离子注入方法、离子注入装置及半导体器件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提高离子注入工序中的生产率。离子注入方法包括如下步骤：根据第1扫描信号生成第1扫描射束；在多个测定位置，利用射束测定装置测定第1扫描射束的射束电流；根据经测定的射束电流的时间波形和确定为第1扫描信号的扫描指示值的时间波形计算射束电流矩阵；通过对经测定的射束电流进行时间积分，计算第1扫描射束的第1射束电流密度分布；根据第1射束电流密度分布，校正射束电流矩阵的各成分的值；及根据经校正的射束电流矩阵，生成用于实现作为目标的射束电流密度分布的第2扫描信号。描信号。描信号。

【技术实现步骤摘要】
离子注入方法、离子注入装置及半导体器件的制造方法


[0001]本申请主张基于2021年10月28日申请的日本专利申请第2021
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176875号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002]本专利技术涉及一种离子注入方法、离子注入装置及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0003]在半导体器件的制造工序中，为了改变半导体的导电性的目的、改变半导体的晶体结构的目的等，常规实施向半导体晶片注入离子的工序(还称为离子注入工序)。离子注入工序中使用的装置被称为离子注入装置。在离子注入工序中，除了要求使晶片处理面内的二维剂量分布均匀的“均匀注入”以外，有时也要求有意使二维剂量分布不均匀的“不均匀注入”。
[0004]根据晶片处理面内的射束照射位置来改变射束扫描速度及晶片扫描速度中的至少一个，由此控制晶片处理面内的二维剂量分布。例如，通过调整射束扫描方向上的射束扫描速度分布，控制射束扫描方向上的一维剂量分布。根据射束扫描方向上的射束电流密度分布的测定值和目标值计算用于实现作为目标的一维剂量分布的射束扫描速度分布。在射束扫描速度分布的计算中，利用射束电流密度与射束扫描速度成反比这一关系性(例如，参考专利文献1)。
[0005]专利文献1：日本特开2018
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41595号公报
[0006]射束尺寸充分小且射束电流固定而不取决于位置时，射束电流密度分布与射束扫描速度分布之间成立单纯的反比率关系，因此能够容易地计算用于实现目标值的射束扫描速度分布。然而，若射束尺寸变大，则单纯的反比率关系难以成立，通过计算出的射束扫描速度分布而获得的射束电流密度分布的测定值有时会大幅背离目标值。此时，需要重复进行测定和计算直至获得用于实现目标值的射束扫描速度分布，且调整需要时间。根据情况，有时会导致射束扫描速度分布的调整失败。调整所需时间的增加或调整的失败会导致离子注入工序中的生产率下降。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种用于提高离子注入工序中的生产率的技术。
[0008]本专利技术的一种实施方式的离子注入方法包括如下步骤：通过使光斑状离子束根据第1扫描信号沿规定方向进行往复扫描来生成第1扫描射束；在规定方向上不同的多个测定位置，利用射束测定装置测定第1扫描射束的射束电流；根据由射束测定装置测定的射束电流的时间波形和确定为第1扫描信号的扫描指示值的时间波形，计算射束电流矩阵，该射束电流矩阵将相对于在规定方向上不同的多个位置及多个扫描指示值的射束电流值作为成分；通过对经测定的射束电流进行时间积分，计算第1扫描射束在规定方向上的第1射束电流密度分布；根据第1射束电流密度分布，校正射束电流矩阵的各成分的值；及根据经校正
的射束电流矩阵，生成用于实现作为目标的射束电流密度分布的第2扫描信号。
[0009]本专利技术的另一种实施方式为离子注入装置。该装置具备：射束扫描装置，通过使光斑状离子束根据第1扫描信号沿规定方向进行往复扫描来生成第1扫描射束；射束测定装置，构成为在规定方向上不同的多个测定位置，测定第1扫描射束的射束电流；及控制装置，根据基于射束测定装置的测定，生成确定与规定方向的扫描位置对应的扫描指示值的时间波形的扫描信号。控制装置构成为如下：获取在多个测定位置测定的第1扫描射束的射束电流的时间波形；根据所获取的射束电流的时间波形和确定为第1扫描信号的扫描指示值的时间波形，计算射束电流矩阵，该射束电流矩阵将相对于规定方向的位置及扫描指示值的射束电流值作为成分；通过对所获取的射束电流进行时间积分，计算第1扫描射束在规定方向上的第1射束电流密度分布；根据第1射束电流密度分布，校正射束电流矩阵的各成分的值；根据经校正的射束电流矩阵，生成用于实现作为目标的射束电流密度分布的第2扫描信号。
