專利名稱：離子注入方法及離子注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子注入方法以及離子注入裝置，更具體地，涉及一種對用于利用離子注入裝置在半導(dǎo)體晶片上局部地制作長度為幾個毫米量級的離子注入?yún)^(qū)域的離子注入量的控制。
背景技術(shù)：
為了改變導(dǎo)電性、改變半導(dǎo)體晶片的晶體結(jié)構(gòu)等目的，向半導(dǎo)體晶片注入離子的工藝已經(jīng)變成典型的半導(dǎo)體制造工藝。在該工藝中使用的裝置稱為離子注入裝置。所述離子注入裝置具有提取作為離子束的在離子源中離子化的離子，然后形成加速后的離子束的功能，并且具有將該離子束傳送至半導(dǎo)體晶片，以便將其注入所述半導(dǎo)體晶片的功能。諸如集成電路之類的半導(dǎo)體裝置由多個晶體管和其他電子元件形成。目前制造的晶體管的典型尺寸為數(shù)十納米至一百又幾十納米。在這些尺寸內(nèi)，在半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝中，僅在晶體管的一部分上進(jìn)行離子注入，或者在一不同的條件下對相鄰的晶體管進(jìn)行離子注入。該離子注入工藝中重要的是在半導(dǎo)體晶片的整個平面上，在預(yù)期的位置進(jìn)行滿足預(yù)期的離子注入條件的離子注入。在目前的半導(dǎo)體制造工藝的常規(guī)的離子注入方法中，在整個半導(dǎo)體晶片上設(shè)定相同的離子能量、離子注入角度以及劑量，并且根據(jù)該設(shè)定，在離子注入裝置中形成離子束并使其加速，并且將該離子束注入到半導(dǎo)體晶片中。因此，當(dāng)僅使用常規(guī)的離子注入方法時，無法在半導(dǎo)體晶片的預(yù)期位置處進(jìn)行所期望的離子注入。為了利用上述 常規(guī)的離子注入方法在半導(dǎo)體晶片的預(yù)期的位置處進(jìn)行離子注入，經(jīng)常在半導(dǎo)體晶片上設(shè)置抗蝕劑掩模，然后通過該抗蝕劑掩模進(jìn)行離子注入?？刮g劑掩模的形式為帶有具有多個極小的小孔的多孔結(jié)構(gòu)的薄膜材料。該抗蝕劑掩模的多孔部分被稱為離子可透過區(qū)域，其他部分被稱為抗蝕劑區(qū)域。照射在抗蝕劑掩模上的抗蝕劑區(qū)域上的離子束不會到達(dá)半導(dǎo)體晶片，僅照射在抗蝕劑掩模上的離子可透過區(qū)域上的離子束到達(dá)半導(dǎo)體晶片，其中離子被注入到半導(dǎo)體晶片中。以這種方式，在半導(dǎo)體晶片的整個平面上，能夠在預(yù)期的位置進(jìn)行滿足預(yù)期的離子注入條件的離子注入。在上述常規(guī)的離子注入方法中，在整個半導(dǎo)體晶片上設(shè)定相同的離子能量、離子注入角度以及劑量。然而，現(xiàn)在為了使晶片平面內(nèi)的半導(dǎo)體元件的電學(xué)特性一致，同樣存在貫穿整個半導(dǎo)體制造工藝使用特殊的離子注入方法的情況。例如，假定在半導(dǎo)體制造工藝期間，在離子注入工藝之前的工藝中出現(xiàn)了特定問題。不顧所述問題，如果制造工藝進(jìn)行下去而不采取任何措施，則可能導(dǎo)致晶片平面內(nèi)的半導(dǎo)體元件的電學(xué)特性變得不一致的缺陷。這種缺陷被稱為晶片平面內(nèi)的非一致性。在這種情況下，為了在半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝期間校正晶片平面內(nèi)的非一致性，存在使用研究后的特殊的離子注入方法的情況。例如通過在半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝期間以在晶片平面內(nèi)有意地將離子的劑量設(shè)定為不一致的方式來校正晶片平面內(nèi)的非一致性(所述非一致性源自離子注入工藝之前的工藝中出現(xiàn)的問題)，保證了在半導(dǎo)體制造工藝結(jié)束時獲得的晶片平面內(nèi)的半導(dǎo)體元件的電學(xué)特性上的一致性。該技術(shù)能夠處理由于半導(dǎo)體制造工藝期間的離子注入工藝之前的工藝中出現(xiàn)的問題而引起的晶片平面內(nèi)的非一致性，但在離子注入工藝之后的工藝中意外地出現(xiàn)問題時，無法處理由于該問題而引起的晶片平面內(nèi)的非一致性。本文中重要的一點在于，在半導(dǎo)體制造工藝的常規(guī)離子注入方法中，要求設(shè)定遍及整個半導(dǎo)體晶片的相同的離子能量、離子注入角度及劑量。本文，特別地，將描述保證離子注入角度的一致性。通常，考慮多種在半導(dǎo)體晶片的整個平面上注入離子的技術(shù)。作為最容易理解的技術(shù)之一，考慮通過使用離子束進(jìn)行二維掃描來在半導(dǎo)體晶片的整個平面上注入離子的技術(shù)。該技術(shù)曾經(jīng)使用在以前的離子注入裝置中，但現(xiàn)在并不用在用于直徑為200mm或300mm的半導(dǎo)體晶片的離子注入裝置中，所述直徑為200_或300_的半導(dǎo)體晶片主要用作半導(dǎo)體晶片。其原因之一是，隨著半導(dǎo)體元件的小型化，與以前相比，離子注入角度中誤差的容許范圍變得嚴(yán)格。另一原因在于，與以前相比，在半徑增大的半導(dǎo)體晶片的整個平面上保證離子注入角度的一致性是困難的。特別地，為描述后者的原因，在使用離子束對例如直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行二維掃描的同時，需要以下內(nèi)容以將離子注入角度設(shè)定為一致。在離子源與半導(dǎo)體晶片之間的束流線中安裝使用離子束進(jìn)行二維掃描且使用磁場、電場中的至少其中一個的第一電磁裝置(束流偏轉(zhuǎn)/束流掃描裝置等)。在該第一電磁裝置的下游側(cè)保證具有至少300mmX 300mm的橫截面積的立體空間。然后，根據(jù)該立體空間內(nèi)的二維位置控制二維掃描的離子束的角度，并且將角度受控制的離子束傳送至晶片，以便對其注入離子。為了控制離子束的角度，使用第二電磁裝置(束流偏轉(zhuǎn)/束流掃描裝置等)，所述第二電磁裝置使用磁場、電場中的至少其中一個來進(jìn)行對離子束的二維角度控制。然而，實際上，存在以下的問題:所述第一和第二電磁裝置的磁場或電場中的紊亂的影響、由基于離子束潛 在地具有的離子束本身的電荷的空間電荷效應(yīng)導(dǎo)致的離子束的角度增寬效應(yīng)的影響以及在除離子注入角度以外保證離子注入所需要的性能方面的困難。由于上述問題，當(dāng)使用主要用作半導(dǎo)體晶片的直徑為200mm至300mm的半導(dǎo)體晶片時，很難實現(xiàn)使用離子束進(jìn)行二維掃描的同時將離子注入角度設(shè)定為一致的功能，除了當(dāng)半導(dǎo)體晶片的尺寸較小時以外?？偨Y(jié)以上的描述，通過使用離子束進(jìn)行二維掃描技術(shù)來使直徑為200mm或300mm的半導(dǎo)體晶片的整個平面上的離子注入角度一致是非常困難的。即使有可能，也需要極大的不切實際的成本量。另外，現(xiàn)在正在預(yù)期直徑為450mm的半導(dǎo)體晶片的使用。更不用說保證該直徑為450mm的半導(dǎo)體晶片的整個平面上的離子注入角度的一致性進(jìn)一步增加了難度。另一方面，通過使用離子束執(zhí)行一維掃描技術(shù)來在直徑為200_或300_的半導(dǎo)體晶片的一維方向上使離子注入角度一致是相對容易的。此外，為了保持相同的離子注入角度而將這樣的離子束注入在半導(dǎo)體晶片的整個平面上，更好的是使晶片以與離子束的掃描方向正交的方向移動，這同樣是相對容易的。實際上，提供有一種離子注入裝置，其中，將從離子源產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至半導(dǎo)體晶片，并且在傳送期間以往復(fù)的方式在單軸方向上執(zhí)行離子束的掃描的同時，在與離子束的掃描方向正交的方向上連續(xù)地機械掃描(移動)晶片。這種離子注入裝置已經(jīng)廣泛用作用于主要用作半導(dǎo)體晶片的直徑為200mm或300mm的半導(dǎo)體晶片的離子注入裝置。本文中重要的是，為了在晶片平面內(nèi)保持相同的離子注入角度，以往復(fù)的方式在單軸方向上執(zhí)行離子束的掃描的同時，更好的是在與離子束的掃描方向正交的方向上操作晶片，并且因此，晶片的連續(xù)掃描(移動)不是必要條件。在上述常規(guī)的離子注入方法中，執(zhí)行半導(dǎo)體晶片的連續(xù)掃描以在整個半導(dǎo)體晶片上設(shè)定相同的離子劑量。然而，如果目的僅僅為保持相同的離子注入角度，則在以下的任一方法中可以將離子注入角度均保持成相同:其中通過使半導(dǎo)體晶片間歇性移動來進(jìn)行離子注入的方法，以及其中通過固定半導(dǎo)體晶片來進(jìn)行離子注入的方法，然后移動半導(dǎo)體晶片且然后通過在其他位置固定半導(dǎo)體晶片來進(jìn)行離子注入。如后者所述，在本發(fā)明中，能夠在晶片平面內(nèi)制作長度為幾_或更長的離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域，但是作為示出制作這種離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域的必要性的一個示例，存在半導(dǎo)體制造工藝中的對晶片平面內(nèi)的非一致性的校正。例如，在半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝中，存在出現(xiàn)問題且相應(yīng)地制成已經(jīng)經(jīng)過不一致的離子注入的半導(dǎo)體晶片的情況，但是在上述常規(guī)的離子注入方法中，沒有進(jìn)行校正。換句話說，已經(jīng)經(jīng)過離子注入但經(jīng)歷了不一致的離子注入的半導(dǎo)體晶片有必要生成晶片平面內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域，以便利用相同的離子注入進(jìn)行校正。另外，如果在半導(dǎo)體制造工藝期間，即使在離子注入工藝之后的工藝中意外地出現(xiàn)問題，制造工藝也進(jìn)行下去而不做改變，則同樣存在制成晶片平面內(nèi)的半導(dǎo)體元件的電學(xué)特性不一致的半導(dǎo)體晶片的情況。在這種情況下，可以考慮以如下方法校正電學(xué)特性:首先終止半導(dǎo)體制造工藝，并且僅僅對在半導(dǎo)體晶片內(nèi)產(chǎn)生電學(xué)特性的不一致性或增加新的離子注入工藝的部分再次進(jìn)行離子注入工藝。然而，同樣在這種情況下，使用上述常規(guī)的離子注入方法無法進(jìn)行對電學(xué)特性的校正。換 句話說，同樣在這種情況下，在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域是有必要的。晶片平面內(nèi)非一致性的出現(xiàn)可歸因于半導(dǎo)體制造工藝期間的半導(dǎo)體制造裝置的機械問題或電磁問題，導(dǎo)致晶片平面內(nèi)非一致性，與半導(dǎo)體元件相比具有充分大的長度范圍。換句話說，當(dāng)在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域并將其用于校正半導(dǎo)體制造工藝的晶片平面內(nèi)的非一致性時，典型的離子注入?yún)^(qū)域的最小區(qū)域長度可以是10_或更長。最大區(qū)域長度可以是50mm或更短，并且當(dāng)在具有該長度或更長的區(qū)域中進(jìn)行離子注入時，可以組合多個離子注入?yún)^(qū)域。值得注意的是在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域并將其用于校正半導(dǎo)體制造工藝的晶片平面內(nèi)的非一致性是一示例，并且通過在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域來考慮各種應(yīng)用。這里的一個重點在于離子注入?yún)^(qū)域中的離子注入性能應(yīng)當(dāng)與上述常規(guī)的離子注入方法相同。換句話說，必須將離子能量、離子注入角度以及劑量控制到一定精確程度。另外，同樣當(dāng)離子注入?yún)^(qū)域分散在晶片平面內(nèi)時，并且當(dāng)在每個離子注入?yún)^(qū)域中的預(yù)期的離子注入是相同的時，要求每個離子注入?yún)^(qū)域中的離子注入角度和劑量是一致的。另外，離子注入的外部環(huán)境應(yīng)當(dāng)與上述常規(guī)的離子注入方法相同。換句話說，被認(rèn)為在半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝中是重要的金屬污染水平、交叉污染水平、離子能量污染水平、粒子數(shù)目水平等應(yīng)當(dāng)與上述常規(guī)的離子注入方法相同。在此，金屬污染水平是離子注入期間注入在半導(dǎo)體晶片中的各種金屬原子的量，交叉污染水平是離子注入期間注入在半導(dǎo)體晶片中的除了目標(biāo)原子種類以外的原子中的離子的量。離子能量污染水平是具有與目標(biāo)能量不同的能量的離子注入期間注入在晶片中的的離子的量。粒子數(shù)目水平是離子注入期間傳送到晶片表面上的物質(zhì)的量。在常規(guī)的半導(dǎo)體制造工藝的離子注入工藝中，為了制作在晶片平面內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域，使用已經(jīng)描述的抗蝕劑掩模?？刮g劑掩模能夠高度精確地制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域，但其成本極高，并且其后處理工藝非常復(fù)雜。