半導体装置の製造方法および製造装置
【課題】半導体基板に対するイオンの注入状態を適切に調整すること。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。半導体装置の製造方法は、検出工程と、算出工程と、調整工程とを含む。検出工程では、半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する。算出工程では、前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する。調整工程では、前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。半導体装置の製造方法は、検出工程と、算出工程と、調整工程とを含む。検出工程では、半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する。算出工程では、前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する。調整工程では、前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造装置の１つとしてイオン注入装置が知られている。かかるイオン注入装置は、半導体基板に対してイオン化された不純物原子（以下、「イオン」と記載する）を注入する装置であり、イオンの注入量や注入深さを制御する各種パラメータの変更が可能である。
【０００３】
ここで、かかるパラメータとしては、たとえば、ビーム電流や注入時間がある。そして、イオン注入装置では、これらのパラメータの値をあらかじめ設定しておくことで、イオンの注入状態を調整することが可能である。
【０００４】
しかし、イオン源であるイオンソースの状態は変化しやすいので、あらかじめパラメータの値を適切な値に設定していたとしても、結果的に、半導体基板に対するイオンの注入状態にばらつきが生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１１６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、半導体基板に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる半導体装置の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。半導体装置の製造方法は、検出工程と、算出工程と、調整工程とを含む。検出工程では、半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する。算出工程では、前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する。調整工程では、前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる製造方法の説明図。
【図２】実施形態にかかる製造装置の模式図。
【図３】実施形態にかかる製造装置のブロック図。
【図４】ビーム電流またはビーム電流密度と反射光強度差との関係を示す図。
【図５】実施形態にかかる製造装置が取得するビーム分布の説明図。
【図６】実施形態にかかる製造装置が行うビーム調整の例を示す図。
【図７】実施形態にかかる製造装置が実行する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体装置の製造方法および製造装置を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、半導体装置の製造方法を単に「製造方法」と、半導体装置の製造装置を単に「製造装置」と、それぞれ記載する。
【００１０】
まず、実施形態にかかる製造方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態にかかる製造方法の説明図である。
【００１１】
図１に示すように、実施形態にかかる製造方法は、半導体装置のデバイス特性を決定する不純物をイオン化して半導体基板へ注入する工程、いわゆる、イオン注入工程を含む。
【００１２】
すなわち、実施形態にかかる製造方法では、ビーム照射部にて発生させたイオンビーム（以下、単に「ビーム」と記載する）を、半導体基板（たとえば、シリコンウエハ）へ照射する。なお、以下では、ビームの進行方向が、図１に示すＸＹＺ座標系におけるＸ軸の正方向であるものとして説明する。
【００１３】
そして、実施形態にかかる製造方法は、半導体基板へ照射されるビームの「ビーム分布」を取得する（図１の（Ａ）参照）。なお、「ビーム分布」とは、半導体基板の被照射面と平行なＹＺ平面上におけるビーム電流の分布、すなわち、ビーム強度の分布である。
【００１４】
ここで、実施形態にかかる製造方法は、取得したビーム分布に基づき、単位面積あたりのビーム電流を示す「ビーム電流密度」を算出する（図１の（Ｂ）参照）。そして、算出したビーム電流密度に基づき、ビームの照射状態を調整する（図１の（Ｃ）参照）。なお、図１に示す破線矢印は、ビーム照射部に対するフィードバック指示をあらわす。
【００１５】
このように、実施形態にかかる製造方法は、半導体基板へ照射されるビームのビーム電流密度をモニターし、ビーム照射部に対してフィードバック制御を行う。そして、このようなフィードバック制御を随時行うことで、ビーム電流密度が所定の数値範囲（以下、「所定範囲」と記載する）内となるように調整する。
【００１６】
したがって、実施形態にかかる製造方法によれば、半導体基板に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる。そして、イオン注入の対象が、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であれば、安定したＭＯＳＦＥＴ特性を得ることが可能となる。
【００１７】
なお、実施形態にかかる製造方法では、上記したビーム電流密度を、できるだけ大きい値に保つべく調整する制御を行うが、この点の詳細については後述する。以下では、図１を用いて説明した製造方法を適用した製造装置について説明する。
【００１８】
図２は、実施形態にかかる製造装置１０の模式図である。なお、図２には、説明を簡略化する観点から、製造装置１０の一部の構成要素を示している。図２に示すように、製造装置１０は、ホルダ１０ａによってウエハ２０１（図１に示した半導体基板に相当）を支持する。
【００１９】
