專利名稱：離子植入方法及離子植入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子植入，并且更具體地涉及由離子植入設(shè)備中的離子束植入的并利用該離子束照射的區(qū)域的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，為了改變導(dǎo)電性、改變半導(dǎo)體晶圓的晶體結(jié)構(gòu)等目的，以標(biāo)準(zhǔn)程序執(zhí)行利用離子來照射半導(dǎo)體晶圓的工藝，該離子植入到半導(dǎo)體晶圓中。在此工藝中使用的設(shè)備稱為離離子植入設(shè)備。離子植入設(shè)備具有對由離子源產(chǎn)生的離子進(jìn)行加速以形成加速離子束的功能和通過束掃描、晶圓掃描或它們的組合利用離子束來照射半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)表面的功能。在此情況下，離子以什么程度注入到半導(dǎo)體晶圓中由半導(dǎo)體設(shè)計(jì)限定，并且在一旦設(shè)定了半導(dǎo)體設(shè)計(jì)之后，就難以改變半導(dǎo)體設(shè)計(jì)。存在許多類型的用于半導(dǎo)體制造工藝、將由離子源產(chǎn)生的離子作為離子束輸送至晶圓的離子植入設(shè)備。作為其中一種類型，存在組合晶圓的慢速掃描和離子束的快速掃描的離子植入設(shè)備。在晶圓的慢速掃描中，晶圓沿以進(jìn)行機(jī)械慢速掃描(慢速移動(dòng))的方向設(shè)定為晶圓慢速掃描方向。另一方面，在離子束的快速掃描中，將離子束在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上沿以進(jìn)行快速掃描的方向設(shè)定為束掃描方向(或快速掃描方向)。由此，利用在束掃描方向上往復(fù)掃描的離子束照射被機(jī)械驅(qū)動(dòng)為在晶圓慢速掃描方向上往復(fù)移動(dòng)的晶圓。此離子植入設(shè)備也稱為混合式掃描離子植入設(shè)備。另外，作為另一種類型，存在使用二維機(jī)械晶圓掃描的離子植入設(shè)備，其中，組合晶圓的慢速掃描與晶圓的快速掃描。在晶圓機(jī)械慢速掃描中，晶圓沿以進(jìn)行機(jī)械慢速掃描(慢速移動(dòng))的方向設(shè)定為晶圓慢速掃描方向。另一方面，在晶圓機(jī)械快速掃描中，晶圓在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上沿以進(jìn)行機(jī)械快速掃描(比慢速移動(dòng)快的快速移動(dòng))的晶圓快速掃描方向設(shè)定為與混合式掃描離子植入設(shè)備的束掃描方向相同的方向。由此，利用離子束(靜態(tài)離子束)照射被驅(qū)動(dòng)為在晶圓慢速掃描方向上往復(fù)移動(dòng)并且還在正交于晶圓慢速掃描方向的晶圓快速掃描方向上往復(fù)移動(dòng)的晶圓。此離子植入設(shè)備稱為二維機(jī)械晶圓掃描尚子植入設(shè)備。如后所述，本發(fā)明的某些實(shí)施例可以應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備和二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中的任一種。在半導(dǎo)體制造工藝中，半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)量(以下，簡稱為晶圓產(chǎn)量)被認(rèn)為是重要的。如上所述，在某一半導(dǎo)體制造工藝中待植入半導(dǎo)體晶圓中的離子植入量受到限定。因此，為了提高晶圓產(chǎn)量，必需增加輸送至半導(dǎo)體晶圓的離子量或有效地將離子植入半導(dǎo)體晶圓中。如后所述，本發(fā)明涉及對半導(dǎo)體晶圓的高效離子植入。
然而，如果離子高效地植入到半導(dǎo)體晶圓中，則典型地，需要將相同量的離子植入到半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)表面中，以在晶圓面上制造具相同品質(zhì)(特性)的半導(dǎo)體裝置。換言之，必需確保離子植入量的晶圓面內(nèi)(in-surface)均勻性。因此,必需確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并且提高晶圓產(chǎn)量。如上所述，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，離子束在束掃描方向上往復(fù)掃描，且在與束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方向上對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))，由此將離子植入半導(dǎo)體晶圓中。這里，如在后面詳細(xì)描述的，在考慮對半導(dǎo)體晶圓的高效離子植入時(shí)，可以考慮固定半導(dǎo)體晶圓且相對地移動(dòng)離子束。這對于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備也是相同。在此情況下，作為對半導(dǎo)體晶圓的高效離子注入的一種方法，可能存在控制離子束的掃描范圍(照射范圍)為適合于半導(dǎo)體晶圓的形狀的技術(shù)。在此，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，作為控制離子束的掃描范圍為適合于半導(dǎo)體晶圓的形狀的技術(shù)，已經(jīng)提出了一種執(zhí)行控制以使得保持部件上的超過半導(dǎo)體晶圓的形狀范圍的掃描范圍相同的技術(shù)(專利文獻(xiàn)I)。保持部件用于保持半導(dǎo)體晶圓，并且驅(qū)動(dòng)為在保持半導(dǎo)體晶圓的狀態(tài)下在晶圓慢速掃描方向上往復(fù)移動(dòng)。專利文獻(xiàn)I JP-2009-14675
發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)I中所公開的技術(shù)用于降低使用來自保持部件的二次電子供應(yīng)的離子植入中的植入角度變化的目的，并且從而其目的與提高對半導(dǎo)體晶圓的離子植入的效率的目的不同。因此，專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)對提高晶圓產(chǎn)量是不充分的。在專利文獻(xiàn)I中所公開的技術(shù)中，未考慮形成二維形狀的離子束的植入和照射區(qū)域，并且從而在水平方向上半導(dǎo)體晶圓的端部的離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性惡化。另外，在增大超過半導(dǎo)體晶圓的形狀范圍的保持部件上的離子束的掃描范圍以防止離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的惡化的情況下，可能不能實(shí)現(xiàn)提高晶圓產(chǎn)量的目的。在專利文獻(xiàn)I中所公開的技術(shù)中，未考慮存在用作基準(zhǔn)的束位置在混合式掃描離子植入設(shè)備中在豎直方向上從半導(dǎo)體晶圓的中心位置移位的情況，并且從而在半導(dǎo)體晶圓的豎直方向上端部的離子植入量的面內(nèi)均勻性惡化。另外，在增大超過半導(dǎo)體晶圓的形狀范圍的保持部件上的離子束的掃描范圍以防止離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的惡化的情況下，可能不能實(shí)現(xiàn)提高晶圓產(chǎn)量的目的。在專利文獻(xiàn)I中所公開的技術(shù)中，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，半導(dǎo)體晶圓的保持部件上的離子束的掃描面積控制為相同。然而，用于相同掃描面積的控制不實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體晶圓的離子植入的效率的提高，并且限于對半導(dǎo)體晶圓的離子植入的效率次要提高的情況。期望在混合式掃描離子植入設(shè)備及二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，處理離子束的植入和照射區(qū)域的二維形狀，確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并且提高半導(dǎo)體晶
圓的產(chǎn)量。本發(fā)明的某些實(shí)施例適用于所述混合式掃描離子植入設(shè)備及二維機(jī)械晶圓掃描尚子植入設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種離子植入方法，包括:在對晶圓進(jìn)行離子植入之前，預(yù)先測量離子束的二維截面束形狀，并且通過使用所測量的二維截面束形狀來使所述二維截面束形狀與橢圓形狀類似，通過使用所述橢圓束的外周邊與所述晶圓的外周邊的公切線來設(shè)定所述離子束的照射范圍，并且由此限定植入和照射區(qū)域。在所述晶圓的所述外周邊的整個(gè)區(qū)域上，可以通過使用所述橢圓束的所述外周邊與所述晶圓的所述外周邊的所述公切線來規(guī)定所述離子束的所述植入和照射區(qū)域。為了在對所述晶圓進(jìn)行離子植入期間，即使在離子流量發(fā)生微小變化的情況下，也確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提高晶圓產(chǎn)量，由包括所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓直徑的直線一分為二的所述植入和照射區(qū)域的一側(cè)可以具有矩形形狀，而所述植入和照射區(qū)域的另一側(cè)可以具有由所述公切線規(guī)定的形狀。另外，可以階段性地設(shè)定所述束掃描方向(或所述晶圓快速掃描方向)上的多個(gè)束掃描終止端位置，并且在不停止對所述晶圓的所述離子植入的情況下，根據(jù)所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置，可以階段性地改變所述束掃描終止端位置的設(shè)定值，由此將離子植入到所述晶圓的整個(gè)表面中。這里，其中所述多個(gè)設(shè)定的束掃描終止端位置的所述設(shè)定值改變的所述晶圓慢速掃描方向上的所述晶圓掃描位置中的至少一個(gè)晶圓掃描位置可以是所述晶圓慢速掃描方向上的其中所述晶圓慢速掃描方向上的束重心位置存在于所述晶圓內(nèi)的晶圓掃描位置，并且所述晶圓掃描位置中的至少另一個(gè)晶圓掃描位置可以是所述晶圓慢速掃描方向上的其中所述晶圓慢速掃描方向上的束重心位置存在于所述晶圓外的晶圓掃描位置。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種離子植入設(shè)備，所述離子植入設(shè)備包括:測量裝置，在對所述晶圓進(jìn)行離子植入之前，所述束測量裝置測量掃描離子束的二維截面束形狀；以及控制器，通過使用所測量的二維截面束形狀，所述控制器使所測量的二維截面束形狀與橢圓形狀類似，通過使用所述橢圓束的外周邊與所述晶圓的外周邊的公切線來設(shè)定所述離子束的照射范圍，并且由此規(guī)定植入和照射區(qū)域。在所述晶圓的所述外周邊的整個(gè)區(qū)域上，所述控制器可以通過使用所述橢圓束的所述外周邊與所述晶圓的所述外周邊的所述公切線來規(guī)定所述植入和照射區(qū)域。為了在對所述晶圓進(jìn)行離子植入期間，即使在離子流量發(fā)生微小變化的情況下，也確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提高晶圓產(chǎn)量，所述控制器可以規(guī)定植入和照射區(qū)域，其中由包括所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓直徑的直線一分為二的所述植入和照射區(qū)域的一側(cè)具有矩形形狀，而所述植入和照射區(qū)域的另一側(cè)具有由所述公切線規(guī)定的形狀。


