離子注入方法以及離子注入裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種離子注入方法以及離子注入裝置，其能夠進(jìn)行有效的離子注入。本發(fā)明的離子注入方法為基于混合式掃描的離子注入方法。該離子注入方法具有：預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)離子束的掃描速度以及物體的掃描速度的工序；及根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度以及物體的掃描速度而注入離子的工序。預(yù)先設(shè)定工序根據(jù)按照被離子照射的物體的表面形狀而變化的離子束的各掃描振幅來(lái)設(shè)定多個(gè)離子束的掃描速度，以確保離子束的掃描頻率恒定，并且設(shè)定與離子束的掃描速度對(duì)應(yīng)的物體的掃描速度，以確保注入到物體表面的每單位面積的離子注入量恒定。
【專利說(shuō)明】離子注入方法以及離子注入裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)主張基于2012年7月12日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2012-156935號(hào)的優(yōu)先權(quán)。其申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本說(shuō)明書中。
[0002]本發(fā)明涉及離子注入，更具體而言，涉及一種離子注入方法以及離子注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體制造工序中，出于改變導(dǎo)電性的目的、以及改變半導(dǎo)體晶圓的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的目的等，正在規(guī)范地實(shí)施對(duì)半導(dǎo)體晶圓注入離子的工序。該工序中所使用的裝置，通常被稱為離子注入裝置。
[0004]離子注入裝置構(gòu)成為沿射束線配置有例如離子源、引出電極、質(zhì)譜分析磁鐵裝置、質(zhì)譜分析狹縫、加速/減速裝置、晶圓處理室等，并且將離子注入到作為半導(dǎo)體用基板的晶圓。
[0005]通常，照射于晶圓的離子束，其截面積小于晶圓的尺寸，因此為了以離子束照射晶圓的整個(gè)面，研究出各種照射方法。作為這種照射方法的例子，已知有如下方法，即單向掃描離子束的同時(shí)，向與離子束的掃描方向正交的方向?qū)A進(jìn)行往復(fù)掃描，由此對(duì)晶圓的整個(gè)面進(jìn)行離子注入(參考專利文獻(xiàn)I)。
[0006]并且，作為控制離子注入?yún)^(qū)域的方法之一，研究出一種如下離子注入裝置，該離子注入裝置具有:χ掃描寬度自動(dòng)控制器，將多個(gè)在X方向(離子束的掃描方向)上進(jìn)行電流檢測(cè)的離子束檢測(cè)器設(shè)置在載置晶圓的壓板的后方，并且對(duì)X掃描寬度進(jìn)行自動(dòng)控制；及￥掃描速度自動(dòng)控制器，對(duì)Y掃描速度(晶圓的移動(dòng)速度)進(jìn)行自動(dòng)控制(參考專利文獻(xiàn)2)。
[0007]同樣，作為控制離子注入?yún)^(qū)域的另一方法，研究出一種如下方法，即在離子注入過(guò)程中測(cè)定射束電流量，根據(jù)所測(cè)定的射束電流量而使Y方向(晶圓的移動(dòng)方向)的機(jī)械掃描裝置自動(dòng)校正追蹤(參考專利文獻(xiàn)3)。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-262756號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利3125384號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-258353號(hào)公報(bào)
[0011 ] 然而，例如專利文獻(xiàn)3所公開的離子注入技術(shù)中，為了使Y方向的機(jī)械掃描裝置根據(jù)射束電流量自動(dòng)校正追蹤，在每次進(jìn)行掃描時(shí)需要測(cè)定射束電流量。這導(dǎo)致離子未被注入晶圓的時(shí)間增加，因此在離子注入效率方面存在進(jìn)一步改善的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)行有效的離子注入的技術(shù)。
[0013]為了解決上述課題，本發(fā)明的一種形態(tài)的離子注入方法，其通過(guò)混合式掃描進(jìn)行離子注入，該離子注入方法具有預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)離子束的掃描速度以及物體的掃描速度的工序、及根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度以及物體的掃描速度而注入離子的工序。預(yù)先設(shè)定工序根據(jù)按照被離子照射的物體的表面形狀而變化的離子束的各掃描振幅，設(shè)定多個(gè)離子束的掃描速度，以確保離子束的掃描頻率恒定，并設(shè)定與離子束的掃描速度所對(duì)應(yīng)的物體的掃描速度，以確保注入到物體表面的每單位面積的離子注入量恒定。
[0014]本發(fā)明的另一形態(tài)為離子注入裝置。該裝置具備:保持部，其保持物體；掃描部，其構(gòu)成為在物體表面掃描離子束；移動(dòng)部，其使保持部向與離子束的掃描方向交叉的方向移動(dòng)；及控制部，預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)離子束的掃描速度以及物體的掃描速度，根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度及物體的掃描速度來(lái)控制掃描部以及移動(dòng)部的動(dòng)作?？刂撇渴闺x子束的掃描振幅按照物體的表面形狀而變化，以確保離子束的掃描頻率恒定，與此同時(shí)，對(duì)掃描部進(jìn)行控制，以便能夠以對(duì)應(yīng)于該掃描振幅而變化的規(guī)定掃描速度來(lái)掃描離子束，并且所述控制部控制移動(dòng)部，以使物體以對(duì)應(yīng)于離子束的掃描速度而變化的物體的掃描速度移動(dòng)。
[0015]另外，將以上構(gòu)成要件的任意組合或本發(fā)明構(gòu)成要件的表現(xiàn)在方法、裝置及系統(tǒng)等之間相互替換，作為本發(fā)明的形式仍然有效。
[0016]發(fā)明效果:
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可進(jìn)行有效的離子注入的技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1 (a)為表示本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置的概要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1 (b)為表示本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置的概要結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0019]圖2為進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖1所示的離子注入裝置中半導(dǎo)體晶圓周邊的示意圖。
[0020]圖3為用于說(shuō)明離子注入裝置的動(dòng)作的圖。
[0021]圖4為用于說(shuō)明混合掃描型單晶片式離子注入裝置中離子注入方法的圖。
[0022]圖5為例示出提供給射束掃描儀的周期性變動(dòng)的電場(chǎng)的圖。
[0023]圖6為表示將半導(dǎo)體晶圓保持裝置改造成小型半導(dǎo)體晶圓用的情況的圖。
[0024]圖7為用于說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的假想離子注入?yún)^(qū)域的形狀的圖。
[0025]圖8為取提供給電場(chǎng)型射束掃描儀的、周期性變動(dòng)的電場(chǎng)的I個(gè)周期量的圖。
[0026]圖9為例示出提供給射束掃描儀的電場(chǎng)與時(shí)間之間關(guān)系的圖。
[0027]圖10為表示提供給射束掃描儀的電場(chǎng)與時(shí)間之間關(guān)系的另一例的圖。
[0028]圖11為例示本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)的圖。
[0029]圖12為表示離子束的掃描速度及電場(chǎng)重復(fù)周期與射束掃描長(zhǎng)度之間關(guān)系的圖。
[0030]圖13為表示離子束的掃描速度、晶圓的掃描速度、及電場(chǎng)重復(fù)周期與離子注入量之間關(guān)系的圖。
[0031]圖14為例示將離子注入到與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓本身時(shí)，基于本實(shí)施方式的假想離子注入?yún)^(qū)域的圖。
[0032]圖15為表示將5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓配置于半導(dǎo)體晶圓保持裝置的狀態(tài)的圖。
[0033]圖16為表示將3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓配置于半導(dǎo)體晶圓保持裝置的狀態(tài)的圖。
[0034]圖中:1-離子源，2-引出電極，3-質(zhì)譜分析磁鐵裝置，4-質(zhì)譜分析狹縫，5-射束掃描儀，6-平行透鏡，7-角能量過(guò)濾器，8-射束測(cè)定裝置，9-半導(dǎo)體晶圓，10-半導(dǎo)體晶圓保持裝置，11-晶圓旋轉(zhuǎn)裝置，12-晶圓升降裝置，13-機(jī)械掃描裝置，14-假想離子注入?yún)^(qū)域，15-小型半導(dǎo)體晶圓，16-三角形形狀電場(chǎng)，17-擾動(dòng)電場(chǎng)，18-虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)，19、19a、19b-轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)，100-離子注入裝置，110-控制部。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，參考附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。另外，【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】中，對(duì)于相同的要件標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)說(shuō)明。并且，以下陳述的結(jié)構(gòu)為例示，并不限定任何本發(fā)明的范圍。并且，以下作為被注入離子的物體，以半導(dǎo)體晶圓為例進(jìn)行說(shuō)明，但是也可以是其他物質(zhì)或部件。
[0036]首先，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置進(jìn)行說(shuō)明。半導(dǎo)體制造工序中，出于改變導(dǎo)電性的目的以及改變半導(dǎo)體晶圓的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的目的等，正在規(guī)范地實(shí)施使離子入射于半導(dǎo)體晶圓的工序。在該工序中所使用的裝置，通常被稱為離子注入裝置。
[0037]離子注入裝置為將產(chǎn)生于離子源的離子作為離子束而輸送至離子注入?yún)^(qū)域的裝置。在此所謂單晶片式離子注入裝置是指如下離子注入裝置，即在其離子注入?yún)^(qū)域分別設(shè)置一片半導(dǎo)體晶圓，并向該半導(dǎo)體晶圓注入離子之后，重新分別設(shè)置一片其他的半導(dǎo)體晶圓，通過(guò)重復(fù)該過(guò)程，向已預(yù)定最初處理的片數(shù)的半導(dǎo)體晶圓注入離子。并且所謂混合掃描型單晶片式離子注入裝置是指如下離子注入裝置，即在單晶片式離子注入裝置中也使電場(chǎng)或磁場(chǎng)在從離子源到離子注入?yún)^(qū)域?yàn)橹沟妮斔碗x子束的空間上作用于離子，結(jié)果在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束，并且向與該離子束的掃描方向正交的方向掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓。
[0038]另外，混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，單向掃描離子束，半導(dǎo)體晶圓向與該離子束的掃描方向正交(交叉)的方向被掃描。然而，當(dāng)考慮對(duì)半導(dǎo)體晶圓的離子注入時(shí)，假想半導(dǎo)體晶圓被固定，而考慮離子束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可。即通過(guò)半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描，半導(dǎo)體晶圓相對(duì)于離子束被單向掃描，但是如果在半導(dǎo)體晶圓被固定的假想的空間考慮，則可以如下考慮，即被輸送至離子注入?yún)^(qū)域空間的離子，通過(guò)離子束的掃描和半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描而在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)制作假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的同時(shí)，結(jié)果離子被注入到半導(dǎo)體晶圓。
[0039]換言之，所謂混合掃描型單晶片式離子注入裝置，將產(chǎn)生于離子源的離子作為離子束而輸送至離子注入?yún)^(qū)域空間，在該離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)，對(duì)半導(dǎo)體晶圓注入離子。此時(shí)，混合掃描型單晶片式離子注入裝置，在離子束的輸送過(guò)程中，使周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作用于離子，因此在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束，并向與該掃描方向正交的方向掃描半導(dǎo)體晶圓。并且混合掃描型單晶片式離子注入裝置也可以稱作如下離子注入裝置，即通過(guò)利用該兩種類型的掃描，關(guān)于注入到半導(dǎo)體晶圓的離子，可以將其相對(duì)關(guān)系看作是假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域。
[0040]并且，以下有時(shí)將掃描離子束的方向稱作X掃描方向，將掃描半導(dǎo)體晶圓的方向稱作Y掃描方向。另外，關(guān)于Y掃描方向的術(shù)語(yǔ)，在所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中，對(duì)于與掃描離子束的方向正交的方向也可以使用Y掃描方向的術(shù)語(yǔ)。這樣“Y掃描方向”也是在現(xiàn)實(shí)空間里機(jī)械掃描半導(dǎo)體晶圓的方向，在所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中是與掃描離子束的方向正交的方向。然而，它們的區(qū)別在于，是否考慮成以如同現(xiàn)實(shí)空間的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體晶圓，還是考慮成在如所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中將半導(dǎo)體晶圓固定起來(lái)的差異，而其方向的含義內(nèi)容相同，并且在文章的上下關(guān)系中，以哪種含義使用是很明確的，因此下面進(jìn)行陳述時(shí)不做特別區(qū)分。
[0041]近年來(lái)，在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，根據(jù)其目的，對(duì)于離子注入裝置的要求變得多樣化。在此，原則上以通常的離子注入裝置能夠滿足其要求，然而從工程學(xué)的要求及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)方面的原因考慮，有時(shí)以通常開發(fā)出的離子注入裝置很難滿足其要求。
[0042]作為其典型的例子，可以例舉出半導(dǎo)體晶圓大小的限制和與其對(duì)應(yīng)的離子注入裝置的開發(fā)上的限制。以下，進(jìn)行詳細(xì)的陳述。
[0043]目前，最常用的半導(dǎo)體晶圓為硅制半導(dǎo)體晶圓。在硅制半導(dǎo)體晶圓中，目前在半導(dǎo)體器件批量生產(chǎn)工廠里廣泛采用直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓。并且，目前在全世界范圍內(nèi)針對(duì)米用直徑為450mm的半導(dǎo)體晶圓而正在進(jìn)行研究。一方面,關(guān)于直徑比300mm小的娃制半導(dǎo)體晶圓，在批量生產(chǎn)當(dāng)中使用一部分直徑為200_的半導(dǎo)體晶圓，但是其市場(chǎng)份額正在逐漸下滑。并且，在批量生產(chǎn)工廠中使用少量的直徑為150mm的硅制半導(dǎo)體晶圓。
[0044]該情況在硅制以外的半導(dǎo)體晶圓中大不相同。例如，目前主要作為寬隙半導(dǎo)體功率器件生產(chǎn)用晶圓，有時(shí)使用碳化硅(SiC)制半導(dǎo)體晶圓或氮化鎵(GaN)制半導(dǎo)體晶圓。以這種硅制以外的半導(dǎo)體晶圓很難實(shí)現(xiàn)大口徑化，作為批量生產(chǎn)工序，可以說(shuō)通常使用的是直徑為100_以下的半導(dǎo)體晶圓。