因此，該抗蝕劑掩膜不適于在晶片平面內(nèi)制作長度為幾mm或更長的離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域的本發(fā)明的目標(biāo)。在相關(guān)技術(shù)中，作為用于在半導(dǎo)體晶片上的給定部分中制作離子注入?yún)^(qū)域的技術(shù)，已經(jīng)使用了如下的技術(shù):其中使用由金屬材料或碳材料制成的具有很多孔的掩模，以便不使用抗蝕劑掩模而僅僅將通過掩模的孔部分的束流照射在半導(dǎo)體晶片上。將這種具有很多孔的掩模稱為鏤空掩模(stencil mask)。當(dāng)使用這種鏤空掩模時，離子注入?yún)^(qū)域的面積及位置由鏤空掩模的孔部分的尺寸以及位置來決定。作為使用鏤空掩模的方法，例如存在專利文獻(xiàn)I中公開的技術(shù)。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中已經(jīng)提出了以下的技術(shù):不使用抗蝕劑掩?；蜱U空掩模，而使用安裝在離子注入裝置上的多個可移動掩模，在半導(dǎo)體晶片上制作具有二維分布的離子注入?yún)^(qū)域。專利文獻(xiàn)I JP-H08-213339專利文獻(xiàn) 2 JP-2001-229872當(dāng)使用鏤空掩模時，為了實現(xiàn)離子注入?yún)^(qū)域的面積或位置不同的離子注入，有必要準(zhǔn)備滿足每個條件的鏤空掩模，并且需要更換用于每次離子注入的鏤空掩模的操作。在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，準(zhǔn)備了多個鏤空掩模，但是由于所要求的離子注入?yún)^(qū)域的面積或位置被認(rèn)為是多樣化的，因此鏤空掩模的更換是必要的，結(jié)果是，需要巨大的成本和準(zhǔn)備時間。在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，由于使用可移動掩模，所以無需進(jìn)行鏤空掩模的更換，但是由于直接將離子束照射到掩模，因此對該掩模的影響保留下來。具體地，之前，交叉污染水平由于照射在掩模上的離子種類的影響而惡化。另外，離子能量污染水平由于由照射離子束導(dǎo)致的從掩模產(chǎn)生的脫氣效應(yīng)而惡化。另外，粒子數(shù)目水平由于源自掩模的粒子的影響而惡化。另外，當(dāng)使用金屬材料作為掩模材料時，金屬污染水平也惡化。換句話說，離子注入期間的外部環(huán)境不能被認(rèn)為與上述常規(guī)的離子注入方法相同。另外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，由于直接將離子束照射可移動掩模上，因此隨著時間經(jīng)過，可移動掩模的構(gòu)成物質(zhì)被離子束濺射，或者由于離子束的放射熱而升華，可移動掩模的形狀逐漸變化，結(jié)果，應(yīng)當(dāng)更換可移動掩模。因此，雖然沒有達(dá)到使用鏤空掩模的程度，但結(jié)果導(dǎo)致更換可移動掩模的成本，并且也需要準(zhǔn)備時間。此外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，有必要使用離子束進(jìn)行二維掃描。因此，在不具備使用離子束進(jìn)行二維掃描的功能的離子注入裝置中無法采用專利文獻(xiàn)2的技術(shù)。
另外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，有必要使用離子束進(jìn)行二維掃描，但是如已描述的，在使用離子束的二維掃描中，起初難以使晶片平面內(nèi)的離子注入角度一致。因此，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，當(dāng)離子注入?yún)^(qū)域分散在晶片平面內(nèi)時，在每個離子注入?yún)^(qū)域中的離子注入角度是不一致的。另外，在相關(guān)技術(shù)的技術(shù)中，由于在一次一系列的離子注入中僅能在晶片平面內(nèi)制作具有相同劑量的離子注入?yún)^(qū)域，因此當(dāng)在晶片平面內(nèi)制作具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域時，有必要進(jìn)行多次離子注入，由此生產(chǎn)率劣化。一次一系列的離子注入是指從直徑方向上的晶片的一端開始的離子注入至其到達(dá)直徑方向上的晶片的另一端的離子注入工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在實現(xiàn)以下具體細(xì)節(jié)。在使用不具有使用離子束進(jìn)行二維掃描的功能的離子注入裝置的離子注入方法中，目的在于在不使用諸如抗蝕劑掩模、鏤空掩?；蚩梢苿友谀５难谀Ｐ螤畹牟牧系那闆r下，在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域。目的在于在半導(dǎo)體晶片平面內(nèi)制作多個具有IOmm或更短的長度的離子注入?yún)^(qū)域來作為上述離子注入?yún)^(qū)域。將離子注入?yún)^(qū)域的長度設(shè)定為可被改變。目的在于使用一次一系列的離子注入在晶片平面內(nèi)制作具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域。將在上述離子注入?yún)^(qū)域中的離子注入的性能，即離子能量、離子注入角度以及劑量的控制精確度設(shè)定為與常規(guī)的離子注入方法中的水平相同的水平。

將離子注入期間諸如金屬污染水平、交叉污染水平、離子能量污染水平以及粒子數(shù)目水平等外部環(huán)境設(shè)定為與常規(guī)的離子注入方法相同。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種使用離子注入裝置的離子注入方法，其中，將離子源中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片，在傳送中途在單軸方向的掃描方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描，可以將掃描的離子束偏轉(zhuǎn)，以便將其引導(dǎo)向相同方向，并且可以在與所述離子束的掃描方向正交的方向上移動晶片，在晶片平面上設(shè)定在與所述離子束的掃描方向正交的方向上的至少交替布置一次或更多的兩種平面內(nèi)區(qū)域；將兩種中的一種平面內(nèi)區(qū)域設(shè)定為在被設(shè)定的平面內(nèi)區(qū)域的整個寬度上未注入離子的全寬度非離子注入?yún)^(qū)域，并且將兩種中的另一種類的平面內(nèi)區(qū)域設(shè)定為局部離子注入?yún)^(qū)域，在所述局部離子注入?yún)^(qū)域中，在所述離子束的掃描方向上交替地反復(fù)注入離子的離子注入?yún)^(qū)域和未注入離子的區(qū)域；并且在所述兩種平面內(nèi)區(qū)域中的每一種中，通過在不同條件下進(jìn)行離子注入工藝，從而僅在晶片平面內(nèi)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)注入離子而在除預(yù)定區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)不注入離子。此外在所述離子注入方法中，當(dāng)制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域時，通過固定晶片來進(jìn)行離子注入，并且當(dāng)制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域時，可以在不進(jìn)行離子注入的情況下使晶片移動，并且反復(fù)進(jìn)行多次對所述晶片的固定和移動，這是本發(fā)明的特征之一。此外在所述離子注入方法中，多個所述離子注入?yún)^(qū)域中設(shè)定的相對于晶片平面的離子注入角度在任意一個所述離子注入?yún)^(qū)域中是彼此間平行的，這是本發(fā)明的特征之一。
此外在所述離子注入方法中，可從基于離子注入?yún)^(qū)域的設(shè)定劑量以及在進(jìn)行至晶片的離子注入之前預(yù)先測量的束流電流值的計算中獲得離子束的掃描次數(shù)的必需的數(shù)目，并且通過在所述局部離子注入?yún)^(qū)域中，以獲得的掃描次數(shù)的數(shù)目在固定晶片的情況下進(jìn)行離子束掃描，來實現(xiàn)離子注入?yún)^(qū)域的設(shè)定劑量，這是本發(fā)明的特征之一。此外在所述離子注入方法中，可以通過以如下的方式終止向晶片上照射離子束來制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域:通過向安裝在從離子源到晶片的離子傳送區(qū)域中的電極有意地施加電壓來使離子束的軌跡偏轉(zhuǎn)；并且可以通過以如下的方式終止向晶片上照射離子束來制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域:當(dāng)開始離子注入?yún)^(qū)域的制作時，在晶片上預(yù)先確定的位置坐標(biāo)處去除施加到所述電極的電壓，并且當(dāng)所述離子注入?yún)^(qū)域的制作結(jié)束時，在晶片上預(yù)先確定的位置坐標(biāo)處向所述電極有意地施加電壓，這是本發(fā)明的特征之一。此外，在對晶片進(jìn)行離子注入之前測量離子束時的離子束的掃描頻率可以不同于對晶片平面內(nèi)離子注入期間的離子束的掃描頻率，執(zhí)行測量離子束以測量與被掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度和單位時間內(nèi)通過單位面積的束流的束流電流值，這是本發(fā)明的特征之一。此外，可以說使用相同的離子注入裝置實現(xiàn)第一離子注入方法和第二離子注入方法兩者同樣是本發(fā)明的特征之一，在所述第一離子注入方法中，將從離子源產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片，在傳送中途使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描的同時，在局部離子注入?yún)^(qū)域的制作期間在固定晶片的情況下進(jìn)行離子注入，在制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域期間，在不進(jìn)行離子注入的情況下使晶片移動，并且通過反復(fù)進(jìn)行多次對所述晶片的固定和移動，僅在晶片平面內(nèi)的預(yù)定位置注入離子且在除預(yù)定位置以外的位置不注入離子，在所述第二離子注入方法中，將從離子源產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片，在傳送中途在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描的同時，在與離子束的掃描方向正交的方向上連續(xù)地機械掃描(移動)晶片，以便在整個晶片平面上進(jìn)行一致的離子注入。發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在使用不具有離子束的二維掃描功能的離子注入裝置的離子注入方法中，在不使用諸如抗蝕劑掩模、鏤空掩?；蚩梢苿友谀５难谀Ｐ螤畹奈矬w的情況下，可以在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，可以在半導(dǎo)體晶片平面內(nèi)制作多個具有IOmm或更短的長度的離子注入?yún)^(qū)域，并且可以制作其長度能夠控制為大于等于2mm且小于等于80mm的離子注入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，使用一次一系列的離子注入，可以在晶片平面內(nèi)制作長度和劑量不同的多種離子注入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，可以制作具有與常規(guī)的離子注入方法中的水平相同的對離子能量、離子注入角度以及劑量的控制精確度水平的離子注入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，可以在將諸如金屬污染水平、交叉污染水平、離子能量污染水平、粒子數(shù)目水平等離子注入期間的外部環(huán)境設(shè)定為與常規(guī)的離子注入方法中的水平相同的水平的同時，在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在不具有離子束的二維掃描功能的離子注入裝置中，在不使用諸如抗蝕劑掩模、鏤空掩模或可移動掩模的掩模形狀的物體的情況下，可以在晶片平面內(nèi)制作離子注入?yún)^(qū)域和非離子注入?yún)^(qū)域。


圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的離子注入裝置的結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。圖2是用于說明設(shè)定在晶片平面內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域的示例的示圖。圖3是用于說明制作晶片平面內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域的技術(shù)的示圖。圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的對離子注入?yún)^(qū)域的控制的示圖。圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的對離子注入?yún)^(qū)域的控制的示圖。圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的對離子注入?yún)^(qū)域的控制的示圖。圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的對非離子注入?yún)^(qū)域的控制的示圖。圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含在離子注入裝置中的機械掃描裝置的示例的示圖。
