することができるが、例えば、質量分析レンズ２２と質量分析スリット２３の間に配置できる。質量分析レンズ２２と質量分析スリット２３の間には一定の距離が必要であるため、その間にビームパーク装置２４を配置することで、他の位置に配置する場合よりもビームラインＡの長さを短くすることができ、イオン注入装置１０の全体を小型化できる。

ビームパーク装置２４は、一対のパーク電極２５（２５ａ，２５ｂ）と、ビームダンプ２６と、を備える。一対のパーク電極２５ａ，２５ｂは、ビームラインＡを挟んで対向し、質量分析磁石２１のビーム偏向方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に対向する。ビームダンプ２６は、パーク電極２５ａ，２５ｂよりもビームラインＡの下流側に設けられ、ビームラインＡからパーク電極２５ａ，２５ｂの対向方向に離れて設けられる。

第１パーク電極２５ａはビームラインＡよりも重力方向上側に配置され、第２パーク電極２５ｂはビームラインＡよりも重力方向下側に配置される。ビームダンプ２６は、ビームラインＡよりも重力方向下側に離れた位置に設けられ、質量分析スリット２３の開口２３ａの重力方向下側に配置される。ビームダンプ２６は、例えば、質量分析スリット２３の開口２３ａが形成されていない部分で構成される。ビームダンプ２６は、質量分析スリット２３とは別体として構成されてもよい。

ビームパーク装置２４は、一対のパーク電極２５ａ，２５ｂの間に印加される電場を利用してイオンビームを偏向させ、ビームラインＡからイオンビームを退避させる。例えば、第１パーク電極２５ａの電位を基準として第２パーク電極２５ｂに負電圧を印加することにより、イオンビームをビームラインＡから重力方向下方に偏向させてビームダンプ２６に入射させる。図２において、ビームダンプ２６に向かうイオンビームの軌跡を破線で示している。また、ビームパーク装置２４は、一対のパーク電極２５ａ，２５ｂを同電位とすることにより、イオンビームをビームラインＡに沿って下流側に通過させる。ビームパーク装置２４は、イオンビームを下流側に通過させる第１モードと、イオンビームをビームダンプ２６に入射させる第２モードとを切り替えて動作可能となるよう構成される。

質量分析スリット２３の下流にはインジェクタファラデーカップ２８が設けられる。インジェクタファラデーカップ２８は、インジェクタ駆動部２９の動作によりビームラインＡに出し入れ可能となるよう構成される。インジェクタ駆動部２９は、インジェクタファラデーカップ２８をビームラインＡの延びる方向と直交する方向（例えばｙ方向）に移動させる。インジェクタファラデーカップ２８は、図２の破線で示すようにビームラインＡ上に配置された場合、下流側に向かうイオンビームを遮断する。一方、図２の実線で示すように、インジェクタファラデーカップ２８がビームラインＡ上から外された場合、下流側に向かうイオンビームの遮断が解除される。

インジェクタファラデーカップ２８は、質量分析部２０により質量分析されたイオンビームのビーム電流を計測するよう構成される。インジェクタファラデーカップ２８は、質量分析磁石２１の磁場強度を変化させながらビーム電流を測定することにより、イオンビームの質量分析スペクトラムを計測できる。計測した質量分析スペクトラムを用いて、質量分析部２０の質量分解能を算出することができる。

ビーム整形部３０は、収束／発散四重極レンズ（Ｑレンズ）などの収束／発散装置を備えており、質量分析部２０を通過したイオンビームを所望の断面形状に整形するよう構成されている。ビーム整形部３０は、例えば、電場式の三段四重極レンズ（トリプレットＱレンズともいう）で構成され、三つの四重極レンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを有する。ビーム整形部３０は、三つのレンズ装置３０ａ～３０ｃを用いることにより、イオンビームの収束または発散をｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて独立に調整しうる。ビーム整形部３０は、磁場式のレンズ装置を含んでもよく、電場と磁場の双方を利用してビームを整形するレンズ装置を含んでもよい。

ビーム走査部３２は、ビームの往復走査を提供するよう構成され、整形されたイオンビームをｘ方向に走査するビーム偏向装置である。ビーム走査部３２は、ビーム走査方向（ｘ方向）に対向する走査電極対を有する。走査電極対は可変電圧電源（図示せず）に接続されており、走査電極対の間に印加される電圧を周期的に変化させることにより、電極間に生じる電界を変化させてイオンビームをさまざまな角度に偏向させる。その結果、イオンビームがｘ方向の走査範囲全体にわたって走査される。図１において、矢印Ｘによりビームの走査方向及び走査範囲を例示し、走査範囲でのイオンビームの複数の軌跡を一点鎖線で示している。

ビーム平行化部３４は、走査されたイオンビームの進行方向を設計上のビームラインＡの軌道と平行にするよう構成される。ビーム平行化部３４は、ｙ方向の中央部にイオンビームの通過スリットが設けられた円弧形状の複数の平行化レンズ電極を有する。平行化レンズ電極は、高圧電源（図示せず）に接続されており、電圧印加により生じる電界をイオンビームに作用させて、イオンビームの進行方向を平行に揃える。なお、ビーム平行化部３４は他のビーム平行化装置で置き換えられてもよく、ビーム平行化装置は磁界を利用する磁石装置として構成されてもよい。

ビーム平行化部３４の下流には、イオンビームを加速または減速させるためのＡＤ（Accel／Decel）コラム（図示せず）が設けられてもよい。

角度エネルギーフィルタ（ＡＥＦ）３６は、イオンビームのエネルギーを分析し必要なエネルギーのイオンを下方に偏向して注入処理室１６に導くよう構成されている。角度エネルギーフィルタ３６は、電界偏向用のＡＥＦ電極対を有する。ＡＥＦ電極対は、高圧電源（図示せず）に接続される。図２において、上側のＡＥＦ電極に正電圧、下側のＡＥＦ電極に負電圧を印加させることにより、イオンビームを下方に偏向させる。なお、角度エネルギーフィルタ３６は、磁界偏向用の磁石装置で構成されてもよく、電界偏向用のＡＥＦ電極対と磁石装置の組み合わせで構成されてもよい。

このようにして、ビームライン装置１４は、ウェハＷに照射されるべきイオンビームを注入処理室１６に供給する。

注入処理室１６は、ビームラインＡの上流側から順に、エネルギースリット３８、プラズマシャワー装置４０、サイドカップ４２、センターカップ４４およびビームストッパ４６を備える。注入処理室１６は、図２に示されるように、１枚又は複数枚のウェハＷを保持するプラテン駆動装置５０を備える。

エネルギースリット３８は、角度エネルギーフィルタ３６の下流側に設けられ、角度エネルギーフィルタ３６とともにウェハＷに入射するイオンビームのエネルギー分析をする。エネルギースリット３８は、ビーム走査方向（ｘ方向）に横長のスリットで構成されるエネルギー制限スリット（ＥＤＳ；Energy Defining Slit）である。エネルギースリット３８は、所望のエネルギー値またはエネルギー範囲のイオンビームをウェハＷに向けて通過させ、それ以外のイオンビームを遮蔽する。

プラズマシャワー装置４０は、エネルギースリット３８の下流側に位置する。プラズマシャワー装置４０は、イオンビームのビーム電流量に応じてイオンビームおよびウェハＷの表面（ウェハ処理面）に低エネルギー電子を供給し、イオン注入で生じるウェハ処理面の正電荷のチャージアップを抑制する。プラズマシャワー装置４０は、例えば、イオンビームが通過するシャワーチューブと、シャワーチューブ内に電子を供給するプラズマ発生装置とを含む。

サイドカップ４２（４２Ｒ，４２Ｌ）は、ウェハＷへのイオン注入処理中にイオンビームのビーム電流を測定するよう構成される。図２に示されるように、サイドカップ４２Ｒ，４２Ｌは、ビームラインＡ上に配置されるウェハＷに対して左右（ｘ方向）にずれて配置されており、イオン注入時にウェハＷに向かうイオンビームを遮らない位置に配置される。イオンビームは、ウェハＷが位置する範囲を超えてｘ方向に走査されるため、イオン注入時においても走査されるビームの一部がサイドカップ４２Ｒ、４２Ｌに入射する。これにより、イオン注入処理中のビーム電流量がサイドカップ４２Ｒ、４２Ｌにより計測される。

センターカップ４４は、ウェハ処理面におけるビーム電流を測定するよう構成される。センターカップ４４は、駆動部４５の動作により可動となるよう構成され、イオン注入時にウェハＷが位置する注入位置から待避され、ウェハＷが注入位置にないときに注入位置に挿入される。センターカップ４４は、ｘ方向に移動しながらビーム電流を測定することにより、ｘ方向のビーム走査範囲の全体にわたってビーム電流を測定することができる。センターカップ４４は、ビーム走査方向（ｘ方向）の複数の位置におけるビーム電流を同時に計測可能となるように、複数のファラデーカップがｘ方向に並んでアレイ状に形成されてもよい。

サイドカップ４２およびセンターカップ４４の少なくとも一方は、ビーム電流量を測定するための単一のファラデーカップを備えてもよいし、ビームの角度情報を測定するための角度計測器を備えてもよい。角度計測器は、例えば、スリットと、スリットからビーム進行方向（ｚ方向）に離れて設けられる複数の電流検出部とを備える。角度計測器は、例えば、スリットを通過したビームをスリット幅方向に並べられる複数の電流検出部で計測することにより、スリット幅方向のビームの角度成分を測定できる。サイドカップ４２およびセンターカップ４４の少なくとも一方は、ｘ方向の角度情報を測定可能な第１角度測定器と、ｙ方向の角度情報を測定可能な第２角度測定器とを備えてもよい。

プラテン駆動装置５０は、ウェハ保持装置５２と、往復運動機構５４と、ツイスト角調整機構５６と、チルト角調整機構５８とを含む。ウェハ保持装置５２は、ウェハＷを保持するための静電チャック等を含む。往復運動機構５４は、ビーム走査方向（ｘ方向）と直交する往復運動方向（ｙ方向）にウェハ保持装置５２を往復運動させることにより、ウェハ保持装置５２に保持されるウェハをｙ方向に往復運動させる。図２において、矢印ＹによりウェハＷの往復運動を例示する。