圖1A和IB分別是用于示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入設(shè)備的示意性配置的范例的平面視圖(圖1A)和側(cè)視圖(圖1B)；圖2是示例圖1A和IB中所示的離子植入設(shè)備中的機(jī)械掃描裝置的示意圖；圖3是示例混合式掃描離子植入設(shè)備的離子植入操作的圖；圖4是示例典型地使用的離子植入方法的范例的圖；圖5是示例典型地使用的離子植入方法的另一范例的圖；圖6是示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入的范例的圖；圖7是示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入的另一范例的圖8是示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入的再一范例的圖；圖9是示例離子植入方法之一的圖；圖10是示例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入的圖；圖11是示例二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中的機(jī)械掃描裝置的示意圖；圖12是示例二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的離子植入操作的圖。
具體實(shí)施例方式將描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的某些實(shí)施例可以適用于混合式掃描離子植入設(shè)備及二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中的任一種。首先，參考圖1A和1B，將描述結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的混合式掃描離子植入設(shè)備。圖1A是平面視圖，圖1B是側(cè)視圖。在混合式掃描離子植入設(shè)備中，由引出電極2引出離子源I產(chǎn)生的離子作為離子束，并且沿到達(dá)半導(dǎo)體晶圓10的束線輸送引出的離子束。沿束線，布置有質(zhì)譜分析磁鐵裝置3、質(zhì)譜分析狹縫4、束掃描儀
5、及晶圓處理室(離子植入室)。在晶圓處理室中，布置有包括保持半導(dǎo)體晶圓10的保持機(jī)構(gòu)的機(jī)械掃描裝置11。保持機(jī)構(gòu)包括保持半導(dǎo)體晶圓10的晶圓保持器。通過引出電極2引出的離子束沿束線輸送并被引導(dǎo)至布置于晶圓處理室的離子植入位置的晶圓保持器上的半導(dǎo)體晶圓10。離子束通過束掃描儀5在離子束掃描方向(或快速掃描方向)上往復(fù)掃描(照射)。入射至束掃描儀5的離子束的前進(jìn)方向固定，但由束掃描儀5相對于入射至束掃描儀時(shí)的固定前進(jìn)方向偏轉(zhuǎn)了角度。然而，具有偏轉(zhuǎn)角度的離子束通過平行透鏡6的功能變?yōu)槠叫械囊云叫杏诠潭ㄇ斑M(jìn)方向，并且然后被引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶圓10。在混合式掃描離子植入設(shè)備中，對半導(dǎo)體晶圓10在與束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方向上進(jìn)行機(jī)械往復(fù)掃描(移動(dòng))，由此將離子植入半導(dǎo)體晶圓10中。以此方式照射的離子束以下在某些情況下成為掃瞄離子束。圖1A和IB中，通過布置于平行透鏡6的下游側(cè)的角能量過濾器7使離子束向下偏轉(zhuǎn)，由此提高離子能量的均勻性。然而，這只是范例，并且可以省略角能量過濾器7。在本實(shí)施例中，在靠近半導(dǎo)體晶圓10的上游側(cè)測量離子束。晶圓區(qū)域束測量裝置9用于測量離子束。在圖1A中，晶圓區(qū)域束測量裝置9示為在由點(diǎn)劃線箭頭指示的范圍中往復(fù)移動(dòng)，但是晶圓區(qū)域束測量裝置可以是非活動(dòng)類型。由點(diǎn)劃線箭頭指示的晶圓區(qū)域束測量裝置9的往復(fù)移動(dòng)范圍比離子束的掃描范圍(照射范圍)寬。另外，以下為了簡化描述，將使用活動(dòng)式的晶圓區(qū)域束測量裝置9進(jìn)行描述。在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，歸因于與半導(dǎo)體晶圓10物理干擾，不能使用晶圓區(qū)域束測量裝置9。在圖1A和IB中示出的混合式掃描離子植入設(shè)備中，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，使用植入期間(implantation-1n-progress)束測量裝置8測量掃描離子束。如在后面詳細(xì)描述的，當(dāng)發(fā)生異常植入狀態(tài)時(shí)，諸如在混合式掃描離子植入設(shè)備中發(fā)生微小的束變化的情況，或在從離子源I至半導(dǎo)體晶圓10的束輸送裝備中發(fā)生放電并且從而離子不能到達(dá)半導(dǎo)體晶圓10的情況，存在使用植入期間束測量裝置8的測量結(jié)果來處理異常植入狀態(tài)的情況，以防止離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性惡化。圖1A和IB中，在為比半導(dǎo)體晶圓10更靠上游側(cè)的離子束的掃描范圍的最外側(cè)部分的兩個(gè)位置中的一個(gè)位置示出有單個(gè)植入期間束測量裝置8。然而，這只是范例，植入期間束測量裝置8可以布置于半導(dǎo)體晶圓10的旁邊，可以布置于比半導(dǎo)體晶圓10更靠下游側(cè)的位置，或可以布置于所述兩個(gè)位置的另一端。另外，通常，存在在混合式掃描離子植入設(shè)備中布置多個(gè)植入期間束測量裝置的情況。與此相對，在本實(shí)施例中，布置了單個(gè)植入期間束測量裝置8并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)該目的，下面，將描述布置單個(gè)植入期間束測量裝置8的情況。圖2是示例圖1A和IB的混合式掃描離子植入設(shè)備中的機(jī)械掃描裝置11的范例的放大示意圖。如圖2中所示，機(jī)械掃描裝置11示意性地包括晶圓保持器27、晶圓旋轉(zhuǎn)單元12、以及晶圓提升單元13。離子束通過束掃描儀5在正交于圖的方向(束掃描方向)上掃描，并且施加于保持在晶圓保持器27上的半導(dǎo)體晶圓10。通過晶圓提升單元13在由圖2中的虛線指示的箭頭方向上往復(fù)驅(qū)動(dòng)晶圓保持器27，并且結(jié)果，也在由圖2中的虛線指示的箭頭方向(晶圓慢速掃描方向)上往復(fù)驅(qū)動(dòng)保持在晶圓保持器27上的半導(dǎo)體晶圓10。以此方式，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，通過離子束的束快速掃描和半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描將離子植入到半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中。本發(fā)明的某些實(shí)施例可以應(yīng)用于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備，并且從而將參考圖1A、1B及圖2，簡要地描述與混合式掃描離子植入設(shè)備的差異。在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，由離子源I產(chǎn)生的離子也通過引出電極2引出作為離子束，并且沿到達(dá)半導(dǎo)體晶圓10的束線輸送引出的離子束。沿著束線，布置有質(zhì)譜分析磁鐵裝置3、質(zhì)譜分析狹縫4、以及晶圓處理室(離子植入室);然而省略了束掃描儀5和平行透鏡6。當(dāng)省略束掃描儀5和平行透鏡6時(shí)，機(jī)械掃描裝置11的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。換言之，通過晶圓水平移動(dòng)單元(未示出)在水平方向(與束掃描方向相同的晶圓快速掃描方向)上的操作和晶圓提升單元13在豎直方向(晶圓慢速掃描方向)上的操作，晶圓保持器27沿半導(dǎo)體晶圓10以二維方式機(jī)械掃描。以下，為了簡化描述，將描述本發(fā)明的某些實(shí)施例主要應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備的情況。關(guān)于本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的情況，將根據(jù)其描述的需要給出合適的意見。參考圖3，將進(jìn)一步詳細(xì)描述對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間混合式掃描離子植入設(shè)備的操作。在圖3中，離子束通過束掃描儀5在橫向方向(束掃描方向)上掃描。另一方面，半導(dǎo)體晶圓10由晶圓保持器27保持，并且通過晶圓提升單元13在豎直(縱向)方向(晶圓慢速掃描方向)上掃描(移動(dòng))(圖2)。在圖3中，通過雙點(diǎn)劃線指示半導(dǎo)體晶圓10的最上位置與最下位置來描述混合式掃描離子植入設(shè)備的操作。圖3示出了截面形狀為橫向長(即橢圓形)的離子束通過束掃描儀5掃描(圖1A和1B)，并且在掃描離子束的狀態(tài)中施加于半導(dǎo)體晶圓10的情況。然而，通常，用于掃描的離子束不局限于截面形狀如圖3中所示地為橫向長的離子束，并且存在其截面形狀為縱向長或類似為圓形的情況。如上所述，在半導(dǎo)體制造工藝中，只要沒有特別的原因，則需要確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，以制造在晶圓表面中具有相同品質(zhì)(特性)的半導(dǎo)體器件。為了確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，首先需要將離子植入到在半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中。