[0045]然而，從離子注入裝置開發(fā)的立場(chǎng)考慮時(shí)，這種廣范圍的半導(dǎo)體晶圓直徑的存在違背市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)側(cè)面。即曾經(jīng)也有過(guò)硅制半導(dǎo)體晶圓的直徑為IOOmm以下的時(shí)期，因此原則上能夠開發(fā)和制作面向碳化硅(SiC)制半導(dǎo)體晶圓或氮化鎵(GaN)制半導(dǎo)體晶圓的離子注入裝置。然而，開發(fā)離子注入裝置需要很多費(fèi)用，與所述大范圍的半導(dǎo)體晶圓直徑所對(duì)應(yīng)的個(gè)別離子注入裝置的開發(fā)，從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看絕不是理想的。于是根據(jù)“大能兼小”的觀點(diǎn)，開發(fā)出與更大口徑的硅制半導(dǎo)體晶圓的直徑、例如300_直徑相匹配的離子注入裝置，能夠?qū)⒃撗b置適用于硅制以外的寬隙半導(dǎo)體用半導(dǎo)體晶圓、例如直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓。
[0046]在此，考慮利用用于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置來(lái)對(duì)直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入的情況。
[0047]在該情況下，如果存在能夠保持直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓的機(jī)構(gòu)，則通過(guò)使用合適的半導(dǎo)體晶圓的保持架，能夠比較簡(jiǎn)單地保持直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓。然而，難以使離子束的掃描及半導(dǎo)體晶圓的掃描適合于直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓。以下說(shuō)明其理由。
[0048]通常，要求對(duì)半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)面進(jìn)行離子注入。因此，在直徑為300mm的晶圓的情況下，需要在超過(guò)300mm直徑的范圍內(nèi)掃描離子束，并且對(duì)于半導(dǎo)體晶圓也需要進(jìn)行機(jī)械掃描。當(dāng)然，在直徑為IOOmm的晶圓的情況下，需要在超過(guò)IOOmm直徑的范圍內(nèi)掃描離子束，并且也需要對(duì)半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行機(jī)械掃描。
[0049]然而，在半導(dǎo)體晶圓的外側(cè)掃描離子束的情況下，該離子束不被注入到半導(dǎo)體晶圓中，因此從對(duì)半導(dǎo)體晶圓注入離子的觀點(diǎn)來(lái)看，成為無(wú)用的離子。這在通過(guò)機(jī)械掃描半導(dǎo)體晶圓而離子相對(duì)于該方向位于半導(dǎo)體晶圓外側(cè)的情況下也一樣?；蛘呖紤]所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中，也可以認(rèn)為該離子注入?yún)^(qū)域中在半導(dǎo)體晶圓外側(cè)的區(qū)域是無(wú)用的。
[0050]在此，通常的用于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中并沒有進(jìn)行特別研究，因此配合直徑為300_的晶圓的情況來(lái)決定離子束的掃描方法或半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描方法。由此，即使在直徑為IOOmm的晶圓的情況下，也同樣，配合直徑為300_的晶圓的情況來(lái)決定離子束的掃描方法或半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描方法。通常情況下，包括進(jìn)行這種掃描的必要性在內(nèi)的有關(guān)這些情況，將在后面進(jìn)行詳細(xì)的陳述，但是這里重點(diǎn)在于在通常的用于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，離子掃描方法或半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描方法已被確定。
[0051]該情況下，的確根據(jù)“大能兼小”的觀點(diǎn)，配合更大口徑的硅制半導(dǎo)體晶圓的直徑、在該情況下直徑為300mm，掃描離子束，或者，對(duì)半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行機(jī)械掃描，由此能夠?qū)χ睆綖镮OOmm的半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)面進(jìn)行離子注入。或者考慮到所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中，也可以考慮成其中直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓所占的面積大于直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓所占的面積，并且直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓所占的區(qū)域完全包含在直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓所占的區(qū)域中。然而，的確“大能兼小”，原則上以該方法，利用用于直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置能夠?qū)χ睆綖?00_的半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)面進(jìn)行離子注入，但是在批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中無(wú)法采用該方法。其理由將在后面詳細(xì)陳述，總而言之，由于離子注入的效率過(guò)低，因此并不實(shí)用。
[0052]S卩，被設(shè)定于所述離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)的、假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積相等的情況下，在批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中，利用用于直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置，難以對(duì)直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入。因此在批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中，為了利用用于直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置，對(duì)直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入，必需對(duì)假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積進(jìn)行深入研究。
[0053]進(jìn)而，將在后面進(jìn)行陳述，例如利用用于直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置，對(duì)直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入的情況下，如果要確保實(shí)用的離子注入的效率，則需要減小假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的面積。該情況下，需要使對(duì)直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入時(shí)的假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的面積小于被稱作保持直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓的壓板的母材的面積。因此在對(duì)直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓注入離子的過(guò)程中，離子束不會(huì)從母材出到外側(cè),在對(duì)直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓注入離子的過(guò)程中，無(wú)法測(cè)定離子束的電流值。
[0054]這種設(shè)定于離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)的、假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積的重要性，并不只是在利用相同的混合掃描型單晶片式離子注入裝置來(lái)對(duì)直徑大不相同的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入的情況下是顯著的。
[0055]例如，在提高離子注入的效率時(shí)，所述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積的重要性也顯著。以下，簡(jiǎn)單說(shuō)明其理由。
[0056]硅制半導(dǎo)體晶圓通常為圓形。在此，通常的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，在沒有進(jìn)行特別研究的情況下，離子的掃描和半導(dǎo)體晶圓的機(jī)械掃描獨(dú)立地進(jìn)行。該情況下，假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀成為四邊形是能夠容易理解的。即相對(duì)于圓形半導(dǎo)體晶圓，成為四方的假想平面狀離子注入?yún)^(qū)域，但是在四邊形的4個(gè)頂點(diǎn)附近，如果沒有其他理由，則很明顯會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的離子注入?yún)^(qū)域。由于通常的混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)該部分也進(jìn)行離子注入，因此從離子注入效率的觀點(diǎn)來(lái)看，可以說(shuō)仍有提高效率的余地。
[0057]將在后面進(jìn)行詳細(xì)陳述，從離子注入效率的觀點(diǎn)來(lái)看，提出幾種使假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀接近半導(dǎo)體晶圓的形狀的研究方案。當(dāng)然，此時(shí)假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的面積較小的一方更能提高離子注入效率是理所當(dāng)然的。即利用混合掃描型單晶片式離子注入裝置來(lái)實(shí)施有效的離子注入時(shí)，很顯然假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積是重要的。
[0058]以上，通過(guò)具體的例示，指出了設(shè)定于離子注入空間內(nèi)的、假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積的重要性。該重要性并不局限于所述具體的例示，而具有普遍性。換言之，能夠容易推斷出，針對(duì)其他目的，有時(shí)假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積也可能比較重要。特別要指出的一點(diǎn)是，目前正在使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，出于工程學(xué)要求及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)方面的原因，強(qiáng)烈要求控制設(shè)定于離子注入空間內(nèi)的、假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積?；蛘咭部梢哉f(shuō)在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積為重要因素之一。
[0059]按照這種思路，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，對(duì)于設(shè)定于離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)的、假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積的控制，與其目的或具體的要求無(wú)關(guān)，只要在技術(shù)上統(tǒng)一考慮即可。即假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積的控制，與其目的無(wú)關(guān)，重要的是在一定范圍內(nèi)能夠進(jìn)行控制。
[0060]當(dāng)然離子注入本身也具有重要的因素。例如，所注入離子的種類、所注入離子的能量、離子相對(duì)于半導(dǎo)體晶圓的注入角度及所注入離子的總量(以下，有時(shí)稱作“離子注入劑量”)等是特別重要的因素。另外，在使用混合掃描型單晶片式離子注入裝置進(jìn)行離子注入時(shí)，注入離子帶給半導(dǎo)體晶圓的損傷量也成為重要的因素。
[0061]尤其是，若附帶說(shuō)明關(guān)于注入離子帶給半導(dǎo)體晶圓的損傷量，則可知該損傷量根據(jù)半導(dǎo)體晶圓的溫度而變化。因此可知損傷量依賴于被稱作保持半導(dǎo)體晶圓的壓板的母材的溫度，或離子束通過(guò)半導(dǎo)體晶圓的某一地點(diǎn)的周期，即依賴于單向掃描離子束的掃描頻率?？傊?，可以說(shuō)在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，被稱作保持半導(dǎo)體晶圓的壓板的母材的溫度或單向掃描離子束的掃描頻率，在離子注入過(guò)程中也是重要的因素。
[0062]另外，已進(jìn)行說(shuō)明的離子注入過(guò)程中重要的因素即在半導(dǎo)體晶圓的面內(nèi)均勻也是比較重要的。這是因?yàn)榘雽?dǎo)體制造工序中制作出在半導(dǎo)體晶圓整個(gè)面具有相同性能的半導(dǎo)體器件很重要，由此在離子注入過(guò)程中的重要因素需要在半導(dǎo)體晶圓的面內(nèi)均勻。尤其是，所述離子注入劑量在半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)面均勻是重要的。
[0063]綜上所述，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，除了假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積以外，作為離子注入本身的重要的因素，具體地可以列舉出離子種類、離子能量、離子注入角度、離子注入劑量、保持半導(dǎo)體晶圓的母材的溫度、及離子束掃描頻率。尤其是，關(guān)于離子注入劑量，其在半導(dǎo)體晶圓內(nèi)的均勻性也可以作為重要因素而列舉出來(lái)。將在后面詳細(xì)說(shuō)明，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，當(dāng)控制假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積時(shí)，尤其需要對(duì)維持離子束掃描頻率和離子注入劑量在半導(dǎo)體晶圓內(nèi)的均勻性進(jìn)行研究。[0064]另外，如以上說(shuō)明，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，在注入過(guò)程中無(wú)需測(cè)定離子束的電流量，只要能夠控制假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積即可。
[0065]從而，以下陳述的本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置，在離子注入過(guò)程中無(wú)需測(cè)定離子束的電流值，在使上述離子注入過(guò)程中的重要的因素在半導(dǎo)體晶圓的面內(nèi)保持均勻的同時(shí)，能夠控制假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。
[0066]圖1 (a)為表示本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置的概要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖1 (b)為表示本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置的概要結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0067]本實(shí)施方式所涉及的混合掃描型單晶片式離子注入裝置(以下，有時(shí)適當(dāng)?shù)胤Q作“離子注入裝置”)100構(gòu)成為，使通過(guò)弓I出電極2從離子源I引出的離子束在到半導(dǎo)體晶圓9的射束線上通過(guò)。并且，沿射束線配設(shè)有質(zhì)譜分析磁鐵裝置3、質(zhì)譜分析狹縫4、射束掃描儀5、及晶圓處理室(離子注入室)。晶圓處理室內(nèi)配設(shè)有保持半導(dǎo)體晶圓9的半導(dǎo)體晶圓保持裝置10。由于半導(dǎo)體晶圓9非常薄，因此圖1中并沒有分別圖示半導(dǎo)體晶圓9和半導(dǎo)體晶圓保持裝置10。從離子源I引出的離子束沿著射束線而被引導(dǎo)至在晶圓處理室的離子注入位置上配置的半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上的半導(dǎo)體晶圓9。