ツイスト角調整機構５６は、ウェハＷの回転角を調整する機構であり、ウェハ処理面の法線を軸としてウェハＷを回転させることにより、ウェハの外周部に設けられるアライメントマークと基準位置との間のツイスト角を調整する。ここで、ウェハのアライメントマークとは、ウェハの外周部に設けられるノッチやオリフラのことをいい、ウェハの結晶軸方向やウェハの周方向の角度位置の基準となるマークをいう。ツイスト角調整機構５６は、ウェハ保持装置５２と往復運動機構５４の間に設けられ、ウェハ保持装置５２とともに往復運動される。

チルト角調整機構５８は、ウェハＷの傾きを調整する機構であり、ウェハ処理面に向かうイオンビームの進行方向とウェハ処理面の法線との間のチルト角を調整する。本実施の形態では、ウェハＷの傾斜角のうち、ｘ方向の軸を回転の中心軸とする角度をチルト角として調整する。チルト角調整機構５８は、往復運動機構５４と注入処理室１６の内壁の間に設けられており、往復運動機構５４を含むプラテン駆動装置５０全体をＲ方向に回転させることでウェハＷのチルト角を調整するように構成される。

プラテン駆動装置５０は、イオンビームがウェハＷに照射される注入位置と、ウェハ搬送装置１８との間でウェハＷが搬入または搬出される搬送位置との間でウェハＷが移動可能となるようにウェハＷを保持する。図２は、ウェハＷが注入位置にある状態を示しており、プラテン駆動装置５０は、ビームラインＡとウェハＷとが交差するようにウェハＷを保持する。ウェハＷの搬送位置は、ウェハ搬送装置１８に設けられる搬送機構または搬送ロボットにより搬送口４８を通じてウェハＷが搬入または搬出される際のウェハ保持装置５２の位置に対応する。

ビームストッパ４６は、ビームラインＡの最下流に設けられ、例えば、注入処理室１６の内壁に取り付けられる。ビームラインＡ上にウェハＷが存在しない場合、イオンビームはビームストッパ４６に入射する。ビームストッパ４６は、注入処理室１６とウェハ搬送装置１８の間を接続する搬送口４８の近くに位置しており、搬送口４８よりも鉛直下方の位置に設けられる。

イオン注入装置１０は、制御装置６０を備える。制御装置６０は、イオン注入装置１０の動作全般を制御する。制御装置６０は、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現され、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。制御装置６０により提供される各種機能は、ハードウェアおよびソフトウェアの連携によって実現されうる。

図３は、図１の注入処理室１６内の概略構成を示す正面図であり、イオンビームＢが照射されるウェハＷの処理面ＷＳを正面から見ている。イオンビームＢは、矢印Ｘで示されるように第１方向（ｘ方向）に往復スキャンされ、ｘ方向に往復スキャンされたスキャンビームＳＢとしてウェハＷに入射する。ウェハＷは、プラテン駆動装置５０に保持されて矢印Ｙで示されるように第２方向（ｙ方向）に往復スキャンされる。図３では、プラテン駆動装置５０の動作によりｙ方向に往復スキャンするウェハＷについて、最上位置のウェハＷ１と最下位置のウェハＷ２を破線で図示している。また、注入工程においてウェハ処理面ＷＳにスキャンビームＳＢが入射してイオンが注入される注入位置Ｃを細実線で示している。

イオンビームＢは、ウェハＷが位置する注入範囲Ｃ１と、注入範囲Ｃ１よりも外側のモニタ範囲Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒとを含む照射範囲Ｃ３にわたって往復スキャンされる。左右のモニタ範囲Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒのそれぞれには、左右のサイドカップ４２Ｌ，４２Ｒが配置されている。左右のサイドカップ４２Ｌ，４２Ｒは、注入工程においてモニタ範囲Ｃ２Ｌ，Ｃ２ＲまでオーバースキャンされるイオンビームＢを測定することができる。注入位置Ｃのｘ方向の位置は、注入範囲Ｃ１と一致する。注入位置Ｃのｙ方向の位置は、イオンビームＢまたはスキャンビームＳＢのｙ方向の位置と一致する。注入位置Ｃのｚ方向の位置は、ウェハ処理面ＷＳのｚ方向の位置と一致する。

センターカップ４４は、注入工程において照射範囲Ｃ３よりも外側の非照射範囲Ｃ４Ｒに待避されている。図示する構成では、駆動部４５が右側に配置され、注入工程において、センターカップ４４が右側の非照射範囲Ｃ４Ｒに待避されている。なお、駆動部４５が左側に配置される構成では、注入工程において、センターカップ４４が左側の非照射範囲Ｃ４Ｌに待避されてもよい。

センターカップ４４は、注入工程の事前に実行される準備工程において、注入範囲Ｃ１に配置され、注入範囲Ｃ１におけるイオンビームＢのビーム電流を測定する。センターカップ４４は、注入範囲Ｃ１においてｘ方向に移動しながらビーム電流を測定し、スキャンビームＳＢのｘ方向のビーム電流密度分布を測定する。

図４は、注入レシピ７０のデータ構造を模式的に示す図である。制御装置６０は、注入レシピにしたがってイオン注入工程を制御する。注入レシピ７０は、基本設定データ７１と、詳細設定データ７２とを含む。基本設定データ７１は、設定が必須となる注入条件を定める。基本設定データ７１は、例えば、１）イオン種、２）ビームエネルギー、３）ビーム電流、４）ビームサイズ、５）ウェハチルト角、６）ウェハツイスト角、および、７）平均ドーズ量の設定データを含む。平均ドーズ量は、ウェハ処理面に注入されるべきドーズ量分布の面内平均値を示す。

詳細設定データ７２は、ウェハ処理面に注入すべきイオンのドーズ量分布を意図的に不均一にする「不均一注入」を実行する場合に設定される。詳細設定データ７２は、ウェハ処理面内における二次元ドーズ量分布を一定値とする「均一注入」を実行する場合には設定されなくてもよい。詳細設定データ７２は、８）二次元ドーズ量分布、および、９）補正データセットを含む。二次元ドーズ量分布は、例えば、不均一注入を実施した場合にウェハ処理面ＷＳ内に実現される二次元不均一ドーズ量分布の実績値である。補正データセットは、ビーム走査部３２による第１方向（ｘ方向）のビームスキャン速度と、プラテン駆動装置５０による第２方向（ｙ方向）のウェハスキャン速度とを可変制御するために用いられる。補正データセットは、二次元不均一ドーズ量分布を実現するための補正関数ファイルおよび相関情報ファイルを含む。

図５（ａ），（ｂ）は、二次元不均一ドーズ量分布７３を模式的に示す図である。図５（ａ）は、円形のウェハ処理面ＷＳ内において不均一に設定される二次元ドーズ量分布を示し、ウェハ処理面ＷＳ内の領域７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄの濃淡によりドーズ量の大きさを示している。図示する例では、第１領域７４ａのドーズ量が最も大きく、第４領域７４ｄのドーズ量が最も小さい。二次元不均一ドーズ量分布７３は、プラテン駆動装置５０に保持されるウェハＷの向きを基準に定められる。具体的には、基本設定データ７１に定められるウェハツイスト角となるようにウェハＷをプラテン駆動装置５０に配置したときのビームスキャン方向（第１方向またはｘ方向）とウェハスキャン方向（第２方向またはｙ方向）を基準に定められる。図示する例では、ウェハＷの中心ＯからアライメントマークＷＭに向かう方向が＋ｙ方向となっているが、アライメントマークＷＭの位置はウェハツイスト角に応じて異なりうる。

図５（ｂ）は、二次元不均一ドーズ量分布７３を定義するための複数の格子点７５を模式的に示す。複数の格子点７５は、例えば、ウェハ処理面ＷＳにおいて等間隔に設定される。二次元不均一ドーズ量分布７３は、例えば、複数の格子点７５のそれぞれの位置座標と、複数の格子点７５のそれぞれにおけるドーズ量とを対応付けるデータにより定義される。例えば、直径３００ｍｍのウェハの場合、ウェハ処理面ＷＳの中心Ｏを原点とする３１×３１の格子点７５が設定され、隣接する格子点７５の間隔ｄ１は１０ｍｍである。複数の格子点７５の間隔ｄ１は、イオンビームＢのビームサイズより小さくなるように設定される。イオンビームＢのビームサイズの一例は２０ｍｍ～３０ｍｍ程度である。

図６は、補正関数ファイル７７および相関情報ファイル７８の一例を示す図である。補正関数ファイル７７は、第１方向（ｘ方向）の一次元不均一ドーズ量分布に基づいて定められる補正関数ｈ（ｘ）を定義する。補正関数ファイル７７は、一つの二次元不均一ドーズ量分布７３に対して複数定義され、図示する例では６個の補正関数ファイル７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄ，７７Ｅ，７７Ｆが定義される。複数の補正関数ファイル７７Ａ～７７Ｆのそれぞれは、補正関数ｈ（ｘ）の形状が互いに異なる。複数の補正関数ファイル７７Ａ～７７Ｆの数は、例えば、一つの二次元不均一ドーズ量分布７３に対して５個～１０個程度定義される。

相関情報ファイル７８は、二次元不均一ドーズ量分布７３と、複数の補正関数ファイル７７とを対応付ける相関情報を定義する。ウェハ処理面ＷＳは、第２方向（ｙ方向）に複数の分割領域７６＿１～７６＿３１（総称して分割領域７６ともいう）に分割され、複数の分割領域７６のそれぞれに複数の補正関数ファイル７７Ａ～７７Ｆのいずれかが対応付けられる。複数の分割領域７６のｙ方向の分割幅ｄ２は、格子点７５の間隔ｄ１と同じであり、例えば１０ｍｍである。複数の分割領域７６のそれぞれのｙ方向の中心位置は、格子点７５の位置に対応しうる。複数の分割領域７６のｙ方向の分割幅ｄ２は、イオンビームのビームサイズ（例えば２０ｍｍ～３０ｍｍ）よりも小さくなるように設定される。

