专利名称：离子注入装置及离子注入方法
技术领域：
本发明涉及一种离子注入装置及离子注入方法，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。
背景技术：
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。发明内容
本发明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，本发明旨在实现以下几点。
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。
本发明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。
根据本发明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。
本发明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，本发明还具有如下功能，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。
根据本发明，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。
根据本发明，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。
图1是用于说明能够适用本发明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是示出能够适用本发明的离子注入装置中的剂量控制系统的配置的框图。
图4是用于对适用本发明之前与之后的晶片表面内的剂量均匀性进行比较的特性图。
具体实施方式
本发明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到真空处理室内的晶片中的离子注入装置。然而，存在多种离子注入装置。由于对所有种类的离子注入装置进行说明太繁杂，所以在下文中将会描述单晶片型离子注入装置来作为离子注入装置的代表性示例。在以下描述中，将从离子源至真空处理室的离子束传送系统称为束线，并将容纳有离子束传送系统的部件的腔室称为真空束线室。真空处理室与真空束线室的真空束线的末端开口连通。
将会参考图1描述称为混合式扫描型的代表性单晶片型离子注入装置的配置来作为适用本发明的离子注入装置的示例。
在离子注入装置中，将利用提取电极12从离子源11提取的离子束经由真空束线室传送至晶片。沿着束线依次设置质量分析磁装置13 (利用磁场的偏转)、质量分 析狭缝 14、束扫描仪15及平行透镜16。虽然在图1中未示出，但在平行透镜16的下游侧上还依次设置有能量分析仪(图2中用22表示)、能量分析狭缝及真空处理室(图2中用30表示)。 在真空处理室内，用于移动夹具18的晶片扫描装置(以下有时称为机械扫描装置)设置在真空处理室内，夹具18是晶片扫描体并且保持晶片17。将从离子源11提取的离子束沿着束线引导至设置在真空处理室内的夹具18上的晶片17。
在离子注入装置中，通常，为了消除空间电荷效应以提高离子束传送效率，或者为了防止晶片17的充电，存在在束线中的多个位置对离子束供给电子的情况。当然，即使在单晶片型离子注入装置中，也存在进行这种电子供给的情况。在此情况下，作为电子的供给源，大多从外部有意地导入气体。通常，大多根据目的而导入诸如氩、氪、氙等多种惰性气体。
在这里，在单晶片型离子注入装置中，为了向整个晶片表面注入离子，通常驱动晶片17以与离子束入射方向有关的预先设定的倾斜角度在一个方向的线路上机械地往复运动，或者固定离子束所照射的位置并且驱动晶片17在一个方向的线路上机械地往复运动使得晶片通过固定的照射位置。例如，如图1中所示，在称为混合式扫描型的单晶片型离子注入装置中，扫描(或照射)离子束，以便在真空束线室内的离子束扫描方向上的线路中扫描(或往复运动)。同时，使真空处理室内的晶片17在基本上垂直于离子束扫描方向的方向上机械地移动(或扫描)。
同时，在晶片17的下游侧设置测量当晶片17不在离子束的扫描范围内时的离子束电流的后侧法拉第杯44-1。同时，在靠近晶片17的上游侧上、远离晶片17的离子束的扫描范围内，设置测量离子注入过程中的离子束电流的旁侧法拉第杯44-2。这些法拉第杯是用于检测剂量的部件，也称为剂量杯。
此外，在称为批次型(batch-type)离子注入装置的离子注入装置中，在与称为圆盘(disc)的旋转结构的圆周相同的圆周上以角度间隔设置多片晶片。以高速旋转圆盘，使得各晶片穿过在固定位置照射的离子束，并且在一个方向上平移圆盘，从而向多个晶片的整个表面中注入离子。·