為了將離子植入到半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中，需要掃描離子束的掃描范圍超過半導(dǎo)體晶圓10的面積范圍。然而，雖然在后面詳細(xì)描述，上述限制并不意味著掃描離子束的掃描范圍(束掃描長度)始終必需比半導(dǎo)體晶圓10的直徑大。另外，為了將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中，半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向上的掃描范圍(移動(dòng)范圍)需要超過半導(dǎo)體晶圓10的直徑。根據(jù)對掃描范圍的限制，將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中是可能的。然而，僅靠對掃描范圍的限制，無法確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。換言之，在掃描范圍中，需確保離子束掃描方向上的離子植入量均勻性及晶圓慢速掃描方向上的離子植入量均勻性，使得在半導(dǎo)體晶圓10的每單位面積的離子植入量恒定。在混合式掃描離子植入設(shè)備中，根據(jù)需要使用晶圓區(qū)域束測量裝置9在離子植入之測量掃描離子束，而且通過根據(jù)需要精密地調(diào)整束掃描儀5，確保離子束掃描方向上的離子植入量均勻性。關(guān)于晶圓慢速掃描方向上的離子植入量均勻性，在未發(fā)生束變化的情況下，通過使用機(jī)械掃描裝置11以相同速度掃描半導(dǎo)體晶圓10來確保離子植入量均勻性。通過確保二維(束掃描方向及晶圓慢速掃描方向)離子植入量均勻性，確保了離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。然而，實(shí)際上，存在在以相同速度掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓10時(shí)，不能確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的情況。例如，存在在混合式掃描離子植入設(shè)備中發(fā)生微小的束變化的情況。在這些情況下，如果以相同速度掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓10，則不能確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。另外，例如，如果在半導(dǎo)體制造工藝中將離子植入半導(dǎo)體晶圓10中，則從形成在半導(dǎo)體晶圓10的表面上的稱為抗蝕劑膜的薄膜產(chǎn)生氣體，這些氣體撞擊欲植入到半導(dǎo)體晶圓10中的離子，由此改變到達(dá)半導(dǎo)體晶圓的離子的植入量。甚至在這種情況下，如果以相同速度掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓10，也不能確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。另外，例如，存在在混合式掃描離子植入設(shè)備中，在從離子源至半導(dǎo)體晶圓的束輸運(yùn)裝備中發(fā)生放電，并且由此離子未到達(dá)半導(dǎo)體晶圓的情況。如果在此情況下以相同速度掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓10，則不能確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。以下，上述情況在某些情況下共同稱為異常植入狀態(tài)。關(guān)于歸因于異常植入狀態(tài)的離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性下降(以下將此略稱為晶圓面內(nèi)均勻性下降)，根據(jù)離子植入條件，其頻率或?qū)ψ罱K半導(dǎo)體裝置的性能的影響程度不同，并且從而不必執(zhí)行這樣的處理。然而，反過來講，在許多情況下，需要晶圓面內(nèi)均勻性下降的處理。在這些情況下，測量離子植入期間的離子流量以處理此因素，并且合適地控制機(jī)械掃描裝置11以控制半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描速度，由此確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，是重要的。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混合式掃描離子植入設(shè)備具有用于控制半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描速度的結(jié)構(gòu)。具體地，機(jī)械掃描裝置11包括執(zhí)行控制的CUP (中央處理單元)(控制器)14和存儲(chǔ)半導(dǎo)體晶圓10在豎直方向(晶圓慢速掃描方向)上的位置的RAM(隨機(jī)存器存儲(chǔ)器)15。晶圓提升單元13具有測量半導(dǎo)體晶圓10在豎直方向(晶圓慢速掃描方向)上的位置的功能(位置測量單元)。CPU14從晶圓提升單元13接收指示半導(dǎo)體晶圓10在豎直方向上的位置的信息以存儲(chǔ)于RAM15中。離子植入期間的離子流量通過植入期間束測量裝置8來測量并發(fā)送至CPU14。CPU14根據(jù)需要讀取存儲(chǔ)于RAM15中的半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向的位置，并且合適地控制半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描速度以適合于測量的離子流量。機(jī)械掃描裝置11的詳細(xì)控制方法根據(jù)通過植入期間束測量裝置8測量的束流量的絕對值或其時(shí)間變化的程度而不同。例如，在混合式掃描離子植入設(shè)備中發(fā)生微小束變化的情況下，CPU14執(zhí)行控制，使得能夠通過連續(xù)改變半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描速度，以慢速對應(yīng)于束變化來確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。另外，例如，在從離子源至半導(dǎo)體晶圓的束輸運(yùn)裝備中發(fā)生放電，并且從而離子不到達(dá)半導(dǎo)體晶圓的情況下，CPU14執(zhí)行如下的控制。CPU14暫時(shí)停止半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描。此外，在去除束輸運(yùn)裝備中的放電之后，CPU14讀取正好在停止晶圓慢速掃描之前存儲(chǔ)于RAM15中的半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向上的位置，并從該讀取的位置再次開始離子植入。由此，確保了離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。到此為止的關(guān)于掃描范圍的描述基本上在概念上也是對二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備也確立的。將參考圖11、圖12對此進(jìn)行簡要描述。在圖11和12中，在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的機(jī)械掃描裝置11’中，離子束的照射位置固定，并且示為靜止離子束。在機(jī)械掃描裝置11’中，通過提升單元13’在豎直方向、即晶圓慢速掃描方向上驅(qū)動(dòng)晶圓快速掃描單元30。在晶圓快速掃描單元30中，在保持半導(dǎo)體晶圓10的狀態(tài)下，在橫向方向、即晶圓快速掃描方向上驅(qū)動(dòng)晶圓保持器(未示出)。通過晶圓慢速掃描與晶圓快速掃描的組合，半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向上，并且在由圖11中虛線指示的最上位置與最下位置之間往復(fù)，在晶圓快速掃描方向上，由在圖11中虛線指示的最右位置與最左位置之間往復(fù)。如后所述，半導(dǎo)體晶圓10的最上位置與最下位置的之間的范圍與圖4中示出的晶圓慢速掃描長度對應(yīng)，并且最右位置與最左位置之間的范圍與圖4中示出的束掃描長度對應(yīng)。如圖12中所示，示為靜止離子束的離子束處于靜止?fàn)顟B(tài)，活動(dòng)式束測量裝置9’移動(dòng)至由靜止離子束指示的位置并根據(jù)需要執(zhí)行測量。然而，在將離子束的束快速掃描速度與用于機(jī)械掃描(移動(dòng))混合式掃描離子植入設(shè)備中的半導(dǎo)體晶圓的晶圓慢速掃描速度進(jìn)行比較時(shí)，則在許多情況下，離子束的束快速掃描速度較大。這指示在許多情況下，與混合式掃描離子植入設(shè)備中相比，在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，離子植入期間的離子流量的測量間隔變長。因此，需要注意在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，晶圓面內(nèi)均勻性下降的處理更困難的事實(shí)。在此參考圖4，將描述在混合式掃描離子植入設(shè)備中的相關(guān)技術(shù)中執(zhí)行的離子植入。如圖3中所示，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混合式掃描離子植入設(shè)備中，離子束在離子束掃描方向上掃描，并且半導(dǎo)體晶圓10在與束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方向上進(jìn)行晶圓機(jī)械慢速掃描，由此將離子注入到半導(dǎo)體晶圓10。如果考慮對半導(dǎo)體晶圓10的離子植入，則離子束與半導(dǎo)體晶圓10之間的相對運(yùn)動(dòng)成為問題，因此為了便于理解，假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，可以考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域(以下，稱為虛擬植入和照射區(qū)域16)。換言之，形成掃描離子束的離子束的重心(centroid)到達(dá)整個(gè)虛擬植入和照射區(qū)域16?？烧J(rèn)為離子束的重心通過離子束截面在縱向方向及橫向方向上的中心位置規(guī)定。另夕卜，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線可視為豎直方向和水平方向上的限制線，形成掃描離子束的離子束的重心到達(dá)該限制線處。在圖4中，在由豎直方向，即晶圓慢速掃描方向，上的上和下的限制線規(guī)定的范圍示為晶圓慢速掃描長度，在由水平方向，即束掃描方向，上的左和右的限制線規(guī)定的范圍示為束掃描長度。這在后述的圖5至10中也相同。另外，在將半導(dǎo)體晶圓10視為靜止時(shí)，可以假設(shè)植入期間束測量裝置8存在于在如圖4中點(diǎn)劃線指示的晶圓慢速掃描方向上延遲的區(qū)域中。因此，下面將該虛擬測量裝置稱為虛擬植入期間束測量裝置17。