複数の補正関数ファイル７７の個数は、複数の分割領域７６の個数よりも少ない。したがって、少なくとも一つの補正関数ファイル７７は、複数の分割領域７６に対応付けられる。逆の言い方をすれば、複数の分割領域７６に対して一つの補正関数ファイル７７に定められる補正関数ｈ（ｘ）が共通して用いられる。補正関数ｈ（ｘ）は、複数の分割領域７６にて利用可能となるように規格化されており、例えば、補正関数ｈ（ｘ）の最大値、平均値または第１方向における積分値が所定値となるように定義されている。相関情報ファイル７８は、複数の分割領域７６のそれぞれの一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）と、Ｄ（ｘ）に対応する補正関数ｈ（ｘ）との比率を補正係数ｋとして保持する。複数の分割領域７６のそれぞれの一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）は、補正関数ｈ（ｘ）に補正係数ｋを乗じたｋ・ｈ（ｘ）に対応する。補正係数ｋの値は、相対的に高ドーズ量となる分割領域７６において大きくなり、相対的に低ドーズ量となる分割領域７６において小さくなる傾向にある。補正係数ｋは、第２方向（ｙ方向）のウェハスキャン速度を制御するために用いられる。

図７は、相関情報ファイル７８の一例を示すテーブルである。相関情報ファイル７８は、複数の分割領域７６を識別する領域番号「１」～「３１」のそれぞれに対し、ウェハ処理面ＷＳが存在するｘ方向およびｙ方向の範囲と、補正関数ファイル７７を識別する番号Ａ～Ｆと、補正係数ｋの値とを定める。ウェハ処理面ＷＳは円形状であるため、ウェハ処理面ＷＳの中心Ｏから離れるほどウェハ処理面ＷＳが存在するｘ方向の範囲が小さくなる。例えば、領域番号「１」では、ウェハ処理面ＷＳの中心Ｏに対して±２０ｍｍの範囲のみにウェハ処理面ＷＳが存在し、それよりも外側の範囲にはウェハ処理面ＷＳは存在しない。一方、ウェハ処理面ＷＳの中心Ｏに対応する領域番号「１６」では、ウェハ処理面ＷＳの直径に相当する±１５０ｍｍの範囲全体にウェハ処理面ＷＳが存在する。図示する例では、複数の分割領域７６のそれぞれのｙ方向の幅が一定値（１０ｍｍ）であるが、複数の分割領域７６のそれぞれのｙ方向の幅が領域ごとに異なってもよい。

図８は、複数ステップ注入を模式的に示す図である。不均一注入を実施する場合、ウェハＷのアライメントマークＷＭを基準とする二次元不均一ドーズ量分布を固定したまま、ウェハツイスト角を変化させて複数回のイオン注入を実施する「複数ステップ注入」を実施することがある。ウェハツイスト角を変化させると、イオン注入装置１０の座標系を基準とする二次元不均一ドーズ量分布も一緒に回転する。図８は、ウェハツイスト角を９０度ずつ回転させて４回のイオン注入を実施する場合を示している。第１の二次元不均一ドーズ量分布７３ａは、上述の図５（ａ）の二次元不均一ドーズ量分布７３と同じである。第２の二次元不均一ドーズ量分布７３ｂは、第１の二次元不均一ドーズ量分布７３ａを右回りに９０度回転させたものである。同様に、第３の二次元不均一ドーズ量分布７３ｃは、第２の二次元不均一ドーズ量分布７３ｂを右回りに９０度回転させたものであり、第４の二次元不均一ドーズ量分布７３ｄは、第３の二次元不均一ドーズ量分布７３ｃを右回りに９０度回転させたものである。複数ステップ注入における複数の二次元不均一ドーズ量分布７３ａ～７３ｄのそれぞれは、イオン注入装置１０のｘ方向およびｙ方向の座標系から見て異なる形状を有している。そのため、複数ステップ注入では、複数の二次元不均一ドーズ量分布７３ａ～７３ｄのそれぞれについて補正データセットが定められる。４回のステップ注入を実施する場合、注入レシピ７０には４回の注入工程に対応する４個の詳細設定データ７２が含まれる。

図９は、制御装置６０の機能構成を模式的に示すブロック図である。制御装置６０は、注入処理制御部６１と、注入レシピ管理部６５とを備える。注入処理制御部６１は、注入レシピ７０に基づいてイオン注入装置１０の動作を制御し、注入レシピ７０にしたがった注入工程を実現する。注入レシピ管理部６５は、注入工程に用いる注入レシピ７０を管理する。

注入処理制御部６１は、ビーム条件制御部６２、ビームスキャン制御部６３およびプラテン制御部６４を含む。ビーム条件制御部６２は、注入レシピに定められる１）イオン種、２）ビームエネルギー、３）ビーム電流、および、４）ビームサイズを制御する。ビームスキャン制御部６３は、補正関数ファイルにしたがってビームスキャン速度を制御する。プラテン制御部６４は、注入レシピに定められる５）ウェハチルト角、および、６）ウェハツイスト角を制御するとともに、相関情報ファイルにしたがってウェハスキャン速度を制御する。ウェハ処理面ＷＳ内においてイオンビームが照射される第１方向および第２方向のビーム照射位置に応じて、ビームスキャン速度とウェハスキャン速度を適切に制御することで、８）二次元不均一ドーズ量分布が実現される。注入処理制御部６１は、ウェハ処理面ＷＳにイオンビームが照射される注入時間を調整することで、７）平均ドーズ量を制御する。

ビーム条件制御部６２は、イオン生成装置１２のガス種や引出電圧、質量分析部２０の磁場強度などを調整することでイオンビームのイオン種を制御する。ビーム条件制御部６２は、イオン生成装置１２の引出電圧、ビーム平行化部３４の印加電圧、ＡＤコラムの印加電圧、角度エネルギーフィルタ３６の印加電圧などを調整することでイオンビームのビームエネルギーを制御する。ビーム条件制御部６２は、イオン生成装置１２のガス量、アーク電流、アーク電圧、ソースマグネット電流といった各種パラメータや、質量分析スリット２３の開口幅などを調整することでイオンビームのビーム電流を制御する。ビーム条件制御部６２は、ビーム整形部３０に含まれる収束／発散装置の動作パラメータなどを調整することにより、ウェハ処理面ＷＳに入射するイオンビームのビームサイズを制御する。

ビームスキャン制御部６３は、補正関数ファイル７７に基づいてビーム走査部３２の走査電極対に印加する走査電圧を指定するための走査電圧パラメータを生成する。ビーム走査部３２により実現されるビームスキャン速度ｖ_Ｂは、走査電極対に印加される制御電圧Ｖの時間ｔに対する変化率ｄＶ／ｄｔにほぼ比例する。ビームスキャン方向（第１方向またはｘ方向）の一次元ドーズ量分布を均一とする場合、制御電圧の時間変化率ｄＶ／ｄｔが一定となるように走査電圧パラメータが定められる。ビームスキャン方向の（第１方向またはｘ方向）の一次元ドーズ量分布を不均一とする場合、ビームスキャン方向の位置に応じて制御電圧の時間変化率ｄＶ／ｄｔが変化するように走査電圧パラメータが定められる。具体的には、相対的に高ドーズ量とする箇所については、ビームスキャン速度ｖ_Ｂが遅くなるように制御電圧の時間変化率ｄＶ／ｄｔを小さくする。逆に、相対的に低ドーズ量とする箇所については、ビームスキャン速度ｖ_Ｂが速くなるように制御電圧の時間変化率ｄＶ／ｄｔを大きくする。例えば、ｘ方向の位置に応じたビームスキャン速度ｖ_Ｂ（ｘ）は、一次元不均一ドーズ量分布を示す補正関数ｈ（ｘ）の逆数１／ｈ（ｘ）に比例するように設定される。つまり、ビームスキャン速度ｖ_Ｂ（ｘ）は、一次元不均一ドーズ量分布を示す補正関数ｈ（ｘ）に反比例する。

プラテン制御部６４は、相関情報ファイル７８に基づいて往復運動機構５４の往復運動速度、つまり、ウェハスキャン速度ｖ_Ｗを指定するための速度パラメータを生成する。ウェハスキャン方向（第２方向またはｙ方向）のドーズ量分布を均一とする場合、ウェハスキャン速度ｖ_Ｗが一定となるように速度パラメータが定められる。一方、ウェハスキャン方向（第２方向またはｙ方向）のドーズ量分布を不均一とする場合、ウェハスキャン方向の位置に応じてウェハスキャン速度ｖ_Ｗ（ｙ）が変化するように速度パラメータが定められる。具体的には、相対的に高ドーズ量とする箇所についてはウェハスキャン速度ｖ_Ｗ（ｙ）が遅くなり、相対的に低ドーズ量とする箇所についてはウェハスキャン速度ｖ_Ｗ（ｙ）が速くなるように速度パラメータが定められる。例えば、ｙ方向の位置に応じたウェハスキャン速度ｖ_Ｗ（ｙ）は、相関情報ファイル７８に定められる複数の分割領域７６のそれぞれの補正係数ｋの逆数１／ｋに比例するように設定される。つまり、ｙ方向の位置に応じたウェハスキャン速度ｖ_Ｗ（ｙ）は、ｙ方向の位置に応じた補正係数ｋに反比例する。

注入レシピ管理部６５は、記憶部６６、検索部６７、新規作成部６８およびシミュレーション部６９を含む。記憶部６６は、過去の注入工程で使用した注入レシピを記憶する。記憶部６６は、例えば、制御装置６０に内蔵されるメモリやハードディスクなどの内部記憶装置である。記憶部６６は、制御装置６０の外部に設けられるサーバなどの外部記憶装置に記憶される注入レシピを読み出し、一時的に注入レシピを記憶するよう構成されてもよい。