因此，在配置为将从离子源11得到的离子束经由真空束线室传送至与真空束线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17中的离子注入装置中，通常在向晶片17中注入离子的过程中，可以存在在真空束线室内或真空处理室内操作的任何结构。
同时，使真空束线室及真空处理室通过使用真空排气装置保持真空状态。真空束线室及真空处理室的真空度根据离子束量、有意地从外部导入的导入气体量、由涂布在晶片17上的抗蚀剂产生的抗蚀剂引发气体量、从存在于真空束线室及真空处理室内的结构排出的气体量及与真空排气装置有关的真空流导来确定。其中，真空流导由存在于真空束线室及真空处理室内的结构的机械位置来确定。换言之，在可以存在在真空束线室或真空处理室内操作的任何结构的情况下，真空流导随位置而变化，因此真空度也发生变化。
在这里，例如，对于专利文献I中所公开的真空校正功能而言，利用离子注入之前的未产生抗蚀剂引发气体的状态下的真空计测量值P作为导入气体的分压值PA，并且假设该分压值即使在离子注入过程中也始终保持恒定。但是，在向晶片17中注入离子的过程中，离子注入装置中存在机械操作的结构。当结构机械地操作时，束线的真空流导发生变化。但是，专利文献I中未研究由这种结构所引发的真空流导的变化。
在配置为将从离子源11提取的离子束经由真空束线室传送至真空处理室、并将离子束注入至真空处理室内的晶片17中的离子注入装置中，在可以存在在真空束线室或真空处理室内操作的任何结构的情况下，合理的是真空流导发生变化，并且分压值由于由此引起的真空度变化而发生变化；但是，在这里，为了便于理解，将会更详细地描述称为混合式扫描型的代表性单晶片型离子注入装置的情况。
将会参考图2 (a)和(b)进一步描述在离子注入过程中导入气体的分压值Pa未变为恒定的流导效果。图2 (a)和(b)示出了图1中所示的平行透镜16的下游侧上的真空束线室20及与真空束线末端开口 29连通的真空处理室30。在以下描述中，将从外部导入的导入气体及抗蚀剂引发气体统称为残余气体。如上所述，在真空处理室30内，用夹具18 (即晶片扫描体)保持晶片17。利用用于晶片扫描装置(机械扫描装置)的升降装置24在图 2中的垂直方向上驱动夹具18。换言之，当将离子束注入至晶片17中时，晶片17利用升降装置24垂直地移动(上和下)，以便在整个晶片表面上获得均匀的注入剂量。图2示出了能量光谱仪22。在离子束粒子由于在能量光谱仪22的上游与残余气体碰撞而被中性化的情况下，中性化的粒子不会到达晶片17。另一方面，在离子束粒子由于在能量光谱仪22的下游与残余气体碰撞而被中性化的情况下，中性化的粒子到达晶片17。如此，在能量光谱 仪 22的上游被中性化的粒子与在能量光谱仪22的下游被中性化的粒子之间存在显著差异。
图2示出了两个利用真空泵的真空排气装置23-1和23-2。一个真空排气装置 23-1设置在真空束线室20中，另一真空排气装置23-2设置在真空处理室30中。真空排气装置的数量或设置位置只是示例，并不限于图2中的示例。此外，在图2中，导入气体A 的导入装置25与导入气体B的导入装置26平行设置在真空束线室内。导入气体的导入装置也称为等离子体淋浴(shower)，其数量或设置位置也只是示例，并不限于图2中的示例。 另外，在图2中，单个真空计测头21设置在能量光谱仪22的上游侧上的真空束线室20中。 真空计测头的数量或设置位置也只是示例，并不限于图2中的示例。
在这里，在晶片17存在于图2 (a)中用实线所示的上部位置或存在于用虚线所示的下部位置的情况下，利用设置在真空束线室20的真空排气装置23-1和设置在真空处理室30的真空排气装置23-2两者排出残余气体。图2 (a)中所示的粗箭头示出了导入气体 A的导入装置25与真空排气装置23-1和23-2之间的真空流导。如图2 (b)中所示，晶片 17靠近真空束线的末端开口 29，即根据晶片17的移动的离子束照射区域的中央。在此情况下，晶片17及晶片扫描体成为在真空束线室或真空处理室内操作的结构。当晶片17及晶片扫描体移动至晶片及晶片扫描体与真空束线的末端开口 29重叠的位置时，由于与真空排气装置23-2有关的真空流导的恶化所致，变得难以排出残余气体。图2 (b)中朝向真空排气装置23-2的粗箭头示出了上述状态。换言之，为了易于理解，朝向真空排气装置23-2 的排气路径被晶片17及晶片扫描体阻挡，从而使真空流导恶化，因此使真空度也恶化。