また、製造装置１０は、ウエハ２０１へ照射されるビーム１０１を計測するビーム検出プローブ１１を備える。また、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１の上流側（図２に示すＸ軸の負方向）に、４重極マグネット１２ａを備える。そして、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１および４重極マグネット１２ａに接続されるコントローラ１３をさらに備える。
【００２０】
ここで、ビーム検出プローブ１１は、図示しない駆動部（たとえば、ステッピングモータ）によって図２に示すＹＺ平面上の所定の位置へ移動自在である。そして、コントローラ１３は、かかる駆動部に対してビーム検出プローブ１１の移動指示を行う。また、コントローラ１３は、ビーム検出プローブ１１から各種検出値を取得し、取得した検出値に基づいて４重極マグネット１２ａを制御することでビーム１０１の照射状態を調整する。
【００２１】
たとえば、４重極マグネット１２ａに含まれる４つの磁極の正負の組み合わせを変更したり、各磁極に印加する電圧差を変更したりする指示を行うことで、コントローラ１３は、ビーム１０１の径や形状を調整する。
【００２２】
なお、コントローラ１３の詳細な構成については、図３を用いて後述する。また、図２では、ビーム１０１の照射状態を調整するデバイスとして、４重極マグネット１２ａを例示したが、他のデバイスを併用することも可能である。このため、ビーム調整用のデバイス群の詳細については、図６を用いて後述することとする。
【００２３】
次に、図２に示した製造装置１０の構成について図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、実施形態にかかる製造装置１０のブロック図である。図３に示すように、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１と、ビーム照射部１２と、コントローラ１３とを備える。
【００２４】
また、コントローラ１３は、制御部１４と、記憶部１５とを備える。そして、制御部１４は、指示部１４ａと、分布取得部１４ｂと、電流密度算出部１４ｃと、更新部１４ｄと、調整部１４ｅとを備え、記憶部１５は、パラメータ情報１５ａを記憶する。
【００２５】
ビーム検出プローブ１１は、図２を用いて既に示したように、ビーム１０１（図２参照）を計測する計測器である。また、このビーム検出プローブ１１は、指示部１４ａの指示に従い、ビーム１０１中をＹ軸（図２参照）の正負方向およびＺ軸（図２参照）の正負方向に移動するとともに、計測したビーム形状およびビーム電流を、分布取得部１４ｂへ渡す。
【００２６】
ビーム照射部１２は、ビーム１０１（図２参照）をウエハ２０１へ向けて照射するとともに、ビーム１０１の照射状態を変更するデバイス群である。なお、かかるデバイス群の詳細については、図６を用いて後述する。
【００２７】
コントローラ１３は、ビーム検出プローブ１１およびビーム照射部１２とそれぞれ接続され、制御部１４および記憶部１５を備える。そして、制御部１４は、製造装置１０の全体制御を行う。なお、記憶部１５は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスである。
【００２８】
指示部１４ａは、ビーム検出プローブ１１を、ＹＺ平面（図２参照）の任意の位置へ位置付かせる指示を行う。すなわち、指示部１４ａは、ビーム１０１の断面形状を網羅するように、ビーム検出プローブ１１を移動させる。
【００２９】
分布取得部１４ｂは、ビーム検出プローブ１１によって計測されたビーム形状およびビーム電流を受け取る。なお、ビーム形状に含まれる部分領域ごとのビーム電流が、ビーム分布に相当する。また、分布取得部１４ｂは、取得したビーム分布を、電流密度算出部１４ｃへ渡す。
【００３０】
電流密度算出部１４ｃは、分布取得部１４ｂから受け取ったビーム分布に基づき、ビーム電流密度を算出する。なお、ビーム電流密度とは、単位面積あたりのビーム電流のことを指す。
【００３１】
ここで、製造装置１０が、ビーム電流密度を算出する理由について図４を、分布取得部１４ｂが取得するビーム分布について図５を、それぞれ用いて説明しておく。図４は、ビーム電流またはビーム電流密度と反射光強度差との関係を示す図である。
【００３２】
なお、図４の（ａ）には、同一のイオン注入条件におけるビーム電流と反射光強度差との関係を、図４の（ｂ）には、同じくビーム電流密度と反射光強度差との関係を、それぞれ示す。また、図４の（ａ）および（ｂ）の横軸における最小単位は、同一のウエハ２０１に対する１つの注入工程であるので、横軸は時間経過とみなすことができる。
【００３３】
また、図４の（ａ）の縦軸は、左側のスケールが反射光強度差（単位は、ａ．ｕ．（arbitrary unit））であり、右側のスケールがビーム電流（単位は、Ａ）である。そして、図４の（ｂ）の縦軸は、右側がビーム電流密度（単位は、Ａ／ｃｍ２）である点で、図４の（ａ）と異なる。
【００３４】
まず、反射光強度差について説明する。ウエハ２０１に対してイオンを注入する場合、注入されるイオンの総量（ドーズ量）の増加に応じ、イオン注入に起因するウエハ２０１の欠陥量（一次欠陥量）も増加する。このため、かかる一次欠陥量を測定することによってドーズ量を推定することができる。
【００３５】
そして、一次欠陥量を測定する手法の１つとして、Ｓｉ（シリコン）格子の結合が切れた箇所と、切れていない箇所とで熱振幅が異なることを利用する手法がある。具体的には、かかる手法では、レーザをウエハ２０１へ入射させることで格子振動を励起させ、熱振幅の違いを反射光の強度差（反射光強度差）として取得する。
【００３６】
このように、反射光強度差を取得することで、ドーズ量を推定することができる。たとえば、反射光強度差が大きいほど、ドーズ量が大きいと推定することが可能である。したがって、ウエハ２０１におけるドーズ量のばらつきを抑制するためには、反射光強度差を所定範囲内に収めればよいことになる。
【００３７】
ここで、図４の（ａ）に示すように、反射光強度差の時間経過を示すグラフと、ビーム電流の時間経過を示すグラフとの間には、特段の相関関係がみられない。たとえば、反射光強度差が減少傾向にある区間においてビーム電流が増加傾向となるなど、反射光強度差の増減と、ビーム電流の増減との関連性は見いだしにくい。
【００３８】
ところが、従来は、イオン注入工程に先立ってビーム電流を静的に調整することで、ドーズ量を調整する試みが行われているにすぎなかった。しかし、図４の（ａ）からも明らかなように、同一のイオン注入条件においても反射光強度差には経時的なばらつきがみられるため、ドーズ量のばらつきを抑制することは困難であった。