混合式掃描離子植入設(shè)備的離子植入期間，實(shí)際上是沿晶圓慢速掃描方向?qū)Π雽?dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))。然而，如果如圖4假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，并且考慮對半導(dǎo)體晶圓10的高效離子植入的條目(item)，則可以注意虛擬植入和照射區(qū)域16的面積。換言之，虛擬植入和照射區(qū)域16的小的面積意味著引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶圓10的離子束在混合式掃描離子植入設(shè)備中的使用是有效的。這對應(yīng)于晶圓產(chǎn)量提高的事實(shí)。以下，將注意虛擬植入和照射區(qū)域16的面積來進(jìn)行描述。如上所述，關(guān)于晶圓面內(nèi)均勻性下降，根據(jù)離子植入條件，其頻率或?qū)ψ罱K半導(dǎo)體裝置的性能的影響的程度不同，從而不必執(zhí)行此處理。然而，在需要處理離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的惡化的離子植入條件中，為了處理阻礙離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的因素并確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，植入期間束測量裝置8來測量離子流量是重要的。如果如圖4假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，并且考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16，則在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，需要掃描離子束到達(dá)虛擬植入期間束測量裝置17的位置。在此參考圖5，將對無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，通過混合式掃描離子植入設(shè)備在相關(guān)技術(shù)中執(zhí)行的離子植入進(jìn)行描述。圖5示出了離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16的范例。在此情況下，因?yàn)樵趯Π雽?dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間無需測量離子流量，所以在考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16時(shí)，虛擬植入期間束測量裝置17的位置不相關(guān)。因此，討論中可以忽視虛擬植入期間束測量裝置17的位置。如圖4和5中所示，在通過混合式掃描離子植入設(shè)備在相關(guān)技術(shù)中執(zhí)行的離子植入中，虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀為矩形形狀。在此，因?yàn)榘雽?dǎo)體晶圓10具有圓形形狀，所以在虛擬植入和照射區(qū)域16中必然會(huì)發(fā)生浪費(fèi)的植入和照射區(qū)域。因此，只要不存在其它需要，則通過排除所述浪費(fèi)的植入和照射區(qū)域來提高晶圓產(chǎn)量是可能的。從以上的描述清楚的是，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，為了確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提聞晶圓廣量，如圖4和5中所不，半導(dǎo)體晶圓10是靜止的，從而考慮尚子束的虛擬植入和照射區(qū)域16，并且該虛擬植入和照射區(qū)域16的面積可以盡可能小。在此，在需要和不需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，在虛擬植入和照射區(qū)域16的最小化面積之間存在差異。換言之，在無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間無需測量離子流量，并且討論中，能夠忽視虛擬植入期間束測量裝置17的位置。然而，在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間必須測量離子流量，并且從而不能忽視虛擬植入期間束測量裝置17的位置。這意味著根據(jù)是否需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降，虛擬植入和照射區(qū)域16的最小化的面積或其形狀是不同的。以下，首先，關(guān)于無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況，討論根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬植入和照射區(qū)域16的最小化。然后，關(guān)于必須處理歸因于異?，F(xiàn)象的離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的惡化情況，討論根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬植入和照射區(qū)域16的最小化。另外，虛擬植入和照射區(qū)域的描述也是對二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備概念上確立的。在此參考圖6，將對無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法進(jìn)行描述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，使在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前測量的晶圓平面上的二維束形狀(離子束的截面形狀)類似于橢圓形狀，并且虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀是由橢圓束的外周邊和圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的曲線形狀。換言之，如圖6中，在假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，并考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域的情況下，如下規(guī)定離子束的重心所到達(dá)的限制線。即，用以形成掃描離子束的離子束的重心的限制線的位置限定為使得掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓，并且根據(jù)半導(dǎo)體晶圓10在與束掃描方向正交的方向上的每一個(gè)位置，不利用掃描離子束浪費(fèi)地照射半導(dǎo)體晶圓10以外的區(qū)域。另外，執(zhí)行控制，使得掃描離子束的掃描終止端位置放置在限制線的限定的位置。數(shù)學(xué)上表述的此限制線具有由橢圓束和圓形晶圓的公切線規(guī)定的曲線形狀。本發(fā)明的實(shí)施例涉及混合式掃描離子植入設(shè)備。在此情況下，實(shí)際上，離子束在束掃描方向上掃描，并且在與離子束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方上對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))，由此將離子注入半導(dǎo)體晶圓10中。因此，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制方法中，根據(jù)半導(dǎo)體晶圓IO在晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置，使用CPU14與RAMl 5來改變掃描離子束的掃描終止端位置的設(shè)定值。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法中，為了確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提高晶圓產(chǎn)量，本發(fā)明的特征之一是，在假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止的情況下，整體考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16。換言之，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，如上所述，實(shí)際上，離子束在束掃描方向上掃描，并且在與束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方向上對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法中，整體考慮看似不同的這兩個(gè)掃描方向，并且由此整體控制掃描范圍以使得最小化虛擬植入和照射區(qū)域16并且提高晶圓產(chǎn)量。雖然將在后面詳細(xì)描述，若將虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線固定為弧，則阻礙該整體性，從而混合式掃描離子植入設(shè)備的控制是困難的，并且由此降低了提高晶圓產(chǎn)量的效果。圖6中示出的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線類似于弧，但是本身不是弧。相反，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的為弧的形狀是不期望的。另外，因?yàn)槭咕A平面上的二維束形狀(截面形狀)類似于橢圓形狀，并且通過橢圓束的外周邊與圓形晶圓外周邊的公切線規(guī)定圖6中示出的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線，所以其形狀根據(jù)晶圓平面上的二維形狀而不同。另外，束掃描長度(掃描離子束的掃描范圍的長度)也具有待指出的特征。這些特征為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法的公共特征，并且從而在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下討論根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬植入和照射區(qū)域16的最小化時(shí)，將再次對其進(jìn)行描述。另外，有橢圓束的外周邊與圓形晶圓外周邊的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線不必為弧的事實(shí)也是對二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備確立的。