検索部６７は、ユーザが指定する注入レシピに類似する注入レシピを記憶部６６に記憶される注入レシピの中から検索する。検索部６７は、これから実施しようとする注入工程の各種条件を指定する注入レシピに類似する注入レシピを検索することで、過去の注入レシピの中から流用可能な注入レシピを特定する。過去の注入レシピを流用することで、注入レシピの新規作成に必要な手間を省くことができる。

新規作成部６８は、検索部６７の検索によって類似する注入レシピが見つからなかった場合に、ユーザが指定する注入条件を実現するための新たな注入レシピを作成する。シミュレーション部６９は、新規作成部６８が作成する新たな注入レシピにしたがった注入工程をシミュレーションすることで、ユーザが指定する注入条件を実現できるか否かを検証する。新規作成部６８は、シミュレーション部６９のシミュレーション結果に基づいて注入レシピを修正することにより、所望の注入条件を高精度で実現しうる注入レシピを作成する。

記憶部６６は、不均一注入を実施するための注入レシピとして、二次元不均一ドーズ量分布の目標値と実績値の双方を含む注入レシピを記憶してもよい。二次元不均一ドーズ量分布の目標値は、ユーザにより指定される二次元不均一ドーズ量分布であり、補正データセットを作成するための元となる二次元不均一ドーズ量分布である。二次元不均一ドーズ量分布の実績値は、注入レシピに含まれる補正データセットにしたがってウェハ処理面ＷＳにイオンを注入したときにウェハ処理面ＷＳ内において実際に実現される二次元不均一ドーズ量分布である。二次元不均一ドーズ量分布の実績値は、例えば、イオン注入後のウェハ処理面ＷＳにおけるドーズ量の面内分布を測定することにより得られる実測値である。

記憶部６６は、二次元不均一ドーズ量分布の実績値として、補正データセットにしたがった不均一注入をシミュレーションしたときのウェハ処理面ＷＳ内におけるドーズ量の推定値を記憶してもよい。不均一注入のシミュレーションは、例えば、シミュレーション部６９により実行される。シミュレーション部６９は、補正データセットにしたがってビーム走査部３２およびプラテン駆動装置５０を動作させたときの不均一注入をシミュレーションし、ウェハ処理面ＷＳ内に注入されるイオンの二次元ドーズ量分布を推定する。

記憶部６６は、イオン注入装置１０において使用実績のある注入レシピのみを記憶してもよい。記憶部６６は、イオン注入装置１０において使用実績のない注入レシピを記憶してもよい。記憶部６６は、実際のイオン注入処理に使用されていないが、新規作成部６８により新規作成され、シミュレーション部６９によりシミュレーションが実行されただけの注入レシピを記憶してもよい。記憶部６６は、他のイオン注入装置にて使用実績のある注入レシピを記憶してもよいし、他のイオン注入装置にて新規作成され、シミュレーションされた注入レシピを記憶してもよい。

検索部６７は、不均一注入を実施するための二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得した場合、取得した目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを過去の注入レシピの中から特定する。検索部６７は、例えば、記憶部６６に記憶されている注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布の実績値を検索し、新たな目標値に類似する実績値を特定する。検索部６７は、注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布のシミュレーションによる推定値を検索対象としてもよいし、注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布の目標値を検索対象としてもよい。

検索部６７は、図５（ｂ）に示したような複数の格子点７５のそれぞれにおけるドーズ量を比較することで、二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価する。検索部６７は、例えば、複数の格子点７５のドーズ量の差の標準偏差が所定の基準値以下である場合に比較した二次元不均一ドーズ量分布が類似すると判定する。検索部６７は、他の手法に基づいて二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価してもよく、コサイン類似度、ピアソン相関などの相関係数や、ユークリッド距離、マハラノビス距離、チェビシェフ距離などの距離計量（distance metric）を用いてもよい。

検索部６７は、類似する二次元不均一ドーズ量分布を検索する前の準備処理として、新たに取得した二次元不均一ドーズ量分布の目標値を比較可能なデータ形式に変換してもよい。検索部６７は、新たに取得した二次元不均一ドーズ量分布の目標値が図５（ｂ）に示したような複数の格子点７５におけるドーズ量を定めるデータ形式ではない場合、複数の格子点７５におけるドーズ量を定めるデータ形式に変換してもよい。

検索部６７は、注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布以外の注入条件を検索条件として使用してもよい。例えば、注入レシピに定められる１）イオン種、２）ビームエネルギー、３）ビーム電流、４）ビームサイズといったビーム条件の少なくとも一つが一致または類似する注入レシピを特定するようにしてもよい。この場合、二次元不均一ドーズ量分布の新たな目標値とともにビーム条件の少なくとも一つを取得し、取得した少なくとも一つのビーム条件に対応する注入レシピの中から目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定してもよい。

検索部６７は、新たに取得した二次元不均一ドーズ量分布の目標値に基づいて、ビーム条件の少なくとも一つを決定してもよい。例えば、検索部６７は、二次元不均一ドーズ量分布の目標値を実現するために必要となるビーム電流やビームサイズの制約条件を決定してもよい。検索部６７は、決定した少なくとも一つのビーム条件に一致または類似する注入レシピの中から目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定してもよい。

検索部６７は、検索結果をディスプレイに表示してもよい。検索部６７は、新たに取得した二次元不均一ドーズ量の目標値を示す第１マップと、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を示す第２マップとをディスプレイに表示し、第１マップと第２マップをユーザが比較検証できるようにしてもよい。検索部６７は、第１マップと第２マップの差を示す差分マップを生成してディスプレイに表示してもよい。検索部６７は、第１マップと第２マップの類似度を評価する指標をディスプレイに表示してもよく、標準偏差や相関係数、距離計量などの類似性の指標を示す値をディスプレイに表示してもよい。

検索部６７は、新たに取得した目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを複数特定してもよい。検索部６７は、特定した複数の注入レシピをディスプレイに表示し、表示された注入レシピのいずれかをユーザが選択できるようにしてもよい。検索部６７は、特定した複数の注入レシピを類似度の大きさ順に並び替えて表示してもよい。

新規作成部６８は、新たに取得した目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現するための補正データセットを自動作成する。新規作成部６８は、目標値とする二次元不均一ドーズ量分布をｙ方向に分割し、複数の分割領域のそれぞれにおける一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）に変換する。新規作成部６８は、複数の分割領域のそれぞれにおける一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）を規格化して複数の初期関数ｆ（ｘ）を生成する。新規作成部６８は、複数の初期関数のうち互いに類似する関数を初期集約し、複数の初期関数の個数よりも少ない個数の複数の集約関数ｇ（ｘ）を生成する。シミュレーション部６９は、生成された複数の集約関数ｇ（ｘ）に基づくイオン注入をシミュレーションし、ウェハ処理面ＷＳ内における二次元不均一ドーズ量分布の推定値を算出する。新規作成部６８は、算出された推定値が目標値に類似するように複数の集約関数ｇ（ｘ）を修正することで、複数の補正関数ｈ（ｘ）を生成する。

図１０は、複数の一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）の一例を示す図である。図６と同様に、ウェハ処理面ＷＳがｙ方向に分割されて複数の分割領域８６が設定される。ウェハ処理面ＷＳ内の目標値となる二次元不均一ドーズ量分布８３は、複数の分割領域８６のそれぞれにおける一次元ドーズ量分布Ｄ（ｘ）に変換される。複数の分割領域８６のそれぞれに設定される一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）は、ウェハ処理面ＷＳ内において第２方向（ｙ方向）に異なる複数の位置における第１方向（ｘ方向）の一次元ドーズ量分布を示す。

図１０では、ウェハ処理面ＷＳを３１個の分割領域８６に分割するとともに、１番目の分割領域８６ａ、４番目の分割領域８６ｂ、８番目の分割領域８６ｃ、１２番目の分割領域８６ｄ、１６番目の分割領域８６ｅ、２０番目の分割領域８６ｆにおける一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）を例示している。図示する例では、３１個の分割領域８６に対応して３１個の一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）が生成される。複数の分割領域８６の分割幅ｄ３は、イオンビームＢのビームサイズよりも小さくなるように設定され、例えば１０ｍｍに設定される。

複数の分割領域８６のそれぞれには、ウェハ処理面ＷＳが位置する注入範囲８１が設定される。注入範囲８１は、図７の相関情報ファイルに設定されるＸ範囲と同等である。複数の分割領域８６のそれぞれには、ウェハ処理面ＷＳが位置しない非注入範囲８２が設定されうる。非注入範囲８２は、注入範囲８１の外側の範囲であり、 図７の相関情報ファイルに設定されるＸ範囲以外の範囲である。注入範囲８１および非注入範囲８２は、ウェハ処理面ＷＳ内の第２方向（ｙ方向）の位置におけるウェハ処理面ＷＳの第１方向（ｘ方向）大きさに応じて異なりうる。なお、分割領域８６の全体が注入範囲８１となる場合、その分割領域８６には非注入範囲８２が設定されなくてもよい。図１０の例では、分割領域８６ｄ～８６ｆにおいて注入範囲８１のみが設定され、非注入範囲８２が設定されていない。一方、分割領域８６ａ～８６ｃにおいては、注入範囲８１および非注入範囲８２の双方が設定されている。

図１１は、規格化された複数の初期関数ｆ（ｘ）の一例を示す図である。複数の初期関数ｆ（ｘ）は、複数の分割領域８６のそれぞれについて生成され、複数の一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）を規格化することにより生成される。例えば、３１個の分割領域８６に対応して３１個の初期関数ｆ（ｘ）が生成される。図１１では、図１０と同じ６個の分割領域８６ａ～８６ｆにおいて生成される初期関数ｆ（ｘ）を示している。

初期関数ｆ（ｘ）は、元となる一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）に比例する関数である。一次元不均一ドーズ量分布Ｄ（ｘ）と初期関数ｆ（ｘ）の比例係数は、上述の補正係数ｋに相当し、Ｄ（ｘ）＝ｋ・ｆ（ｘ）の関係性が成立する。補正係数ｋの値は、複数の分割領域８６のそれぞれについて異なりうる。補正係数ｋの値は、初期関数ｆ（ｘ）の生成時に決定される。