具體實施例方式將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入方法和離子注入裝置。在本發(fā)明的特定實施例中，使用一種離子注入裝置，其中，將在離子源I中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至半導(dǎo)體晶片9，以便實現(xiàn)在傳送期間在單軸(直線)方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描。更詳細(xì)地描述，通過提取電極2從離子源I中提取離子以便成為離子束。使用質(zhì)譜分析磁鐵裝置3以及質(zhì)譜分析狹縫4從離子束中選擇具有目標(biāo)離子種類的離子和離子能量。使用束流掃描儀6在圖1的平面上的縱向方向上用包括被選擇的離子的離子束以往復(fù)的方式對半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行一維 掃描。圖1的平面上的縱向方向例如為水平方向?？梢允褂秒妶龇N類、磁場種類中的任意一種作為束流掃描儀6。入射至束流掃描儀6的離子束的行進(jìn)方向是固定的，但是通過束流掃描儀6使離子束偏轉(zhuǎn)，從而形成相對于在入射至束流掃描儀期間的固定行進(jìn)方向的角度。然而，如圖1所述，通過平行透鏡7的功能使被偏轉(zhuǎn)成具有相對于固定行進(jìn)方向的角度的離子束平行化，從而與固定行進(jìn)方向平行，換句話說，將其設(shè)定為朝向與固定行進(jìn)方向相同的方向，然后將其引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶片9。注意到，在圖1中，B表示離子束，SB表示已經(jīng)被偏轉(zhuǎn)且被平行化的離子束，并且S表不離子束的掃描方向。在本發(fā)明的特定實施例中，在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域(束流線)中，布置將離子束至半導(dǎo)體晶片9的注入角度在晶片平面內(nèi)保持為一致的一維平行束流線構(gòu)成元件。在下文中，所述一維平行束流線構(gòu)成元件被稱為平行透鏡7。半導(dǎo)體晶片9保持于晶片保持裝置10上。雖然將在之后進(jìn)行詳細(xì)描述，但在本發(fā)明的特定實施例中，在晶片平面上制作離子注入?yún)^(qū)域和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域。在本發(fā)明的特定實施例中，在離子注入?yún)^(qū)域的制作期間，在不驅(qū)動晶片保持裝置10的情況下，在半導(dǎo)體晶片9的固定狀態(tài)下進(jìn)行離子注入。另外，在全寬度非離子注入?yún)^(qū)域的制作期間，驅(qū)動晶片保持裝置10以便在不進(jìn)行離子注入的情況下使半導(dǎo)體晶片9移動。在本發(fā)明的特定實施例中，通過反復(fù)進(jìn)行多次晶片固定和晶片移動，從而在半導(dǎo)體晶片9上制作離子注入?yún)^(qū)域和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域。
圖1示出晶片區(qū)域束流測量裝置8。作為一個示例，圖1中所示的晶片區(qū)域束流測量裝置8在離子注入前在離子束的掃描方向上移動的同時測量離子束的束流電流，并且在離子注入半導(dǎo)體晶片9期間移動至收回位置。雖然將在之后進(jìn)行詳細(xì)描述，但在本發(fā)明的特定實施例中，晶片區(qū)域束流測量裝置8測量在與掃描方向正交的方向上的掃描的離子束的束流寬度以及單位時間內(nèi)通過單位面積的離子束的束流電流。因為這個原因，晶片區(qū)域束流測量裝置8可以具有上述測量功能，可以是固定式多法拉第杯型束流測量裝置，可以設(shè)置于半導(dǎo)體晶片9的前側(cè)或后側(cè)，或可設(shè)置為多個。另外，圖1示出了在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域上的靜電透鏡5。如果在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中沒有電磁場透鏡，則難以將充分的離子束的量傳送至半導(dǎo)體晶片9，或者難以控制束流截面形狀。作為電磁場透鏡，除了如圖1所示的靜電透鏡5之外，磁場透鏡也是眾所周知的，并且使用兩種透鏡中的任意一種或同時使用兩種。注意到，在圖1中，靜電透鏡5布置在質(zhì)譜分析狹縫4與束流掃描儀6之間，但這只是一個示例，靜電透鏡5可以設(shè)置在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中的另一位置，并且可以設(shè)置多個靜電透鏡5。從圖1明顯可知，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置在硬件結(jié)構(gòu)方面具有很多與常規(guī)的離子注入裝置共同的部分。所述常規(guī)的離子注入裝置為如下的離子注入裝置:其中將在離子源中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至半導(dǎo)體晶片，傳送期間在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描，并且通過在與離子束的掃描方向正交的方向上連續(xù)地機械掃描(移動)半導(dǎo)體晶片，可以在整個晶片平面上進(jìn)行一致的離子注入，并且，所述裝置在下文中被稱為混合式掃描離子注入裝置。具體而言，本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置和混合式掃描離子注入裝置包括作為共同元件的離子源1、提取電極2、質(zhì)譜分析磁鐵裝置3、質(zhì)譜分析狹縫4、束流掃描儀6、平行透鏡7和晶片區(qū)域束流測量裝置8。因此，如果本發(fā)明的特定實施例中使用的晶片保持裝置10配置為展現(xiàn)混合式掃描離子注入裝置中所要求的功能，則能夠以相同的硬件實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置以及混合式掃描離子注入裝置。 將參考圖2對半導(dǎo)體晶片內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域的控制進(jìn)行描述。如已經(jīng)描述的，例如，為了在半導(dǎo)體制造工藝中在晶片平面內(nèi)校正非一致性的目的，考慮在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域11和非離子注入?yún)^(qū)域的制作?？梢栽诎雽?dǎo)體晶片9的平面內(nèi)隨機地制作所要求的離子注入?yún)^(qū)域11。在本發(fā)明的特定實施例中，離子注入?yún)^(qū)域11的離子注入?yún)^(qū)域長度假定為2mm或更長。另外，如圖2所示，在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的所要求的離子注入?yún)^(qū)域11的數(shù)目通?？梢允嵌鄠€。多個離子注入?yún)^(qū)域11的離子注入?yún)^(qū)域長度被認(rèn)為具有幾個或更多的種類。此外，如在圖2中以斜線陰影線或點狀陰影線的密度示意地示出，用于離子注入?yún)^(qū)域11的所要求的劑量被認(rèn)為在多個離子注入?yún)^(qū)域11的每一個中不同。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)可以以滿足所要求的規(guī)格的形式制作多個離子注入?yún)^(qū)域11。將參考圖3對制作半導(dǎo)體晶片內(nèi)的離子注入?yún)^(qū)域的技術(shù)進(jìn)行描述。首先，確定離子束對于半導(dǎo)體晶片9的掃描方向。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，由于使用其中能夠在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描，并且能夠在與離子束的掃描方向正交的方向上移動半導(dǎo)體晶片的離子注入裝置，因此離子束的掃描方向是一維的?？梢曰谠诎雽?dǎo)體晶片9的平面內(nèi)將如何制作離子注入?yún)^(qū)域11來確定離子束的掃描方向。在圖3中，將離子束的掃描方向設(shè)定為水平方向。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，設(shè)定在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的離子束的掃描方向之后，在與離子束的掃描方向正交的方向上，以長條形狀設(shè)定作為平面內(nèi)區(qū)域的多個局部離子注入?yún)^(qū)域12和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13。在圖3中，由于將離子束的掃描方向設(shè)定為水平方向，因此局部離子注入?yún)^(qū)域12和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13在圖3的縱向方向上以交替的方式反復(fù)地出現(xiàn)。在圖3的示例中，設(shè)定4個局部離子注入?yún)^(qū)域12和5個全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13。在此，局部離子注入?yún)^(qū)域12包含一個或更多的離子注入?yún)^(qū)域11，但全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13中不包括甚至一個離子注入?yún)^(qū)域。換句話說，全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13被設(shè)定為在所設(shè)定區(qū)域的全寬度上未注入離子的區(qū)域。另 外，由圖3明顯可知，在局部離子注入?yún)^(qū)域12中存在離子注入?yún)^(qū)域11和非離子注入?yún)^(qū)域。每一個離子注入?yún)^(qū)域11為以斜線陰影線或點狀陰影線表示的區(qū)域，并且每一非離子注入?yún)^(qū)域是除此以外的區(qū)域。另外，當(dāng)局部離子注入?yún)^(qū)域12中包含多個離子注入?yún)^(qū)域11時，每個離子注入?yún)^(qū)域11被非離子注入?yún)^(qū)域隔開。如果使用不同的術(shù)語表述，則可以說離子注入?yún)^(qū)域11和非離子注入?yún)^(qū)域在局部離子注入?yún)^(qū)域12中交替地反復(fù)。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在與所述離子束的掃描方向正交的方向上設(shè)定交替布置一次或多次的兩種平面內(nèi)區(qū)域，并且通過在每個平面內(nèi)區(qū)域進(jìn)行不同的離子注入工藝，來將離子僅注入在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的預(yù)定位置中，即圖3中以斜線陰影線或點狀陰影線表示的部分，且不將離子注入除此以外的部分。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12時，通過固定半導(dǎo)體晶片9來注入離子。因此，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12時，確定半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)容易受離子影響的范圍。換句話說，在離子束的掃描方向(圖3中為水平方向)上，半導(dǎo)體晶片9上的束流掃描方向的各點可能受離子的影響。另一方面，在與離子束的掃描方向正交的方向(圖3中為縱向方向)上，僅僅在與掃描方向正交的方向上的掃描的離子束的束流寬度的范圍可能夠受離子的影響。也就是說，僅僅半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的在與離子束的掃描方向正交的方向(圖3中為縱向方向)上的限定范圍可能受離子的影響。換句話說，當(dāng)制作局部離子注入?yún)^(qū)域12時，在與離子束的掃描方向正交的方向上的局部離子注入?yún)^(qū)域12的長度(圖3中為縱向方向的長度)可以通過控制在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度來控制。局部離子注入?yún)^(qū)域12在與離子束的掃描方向正交的方向上的長度與包含在局部離子注入?yún)^(qū)域12中的離子注入?yún)^(qū)域11在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度相等。因為這個原因，通過控制局部離子注入?yún)^(qū)域12在與離子束的掃描方向正交的方向上的長度，可以控制離子注入?yún)^(qū)域11在與離子束的掃描方向正交的方向上的長度。