(57)【要約】【課題】イオン注入プロセスの制御方法及びそのシステムを提供する。【解決手段】半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動を測定するステップ、イオン注入プロセス中に２次元モードで前記半導体ウエハを移動するステップ、及び、前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は前記CDの変動に基づいて変化されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するステップを含むイオン注入均一のための方法。【選択図】図３
2010206195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動を測定するステップ、
イオン注入プロセス中に２次元モードで前記半導体ウエハを移動するステップ、及び
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、前記CDの変動に基づいて変更されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するステップを含むイオン注入プロセスを制御する方法。
【請求項２】
前記速度を制御するステップは、
前記速度を増加して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を減少するステップ、及び
前記速度を減少して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を増加するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記速度は、線速度（V）であり、前記線速度（V）は、
イオンビーム電流（I）                          （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
に実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体ウエハを移動するステップは、
前記半導体ウエハをテーブル上に固定し、前記半導体ウエハの中心部が前記テーブルの中心部に実質的に位置合わせされるステップ、
前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを提供するステップ、及び
前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するステップを更に含み、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、（R‐r1）／Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第１半径方向に第１距離（r1）を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度（w）は、（R+r2）／Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第１半径方向と逆の第２半径方向に第２距離（r2）を延伸する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
CDの変動の測定から得られた情報は、高度プロセス制御（APC）システムに提供され、半導体ウエハの移動速度を制御する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記APCシステムによって、前記CDの変動の情報に基づいて前記イオン注入プロセスのイオンビームの強度分布（profile）を制御するステップを更に含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
イオン注入プロセスを制御する方法であって、
その上に形成された複数の特徴を有する半導体ウエハを提供するステップ、
前記半導体ウエハの第１領域に位置された特徴の第１限界寸法（CD）と前記半導体ウエハの第２領域に位置された特徴の第２限界寸法（CD）を測定するステップ、及び
前記半導体ウエハが２次元モードで走査されている間、前記半導体ウエハ内にイオンを注入するステップを含み、
前記半導体ウエハは、前記イオンが前記第１領域内に注入されている時、第１速度で移動され、前記イオンが前記第２領域内に注入されている時、前記第１速度と異なる第２速度で移動される方法。
【請求項８】
前記第１速度と前記第２速度は、前記第１CDと前記第２CD間の変動に基づいている請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の特徴は、複数のゲート構造を含み、且つ
前記半導体ウエハ内へイオンを注入するステップは、各ゲート構造の反対側に位置される軽ドープソース／ドレイン領域を形成する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１と第２限界寸法と関連した情報を高度プロセス制御（APC）システムに先送り（feeding forward）し、前記第１速度と前記第２速度を制御するステップを更に含む請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
半導体ウエハを固定するように動作可能なテーブル、
前記テーブルに結合され、２次元モードで半導体ウエハを移動するよう動作可能な機構、
前記半導体ウエハが移動するにつれて、前記半導体ウエハ内にイオンを注入するイオンビームを提供するよう動作可能な注入設備、及び
前記半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動と関連した情報を受け、且つ
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、CDの変動と関連した情報に基づいて変化されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するよう動作可能な制御器を含むシステム。