【００３９】
一方、図４の（ｂ）に示すように、反射光強度差の時間経過を示すグラフと、ビーム電流密度との間には、相関関係がみられる。すなわち、反射光強度差が増加傾向にある場合には、ビーム電流密度も増加傾向にあり、反射光強度差が減少傾向にある場合には、ビーム電流密度も減少傾向にある。
【００４０】
したがって、仮に、ビーム電流密度を一定に保つ制御を行えば、反射光強度差を一定に保つこと、すなわち、ドーズ量を一定に保つことができると推定される。そこで、実施形態にかかる製造装置１０では、電流密度算出部１４ｃにビーム電流密度を算出させ、算出されたビーム電流密度が所定範囲内に収まるようにビーム１０１の照射状態を調整することとした。
【００４１】
これにより、反射光強度差のばらつきを抑制すること、すなわち、ドーズ量のばらつきを抑制することができる。したがって、製造される半導体装置の特性を安定化させることができる。
【００４２】
次に、分布取得部１４ｂが取得するビーム分布について図５を用いて説明しておく。図５は、実施形態にかかる製造装置１０が取得するビーム分布の説明図である。なお、図５の（ａ）には、ビーム分布の例を、図５の（ｂ）には、ビーム分布の拡大図を、図５の（ｃ）には、電流密度のデータ例を、それぞれ示す。
【００４３】
また、図５の（ａ）および（ｂ）には、図１および図２に示した座標系と同一の座標系を示している。
【００４４】
図５の（ａ）に示すように、ビーム分布５１は、いわゆる等高線と同様に表現される。ここで、図５の（ａ）に例示した場合では、ビーム電流が高い順に、領域５１ａ、領域５１ｂ、領域５１ｃとなる。
【００４５】
ここで、ビーム分布５１の外周、すなわち、領域５１ｃの外周は、ビーム１０１（図２参照）の外周に対応しており、ビーム分布５１の外周の形状は、上記したビーム形状に相当する。なお、ビーム形状の内部におけるビーム電流の分布は、上記した分布取得部１４ｂによって取得される。
【００４６】
具体的には、分布取得部１４ｂは、ビーム電流を、所定の面積を有するセルの集合ごとに取得する。なお、図５の（ｂ）に示す拡大図は、図５の（ａ）に示した領域５２に対応する。ここで、図５の（ｂ）に示した「１」、「５」および「１０」という値は、ビーム電流の大小をあらわすために用いた例示である。
【００４７】
なお、上記したセル内の１点で取得したビーム電流を、このセルのビーム電流として取り扱ったり、セル内の複数点で取得したビーム電流の平均値を、このセルのビーム電流として取り扱ったりすることとしてもよい。
【００４８】
そして、図５の（ｃ）に示すように、電流密度算出部１４ｃは、分布取得部１４ｂによって取得されたビーム分布に基づき、部分エリア（上記した「セル」に対応）ごとの電流密度を算出する。たとえば、セルの面積が「Ｓ」であり、ビーム電流が「Ｉ」であれば、電流密度は「Ｉ／Ｓ」として算出される。
【００４９】
ここで、部分エリアをＮ（ただし、Ｎは、１〜ｎの整数）とし、各部分エリアに対応する電流密度をｄＮ（ｄ１〜ｄｎ）とあらわすと、電流密度算出部１４ｃは、電流密度ｄＮの集合における最大値（ピーク電流密度）を、ビーム電流密度として採用する。
【００５０】
ところで、電流密度算出部１４ｃが、電流密度ｄＮの最大値をビーム電流密度として採用する理由は、電流密度ｄＮが高いほど、イオン注入によるウエハ２０１の一次欠陥量が増加すると考えられるためである。
【００５１】
図３の説明に戻り、制御部１４の説明をつづける。更新部１４ｄは、電流密度算出部１４ｃから受け取ったビーム電流密度に基づき、記憶部１５のパラメータ情報１５ａを更新する。なお、パラメータ情報１５ａは、ビーム照射部１２によるビーム１０１の照射状態を決定するパラメータ群である。
【００５２】
ここで、更新部１４ｄは、ビーム電流密度が、あらかじめ定められた所定範囲内に収まるように、パラメータ情報１５ａを更新する。その際、更新部１４ｄは、ビーム電流密度を上昇させる必要があれば、ビーム電流を増大させる代わりにビーム形状の面積を低下させるように、すなわち、ビーム径を絞るように、パラメータ情報１５ａを更新する。
【００５３】
なお、上記した所定範囲は、たとえば、所定の上限閾値および下限閾値を用いて定めることができる。また、上限閾値および下限閾値は、静的な値としてもよいし、たとえば、ビーム電流密度の変化の度合いに応じて変化する動的な値としてもよい。
【００５４】
このように、更新部１４ｄが、ビーム電流を増大させる代わりにビーム径を絞ることでビーム電流密度を増大させるのは、コスト増加や装置負荷の増大を回避しつつ、ウエハ２０１の非晶質化を図るためである。この点について、さらに詳細に説明しておく。
【００５５】
従来、ウエハ２０１における不純物拡散層の活性化率を高める手法として、「ビーム電流」を増加させることによって、単位時間あたりにウエハ２０１へ注入するドーズ量、すなわち、ドーズレートを高める手法がある。
【００５６】
かかる手法は、ドーズレートを高めることでイオン注入中のセルフアニーリングによる欠陥回復を抑制し、同一ドーズ量あたりの一次欠陥量を増やし、ウエハ２０１を非晶質化させることを目的としている。
【００５７】
ここで、非晶質化したウエハ２０１は輻射率が高いので実効的なアニール温度も高くなり、アニール後に残留する二次欠陥量が減少する。したがって、高濃度の注入イオンを活性化することが可能となり、リーク電流が少ない良質な不純物拡散層の形成に有用であるといわれている。
【００５８】
しかしながら、ビーム電流を増加させると、イオンソースガスの流量が増加するので、ソース部材周辺が摩耗しやすく、コスト増加や装置負荷の増大を招いてしまう。また、ビーム電流の最大値は、装置の経時変化によって下がる傾向があるため、ビーム電流を増加させたくても、増加させることができない場合もある。
【００５９】
そこで、上記したように、ビーム電流を増大させる代わりにビーム径を絞ってビーム電流密度を増大させることとすれば、コスト増加や装置負荷の増大を回避しつつ、同一ドーズ量あたりの一次欠陥量を増やし、ウエハ２０１の非晶質化を図ることができる。
【００６０】
つづいて、調整部１４ｅについて説明する。調整部１４ｅは、更新部１４ｄによって更新されたパラメータ情報１５ａに基づき、ビーム照射部１２によるビーム１０１の照射状態を調整する。なお、図３では、更新部１４ｄと、調整部１４ｅとを別々に示したが、更新部１４ｄを調整部１４ｅへ含めることとしてもよい。
【００６１】
次に、調整部１４ｅによるビーム調整の例について図６を用いて説明する。図６は、実施形態にかかる製造装置１０が行うビーム調整の例を示す図である。なお、図６の（ａ）には、４重極マグネット１２ａを、図６の（ｂ）には、イオン源チャンバ１２ｂおよび引出電極１２ｃを、図６の（ｃ）には、イオン源チャンバ１２ｂ内に設けられるスリットを、それぞれ示す。