[0010]本专利技术的又一种实施方式为半导体器件的制造方法。该方法为包括离子注入工序的半导体器件的制造方法，离子注入工序包括如下步骤：通过使光斑状离子束根据第1扫描信号沿规定方向进行往复扫描来生成第1扫描射束；在规定方向上不同的多个测定位置，测定第1扫描射束的射束电流；根据经测定的射束电流的时间波形和确定为第1扫描信号的扫描指示值的时间波形，计算射束电流矩阵，该射束电流矩阵将相对于在规定方向上不同的多个位置及多个扫描指示值的射束电流值作为成分；通过对经测定的射束电流进行时间积分，计算第1扫描射束在规定方向上的第1射束电流密度分布；根据第1射束电流密度分布，校正射束电流矩阵的各成分的值；根据经校正的射束电流矩阵，生成用于实现作为目标的射束电流密度分布的第2扫描信号；根据第2扫描信号使离子束沿规定方向进行往复扫描，由此生成第2扫描射束；及将第2扫描射束照射到半导体晶片。
[0011]另外，在方法、装置、系统等之间，相互替换以上构成要件的任意组合或本专利技术的构成要件或表述方式，作为本专利技术的实施方式也同样有效。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术的非限定性的示例性实施方式，能够提供一种用于提高离子注入工序中的生产率的技术。
附图说明
[0014]图1是表示实施方式所涉及的离子注入装置的概略结构的俯视图。
[0015]图2是表示图1的离子注入装置的概略结构的侧视图。
[0016]图3是示意地表示控制装置的结构的一例的图。
[0017]图4是概略地表示注入处理室内的结构的俯视图。
[0018]图5是示意地表示注入工序的数据结构的图。
[0019]图6中，图6(a)、图6(b)是示意地表示二维剂量分布的图。
[0020]图7是表示校正函数文件及关联信息文件的一例的图。
[0021]图8是表示关联信息文件的一例的表。
[0022]图9是示意地表示多步骤注入的图。
[0023]图10是示意地表示控制装置的功能结构的框图。
[0024]图11是示意地表示实施方式所涉及的射束电流矩阵的图。
[0025]图12是示意地表示相对于扫描指示值的射束电流分布的测定的图。
[0026]图13是示意地表示相对于位置的射束电流分布的测定的图。
[0027]图14是示意地表示射束电流矩阵与射束电流密度分布的关系的图表。
[0028]图15是表示第1扫描信号及射束电流的时间波形的一例的图表。
[0029]图16是表示射束电流测定电路的结构的一例的电路图。
[0030]图17是表示基于校正前的射束电流矩阵的射束电流密度分布的计算值及射束电流密度分布的实测值的一例的图表。
[0031]图18是表示实施方式所涉及的离子注入方法的一例的流程图。
[0032]图中：10
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离子注入装置，12
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离子生成装置，14
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射束线装置，16
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注入处理室，18
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晶片搬送装置，32
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射束扫描部，34