在此，由于在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中設(shè)置如在圖1所示的作為示例的諸如靜電透鏡5、磁場透鏡等的任意電磁場透鏡，因此可以使用該電磁場透鏡而不使用諸如抗蝕劑掩模、鏤空掩?；蚩梢苿友谀５难谀Ｐ螤畹奈矬w來控制在與離子束掃描方向正交的方向上的束流寬度。在本發(fā)明的特定實施例中，使用能夠?qū)⒃谂c離子束掃描方向正交的方向上的束流寬度控制在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)的電磁場透鏡。因此，局部離子注入?yún)^(qū)域12在與離子束掃描方向正交的方向上的長度也可以控制在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，結(jié)果，離子注入?yún)^(qū)域11在與離子束掃描方向正交的方向上的長度也能夠控制在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。換句話說，中圖3中，可以通過控制在與離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度來將離子注入?yún)^(qū)域11在縱向方向上的長度控制在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)設(shè)定在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的多種長度，當(dāng)對每個局部離子注入?yún)^(qū)域12注入離子時，可以改變并隨后控制在與離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度。在此，將參考圖8進(jìn)一步描述在離子注入半導(dǎo)體晶片9期間的離子注入裝置的操作。在圖8中，(圖1的)束流掃描儀6通過使用在水平方向(離子束的掃描方向)上的離子束來進(jìn)行掃描。另一方面，半導(dǎo)體晶片9由(圖1的)晶片保持裝置10保持，并且由升降裝置100在縱向(垂直)方向(晶片慢掃描方向)上掃描(移動)。在圖8中，通過示出半導(dǎo)體晶片9的最高位置和最低位置來對離子注入裝置的操作進(jìn)行描述。作為一個示例，圖8示出了如下狀態(tài):使用截面形狀為水平長(即橢圓形)的離子束進(jìn)行掃描，以便在掃描的離子束中輻射半導(dǎo)體晶片9。然而，通常成為由束流掃描儀6掃描的目標(biāo)的離子束的截面形狀不限于如圖8的水平長形狀，并且存在其截面形狀為垂直長或接近圓形的情況。能夠應(yīng)用本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置包括控制半導(dǎo)體晶片9的晶片慢掃描的速度的機械掃描裝置(驅(qū)動單元)。機械掃描裝置由負(fù)責(zé)控制整個離子注入裝置的CPU (中央處理器單元)(控制模塊)101控制。CPUlOl從存儲用于執(zhí)行整個離子注入裝置的控制所必需的控制程序的存儲裝置(未示出)中讀出控制程序，并且使用存儲于用作臨時存儲裝置的RAM (隨機存取存儲器)102的數(shù)據(jù)而基于控制程序執(zhí)行控制操作。關(guān)于機械掃描裝置的控制操作，測量半導(dǎo)體晶片9在縱向方向(晶片慢掃描方向)上的位置和離子束的束流電流值，以便將其存儲于RAM102。如果有必要，在讀出存儲于RAM102中的在晶片慢掃描 方向上的半導(dǎo)體晶片9的位置的同時，CPUlOl根據(jù)測量到的束流電流值來適當(dāng)?shù)乜刂瓢雽?dǎo)體晶片9的晶片慢掃描的速度。另外，例如，在用于從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的束流傳送的裝置中出現(xiàn)放電，然后離子未能到達(dá)半導(dǎo)體晶片9的情況下，CPUlOl執(zhí)行如下控制。CPUlOl首先終止半導(dǎo)體晶片9的晶片慢掃描。然后，在解決用于束流傳送的裝置的放電之后，CPUlOl讀出在中止晶片慢掃描之前即刻存儲于RAM102中的在晶片慢掃描方向上的半導(dǎo)體晶片9的位置，并且從讀出位置處重新開始離子注入。相應(yīng)地，保證離子注入劑量的晶片平面內(nèi)的一致性。除了上述的機械掃描裝置的控制操作以外，CPUlOl還執(zhí)行將在下文描述的離子注入?yún)^(qū)域的控制操作。所述離子注入?yún)^(qū)域的控制操作是用于制作上述局部離子注入?yún)^(qū)域12和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13的控制操作。換句話說，將在下文描述的局部離子注入?yún)^(qū)域12以及全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13的制作通過CPUlOl的控制操作實現(xiàn)。將參考圖4對在局部離子注入?yún)^(qū)域12中制作離子注入?yún)^(qū)域11的技術(shù)進(jìn)行描述。圖4示出了局部離子注入?yún)^(qū)域12中包含有一個離子注入?yún)^(qū)域11的情況。由于例如如圖3所示，離子注入?yún)^(qū)域11設(shè)定于半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)，因此在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中，在離子束的掃描方向(圖3中為水平方向)的位置坐標(biāo)上可以制作從一個位置開始到達(dá)另一個位置的離子注入?yún)^(qū)域11。在圖4中，將所述位置分別設(shè)定為pi和p2。如圖4所示，當(dāng)局部離子注入?yún)^(qū)域12中僅包含有一個離子注入?yún)^(qū)域11時，可以在從Pl到p2的位置坐標(biāo)以外的部分中制作非離子注入?yún)^(qū)域。如將在以下更詳細(xì)地描述，在本發(fā)明的特定實施例中，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間，通常在半導(dǎo)體晶片9上使用離子束進(jìn)行多次往復(fù)掃描，但是在圖4中，為了簡化描述，對僅在一個方向上進(jìn)行掃描的情況進(jìn)行描述。作為使用離子束掃描的方向，假定圖4中在從Pl到p2的方向上進(jìn)行掃描。在圖4中，在半導(dǎo)體晶片9上位置pi左邊的位置處應(yīng)當(dāng)制作非離子注入?yún)^(qū)域。如果僅僅使用離子束進(jìn)行掃描，則離子束到達(dá)半導(dǎo)體晶片9，將離子注入半導(dǎo)體晶片9中，并且相應(yīng)地，無法制作非離子注入?yún)^(qū)域。換句話說，在半導(dǎo)體晶片9上的位置pi左邊的位置處，有必要在設(shè)定圖1的束流掃描儀6使其能夠進(jìn)行束流掃描的同時，不使離子注入半導(dǎo)體晶片9中。在本發(fā)明的特定實施例中，通過向安裝于從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域的預(yù)定位置處的電極施加電壓14 (V=V0)，在設(shè)定圖1的束流掃描儀6使其能夠進(jìn)行束流掃描的同時，不允許離子注入半導(dǎo)體晶片9中。由于該電極為不允許離子注入到半導(dǎo)體晶片9中的電極，因此它將被稱為離子注入回避電極(ion implantation avoidingelectrode).例如，這種離子注入回避電極通過安裝一對對置電極以便將離子束置于其間來實現(xiàn)。換句話說，通過向一對對置電極施加電壓來使離子束從其通常的軌跡偏轉(zhuǎn)以便入射到設(shè)置在軌跡之外的位置上的目標(biāo)上。以這種方式，所述一對對置電極即離子注入回避電極用作偏轉(zhuǎn)電極。離子注入回避電極的預(yù)定位置可以是從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中的任意處，并且可以在束流掃描儀6的上游或下游。如果進(jìn)行上述操作，在圖4中，半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量(束流電流值)15在半導(dǎo)體晶片9上的位置pi左邊的位置處可以為零。該狀態(tài)也可以敘述為:雖然束流掃描儀6在半導(dǎo)體晶片9上使用離子束虛擬地進(jìn)行掃描，但是離子束實際上由于向安裝于離子傳送區(qū)域的預(yù)定位置處的離子注入回避電極施加電壓14而未到達(dá)半導(dǎo)體晶片9。在圖1中，將用于避免離子注入的離子注入回避電極20布置于質(zhì)譜分析狹縫4的上游側(cè)，即質(zhì)譜分析磁鐵 裝置3與質(zhì)譜分析狹縫4之間。然而，關(guān)于離子注入回避電極，可以使用用于其他目的的已經(jīng)設(shè)置于從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中的電極。特別是，如圖1中已描述的，從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中設(shè)置有用于離子束的靜電透鏡5。當(dāng)存在上述的靜電透鏡5時，可將該靜電透鏡5的電極用作離子注入回避電極?；蛘?，可以以離子束被束流掃描儀6過掃描(over-scan)的方式將離子束入射于布置在偏離通常的束流軌跡的位置的目標(biāo)上。在這種情況下，可以進(jìn)一步減小實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例所需的成本。在本發(fā)明的特定實施例中，在預(yù)先確定的半導(dǎo)體晶片9上的位置坐標(biāo)處去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且開始制作離子注入?yún)^(qū)域11。使用圖4作為示例，當(dāng)由束流掃描儀6虛擬束流掃描的位置到達(dá)pi時，去除向離子注入回避電極施加的電壓14(電壓14為零)。以這種方式，如圖4中以虛線示出的，半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15是一給定值，該給定值在圖4中在半導(dǎo)體晶片9上的位置pi處是10。在此，當(dāng)由束流掃描儀6虛擬束流掃描的位置到達(dá)pi時，離子注入回避電極的電壓14變?yōu)榱?。然而，?dāng)用于另一目的的已經(jīng)設(shè)置于從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中的電極用作離子注入回避電極時，顯然給定的用于本發(fā)明的特定實施例的目標(biāo)的電壓14變?yōu)榱?，但是給定的用于其他目標(biāo)的電極不需要為零。在圖4以及下文中，將僅對給定的用于本發(fā)明的特定實施例的目標(biāo)的電壓14進(jìn)行描述。在本發(fā)明的特定實施例中，當(dāng)制作離子注入?yún)^(qū)域11時，去除向所述離子注入回避電極施加的電壓14，在離子束處于實際上離子束到達(dá)半導(dǎo)體晶片9的狀態(tài)的同時，使用離子束進(jìn)行掃描。換句話說，在圖4中，在位置pi與p2之間向所述離子注入回避電極施加的電壓14持續(xù)為零。結(jié)果，半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15在半導(dǎo)體晶片9上的位置pi與P2之間持續(xù)為一給定值，圖4中該給定值為10。在本發(fā)明的特定實施例中，通過在半導(dǎo)體晶片9上的預(yù)先確定的位置坐標(biāo)上向離子注入回避電極有意地施加電壓14，并且終止向半導(dǎo)體晶片9的離子束照射來首先完成離子注入?yún)^(qū)域11的制作。以圖4為例，當(dāng)由束流掃描儀6束流掃描的位置到達(dá)p2時，再次向離子注入回避電極施加電壓14。 以這種方式，半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15在半導(dǎo)體晶片9上的位置p2處變成零，并且能夠在半導(dǎo)體晶片9上的位置p2右邊的位置處持續(xù)為零。在本發(fā)明的特定實施例中，通過適當(dāng)?shù)馗淖內(nèi)コ螂x子注入回避電極施加的電壓14的位置以及向離子注入回避電極有意地施加電壓14且終止向半導(dǎo)體晶片9的離子束照射的位置，來設(shè)定在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度是可能的?；谠陔x子束的掃描方向上的束流寬度、向離子注入回避電極施加電壓及將其去除的速度(包括離子束的掃描頻率以及控制命令)來決定最小離子注入?yún)^(qū)域長度。在本發(fā)明的特定實施例中，電磁場透鏡使得能夠?qū)⒃陔x子束的掃描方向上的束流寬度和在與離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度相同地控制在大于等于2mm且小于等于80_的范圍內(nèi)。因此，如果能夠忽略包括離子束的掃描頻率以及控制命令的向離子注入回避電極施加電壓及將其去除的速度的影響，則在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的最小離子注入?yún)^(qū)域的長度可以為2mm。在此，關(guān)于在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的最大離子注入?yún)^(qū)域長度，并不存在控制范圍方面的技術(shù)上的限制，但考慮到本發(fā)明的特定實施例的目標(biāo)，最大離子注入?yún)^(qū)域的長度可以設(shè)定為80_。