[0068]離子束利用射束掃描儀5單向、即在X掃描方向上被往復(fù)掃描，并通過(guò)平行透鏡6的功能而被平行化之后引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶圓9。在此，圖1中所示的射束掃描儀5為電場(chǎng)型射束掃描儀5，即通過(guò)使周期性變動(dòng)的電場(chǎng)作用而在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束的射束掃描儀。另外，這作為例子，也可以使用磁場(chǎng)型射束掃描儀，即通過(guò)使周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作用而在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束的射束掃描儀。并且圖1中示出，在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下，不進(jìn)行離子束掃描，而通過(guò)對(duì)射束掃描儀5施加正負(fù)電壓，射束在X掃描方向上進(jìn)行往復(fù)掃描。然而，這作為例子，還可以考慮各種向射束掃描儀5施加電壓的方法。例如也可以考慮如下結(jié)構(gòu)，即圖1中，通過(guò)在從離子源I到射束掃描儀5的射束線上配設(shè)向離子束施加電磁力的設(shè)備，在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下，圖1 (a)中射束朝下方進(jìn)行掃描。另外，本實(shí)施方式中，為了簡(jiǎn)化，下面對(duì)如下情況進(jìn)行說(shuō)明，即在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下,離子束不進(jìn)行掃描,通過(guò)向射束掃描儀5施加正負(fù)電壓，射束在X掃描方向上被往復(fù)掃描。
[0069]并且，如以上說(shuō)明，本實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置，相對(duì)于離子束的掃描方向、即X掃描方向，向與其正交的方向、即Y掃描方向?qū)Π雽?dǎo)體晶圓9進(jìn)行機(jī)械掃描,從而將離子打入半導(dǎo)體晶圓9中。圖1所示的離子注入裝置100中，利用角能量過(guò)濾器7使離子束彎曲，提高離子能量的均勻性，但是這是個(gè)例子，也可以不使用角能量過(guò)濾器7。
[0070]本實(shí)施方式中，在向半導(dǎo)體晶圓9注入之前，對(duì)離子束進(jìn)行測(cè)定。圖1所示的離子注入裝置100中，為了測(cè)定離子束而使用射束測(cè)定裝置8。圖1中圖示出射束測(cè)定裝置8，其在向半導(dǎo)體晶圓9進(jìn)行離子注入的過(guò)程中，在幾何學(xué)上干擾半導(dǎo)體晶圓9的位置上可以移動(dòng)。在此，圖1中，射束測(cè)定裝置8描繪成可移動(dòng)，但是這是個(gè)例子，也可以使用非移動(dòng)式射束測(cè)定裝置8。并且在注入離子束之前，對(duì)半導(dǎo)體晶圓9的位置上的離子束的形狀或其強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，由此可以估量實(shí)際向半導(dǎo)體晶圓9注入離子時(shí)的離子束的形狀或其強(qiáng)度。
[0071]從而射束測(cè)定裝置8優(yōu)選配置于向半導(dǎo)體晶圓9注入離子的過(guò)程中在幾何學(xué)上干擾半導(dǎo)體晶圓9的位置上。然而，也能夠?qū)⑸涫鴾y(cè)定裝置8配置于在向半導(dǎo)體晶圓9注入離子的過(guò)程中在幾何學(xué)上不干擾半導(dǎo)體晶圓9的位置上，即在該射束線上比半導(dǎo)體晶圓9的位置稍微靠近上游側(cè)，或者在該射束線上比該半導(dǎo)體晶圓9的位置稍微靠近下游側(cè)。另夕卜，也可以利用多個(gè)射束測(cè)定裝置8來(lái)估量實(shí)際向半導(dǎo)體晶圓9注入離子時(shí)離子束的形狀或其強(qiáng)度。另外，在以下說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)化，利用可動(dòng)型射束測(cè)定裝置8來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0072]圖2為進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖1所示的離子注入裝置100中半導(dǎo)體晶圓9的周邊的示意圖。如圖2所示，離子注入裝置100中半導(dǎo)體晶圓9的周邊由半導(dǎo)體晶圓保持裝置10、晶圓旋轉(zhuǎn)裝置11、及晶圓升降裝置12等構(gòu)成，有時(shí)將這些裝置稱作機(jī)械掃描裝置13 (參考圖
3)。圖2中，離子束L在垂直于紙面的方向上進(jìn)行掃描。換言之，X掃描方向在圖2中為垂直于紙面的方向。并且，圖2中，離子束照射于保持在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上的半導(dǎo)體晶圓9。半導(dǎo)體晶圓保持裝置10通過(guò)晶圓升降裝置12沿圖中的箭頭方向被往復(fù)驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果，保持在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上的半導(dǎo)體晶圓9沿圖中的箭頭方向被往復(fù)驅(qū)動(dòng)。離子注入裝置100通過(guò)這種動(dòng)作而向半導(dǎo)體晶圓9注入離子。
[0073]在此，參考圖3，對(duì)于向半導(dǎo)體晶圓9注入離子時(shí)的離子注入裝置100的動(dòng)作進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。圖3為用于說(shuō)明離子注入裝置100的動(dòng)作的圖。圖3中，離子束在橫向上被進(jìn)行掃描，半導(dǎo)體晶圓9保持在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上并沿縱向進(jìn)行掃描。圖3中示出半導(dǎo)體晶圓9的最上方位置和最下方位置，進(jìn)而圖示機(jī)械掃描裝置13的動(dòng)作范圍，由此說(shuō)明離子注入裝置100的動(dòng)作。在此，圖3中例示出離子束通過(guò)射束掃描儀5而進(jìn)行掃描的狀態(tài)。有時(shí)將這樣通過(guò)射束掃描儀5在X掃描方向上進(jìn)行掃描的離子束稱作“掃描離子束”。在此，圖3中示出橫長(zhǎng)的離子束進(jìn)行掃描并以掃描離子束的狀態(tài)照射于半導(dǎo)體晶圓9的狀態(tài)，但是這是個(gè)例子，通過(guò)射束掃描儀5而進(jìn)行掃描的離子束并不限定于圖3所示的橫長(zhǎng)離子束，也可是縱長(zhǎng)離子束，也可以是接近圓形的形狀。
[0074]在此，參考圖4，對(duì)利用混合掃描型單晶片式離子注入裝置進(jìn)行的離子注入方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖4為用于說(shuō)明混合掃描型單晶片式離子注入裝置的離子注入方法的圖。圖4中以圖中的橫向來(lái)表示離子束的掃描方向，并且將在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)掃描離子束的范圍表示為“射束掃描長(zhǎng)度”。
[0075]如圖3所示，混合掃描型單晶片式離子注入裝置向與射束掃描方向正交的方向機(jī)械掃描半導(dǎo)體晶圓9，由此將離子打入半導(dǎo)體晶圓9中。圖4中，在考慮向半導(dǎo)體晶圓9注入離子時(shí)，離子束與半導(dǎo)體晶圓9之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)成為問(wèn)題，因此為了便于理解，假設(shè)半導(dǎo)體晶圓9正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，考慮離子束的假想注入?yún)^(qū)域(以下，稱作“假想離子注入?yún)^(qū)域14”)即可。將在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，離子注入裝置為在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)對(duì)物體注入離子的裝置，該物體并不限定于半導(dǎo)體晶圓9，也可以是半導(dǎo)體晶圓保持裝置10，或者也可以是其本身不具有半導(dǎo)體晶圓的保持機(jī)構(gòu)，而是經(jīng)由其他設(shè)備來(lái)保持半導(dǎo)體晶圓9的設(shè)備。即使在這種情況下，為了便于理解，也可以假設(shè)代表半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的這些物體正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，而考慮假想離子注入?yún)^(qū)域14即可?？偠灾诨旌蠏呙栊蛦尉诫x子注入裝置中，所注入的離子與物體之間的相對(duì)關(guān)系與將假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域能夠看作假想離子注入?yún)^(qū)域14的情況有關(guān)。由此，在以下說(shuō)明中，將所有半導(dǎo)體晶圓9或代表半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的物體假設(shè)處于靜止?fàn)顟B(tài)而進(jìn)行說(shuō)明。在該情況下，由于圖4中假想離子注入?yún)^(qū)域14的縱向長(zhǎng)度相當(dāng)于晶圓被機(jī)械掃描的長(zhǎng)度，因此以后表示為“晶圓掃描長(zhǎng)度”。[0076]在此應(yīng)該注意的有如下幾點(diǎn):構(gòu)成掃描離子束的離子束的重心要到達(dá)假想離子注入?yún)^(qū)域14的整體；以及能夠?qū)⒓傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的邊界線看作構(gòu)成掃描離子束的離子束的重心要到達(dá)的上下左右方向的邊界線。并且圖4中，與晶圓被機(jī)械掃描的方向的位置無(wú)關(guān)，射束掃描長(zhǎng)度恒定。如果不改變單向掃描離子束的掃描頻率，而且在離子注入過(guò)程中不進(jìn)行離子束的電流值測(cè)定，就要使所述離子注入劑量在半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面均勻，則在不使用本實(shí)施方式所涉及的離子注入方法或離子注入裝置的情況下，如圖4所示，需要使射束掃描長(zhǎng)度保持恒定。
[0077]圖4中，如果考慮對(duì)半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面進(jìn)行離子注入的情況，則至少需要使假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含半導(dǎo)體晶圓9。由此如圖4，當(dāng)假想離子注入?yún)^(qū)域14為矩形形狀的情況下，為了對(duì)半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面注入離子，需要使射束掃描長(zhǎng)度及晶圓掃描長(zhǎng)度大于半導(dǎo)體晶圓9的直徑。另外，雖然僅以針對(duì)上述掃描長(zhǎng)度的條件確實(shí)能夠?qū)Π雽?dǎo)體晶圓9的整個(gè)面注入離子，但是并不是僅在該條件下以混合掃描型單晶片式離子注入裝置來(lái)注入的、對(duì)半導(dǎo)體晶圓9的離子注入劑量在半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面均勻得到保證。即在假想離子注入?yún)^(qū)域14中，必需確保射束掃描方向的離子注入量的均勻性以及晶圓掃描方向的離子注入量的均勻性，以使每單位時(shí)間、每單位面積注入到半導(dǎo)體晶圓9的離子注入量恒定。
[0078]本實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置100中，利用射束測(cè)定裝置8，根據(jù)需要在注入之前對(duì)離子束進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而還根據(jù)需要對(duì)提供給射束掃描儀5的周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)進(jìn)行微調(diào)，由此確保X掃描方向的離子注入量的均勻性。關(guān)于Y掃描方向的離子注入量的均勻性，在未發(fā)生射束變動(dòng)的情況下，利用機(jī)械掃描裝置13以等速度掃描半導(dǎo)體晶圓9，由此確保其均勻性。通過(guò)確保這些2維的離子注入量的均勻性，使得每單位時(shí)間、每單位面積注入到半導(dǎo)體晶圓9的離子注入量恒定。
[0079]在此，參考圖5，對(duì)為了確保X掃描方向的離子注入量的均勻性而進(jìn)行的、提供給射束掃描儀5的周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的微調(diào)進(jìn)行說(shuō)明。圖5為例示出提供給射束掃描儀5的周期性變動(dòng)的電場(chǎng)的圖。圖5中詳細(xì)說(shuō)明圖1中例示的電場(chǎng)型射束掃描儀5，但是這是個(gè)例子，通過(guò)將電場(chǎng)替換為磁場(chǎng)，利用圖5進(jìn)行的說(shuō)明也幾乎能夠直接適用于磁場(chǎng)型射束掃描儀5。并且本實(shí)施方式中，為了簡(jiǎn)化，參考圖5對(duì)如下情況進(jìn)行說(shuō)明，即在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下,離子束不進(jìn)行掃描,而通過(guò)對(duì)射束掃描儀5施加正負(fù)電壓,射束在X掃描方向上進(jìn)行往復(fù)掃描。
[0080]如圖1中的說(shuō)明，電場(chǎng)型射束掃描儀5為如下設(shè)備，即出于在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束為目的，例如在圖1中示出的射束線上輸送離子束的過(guò)程中，使周期性變動(dòng)的電場(chǎng)作用于離子。在此作為周期性變動(dòng)的電場(chǎng)，如果僅提供如圖5的虛線那樣作為時(shí)間函數(shù)而周期性重復(fù)的三角形形狀(以下，有時(shí)稱作三角形形狀電場(chǎng)16)，則目前在半導(dǎo)體器件的批量生產(chǎn)中使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中不能確保X掃描方向的離子注入量的均勻性。由此，目前在半導(dǎo)體器件的批量生產(chǎn)中使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，為了確保X掃描方向的離子注入量的均勻性，在向半導(dǎo)體晶圓9注入離子之前，利用離子束的射束電流測(cè)定值的空間位置依賴性，如圖5的實(shí)線，通常將周期性變動(dòng)的電場(chǎng)提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5。在此，周期性變動(dòng)的電場(chǎng)為如下電場(chǎng)，即以作為時(shí)間函數(shù)的三角形形狀電場(chǎng)16，即以周期性重復(fù)的三角形形狀為基準(zhǔn)，在該三角形形狀的基礎(chǔ)上，對(duì)周期性變動(dòng)的電場(chǎng)附加擾動(dòng)的電場(chǎng)。以下，有時(shí)將圖5中用實(shí)線表示的電場(chǎng)稱作擾動(dòng)電場(chǎng)17。由此使每單位時(shí)間、每單位面積注入到半導(dǎo)體晶圓9的離子注入量恒定。
[0081]另外，所謂“空間位置依賴性”可以理解成例如離子束的射束電流測(cè)定值基于場(chǎng)所(掃描方向的位置)的差異?？臻g位置依賴性通過(guò)利用例如可動(dòng)型法拉第杯型射束測(cè)定裝置連續(xù)地(使射束測(cè)定裝置不停止)測(cè)定與其場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的射束電流值而計(jì)算。雖然有各種具體的計(jì)算方法，但是并無(wú)特別限定。例如，最開始根據(jù)最初被設(shè)定的初始參數(shù)來(lái)執(zhí)行離子束的掃描，根據(jù)通過(guò)射束測(cè)定裝置而測(cè)定的射束電流測(cè)定值來(lái)校正初始參數(shù)，并再次進(jìn)行離子束的掃描。并且，還可以通過(guò)重復(fù)進(jìn)行該處理，直到射束電流測(cè)定值與理想值之間的差值成為容許值以下為止，由此計(jì)算擾動(dòng)電場(chǎng)17。
[0082]從而，例如圖5中，如圖5的實(shí)線那樣的擾動(dòng)電場(chǎng)17被選作提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)。在此，圖5中擾動(dòng)電場(chǎng)17的最小值為-V_scan(V)，其最大值為V_scan(V)。對(duì)半導(dǎo)體晶圓9注入離子時(shí)，通常選擇X掃描方向左右對(duì)稱的假想離子注入?yún)^(qū)域14，因此通常將提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)的最大值和最小值的絕對(duì)值設(shè)為相等。當(dāng)然，即使提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)的最大值和最小值的絕對(duì)值不相等的情況下，圖5中進(jìn)行說(shuō)明的觀點(diǎn)也成立。
[0083]在此，附加說(shuō)明對(duì)周期性變動(dòng)的電場(chǎng)附加擾動(dòng)的時(shí)間周期。如果將電場(chǎng)重復(fù)周期設(shè)為T_scan (sec),則通常對(duì)電場(chǎng)附加擾動(dòng)的周期以T_scan/N (sec)而被提供。在此N為整數(shù)值。目前在半導(dǎo)體器件的批量生產(chǎn)中使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，為了確保X掃描方向的離子注入量的均勻性，將擾動(dòng)電場(chǎng)作為周期性變動(dòng)的電場(chǎng)而提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的情況下，如果對(duì)其效果和可控性進(jìn)行比較考量，則N值取從16到16384之間的整數(shù)值即可，優(yōu)選為從64到512之間的整數(shù)值。例如，如果將以作為時(shí)間函數(shù)而周期性重復(fù)的三角形形狀為基準(zhǔn)而提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)的周期，即離子束的掃描周期為4msec的情況作為例子，則對(duì)該電場(chǎng)附加擾動(dòng)的周期在0.25msec到0.24 μ sec之間，優(yōu)選取0.063msec到7.8 μ sec之間的值。