【００６２】
図６の（ａ）に示すように、４重極マグネット１２ａは、ビーム１０１の通路まわりに、磁極１２ａａ、磁極１２ａｂ、磁極１２ａｃおよび磁極１２ａｄの４つの磁極を備える。また、各磁極は、たとえば、電磁石で構成される。
【００６３】
ここで、各磁極に印加する電圧差を変更したり、各磁極における極性（正または負）の組み合わせを変更したりすることで、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。
【００６４】
また、図６の（ｂ）に示すように、イオン源チャンバ１２ｂと、一対の引出電極１２ｃとの距離ｄ１を変更したり、一対の引出電極１２ｃ間の距離ｄ２を変更したりすることによっても、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。なお、図６の（ｂ）に示すＹＺ平面上で、イオン源チャンバ１２ｂと、一対の引出電極１２ｃとの相対位置を変更することとしてもよい。また、これらの位置調整は、図示しない駆動部（たとえば、ステッピングモータ）によって行うことができる。
【００６５】
さらに、図６の（ｃ）に示すように、イオン源チャンバ１２ｂ内に設けられるスリット１２ｂａ、スリット１２ｂｂおよびスリット１２ｂｃのスリット幅（ビーム１０１を通過させる空隙の幅）をそれぞれ変更することによっても、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。なお、図６の（ｃ）には、３個のスリットを例示しているが、スリットの個数には、制限はない。
【００６６】
次に、実施形態にかかる製造装置１０が実行する処理手順について図７を用いて説明する。図７は、実施形態にかかる製造装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００６７】
図７に示すように、分布取得部１４ｂが、ビーム電流およびビーム形状を取得すると（ステップＳ１０１）、電流密度算出部１４ｃは、ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出する（ステップＳ１０２）。
【００６８】
また、電流密度算出部１４ｃは、電流密度の最大値をビーム電流密度として選択する（ステップＳ１０３）。つづいて、更新部１４ｄは、ビーム電流密度が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、ビーム電流密度が所定範囲内である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータを変更しない（ステップＳ１０５）。
【００６９】
一方、ステップＳ１０４の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ビーム電流密度が所定範囲内となるように、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータを変更する（ステップＳ１０６）。そして、調整部１４ｅは、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータに基づくビーム照射指示をビーム照射部１２に対して行い（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００７０】
なお、半導体集積回路としての半導体装置を製造する際には、ウエハ２０１上への製膜工程、製造装置１０によって実行される上記したイオン注入工程、フォトマスクのマスクパターンをウエハ２０１へ転写する露光工程、ウエハ２０１から不要な薄膜などを除去するエッチング工程などが実行される。
【００７１】
上述したように、実施形態にかかる製造装置では、ビーム検出プローブが、半導体基板へ照射されるイオンビームのビーム形状およびビーム電流を検出し、電流密度算出部が、これらの検出値に基づいてビーム電流密度を算出する。そして、調整部が、算出したビーム電流密度に基づいてイオンビームの照射状態を調整する。したがって、実施形態にかかる製造装置によれば、半導体装置に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態では、ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出し、算出した電流密度のうち最大値をビーム電流密度として取り扱う場合について説明した。しかしながら、これに限らず、各部分領域に対応する電流密度をすべての部分領域にわたって平均した平均値をビーム電流密度として取り扱うこととしてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、算出したビーム電流密度が所定範囲に含まれるようにビームの照射状態を調整する場合について説明したが、ビーム電流密度が所定の閾値に収束するようにビームの照射状態を調整することとしてもよい。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 製造装置、１０ａ ホルダ、１１ ビーム検出プローブ、１２ ビーム照射部、１２ａ ４重極マグネット、１２ｂ イオン源チャンバ、１２ｃ 引出電極、１３ コントローラ、１４ 制御部、１４ａ 指示部、１４ｂ 分布取得部、１４ｃ 電流密度算出部、１４ｄ 更新部、１４ｅ 調整部、１５ 記憶部、１５ａ パラメータ情報、１０１ ビーム、２０１ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造装置の１つとしてイオン注入装置が知られている。かかるイオン注入装置は、半導体基板に対してイオン化された不純物原子（以下、「イオン」と記載する）を注入する装置であり、イオンの注入量や注入深さを制御する各種パラメータの変更が可能である。
【０００３】
ここで、かかるパラメータとしては、たとえば、ビーム電流や注入時間がある。そして、イオン注入装置では、これらのパラメータの値をあらかじめ設定しておくことで、イオンの注入状態を調整することが可能である。
【０００４】