接著，參考圖7，對在將本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的離子植入方法進(jìn)行描述。如上所述，在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，為了處理阻礙離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的因素并確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間使用植入期間束測量裝置8來測量離子流量是重要的。因此，如果假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，并且考慮離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16，則在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，需要掃描離子束到達(dá)虛擬植入期間束測量裝置17的位置。換言之，如圖6中所示，在無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，在虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀或設(shè)定方法中，掃描離子束不到達(dá)虛擬植入期間束測量裝置17的位置，并且從而這對于必需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下的離子植入方法是不合適的。然而，用于提高離子植入的產(chǎn)量的離子束的重心所到達(dá)的限制線必定具有由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的曲線狀。因此，作為需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下的離子束的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀或設(shè)定方法，在在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入期間，掃描離子束到達(dá)虛擬植入期間束測量裝置17的位置的條件下，除該目的以外的虛擬植入和照射區(qū)域16的離子束的重心所到達(dá)的限制線可以是由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的曲線狀。滿足該條件的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀為圖7中的虛線指示的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀。在此，將進(jìn)一步詳細(xì)描述圖7中所示的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀。首先，將對離子束掃描方向上的植入和照射區(qū)域進(jìn)行描述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，相對于半導(dǎo)體晶圓10，在布置有植入期間束測量裝置8 一側(cè)的植入和照射區(qū)域使用與典型地偏好使用的離子植入中相同的植入和照射區(qū)域。在繪示的好像半導(dǎo)體晶圓10為靜止的圖7中，布置有虛擬植入期間束測量裝置17的一側(cè)的(圖的左側(cè))的植入和照射區(qū)域具有偽矩形形狀，這指示與典型地偏好使用的離子植入相同的離子植入。由此，在離子植入期間也始終通過植入期間束測量裝置8來測量離子流量。因此，處理了阻礙離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性的因素，并且確保了離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性。與相對于半導(dǎo)體晶圓10的布置有虛擬植入期間束測量裝置8 —側(cè)(圖的右側(cè))的植入和照射區(qū)域相關(guān)，如參考圖6描述的，使得在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前測量的晶圓平面上的二維束形狀類似于截面橢圓形狀，并且其邊界線的形狀是由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的曲線狀。在圖7的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀中，也與晶圓慢速掃描方向上的植入和照射區(qū)域相關(guān)，離子束的重心所到達(dá)的限制線由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定，使得掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。在此，由于使用掃描離子束，所以晶圓慢速掃描方向上的晶圓外周邊形狀的公切線必定與離子束掃描方向平行。實(shí)際上，因?yàn)殡x子束在束掃描方向上掃描，并且在與束掃描方向正交的晶圓慢速掃描方向上對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))，由此將離子注入半導(dǎo)體晶圓10中，所以作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制方法，使用CPU14與RAM15來規(guī)定掃描離子束在晶圓慢速掃描方向上的兩個(gè)掃描終止端位置，并且由此規(guī)定晶圓慢速掃描方向上的植入和照射區(qū)域。如上所述，為了將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中，掃描離子束的掃描范圍需要超過半導(dǎo)體晶圓10的范圍。然而，上述限制并不意味著掃描離子束的掃描范圍(束掃描長度)必需始終大于半導(dǎo)體晶圓10的直徑，并且如從圖7清楚的是，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入中，與半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描方向上的中心位置的晶圓直徑相比，最小束掃描長度的掃描終止端位置位于半導(dǎo)體晶圓10的范圍內(nèi)。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置來控制掃描離子束的掃描范圍，即照射范圍，并且從而掃描離子束的至少一個(gè)掃描范圍可以超過晶圓慢速掃描方向上的每一個(gè)晶圓掃描位置處的半導(dǎo)體晶圓10的范圍。不必說，關(guān)于掃描離子束的掃描范圍的討論與參考圖6描述的無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法也相同。另外，如上所述，因?yàn)樵诙S機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的更困難，所以圖6中所示的虛擬植入和照射區(qū)域16比圖7中所示的虛擬植入和照射區(qū)域16使用得更頻繁。接著參考圖8，將對在本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備的情況下，需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在圖7和8中，形成掃描離子束的離子束的二維形狀(二維束形狀，即截面形狀)不同。在本發(fā)明的實(shí)施例中，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定，并且從而在離子束的二維形狀(截面形狀)不同的圖7和8中，虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀不同。該差異由源于執(zhí)行控制，以使得掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10并且掃描離子束不被浪費(fèi)施加于除半導(dǎo)體晶圓10以外的區(qū)域以最大地提高晶圓產(chǎn)量。換言之，在形成掃描離子束的離子束的二維形狀不同的情況下，也必需改變虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀。根據(jù)比較圖7與圖8能夠看到，圖7和8中，離子束掃描方向上的植入和照射區(qū)域與晶圓慢速掃描方向上的植入和照射區(qū)域的控制均基于有關(guān)離子植入之前測量的掃描離子束的束形狀的信息。反言之，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法中，為了最大地提高晶圓產(chǎn)量，必須在離子植入之前預(yù)先測量掃描離子束并獲得二維束形狀。另外，通常，與形成掃描離子束的離子束相關(guān)，其二維形狀可以變化，并且其束重心位置可以變化。在此情況下，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀不變化，但如在后面詳細(xì)描述的，實(shí)際的混合式掃描離子植入設(shè)備中的控制技術(shù)不同。在此情況下，也能夠在離子植入之前預(yù)先測量掃描離子束，獲得二維束形狀，并且由此測量束重心位置的變化以執(zhí)行處理。如果未測量對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行離子植入之前的掃描離子束并獲得二維束形狀，而限定虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線，則必需通過假設(shè)可設(shè)想的二維束形狀中的最大的二維束形狀來執(zhí)行控制。在此情況下，與圖4中所示的典型的離子植入相比，預(yù)期有晶圓產(chǎn)量的提高；然而，與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提高晶圓產(chǎn)量的效果相比，其效果是有限的。甚至從這一點(diǎn)看，本發(fā)明的益處也是明顯的。在不測量對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前的掃描離子束并獲得二維束形狀，而限定虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的情況下，如果假設(shè)可設(shè)想的最大的二維束形狀以外的不適合的二維束形狀來執(zhí)行控制，則將不能說掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。換言之，在實(shí)際的二維束形狀偶爾包含于不適合的二維束形狀中的情況下，能夠說掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。然而，在實(shí)際的二維束形狀偶爾未完全包含于不適合的二維束形狀的情況下，則不能說掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。在后一種情況下，如上所述，不能將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中，這脫離了離子植入設(shè)備的目的。如能夠從以上說明容易理解的，為了最大地提高晶圓產(chǎn)量，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的以下方法必需執(zhí)行控制，使得掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10，并且掃描離子束不浪費(fèi)地照射半導(dǎo)體晶圓10以外的區(qū)域。換言之，必需在對離子植入之前預(yù)先測量掃描離子束，獲得二維束形狀，使晶圓平面上的二維束形狀與橢圓形狀類似，并限定通過橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線。
