离子注入装置及离子注入方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离子注入装置和离子注入方法。在向晶片中注入离子的过程中，测量离子束电流，获得根据在真空束线室或真空处理室内操作的结构的位置变化而发生变化的真空流导的变化，另外，利用安装在所述真空束线室或所述真空处理室内的真空计检测一个或多个位置处的真空度的变化。利用所获得真空流导和所检测的一个或多个位置处的真空度来校正离子束电流的量，并控制注入至所述晶片中的剂量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种具有利用真空度的测量补偿由离子注入过程中的电荷转换所引起的剂量的变化的功能的离子注入装置的离子注入量控制。
技术介绍
在半导体制造工艺中，为了改变电导率、改变晶片的晶体结构等目的，通常进行向半导体晶片内注入离子的工艺。用于该工艺的装置称为离子注入装置，其具有形成被离子源离子化之后加速的离子束的功能、及利用束扫描、晶片扫描或其组合来对半导体晶片的整个表面照射该离子束的功能。在半导体制造工艺中的离子注入工艺中，通常需要向晶片表面内均匀地注入目标剂量，并且通常为了该目的而控制离子注入装置。在这种离子注入装置中，虽然通过测量离子束电流值并且由注入于晶片中的离子的价数计算注入剂量来执行控制操作，但是为了进行准确的控制而提出了对离子束电流值进行校正的真空校正功能(参见专利文献I)。使用该真空校正功能的理由如下。在离子注入装置中，为了提高束输送效率或者防止注入离子的晶片出现充电现象 (charge up),有意地从外部向束线(beam line)中导入气体,并通过导入气体的离子化、等离子体化来供给电子。通常且主要使用惰性气体作为导入气体。注入离子的晶片上涂布有抗蚀剂膜，使离子束照射至抗蚀剂膜，由此产生由抗蚀剂膜所引起的气体。有意地导入于束线中的部分导入气体及通过向具有抗蚀剂膜的晶片注入离子束而产生的抗蚀剂引发气体作为残余气体停留在束线中。离子束中的粒子与该残余气体碰撞，且以一定比例进行电荷转换，从而被中性化。由于通过电荷转换而中性化的离子束中的粒子无法作为离子束电流测量，因此，无法可靠地测量注入至晶片中的粒子数，使得注入剂量的控制变得不准确。由此，使用真空校正功能，以校正通过离子束与残余气体的碰撞而使离子束中的粒子中性化的效果并且准确控制剂量。在专利文献I中所公开的真空校正功能中，离子束电流的测量值用Im表示，从外部导入的导入气体的分压值用Pa表示，真空计测量值用P表示，抗蚀剂引发气体的分压值用P-Pa表示，指示使离子束的导入气体中性化的容易度的真空校正系数用Ka表示，与抗蚀剂引发气体有关的真空校正系数用K表示。在专利文献I中所公开的真空校正功能中，还计算了应当在不发生由电荷转换所致的离子束粒子中性化时测量的注入离子束电流Ιο，并且基于以上述值进行剂量控制。假设上述要素满足如下公式。 Im=I0X f (P)f (P) =exp [-KaPa-K (P-Pa)]其中，压力的函数f (P)中所包含的真空校正系数Ka和K的值根据离子种类、离子束的加速电压以及导入气体的种类而变化。在从外部导入的导入气体与抗蚀剂引发气体中，当离子束碰撞时中性化的粒子的比例发生变化。因此，需要分别准确地估算导入气体与抗蚀剂引发气体的分压值。然而，专利文献I中所公开的真空校正功能在该估算方法方面存在问题。专利文献1:日本特开2000-11942号公报在专利文献I中所公开的真空校正功能中，将离子注入之前的未产生抗蚀剂引发气体状态下的真空计测量值用作导入气体的分压值PA，假设分压值Pa即使在离子注入过程中也始终恒定。并且，将指代在离子注入过程中时刻持续变化的真空计测量值P与导入气体的分压值Pa之间的差的值P-Pa用作抗蚀剂引发气体的分压值。然而，如后面所详细描述的，在离子注入装置内，通常存在在向晶片中注入离子的过程中操作的结构。