しかし、イオン源であるイオンソースの状態は変化しやすいので、あらかじめパラメータの値を適切な値に設定していたとしても、結果的に、半導体基板に対するイオンの注入状態にばらつきが生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１１６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、半導体基板に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる半導体装置の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。半導体装置の製造方法は、検出工程と、算出工程と、調整工程とを含む。検出工程では、半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する。算出工程では、前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する。調整工程では、前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる製造方法の説明図。
【図２】実施形態にかかる製造装置の模式図。
【図３】実施形態にかかる製造装置のブロック図。
【図４】ビーム電流またはビーム電流密度と反射光強度差との関係を示す図。
【図５】実施形態にかかる製造装置が取得するビーム分布の説明図。
【図６】実施形態にかかる製造装置が行うビーム調整の例を示す図。
【図７】実施形態にかかる製造装置が実行する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体装置の製造方法および製造装置を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、半導体装置の製造方法を単に「製造方法」と、半導体装置の製造装置を単に「製造装置」と、それぞれ記載する。
【００１０】
まず、実施形態にかかる製造方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態にかかる製造方法の説明図である。
【００１１】
図１に示すように、実施形態にかかる製造方法は、半導体装置のデバイス特性を決定する不純物をイオン化して半導体基板へ注入する工程、いわゆる、イオン注入工程を含む。
【００１２】
すなわち、実施形態にかかる製造方法では、ビーム照射部にて発生させたイオンビーム（以下、単に「ビーム」と記載する）を、半導体基板（たとえば、シリコンウエハ）へ照射する。なお、以下では、ビームの進行方向が、図１に示すＸＹＺ座標系におけるＸ軸の正方向であるものとして説明する。
【００１３】
そして、実施形態にかかる製造方法は、半導体基板へ照射されるビームの「ビーム分布」を取得する（図１の（Ａ）参照）。なお、「ビーム分布」とは、半導体基板の被照射面と平行なＹＺ平面上におけるビーム電流の分布、すなわち、ビーム強度の分布である。
【００１４】
ここで、実施形態にかかる製造方法は、取得したビーム分布に基づき、単位面積あたりのビーム電流を示す「ビーム電流密度」を算出する（図１の（Ｂ）参照）。そして、算出したビーム電流密度に基づき、ビームの照射状態を調整する（図１の（Ｃ）参照）。なお、図１に示す破線矢印は、ビーム照射部に対するフィードバック指示をあらわす。
【００１５】
このように、実施形態にかかる製造方法は、半導体基板へ照射されるビームのビーム電流密度をモニターし、ビーム照射部に対してフィードバック制御を行う。そして、このようなフィードバック制御を随時行うことで、ビーム電流密度が所定の数値範囲（以下、「所定範囲」と記載する）内となるように調整する。
【００１６】
したがって、実施形態にかかる製造方法によれば、半導体基板に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる。そして、イオン注入の対象が、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であれば、安定したＭＯＳＦＥＴ特性を得ることが可能となる。
【００１７】
なお、実施形態にかかる製造方法では、上記したビーム電流密度を、できるだけ大きい値に保つべく調整する制御を行うが、この点の詳細については後述する。以下では、図１を用いて説明した製造方法を適用した製造装置について説明する。
【００１８】
図２は、実施形態にかかる製造装置１０の模式図である。なお、図２には、説明を簡略化する観点から、製造装置１０の一部の構成要素を示している。図２に示すように、製造装置１０は、ホルダ１０ａによってウエハ２０１（図１に示した半導体基板に相当）を支持する。
【００１９】
また、製造装置１０は、ウエハ２０１へ照射されるビーム１０１を計測するビーム検出プローブ１１を備える。また、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１の上流側（図２に示すＸ軸の負方向）に、４重極マグネット１２ａを備える。そして、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１および４重極マグネット１２ａに接続されるコントローラ１３をさらに備える。
【００２０】
ここで、ビーム検出プローブ１１は、図示しない駆動部（たとえば、ステッピングモータ）によって図２に示すＹＺ平面上の所定の位置へ移動自在である。そして、コントローラ１３は、かかる駆動部に対してビーム検出プローブ１１の移動指示を行う。また、コントローラ１３は、ビーム検出プローブ１１から各種検出値を取得し、取得した検出値に基づいて４重極マグネット１２ａを制御することでビーム１０１の照射状態を調整する。
【００２１】
たとえば、４重極マグネット１２ａに含まれる４つの磁極の正負の組み合わせを変更したり、各磁極に印加する電圧差を変更したりする指示を行うことで、コントローラ１３は、ビーム１０１の径や形状を調整する。
【００２２】
なお、コントローラ１３の詳細な構成については、図３を用いて後述する。また、図２では、ビーム１０１の照射状態を調整するデバイスとして、４重極マグネット１２ａを例示したが、他のデバイスを併用することも可能である。このため、ビーム調整用のデバイス群の詳細については、図６を用いて後述することとする。
【００２３】
次に、図２に示した製造装置１０の構成について図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、実施形態にかかる製造装置１０のブロック図である。図３に示すように、製造装置１０は、ビーム検出プローブ１１と、ビーム照射部１２と、コントローラ１３とを備える。
【００２４】
また、コントローラ１３は、制御部１４と、記憶部１５とを備える。そして、制御部１４は、指示部１４ａと、分布取得部１４ｂと、電流密度算出部１４ｃと、更新部１４ｄと、調整部１４ｅとを備え、記憶部１５は、パラメータ情報１５ａを記憶する。
【００２５】