不必說，需要根據(jù)離子束的二維形狀來改變虛擬植入和照射區(qū)域16以及關(guān)于在離子植入之前預(yù)先測量離子束的二維形狀的重要性的討論也與參考圖6描述的無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法相同的事實(shí)。另外，不必說，需要根據(jù)離子束的二維形狀來改變虛擬植入和照射區(qū)域16以及關(guān)于在離子植入之前預(yù)先測量離子束的二維形狀的重要性的討論也與本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的情況相同的事實(shí)。至此，已經(jīng)描述了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法中，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前預(yù)先測量掃描離子束，并獲得和使用二維束形狀是必需的和重要的的原因。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法中，由根據(jù)測量的二維束形狀與基準(zhǔn)束位置計(jì)算的束信息與晶圓外周邊形狀的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線是必需的且重要的的原因也相同。以下，將對其進(jìn)行詳細(xì)描述。圖9是示意性地示例將本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備的情況下，在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降時(shí)，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀為弧時(shí)的離子植入方法的圖。該弧形狀對應(yīng)于，即超過半導(dǎo)體晶圓10的部分的掃描離子束的重心位置的掃描范圍變得相同。以下，將該掃描范圍的長度稱為虛擬圓植入?yún)^(qū)域與晶圓之間的距離18。如根據(jù)圖9清楚的是，假設(shè)規(guī)定于由包含晶圓慢速掃描方向上的晶圓直徑的直線劃分的兩個(gè)植入和照射區(qū)域的一側(cè)的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀為弧形狀。在此情況下，例如，即使將虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線限定為使得掃描離子束必需在半導(dǎo)體晶圓10的在束掃描方向上的晶圓直徑位置處橫切半導(dǎo)體晶圓10，如根據(jù)圖9是清楚的，也不能說掃描離子束在半導(dǎo)體晶圓10的其它位置處必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。在此情況下，如上所述，無法將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中，這脫離了離子植入設(shè)備的目的。實(shí)際上，假設(shè)掃描離子束的二維束形狀(截面形狀)足夠小，且可以不考慮二維束形狀的情況，則由根據(jù)二維束形狀與基準(zhǔn)束位置計(jì)算的束信息及晶圓外周邊形狀的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線具有弧形狀。即，虛擬植入照射和區(qū)域16的邊界線的形狀可以是弧形狀的情況局限于掃描離子束的二維束形狀足夠小的情況，并且在實(shí)際的離子植入設(shè)備中不會(huì)發(fā)生這種情況。如果虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀為弧形狀，則需要通過將虛擬弧植入?yún)^(qū)域與晶圓之間的距離18設(shè)定得足夠大來執(zhí)行控制，以使得在半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)區(qū)域中掃描離子束必需橫切半導(dǎo)體晶圓10。在此情況下，與圖4中所示的典型的離子植入相t匕，預(yù)期具有晶圓產(chǎn)量的提高；然而，與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提高晶圓產(chǎn)量的效果相比，其效果是有限的。即使從此觀點(diǎn)看，本發(fā)明的益處也是明顯的。另外，在此情況下，如上所述，掃描范圍的整體控制受到阻礙，并且從而在在后面描述的在離子束掃描方向上的離植入控制與在晶圓慢速掃描方向上的離子植入控制之間的結(jié)合上也發(fā)生問題。如上所述，虛擬植入和照射區(qū)域16的面積規(guī)定晶圓產(chǎn)量，并且不但需要考慮離子束掃描方向上的離子植入控制，而且也需要考慮晶圓慢速掃描方向上的離子植入控制。如參考圖7和8描述的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，離子束掃描方向上的植入和照射區(qū)域與晶圓慢速掃描方向上的植入和照射區(qū)域均是基于有關(guān)在離子植入之前測量的掃描離子束的二維束形狀的信息來受到整體控制的。即，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀是由束掃描方向與晶圓慢速掃描方向上橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線整體規(guī)定的曲線形狀或基本直線的形狀。然而，如圖9中所示，在虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀為弧形狀的情況下，束掃描方向上的離子植入控制與晶圓慢速掃描方向上的離子植入控制之間的結(jié)合上發(fā)生問題。換言之，如果始終維持離子束掃描方向上的虛擬植入和照射區(qū)域16的弧，則半導(dǎo)體晶圓10的在晶圓慢速掃描方向上的端部處的虛擬植入和照射區(qū)域的邊界線變成由圖9的上部上的雙點(diǎn)劃線指示的邊界線。以下，將該雙點(diǎn)劃線指示的邊界線稱為執(zhí)行完全弧控制時(shí)晶圓慢速掃描方向上晶圓端部邊界線19。這意味著不能說掃描離子束必需在晶圓慢速掃描方向上橫切半導(dǎo)體晶圓10，并且從而不能將離子植入半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)表面中。即，執(zhí)行完全弧控制時(shí)用于限定晶圓慢速掃描方向上的晶圓端部邊界線19的離子植入方法其本身脫尚尚子植入設(shè)備的目的。為了實(shí)現(xiàn)掃描離子束必需在晶圓慢速掃描方向上橫切半導(dǎo)體晶圓10的狀況，需要半導(dǎo)體晶圓10的在晶圓慢速掃描方向上的端部處的虛擬植入和照射區(qū)域的邊界線為圖9的下部上以點(diǎn)劃線指示的邊界線。以下，將由點(diǎn)劃線指示的邊界線稱為執(zhí)行不完全弧控制時(shí)晶圓慢速掃描方向上的晶圓端部邊界線20。在此，需要注意的是，執(zhí)行不完全弧控制時(shí)晶圓慢速掃描方向上的晶圓端部邊界線20仍不是弧。即，在虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀中，存在規(guī)定為弧的形狀與執(zhí)行不完全弧控制時(shí)晶圓慢速掃描方向上的晶圓端部邊界線20的形狀，并且從而需要基于連續(xù)掃描范圍控制來連接它們。然而，在混合式掃描離子植入設(shè)備中，在用于機(jī)械掃描(移動(dòng))半導(dǎo)體晶圓10的晶圓慢速掃描方向上，限定虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的哪個(gè)范圍控制為形成弧且哪個(gè)范圍控制為形成執(zhí)行不完全弧控制時(shí)晶圓慢速掃描方向上的晶圓端部邊界線20是非常困難的。換言之，在束掃描方向上的離子植入控制與晶圓慢速掃描方向上的離子植入控制之間的結(jié)合上發(fā)生問題。根據(jù)以上描述，當(dāng)考慮實(shí)際的混合式掃描離子植入設(shè)備中的掃描離子束的二維形狀時(shí)，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀不必為弧形狀是清楚的。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前測量的晶圓平面上的二維束形狀與橢圓形狀類似，并限定通過橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線是必需的且重要的也是清楚的。不必說，關(guān)于虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線形狀為弧形狀的情況下的缺點(diǎn)的討論也與參考圖6描述的無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入方法相同。另外，將在將本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的情況下附加描述關(guān)于虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線形狀為弧形狀的情況下的缺點(diǎn)的討論。在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，僅能夠考慮晶圓慢速掃描方向上的離子植入控制，并且從而在離子植入控制的結(jié)合上不發(fā)生問題。然而，在二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，在虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀為弧形狀的情況下，需要通過將虛擬弧植入?yún)^(qū)域與晶圓之間的距離18設(shè)定得足夠大來執(zhí)行控制，以使得離子束必需在半導(dǎo)體晶圓10的整個(gè)區(qū)域中橫切半導(dǎo)體晶圓10，并且從而與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提高晶圓產(chǎn)量的效果相比，其效果是有限的。因此，本發(fā)明的益處是明顯的。至此，已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的虛擬植入和照射區(qū)域16的形狀滿足混合式掃描離子植入設(shè)備及二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中植入量的晶圓面內(nèi)均勻性和提高晶圓產(chǎn)量的需求。