并且，结构的机械操作改变了束线的真空流导(conductance)。这意味着导入气体的分压值Pa在离子注入过程中随时间显著地变化。并且，如后面所详细描述的，有意地导入至束线中的导入气体未必是一种；然而， 在专利文献I中所公开的真空校正功能中缺乏关于以上观点的考虑。由于上述，在专利文献I中所公开的真空校正功能中，在导入气体的分压值？八以及由与真空计测量值P的差得到的抗蚀剂引发气体的分压值P-Pa中分别出现有误差。因此，用于控制剂量的注入离子束电流发生偏离，变得无法准确控制剂量。因此，为了分别准确地估算多种导入气体与抗蚀剂引发气体的分压值，在束线中的各个分压值的计算中，需要包括流导效果以及导入至束线中的导入气体的种类。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能够包括流导效果在内估算由于停留在束线中的多种导入气体与抗蚀剂引发气体所致的离子束粒子的中性化效果来准确控制剂量的离子注入方法及离子注入装置。具体而言，本专利技术旨在实现以下几点。包括流导效果在内准确地估算从外部导入的多种导入气体及由在束线内的晶片产生的抗蚀剂引发气体的真空度的分压值，并准确地计算由于多种导入气体及抗蚀剂引发气体所致的离子束粒子的中性化效果，从而准确地控制剂量，其中所述流导效果基于根据在真空束线室或真空处理室内操作的结构的位置而变化的真空流导的变化。本专利技术适用于配置为将从离子源提取的离子束经由真空束线室传送至与真空束线的末端开口连通的真空处理室、并将离子束注入至真空处理室内的晶片中的离子注入装置。根据本专利技术的一种离子注入方法适用于如下离子注入装置，其包括用于在离子注入过程中测量离子束电流的离子束电流测量单元及用于利用真空计测量真空度的真空测量单元。所述离子注入装置具有真空校正功能，在其中获得由于在向晶片注入离子的过程中在真空束线室或真空处理室内操作的结构位置变化而发生变化的真空流导的变化，利用真空计检测一个或多个真空度的变化，利用所 获得的真空流导的变化和所检测的一个或多个真空度的变化来校正离子束电流的量，并控制注入至晶片中的剂量。另外，所述离子注入装置可以具有基于注入的离子束电流来控制剂量的真空校正功能，通过利用预先获得的与从外部导入的导入气体和抗蚀剂引发气体有关的真空校正系数、以及利用包括与上述气体有关的流导效果在内的各个真空度的分压值来计算所述注入的离子束电流。本专利技术还具有如下真空校正功能，在其中即使在从外部导入的导入气体为多种的情况下，也分别计算与包括流导效果在内的真空度的分压值及导入气体有关的离子束的真空校正系数，并且基于转换的注入的离子束电流来控制剂量。另外，本专利技术还具有如下功能，在其中除了导入气体与抗蚀剂引发气体的影响以外，在向晶片中注入离子的过程中始终监测到达晶片的离子束粒子数的变化，在离子注入过程中注入至晶片中的粒子数发生变化的情况下，停止向晶片中注入离子。根据本专利技术，能够通过如下方法实现可以控制注入至晶片中的剂量的高精确度离子注入方法，包括考虑到基于根据在真空束线室或真空处理室内操作的结构的位置变化而变化的真空流导的变化的流导效果，准确地估算从外部导入的多种导入气体及由在束线室内的晶片产生的抗蚀剂引发气体的真空度的分压值，并准确地将所测量的离子束电流校正为基于实际注入至晶片中的离子束粒子数的离子束电流。根据本专利技术，能够通过如下方法实现控制注入至晶片中的剂量的高精确度离子注入装置，包括考虑到流导效果准确地估算从外部导入的多种导入气体及由在束线室内的晶片产生的抗蚀剂引发气体的真空度的分压值，并准确地将所测量的离子束电流校正为基于实际注入至晶片中的离子束粒子数的离子束电流。附图说明图1是用于说明能够适用本专利技术的离子注入装置的示例的示意性配置图。图2是说明离子注入装置中的真空流导效果的示意图。图3是示出能够适用本专利技术的离子注入装置中的剂量控制系统的配置的框图。