例如，对于专利文献I中所公开的真空校正功能而言，将处于离子注入之前的未产生抗蚀剂引发气体的状态下的真空计测量值P用作导入气体的分压值？八。并且，假设分压值Pa即使在离子注入过程中也始终保持恒定，并且，假设值P-Pa是抗蚀剂引发气体的分压值，值P-Pa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。但是，如在利用图2的描述中可知，当考虑到由真空流导的恶化所致的真空度恶化的效果时，离子注入过程中的导入气体的分压值与离子注入之前相比发生了变化。在图2的情况下，离子注入过程中的导入气体的分压值与离子注入之前相比变大。但是，一般来讲，存在离子注入过程中导入气体的分压值与离子注入之前的导入气体的分压值相比可以变大或变小的情况，这取决于在真空束线室或者真空处理室内操作的结构的操作方法、多个真空排气装置的设置位置以及真空计测头的设置位置。因此，向晶片17中注入离子的过程中的导入气体的分压值不是离子注入之前的未产生抗蚀剂引发气体的状态下的真空计测量值。并且，向晶片17中注入离子的过程中的抗蚀剂引发气体的分压值也不是指示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。
在本发明中，向晶片17中注入离子的过程中，计算(或运算)由于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，并且利用安装在真空束线室或真空处理室内的真空计检测一个或多个真空度的变化。并且，在离子注入过程中， 由上述值精确且准确地得到可以是多种的各种导入气体的分压值以及抗蚀剂引发气体的分压值。
在这里重要的是，真空流导由存在于真空束线室及真空处理室内的结构的机械位置确定。在离子注入装置中，通过计算或实验得到与在驱动范围内的各个位置处在真空束线室或真空处理室内操作的结构的真空流导值或真空度有关的效果。在此情况下，通过获得在离子注入过程中在真空束线室或真空处理室内操作的结构的位置信息，来获得由于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，由此在离子注入过程中可以精确和准确地获得可以是多种的各种导入气体的分压值与抗蚀剂引发气体的分压值。作为位置信息，例如，可以由晶片扫描装置(机械扫描装置)获得晶片扫描体(夹具18)的位置信息。
在这里，作为示例，在图2的情况下，随着晶片17靠近离子束照射区域的中央，尤其是由于与存在于真空处理室30内的真空排气装置23-2有关的真空流导的恶化，变得难以排出残余气体。因此，通过在离子注入过程中预先获取真空流导的变化以作为为了机械地扫描晶片17而安装在真空处理室30内的晶片扫描方向上的晶片扫描体的位置的函数， 并且根据离子注入过程中发生的晶片扫描体的位置变化精确且准确地获取可以是多种的各种导入气体的分压值以及抗蚀剂引发气体的分压值，可以按如下所述控制注入至晶片17 中的剂量。
在这里，将会考虑称为混合式扫描型的单晶片型离子注入装置，其中设置有真空排气装置、为了机械地扫描(或移动)晶片而设置在真空处理室内的晶片扫描体、以及晶片。 对于单晶片型离子注入装置的示例而言，测量了由于真空流导的变化所致的真空度恶化的效果如何与由于晶片扫描体的位置所致的从外部导入的一种导入气体的变化有关。因此， 离子注入过程中的导入气体的分压值Pa能够通过如下公式表示。
Pa= [-a (Y-Ya) (Y+Ya)+1] · Pao
其中，Y表示为了在晶片扫描方向上机械地扫描(或移动)晶片而安装在真空处理室内的晶片扫描体的位置，并且Ya和a为整数。Paci表示在离子注`入之前测量的、在存在从外部导入的导入气体的情况下的真空度。在离子注入之前的测量时的晶片扫描体及晶片的空间位置是图2中的晶片扫描体的驱动范围内的上部位置或下部位置。即，真空度Paci是在晶片扫描体位于由于安装在真空处理室30的真空排气装置23-2所致的真空流导为最大的位置的情况下的真空度。
在从不同位置导入的导入气体或不同种类的导入气体的情况下，由于真空流导变化所致的真空度恶化的效果自然不同，例如，离子注入过程中导入气体的分压值PB成为
Pb= [-b (Y-Yb) (Y+Yb) +1] · Pbo
在这里，Y表示为了在晶片扫描方向上机械地扫描(或移动)晶片17而安装在真空处理室30内的晶片扫描体的位置，并且Yb和b为整数。Pbci表示在离子注入之前测量的、 在存在从外部导入的导入气体的情况下的真空度。在离子注入之前的测量时的晶片扫描体及晶片17的空间位置是图2中的晶片扫描体的驱动范围内的上部位置或下部位置。