因此，如果能夠忽略包括離子束的掃描頻率以及控制命令的向離子注入回避電極施加電壓及將其去除的速度的影響，則也能夠?qū)⒃陔x子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的長度控制在大于等于2mm且小于等于80mm。然而，如果通常使用的300Hz左右的頻率用作離子束的掃描頻率，則不能忽略包括離子束的掃描頻率以及控制命令的向離子注入回避電極施加電壓及將其去除的速度的影響。下文中，將進(jìn)行詳細(xì)描述。從開始向離子注入回避電極施加電壓到終止施加電壓的時間以及開始去除電壓到終止去除電壓的時間還依賴于離子注入回避電極的電容量，但最長不超過100μ sec。另一方面，規(guī)定控制命令的頻度的命令時間間隔在用于常規(guī)的離子注入裝置的控制系統(tǒng)中為Imsec左右。具有更短間隔的控制系統(tǒng)在技術(shù)上是可能的，但成本增加，且相應(yīng)地，在現(xiàn)實中無法采用這樣的系統(tǒng)。因此，有必要將包括控制命令的向離子注入回避電極施加電壓以及將其去除的速度估算為1msec。如果將離子束的掃描頻率設(shè)定為經(jīng)常使用的300Hz左右，則在包括控制命令的從開始向離子注入回避電極施加電壓到終止施加電壓或者從開始去除電壓到終止去除電壓的時間段內(nèi)，離子束在半導(dǎo)體晶片上移動至少IOOmm或更長。這意味著無法在局部離子注入?yún)^(qū)域12中制作目標(biāo)離子注入?yún)^(qū)域11。為了在維持Imsec左右的命令時間間隔的同時，使得離子束的移動中的誤差達(dá)到能夠忽略包括離子束的掃描頻率以及控制命令的向離子注入回避電極施加電壓及將其去除的速度的影響的程度，包括控制命令的從開始向離子注入回避電極施加電壓到終止施加電壓的時間段內(nèi)，或者從開始去除電壓到終止去除電壓的時間段內(nèi)的離子束移動量可以為最小離子注入?yún)^(qū)域長度的1/5左右，即0.4_左右。為了滿足該條件，可以將離子束的掃描頻率設(shè)定為IHz或更低。因此，在本發(fā)明的特定實施例中，使用IHz或更低的掃描頻率作為向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率。用上述結(jié)構(gòu)，在離子束掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度以及在與離子束掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度均可設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。參考圖5，將對離子注入?yún)^(qū)域11的制作方法進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。圖5中同樣示出了局部離子注入?yún)^(qū)域12中包含有一個離子注入?yún)^(qū)域11的情況。以下，通過將離子束的掃描范圍設(shè)定為L (m)且將離子束的掃描頻率設(shè)定為F (Hz)來進(jìn)行描述。在此設(shè)定為，在時間T=O (sec)時開始使用離子束的束流掃描，在T=Tl (sec)時終止單向的束流掃描，在T=T2 (sec)時終止往復(fù)的束流掃描。在這種情況下，T1=1/2F (sec)并且T2=l/F (sec)。另外，離子束的掃描速度為L/T1=2LF (m/sec)。另外，如圖4中描述的，假定基于掃描開始位置，在位置pi (m)與p2 (m)之間制作離子注入?yún)^(qū)域11。在此，在第一次前進(jìn)束流掃描中，在tl=pl/2LF(sec)時去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且相應(yīng)地，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為10。接著，通過在t2=p2/2LF (sec)時向離子注入回避電極有意地施加電壓14,并終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為零。在第一次返回束流掃描中，在t3= (2L-p2)/2LF (sec)時去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且相應(yīng)地，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為10。接著，通過在t4= (2L-pl)/2LF (sec)時向離子注入回避電極有意地施加電壓14，并終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為零。

在下文中，在第二次前進(jìn)束流掃描中，在t5=T2+pl/2LF(sec)時去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且相應(yīng)地，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為10。接著，通過在t6=T2+p2/2LF(sec)時向離子注入回避電極有意地施加電壓14，并且終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為零。另外，在第二次返回束流掃描中，在t7=T2+ (2L-p2)/2LF (sec)時去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且相應(yīng)地，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為10。接著，通過在t8=T2+ (2L-pl)/2LF(sec)時向離子注入回避電極有意地施加電壓14，并且終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為零。注意到，顯然第二次前進(jìn)掃描在T=T3 (sec)時終止，第二次返回掃描在T=T4 (sec)時終止。通過反復(fù)進(jìn)行上述操作，僅在半導(dǎo)體晶片9上的目標(biāo)位置中注入離子，從而可以制作離子注入?yún)^(qū)域11。由圖5明顯可知，將要注入于離子注入?yún)^(qū)域11中的離子劑量與離子電流量15和離子束的掃描次數(shù)成比例。換句話說，測量離子電流量15，然后，從基于測量到的離子電流量15和離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量的計算中獲得離子束的掃描次數(shù)的必要數(shù)目。然后，通過在固定半導(dǎo)體晶片的情況下以束流掃描次數(shù)的數(shù)目在局部離子注入?yún)^(qū)域12中進(jìn)行掃描，可以實現(xiàn)離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量。
注意到，從以上描述中明顯可知，當(dāng)將往復(fù)掃描設(shè)定為基本單元時，束流掃描次數(shù)的數(shù)目可以不必須為整數(shù)，而是可以為半整數(shù)。在這種情況下，僅以前進(jìn)的方式進(jìn)行最后的束流掃描。在此，在將離子源I中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至半導(dǎo)體晶片9并在離子傳送區(qū)域的中間在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描的常規(guī)離子注入裝置中，如已描述的，經(jīng)常使用300Hz左右的頻率作為離子束的掃描頻率。因此，在這樣的常規(guī)的離子注入裝置中，為了控制用于半導(dǎo)體晶片9的劑量，不直接設(shè)定離子束掃描次數(shù)的數(shù)目，而使用向半導(dǎo)體晶片9中的離子束注入時間，或者使用當(dāng)在與離子束的掃描方向正交的方向上進(jìn)行連續(xù)地機械掃描(移動)半導(dǎo)體晶片9時的機械速度。在本發(fā)明的特定實施例中，由于制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間通過固定半導(dǎo)體晶片9來進(jìn)行離子注入，因此難以使用半導(dǎo)體晶片9的機械速度。如果使用向半導(dǎo)體晶片9中的離子束注入時間，則在離子束的掃描方向上，在向半導(dǎo)體晶片9中注入離子期間可能由于計算時間過程的誤差而發(fā)布注入終止命令。由于通常在與離子束的掃描方向正交的方向上以機械且連貫的方式掃描(移動)半導(dǎo)體晶片9，即使在離子束的掃描方向上在向半導(dǎo)體晶片9注入離子期間正式地發(fā)布注入終止命令，在與離子束的掃描方向正交的方向上離子束也離開半導(dǎo)體晶片9，這并不產(chǎn)生問題。然而，在本發(fā)明的特定實施例中，由于在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間通過固定半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行離子注入，因此假定以下情況:其中由于離子束注入時間的計算誤差，在向半導(dǎo)體晶片9中注入離子期間實際上發(fā)布注入終止命令，相應(yīng)地，沒有得到必需的離子注入。因此，在本發(fā)明的特定實施例中，基于離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目直接控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量。換句話說，可以說基于離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目直接控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量也是本發(fā)明的特定實施例的特征之一。當(dāng)以這種方式基于離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目直接控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量時，為了使劑量中的控制精確度與常規(guī)的離子注入方法中的精確度相同，有必要對注入劑量的設(shè)定值設(shè)定輕微的限制。例如，如果劑量的控制精確度假定為1%，有必要保證100次的束流掃描次數(shù)。為了在給定 劑量處增加束流掃描次數(shù)的數(shù)目，有必要減少半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15，但由于離子注入裝置的硬件控制上的限制，存在離子電流量15的最小值上的限制。在使用300Hz左右的掃描頻率的離子注入裝置中，最小劑量為lEll/cm2左右。在本發(fā)明的特定實施例中，根據(jù)對離子電流量15的最小值的控制的研究，掃描頻率相差2位或更多位，但是最小劑量可以設(shè)定為lE13/cm2。在如上所述本發(fā)明的特定實施例中不存在最大劑量方面的技術(shù)上的限制，但從本發(fā)明的特定實施例的目標(biāo)考慮，最大劑量可以為lE17/cm2。換句話說，在本發(fā)明的特定實施例中，離子注入?yún)^(qū)域11的劑量可以設(shè)定為大于等于lE13/cm2且小于等于lE17/cm2。如已描述，由于可以通過設(shè)定離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目來控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量，因此通過改變每個局部離子注入?yún)^(qū)域12的束流掃描次數(shù)的數(shù)目，可以分別控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量，并且也可以在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)制作多種離子注入?yún)^(qū)域11。換句話說，根據(jù)設(shè)定于半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域11，在固定半導(dǎo)體晶片的情況下，以針對每個局部離子注入?yún)^(qū)域12設(shè)定的多個束流掃描次數(shù)進(jìn)行束流掃描也可以說是本發(fā)明的特定實施例的特征之一。在圖4、圖5中，已經(jīng)對局部離子注入?yún)^(qū)域12中包含有一個離子注入?yún)^(qū)域11的情況進(jìn)行了描述。接著，參考圖6，將對局部離子注入?yún)^(qū)域12中包含有多個離子注入?yún)^(qū)域11的情況進(jìn)行描述。如已描述的，例如，如圖3所示，由于離子注入?yún)^(qū)域11設(shè)定于半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)，因此在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中，在離子束的掃描方向(圖3中為水平方向)上的位置坐標(biāo)中制作從一給定位置擴展至另一給定位置的離子注入?yún)^(qū)域11。在圖6中，一離子注入?yún)^(qū)域11從位置Pl擴展至P2，另一離子注入?yún)^(qū)域11從位置p3擴展至p4。在除了所述位置之外的范圍內(nèi)，可以制作非離子注入?yún)^(qū)域。如已使用圖5進(jìn)行描述的，在本發(fā)明的特定實施例中，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間，通常在半導(dǎo)體晶片9上使用離子束進(jìn)行多次的往復(fù)掃描，但在圖6中，為了使描述簡單，將提供對單向掃描的情況的描述。