【請求項１２】
前記CDの変動を測定し、前記CDの変動と関連した情報を制御器に提供するよう動作可能な検査設備を更に含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記速度は、線速度（V）であり、前記線速度（V）は、
イオン電流（I）                                （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
に実質的に等しい請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記機構は、前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを含み、
前記テーブルの中心部は、前記半導体ウエハの中心部に実質的に位置合わせされ、
前記制御器は、前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するように動作可能であり、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、（R‐r1）／Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第１半径方向に第１距離（r1）を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度（w）は、（R+r2）／Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第１半径方向と逆の第２半径方向に第２距離（r2）を延伸する請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御器は、前記CDの変動と関連した情報に基づいて前記イオンビームの強度分布（profile）を変更するように動作可能な請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術では、マスクまたはウエハの限界寸法（critical dimension；CD）は、プロセス技術により絶えず小型化されている。さまざまなパターン（例えば、線幅または線間隔）に対してCDの均一性が許容レベルにある（CD均一性と呼ばれる）ことは、重要である。しかし、CDの変動は、後の処理に負の影響を及ぼす可能性がある。例えば、トランジスタの各種のドープによる特徴（例えば、軽ドープソース／ドレイン特徴）を形成するイオン注入プロセスは、ゲート幅のCD変動により半導体ウエハ横切って、均一でなくなる可能性がある。よって、トランジスタの性能特性（例えば、しきい電圧）は、ダイごとに（from die to die）変動する可能性があり、貧弱なデバイス性能と低歩留まりを招くおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
イオン注入プロセスの制御方法及びそのシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のより広い形式の１つは、イオン注入プロセスを制御する方法を含む。前記方法は、半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動を測定するステップ、イオン注入プロセス中に半導体ウエハを移動するステップ、及び半導体ウエハへの注入ドーズ量は、CDの変動(variation)に基づいて変更される(varied)ように半導体ウエハの移動速度を制御するステップを含む。
【０００５】
本開示のより広い形式の１つは、イオン注入プロセスを制御する方法を含む。前記方法は、その上に形成された複数の特徴を有する半導体ウエハを提供するステップ、半導体ウエハの第１領域に位置された特徴の第１限界寸法（CD）と半導体ウエハの第２領域に位置された特徴の第２限界寸法（CD）を測定するステップ、半導体ウエハが２次元モードで走査されている間、半導体ウエハ内にイオンを注入するステップを含む。半導体ウエハは、イオンが第１領域内に注入されている時、第１速度で走査され、イオンが第２領域内に注入されている時、第１速度と異なる第２速度で走査される。
【０００６】
本開示のより広い形式のもう１つは、イオン注入プロセスを制御するシステムを含む。システムは、半導体ウエハを固定するよう動作可能なテーブル、テーブルに結合され、イオン注入プロセス中に半導体ウエハを移動するよう動作可能な機構、半導体ウエハが移動されている時、半導体ウエハ内にイオンを注入するイオンビームを提供するよう動作可能な注入設備（ツール）、及び制御器を含む。前記制御器は、半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動と関連した情報を受けて、半導体ウエハの移動速度を制御することで、半導体ウエハへの注入ドーズ量がCDの変動と関連した情報に基づいて変化されるよう動作可能である。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、イオン注入プロセスの半導体ウエハのCDの変化を補償する効果的で管理可能な方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】限界寸法（CD）の変動を有する半導体ウエハの上面図を示している。
【図２】限界寸法（CD）の変動に対して半導体ウエハに実行されるイオン注入プロセスの断面図を示している。
【図３】本開示のさまざまな側面に基づいたイオン注入プロセスの制御方法の流れ図を示している。
【図４】図３の方法を実施するシステムの概略図を示している。
【図５】イオン注入プロセスにて利用することができる走査機構の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
［実施例］
【００１０】