[0084]在此，對(duì)提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)和X掃描方向的離子束的位置進(jìn)行說(shuō)明。如從圖1中明確可知，提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電場(chǎng)與X掃描方向的離子束的位置之間存在相關(guān)關(guān)系。如果具體地例示，則如圖5的例示那樣，在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下，離子束不進(jìn)行掃描，通過(guò)對(duì)射束掃描儀5附加正負(fù)電壓,射束在X掃描方向上被往復(fù)掃描，在該情況下，例如圖1 (a)中，針對(duì)對(duì)射束掃描儀5附加正電壓時(shí)離子束向下方移動(dòng)的情況，隨著對(duì)射束掃描儀5附加正電壓，X掃描方向的離子束的位置越向下方移動(dòng)，相反，隨著對(duì)射束掃描儀5附加負(fù)電壓,X掃描方向的離子束的位置越向上方移動(dòng)。至于其相關(guān)關(guān)系成為比例關(guān)系還是成為2次函數(shù)型相關(guān)關(guān)系，或者是基于更復(fù)雜的函數(shù)的相關(guān)關(guān)系是根據(jù)射束掃描儀5的形狀而不同，不管是哪種情況，數(shù)學(xué)上存在簡(jiǎn)單函數(shù)型相關(guān)關(guān)系是不變的。因此在提供給射束掃描儀5的電壓與X掃描方向的離子束的位置之間產(chǎn)生根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由此，通過(guò)利用其對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)控制提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的電壓強(qiáng)度，并通過(guò)控制X掃描方向的離子束位置，例如圖4所示那樣能夠?qū)傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的射束掃描長(zhǎng)度進(jìn)行控制。
[0085]另外，圖1 (a)中，關(guān)于對(duì)射束掃描儀5施加正電壓時(shí)離子束向上方移動(dòng)的情況，或者在從離子源I到射束掃描儀5的射束線上配設(shè)對(duì)離子束附加電磁力的設(shè)備，以便在對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況下離子束進(jìn)行掃描，即使在這些情況下，理所當(dāng)然地在提供給射束掃描儀5的電壓與X掃描方向的離子束的位置之間產(chǎn)生根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0086]在此，參考圖6，對(duì)于如下情況的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，即例如利用用于直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置，對(duì)直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子注入的情況那樣，對(duì)于比原本與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的半導(dǎo)體晶圓(以下，稱作“小型半導(dǎo)體晶圓15”)注入離子的情況。
[0087]首先，說(shuō)明在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，在晶圓處理室內(nèi)將比作為初始對(duì)象物的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15設(shè)置于射束線上的方法。圖6為表示將半導(dǎo)體晶圓保持裝置10改造成小型半導(dǎo)體晶圓15用的情況的圖。然而對(duì)于在晶圓處理室內(nèi)將小型半導(dǎo)體晶圓15設(shè)置于射束線上的方法并不限定于此，例如可以在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10與小型半導(dǎo)體晶圓15之間配設(shè)轉(zhuǎn)換用連接器，也可以利用粘著性膠帶來(lái)將小型半導(dǎo)體晶圓15粘貼于半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上，也可利用粘著性膠帶來(lái)將小型半導(dǎo)體晶圓15粘貼于半導(dǎo)體晶圓9上，使該半導(dǎo)體晶圓9保持于半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上。
[0088]在此，圖6中，如果考慮對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面進(jìn)行離子注入的情況，則需要使假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含小型半導(dǎo)體晶圓15。但是，如圖6中明確可知，圖6所圖示的矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14明顯比小型半導(dǎo)體晶圓15的面積大很多。其理由是因?yàn)樵诖怂紤]的混合掃描型單晶片式離子注入裝置與大于小型半導(dǎo)體晶圓15的半導(dǎo)體晶圓9相對(duì)應(yīng)。由此，當(dāng)半導(dǎo)體晶圓保持裝置10也比小型半導(dǎo)體晶圓15大時(shí)，只考慮矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14，則半導(dǎo)體晶圓保持裝置的大小不可能與半導(dǎo)體晶圓9相對(duì)應(yīng)，其結(jié)果矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14比小型半導(dǎo)體晶圓15的面積大。在小型半導(dǎo)體晶圓15的外側(cè)的假想離子注入?yún)^(qū)域14，離子束在小型半導(dǎo)體晶圓15的外側(cè)進(jìn)行掃描，或者小型半導(dǎo)體晶圓15與半導(dǎo)體晶圓保持裝置10 —起被機(jī)械掃描，結(jié)果成為與離子相對(duì)于被機(jī)械掃描的方向在小型半導(dǎo)體晶圓15的外側(cè)進(jìn)行掃描相同的情況，在該情況下，在小型半導(dǎo)體晶圓15的外側(cè)進(jìn)行掃描的離子束未被注入到小型半導(dǎo)體晶圓15中。由此從對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子的觀點(diǎn)來(lái)看，在小型半導(dǎo)體晶圓15的外側(cè)進(jìn)行掃描的離子束成為無(wú)用的離子。
[0089]在此，圖6中考慮如下情況，即利用混合掃描型單晶片式離子注入裝置來(lái)對(duì)比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小型的半導(dǎo)體晶圓15注入離子的情況，但是在此只利用與對(duì)半導(dǎo)體晶圓9注入離子相同的離子注入方法，而沒有進(jìn)行特別的研究。即利用與對(duì)應(yīng)于上述混合掃描型單晶片式離子注入裝置的半導(dǎo)體晶圓9匹配的離子束的掃描方法或半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的機(jī)械掃描方法，而沒有進(jìn)行特別的研究。
[0090]在該情況下，的確能夠直接適用通過(guò)混合掃描型單晶片式離子注入裝置向半導(dǎo)體晶圓9的離子注入技術(shù)，能夠以每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量為恒定的方式對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面進(jìn)行注入。即根據(jù)“大能兼小”的觀點(diǎn)，原則上以該方法，例如圖5中的圖示，如果利用用于應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體晶圓9的矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14來(lái)對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子，則能夠以每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量為恒定的方式對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面注入離子。
[0091]然而該離子注入效率非常低，在批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中并不實(shí)用。從圖6中也明確可知該離子注入效率低的情況，下面將進(jìn)一步詳細(xì)例示。在此，例如作為半導(dǎo)體晶圓9而考慮直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓，在用于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，作為小型半導(dǎo)體晶圓15而考慮直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓，考慮利用上述混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓注入離子。在此直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓的面積為直徑為300mm的半導(dǎo)體晶圓的面積的9分之I。在此，由于用于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓而開發(fā)出的混合掃描型單晶片式離子注入裝置的矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積，至少要大于直徑為300_的半導(dǎo)體晶圓的面積，其結(jié)果與直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓的面積相比成為至少成為9倍以上，典型的是10倍以上的矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域。另外，通常的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀為矩形，半導(dǎo)體晶圓的形狀為圓形，因此與直徑為IOOmm的半導(dǎo)體晶圓的面積相比，假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積大相應(yīng)的量。進(jìn)而能夠?qū)⒓傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的邊界線看作是構(gòu)成掃描離子束的離子束的重心所到達(dá)的、上下左右方向的邊界線。實(shí)際的離子束如圖4所示那樣具有有限的寬度，因此與直徑為100_的半導(dǎo)體晶圓的面積相比，假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積大相應(yīng)的量。這樣在向比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15不進(jìn)行特別研究而注入離子的情況下，假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積與小型半導(dǎo)體晶圓15的面積相比過(guò)大，其離子注入效率非常低，在批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中并不實(shí)用。
[0092]從而，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，需要改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。
[0093]在此，參考圖7，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的假想離子注入?yún)^(qū)域14進(jìn)行說(shuō)明。圖7為用于說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀的圖。本實(shí)施方式中，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，需要改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。如圖7，當(dāng)小型半導(dǎo)體晶圓15為一片時(shí)，可以考慮例如圖7所示的假想離子注入?yún)^(qū)域14為較適宜。即作為假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀，可以考慮接近小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的形狀、即接近頂點(diǎn)數(shù)量比正二十邊形多的多邊形形狀，或者圓形形狀較為適宜。并且，作為假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積，可以考慮比小型半導(dǎo)體晶圓15的面積大，但是大幾倍的面積較適宜。其中重點(diǎn)在于，如從圖7中明確可知，為了符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀而選擇非矩形形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀的情況下，射束掃描長(zhǎng)度不是唯一確定的，而是至少需要多個(gè)射束掃描長(zhǎng)度。圖6中明確表示出最大射束掃描長(zhǎng)度，但是在圖7的例子中，作為最大射束掃描長(zhǎng)度的射束掃描長(zhǎng)度僅位于小型半導(dǎo)體晶圓15的中央附近，除此之外的位置上的射束掃描長(zhǎng)度成為最大射束掃描長(zhǎng)度以下的長(zhǎng)度。
[0094]并且，圖7的例子中，假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含小型半導(dǎo)體晶圓15，而另一方面與半導(dǎo)體晶圓保持裝置10之間的關(guān)系中，假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含于半導(dǎo)體晶圓保持裝置10中?；蛘咭部梢员憩F(xiàn)為半導(dǎo)體晶圓保持裝置10所構(gòu)成的平面區(qū)域包含假想離子注入?yún)^(qū)域14，即假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域(以下，適當(dāng)?shù)貙ⅰ凹傧氲钠矫鏍铍x子注入?yún)^(qū)域”稱作“假想離子注入?yún)^(qū)域14”。)。在該情況下，向小型半導(dǎo)體晶圓15進(jìn)行離子注入的過(guò)程中，離子不會(huì)出到半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的外側(cè)。該情況下，在離子注入過(guò)程中不可能測(cè)定離子束的電流值，因此在制作這種假想離子注入?yún)^(qū)域14時(shí)，只要不利用無(wú)需測(cè)定離子束的電流值的離子注入方法，就不能改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積以符合如圖7那樣的小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。由此為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率向比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子，改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀，為此就必需使用在離子注入過(guò)程中無(wú)需測(cè)定離子束的電流值的離子注入方法。
[0095]如以上說(shuō)明，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，在晶圓處理室內(nèi)將小于作為初始對(duì)象物的半導(dǎo)體晶圓9的小型半導(dǎo)體晶圓15設(shè)置于射束線上的方法，如圖6或圖7所示，并不限定于將半導(dǎo)體晶圓保持裝置10改造成用于小型半導(dǎo)體晶圓15的情況，例如可以在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10與小型半導(dǎo)體晶圓15之間配設(shè)轉(zhuǎn)換用連接器，也可以利用粘著性膠帶將小型半導(dǎo)體晶圓15粘貼在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上，也可以利用粘著性膠帶將小型半導(dǎo)體晶圓15粘貼在半導(dǎo)體晶圓9上并使該半導(dǎo)體晶圓9保持于半導(dǎo)體晶圓保持裝置10。由此圖7中例示的半導(dǎo)體晶圓保持裝置10也可以是半導(dǎo)體晶圓9。該情況下，在與圖7類似的情況下，假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含在半導(dǎo)體晶圓9中。或者也可以表現(xiàn)為在對(duì)半導(dǎo)體晶圓9注入離子的情況下，半導(dǎo)體晶圓9所構(gòu)成的平面區(qū)域包含假想離子注入?yún)^(qū)域14。該情況下，可以說(shuō)在向小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子的過(guò)程中，離子不會(huì)出到半導(dǎo)體晶圓9的外側(cè)，而從開始注入到結(jié)束注入為止，離子束連續(xù)注入到半導(dǎo)體晶圓9。
[0096]其中重點(diǎn)在于，即使改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，也要以每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量為恒定的方式注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面，即需要使離子注入劑量在小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面均勻。