初期関数ｆ（ｘ）は、初期関数ｆ（ｘ）の最大値、平均値または初期関数ｆ（ｘ）を第１方向（ｘ方向）に積分した積分値が所定値となるように設定される。初期関数ｆ（ｘ）は、例えば、注入範囲８１における初期関数ｆ（ｘ）の平均値が所定値ｆ_０となるように定められる。例えば、注入範囲８１の範囲を（ｘ_１≦ｘ≦ｘ_２）とすると、注入範囲８１における初期関数の積分値∫ｆ（ｘ）ｄｘがｆ_０・（ｘ_２－ｘ_１）の値に等しくなるように初期関数ｆ（ｘ）が設定される。つまり、次式（１）が成立するように初期関数ｆ（ｘ）が設定される。

つづいて、複数の初期関数ｆ（ｘ）のうち互いに類似する関数を集約し、複数の初期関数ｆ（ｘ）の個数よりも少ない個数の複数の集約関数ｇ（ｘ）を生成する。一例を挙げれば、３１個の初期関数ｆ（ｘ）を集約することで、５個～１０個程度の集約関数ｇ（ｘ）を生成する。新規作成部６８は、集約対象とする初期関数ｆ（ｘ）をリストアップした関数リストを作成し、関数リストに含まれる複数の関数のうち最も類似性の高い二つの関数ｆ_Ａ（ｘ）およびｆ_Ｂ（ｘ）を選択する。新規作成部６８は、選択した二つの関数ｆ_Ａ（ｘ）およびｆ_Ｂ（ｘ）を平均化することで新たな関数（集約関数ｇ（ｘ）ともいう）を生成する。新規作成部６８は、選択した二つの関数ｆ_Ａ（ｘ）およびｆ_Ｂ（ｘ）を関数リストから削除し、新たに生成した集約関数ｇ（ｘ）を関数リストに登録する。これにより、関数リストに登録される関数の個数が一つ減少する。

新規作成部６８は、関数リストに含まれる関数の集約を繰り返し実行することで、関数リストに登録される関数の個数を減らしていく。２回目以降の集約処理では、初期関数ｆ（ｘ）と初期関数ｆ（ｘ）を集約する場合、初期関数ｆ（ｘ）と集約関数ｇ（ｘ）を集約する場合、集約関数ｇ（ｘ）と集約関数ｇ（ｘ）を集約する場合がありうる。集約処理は所定条件を満たすまで繰り返される。集約処理は、例えば、関数リストに含まれる関数の個数が所定数以下（例えば１０個）となるまで、または、互いに類似する関数が関数リストに含まれなくなるまで実行される。最終的な関数リストには、複数の集約関数ｇ（ｘ）が含まれる。最終的な関数リストには、１度も集約処理がなされてない初期関数ｆ（ｘ）が含まれることもある。最終的に残る関数の個数は、初期関数の個数の半分以下であってもよい。

新規作成部６８は、関数リストに含まれる複数の関数のうち任意の二つの関数の類似性を示す指標を計算し、類似性が最も高くなる二つの関数の組み合わせを特定する。新規作成部６８は、任意の二つの関数ｆ_１（ｘ）およびｆ_２（ｘ）の差ｆ_１（ｘ）－ｆ_２（ｘ）の標準偏差に基づいて類似性を評価してもよいし、二つの関数ｆ_１（ｘ）およびｆ_２（ｘ）の距離計量αに基づいて類似性を評価してもよい。距離計量αは、例えば次式（２）で表される。

図１２は、集約前および集約後の関数の一例を示す図であり、集約前の二つの初期関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）と、集約後の集約関数ｇ（ｘ）とを示している。新規作成部６８は、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の類似性を評価する場合、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１が重なる範囲の関数形状に基づいて類似性を評価してもよい。図示されるように、第１関数ｆ_１（ｘ）の注入範囲８１（ｘ_１１≦ｘ≦ｘ_１２）よりも第２関数ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１（ｘ_２１≦ｘ≦ｘ_２２）が小さい場合、つまり、ｘ_１１＜ｘ_２１かつｘ_２２＜ｘ_１２である場合、第２関数ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１（ｘ_２１≦ｘ≦ｘ_２２）において二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の類似性を評価してもよい。具体的には、二つの関数ｆ_１（ｘ）およびｆ_２（ｘ）の距離関数αを第２関数ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１（ｘ_２１≦ｘ≦ｘ_２２）において計算し、算出された値に基づいて二つの関数ｆ_１（ｘ）およびｆ_２（ｘ）の類似性を評価してもよい。

新規作成部６８は、類似する二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）を集約する場合、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１が重なる範囲については両者を平均化し、注入範囲８１が重ならない範囲については一方の関数の値のみを採用してもよい。図示されるように、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１が重なる範囲（ｘ_２１≦ｘ≦ｘ_２２）については、集約関数ｇ（ｘ）の値を二つの関数の平均値［ｆ_１（ｘ）＋ｆ_２（ｘ）］／２とする。一方、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の注入範囲８１が重ならない範囲、より具体的には第１関数ｆ_１（ｘ）の注入範囲８１であって第２関数ｆ_２（ｘ）の非注入範囲８２（つまり、ｘ_１１≦ｘ＜ｘ_２１、ｘ_２２＜ｘ≦ｘ_１２）については、集約関数ｇ（ｘ）の値を第１関数ｆ_１（ｘ）の値とする。このようにして、二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）を集約して集約関数ｇ（ｘ）が算出される。

集約関数ｇ（ｘ）においても注入範囲８１が設定される。集約関数ｇ（ｘ）の注入範囲８１は、元の二つの関数ｆ_１（ｘ），ｆ_２（ｘ）の少なくとも一方において注入範囲８１に設定される範囲である。図１２に示される例では、第１関数ｆ_１（ｘ）の注入範囲８１（ｘ_１１≦ｘ≦ｘ_１２）が集約関数ｇ（ｘ）の注入範囲８１となる。集約関数ｇ（ｘ）におおける注入範囲８１の外側は、非注入範囲８２として設定されうる。集約関数ｇ（ｘ）の全体が注入範囲８１となる場合、集約関数ｇ（ｘ）に対して非注入範囲８２が設定されなくてもよい。

集約関数ｇ（ｘ）には、集約数ｎが設定される。集約数ｎは、集約関数ｇ（ｘ）を生成するための元となった初期関数ｆ（ｘ）の個数に相当する。例えば、二つの初期関数ｆ（ｘ）を集約して集約関数ｇ（ｘ）を生成した場合には、集約数はｎ＝２となる。初期関数ｆ（ｘ）の集約数はｎ＝１であり、集約関数ｇ（ｘ）の集約数は、集約した二つの関数の集約数の和となる。例えば、集約数ｎ_１の第１集約関数ｇ_１（ｘ）と集約数ｎ_２の第２集約関数ｇ_２（ｘ）を集約して第３集約関数ｇ_３（ｘ）を生成した場合、第３集約関数ｇ_３（ｘ）の集約数ｎ_３は、ｎ_３＝ｎ_１＋ｎ_２となる。

集約数ｎは、集約対象となる二つの関数の類似性を評価する際や、二つの関数を平均化して集約する際の重み付けに用いられてもよい。例えば、集約数ｎ_１の第１集約関数ｇ_１（ｘ）と集約数ｎ_２の第２集約関数ｇ_２（ｘ）を集約して第３集約関数ｇ_３（ｘ）を生成する場合には、ｇ_３（ｘ）＝｛ｎ_１・ｇ_１（ｘ）＋ｎ_２・ｇ_２（ｘ）｝／（ｎ_１＋ｎ_２）とすることができる。

新規作成部６８は、複数の初期関数ｆ（ｘ）を集約していく過程で、関数リストに登録される複数の関数と、複数の分割領域８６とを対応付ける相関情報ファイルを生成する。集約処理を実行する前の相関情報ファイルは、複数の分割領域８６のそれぞれに対応する初期関数ｆ（ｘ）を紐付けている。新規作成部６８は、集約処理を実行すると、集約前の二つの関数が紐付けられていたそれぞれの分割領域に対して集約後の集約関数を紐付ける。集約処理の実行時に相関情報ファイルを更新していくことで、複数の分割領域８６のそれぞれに対して集約完了後の複数の集約関数のいずれかが紐付けられる。

シミュレーション部６９は、作成された集約関数および相関情報に基づくイオン注入をシミュレーションし、ウェハ処理面ＷＳ内における二次元不均一ドーズ量分布の推定値を算出する。シミュレーション部６９は、集約関数ｇ（ｘ）に基づいてビーム走査部３２を動作させたときの注入位置Ｃにおける第１方向（ｘ方向）のビーム電流密度分布を推定する。シミュレーション部６９は、ビーム走査部３２の応答特性を考慮してビーム電流密度分布を推定する。シミュレーション部６９は、例えば、集約関数ｇ（ｘ）に基づいてビーム走査部３２に指令する走査電圧パラメータを生成し、ビーム走査部３２の応答を模擬したシミュレータに走査電圧パラメータを入力し、スキャンビームＳＢの第１方向（ｘ方向）のビームスキャン速度分布ｖ_Ｂ（ｘ）を出力として得る。シミュレーション部６９は、イオンビームのビーム電流Ｉを走査速度分布ｖ_Ｂ（ｘ）で除算することにより、ビーム電流密度分布を反映した値であるＩ／ｖ_Ｂ（ｘ）を算出する。シミュレーションを実施する際には、第１方向（ｘ方向）のビームサイズを参照することで、より実際の注入に近い状態を模したＩ／ｖ_Ｂ（ｘ）を算出してもよい。