同时，在为了机械地扫描(或移动)晶片17而安装在真空处理室30内的真空排气装置的设置或晶片扫描体的设置与晶片17不同等情况下，上述公式的形式发生变化是不言而喻的。在这里重要的是，对于由于真空流导的变化所致的真空度恶化的效果而言，能够通过获得在真空束线室20或真空处理室30内操作的结构的位置信息，来精确且准确地获得在离子注入过程中可以是多种的各种导入气体的分压值以及抗蚀剂引发气体的分压值。
在这里，将会更详细地描述从外部导入的多种导入气体的情况。在这里，将会考虑两种导入气体，即，导入气体A和导入气体B。例如，在图2中，从导入气体A的导入装置25 导入导入气体A，从导入气体B的导入装置26导入导入气体B。在此情况下，无法通过单独使用一个真空计来从在向晶片17中注入离子之前测量的真空值分别估算导入气体A和导入气体B的分压值。因此，也无法精确且准确地获得离子注入过程中的抗蚀剂引发气体的分压值。即，需要预先获得导入气体A与导入气体B之间的分压值的比率。
可以考虑以下方法作为用于获得导入气体A与导入气体B之间的分压值的比率的一种方法。在真空束线室及真空处理室内设置多个真空计，利用与真空计的设置位置有关的真空流导的差，从而通过多个真空计测量值预先获得导入气体A与导入气体B之间的分压值的比率。
可以考虑以下方法作为用于获得导入气体A与导入气体B之间的分压值的比率的另一方法。利用安装在离子注入装置内的质量流量计，精确且准确地测量导入至离子注入装置的导入气体A与导入气体B的量，从而预先获得导入气体A与导入气体B之间的分压值的比率。在此情况下，真空计的数量可以为I个。
在这里，在从外部导入多种导入气体的情况下，从成本等不同的观点来选择上述方法中将会使用的一个。
在这里，将会参考图3描述用于本发明的离子注入装置中的剂量控制系统的示例。为了简单起见，考虑所使用的导入气体的数量为一种。安装在离子注入装置内的 真空计测头21测量真空束线室20的真空度，以输出表示真空计测量值P的信号，剂量杯44测量离子束电流，以输出表示离子束电流Im的信号。工作站41通过剂量控制器42以恒定频率对离子束电流值Im和真空计测量值P进行采样，并将采样值存储在存储装置(未示出)内。 工作站41通过利用预先获得的离子束电流Im、导入气体分压值Pa以及真空计测量值P来计算注入离子束电流Ici,并将计算的注入离子束电流Itl发送至剂量控制器42。剂量控制器 42利用计算的注入离子束电流Itl通过Y扫描控制器43来控制剂量。Y扫描控制器43用于控制升降装置24，即用于控制晶片扫描装置的垂直驱动。
将会更详细地描述向晶片17中的剂量的控制。剂量的控制可以包括应当注入至晶片17中的剂量的绝对值的控制及晶片表面内的剂量均匀性的控制。在本发明中，精确且准确地获得了有目地且有规律地注入至离子注入装置的导入气体分压值及由于离子注入所致由晶片表面上的抗蚀剂膜附带产生的抗蚀剂引发气体的分压值。并且，分别计算导入气体对离子束的效果以及抗蚀剂引发气体的效果，根据计算值校正离子束电流的量，并控制注入至晶片17中的剂量。在此情况下，剂量的绝对值可以与目标剂量相符，并且还可以提高晶片表面内剂量的均匀性。在这里，简而言之，将会利用向晶片表面内的剂量的均匀性来描述本发明的效果。
图4示出了利用本发明实际解决具体问题的示例。将本发明适用于称为混合式扫描型的代表性单晶片型离子注入装置之一，并且利用实际晶片17确认利用本发明控制剂量的效果。图4示出了通常用于测量晶片中的剂量的薄层电阻值的测量值。图4的横轴表示在径向方向上晶片的位置，径向方向上的中心用O表示。因此，随着薄层电阻值越接近直线，晶片表面内剂量的均匀性越良好。
如图4中所示，确认了晶片表面内剂量的均匀性可以从未使用本发明时薄层电阻值51的测量结果而获得的未使用本发明时的值O. 42%提高至使用本发明时的薄层电阻值 52的测量结果而获得的使用本发明时的值O. 24%，本发明的效果很明显。
以上，已经描述了本发明的优选实施例，但本发明也可按以下方案实施。
[方案I]
在真空束线室及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取有意地且有规律地导入至离子注入装置中的一种或多种导入气体的分压值、及由于离子注入所致由晶片表面上的抗蚀剂膜附带产生的抗蚀剂引发气体的分压值，
分别计算一种或多种导入气体对离子束的效果及抗蚀剂引发气体的效果，基于计算结果校正离子束电流的量，并控制注入至晶片中的剂量。
[方案2]
在向晶片中注入离子之前，利用安装在离子注入装置中的单个真空计和质量流量计来获得有意地且有规律地导入至离子注入装置中的一种或多种导入气体的分压值，
利用单个真空计来获得由于离子注入所致由晶片表面上的抗蚀剂膜附带产生的抗蚀剂引发气体的分压值，
分别计算一种或多种导入气体对离子束的效果及抗蚀剂引发气体的效果，基于计算结果校正离子束电流的量，并控制注入至晶片中的剂量。