在圖6中離子束的掃描方向設(shè)定為從Pl到P2的方向。與圖4的描述相同，在圖6的非離子注入?yún)^(qū)域中，將圖1的束流掃描儀6設(shè)定為能夠進(jìn)行束流掃描的同時，有必要不將離子注入于半導(dǎo)體晶片9中。因此，如已使用圖4描述的，通過向離子注入回避電極施加電壓14，即使圖1的束流掃描儀6設(shè)定為能夠進(jìn)行束流掃描，也不將離子注入于半導(dǎo)體晶片9中。同樣對于圖6的制作離子注入?yún)^(qū)域11的技術(shù)，可以應(yīng)用已在圖4中描述的技術(shù)。換句話說，當(dāng)由束流掃描儀6虛擬束流掃描的位置到達(dá)pi時，去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且開始制作離子注入?yún)^(qū)域11。在位置pi與p2之間，通過將向離子注入回避電極施加的電壓14連續(xù)不斷地設(shè)定為零，繼續(xù)制作離子注入?yún)^(qū)域11。接著，當(dāng)由束流掃描儀6束流掃描的位置到達(dá)p2時，通過再次向離子注入回避電極施加電壓14，并且終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，首先終止制作離子注入?yún)^(qū)域11。以同樣的方式，當(dāng)由束流掃描儀6虛擬束流掃描的位置到達(dá)p3時，去除向離子注入回避電極施加的電壓14，并且開始制作離子注入?yún)^(qū)域11。在位置P3與p4之間，通過將向離子注入回避電極施加的電壓14連續(xù)不斷地設(shè)定為零，繼續(xù)制作離子注入?yún)^(qū)域11。接著，當(dāng)由束流掃描儀6束流掃描的位置到達(dá)p4時，通過再次向離子注入回避電極施加電壓14，并且終止向半導(dǎo)體晶片9照射離子束，首先終止制作離子注入 區(qū)域11。在這種情況下，半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15在位置pi與P2之間以及位置p3與p4之間是一特定值，所述離子電流量15在圖6中是10，在除(在位置Pl與P2之間以及位置p3與p4之間的)所述位置以外的位置中是零。然后，通過反復(fù)進(jìn)行使用圖5描述的操作，僅在半導(dǎo)體晶片9上的目標(biāo)位置中注入離子，從而能夠制作離子注入?yún)^(qū)域11。另外，以與使用圖5描述的相同的方式，離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量可以以如下方式實現(xiàn):測量離子電流量15，并從基于測量到的離子電流量15和離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量的計算獲得離子束的必需的掃描次數(shù)的數(shù)目，在局部離子注入?yún)^(qū)域12中，在固定半導(dǎo)體晶片的情況下使用離子束進(jìn)行束流掃描次數(shù)的數(shù)目的掃描。如從圖4和圖6的描述明顯可知的，同樣使用圖6中描述的制作離子注入?yún)^(qū)域11的技術(shù)，可將在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。除此之外，同樣顯而易見的是也可在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中制作在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度不同的離子注入?yún)^(qū)域11。另外，如從圖6明確可知的，如果使用本發(fā)明的特定實施例，則可以配置成在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中存在多個離子注入?yún)^(qū)域11，每個離子注入?yún)^(qū)域11被非離子注入?yún)^(qū)域隔開。
此外，從圖5和圖6中明確可知，通過不同地改變有意地施加電壓的時間或去除電壓的時間的模式，能夠在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)制作在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度不同的多個離子注入?yún)^(qū)域U。另外，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的給予離子束的電磁力僅為由向離子注入回避電極施加電壓14而產(chǎn)生的力，并且在離子注入?yún)^(qū)域11的制作期間，電壓施加也被去除。如已使用圖1描述的，在本發(fā)明的特定實施例中，在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域內(nèi)設(shè)置被稱為平行透鏡7的一維平行束流線的構(gòu)成元件，其用于將離子束相對于半導(dǎo)體晶片9的注入角度在晶片平面內(nèi)保持為一致。因此，當(dāng)制作離子注入?yún)^(qū)域11時入射于半導(dǎo)體晶片9的離子束在任意一個位置均彼此間平行。換句話說，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入角度，即在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中設(shè)定為多個的離子注入?yún)^(qū)域11中的、晶片平面內(nèi)的離子注入角度，即使在任意一個離子注入?yún)^(qū)域11中均可以彼此平行。上述離子注入?yún)^(qū)域的特征明顯地不同于已經(jīng)描述的相關(guān)技術(shù)的技術(shù)中的特征。換句話說，如已描述的，在相關(guān)技術(shù)的技術(shù)中，有必要使用離子束二維地進(jìn)行掃描，晶片平面內(nèi)的離子注入角度難以一致。因此，在相關(guān)技術(shù)的技術(shù)中，當(dāng)離子注入?yún)^(qū)域11分散在晶片平面內(nèi)時，每個離子注入?yún)^(qū)域11的離子注入角度是不一致的。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，如已描述的，在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中設(shè)定的多個離子注入?yún)^(qū)域11中的相對于晶片平面內(nèi)的離子注入角度在任意一個離子注入?yún)^(qū)域11中均可以彼此間平行。關(guān)于該離子注入角度的本發(fā)明的特定實施例的特征將在之后進(jìn)行詳細(xì)描述，但是即使在離子注入?yún)^(qū)域11分散在晶片平面內(nèi)的情況下也是相同的。以下總結(jié)上文中的關(guān)于離子注入?yún)^(qū)域11的描述，在本發(fā)明的特定實施例中，在離子束的掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度可以設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)，并且在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度也可設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。另外，離子注入?yún)^(qū)域11的劑量可以設(shè)定在大于等于1E13/cm2且小于等于lE17/cm2的范圍內(nèi)。此外，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，可以在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)制作在離子束的 掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度或在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度不同的多種離子注入?yún)^(qū)域11，或者可以制作具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域11。為了不同地控制離子注入?yún)^(qū)域11，在向一片半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行離子注入期間，本發(fā)明的特定實施例保持多種向離子注入回避電極有意地施加電壓的時間或去除電壓的時間的模式，并且這一點也可以說是本發(fā)明的特定實施例的特征之一。參考圖7，對根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13 (圖3)的技術(shù)進(jìn)行描述。由于在全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13中，離子束可能不到達(dá)半導(dǎo)體晶片9，所以通?？煽紤]各種技術(shù)，但在本發(fā)明的特定實施例中，還應(yīng)當(dāng)考慮制作局部離子注入?yún)^(qū)域12的技術(shù)。換句話說，在一次一系列的離子注入中在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)制作具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域11為本發(fā)明特定實施例的目標(biāo)，因此制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13的技術(shù)也應(yīng)當(dāng)滿足該目標(biāo)。為此，當(dāng)制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13時，有必要在將圖1的束流掃描儀6設(shè)定為能夠進(jìn)行束流掃描的同時，不使離子注入于半導(dǎo)體晶片9內(nèi)。因此，期望采取與如上所述的在局部離子注入?yún)^(qū)域12中的制作非離子注入?yún)^(qū)域的技術(shù)相同的技術(shù)。
因此，在本發(fā)明的特定實施例中，即使當(dāng)制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13時，也通過向離子注入回避電極施加電壓14來將半導(dǎo)體晶片9上的離子電流量15設(shè)定為零。如已描述的，這種狀態(tài)可以敘述為:雖然由束流掃描儀6在半導(dǎo)體晶片9上虛擬地使用離子束進(jìn)行掃描，但是由于向離子注入回避電極施加電壓14，離子束實際上未到達(dá)半導(dǎo)體晶片9。在此，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間的離子注入裝置的行為與制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13期間的離子注入裝置的行為之間存在顯著的區(qū)另O。如已描述的，在本發(fā)明的特定實施例中，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間，為了控制該區(qū)域中所包含的離子注入?yún)^(qū)域中的在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的長度，根據(jù)其中的在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的長度來控制在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度，并且在該狀況下通過固定半導(dǎo)體晶片9來注入離子。換句話說，固定半導(dǎo)體晶片9的理由是為了控制其中的與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的長度，并且在制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13期間不是必須固定半導(dǎo)體晶片9。因此，在制作全寬度非注入?yún)^(qū)域13期間，使半導(dǎo)體晶片9朝與離子束的掃描方向正交的方向移動。如已在圖3中描述的，由于局部離子注入?yún)^(qū)域12和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13以交替方式反復(fù)地出現(xiàn)，所以在制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13期間進(jìn)行半導(dǎo)體晶片9在與離子束的掃描方向正交的方向上的移動直至開始制作下一個局部離子注入?yún)^(qū)域12，并且在制作之后的局部離子注入?yún)^(qū)域12期間，半導(dǎo)體晶片9被固定。因此，總結(jié)根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置的操作，在制作局部離子注入?yún)^(qū)域12期間通過固定半導(dǎo)體晶片來注入離子，在制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13期間不進(jìn)行離子注入，但使半導(dǎo)體晶片移動，并且反復(fù)進(jìn)行多次所述對晶片的固定和移動。換句話說，在本發(fā)明的特定實施例的離子注入方法中，在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)僅僅在期望的位置注入離子而不在除期望的位置以外的位置注入離子，交替布置超過一次的兩種平面內(nèi)區(qū)域，即局部離子注入?yún)^(qū)域12和全寬度非離子注入?yún)^(qū)域13，設(shè)定在晶片平面內(nèi)的與離子束的掃描方向正交的方向上， 并且在每個平面內(nèi)區(qū)域中執(zhí)行不同的離子處理方法。