[0097]如利用圖5已進(jìn)行的說(shuō)明，當(dāng)假想離子注入?yún)^(qū)域14為矩形形狀的情況下，目前在半導(dǎo)體器件的批量生產(chǎn)中使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，為了確保X掃描方向的離子注入量的均勻性，通常將對(duì)周期性變動(dòng)的電場(chǎng)施加擾動(dòng)的電場(chǎng)提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5。由此使得每單位時(shí)間、每單位面積注入到半導(dǎo)體晶圓9的離子注入量恒定。在向小型半導(dǎo)體晶圓15注入時(shí)，該狀態(tài)也不變。因此在假想離子注入?yún)^(qū)域14為矩形形狀的情況下，利用與圖5相同的方法能夠使得每單位時(shí)間、每單位面積注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的離子注入量恒定。但是在假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀為矩形形狀以外的情況下，為了使得每單位時(shí)間、每單位面積注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的離子注入量恒定而需要進(jìn)行研究。
[0098]另外重要的一點(diǎn)為，即使改變假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，也難以改變單向掃描離子束的掃描頻率，即難以改變電場(chǎng)重復(fù)周期。
[0099]在此，參考圖8，對(duì)于與多個(gè)射束掃描長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的射束掃描長(zhǎng)度的變更方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖8為提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5的、周期性變動(dòng)的電場(chǎng)的I個(gè)周期量的圖。如已經(jīng)進(jìn)行的說(shuō)明，目前在半導(dǎo)體器件批量生產(chǎn)中正被使用的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，將擾動(dòng)電場(chǎng)提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5,圖8的實(shí)線表被施加擾動(dòng)電場(chǎng)17的電場(chǎng)。
[0100]在此，為了設(shè)定多個(gè)射束掃描長(zhǎng)度，考慮在圖8中提供給射束掃描儀5的電壓的最大值為V_scan0 (V),最小值為_V_scanO (V)的情況下,設(shè)定比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的方法。如利用圖5已進(jìn)行的說(shuō)明，利用在提供給射束掃描儀5的電壓與X掃描方向的離子束的位置之間所產(chǎn)生的、根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，控制提供給射束掃描儀5的電壓強(qiáng)度，并控制X掃描方向的離子束的位置，由此能夠控制假想離子注入?yún)^(qū)域14的射束掃描長(zhǎng)度。
[0101]例如，圖8中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，作為提供給射束掃描儀5的電壓而提供了最大值V2 (V)、最小值Vl (V)時(shí)，由提供給射束掃描儀5的電壓與X掃描方向的離子束的位置之間所產(chǎn)生的、根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠控制比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度兩端的離子束位置。該情況下，圖8中，在時(shí)刻Tl提供給射束掃描儀5的電壓成為最大值V2(V)，在時(shí)刻T2提供給射束掃描儀5的電壓成為最小值Vl (V)，在時(shí)刻T3提供給射束掃描儀5的電壓成為最小值Vl (V)，在時(shí)刻T4提供給射束掃描儀5的電壓成為最大值V2 (V)。
[0102]在此，參考圖9說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的例子。圖9為例示出提供給射束掃描儀的電場(chǎng)與時(shí)間之間的關(guān)系的圖。如以上說(shuō)明，比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的兩端的離子束位置若為例如圖8的情況，則用最大值V2 (V)、最小值Vl (V)來(lái)表示提供給射束掃描儀5的電壓。由此為了實(shí)現(xiàn)比該最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，作為提供給射束掃描儀5的電壓，不容許V2 (V)以上的電壓，并且也不容許Vl (V)以下的電壓。由此為了實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，能夠考慮例如圖9的將隨時(shí)間變化的電壓提供給射束掃描儀5。圖9中用實(shí)線表示的電場(chǎng)與三角形形狀電場(chǎng)16之間在形狀上有很大差異，不能說(shuō)以三角形形狀電場(chǎng)16、即周期性重復(fù)的三角形形狀為基準(zhǔn)，在該三角形形狀的基礎(chǔ)上，將對(duì)周期性變動(dòng)的電場(chǎng)附加擾動(dòng)的電場(chǎng)提供給電場(chǎng)型射束掃描儀5，因此作為時(shí)間函數(shù)，不能夠說(shuō)是擾動(dòng)電場(chǎng)17，但是能夠考慮對(duì)三角形形狀電場(chǎng)16進(jìn)行非常大的校正，由此作為虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18進(jìn)行處理即可。
[0103]如果簡(jiǎn)單地說(shuō)明圖9的虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18，為如下虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18，即作為提供給射束掃描儀5的電壓，直到時(shí)刻Tl為最大值V2 (V)的恒定值，從時(shí)刻Tl到時(shí)刻T2，直接使用圖8中相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17，從時(shí)刻T2到時(shí)刻T3為最小值Vl (V)的恒定值，從時(shí)刻T3到時(shí)刻T4，直接使用圖8中相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17，從時(shí)刻T4起為最大值V2 (V)的恒定值。
[0104]在該情況下，的確，向射束掃描儀5提供的電壓在最大值V2 (V)與最小值Vl (V)之間，并且電場(chǎng)重復(fù)周期仍是T_scan(sec)，因此離子束掃描頻率不變。但是圖9的虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18中，例如從時(shí)刻T2到時(shí)刻T3提供給射束掃描儀5的電壓取最小值Vl (V)的恒定值，由此離子束不會(huì)在X掃描方向上進(jìn)行掃描而只是停留在原位，離子注入效率并沒有得到提聞。
[0105]S卩，圖9所示的虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18中，的確不改變離子束掃描頻率就能夠?qū)崿F(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。但是由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)離子注入效率的提高，因此并不符合如下目的，即為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，無(wú)需改變離子束掃描頻率就能夠?qū)崿F(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。[0106]在此，參考圖10，說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的方法的其他例子。圖10為表示提供給射束掃描儀的電場(chǎng)與時(shí)間之間的關(guān)系的其他例的圖。圖10中，如用圖9已進(jìn)行的說(shuō)明，比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的兩端的離子束位置，若為例如圖10的情況，則作為提供給射束掃描儀5的電壓，用最大值V2 (V)、最小值Vl (V)來(lái)表示，因此為了實(shí)現(xiàn)比該最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，作為提供給射束掃描儀5的電壓，不容許V2 (V)以上的電壓，并且也不容許Vl (V)以下的電壓。由此為了實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，可以考慮例如圖10那樣，將隨時(shí)間變化的電壓提供給射束掃描儀5。
[0107]如果簡(jiǎn)單地說(shuō)明圖10的擾動(dòng)電場(chǎng)17，則為如下擾動(dòng)電場(chǎng)17，即作為提供給射束掃描儀5的電壓，直到時(shí)刻T5，直接使用圖8中從時(shí)刻Tl到時(shí)刻T2所設(shè)定的、相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17，從時(shí)刻T5到時(shí)刻T6，直接使用圖8中從時(shí)刻T3到時(shí)刻T4所設(shè)定的、相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17。
[0108]在該情況下，的確向射束掃描儀5提供的電壓在最大值V2 (V)與最小值Vl (V)之間，并且離子束始終在X掃描方向上繼續(xù)進(jìn)行掃描，因此能夠?qū)崿F(xiàn)離子注入效率的提高。但是圖10的擾動(dòng)電場(chǎng)17中，電場(chǎng)重復(fù)周期比T_scan(sec)短。
[0109]g卩，圖10所示的擾動(dòng)電場(chǎng)17中，在確實(shí)能夠提高離子注入效率的狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。然而導(dǎo)致離子束掃描頻率改變，因此并不符合如下目的，即為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，無(wú)需改變離子束掃描頻率就能夠?qū)崿F(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。
[0110]從以上說(shuō)明可知，在圖9所示的虛擬擾動(dòng)電場(chǎng)18或圖10所示的擾動(dòng)電場(chǎng)17中，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，不改變離子束掃描頻率就不能實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。
[0111]在此，參考圖11說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的離子注入方法中，為實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度而求出提供給射束掃描儀5的電壓的方法。圖11為例示本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)的圖。圖11中，如利用圖9或圖10已進(jìn)行的說(shuō)明那樣，比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度兩端的離子束位置若為例如圖11的情況，則用最大值V2 (V)、最小值Vl (V)來(lái)表示提供給射束掃描儀5的電壓，因此為了實(shí)現(xiàn)比該最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，作為提供給射束掃描儀5的電壓，不容許V2(V)以上的電壓，并且也不容許Vl (V)以下的電壓。本實(shí)施方式中，在實(shí)現(xiàn)比圖11中用虛線表示的假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度時(shí)，提供給射束掃描儀5的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19并未直接使用相對(duì)于圖11中用實(shí)線表示的假想離子注入?yún)^(qū)域
14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17的一部分，而是通過(guò)轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)17而重新制作。
[0112]在此,對(duì)圖11中將相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如用圖9或圖10已進(jìn)行的說(shuō)明，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，要求在實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的同時(shí)，不改變電場(chǎng)重復(fù)周期，即不改變離子束掃描頻率。為了滿足該要求，本實(shí)施方式中，將從時(shí)刻Tl到時(shí)刻T2所設(shè)定的、相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17，從時(shí)刻O到時(shí)刻T_scan/2隨時(shí)間延伸，將以該方法獲得的電場(chǎng)，作為從時(shí)刻O到時(shí)刻T_scan/2相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19a。并且將從時(shí)刻T3到時(shí)刻T4所設(shè)定的、相對(duì)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17，從時(shí)刻T_scan/2到時(shí)刻T_scan隨時(shí)間延伸而獲得的電場(chǎng)作為從時(shí)刻T_scan/2到時(shí)刻T_scan相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19b。其結(jié)果，能夠獲得為了實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度而提供給射束掃描儀5的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19。
[0113]如果以數(shù)學(xué)方式表不，則相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而得到的擾動(dòng)電場(chǎng)17(V_norm)作為時(shí)間t的函數(shù)并以V_norm=f (t)的關(guān)系式表示的情況下，相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19 (V_trans),到時(shí)刻T_scan/2為止，以V_trans=f(at+Tl)的關(guān)系式表示，其后，到時(shí)刻 T_scan 為止，以 V_trans=f (bX (t_T_scan/2)+T3)的關(guān)系式來(lái)表示。其中 a= (2X (T2-Tl))/T_scan, b=(2X (T4-T3))/T_scan。
[0114]到目前為止，從利用圖11來(lái)進(jìn)行的說(shuō)明中明確可知，將相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的方法，只要在擾動(dòng)電場(chǎng)17、提供給射束掃描儀5的電壓、及X掃描方向的離子束位置之間獲得根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，則僅憑該對(duì)應(yīng)關(guān)系就能夠獲得相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19。換言之，相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，在向小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子之前，不需要利用離子束的射束電流測(cè)定值的空間位置依賴性來(lái)直接求出擾動(dòng)電場(chǎng)17?；蛘咭部梢匀缦卤憩F(xiàn)，即如圖7所示，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，用于實(shí)現(xiàn)符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀的多個(gè)離子掃描振幅中，相對(duì)于最長(zhǎng)離子掃描振幅以外的離子掃描振幅而周期性變動(dòng)的電場(chǎng)，通過(guò)計(jì)算，由相對(duì)于最長(zhǎng)離子掃描振幅的擾動(dòng)電場(chǎng)17能夠自動(dòng)求出。
[0115]為了實(shí)現(xiàn)基于用圖11進(jìn)行說(shuō)明的本實(shí)施方式的、比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度而求出提供給射束掃描儀5的電壓的方法為，只要作為假想離子注入?yún)^(qū)域14的射束掃描長(zhǎng)度比其最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度就通常成立的方法，很顯然能夠獲得多個(gè)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。并且從利用圖11進(jìn)行的說(shuō)明中明確可知，為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式所涉及的比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度而求出提供給射束掃描儀5的電壓的方法，只是將Vl (V)與V2 (V)的大小關(guān)系作為其前提，而不以提供給射束掃描儀5的電壓的正負(fù)作為前提。這意味著比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度兩端所對(duì)應(yīng)的X掃描方向的2個(gè)射束掃描終端位置，與對(duì)射束掃描儀5未施加電壓的情況相比，能夠構(gòu)成為如圖1中一個(gè)位于下方，而另一方位于上方，也可以構(gòu)成為雙方都位于下方，或者也可以構(gòu)成為雙方都位于上方。