シミュレーション部６９は、複数の集約関数のそれぞれについてビーム電流密度分布の推定値を算出する。シミュレーション部６９は、相関情報に定められる複数の分割領域８６のそれぞれにおける補正係数ｋに基づいて第２方向（ｙ方向）のウェハスキャン速度分布ｖ_Ｗ（ｙ）を算出する。シミュレーション部６９は、ビーム電流密度分布Ｉ／ｖ_Ｂ（ｘ）と、ウェハスキャン速度分布ｖ_Ｗ（ｙ）とを組み合わせることにより、ウェハ処理面ＷＳ内の特定の位置座標（ｘ，ｙ）に入射するイオンビームのビーム電流密度分布を反映した値であるＩ／（ｖ_Ｂ（ｘ）・ｖ_Ｗ（ｙ））を算出する。シミュレーション部６９は、複数の格子点７５のそれぞれにおけるビーム電流密度を計算することで、ウェハ処理面ＷＳ内における二次元不均一ドーズ量分布の推定値を算出する。シミュレーションを実施する際には、第２方向（ｙ方向）のビームサイズを参照することで、より実際の注入に近い状態を模したＩ／（ｖ_Ｂ（ｘ）・ｖ_Ｗ（ｙ））を算出してもよい。

シミュレーション部６９は、シミュレーションした二次元不均一ドーズ量分布の推定値と、集約関数および相関情報の生成の元にした二次元不均一ドーズ量分布の目標値を比較し、両者の類似性を評価する。シミュレーション部６９は、検索部６７と同様の手法で二次元不均一ドーズ量分布の推定値と目標値の類似性を評価してもよい。新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の推定値と目標値が類似していれば、作成した集約関数および相関情報を補正データセットとして注入レシピに登録する。作成された複数の集約関数ｇ（ｘ）のそれぞれは補正関数ｈ（ｘ）として注入レシピに登録される。一方、新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の推定値と目標値が類似していなければ、作成した集約関数および相関情報を修正する。

新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の目標値を変更して集約関数および相関情報を再作成することにより、集約関数および相関情報を修正してもよい。二次元不均一ドーズ量分布の当初目標値をＤ_Ｔ（ｘ，ｙ）とし、シミュレーションにより得られた二次元不均一ドーズ量分布の推定値をＤ_Ｓ（ｘ，ｙ）とする。推定値Ｄ_Ｓ（ｘ，ｙ）が当初目標値Ｄ_Ｔ（ｘ，ｙ）に類似していない場合、両者の差分値ΔＤ（ｘ，ｙ）＝Ｄ_Ｔ（ｘ，ｙ）－Ｄ_Ｓ（ｘ，ｙ）を当初目標値に加算した合計値Ｄ_Ｎ（ｘ，ｙ）＝Ｄ_Ｔ（ｘ，ｙ）＋ｍ・ΔＤ（ｘ，ｙ）（ｍ＞０）を新たな目標値として集約関数および相関情報を再作成する。差分値ΔＤの重み付けを調整する係数ｍは、ｍ＝１であってもよいし、ｍ＜１であってもよいし、ｍ＞１であってもよい。集約関数および相関情報の再作成方法は、上述した当初目標値に基づく集約関数および相関情報の作成方法と同じである。

シミュレーション部６９は、再作成した集約関数および相関情報にしたがってイオン注入をシミュレーションして二次元不均一ドーズ量分布の新たな推定値を算出する。シミュレーション部６９は、算出した二次元不均一ドーズ量分布の新たな推定値を当初目標値と比較し、両者の類似性を評価する。新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の新たな推定値と当初目標値が類似していれば、再作成した集約関数および相関情報を補正データセットとして注入レシピに登録する。再作成された複数の集約関数ｇ（ｘ）のそれぞれは補正関数ｈ（ｘ）として注入レシピに登録される。一方、新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の推定値と目標値が類似していなければ、集約関数および相関情報を再作成する。

新規作成部６８は、当初目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現する補正データセットが見つかるまで集約関数および相関情報の再作成を繰り返してもよい。新規作成部６８は、再作成回数が所定数に達した場合に再作成を中止してアラートを出力し、補正データセットの自動作成ができない旨をユーザに通知してもよい。

新規作成部６８は、集約関数および相関情報の再作成を繰り返し、複数作成された集約関数および相関情報の中で当初目標値に最も類似する推定値に対応する集約関数および相関情報を補正データセットとして登録してもよい。この場合、当初目標値に最も類似する推定値に対応する複数の集約関数ｇ（ｘ）のそれぞれが補正関数ｈ（ｘ）として注入レシピに登録される。

新規作成部６８は、自動作成した集約関数ｇ（ｘ）を補正関数ｈ（ｘ）として注入レシピに登録する前に、集約関数ｇ（ｘ）に平滑化処理を施してもよい。新規作成部６８は、集約関数ｇ（ｘ）に対して平滑化処理を施した関数を補正関数ｈ（ｘ）として注入レシピに登録してもよい。平滑化処理は、関数の第１方向（ｘ方向）の変化率が相対的に小さくなるように実行される。新規作成部６８は、任意の平滑化フィルタを適用することで集約関数の平滑化処理を実行してもよく、例えば移動平均フィルタや加重平均フィルタなどを集約関数に適用してもよい。集約関数ｇ（ｘ）に施される平滑化処理は、シミュレーション部６９が集約関数ｇ（ｘ）および相関情報に基づくシミュレーションを実施する前に行われてもよい。つまり、平滑化処理を施した補正関数ｈ（ｘ）および相関情報に基づいてシミュレーション部６９によるシミュレーションが行われてもよい。

新規作成部６８は、関数の第１方向の変化率が所定値よりも小さくなるまで平滑化処理を繰り返してもよい。新規作成部６８は、ビーム走査部３２の応答特性に応じて平滑化処理を繰り返してもよい。例えば、ビーム走査部３２の制御電圧の時間変化率ｄＶ／ｄｔに上限値が設定されている場合、集約関数の第１方向の変化率が電圧変化率の上限値に対応する変化率を超えないように集約関数が平滑化される。

新規作成部６８は、二次元不均一ドーズ量分布の目標値を実現するための複数の集約関数のうち、少なくとも一つの集約関数に対して平滑化処理を施してもよいし、全ての集約関数に対して平滑化処理を施してもよい。複数の集約関数のそれぞれの関数形状に応じて、複数の集約関数のそれぞれに対する平滑化処理の処理内容や処理回数を関数ごとに異ならせてもよい。新規作成部６８は、複数の集約関数のそれぞれに対して同一の平滑化処理を施してもよい。

新規作成部６８は、集約関数に基づいてイオンビームを往復スキャンさせたときに実際に測定される第１方向（ｘ方向）のビーム電流密度分布に応じて、集約関数に平滑化処理を施してもよい。新規作成部６８は、集約関数に基づいてイオンビームを往復スキャンさせたときのビーム電流密度分布の測定値が集約関数に類似する形状であるかを確認する。新規作成部６８は、ビーム電流密度分布の測定値が集約関数に類似する形状ではない場合、集約関数を平滑化して補正関数を生成してもよい。新規作成部６８は、平滑化された補正関数に基づいてイオンビームを往復スキャンさせたときのビーム電流密度分布の測定値が補正関数に類似する形状であるかを確認してもよい。新規作成部６８は、ビーム電流密度分布の測定値が補正関数に類似する形状ではない場合、補正関数をさらに平滑化してもよい。

図１３は、実施の形態に係るイオン注入方法の流れを示すフローチャートである。制御装置６０は、二次元不均一ドーズ量分布の新たな目標値を取得し（Ｓ１０）、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを検索する（Ｓ１２）。目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピがあれば（Ｓ１４のＹ）、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現する補正データセットを取得する（Ｓ１６）。目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピがなければ（Ｓ１４のＮ）、目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を実現する補正データセットを作成する（Ｓ１８）。

制御装置６０は、補正データセットにしたがってイオンビームをスキャンし、スキャンされるイオンビームのビーム電流密度分布の測定値を取得する（Ｓ２０）。ビーム電流密度分布の測定値が目標値とする二次元不均一ドーズ量分布に対応していれば（Ｓ２２のＹ）、補正データセットにしたがってウェハにイオンを注入する（Ｓ２４）。ビーム電流密度分布の測定値が目標値とする二次元不均一ドーズ量分布に対応しておらず（Ｓ２２のＮ）、ビーム調整可能であれば（Ｓ２６のＹ）、ビームを調整し（Ｓ３０）、Ｓ２０～Ｓ２２の処理を繰り返す。制御装置６０は、Ｓ３０において、例えば、ビームサイズが小さくなるようにビーム調整したり、ビーム電流が小さくなるようにビーム調整したりすることができる。制御装置６０は、Ｓ２６においてビーム調整が不可であれば（Ｓ２６のＮ）、アラートを出力する（Ｓ２８）。

図１４は、Ｓ１８のデータセットの作成処理の流れを示すフローチャートである。制御装置６０は、目標値とする二次元不均一ドーズ量分布を第２方向（ｙ方向）に分割し、複数の第１方向（ｘ方向）の一次元ドーズ量分布Ｄ（ｘ）を生成する（Ｓ３０）。制御装置６０は、複数の一次元ドーズ量分布Ｄ（ｘ）を規格化して複数の初期関数ｆ（ｘ）を生成する（Ｓ３２）。制御装置６０は、互いに類似する初期関数ｆ（ｘ）を集約して複数の集約関数ｇ（ｘ）を生成する（Ｓ３４）。制御装置６０は、複数の集約関数ｇ（ｘ）と相関情報に基づくイオン注入をシミュレーションして二次元不均一ドーズ量分布の推定値Ｄ_Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する（Ｓ３６）。算出した推定値Ｄ_Ｓ（ｘ，ｙ）が当初目標値Ｄ_Ｔ（ｘ，ｙ）に類似していれば（Ｓ３８のＹ）、複数の集約関数ｇ（ｘ）を平滑化して複数の補正関数ｈ（ｘ）を生成し、補正データセットを決定する（Ｓ４０）。算出した推定値Ｄ_Ｓ（ｘ，ｙ）が当初目標値Ｄ_Ｔ（ｘ，ｙ）に類似していなければ（Ｓ３８のＮ）、目標値と推定値の差分値ΔＤ（ｘ，ｙ）を目標値に加算した合計値Ｄ_Ｎ（ｘ，ｙ）を新たな目標値に設定し（Ｓ４２）、Ｓ３０～Ｓ３８の処理を繰り返す。