在上文中，已經(jīng)對根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的向半導(dǎo)體晶片9中注入離子期間的離子注入裝置的行為進(jìn)行了描述，但關(guān)于已描述的除對劑量的控制精確度以外的具體內(nèi)容，與通常使用的離子注入裝置不存在區(qū)別。因此明確可知，如已使用圖1進(jìn)行描述的，通過在從離子源I到半導(dǎo)體晶片9的離子傳送區(qū)域中，在一維平行束流線上設(shè)置在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)將離子束相對于半導(dǎo)體晶片9的注入角度保持為一致的構(gòu)成元件，即平行透鏡7，可以將離子注入?yún)^(qū)域的離子注入性能，即離子能量、離子注入角度和劑量的控制精確度設(shè)定為與常規(guī)的離子注入方法中的水平相同的水平。特別是，關(guān)于離子注入角度，為確定起見而附帶描述，則如已描述的，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的在一個局部離子注入?yún)^(qū)域12中設(shè)定的離子注入?yún)^(qū)域11中的相對于晶片平面的離子注入角度在任意一個離子注入?yún)^(qū)域中均可以是彼此平行的。此外，當(dāng)考慮設(shè)定于多個局部離子注入?yún)^(qū)域12中的離子注入?yún)^(qū)域11中相對于晶片平面的離子注入角度時，則在向離子注入?yún)^(qū)域11中注入離子束期間，在根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置中僅進(jìn)行一次或多次對半導(dǎo)體晶片9的移動或固定，并且不存在改變離子注入角度的機械操作。因此，設(shè)定于多個局部離子注入?yún)^(qū)域12中的離子注入?yún)^(qū)域11中的相對于晶片平面的離子注入角度在任意一個離子注入?yún)^(qū)域均彼此平行?？傊词巩?dāng)離子注入?yún)^(qū)域11分散在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)時，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，也能夠?qū)⒚總€離子注入?yún)^(qū)域11的離子注入角度設(shè)定為一致。如已描述的，由于有必要使用離子束進(jìn)行二維掃描且難以將相對于晶片平面的離子注入角度設(shè)定為一致，所以在使用離子束進(jìn)行這種二維掃描的相關(guān)技術(shù)的技術(shù)中，當(dāng)離子注入?yún)^(qū)域11分散在晶片平面內(nèi)時，每個離子注入?yún)^(qū)域11中的離子注入角度是不一致的。與此相比，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入角度在半導(dǎo)體晶片的任意區(qū)域中可以是一致的，這可以說是明顯區(qū)別于相關(guān)技術(shù)的技術(shù)的本發(fā)明的特定實施例的特征之一。另外，關(guān)于離子注入期間的外部環(huán)境，在本發(fā)明的特定實施例與通常使用的離子注入裝置之間不存在區(qū)別。特別是，在本發(fā)明的特定實施例中，在不使用諸如抗蝕劑掩模、鏤空掩?；蚩梢苿友谀５难谀Ｐ螤畹奈矬w的情況下制作離子注入?yún)^(qū)域11和非離子注入?yún)^(qū)域。相應(yīng)地，來自上述掩模形狀的物體的金屬污染水平、交叉污染水平、離子能量污染水平和粒子數(shù)目水平與常規(guī)的離子注入方法中的那些相同。至此，已經(jīng)對當(dāng)在半導(dǎo)體晶片9中制作離子注入?yún)^(qū)域11和非離子注入?yún)^(qū)域時的本發(fā)明的特定實施例的操作進(jìn)行了描述，但是在此，將對在對半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行離子注入之前的準(zhǔn)備進(jìn)行描述。在本發(fā)明的特定實施例中，在對半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行離子注入之前，有必要測量在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度以及離子電流量15。如已描述的，測量在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度的理由是為了控制在與離子束的掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域11的長度。另外，如已描述的，測量離子電流量15的理由是為了從基于測量到的離子電流量15和離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量的計算中獲得必需的離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目，以便控制離子注入?yún)^(qū)域11的劑量。如已描述的，在根據(jù)本發(fā)明的特定實施例執(zhí)行離子注入時，使用IHz或更低的掃描頻率來作為在向晶片 平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率。對于根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入，該掃描頻率是基本的，并且不能被改變。在此，當(dāng)與在向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率相同的掃描頻率用作在對半導(dǎo)體晶片9進(jìn)行離子注入之前測量在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度期間以及測量單位時間內(nèi)通過單位面積的電流的離子電流量15期間(下文中稱為安裝測量期間)的離子束的掃描頻率時，安裝測量期間所要求的時間變長。例如，當(dāng)離子束的掃描頻率為IHz時，離子束通過半導(dǎo)體晶片9的直徑最快需要500msec。當(dāng)將在常規(guī)的離子注入裝置中經(jīng)常使用的300Hz左右的掃描頻率用作離子束的掃描頻率時，這個值與離子束通過半導(dǎo)體晶片9的直徑所需的時間(即2msec)相比非常大。在安裝測量期間，使用圖1中所示的晶片區(qū)域束流測量裝置8測量束流寬度及離子電流量15，但在這種情況下，有必要通過使用束流掃描儀6實際進(jìn)行離子束掃描來進(jìn)行測量。換句話說，如果將與向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率相同的掃描頻率用作安裝測量期間的離子束的掃描頻率，則掃描所必需的時間變長。在此，無需使用與向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率相同的掃描頻率作為安裝測量期間的離子束的掃描頻率。換句話說，如已描述的，在向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率的上限值對于根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入是基本的，并且不能被改變。然而，如果安裝測量期間的離子束的掃描頻率允許正確測量束流寬度及離子電流量15，則無需使用與向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率相同的掃描頻率。在此，在一離子注入裝置中，在將離子源I中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至半導(dǎo)體晶片9，在傳送中途可以使用離子束在單軸方向上進(jìn)行往復(fù)掃描，并且能夠使晶片在與離子束的掃描方向正交的方向上移動，在該離子注入裝置中，如果將束流掃描儀6設(shè)計得或設(shè)定為即使當(dāng)改變束流頻率時，也不改變離子束的品質(zhì)，則在安裝測量期間的離子束的掃描頻率可以不同于在向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率。換句話說，在使用離子束進(jìn)行掃描的離子注入裝置中，由束流掃描儀6導(dǎo)致的靜電場以及靜磁場可以被認(rèn)為在暫時時刻影響離子束，并且因此，離子束的掃描頻率僅改變時間軸。因此，可以控制離子束的品質(zhì)，以便不依賴于掃描頻率。由以上描述明確可知，如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計或適當(dāng)?shù)卦O(shè)定束流掃描儀6，則即使當(dāng)安裝測量期間的離子束的掃描頻率從向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率改變，也能夠準(zhǔn)確測量束流寬度及離子 電流量15。具體地，在本發(fā)明的特定實施例中，可使安裝測量期間的離子束的掃描頻率比向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率增加40倍。具體地，通過使用40Hz或更高的掃描頻率，將準(zhǔn)備根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的離子注入所必需的時間設(shè)定為與用于常規(guī)的離子注入的時間相同。這一點也是本發(fā)明的特定實施例的特征之一。另外，如已描述的，在向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率為IHz或更低。換句話說，顯然在為了測量在與掃描的離子束的掃描方向正交的方向上的束流寬度和單位時間內(nèi)通過單位面積的束流電流量而在向晶片平面內(nèi)注入離子之前測量離子束時的離子束的掃描頻率與在向晶片平面內(nèi)注入離子期間的離子束的掃描頻率不同。為了將本發(fā)明的特定實施例應(yīng)用于實際的半導(dǎo)體制造工藝，該掃描頻率中的改變在保證半導(dǎo)體晶片9的生產(chǎn)率方面是非常有用的。因此，這一點也是本發(fā)明的特定實施例的特征之一。此外，雖然已進(jìn)行了描述，但本發(fā)明的特定實施例中，從基于安裝測量期間測量到的離子電流量15和離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量的計算中得到必需的束流掃描次數(shù)的數(shù)目，并且在局部離子注入?yún)^(qū)域12中，在固定半導(dǎo)體晶片的情況下以束流掃描次數(shù)的數(shù)目進(jìn)行離子束的掃描，從而實現(xiàn)離子注入?yún)^(qū)域11的設(shè)定劑量。另外，雖然已經(jīng)對以下的方面進(jìn)行了描述，在本發(fā)明的特定實施例中，通過采用如下的離子注入方法在半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)制作具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域11 關(guān)于離子注入?yún)^(qū)域11的劑量，在固定半導(dǎo)體晶片9的情況下以多個束流掃描次數(shù)進(jìn)行離子束掃描，所述多個束流掃描次數(shù)中的每一個根據(jù)設(shè)定于半導(dǎo)體晶片9的平面內(nèi)的每一局部離子注入?yún)^(qū)域12中的具有不同劑量的多種離子注入?yún)^(qū)域11而設(shè)定。注意到，從以上描述中明確可知，除劑量控制以外，本發(fā)明的特定實施例與常規(guī)的離子注入裝置沒有區(qū)別。雖然如已使用圖1進(jìn)行了描述，但本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置在硬件結(jié)構(gòu)上具有很多與經(jīng)常用作常規(guī)的離子注入裝置的混合式掃描離子注入裝置的共同的部分。因為這個原因，如果在本發(fā)明的特定實施例中使用的晶片保持裝置10配置為具有在混合式掃描離子注入裝置中所要求的功能，則顯然可以以相同的硬件實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例的離子注入裝置和混合式掃描離子注入裝置。至此，已經(jīng)對至少一個示例性實施例進(jìn)行了描述，但上述描述僅僅是示例，并不意在構(gòu)成限定。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于上述實施例，但可以基于本發(fā)明的精神修改為各種形式。