[0116]并且很顯然，基于用圖11說(shuō)明的本實(shí)施方式的方法，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)，使用以單向掃描離子束為目的而被提供的、周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)的射束掃描儀5中也相同。
[0117]如此，通過(guò)用圖11進(jìn)行說(shuō)明的、將相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的本實(shí)施方式所涉及的方法，以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中的情況下，為了實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀為目的，在能夠?qū)崿F(xiàn)提高離子注入效率的狀態(tài)下，無(wú)需改變離子束掃描頻率就能夠確保X掃描方向的離子注入量的均勻性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。
[0118]另外，本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)利用機(jī)械掃描裝置13而進(jìn)行的、小型半導(dǎo)體晶圓15的機(jī)械掃描速度進(jìn)行控制，確保Y掃描方向的離子注入量的均勻性，并結(jié)合確?；谵D(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的X掃描方向的離子注入量的均勻性，使得每單位時(shí)間、每單位面積注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的離子注入量恒定。以下將進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0119]在此，參考圖12，對(duì)于在相同的離子束掃描頻率中使用不同的射束掃描長(zhǎng)度時(shí)的離子注入量進(jìn)行說(shuō)明。圖12為表示離子束的掃描速度及電場(chǎng)重復(fù)周期與射束掃描長(zhǎng)度之間的關(guān)系的圖。另外，如用圖11已進(jìn)行的說(shuō)明，實(shí)際向小型半導(dǎo)體晶圓15注入離子時(shí)，為了確保X掃描方向的離子注入量的均勻性而使用擾動(dòng)電場(chǎng)17及轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19，但是在圖12中以其擾動(dòng)非常小來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖12的說(shuō)明中，當(dāng)然在不能忽略擾動(dòng)大小的情況下，該觀點(diǎn)也相同。
[0120]圖12中，橫軸表示電場(chǎng)重復(fù)周期，縱軸表示離子束掃描速度。如以上說(shuō)明，電場(chǎng)重復(fù)周期為離子束掃描頻率的倒數(shù)，成為恒定值T_scan。并且通常射束掃描長(zhǎng)度以離子掃描速度的時(shí)間積分來(lái)表不。圖12中以v_0來(lái)表不相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的離子掃描速度，以v_l來(lái)表示相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度SI的離子掃描速度。從圖12明確可知，在相同的離子束掃描頻率中使用不同的射束掃描長(zhǎng)度的情況下，離子掃描速度也發(fā)生變化。由此若利用在假想離子注入?yún)^(qū)域14為矩形的情況下使用的、為了確保Y掃描方向的離子注入量的均勻性而用機(jī)械掃描裝置13以等速度掃描小型半導(dǎo)體晶圓15的方法，則上述離子掃描速度根據(jù)射束掃描長(zhǎng)度而發(fā)生變化，因此與此對(duì)應(yīng)，每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量也發(fā)生變化，無(wú)法確保Y掃描方向的離子注入量的均勻性。
[0121]由此，本實(shí)施方式中，在離子注入過(guò)程中，根據(jù)射束掃描長(zhǎng)度而切換周期性變動(dòng)的電場(chǎng)時(shí)，同時(shí)切換掃描小型半導(dǎo)體晶圓15的速度，以確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量相同，確保Y掃描方向的離子注入量均同，由此使每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量保持恒定。下面將進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0122]在此，參考圖13，對(duì)基于本實(shí)施方式的、確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量的均勻性的方法進(jìn)行概要說(shuō)明。圖13為表示離子束的掃描速度、晶圓的掃描速度及電場(chǎng)重復(fù)周期及離子注入量之間的關(guān)系的圖。當(dāng)考慮離子注入裝置中的離子注入量的情況下，通常以I維方式，即只考慮離子束的掃描速度即可，準(zhǔn)確地講，不能以2維方式處理。例如，圖7的例子中，小型半導(dǎo)體晶圓15通過(guò)機(jī)械掃描裝置13而相對(duì)于離子束的掃描方向、即X掃描方向，向與其正交的方向、即Y掃描方向被機(jī)械掃描，因此必須考慮通過(guò)機(jī)械掃描裝置13而被控制的晶圓掃描速度。當(dāng)假想離子注入?yún)^(qū)域14為矩形的情況下，通過(guò)使用以等速度掃描小型半導(dǎo)體晶圓15的方法而確保Y掃描方向的離子注入量的均勻性，因此能夠處理為正好沒有考慮晶圓掃描速度。
[0123]在此，為了一次觀察離子束掃描頻率、射束掃描長(zhǎng)度、及晶圓掃描速度的關(guān)系，如圖13所示，使用將一邊設(shè)為注入時(shí)間t、一邊設(shè)為離子掃描速度v_s、一邊設(shè)為晶圓掃描速度V_s的3維空間就比較方便。在此，通常離子注入量與離子掃描速度v_s和晶圓掃描速度V_s的乘積v_s X V_s成反比。
[0124]如用圖12已進(jìn)行的說(shuō)明，相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的離子掃描速度為v_0，相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度SI的離子掃描速度為v_l,因此相對(duì)于這2個(gè)射束掃描長(zhǎng)度的2個(gè)離子掃描速度肯定不同。本實(shí)施方式中相對(duì)于該不同的離子掃描速度，通過(guò)有意地改變晶圓掃描速度，使得離子注入量恒定。圖13的情況下，以乘積v_0XV_0和乘積v_lXV_l成為恒定的方式來(lái)決定相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的晶圓掃描速度V_0和相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度SI的晶圓掃描速度乂_1之間的關(guān)系，由此離子注入量恒定。即，根據(jù)本實(shí)施方式，使機(jī)械掃描小型半導(dǎo)體晶圓15的速度，即晶圓掃描速度根據(jù)不同的離子掃描振幅而分別發(fā)生變化，能夠確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定。
[0125]相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度SI的晶圓掃描速度V_1比相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的晶圓掃描速度v_o快。由此相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度Si的晶圓掃描速度V_1對(duì)相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的晶圓掃描速度v_o的比值為I以上的數(shù)值。該數(shù)值可以看作是相對(duì)于晶圓掃描速度的校正系數(shù)。
[0126]另外，為了將相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19，通過(guò)計(jì)算而能夠自動(dòng)地求出周期性變動(dòng)的電場(chǎng)時(shí)，同時(shí)通過(guò)計(jì)算能夠求出以相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度SO的晶圓掃描速度v_0為基準(zhǔn)的、相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度SI的晶圓掃描速度V_1的校正系數(shù)。這在利用圖11及圖13已進(jìn)行的說(shuō)明中是顯而易見的。
[0127]用圖12或圖13進(jìn)行的說(shuō)明是針對(duì)圖1例示的電場(chǎng)型射束掃描儀5而進(jìn)行的，但是這是個(gè)例子，通過(guò)將電場(chǎng)替換為磁場(chǎng)，利用圖12或圖13的說(shuō)明還能夠幾乎直接適用于磁場(chǎng)型射束掃描儀5中。
[0128]并且，用圖13進(jìn)行說(shuō)明的、有關(guān)相對(duì)于比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度，為了確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定而進(jìn)行的、有意地改變晶圓掃描速度的方法為，作為假想離子注入?yún)^(qū)域14的射束掃描長(zhǎng)度只要為比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度就通常成立的方法，很顯然能夠獲得多個(gè)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。
[0129]如此，在本實(shí)施方式中，多次使用用圖11進(jìn)行說(shuō)明的將相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的方法，由此設(shè)定多種比最大掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度。并且用圖13進(jìn)行說(shuō)明的相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的各射束掃描長(zhǎng)度設(shè)定多種晶圓掃描速度，而且獲得以相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度為基準(zhǔn)的多個(gè)晶圓掃描速度的校正系數(shù)，在切換多種射束掃描長(zhǎng)度的同時(shí)，對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15進(jìn)行離子注入。由此在確保注入過(guò)程中的離子束掃描頻率恒定的同時(shí)，確保每單位時(shí)間、每單位面積注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的離子注入量恒定，如圖7所示，根據(jù)小型半導(dǎo)體晶圓15的位置而改變離子掃描振幅的同時(shí)，能夠以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率來(lái)進(jìn)行離子注入。即根據(jù)本實(shí)施方式，將半徑小于半導(dǎo)體晶圓9的小型半導(dǎo)體晶圓15設(shè)置或附加在半導(dǎo)體晶圓9上，從對(duì)小型半導(dǎo)體晶圓15開始注入離子起到離子注入結(jié)束，不進(jìn)行射束電流的測(cè)定，而將離子繼續(xù)照射于包含小型半導(dǎo)體晶圓15的半導(dǎo)體晶圓9，很顯然能夠確保每單位時(shí)間、每單位面積注入到小型半導(dǎo)體晶圓15的離子注入量恒定。
[0130]并且，到目前為止所進(jìn)行的說(shuō)明中，關(guān)于小型半導(dǎo)體晶圓15的機(jī)械掃描在離子注入過(guò)程中無(wú)需要中斷，因此本實(shí)施方式中，無(wú)需中斷小型半導(dǎo)體晶圓15的掃描而根據(jù)小型半導(dǎo)體晶圓15的位置改變離子掃描振幅的同時(shí)，能夠以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率來(lái)進(jìn)行離子注入。
[0131]另外，如以上說(shuō)明，為了轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19，在向小型半導(dǎo)體晶圓15注入之前進(jìn)行的相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17與提供給射束掃描儀5的電壓及X掃描方向的離子束的位置之間，需要獲得根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。并且為了導(dǎo)出以相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度或者相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度為基準(zhǔn)的、相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度的校正系數(shù)，需要相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17和相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19。即，在向小型半導(dǎo)體晶圓15進(jìn)行離子注入的過(guò)程中，不需要測(cè)定離子束的電流值。因此本實(shí)施方式中，在向小型半導(dǎo)體晶圓15進(jìn)行離子注入過(guò)程中無(wú)需測(cè)定離子束的電流值，而是能夠根據(jù)小型半導(dǎo)體晶圓15的位置改變?cè)撾x子掃描振幅的同時(shí)，以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率進(jìn)行離子注入。
[0132]在此，重點(diǎn)在于，假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積并不限定于圖7所示的形狀或面積。以下示出具體的情況，示出作為假想離子注入?yún)^(qū)域14能夠獲得哪種形狀或面積。然后表示本實(shí)施方式所涉及的方法能夠?qū)?yīng)所得到的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積。
[0133]在此，參考圖14，首先，關(guān)于對(duì)假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積要求與圖7所示的面積不同的面積的情況進(jìn)行說(shuō)明。如以上說(shuō)明，例如圖7中表示如下情況，即為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，需要將假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀控制成接近圓形的形狀，以符合小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀，并且將假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積控制成適合于小型半導(dǎo)體晶圓15的面積。這樣將假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀控制成接近圓形的形狀，以符合小型半導(dǎo)體晶圓的形狀，進(jìn)而提高離子注入效率，這并不限定于將離子注入到比與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9小的小型半導(dǎo)體晶圓15中，例如如圖12，即使在將離子注入到與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9本身的情況下，也能夠?qū)⒓傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的形狀控制成接近圓形，以符合半導(dǎo)體晶圓的形狀，并且能夠提高離子注入效率。[0134]圖14為例示將離子注入到與混合掃描型單晶片式離子注入裝置對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體晶圓9本身的情況下，基于本實(shí)施方式的假想離子注入?yún)^(qū)域14的圖。如以上說(shuō)明，將離子注入到半導(dǎo)體晶圓9時(shí)，重要的是每單位時(shí)間、每單位面積注入到半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面的離子注入量恒定。在此，相對(duì)于半導(dǎo)體晶圓9的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀為與相對(duì)于小型半導(dǎo)體晶圓15的假想離子晶圓14的形狀相似的形狀，只是面積發(fā)生變化。由此，關(guān)于將假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀控制成能夠接近圓形以符合圖12例示的半導(dǎo)體晶圓9的形狀的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于半導(dǎo)體晶圓9的整個(gè)面的離子注入量的均勻性的方法，與將假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀控制成能夠接近圓形以符合已進(jìn)行說(shuō)明的小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于小型半導(dǎo)體晶圓15的整個(gè)面的離子注入量的均勻性的方法相比并沒有改變。但是半導(dǎo)體晶圓9完全包含在假想離子注入?yún)^(qū)域14中?；蛘咭部梢员憩F(xiàn)為，在向半導(dǎo)體晶圓9注入離子的情況下，假想離子注入?yún)^(qū)域14包含半導(dǎo)體晶圓9所構(gòu)成的平面區(qū)域。