具體地，在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前預(yù)先測量離子束，根據(jù)是否需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降，使晶圓平面上的二維束形狀與橢圓形狀類似，該橢圓形狀使用獲得的二維束形狀作為其結(jié)果，并且通過橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定虛擬植入和照射區(qū)域16的一部分或整個(gè)形狀。由此，確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并且提高晶圓產(chǎn)量，是可能的。以下，將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于具體地實(shí)現(xiàn)該虛擬植入和照射區(qū)域16的控制之一。在此參考圖10，在將本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于混合式掃描離子植入設(shè)備的情況下，將對需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降時(shí)，根據(jù)根發(fā)明的實(shí)施例的用于具體實(shí)現(xiàn)虛擬植入和照射區(qū)域16的混合式掃描離子植入設(shè)備的控制進(jìn)行描述。為了數(shù)學(xué)上嚴(yán)格地實(shí)現(xiàn)至此描述的虛擬植入和照射區(qū)域16，根據(jù)半導(dǎo)體晶圓10在機(jī)械掃描方向上的位置，對束掃描的每一個(gè)掃描，需要以接近無限步的次數(shù)改變連續(xù)的束掃描長度。然而，如圖10中所示，根據(jù)混合式掃描離子植入設(shè)備，該數(shù)學(xué)嚴(yán)格性不是必需的，在該設(shè)備中，數(shù)個(gè)束掃描長度改變是成捆的(bundled)并且代表性束掃描長度改變被執(zhí)行以減小并簡化改變的數(shù)量，由此階段性地執(zhí)行束掃描長度改變。在這種混合式掃描離子植入設(shè)備中，可將其內(nèi)包括虛擬植入和照射區(qū)域16的植入和照射區(qū)域設(shè)定為如圖10中所示的以步進(jìn)形狀變化的曲線。以下，將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的該實(shí)際的植入和照射區(qū)域稱為產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22，并且以下將產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的邊界線稱為產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域邊界線23。換言之，本發(fā)明的實(shí)施例也可以稱為用于限定產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的設(shè)定方法的技術(shù)。在產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的設(shè)定中，階段性地規(guī)定減小離子束掃描長度一側(cè)的多個(gè)掃描終止端位置，并且由此規(guī)定了束掃描長度減小一側(cè)上的植入和照射區(qū)域，即圖10的右上側(cè)的植入和照射區(qū)域。在圖10中，規(guī)定了十三個(gè)掃描終止端位置，但這只是范例，并且可以規(guī)定比十三更多的掃描終止端位置，或者也可以規(guī)定比十三更少的掃描終止端位置。然而，若該掃描末端位置為單個(gè)，則離子植入與參考圖4描述的典型的混合式掃描離子植入設(shè)備中的離子植入相同。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，需要規(guī)定多個(gè)掃描終止端位置。另外，如參考圖7和8概念性地描述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降時(shí)的產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22設(shè)定為非對稱的植入和照射區(qū)域，這根據(jù)圖10是清楚的。如上所述，產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的設(shè)定中的重要因素是在其內(nèi)包括虛擬植入和照射區(qū)域16。換言之，不必說，產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的形狀根據(jù)測量的二維束形狀變化。因此，階段性地設(shè)定的多個(gè)掃描終止端位置也根據(jù)測量的二維束形狀設(shè)定和變化。如根據(jù)圖7和8與圖10的比較清楚的是，在如圖10中地規(guī)定不是矩形形狀一側(cè)的植入和照射區(qū)域中的多個(gè)掃描終止端位置的情況下，形成最小束掃描長度的掃描終止端位置不是與圖7或8中所示的半導(dǎo)體晶圓10的中心對應(yīng)的位置。另外，如上所述，雖然圖10中，注意離子束與半導(dǎo)體晶圓10之間的相對運(yùn)動(dòng)，并且為了便于理解，假設(shè)半導(dǎo)體晶圓10靜止，來考慮虛擬植入和照射區(qū)域16，但實(shí)際上，混合式掃描離子植入設(shè)備中，對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描(移動(dòng))。因此，圖10中的離子植入狀況對應(yīng)于根據(jù)沿以對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行機(jī)械掃描的晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置，改變多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值。在圖10中，產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22設(shè)定為豎直雙向?qū)ΨQ。換言之，在圖10中，設(shè)定有13個(gè)掃描終止端位置，但是七種束掃描長度設(shè)定為豎直雙向?qū)ΨQ。此外，如參考圖7概念性地描述的，通過橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線分別規(guī)定用于對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行機(jī)械掃描的晶圓慢速掃描方向上的總的兩個(gè)晶圓掃描終止端位置，并且該兩個(gè)晶圓掃描終止端位置形成產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的形狀的一部分。在此，與改變掃描終止端位置的設(shè)定值處的晶圓掃描位置相關(guān)地在圖10中示例本發(fā)明的一個(gè)特征。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值階段性地改變的晶圓掃描位置中的至少一個(gè)晶圓掃描位置設(shè)定為用于對晶圓進(jìn)行機(jī)械掃描的晶圓慢速掃描方向上的束重心存在于半導(dǎo)體晶圓的內(nèi)的晶圓掃描位置，并且至少另一個(gè)晶圓掃描位置設(shè)定為晶圓慢速掃描方向上的束重心存在于半導(dǎo)體晶圓外的晶圓掃描位置。在圖10中，存在十三個(gè)掃描終止端位置，并且從而存在掃描終止端位置的設(shè)定值改變的十二個(gè)晶圓掃描位置。它們中的八個(gè)掃描終止端位置設(shè)定為使得束重心存在于半導(dǎo)體晶圓內(nèi)，并且四個(gè)晶圓掃描位置P1、P2、P13和P14設(shè)定為使得束重心存在于半導(dǎo)體晶圓外。如上所述，為了提高晶圓產(chǎn)量，使晶圓平面上的二維束形狀與橢圓形狀類似，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線由橢圓束外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線限定，并且基于以上來控制掃描離子束，是重要的。如果使用多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的和相同的多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)該狀況，則掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置中的至少一個(gè)晶圓掃描位置設(shè)定為使得束重心存在于半導(dǎo)體晶圓內(nèi)，并且至少另一個(gè)晶圓掃描位置設(shè)定為使得束重心存在于半導(dǎo)體晶圓夕卜，是合適的。此技術(shù)考慮了掃描離子束的二維束形狀，并且是上述由橢圓束的外周邊與圓形晶圓的外周邊的公切線規(guī)定的虛擬植入和照射區(qū)域的設(shè)定方法首次明確的方法。即，在不考慮技術(shù)的情況下，在束重心存在于半導(dǎo)體晶圓外的位置處無需改變掃描終止端位置的設(shè)定值。因此，本發(fā)明的一個(gè)特征是改變束重心存在于半導(dǎo)體晶圓外的位置處的掃描終止端位置的設(shè)定值。不必說，關(guān)于產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的設(shè)定的討論也與針對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的參照圖6描述的無需處理晶圓面內(nèi)均勻性下降的情況下的離子植入方法的相同。另外，不必說，關(guān)于產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的設(shè)定的討論也與針對將本發(fā)明的某些實(shí)施例應(yīng)用于二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備的情況的相同。以下，將基于離子植入設(shè)備的實(shí)際操作更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入控制。為了說明描述，將描述混合式掃描離子植入設(shè)備作為范例。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子植入設(shè)備包括:CUP14，其執(zhí)行控制；RAM15，其存儲(chǔ)半導(dǎo)體晶圓10在豎直方向(晶圓慢速掃描方向)上的位置。另外，CPU14能夠根據(jù)需要讀取存儲(chǔ)于RAM15中的晶圓慢速掃描方向的半導(dǎo)體晶圓10的位置。