ビーム検出プローブ１１は、図２を用いて既に示したように、ビーム１０１（図２参照）を計測する計測器である。また、このビーム検出プローブ１１は、指示部１４ａの指示に従い、ビーム１０１中をＹ軸（図２参照）の正負方向およびＺ軸（図２参照）の正負方向に移動するとともに、計測したビーム形状およびビーム電流を、分布取得部１４ｂへ渡す。
【００２６】
ビーム照射部１２は、ビーム１０１（図２参照）をウエハ２０１へ向けて照射するとともに、ビーム１０１の照射状態を変更するデバイス群である。なお、かかるデバイス群の詳細については、図６を用いて後述する。
【００２７】
コントローラ１３は、ビーム検出プローブ１１およびビーム照射部１２とそれぞれ接続され、制御部１４および記憶部１５を備える。そして、制御部１４は、製造装置１０の全体制御を行う。なお、記憶部１５は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスである。
【００２８】
指示部１４ａは、ビーム検出プローブ１１を、ＹＺ平面（図２参照）の任意の位置へ位置付かせる指示を行う。すなわち、指示部１４ａは、ビーム１０１の断面形状を網羅するように、ビーム検出プローブ１１を移動させる。
【００２９】
分布取得部１４ｂは、ビーム検出プローブ１１によって計測されたビーム形状およびビーム電流を受け取る。なお、ビーム形状に含まれる部分領域ごとのビーム電流が、ビーム分布に相当する。また、分布取得部１４ｂは、取得したビーム分布を、電流密度算出部１４ｃへ渡す。
【００３０】
電流密度算出部１４ｃは、分布取得部１４ｂから受け取ったビーム分布に基づき、ビーム電流密度を算出する。なお、ビーム電流密度とは、単位面積あたりのビーム電流のことを指す。
【００３１】
ここで、製造装置１０が、ビーム電流密度を算出する理由について図４を、分布取得部１４ｂが取得するビーム分布について図５を、それぞれ用いて説明しておく。図４は、ビーム電流またはビーム電流密度と反射光強度差との関係を示す図である。
【００３２】
なお、図４の（ａ）には、同一のイオン注入条件におけるビーム電流と反射光強度差との関係を、図４の（ｂ）には、同じくビーム電流密度と反射光強度差との関係を、それぞれ示す。また、図４の（ａ）および（ｂ）の横軸における最小単位は、同一のウエハ２０１に対する１つの注入工程であるので、横軸は時間経過とみなすことができる。
【００３３】
また、図４の（ａ）の縦軸は、左側のスケールが反射光強度差（単位は、ａ．ｕ．（arbitrary unit））であり、右側のスケールがビーム電流（単位は、Ａ）である。そして、図４の（ｂ）の縦軸は、右側がビーム電流密度（単位は、Ａ／ｃｍ２）である点で、図４の（ａ）と異なる。
【００３４】
まず、反射光強度差について説明する。ウエハ２０１に対してイオンを注入する場合、注入されるイオンの総量（ドーズ量）の増加に応じ、イオン注入に起因するウエハ２０１の欠陥量（一次欠陥量）も増加する。このため、かかる一次欠陥量を測定することによってドーズ量を推定することができる。
【００３５】
そして、一次欠陥量を測定する手法の１つとして、Ｓｉ（シリコン）格子の結合が切れた箇所と、切れていない箇所とで熱振幅が異なることを利用する手法がある。具体的には、かかる手法では、レーザをウエハ２０１へ入射させることで格子振動を励起させ、熱振幅の違いを反射光の強度差（反射光強度差）として取得する。
【００３６】
このように、反射光強度差を取得することで、ドーズ量を推定することができる。たとえば、反射光強度差が大きいほど、ドーズ量が大きいと推定することが可能である。したがって、ウエハ２０１におけるドーズ量のばらつきを抑制するためには、反射光強度差を所定範囲内に収めればよいことになる。
【００３７】
ここで、図４の（ａ）に示すように、反射光強度差の時間経過を示すグラフと、ビーム電流の時間経過を示すグラフとの間には、特段の相関関係がみられない。たとえば、反射光強度差が減少傾向にある区間においてビーム電流が増加傾向となるなど、反射光強度差の増減と、ビーム電流の増減との関連性は見いだしにくい。
【００３８】
ところが、従来は、イオン注入工程に先立ってビーム電流を静的に調整することで、ドーズ量を調整する試みが行われているにすぎなかった。しかし、図４の（ａ）からも明らかなように、同一のイオン注入条件においても反射光強度差には経時的なばらつきがみられるため、ドーズ量のばらつきを抑制することは困難であった。
【００３９】
一方、図４の（ｂ）に示すように、反射光強度差の時間経過を示すグラフと、ビーム電流密度との間には、相関関係がみられる。すなわち、反射光強度差が増加傾向にある場合には、ビーム電流密度も増加傾向にあり、反射光強度差が減少傾向にある場合には、ビーム電流密度も減少傾向にある。
【００４０】
したがって、仮に、ビーム電流密度を一定に保つ制御を行えば、反射光強度差を一定に保つこと、すなわち、ドーズ量を一定に保つことができると推定される。そこで、実施形態にかかる製造装置１０では、電流密度算出部１４ｃにビーム電流密度を算出させ、算出されたビーム電流密度が所定範囲内に収まるようにビーム１０１の照射状態を調整することとした。
【００４１】
これにより、反射光強度差のばらつきを抑制すること、すなわち、ドーズ量のばらつきを抑制することができる。したがって、製造される半導体装置の特性を安定化させることができる。
【００４２】
次に、分布取得部１４ｂが取得するビーム分布について図５を用いて説明しておく。図５は、実施形態にかかる製造装置１０が取得するビーム分布の説明図である。なお、図５の（ａ）には、ビーム分布の例を、図５の（ｂ）には、ビーム分布の拡大図を、図５の（ｃ）には、電流密度のデータ例を、それぞれ示す。
【００４３】
また、図５の（ａ）および（ｂ）には、図１および図２に示した座標系と同一の座標系を示している。
【００４４】
図５の（ａ）に示すように、ビーム分布５１は、いわゆる等高線と同様に表現される。ここで、図５の（ａ）に例示した場合では、ビーム電流が高い順に、領域５１ａ、領域５１ｂ、領域５１ｃとなる。
【００４５】
ここで、ビーム分布５１の外周、すなわち、領域５１ｃの外周は、ビーム１０１（図２参照）の外周に対応しており、ビーム分布５１の外周の形状は、上記したビーム形状に相当する。なお、ビーム形状の内部におけるビーム電流の分布は、上記した分布取得部１４ｂによって取得される。
【００４６】
具体的には、分布取得部１４ｂは、ビーム電流を、所定の面積を有するセルの集合ごとに取得する。なお、図５の（ｂ）に示す拡大図は、図５の（ａ）に示した領域５２に対応する。ここで、図５の（ｂ）に示した「１」、「５」および「１０」という値は、ビーム電流の大小をあらわすために用いた例示である。
【００４７】