[0135]以上，如用圖7和圖14進(jìn)行的說(shuō)明中明確可知，如果使用本實(shí)施方式的方法，則構(gòu)成為在向半導(dǎo)體晶圓9注入離子的情況下，半導(dǎo)體晶圓9所構(gòu)成的平面區(qū)域包含假想離子注入?yún)^(qū)域14，從開始注入到結(jié)束注入為止，離子束能夠持續(xù)注入到半導(dǎo)體晶圓9，也可以構(gòu)成為假想離子注入?yún)^(qū)域14包含半導(dǎo)體晶圓9所構(gòu)成的平面區(qū)域。這些多種構(gòu)成方法，根據(jù)其目的而分開使用。另外，如果考慮圖9中保持半導(dǎo)體晶圓9的半導(dǎo)體晶圓保持裝置10(未圖示)，則半導(dǎo)體晶圓保持裝置10和半導(dǎo)體晶圓9的形狀及面積幾乎相同，因此也可以表現(xiàn)為，圖14的離子注入方法為假想離子注入?yún)^(qū)域14包含半導(dǎo)體晶圓保持裝置10所構(gòu)成的平面區(qū)域的離子注入方法。
[0136]在此，參考圖15來(lái)說(shuō)明關(guān)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積以及形狀要求與圖7或圖14中示出的面積及形狀不同的面積及形狀的情況。圖15中說(shuō)明如下情況，即對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體晶圓9的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到小于半導(dǎo)體晶圓9的5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，適當(dāng)?shù)乜刂萍傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，以符合5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。
[0137]圖15為表示將5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15配置在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上的狀態(tài)的圖?？梢钥紤]各種配置5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的方法，例如可以考慮如圖15的5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的配置方法。在該情況下，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到該5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，可以說(shuō)符合5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓
15的形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀為例如圖15的類似沙漏(鼓形)形狀。
[0138]當(dāng)然，5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的配置方法并不限定于圖15，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率，將離子注入到5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，符合5個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀當(dāng)然并不限定于如圖15的類似沙漏形狀。
[0139]如以上說(shuō)明，為了轉(zhuǎn)換為相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19，在向小型半導(dǎo)體晶圓15注入之前進(jìn)行的相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17、提供給射束掃描儀5的電壓及X掃描方向的離子束的位置之間，需要得出根據(jù)射束掃描儀5的形狀而定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。并且為了導(dǎo)出以相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度，或者相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度為基準(zhǔn)的、相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的晶圓掃描速度的校正系數(shù)，只需要相對(duì)于最大射束掃描長(zhǎng)度而獲得的擾動(dòng)電場(chǎng)17和相對(duì)于比最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19。在此，至于最大射束掃描長(zhǎng)度在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的Y掃描方向上位于何處，沒有必要將其作為條件。
[0140]g卩，用圖14進(jìn)行的說(shuō)明中，在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的Y掃描方向上，最大射束掃描長(zhǎng)度在中央附近，而圖15中在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的Y掃描方向上，最大射束掃描長(zhǎng)度在兩端。本實(shí)施方式中，在離子注入過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行離子束的電流值的測(cè)定就能夠控制假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀及其面積，因此如用圖14或圖15進(jìn)行的說(shuō)明，最大射束掃描長(zhǎng)度可以在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的Y掃描方向上的任一位置上。
[0141]如果用假想離子注入?yún)^(qū)域14與半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的包含關(guān)系來(lái)表示圖15的情況，則可以說(shuō)半導(dǎo)體晶圓保持裝置10所構(gòu)成的平面區(qū)域和假想離子注入?yún)^(qū)域14的關(guān)系分別彼此不包含另一方。
[0142]其次，參考圖16，說(shuō)明關(guān)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的面積及形狀進(jìn)一步要求不同的面積及形狀的情況。圖16為表示將3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15配置在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10上的狀態(tài)的圖。在此，圖16中說(shuō)明如下情況，即在對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體晶圓9的混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到小于半導(dǎo)體晶圓9的3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，適當(dāng)?shù)乜刂萍傧腚x子注入?yún)^(qū)域14的形狀或面積，以符合3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀。
[0143]可以考慮各種配置3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的方法，例如可以考慮如圖16那樣的3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的配置方法。在該情況下，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到該3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，可以說(shuō)符合3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀為例如圖16的類似D形形狀。
[0144]如果用假想離子注入?yún)^(qū)域14與半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的包含關(guān)系來(lái)表示圖16的情況，則可以說(shuō)半導(dǎo)體晶圓保持裝置10所構(gòu)成的平面區(qū)域和假想離子注入?yún)^(qū)域14的關(guān)系為分別彼此不包含另一方，但是很顯然能夠構(gòu)成為，根據(jù)3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的配置方法，假想離子注入?yún)^(qū)域14完全包含在半導(dǎo)體晶圓保持裝置10中。
[0145]另外，為了以批量生產(chǎn)用半導(dǎo)體制造工序中實(shí)用的離子注入效率將離子注入到該3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15中，符合3個(gè)小型半導(dǎo)體晶圓15的形狀的假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀當(dāng)然并不限定于圖16的類似D形形狀。
[0146]如以上說(shuō)明，為了實(shí)現(xiàn)比假想離子注入?yún)^(qū)域14的最大射束掃描長(zhǎng)度短的射束掃描長(zhǎng)度而求出提供給射束掃描儀5的電壓的方法，僅將Vl (V)與V2 (V)的大小關(guān)系作為其前提，而沒有將提供給射束掃描儀5的電壓的正負(fù)作為前提。由此如圖16所示，也能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)于小型半導(dǎo)體晶圓15的Y掃描中心軸左右非對(duì)稱的假想離子注入?yún)^(qū)域14。
[0147]并且，本實(shí)施方式中，可以采用各種假想離子注入?yún)^(qū)域14和半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的包含關(guān)系、以及假想離子注入?yún)^(qū)域14和半導(dǎo)體晶圓9的包含關(guān)系。這是因?yàn)樵陔x子注入過(guò)程中完全不用測(cè)定離子束的電流值就能夠控制假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀及其面積。并且本實(shí)施方式中，能夠以各種方法來(lái)控制假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀及其面積。另夕卜，本實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置，在離子注入過(guò)程中不進(jìn)行離子束的電流值的測(cè)定就能夠控制假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀及其面積，但是這不意味著在離子注入過(guò)程中不能進(jìn)行離子束的電流值測(cè)定，而是沒有進(jìn)行的必要。由此根據(jù)假想離子注入?yún)^(qū)域14和半導(dǎo)體晶圓保持裝置10的包含關(guān)系、以及假想離子注入?yún)^(qū)域14和半導(dǎo)體晶圓9的包含關(guān)系，如果可以的話，在離子注入過(guò)程中也可以進(jìn)行離子束的電流值測(cè)定。
[0148]并且，如以上說(shuō)明中明確可知，本實(shí)施方式中，關(guān)于假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀，設(shè)置多種離子掃描方向的離子掃描振幅，并且根據(jù)被掃描物體的位置，在改變離子掃描振幅的同時(shí)，進(jìn)行離子注入。因此本實(shí)施方式中，能夠選擇到目前為止例示出的各種假想離子注入?yún)^(qū)域14。具體而言，可以說(shuō)是如下離子注入方法，即作為假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域形狀，即假想離子注入?yún)^(qū)域14，可以選擇如圖7或圖14的能夠接近頂點(diǎn)數(shù)量比正二十邊形多的多邊形形狀的形狀，或者圓形形狀，或者如圖15能夠選擇類似沙漏形狀，或者如圖16 —樣能夠選擇類似D形形狀。
[0149]另外，假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀并不限定于到目前為止所例示的形狀。例如也能夠?qū)崿F(xiàn)上下非對(duì)稱的假想離子注入?yún)^(qū)域14。
[0150]如以上說(shuō)明，通過(guò)本實(shí)施方式所涉及的離子注入方法，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，確保注入過(guò)程中的離子束掃描頻率恒定，并且在確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子注入量恒定的同時(shí)，針對(duì)進(jìn)行離子注入的半導(dǎo)體晶圓的大小或同時(shí)注入的片數(shù)，根據(jù)各自的情況能夠提高晶圓生產(chǎn)效率。
[0151]以下，例舉幾種本發(fā)明的形式。
[0152]一種形態(tài)的離子注入方法為如下，即將產(chǎn)生于離子源的離子作為離子束而輸送至離子注入?yún)^(qū)域空間，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)對(duì)物體注入離子的情況下，在離子束的輸送過(guò)程中，使周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作用于離子，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束，向與該掃描方向正交的方向掃描物體，通過(guò)利用這2種掃描，針對(duì)注入到物體的離子，能夠?qū)㈦x子對(duì)物體的相對(duì)關(guān)系看作是假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域，在該情況下，在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定且確保單向掃描離子束的掃描頻率恒定的同時(shí)，針對(duì)假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀，設(shè)定多種離子掃描方向的離子掃描振幅，不中斷物體的掃描，根據(jù)被掃描物體的位置而改變離子掃描振幅的同時(shí)進(jìn)行離子注入。該離子注入方法的特征在于，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)進(jìn)行離子注入過(guò)程中，通常對(duì)離子束的電流值不進(jìn)行測(cè)定，或者完全不進(jìn)行測(cè)定。
[0153]并且，如下幾點(diǎn)也是其特征之一，即關(guān)于以在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束為目的而提供的、在離子束的輸送過(guò)程中對(duì)離子作用的周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)，在多個(gè)離子掃描振幅中，以相對(duì)于最長(zhǎng)的離子掃描振幅周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作為基準(zhǔn)，根據(jù)該基準(zhǔn)求出相對(duì)于多個(gè)離子掃描振幅中的最長(zhǎng)的離子掃描振幅以外的離子掃描振幅而周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)，根據(jù)被掃描物體的位置，切換周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)，由此改變離子掃描振幅；周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作為時(shí)間函數(shù)，求出以周期性重復(fù)的三角形形狀作為基準(zhǔn)，在注入之前利用離子束的射束電流測(cè)定值的空間位置依賴性，在周期性重復(fù)的三角形形狀的基礎(chǔ)上，對(duì)周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)附加擾動(dòng)的控制函數(shù)；另外，在多個(gè)離子掃描振幅中，相對(duì)于最長(zhǎng)的離子掃描振幅以外的離子掃描振幅周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)，通過(guò)計(jì)算而自動(dòng)求出。