此外，所述修改包括在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用離子注入裝置的離子注入方法，在所述離子注入裝置中，將離子源中產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片，在傳送中途在單軸方向的掃描方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描，可以將掃描的離子束偏轉(zhuǎn)，以便將其引導(dǎo)向相同方向，并且可以使所述晶片朝與所述離子束的掃描方向正交的方向移動， 其中在晶片平面上設(shè)定在與所述離子束的所述掃描方向正交的所述方向上至少交替布置一次或多次的兩種平面內(nèi)區(qū)域， 其中將所述兩種平面內(nèi)區(qū)域中的一種平面內(nèi)區(qū)域設(shè)定為在所設(shè)定的平面內(nèi)區(qū)域的整個寬度上未注入離子的全寬度非離子注入?yún)^(qū)域，并且將所述兩種平面內(nèi)區(qū)域中的另外一種平面內(nèi)區(qū)域設(shè)定為局部離子注入?yún)^(qū)域，在所述局部離子注入?yún)^(qū)域中，注入離子的離子注入?yún)^(qū)域和未注入離子的區(qū)域在所述離子束的掃描方向上交替地反復(fù)，并且 其中，在所述兩種平面內(nèi)區(qū)域的每一種中，通過在不同條件下進(jìn)行離子注入工藝，從而僅在所述晶片平面內(nèi)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)注入離子而在除所述預(yù)定區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)不注入離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法， 其中，當(dāng)制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域時，通過固定所述晶片來進(jìn)行離子注入， 其中，當(dāng)制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域時，可以在不進(jìn)行離子注入的情況下使所述晶片移動，并且反復(fù)進(jìn)行多次對所述晶片的固定和移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子注入方法， 其中，在一個所述局部離子注入?yún)^(qū)域中設(shè)定的所述多個離子注入?yún)^(qū)域中，相對于所述晶片平面的離子注入角度在任意一個所述離子注入?yún)^(qū)域中均彼此平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子注入方法， 其中，在設(shè)定于所述多個局部離子注入?yún)^(qū)域中的所述離子注入?yún)^(qū)域中，相對于晶片平面的離子注入角度在任意一個所述離子注入?yún)^(qū)域中均彼此平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子注入方法， 其中，從基于所述離子注入?yún)^(qū)域的設(shè)定劑量以及在對所述晶片進(jìn)行離子注入之前預(yù)先測量的束流電流值的計算中獲得所述離子束的掃描次數(shù)的必需的數(shù)目， 其中，通過在所述局部離子注入?yún)^(qū)域中，在固定所述晶片的情況下進(jìn)行所獲得的掃描次數(shù)的數(shù)目的離子束掃描，實現(xiàn)離子注入?yún)^(qū)域的設(shè)定劑量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子注入方法， 其中，當(dāng)將往復(fù)掃描設(shè)定為基本單元時，所述離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目為整數(shù)或半整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法， 其中，當(dāng)制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域時，以如下的方式終止向晶片上照射離子束:通過向安裝在從所述離子源到所述晶片的離子傳送區(qū)域的預(yù)定位置的電極施加電壓來使所述離子束的軌跡偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法， 其中，當(dāng)制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域時，將使所述離子束的軌跡偏轉(zhuǎn)的電極安裝在從所述離子源到所述晶片的離子傳送區(qū)域中的預(yù)定位置，當(dāng)開始制作所述離子注入?yún)^(qū)域時，以如下的方式終止向所述晶片上照射離子束:在所述晶片上預(yù)先確定的位置坐標(biāo)處去除對所述電極的電壓施加，并且當(dāng)所述離子注入?yún)^(qū)域的制作結(jié)束時，在所述晶片上的單獨確定的位置坐標(biāo)處向所述電極施加電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法， 其中，在對一片晶片進(jìn)行離子注入期間，對于每一個所述局部離子注入?yún)^(qū)域，保持多種施加電壓的時間或去除電壓的時間的模式，所述局部離子注入?yún)^(qū)域被設(shè)定為多個，并且保持多種所述離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目的模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入方法， 其中，在對所述晶片進(jìn)行離子注入之前測量所述離子束時的所述離子束的掃描頻率與在對所述晶片平面進(jìn)行離子注入期間的所述離子束的掃描頻率不同，其中測量所述離子束是為了測量在與所述掃描的離子束的所述掃描方向正交的方向上的束流寬度和所述束流在單位時間內(nèi)通過單位面積的束流電流值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子注入方法， 其中，使用40HZ或更高的掃描頻率來作為對所述晶片進(jìn)行離子注入之前測量所述離子束時的所述離子束的所述掃描頻率，并且 其中，使用IHz或更低的掃描頻率作為對所述晶片平面進(jìn)行離子注入期間的所述離子束的所述掃描頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的離子注入方法， 其中，制作多種離子注入?yún)^(qū)域，使得在所述離子束的所述掃描方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度、在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上的離子注入?yún)^(qū)域長度以及所述離子注入?yún)^(qū)域的劑量中的至少一個是不同的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離子注入方法， 其中，將在所述離子束的所述掃描方向上的所述離子注入?yún)^(qū)域長度設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離子注入方法， 其中，將在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上的所述離子注入?yún)^(qū)域長度設(shè)定在大于等于2mm且小于等于80mm的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離子注入方法， 其中，將所述離子注入?yún)^(qū)域的所述劑量設(shè)定在大于等于lE13/cm2且小于等于lE17/cm2的范圍內(nèi)。
16.一種離子注入裝置，包括: 束流線，在所述束流線上，將從離子源產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片； 束流掃描儀，在所述束流線的中間、在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描； 驅(qū)動單元，使所述晶片在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上移動；以及 控制模塊，控制所述驅(qū)動單元和所述束流掃描儀， 其中，在晶片平面上，所述控制單元制作包括全寬度非離子注入?yún)^(qū)域和局部離子注入?yún)^(qū)域的兩種平面內(nèi)區(qū)域，所述兩種平面內(nèi)區(qū)域在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上交替布置一次或多次，所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域為在其整個寬度內(nèi)不注入離子的平面內(nèi)區(qū)域，所述局部離子注入?yún)^(qū)域為在所述離子束的所述掃描方向上注入離子的離子注入?yún)^(qū)域和未注入離子的區(qū)域交替地反復(fù)的平面內(nèi)區(qū)域，并且通過在每個平面內(nèi)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行不同的離子注入處理控制，而僅在晶片平面內(nèi)的預(yù)定區(qū)域注入離子，在除了所述預(yù)定區(qū)域以外的區(qū)域不注入離子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的離子注入裝置， 其中，所述控制單元在制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域期間，在固定所述晶片的情況下進(jìn)行離子注入，并且在制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域期間，在不進(jìn)行離子注入的情況下使所述晶片移動，并且執(zhí)行反復(fù)進(jìn)行多次對所述晶片的固定和移動的離子注入處理控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的離子注入裝置， 其中，所述控制單元執(zhí)行處理控制，其中在一個所述局部離子注入?yún)^(qū)域中設(shè)定的所述多個離子注入?yún)^(qū)域中，相對于所述晶片平面的離子注入角度在任意一個所述離子注入?yún)^(qū)域均彼此平行，并且，在所述多個局部離子注入?yún)^(qū)域中設(shè)定的所述離子注入?yún)^(qū)域中，相對于所述晶片平面的離子注入角度也在任意一個所述離子注入?yún)^(qū)域均彼此平行。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的離子注入裝置， 其中，所述控制單元從基于 在對所述晶片進(jìn)行離子注入之前預(yù)先測量的束流電流值和所述離子注入?yún)^(qū)域的設(shè)定劑量的計算中獲得所述離子束的掃描次數(shù)的必需的數(shù)目，并且通過在所述局部離子注入?yún)^(qū)域中，在固定所述晶片的情況下使所述離子束掃描執(zhí)行所獲得的所述離子束的掃描次數(shù)的數(shù)目來實現(xiàn)所述離子注入?yún)^(qū)域的所述設(shè)定劑量
20.一種離子注入裝置，包括: 束流線，在所述束流線上，將從離子源產(chǎn)生的離子作為離子束傳送至晶片； 束流掃描儀，在所述束流線的中間在單軸方向上使用離子束進(jìn)行往復(fù)掃描； 驅(qū)動單元，使所述晶片在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上移動；以及 控制單元，控制所述驅(qū)動單元和所述束流掃描儀， 其中，在晶片平面上，所述控制單元進(jìn)行如下操作:制作包括全寬度非離子注入?yún)^(qū)域和局部離子注入?yún)^(qū)域的兩種平面內(nèi)區(qū)域，所述兩種平面內(nèi)區(qū)域在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上交替布置一次或多次；在制作所述局部離子注入?yún)^(qū)域期間通過固定所述晶片進(jìn)行離子注入，并且在制作所述全寬度非離子注入?yún)^(qū)域期間在不進(jìn)行離子注入的情況下使晶片移動；以及執(zhí)行離子注入處理控制，其中，在將從所述離子源產(chǎn)生的所述離子作為所述離子束傳送至所述晶片，且在所述傳送中途在單軸方向上進(jìn)行所述離子束的往復(fù)掃描的同時，通過反復(fù)進(jìn)行多次對所述晶片的固定和移動，而僅在晶片平面內(nèi)的預(yù)定區(qū)域進(jìn)行離子注入，在除了所述預(yù)定區(qū)域以外的區(qū)域不注入離子；使所述晶片在與所述離子束的所述掃描方向正交的方向上機械地移動，以便在整個晶片平面上進(jìn)行一致的離子注入。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種離子注入方法及離子注入裝置，在半導(dǎo)體晶片的平面上，制作包括全寬度非離子注入?yún)^(qū)域和局部離子注入?yún)^(qū)域的兩種平面內(nèi)區(qū)域，所述兩種平面內(nèi)區(qū)域在與離子束的掃描方向正交的方向上交替布置一次或多次。在制作局部離子注入?yún)^(qū)域期間，在可以固定半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)下，進(jìn)行或終止對半導(dǎo)體晶片的離子束照射的同時，反復(fù)進(jìn)行使用離子束的往復(fù)掃描直至可以滿足目標(biāo)劑量。在制作全寬度非離子注入?yún)^(qū)域期間，可以在不進(jìn)行對半導(dǎo)體晶片的離子束照射的情況下移動半導(dǎo)體晶片。然后，通過反復(fù)進(jìn)行多次對所述半導(dǎo)體晶片的固定和移動，在半導(dǎo)體晶片的期望的區(qū)域制作離子注入?yún)^(qū)域及非離子注入?yún)^(qū)域。
文檔編號H01L21/265GK103227087SQ20131002833
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月27日
發(fā)明者二宮史郎, 岡本泰治, 弓山敏男, 越智昭浩 申請人:斯伊恩股份有限公司