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子注入方法，其特征在于，包括如下步骤：通过使光斑状离子束根据第1扫描信号沿规定方向进行往复扫描来生成第1扫描射束；在所述规定方向上不同的多个测定位置，利用射束测定装置测定所述第1扫描射束的射束电流；根据由所述射束测定装置测定的射束电流的时间波形和确定为所述第1扫描信号的扫描指示值的时间波形，计算射束电流矩阵，所述射束电流矩阵将相对于在所述规定方向上不同的多个位置及多个扫描指示值的射束电流值作为成分；通过对经测定的所述射束电流进行时间积分，计算所述第1扫描射束在所述规定方向上的第1射束电流密度分布；根据所述第1射束电流密度分布，校正所述射束电流矩阵的各成分的值；及根据经校正的所述射束电流矩阵，生成用于实现在所述规定方向上的作为目标的射束电流密度分布的第2扫描信号。2.根据权利要求1所述的离子注入方法，其特征在于，还包括根据与所述射束测定装置的射束电流测定相关的参数，校正所述射束电流的时间波形的步骤，根据经校正的所述射束电流的时间波形计算所述射束电流矩阵。3.根据权利要求2所述的离子注入方法，其特征在于，根据所述射束测定装置的所述规定方向的测定宽度，校正所述射束电流的时间波形。4.根据权利要求2或3所述的离子注入方法，其特征在于，根据所述射束测定装置的射束电流测定电路的时间常数，校正所述射束电流的时间波形。5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，通过使所述射束测定装置向所述规定方向移动，在所述多个测定位置测定所述射束电流。6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，所述射束测定装置包括配置于所述规定方向上不同的位置的多个法拉第杯。7.根据权利要求5或6所述的离子注入方法，其特征在于，还包括使所述射束测定装置沿所述规定方向进行往复移动的步骤，所述多个测定位置包括多个第1测定位置和多个第2测定位置，所述射束电流在所述往复移动的去路中在所述多个第1测定位置被测定，在所述往复移动的回路中在所述多个第2测定位置被测定。8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，计算所述射束电流矩阵的步骤包括根据相对于所述多个测定位置的射束电流值的成分，计算相对于与所述多个测定位置不同的多个补充位置的射束电流值的成分的步骤。9.根据权利要求1至8中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，计算所述射束电流矩阵的步骤包括根据确定为所述第1扫描信号的扫描指示值的时间波形，将所述射束电流的时间波形转换为相对于所述扫描指示值的射束电流的波形的步骤。10.根据权利要求1至9中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，所述第1扫描信号的所述扫描指示值的时间变化率不均。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，所述第2扫描信号根据第1评价值生成，所述第1评价值用于评价根据经校正的所述射束电流矩阵及所述第2扫描信号计算的射束电流密度分布与所述作为目标的射束电流密度分布之间的差异。12.根据权利要求11所述的离子注入方法，其特征在于，所述第2扫描信号还根据第2评价值生成，所述第2评价值用于评价所述第2扫描信号中的所述扫描指示值的时间变化率的变化量。13.根据权利要求11或12所述的离子注入方法，其特征在于，所述第2扫描信号还根据第3评价值生成，所述第3评价值用于评价照射到所述离子束的所述规定方向的扫描范围中的局部的射束电流量。14.根据权利要求1至13中任一项所述的离子注入方法，其特征在于，还包括如下步骤：根据所述第2扫描信号，使所述离子束沿所述规定方向进行往复扫描，由此生成第2扫描射束；及将所述第2扫描射束照射到被处理物。15.根据权利要求14所述的离子注入方法，其特征在于，生成所述第2扫描信号的步骤包括：根据经校正的所述射束电流矩阵，生成用于实现作为目标的多个射束电流密度分布的多个第2扫描信号的步骤，生成所述第2扫描射束的步骤包括：依次生成与所述多个第2扫描信号对应的多个第2扫描射束的步骤，将所述第2扫描射束照射到所述被处理物的步骤包括：将所述多个第2扫描射束中的任一个分别照射到所述被处理物上的沿与所述规定方向正交的方向被分割的多个区域的步骤。16.根据权利要求14或15所述的离子注入方法，其特征在于，还包括如下步骤：测定所述第2扫描射束来计算第2射束电流密度分布；及比较经计算的所述第2射束电流密度分布与所述作为目标的射束电流密度分布。17.根据权利要求16所述的离子注入方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥和久，弓山敏男，
申请(专利权)人：住友重机械离子科技株式会社，
类型：发明
国别省市：