[0154]并且，一種形態(tài)的離子注入裝置為如下離子注入裝置，即關(guān)于將產(chǎn)生于離子源的離子作為離子束而輸送至離子注入?yún)^(qū)域空間，并在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)對(duì)物體注入離子的離子注入裝置，在離子束的輸送過(guò)程中，使周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)作用于離子，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)單向掃描離子束，向與該掃描方向正交的方向掃描物體，通過(guò)利用這2種掃描，關(guān)于注入到物體的離子，能夠?qū)㈦x子對(duì)物體的相對(duì)關(guān)系看作假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域，在該情況下，在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定，并確保單向掃描離子束的掃描頻率恒定的同時(shí)，針對(duì)假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀，設(shè)定多種離子掃描方向的離子掃描振幅，不中斷物體的掃描而根據(jù)被掃描物體的位置改變離子掃描振幅的同時(shí)，能夠進(jìn)行離子注入。該離子注入裝置的特征在于，在離子注入?yún)^(qū)域空間內(nèi)進(jìn)行離子注入過(guò)程中，無(wú)需測(cè)定離子束的電流值。
[0155]上述離子注入方法或離子注入裝置，為了在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域確保每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定，在離子掃描方向的多種離子掃描振幅中選擇最長(zhǎng)的離子掃描振幅，相對(duì)于最長(zhǎng)的離子掃描振幅，在注入之前，利用離子束的射束電流測(cè)定值的空間位置依賴性，求出確保離子掃描方向的離子注入量的均勻性的控制函數(shù)，由相對(duì)于最長(zhǎng)的離子掃描振幅的控制函數(shù)，通過(guò)計(jì)算自動(dòng)地求出相對(duì)于多種離子掃描振幅的控制函數(shù)即可。
[0156]并且，上述注入方法或離子注入裝置，為了在確保單向掃描離子束的掃描頻率恒定的同時(shí)，確保在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定，也可以由相對(duì)于多種離子掃描振幅的多種控制函數(shù)求出周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)。并且也可以根據(jù)被掃描物體的位置，通過(guò)切換周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或周期性變動(dòng)的磁場(chǎng)來(lái)改變離子掃描振幅的同時(shí)，進(jìn)行離子注入。
[0157]上述離子注入方法或離子注入裝置，也可以使掃描物體的速度分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)離子掃描振幅而變化，確保在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域每單位時(shí)間、每單位面積所注入的離子的注入量恒定。
[0158]并且，上述離子注入方法或離子注入裝置也可以構(gòu)成為，在離子掃描方向的多種離子掃描振幅中選擇最長(zhǎng)的離子掃描振幅的情況下，在假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域中，可將最長(zhǎng)的離子掃描振幅的位置設(shè)定在任一位置上。
[0159]并且，上述離子注入方法或離子注入裝置也可以構(gòu)成為，作為物體，使用半導(dǎo)體晶圓保持器，將半導(dǎo)體晶圓設(shè)置于半導(dǎo)體晶圓保持器上，無(wú)需測(cè)定射束電流值就能夠確保每單位時(shí)間、每單位面積向半導(dǎo)體晶圓所注入的離子的注入量恒定。
[0160]并且，其他形態(tài)的離子注入方法為，基于掃描離子束的同時(shí)向與離子束的掃描方向交叉的方向掃描晶圓的混合式掃描進(jìn)行離子注入的方法。并且該方法具有預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)的離子束的掃描速度及物體的掃描速度的工序，和根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度(例如，圖13所示的v_0或v_l)及物體的掃描速度(例如，圖13所示的V_0或V_l)進(jìn)行注入離子的工序。預(yù)先設(shè)定工序根據(jù)按照被離子照射的物體的表面形狀而變化的離子束的各掃描振幅(射束掃描長(zhǎng)度SO或SI)來(lái)設(shè)定多個(gè)離子束的掃描速度(例如，圖13所示的v_0或v_l)，以確保離子束的掃描頻率(I/ (T_scan)恒定，并且設(shè)定與離子束的掃描速度所對(duì)應(yīng)的物體的掃描速度(例如，圖13所示的V_0*V_1)，以確保每單位面積注入到物體表面的離子注入量恒定。
[0161]根據(jù)該形態(tài)，即使不測(cè)定離子束的電流量，也能夠確保離子注入量恒定。
[0162]上述離子注入方法還可以具有如下工序，即在用離子束掃描整個(gè)物體的期間，在規(guī)定時(shí)刻測(cè)定離子束的電流量的工序。并且在該工序中，測(cè)定離子束的電流量的次數(shù)少于用離子束掃描物體的次數(shù)即可。例如，能夠?qū)φ麄€(gè)物體進(jìn)行N次掃描的情況下，用射束測(cè)定裝置8能夠進(jìn)行測(cè)定的機(jī)會(huì)有N次。但是當(dāng)假想離子注入?yún)^(qū)域14的形狀不是具有與離子束的掃描方向平行的一邊的矩形的情況(如同晶圓那樣的圓形的情況)下，直到離子束到達(dá)射束測(cè)定裝置8的位置，掃描假想離子注入?yún)^(qū)域14以外的區(qū)域的時(shí)間增加，導(dǎo)致離子注入效率下降。由此將離子束電流量的測(cè)定次數(shù)設(shè)為(N-1)次以下，而不需要每次掃描離子束時(shí)進(jìn)行測(cè)定，減少離子束電流量的測(cè)定即可。由此例如能夠進(jìn)行根據(jù)離子束的電流量的反饋控制，而且與每次掃描離子束時(shí)測(cè)定離子束的電流量的情況相比，能夠減少無(wú)助于離子注入的時(shí)間，能夠提高離子注入效率。并且根據(jù)所測(cè)定的離子束的電流量，能夠提高離子注入量的精確度。[0163]并且，能夠以配置于物體外側(cè)的裝置，例如側(cè)杯電流測(cè)定器來(lái)測(cè)定離子束的電流量。即在離子束的掃描方向上，裝置配置在比物體寬度最大的區(qū)域更靠近外側(cè)。因此在離子束對(duì)物體寬度窄的區(qū)域進(jìn)行掃描的時(shí)刻，如果要測(cè)定離子束電流量，則離子束掃描物體外側(cè)的時(shí)間就會(huì)增加。因此離子注入效率下降。由此上述離子注入方法也可以在以可獲取的離子束的掃描振幅中的最大的掃描振幅來(lái)進(jìn)行掃描的時(shí)刻測(cè)定離子束的電流量。由此能夠減少離子束掃描物體外側(cè)的時(shí)間。
[0164]并且上述離子注入方法還可以具有如下工序:計(jì)算第I控制函數(shù)的工序，該第I控制函數(shù)用于控制以可獲取的離子束的掃描振幅中的最大掃描振幅來(lái)進(jìn)行掃描的離子束；根據(jù)第I控制函數(shù)計(jì)算第2控制函數(shù)的工序，該第2控制函數(shù)控制用最大掃描振幅以外的掃描振幅來(lái)進(jìn)行掃描的離子束。
[0165]第I控制函數(shù)為表示例如圖11所示的擾動(dòng)電場(chǎng)17的函數(shù)，計(jì)算第I控制函數(shù)的工序，例如也可以根據(jù)射束測(cè)定裝置8的測(cè)定結(jié)果來(lái)計(jì)算擾動(dòng)電場(chǎng)17。并且作為表示圖11所示的轉(zhuǎn)換擾動(dòng)電場(chǎng)19的函數(shù)、根據(jù)第I控制函數(shù)來(lái)計(jì)算第2控制函數(shù)的工序，例如也可以只變換圖11所示的擾動(dòng)電場(chǎng)17的函數(shù)，不需要特別的測(cè)定而計(jì)算擾動(dòng)電場(chǎng)17。另外，第2控制函數(shù)中，例如對(duì)應(yīng)于離子束的掃描振幅比擾動(dòng)電場(chǎng)17的掃描振幅小。
[0166]從而，如果算出第I控制函數(shù)，則能夠簡(jiǎn)便地算出控制以最大掃描振幅以外的掃描振幅進(jìn)行掃描的離子束的第2控制函數(shù)。另外，也可以根據(jù)所對(duì)應(yīng)的掃描振幅的大小而算出多個(gè)第2控制函數(shù)。上述離子注入方法中，第I控制函數(shù)也可以是表示周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的函數(shù)。
[0167]并且，上述離子注入方法中，第I控制函數(shù)以及第2控制函數(shù)為離子束的控制電壓的時(shí)間變化，如果將第I控制函數(shù)的控制電壓的最大值和最小值的差值設(shè)為△ Vl，將第2控制函數(shù)的控制電壓的最大值和最小值的差值設(shè)為AV2，則第2控制函數(shù)能夠被設(shè)定為滿足AV2< Λ Vl且從該第2控制函數(shù)的控制電壓的最大值(圖11所示的V2)遞減到最小值(圖11所示的VI)的時(shí)間(圖11所示的T_scan/2)，與從第I控制函數(shù)的控制電壓的最大值(V_scanO)遞減到最小值(_V_scanO)的時(shí)間相等。由此確保離子束的掃描頻率恒定,并且能夠改變離子束的掃描速度。
[0168]并且上述離子注入方法中，計(jì)算第I控制函數(shù)的工序可以在注入離子工序之前進(jìn)行。由此能夠簡(jiǎn)化注入離子工序中的控制。
[0169]并且，其他形式的離子注入裝置100具備如下部分:半導(dǎo)體晶圓保持裝置10，其作為保持部，保持作為物體的晶圓；射束掃描儀5，其作為掃描部，構(gòu)成為在晶圓表面掃描離子束；晶圓升降裝置12，其作為移動(dòng)部，使半導(dǎo)體晶圓保持裝置10向與離子束掃描方向交叉的方向移動(dòng)；控制部110，其預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)的離子束的掃描速度及物體的掃描速度，根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度及物體的掃描速度對(duì)射束掃描儀5以及晶圓升降裝置12的動(dòng)作進(jìn)行控制(參考圖2)。控制部110，使得離子束的掃描振幅根據(jù)物體的表面形狀而變化，以確保離子束的掃描頻率(I/ (T_scan))恒定，與此同時(shí)，對(duì)射束掃描儀5進(jìn)行控制，以便能夠以對(duì)應(yīng)于該掃描振幅而變化的規(guī)定掃描速度來(lái)掃描離子束，并且控制晶圓升降裝置12，以使物體以對(duì)應(yīng)于離子束的掃描速度而變化的晶圓的掃描速度移動(dòng)。
[0170]根據(jù)該形態(tài)，即使不測(cè)定離子束電流量也能夠確保離子注入量恒定。
[0171]根據(jù)以上例示的離子注入方法和離子注入裝置，進(jìn)而能夠發(fā)揮以下作用效果。例如，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，作為假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀，能夠獲得能夠接近頂點(diǎn)數(shù)量比五邊形多的多邊形形狀的離子注入形狀。尤其是，如果具體舉例其離子注入形狀，則能夠獲得接近頂點(diǎn)數(shù)量比二十邊形多的多邊形形狀的形狀、或圓形形狀、或類似D形形狀、或類似沙漏形狀、或類似星形形狀、或類似五邊形形狀、或類似六邊形形狀。
[0172]并且，在混合掃描型單晶片式離子注入裝置中，能夠控制假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。
[0173]并且，在離子注入過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行離子束電流值的測(cè)定就能夠控制上述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。
[0174]并且，無(wú)需改變單向掃描離子束的掃描頻率就能夠控制上述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。
[0175]并且，使離子注入劑量在半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)面均勻的同時(shí)，能夠控制上述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。
[0176]并且，無(wú)需中斷對(duì)物體的離子注入就能夠控制上述假想的平面狀離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。尤其在物體為半導(dǎo)體晶圓的情況下，無(wú)需中斷對(duì)半導(dǎo)體晶圓的掃描就能夠控制半導(dǎo)體晶圓的離子注入?yún)^(qū)域的形狀及其面積。并且，將離子注入半導(dǎo)體晶圓的情況下，從開始注入到結(jié)束注入，能夠使離子束持續(xù)照射于半導(dǎo)體晶圓。
[0177]以上，參考上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，對(duì)各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合或替換的內(nèi)容均包含在本發(fā)明中。并且可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)對(duì)本實(shí)施方式的組合或處理順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，或者也可以?duì)實(shí)施方式追加各種設(shè)計(jì)變更等變形，追加這些變形的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種離子注入方法，其通過(guò)混合式掃描進(jìn)行離子注入，其特征在于，具有: 預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)的離子束的掃描速度及物體的掃描速度的工序；及 根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度及物體的掃描速度而注入離子的工序， 所述預(yù)先設(shè)定的工序， 根據(jù)按照被離子照射的物體的表面形狀而變化的離子束的各掃描振幅來(lái)設(shè)定多個(gè)離子束的掃描速度，以確保離子束的掃描頻率恒定， 并設(shè)定與離子束的掃描速度所對(duì)應(yīng)的物體的掃描速度，以確保注入到物體表面的每單位面積的離子注入量恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法，其特征在于， 還具有在以離子束掃描整個(gè)物體期間的規(guī)定時(shí)刻，測(cè)定離子束的電流量的工序， 測(cè)定所述離子束的電流量的次數(shù)比以所述離子束掃描物體的次數(shù)少。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子注入方法，其特征在于， 在以可獲取的離子束的掃描振幅中的最大掃描振幅進(jìn)行掃描的時(shí)刻，測(cè)定所述離子束的電流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的離子注入方法，其特征在于，具有: 計(jì)算第I控制函數(shù)的工序，所述第I控制函數(shù)用于控制以可獲取的離子束的掃描振幅中的最大掃描振幅進(jìn)行掃描的離子束； 根據(jù)所述第I控制函數(shù)計(jì)算第2控制函數(shù)的工序，所述第2控制函數(shù)控制以所述最大掃描振幅以外的掃描振幅進(jìn)行掃描的離子束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入方法，其特征在于， 所述第I控制函數(shù)為表示周期性變動(dòng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入方法，其特征在于， 所述第I控制函數(shù)以及所述第2控制函數(shù)為離子束的控制電壓的時(shí)間變化， 如果將所述第I控制函數(shù)的控制電壓的最大值和最小值的差值設(shè)為AV1， 將所述第2控制函數(shù)的控制電壓的最大值和最小值的差值設(shè)為AV2， 則第2控制函數(shù)被設(shè)定為如下， 滿足ΔV2 < Λ VI，且 該第2控制函數(shù)的控制電壓從最大值到最小值變化的時(shí)間，與所述第I控制函數(shù)的控制電壓從最大值到最小值變化的時(shí)間相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子注入方法，其特征在于， 計(jì)算所述第I控制函數(shù)的工序在注入離子的工序之前進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的離子注入方法，其特征在于， 所述物體為半導(dǎo)體晶圓。
9.一種離子注入方法，其為通過(guò)混合式掃描進(jìn)行離子注入，其特征在于，具有: 設(shè)定離子注入時(shí)的離子束的掃描速度及物體的掃描速度的工序；及 根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度及物體的掃描速度而注入離子的工序， 所述進(jìn)行設(shè)定的工序， 根據(jù)按照被離子照射的物體的表面形狀而變化的離子束的各掃描振幅，設(shè)定多個(gè)離子束的掃描速度，以確保離子束的掃描頻率恒定，所述注入離子的工序， 以測(cè)定所述離子束的電流量的次數(shù)比以所述離子束掃描物體的次數(shù)少的方式進(jìn)行實(shí)施。
10.一種離子注入裝置，其特征在于，具備: 保持部，其保持物體； 掃描部，其構(gòu)成為在所述物體的表面掃描離子束； 移動(dòng)部，其使所述保持部向與離子束的掃描方向交叉的方向移動(dòng)；及控制部，其預(yù)先設(shè)定離子注入時(shí)的離子束的掃描速度及物體的掃描速度，根據(jù)所設(shè)定的離子束的掃描速度及物體的掃描速度對(duì)所述掃描部以及所述移動(dòng)部的動(dòng)作進(jìn)行控制，所述控制部， 將所述掃描部控制為，使離子束的掃描振幅根據(jù)物體的表面形狀而變化，并以對(duì)應(yīng)于該掃描振幅而變化的規(guī)定掃描速度來(lái)掃描離子束，以確保離子束的掃描頻率恒定， 所述控制部控制所述移 動(dòng)部，以使物體以對(duì)應(yīng)于離子束的掃描速度而變化的物體的掃描速度移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H01J37/304GK103545161SQ201310294160
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】二宮史郎, 越智昭浩 申請(qǐng)人:斯伊恩股份有限公司