なお、上記したセル内の１点で取得したビーム電流を、このセルのビーム電流として取り扱ったり、セル内の複数点で取得したビーム電流の平均値を、このセルのビーム電流として取り扱ったりすることとしてもよい。
【００４８】
そして、図５の（ｃ）に示すように、電流密度算出部１４ｃは、分布取得部１４ｂによって取得されたビーム分布に基づき、部分エリア（上記した「セル」に対応）ごとの電流密度を算出する。たとえば、セルの面積が「Ｓ」であり、ビーム電流が「Ｉ」であれば、電流密度は「Ｉ／Ｓ」として算出される。
【００４９】
ここで、部分エリアをＮ（ただし、Ｎは、１〜ｎの整数）とし、各部分エリアに対応する電流密度をｄＮ（ｄ１〜ｄｎ）とあらわすと、電流密度算出部１４ｃは、電流密度ｄＮの集合における最大値（ピーク電流密度）を、ビーム電流密度として採用する。
【００５０】
ところで、電流密度算出部１４ｃが、電流密度ｄＮの最大値をビーム電流密度として採用する理由は、電流密度ｄＮが高いほど、イオン注入によるウエハ２０１の一次欠陥量が増加すると考えられるためである。
【００５１】
図３の説明に戻り、制御部１４の説明をつづける。更新部１４ｄは、電流密度算出部１４ｃから受け取ったビーム電流密度に基づき、記憶部１５のパラメータ情報１５ａを更新する。なお、パラメータ情報１５ａは、ビーム照射部１２によるビーム１０１の照射状態を決定するパラメータ群である。
【００５２】
ここで、更新部１４ｄは、ビーム電流密度が、あらかじめ定められた所定範囲内に収まるように、パラメータ情報１５ａを更新する。その際、更新部１４ｄは、ビーム電流密度を上昇させる必要があれば、ビーム電流を増大させる代わりにビーム形状の面積を低下させるように、すなわち、ビーム径を絞るように、パラメータ情報１５ａを更新する。
【００５３】
なお、上記した所定範囲は、たとえば、所定の上限閾値および下限閾値を用いて定めることができる。また、上限閾値および下限閾値は、静的な値としてもよいし、たとえば、ビーム電流密度の変化の度合いに応じて変化する動的な値としてもよい。
【００５４】
このように、更新部１４ｄが、ビーム電流を増大させる代わりにビーム径を絞ることでビーム電流密度を増大させるのは、コスト増加や装置負荷の増大を回避しつつ、ウエハ２０１の非晶質化を図るためである。この点について、さらに詳細に説明しておく。
【００５５】
従来、ウエハ２０１における不純物拡散層の活性化率を高める手法として、「ビーム電流」を増加させることによって、単位時間あたりにウエハ２０１へ注入するドーズ量、すなわち、ドーズレートを高める手法がある。
【００５６】
かかる手法は、ドーズレートを高めることでイオン注入中のセルフアニーリングによる欠陥回復を抑制し、同一ドーズ量あたりの一次欠陥量を増やし、ウエハ２０１を非晶質化させることを目的としている。
【００５７】
ここで、非晶質化したウエハ２０１は輻射率が高いので実効的なアニール温度も高くなり、アニール後に残留する二次欠陥量が減少する。したがって、高濃度の注入イオンを活性化することが可能となり、リーク電流が少ない良質な不純物拡散層の形成に有用であるといわれている。
【００５８】
しかしながら、ビーム電流を増加させると、イオンソースガスの流量が増加するので、ソース部材周辺が摩耗しやすく、コスト増加や装置負荷の増大を招いてしまう。また、ビーム電流の最大値は、装置の経時変化によって下がる傾向があるため、ビーム電流を増加させたくても、増加させることができない場合もある。
【００５９】
そこで、上記したように、ビーム電流を増大させる代わりにビーム径を絞ってビーム電流密度を増大させることとすれば、コスト増加や装置負荷の増大を回避しつつ、同一ドーズ量あたりの一次欠陥量を増やし、ウエハ２０１の非晶質化を図ることができる。
【００６０】
つづいて、調整部１４ｅについて説明する。調整部１４ｅは、更新部１４ｄによって更新されたパラメータ情報１５ａに基づき、ビーム照射部１２によるビーム１０１の照射状態を調整する。なお、図３では、更新部１４ｄと、調整部１４ｅとを別々に示したが、更新部１４ｄを調整部１４ｅへ含めることとしてもよい。
【００６１】
次に、調整部１４ｅによるビーム調整の例について図６を用いて説明する。図６は、実施形態にかかる製造装置１０が行うビーム調整の例を示す図である。なお、図６の（ａ）には、４重極マグネット１２ａを、図６の（ｂ）には、イオン源チャンバ１２ｂおよび引出電極１２ｃを、図６の（ｃ）には、イオン源チャンバ１２ｂ内に設けられるスリットを、それぞれ示す。
【００６２】
図６の（ａ）に示すように、４重極マグネット１２ａは、ビーム１０１の通路まわりに、磁極１２ａａ、磁極１２ａｂ、磁極１２ａｃおよび磁極１２ａｄの４つの磁極を備える。また、各磁極は、たとえば、電磁石で構成される。
【００６３】
ここで、各磁極に印加する電圧差を変更したり、各磁極における極性（正または負）の組み合わせを変更したりすることで、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。
【００６４】
また、図６の（ｂ）に示すように、イオン源チャンバ１２ｂと、一対の引出電極１２ｃとの距離ｄ１を変更したり、一対の引出電極１２ｃ間の距離ｄ２を変更したりすることによっても、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。なお、図６の（ｂ）に示すＹＺ平面上で、イオン源チャンバ１２ｂと、一対の引出電極１２ｃとの相対位置を変更することとしてもよい。また、これらの位置調整は、図示しない駆動部（たとえば、ステッピングモータ）によって行うことができる。
【００６５】
さらに、図６の（ｃ）に示すように、イオン源チャンバ１２ｂ内に設けられるスリット１２ｂａ、スリット１２ｂｂおよびスリット１２ｂｃのスリット幅（ビーム１０１を通過させる空隙の幅）をそれぞれ変更することによっても、ビーム１０１の形状および径を変更することができる。なお、図６の（ｃ）には、３個のスリットを例示しているが、スリットの個数には、制限はない。
【００６６】
次に、実施形態にかかる製造装置１０が実行する処理手順について図７を用いて説明する。図７は、実施形態にかかる製造装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００６７】
図７に示すように、分布取得部１４ｂが、ビーム電流およびビーム形状を取得すると（ステップＳ１０１）、電流密度算出部１４ｃは、ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出する（ステップＳ１０２）。
【００６８】