[方案3]
通过将晶片扫描体的位置设定在由于安装在真空处理室内的真空泵所致的真空流导为最大的位置处作为为了机械地扫描(或移动)晶片而安装在真空处理室内的晶片扫描方向上的晶片扫描体的位置，来获得在向晶片中注入离子之前所获得的有意地且有规律地导入至离子注入装置中的一种或多种导入气体的分压值，
分别计算在离 子注入过程中进行的由晶片表面上的抗蚀剂膜附带产生的抗蚀剂引发气体的分压值的测量结果、一种或多种导入气体对离子束的效果以及抗蚀剂引发气体的效果，基于计算结果校正离子束电流的量，并控制注入至晶片中的剂量。
[方案4]
在方案I至3中的任一个中，
除了一种或多种导入气体及由于离子注入所致由晶片表面上的抗蚀剂膜附带产生的抗蚀剂引发气体的影响以外，还监测到达晶片的离子束粒子数的变化，并且
在离子注入过程中粒子数发生变化的情况下，停止向晶片中进行离子注入。
附图标记说明
11离子源
12提取电极
13质量分析磁装置
14质量分析狭缝
15束扫描仪
16平行透镜
17曰日日/T
18夹具
20真空束线室
21真空计测头
22能量分析仪
23--U23-2 真空排气装置
24升降装置
25导入气体A的导入装置
26导入气体B的导入装置
30真空处理室
44-1 后侧法拉第杯
44--2 旁 侧法拉第杯
权利要求
1.一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所述分压值，并且 分别计算所述一种或多种导入气体对所述离子束的所述效果以及所述抗蚀剂引发气体的所述效果，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。
7.根据权利要求6所述的离子注入方法， 其中，通过将所述晶片扫描体的所述位置设定在由于安装在所述真空处理室内的真空泵所致的所述真空流导为最大的位置处作为在所述晶片扫描方向上的所述晶片扫描体的所述位置，来获得在向所述晶片中注入离子之前所获得的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，并且 分别计算在离子注入过程中进行的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所述分压值的测量结果、所述一种或多种导入气体对所述离子束的所述效果以及所述抗蚀剂引发气体的所述效果，基于所述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。
8.根据权利要求5所述的离子注入方法， 其中，除了所述一种或多种导入气体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影响以外，还监测到达所述晶片的离子束粒子数的变化，并且 在离子注入过程中所述粒子数发生变化的情况下，停止向所述晶片中进行所述离子注入。
9.一种离子注入装置，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，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，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真空度的变化，并且 其中，所述离子注入装置包括控制器，所述控制器通过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离子束电流的量、并校正注入至所述晶片中的剂量。
10.根据权利要求9所述的离子注入装置， 其中，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晶片扫描方向上机械地移动所述真空处理室内的所述晶片。
11.根据权利要求10所述的离子注入装置， 其中，所述结构包括晶片和为了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，所述控制器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，并随后控制注入至所述晶片的所述剂量。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01J37/317GK103050386SQ20121039401
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者二宫史郎, 月原光国, 工藤哲也, 山田达也 申请人:斯伊恩股份有限公司