图4是用于对适用本专利技术之前与之后的晶片表面内的剂量均匀性进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子注入装置的离子注入方法，所述离子注入装置配置为将从离子源提取的离子束经由真空束线室传送至与真空束线的末端开口连通的真空处理室、并且将所述离子束注入至所述真空处理室内的晶片中，其中，在向所述晶片中注入离子的过程中，测量离子束电流，并且获得根据在所述真空束线室或所述真空处理室内操作的结构的位置变化而发生变化的真空流导的变化，另外，利用安装在所述真空束线室或所述真空处理室内的真空计检测一个或多个地点处的真空度的变化，并且利用所获得的所述真空流导的变化和所检测的一个或多个地点处的真空度的变化来校正离子束电流的量，并控制注入至所述晶片中的剂量。

【技术特征摘要】
2011.10.17 JP 2011-2279171.一种用于离子注入装置的离子注入方法，所述离子注入装置配置为将从离子源提取的离子束经由真空束线室传送至与真空束线的末端开口连通的真空处理室、并且将所述离子束注入至所述真空处理室内的晶片中， 其中，在向所述晶片中注入离子的过程中，测量离子束电流，并且获得根据在所述真空束线室或所述真空处理室内操作的结构的位置变化而发生变化的真空流导的变化，另外，利用安装在所述真空束线室或所述真空处理室内的真空计检测一个或多个地点处的真空度的变化，并且 利用所获得的所述真空流导的变化和所检测的一个或多个地点处的真空度的变化来校正离子束电流的量，并控制注入至所述晶片中的剂量。2.根据权利要求1所述的离子注入方法， 其中，所述离子注入装置为如下离子注入装置照射所述离子束以在所述真空束线室内在离子束扫描方向上的线路上进行扫描，并且在基本上垂直于所述离子束扫描方向的方向上机械地移动所述真空处理室内的所述晶片。3.根据权利要求2所述的离子注入方法， 其中，所述结构包括晶片和为了在晶片扫描方向上机械地移动所述晶片而安装在所述真空处理室内的晶片扫描体，并且 获得由于所述结构的位置变化而发生变化的所述真空流导的变化，利用单独的真空计来检测一个或多个真空度的变化，利用所获得的所述真空流导的变化和所检测的一个或多个真空度的变化来校正所述离子束电流的量，并控制注入至所述晶片的所述剂量。4.根据权利要求3所述的离子注入方法， 其中，获得作为晶片扫描方向上所述晶片扫描体的位置的函数的所述真空流导的变化，并且根据在离子注入过程中出现的所述晶片扫描体的所述位置的变化来控制注入至所述晶片的所述剂量，所述晶片扫描体安装在所述真空处理室内以便机械地移动所述晶片。5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子注入方法， 其中，在所述真空束线室及所述真空处理室内安装多个真空计， 分别由多个真空计测量值来获得有意地且有规律地导入至所述离子注入装置内的一种或多种导入气体的分压值、及由于离子注入所致由所述晶片表面上的所述抗蚀剂膜附带产生的所述抗蚀剂引发气体的分压值， 分别计算所述一种或多种导入气体对所述离子束的效果以及所述抗蚀剂引发气体的效果，基于计算结果校正所述离子束电流的量，并控制注入至所述晶片中的所述剂量。6.根据权利要求3或4所述的离子注入方法， 其中，在向所述晶片中注入离子之前，利用安装在所述离子注入装置内的真空计和质量流量计来获得有意地且有规律地导入至所述离子注入装置内的一种或多种导入气体的所述分压值， 利用所述真空计来获得由于离子注入所致由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：二宫史郎，月原光国，工藤哲也，山田达也，
申请(专利权)人：斯伊恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：