また、電流密度算出部１４ｃは、電流密度の最大値をビーム電流密度として選択する（ステップＳ１０３）。つづいて、更新部１４ｄは、ビーム電流密度が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、ビーム電流密度が所定範囲内である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータを変更しない（ステップＳ１０５）。
【００６９】
一方、ステップＳ１０４の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ビーム電流密度が所定範囲内となるように、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータを変更する（ステップＳ１０６）。そして、調整部１４ｅは、パラメータ情報１５ａに含まれるパラメータに基づくビーム照射指示をビーム照射部１２に対して行い（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００７０】
なお、半導体集積回路としての半導体装置を製造する際には、ウエハ２０１上への製膜工程、製造装置１０によって実行される上記したイオン注入工程、フォトマスクのマスクパターンをウエハ２０１へ転写する露光工程、ウエハ２０１から不要な薄膜などを除去するエッチング工程などが実行される。
【００７１】
上述したように、実施形態にかかる製造装置では、ビーム検出プローブが、半導体基板へ照射されるイオンビームのビーム形状およびビーム電流を検出し、電流密度算出部が、これらの検出値に基づいてビーム電流密度を算出する。そして、調整部が、算出したビーム電流密度に基づいてイオンビームの照射状態を調整する。したがって、実施形態にかかる製造装置によれば、半導体装置に対するイオンの注入状態を適切に調整することができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態では、ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出し、算出した電流密度のうち最大値をビーム電流密度として取り扱う場合について説明した。しかしながら、これに限らず、各部分領域に対応する電流密度をすべての部分領域にわたって平均した平均値をビーム電流密度として取り扱うこととしてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、算出したビーム電流密度が所定範囲に含まれるようにビームの照射状態を調整する場合について説明したが、ビーム電流密度が所定の閾値に収束するようにビームの照射状態を調整することとしてもよい。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 製造装置、１０ａ ホルダ、１１ ビーム検出プローブ、１２ ビーム照射部、１２ａ ４重極マグネット、１２ｂ イオン源チャンバ、１２ｃ 引出電極、１３ コントローラ、１４ 制御部、１４ａ 指示部、１４ｂ 分布取得部、１４ｃ 電流密度算出部、１４ｄ 更新部、１４ｅ 調整部、１５ 記憶部、１５ａ パラメータ情報、１０１ ビーム、２０１ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する調整工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記調整工程は、
前記ビーム電流密度が所定の範囲に含まれるように前記イオンビームを調整することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記調整工程は、
前記イオンビームにおける前記ビーム電流密度を上昇させる場合に、前記ビーム電流を増大させる代わりに前記ビーム形状の面積を低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記算出工程は、
前記ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出し、算出した電流密度の最大値を前記ビーム電流密度とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板へ照射されるイオンビームの形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する調整部と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項１】
半導体基板へ照射されるイオンビームの断面形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する調整工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記調整工程は、
前記ビーム電流密度が所定の範囲に含まれるように前記イオンビームを調整することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記調整工程は、
前記イオンビームにおける前記ビーム電流密度を上昇させる場合に、前記ビーム電流を増大させる代わりに前記ビーム形状の面積を低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記算出工程は、
前記ビーム形状に含まれる部分領域ごとに電流密度を算出し、算出した電流密度の最大値を前記ビーム電流密度とすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板へ照射されるイオンビームの形状であるビーム形状および前記イオンビームのビーム電流を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記ビーム形状および前記ビーム電流に基づき、単位面積あたりの前記ビーム電流であるビーム電流密度を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記ビーム電流密度に基づいて前記イオンビームを調整する調整部と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５６２４３（Ｐ２０１２−１５６２４３Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０５０（Ｐ２０１１−１３０５０）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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