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，CPU14始終讀取存儲(chǔ)于RAM15中的晶圓慢速掃描方向上的半導(dǎo)體晶圓10的位置，并且在半導(dǎo)體晶圓10到達(dá)掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置時(shí)，改變掃描終止端位置的設(shè)定值。即，通過使用存儲(chǔ)于RAM15中的晶圓慢速掃描方向上的半導(dǎo)體晶圓10的位置信息，在CPU14的控制下，根據(jù)晶圓慢速掃描方向上的半導(dǎo)體晶圓10的位置，階段性地改變多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值。此時(shí)，不停止對半導(dǎo)體晶圓10的離子植入，并且僅根據(jù)半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置改變多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值。在改變掃描終止端位置的多個(gè)設(shè)定值的同時(shí)，將離子植入晶圓的整個(gè)表面，并且由此確保了離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并提高了晶圓產(chǎn)量。如上所述，不必說，多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置中的至少一個(gè)晶圓掃描位置是掃描離子束的束重心在晶圓慢速掃描方向上存在于半導(dǎo)體晶圓內(nèi)的晶圓掃描位置，并且至少另一個(gè)晶圓掃描位置是掃描離子束的束重心在晶圓慢速掃描方向上存在于半導(dǎo)體晶圓外的晶圓掃描位置。此時(shí),不停止對半導(dǎo)體晶圓10的離子植入,僅根據(jù)半導(dǎo)體晶圓10在晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置來改變多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值。在改變掃描終止端位置的多個(gè)設(shè)定值的同時(shí)，將離子植入晶圓的整個(gè)表面，并且由此確保了離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并提高了晶圓產(chǎn)量。在此，如上所說，雖然與形成實(shí)際掃描離子束的離子束相關(guān)地，根據(jù)晶圓掃描位置改變多個(gè)設(shè)定的掃描終止端位置的設(shè)定值，但是晶圓慢速掃描方向上的其束重心位置可以變化。在此情況下，虛擬植入和照射區(qū)域16的邊界線的形狀及產(chǎn)量提高虛擬植入和照射區(qū)域22的邊界線的形狀僅由二維束形狀規(guī)定，并且從而不變化，但掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置必需變化。然而，在此情況下，也在對半導(dǎo)體晶圓10進(jìn)行離子植入之前預(yù)先測量掃描離子束，以獲得二維束形狀并測量束重心位置的變化，并且也能夠通過合適地改變掃描終止端位置的設(shè)定值改變的晶圓掃描位置來執(zhí)行處理。如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在混合式掃描離子植入設(shè)備及二維機(jī)械晶圓掃描離子植入設(shè)備中，處理實(shí)際植入的離子束的二維形狀，確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并且提高晶圓產(chǎn)量，是可能的。另外，在需要處理晶圓面內(nèi)均勻性下降時(shí)，將束掃描方向(快速掃描方向)上的掃描方法控制為與其對應(yīng)，由此即使在發(fā)生微小的束變化的情況下或在從離子源至半導(dǎo)體晶圓的束輸送裝備中發(fā)生放電并且由此離子不到達(dá)半導(dǎo)體晶圓的情況下，也能夠確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性，并且提高晶圓產(chǎn)量。至此，雖然對至少一個(gè)范例實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是描述僅是范例，本發(fā)明不局限于此。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，而是可以基于本發(fā)明的精神修改為各種形式。另外，修改包括在本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種離子植入方法，包括: 將由離子源產(chǎn)生的離子作為離子束輸送至晶圓； 使所述晶圓經(jīng)歷晶圓機(jī)械慢速掃描，并且還使所述離子束在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上經(jīng)歷束快速掃描，或使所述晶圓在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上經(jīng)歷晶圓機(jī)械快速掃描； 通過使用所述晶圓慢速掃描方向上的所述晶圓慢速掃描和所述離子束在與所述晶圓慢速掃描方向正交的所述方向上的所述束快速掃描或所述晶圓在與所述晶圓慢速掃描方向正交的所述方向上的所述晶圓快速掃描，來以所述離子束照射所述晶圓； 在對所述晶圓進(jìn)行離子植入之前，測量所述離子束的二維截面束形狀，并且通過使用所測量的二維截面束形狀，來限定所述離子束的植入和照射區(qū)域，其中， 使所述二維截面束形狀與橢圓形狀類似，使用所述橢圓束的外周邊與所述晶圓的外周邊的公切線來設(shè)定所述離子束的照射范圍，并且由此規(guī)定所述植入和照射區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的離子植入方法，其中，在所述晶圓的所述外周邊的整個(gè)區(qū)域上，通過使用所述橢圓束的所述外周邊與所述晶圓的所述外周邊的所述公切線來規(guī)定所述植入和照射區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的離子植入方法，其中，為了在對所述晶圓進(jìn)行離子植入期間，即使在離子流量發(fā)生微小變化的情況下，也確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提高晶圓產(chǎn)量，由包括所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓直徑的直線一分為二的所述植入和照射區(qū)域的一側(cè)具有矩形形狀，而所述植入和照射區(qū)域的另一側(cè)具有由所述公切線規(guī)定的形狀。
4.如權(quán)利要求2所述的離子植入方法，其中，在與所述晶圓慢速掃描方向正交的方向上階段性地設(shè)定多個(gè)束掃描終止端位置，并且在不停止對所述晶圓的所述離子植入的情況下，根據(jù)所述晶圓慢速掃 描方向上的晶圓掃描位置，階段性地改變所述束掃描終止端位置的設(shè)定值，由此將離子植入到所述晶圓的整個(gè)表面中。
5.如權(quán)利要求4所述的離子植入方法，其中，其中所述多個(gè)設(shè)定的束掃描終止端位置的所述設(shè)定值改變的所述晶圓慢速掃描方向上的所述晶圓掃描位置中的至少一個(gè)晶圓掃描位置是所述晶圓慢速掃描方向上的其中所述晶圓慢速掃描方向上的束重心位置存在于所述晶圓內(nèi)的晶圓掃描位置，并且所述晶圓掃描位置中的至少另一個(gè)晶圓掃描位置是所述晶圓慢速掃描方向上的其中所述晶圓慢速掃描方向上的束重心位置存在于所述晶圓外的晶圓掃描位置。
6.一種離子植入設(shè)備，所述離子植入設(shè)備:將由離子源產(chǎn)生的離子作為離子束輸送至晶圓；使所述晶圓經(jīng)歷晶圓機(jī)械慢速掃描，并且還使所述離子束在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上經(jīng)歷束快速掃描，或使所述晶圓在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上經(jīng)歷晶圓機(jī)械快速掃描；通過使用所述晶圓慢速掃描方向上的所述晶圓慢速掃描和所述離子束在與所述晶圓慢速掃描方向正交的所述方向上的所述束快速掃描或所述晶圓在與所述晶圓慢速掃描方向正交的所述方向上的所述晶圓快速掃描，來以所述離子束照射所述晶圓，所述設(shè)備包括: 束測量單元，在對所述晶圓進(jìn)行離子植入之前，所述束測量單元測量所述離子束的二維截面束形狀；以及 控制器，通過使用所測量的二維截面束形狀，所述控制器限定所述離子束的植入和照射區(qū)域， 其中，所述控制器使所測量的二維截面束形狀與橢圓形狀類似，通過使用所述橢圓束的外周邊與所述晶圓的外周邊的公切線來設(shè)定所述離子束的照射范圍，并且由此規(guī)定所述植入和照射區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的離子植入設(shè)備，其中，在所述晶圓的所述外周邊的整個(gè)區(qū)域上，所述控制器通過使用所述橢圓束的所述外周邊與所述晶圓的所述外周邊的所述公切線來規(guī)定所述植入和照射區(qū)域。
8.如權(quán)利要求6所述的離子植入設(shè)備，其中，為了在對所述晶圓進(jìn)行離子植入期間，即使在離子流量發(fā)生微小變化的情況下，也確保離子植入量的晶圓面內(nèi)均勻性并提高晶圓產(chǎn)量，所述控制器規(guī)定植入和照射區(qū)域，其中由包括所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓直徑的直線一分為二的所述植入和照射區(qū)域的一側(cè)具有矩形形狀，而所述植入和照射區(qū)域的另一側(cè)具有由所述公切線規(guī)定的形狀。
9.如權(quán)利要求7所述的離子植入設(shè)備，還包括: 測量單元，所述測量單元測量所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置， 其中， 在與所述晶圓慢速掃描方向正交的方向上階段性地設(shè)定多個(gè)束掃描終止端位置，并且 其中，在不停止對所述晶圓的所述離子植入的情況下，根據(jù)所述測量單元測量的所述晶圓慢速掃描方向上的晶圓掃描位置，所述控制器階段性地改變所述束掃描終止端位置的設(shè)定值，由此將離子植入到所述晶圓的整個(gè)表面中。
全文摘要
一種離子植入方法包括將由離子作為離子束輸送至晶圓；使所述晶圓經(jīng)歷晶圓機(jī)械慢速掃描，并且還使所述離子束經(jīng)歷束快速掃描，或使所述晶圓在與晶圓慢速掃描方向正交的方向上經(jīng)歷晶圓機(jī)械快速掃描；通過使用所述晶圓慢速掃描方向上的所述晶圓慢速掃描和所述離子束的所述束快速掃描或所述晶圓在與所述晶圓慢速掃描方向正交的所述方向上的所述晶圓快速掃描，來以所述離子束照射所述晶圓；在對所述晶圓進(jìn)行離子植入之前，測量所述離子束的二維束形狀，并且通過使用所測量的二維截面形狀，來限定所述離子束的植入和照射區(qū)域，以由此調(diào)節(jié)所述植入和照射區(qū)域。
文檔編號H01L21/265GK103165373SQ20121055699
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者二宮史郎, 岡本泰治, 石川雅基, 黑瀨猛, 越智昭浩 申請人:斯伊恩股份有限公司