制御装置６０は、同一ロットに含まれる複数のウェハに対してまとめて図１３および図１４に示される方法を適用してもよい。これにより、ロットごとに異なる目標値となる二次元不均一ドーズ量分布を実現するイオン注入処理を実行できる。ロットごとに目標値を異ならせる場合であっても、過去の注入レシピの中から類似するレシピを特定することで、注入レシピを新規作成する手間を省くことができる。また、過去の注入レシピの中に類似するレシピがない場合であっても、補正データセットを自動作成できるため、補正データセットをマニュアルで作成する手間を省くことができる。これにより、ロットごとに最適な二次元不均一ドーズ量分布が実現されるように不均一注入を実施する場合であっても、不均一注入の準備作業にかかる工数を低減することができ、イオン注入装置１０の生産性を向上させることができる。

制御装置６０は、同一ロットに含まれる複数のウェハのそれぞれに対して個別に図１３および図１４に示される方法を適用してもよい。これにより、ウェハごとに異なる目標値となる二次元不均一ドーズ量分布を実現するイオン注入処理を実行できる。ウェハごとに目標値を変える場合には、ロットごとに目標値を変える場合に比べて注入レシピを用意する準備作業にかかる工数が大幅に増加しうる。しかしながら、本実施の形態によれば、補正データセットの特定または新規作成が自動化されているため、ウェハごとに必要とされる不均一注入の準備作業にかかる工数を大幅に低減できる。これにより、イオン注入装置１０の生産性を向上させることができる。

本実施の形態によれば、ロット単位またはウェハ単位で最適な不均一注入を実現することが容易となるため、イオン注入工程以外の製造工程にて生じる特性のばらつきを不均一注入によって適切に補正することが容易となる。これにより、イオン注入装置１０の生産性を過度に低下させることなく、半導体デバイスの歩留まりの改善に大きく貢献できる。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれ得る。

本実施の形態のある態様は以下の通りである。
（項１－１）
イオンビームを生成するビーム生成装置と、
前記イオンビームを第１方向に往復スキャンさせるビームスキャナと、
前記往復スキャンされるイオンビームがウェハ処理面に照射されるようにウェハを保持しながら、前記第１方向と直交する第２方向に前記ウェハを往復スキャンさせるプラテン駆動装置と、
前記ウェハ処理面に所望の二次元不均一ドーズ量分布のイオンが注入されるように、前記ウェハ処理面内において前記イオンビームが照射される前記第１方向および前記第２方向のビーム照射位置に応じて、前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、複数の注入レシピを保持し、前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布と、前記ウェハ処理面内において前記第２方向に異なる複数の位置における前記第１方向の複数の一次元ドーズ量分布に基づいて定められる複数の補正関数と、前記二次元不均一ドーズ量分布と前記複数の補正関数とを対応付ける相関情報とを含み、
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得した場合、前記目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定し、
前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とするイオン注入装置。
（項１－２）
前記複数の注入レシピのそれぞれに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記ウェハ処理面内における複数の格子点の位置とドーズ量を対応付けるデータにより定義され、
前記制御装置は、前記複数の格子点のそれぞれのドーズ量を比較して前記二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価することを特徴とする項１－１に記載のイオン注入装置。
（項１－３）
前記制御装置は、前記複数の格子点のドーズ量の差の標準偏差に基づいて前記類似性を評価することを特徴とする項１－２に記載のイオン注入装置。
（項１－４）
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を前記複数の格子点の位置とドーズ量を対応付けるデータに変換し、前記二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価することを特徴とする項１－２または項１－３に記載のイオン注入装置。
（項１－５）
前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム電流およびビームサイズを定めるビーム条件をさらに含み、
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値とともに前記ビーム条件の少なくとも一部を取得し、前記複数の注入レシピのうち、前記取得した少なくとも一部のビーム条件に対応する注入レシピの中から、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定することを特徴とする項１－１から項１－４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－６）
前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム電流およびビームサイズを定めるビーム条件をさらに含み、
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に基づいて前記ビーム条件の少なくとも一部を決定し、前記複数の注入レシピのうち、前記決定した少なくとも一部のビーム条件に対応する注入レシピの中から、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定することを特徴とする項１－１から項１－５のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－７）
前記イオン注入装置は、イオン注入時に前記ウェハ処理面が位置する注入位置において前記イオンビームの前記第１方向のビーム電流密度分布を測定可能なビーム測定装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ウェハ処理面にイオンを注入する前に、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数のそれぞれに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置により測定される複数のビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状であるかを確認することを特徴とする項１－１から項１－６のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－８）
前記イオンビームのビームサイズを調整するための収束／発散装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数の少なくとも一つに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置に測定される少なくとも一つのビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状ではない場合、前記イオンビームのビームサイズが小さくなるように前記収束／発散装置のパラメータを調整することを特徴とする項１－７に記載のイオン注入装置。
（項１－９）
前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数の少なくとも一つに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置に測定される少なくとも一つのビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状ではない場合、前記イオンビームのビーム電流が小さくなるように前記ビーム生成装置のパラメータを調整することを特徴とする項１－７または項１－８に記載のイオン注入装置。
（項１－１０）
前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記イオン注入装置が前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがってイオンを注入したときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の実測値に基づくことを特徴とする項１－１から項１－９のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１１）
前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記イオン注入装置とは別のイオン注入装置が前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがってイオンを注入したときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の実測値に基づくことを特徴とする項１－１から項１－１０のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１２）
前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがったイオン注入をシミュレーションしたときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の推定値に基づくことを特徴とする項１－１から項１－１１のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１３）
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を示す第１マップ、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を示す第２マップ、および、前記第１マップと前記第２マップの差を示す差分マップの少なくとも一つをディスプレイに表示させることを特徴とする項１－１から項１－１２のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１４）
前記制御装置は、前記複数の注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布のいずれも前記目標値に類似しない場合、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を実現するための前記複数の補正関数および前記相関情報を新規作成することを特徴とする項１－１から項１－１３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１５）
前記制御装置は、同一ロットに含まれる複数のウェハのそれぞれに設定される前記二次元不均一ドーズ量分布の複数の目標値を新たに取得した場合、前記複数の目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定し、
前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記複数のウェハのそれぞれのウェハ処理面に前記複数の目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とする項１－１から項１－１４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１６）
前記制御装置は、同一ロットに含まれる複数のウェハのそれぞれに設定される前記二次元不均一ドーズ量分布の複数の目標値を新たに取得した場合、前記複数の目標値のそれぞれに類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から前記複数のウェハのそれぞれについて特定し、
前記制御装置は、前記複数のウェハのそれぞれについて特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記複数のウェハのそれぞれのウェハ処理面に前記複数の目標値のそれぞれに類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とする項１－１から項１－１４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項１－１７）
項１－１から項１－１６のいずれか一項に記載のイオン注入装置を用いるイオン注入方法であって、
前記ウェハ処理面内における前記二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得することと、
前記目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定することと、
前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。

