[发明专利]离子植入方法及离子植入设备

说明书

本申请基于2011年12月19日提出的日本专利申请No.2011-277427并要求其优先权益，于此通过引用该申请的全部并入了其公开内容。

技术领域

本发明涉及离子植入，并且更具体地涉及由离子植入设备中的离子束植入的并利用该离子束照射的区域的控制技术。

背景技术

在半导体制造工艺中，为了改变导电性、改变半导体晶圆的晶体结构等目的，以标准程序执行利用离子来照射半导体晶圆的工艺，该离子植入到半导体晶圆中。在此工艺中使用的设备称为离离子植入设备。离子植入设备具有对由离子源产生的离子进行加速以形成加速离子束的功能和通过束扫描、晶圆扫描或它们的组合利用离子束来照射半导体晶圆的整个表面的功能。在此情况下，离子以什么程度注入到半导体晶圆中由半导体设计限定，并且在一旦设定了半导体设计之后，就难以改变半导体设计。

存在许多类型的用于半导体制造工艺、将由离子源产生的离子作为离子束输送至晶圆的离子植入设备。作为其中一种类型，存在组合晶圆的慢速扫描和离子束的快速扫描的离子植入设备。在晶圆的慢速扫描中，晶圆沿以进行机械慢速扫描(慢速移动)的方向设定为晶圆慢速扫描方向。另一方面，在离子束的快速扫描中，将离子束在与晶圆慢速扫描方向正交的方向上沿以进行快速扫描的方向设定为束扫描方向(或快速扫描方向)。由此，利用在束扫描方向上往复扫描的离子束照射被机械驱动为在晶圆慢速扫描方向上往复移动的晶圆。此离子植入设备也称为混合式扫描离子植入设备。

另外，作为另一种类型，存在使用二维机械晶圆扫描的离子植入设备，其中，组合晶圆的慢速扫描与晶圆的快速扫描。在晶圆机械慢速扫描中，晶圆沿以进行机械慢速扫描(慢速移动)的方向设定为晶圆慢速扫描方向。另一方面，在晶圆机械快速扫描中，晶圆在与晶圆慢速扫描方向正交的方向上沿以进行机械快速扫描(比慢速移动快的快速移动)的晶圆快速扫描方向设定为与混合式扫描离子植入设备的束扫描方向相同的方向。由此，利用离子束(静态离子束)照射被驱动为在晶圆慢速扫描方向上往复移动并且还在正交于晶圆慢速扫描方向的晶圆快速扫描方向上往复移动的晶圆。此离子植入设备称为二维机械晶圆扫描离子植入设备。

如后所述，本发明的某些实施例可以应用于混合式扫描离子植入设备和二维机械晶圆扫描离子植入设备中的任一种。

在半导体制造工艺中，半导体晶圆产量(以下，简称为晶圆产量)被认为是重要的。如上所述，在某一半导体制造工艺中待植入半导体晶圆中的离子植入量受到限定。因此，为了提高晶圆产量，必需增加输送至半导体晶圆的离子量或有效地将离子植入半导体晶圆中。

如后所述，本发明涉及对半导体晶圆的高效离子植入。

然而，如果离子高效地植入到半导体晶圆中，则典型地，需要将相同量的离子植入到半导体晶圆的整个表面中，以在晶圆面上制造具相同品质(特性)的半导体装置。换言之，必需确保离子植入量的晶圆面内(in-surface)均匀性。因此，必需确保离子植入量的晶圆面内均匀性，并且提高晶圆产量。

如上所述，在混合式扫描离子植入设备中，离子束在束扫描方向上往复扫描，且在与束扫描方向正交的晶圆慢速扫描方向上对半导体晶圆进行机械扫描(移动)，由此将离子植入半导体晶圆中。这里，如在后面详细描述的，在考虑对半导体晶圆的高效离子植入时，可以考虑固定半导体晶圆且相对地移动离子束。这对于二维机械晶圆扫描离子植入设备也是相同。在此情况下，作为对半导体晶圆的高效离子注入的一种方法，可能存在控制离子束的扫描范围(照射范围)为适合于半导体晶圆的形状的技术。

在此，在混合式扫描离子植入设备中，作为控制离子束的扫描范围为适合于半导体晶圆的形状的技术，已经提出了一种执行控制以使得保持部件上的超过半导体晶圆的形状范围的扫描范围相同的技术(专利文献1)。保持部件用于保持半导体晶圆，并且驱动为在保持半导体晶圆的状态下在晶圆慢速扫描方向上往复移动。

专利文献1：JP-2009-146757

发明内容

专利文献1中所公开的技术用于降低使用来自保持部件的二次电子供应的离子植入中的植入角度变化的目的，并且从而其目的与提高对半导体晶圆的离子植入的效率的目的不同。因此，专利文献1所公开的技术对提高晶圆产量是不充分的。