本実施の形態の別の態様は以下の通りである。
（項２－１）
イオンビームを生成するビーム生成装置と、
前記イオンビームを第１方向に往復スキャンさせるビームスキャナと、
前記往復スキャンされるイオンビームがウェハ処理面に照射されるようにウェハを保持しながら、前記第１方向と直交する第２方向に前記ウェハを往復スキャンさせるプラテン駆動装置と、
前記ウェハ処理面に所望の二次元不均一ドーズ量分布のイオンが注入されるように、前記ウェハ処理面内において前記イオンビームが照射される前記第１方向および前記第２方向のビーム照射位置に応じて、前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の目標値を取得した場合、前記ウェハ処理面内において前記第２方向に異なる複数の位置における前記第１方向の一次元ドーズ量分布に基づいて定められる複数の集約関数と、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値と前記複数の集約関数とを対応付ける相関情報とを生成し、
前記制御装置は、前記複数の集約関数および前記相関情報に基づくイオン注入をシミュレーションしたときの前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の推定値を算出し、前記推定値が前記目標値に類似するように前記複数の集約関数を修正して複数の補正関数を生成し、
前記制御装置は、前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とするイオン注入装置。
（項２－２）
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を前記第２方向に分割することで、前記第２方向に分割された前記ウェハ処理面内の複数の領域のそれぞれにおける前記第１方向の複数の一次元不均一ドーズ量分布を生成し、
前記制御装置は、前記複数の一次元不均一ドーズ量分布に対応する複数の初期関数を生成し、前記複数の初期関数のうち類似する関数を集約することで、前記複数の初期関数の個数よりも少ない個数の前記複数の集約関数を生成することを特徴とする項２－１に記載のイオン注入装置。
（項２－３）
前記制御装置は、前記複数の初期関数のそれぞれの最大値、前記複数の初期関数のそれぞれの平均値、または、前記複数の初期関数のそれぞれを前記第１方向に積分した積分値が所定値となるように前記複数の一次元不均一ドーズ量分布を規格化することにより、前記複数の初期関数を生成することを特徴とする項２－２に記載のイオン注入装置。
（項２－４）
前記複数の初期関数は、前記ウェハ処理面が位置する注入範囲と、前記ウェハ処理面を超えて前記イオンビームが前記第１方向にオーバースキャンされる非注入範囲とを含むビームスキャン範囲にわたって定義され、
前記制御装置は、前記複数の初期関数のそれぞれの前記注入範囲における関数の類似性に基づいて前記複数の初期関数を集約することを特徴とする項２－２または項２－３に記載のイオン注入装置。
（項２－５）
前記制御装置は、前記注入範囲における関数が互いに類似する二以上の初期関数を平均化して前記二以上の初期関数を一つの集約関数に集約することを特徴とする項２－４に記載のイオン注入装置。
（項２－６）
前記複数の初期関数のそれぞれの前記注入範囲は、前記複数の初期関数のそれぞれが生成される前記ウェハ処理面内の前記第２方向の位置における前記ウェハ処理面の前記第１方向の大きさに応じて異なることができ、
前記制御装置は、第１初期関数と、前記第１初期関数よりも前記注入範囲の小さい第２初期関数とを集約する場合、前記第１初期関数の前記注入範囲と前記第２初期関数の前記注入範囲が重なる前記第１方向の位置において前記第１初期関数と前記第２初期関数を平均化し、前記第１初期関数の前記注入範囲と前記第２初期関数の前記非注入範囲が重なる前記１方向の別の位置において前記第１初期関数の値を採用することにより、前記第１初期関数および前記第２初期関数を集約することを特徴とする項２－４または項２－５に記載のイオン注入装置。
（項２－７）
前記制御装置は、互いに類似する初期関数と集約関数を集約して、または、互いに類似する二以上の集約関数を集約して新たな集約関数を生成することを特徴とする特徴とする項２－２から６のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－８）
前記制御装置は、互いに類似する初期関数または集約関数が存在しなくなるまで、または、集約関数の個数が所定数以下となるまで、初期関数または集約関数の集約を繰り返すことを特徴とする項２－７に記載のイオン注入装置。
（項２－９）
前記複数の集約関数の個数は、前記複数の初期関数の個数の半分以下であることを特徴とする項２－２から項２－８のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１０）
前記第２方向に分割された前記ウェハ処理面内の前記複数の領域のそれぞれの前記第２方向における大きさは、前記イオンビームの前記第２方向におけるビームサイズの半分以下であることを特徴とする項２－２から項２－９のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１１）
前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値と前記推定値の差分値を算出し、前記目標値と前記差分値の合計値を算出し、前記合計値を新たな目標値に設定して前記複数の集約関数を新たに生成することにより、前記複数の補正関数を生成することを特徴とする項２－１から項２－１０のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１２）
前記制御装置は、前記複数の補正関数および前記相関情報に基づくイオン注入をシミュレーションしたときの前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の新たな推定値を算出し、前記新たな推定値が前記目標値に類似するように前記複数の集約関数を修正することを繰り返すことを特徴とする項２－１から項２－１１のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１３）
前記制御装置は、前記ビームスキャナのビームスキャン速度変化の応答性および前記プラテン駆動装置のウェハスキャン速度変化の応答性に基づいて、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記推定値を算出することを特徴とする項２－１から項２－１２のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１４）
前記イオン注入装置は、イオン注入時に前記ウェハ処理面が位置する注入位置において前記イオンビームの前記第１方向のビーム電流密度分布を測定可能なビーム測定装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ウェハ処理面にイオンを注入する前に、前記複数の補正関数のそれぞれに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置により測定されるビーム電流密度分布が対応する補正関数に類似する形状であるかを確認することを特徴とする項２－１から項２－１３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１５）
前記制御装置は、前記複数の補正関数の少なくとも一つに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置により測定される少なくとも一つのビーム電流密度分布が対応する補正関数に類似する形状ではない場合、前記複数の補正関数の少なくとも一つの前記第１方向における変化率が所定値よりも小さくなるように前記複数の補正関数の少なくとも一つを平滑化することを特徴とする項２－１４に記載のイオン注入装置。
（項２－１６）
前記制御装置は、前記複数の集約関数のそれぞれの前記第１方向における変化率が所定値よりも小さくなるように前記複数の集約関数を平滑化することにより、前記複数の補正関数を生成することを特徴とする項２－１から項２－１５のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
（項２－１７）
項２－１から項２－１６のいずれか一項に記載のイオン注入装置を用いるイオン注入方法であって、
前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の目標値を取得することと、
前記目標値に基づいて、前記ウェハ処理面内において前記第２方向に異なる複数の位置における前記第１方向の一次元ドーズ量分布に基づいて定められる複数の集約関数と、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値と前記複数の集約関数とを対応付ける相関情報とを生成することと、
前記複数の集約関数および前記相関情報に基づくイオン注入をシミュレーションしたときの前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布の推定値を算出することと、
前記推定値に基づいて、前記推定値が前記目標値に類似するように前記複数の集約関数を修正して複数の補正関数を生成することと、
前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。

１０…イオン注入装置、３２…ビーム走査部、４４…センターカップ、５０…プラテン駆動装置、６０…制御装置、６１…注入処理制御部、６２…ビーム条件制御部、６３…ビームスキャン制御部、６４…プラテン制御部、６５…注入レシピ管理部、６６…記憶部、６７…検索部、６８…新規作成部、６９…シミュレーション部、７０…注入レシピ、７３…二次元不均一ドーズ量分布、７４…格子点、７７…補正関数ファイル、７８…相関情報ファイル、８１…注入範囲、８２…非注入範囲、Ｂ…イオンビーム、Ｗ…ウェハ、ＷＳ…ウェハ処理面。

Claims (17)

1. イオンビームを生成するビーム生成装置と、
   前記イオンビームを第１方向に往復スキャンさせるビームスキャナと、
   前記往復スキャンされるイオンビームがウェハ処理面に照射されるようにウェハを保持しながら、前記第１方向と直交する第２方向に前記ウェハを往復スキャンさせるプラテン駆動装置と、
   前記ウェハ処理面に所望の二次元不均一ドーズ量分布のイオンが注入されるように、前記ウェハ処理面内において前記イオンビームが照射される前記第１方向および前記第２方向のビーム照射位置に応じて、前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させる制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、複数の注入レシピを保持し、前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記ウェハ処理面内における二次元不均一ドーズ量分布と、前記ウェハ処理面内において前記第２方向に異なる複数の位置における前記第１方向の複数の一次元ドーズ量分布に基づいて定められる複数の補正関数と、前記二次元不均一ドーズ量分布と前記複数の補正関数とを対応付ける相関情報とを含み、
   前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得した場合、前記目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定し、
   前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とするイオン注入装置。
2. 前記複数の注入レシピのそれぞれに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記ウェハ処理面内における複数の格子点の位置とドーズ量を対応付けるデータにより定義され、
   前記制御装置は、前記複数の格子点のそれぞれのドーズ量を比較して前記二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価することを特徴とする請求項１に記載のイオン注入装置。
3. 前記制御装置は、前記複数の格子点のドーズ量の差の標準偏差に基づいて前記類似性を評価することを特徴とする請求項２に記載のイオン注入装置。
4. 前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を前記複数の格子点の位置とドーズ量を対応付けるデータに変換し、前記二次元不均一ドーズ量分布の類似性を評価することを特徴とする請求項２または３に記載のイオン注入装置。
5. 前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム電流およびビームサイズを定めるビーム条件をさらに含み、
   前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値とともに前記ビーム条件の少なくとも一部を取得し、前記複数の注入レシピのうち、前記取得した少なくとも一部のビーム条件に対応する注入レシピの中から、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
6. 前記複数の注入レシピのそれぞれは、前記イオンビームのイオン種、エネルギー、ビーム電流およびビームサイズを定めるビーム条件をさらに含み、
   前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に基づいて前記ビーム条件の少なくとも一部を決定し、前記複数の注入レシピのうち、前記決定した少なくとも一部のビーム条件に対応する注入レシピの中から、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを特定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
7. 前記イオン注入装置は、イオン注入時に前記ウェハ処理面が位置する注入位置において前記イオンビームの前記第１方向のビーム電流密度分布を測定可能なビーム測定装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記ウェハ処理面にイオンを注入する前に、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数のそれぞれに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置により測定される複数のビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状であるかを確認することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
8. 前記イオンビームのビームサイズを調整するための収束／発散装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数の少なくとも一つに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置に測定される少なくとも一つのビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状ではない場合、前記イオンビームのビームサイズが小さくなるように前記収束／発散装置のパラメータを調整することを特徴とする請求項７に記載のイオン注入装置。
9. 前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数の少なくとも一つに基づいて前記イオンビームを往復スキャンさせたときに前記ビーム測定装置に測定される少なくとも一つのビーム電流密度分布が前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値に類似する形状ではない場合、前記イオンビームのビーム電流が小さくなるように前記ビーム生成装置のパラメータを調整することを特徴とする請求項７または８に記載のイオン注入装置。
10. 前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記イオン注入装置が前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがってイオンを注入したときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の実測値に基づくことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
11. 前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記イオン注入装置とは別のイオン注入装置が前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがってイオンを注入したときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の実測値に基づくことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
12. 前記複数の注入レシピの少なくとも一つに含まれる前記二次元不均一ドーズ量分布は、前記複数の注入レシピの少なくとも一つにしたがったイオン注入をシミュレーションしたときの前記ウェハ処理面内におけるドーズ量の推定値に基づくことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
13. 前記制御装置は、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を示す第１マップ、前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布を示す第２マップ、および、前記第１マップと前記第２マップの差を示す差分マップの少なくとも一つをディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
14. 前記制御装置は、前記複数の注入レシピに含まれる二次元不均一ドーズ量分布のいずれも前記目標値に類似しない場合、前記二次元不均一ドーズ量分布の前記目標値を実現するための前記複数の補正関数および前記相関情報を新規作成することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
15. 前記制御装置は、同一ロットに含まれる複数のウェハのそれぞれに設定される前記二次元不均一ドーズ量分布の複数の目標値を新たに取得した場合、前記複数の目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定し、
    前記制御装置は、前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記複数のウェハのそれぞれのウェハ処理面に前記複数の目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
16. 前記制御装置は、同一ロットに含まれる複数のウェハのそれぞれに設定される前記二次元不均一ドーズ量分布の複数の目標値を新たに取得した場合、前記複数の目標値のそれぞれに類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から前記複数のウェハのそれぞれについて特定し、
    前記制御装置は、前記複数のウェハのそれぞれについて特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記複数のウェハのそれぞれのウェハ処理面に前記複数の目標値のそれぞれに類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のイオン注入装置。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載のイオン注入装置を用いるイオン注入方法であって、
    前記ウェハ処理面内における前記二次元不均一ドーズ量分布の目標値を新たに取得することと、
    前記目標値に類似する前記二次元不均一ドーズ量分布を含む注入レシピを前記複数の注入レシピの中から特定することと、
    前記特定した注入レシピに含まれる前記複数の補正関数および前記相関情報に基づいて前記第１方向のビームスキャン速度および前記第２方向のウェハスキャン速度を変化させ、前記ウェハ処理面に前記目標値に類似する二次元不均一ドーズ量分布のイオンを注入することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。

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