理解すべきことは、以下の開示は、本発明の異なる特徴を実行するために、多くの異なる実施例または例を提供するものであることである。構成要素と配置の具体例は本開示を簡易化するように下記に説明される。当然ながらこれらは例にすぎず、本発明を限定する意図はない。また、さまざまな実施例において、参照番号と文字は繰り返されるかもしれないが、この繰り返しは、簡易化と明確化を目的とするもので、本来述べられた各種実施例及び／または構造間の関係を決定づけるものではない。さらに又、以下に述べる説明にて第２特徴の上方又は上への第１特徴の形成は、第１と第２特徴が直接接触で形成された実施例を含むことができ、第１と第２特徴が直接接触でなくなるように、付加的な特徴が第１と第２特徴に介在するよう形成できる実施例をも含むことができる。
【００１１】
図１を参照して、図１は、パターニングプロセス後の半導体ウエハ１００の限界寸法（CD）の変動を示している。半導体ウエハ１００は、シリコンを含む半導体基板を含む。理解されるのは、ドープ領域（例えば、n‐ウェルまたはp‐ウェル）、分離構造及び誘電体層等の各種特徴が形成することができるが、簡易化と明確化のために示されていないことである。半導体ウエハ１００は、複数のダイを含み、各ダイは、その中に形成された集積回路を有する。本実施例では、半導体ウエハ１００は、各ダイに対するトランジスタの複数のゲート構造を作るラインのパターンを形成するために処理されている。
【００１２】
ゲート構造は、ゲート誘電体層とゲート電極を含む。ゲート構造は、どの適当なプロセスによっても形成することができる。例えば、ゲート構造は、従来の堆積、フォトリソグラフィーパターン化プロセスと、エッチングプロセス（ゲートパターニング）によって形成することができる。フォトリソグラフィーパターン化プロセスは、フォトレジストコーティング（例えば、スピンオンコーティング）、ソフトベーキング、マスク位置合わせ、露光、露光後ベーク、フォトレジスト現像、洗浄、乾燥、他の適当なプロセス及び／または他の組み合わせを含むことができる。露光プロセスは、例えば、マスクなしフォトリソグラフィー、電子ビーム描画、イオンビーム描画と、分子インプリンティング（molecular imprint）などの他の適当な方法によって実行、または取り替えることもできる。エッチングプロセスは、ドライエッチング、ウェットエッチングと、または他のエッチング法（例えば、反応性イオンエッチング）を含むことができる。エッチングプロセスは、純化学的（プラズマエッチング）、純物理的（イオンミリング）のいずれか及び／またはその組み合わせとすることもできる。理解されることは、ゲート構造は、上述のプロセスのどの組み合わせによっても形成することができることである。
【００１３】
フォトレジスト層は、エッチングプロセス後、はく離される。ゲート構造は、検査され（例えば、はく離後検査（ASI））、半導体ウエハ１００の限界寸法（CD）を測定する。本実施例では、測定された限界寸法は、ゲート構造の線幅を含む。線幅の寸法は、線パターンを形成するように実施されるプロセス技術（例えば、９０nm、６５nm、４５nmなど）によって測定される。線幅は、例えば当分野にて既知の走査型電子顕微鏡（CD‐SEM）などの適当なCD計測装置を用いて、半導体ウエハ１００上の各種位置で測定される。線パターンの画像は、本ステップまたはその前にCD‐SEM設備によって得ることができる。あるいは又、計測装置は、断面測定用SEM（X‐SEM）、走査透過型電子顕微鏡（TEM）、原子間力顕微鏡（AFM）、または他の適当な設備を任意に含むことができる。得られたサンプルの数とサンプルの位置は、変えることができる。線幅を特徴づけるための各種計量は、例えば、平均、偏差（例えば、３−シグマ標準偏差）と、範囲の画像から測定することができる。線幅の測定から得られた情報は、レシピ（recipe）を調節するか、または処理される次のウエハのためのパターニング及び／またはエッチングプロセスを調整するようにフィードバックすることができる。前記情報は、ダイごとに包含する半導体ウエハ１００を横切って限界寸法（CD）の変動を測定するためにも評価される。
【００１４】
例えば、半導体ウエハ１００上の複数の領域１１０、１２０、１３０、１４０及び１５０の限界寸法（CD）の変動を示すマップを生成することができる。ウエハ１００上の各領域１１０、１２０、１３０、１４０又は１５０は、計測装置によって測定されるように同様な線幅を有するゲート構造を含む。本実施例では、前記マップは、特定の傾向（trend）のないランダムなCDの変動を表している。前記マップは、例えば、デュアルサイド傾向（dual side trend）（例えば、左側のCDの変動は、ウエハの右側のCDの変動と同様である）、傾斜傾向（tilt trend）（例えば、CDの変動がウエハの左側から右側に増加し、その逆も同様である。）または、リング形傾向（ring-type trend）（例えば、CDの変動がウエハ上の同心円状リング内にある）などの傾向を表す場合があることが観測されている。理解されることは、マップ中の領域１１０、１２０、１３０、１４０及び１５０の数量、寸法、形状と位置は、変えることができることである。
【００１５】
ここで図２も参照して、変動している限界寸法（CD）を有する半導体ウエハに実行されているイオン注入プロセスの断面図を示している。簡易化と明確化のために、半導体ウエハは、異なる限界寸法を有する２つのゲート構造２１０、２２０で示されている。ゲート構造２１０、２２０は、図１の半導体ウエハ１００上に形成されたゲート構造の例示である。ゲート構造２１０、２２０は、異なるダイに形成してもよく、または、同じダイ内に形成してもよい。ゲート構造２１０は、ゲート構造２２０の幅W2より小さい幅W1を有する。フォトレジスト層のはく離後、イオン注入プロセス２３０が半導体ウエハ１００に実行され、ゲート構造２１０、２２０の対向側に軽ドープソース／ドレイン領域２１５、２２５を形成する。イオン注入プロセス２３０は、例えばホウ素またはBF2のp型ドーパント、例えばリンまたはヒ素、及び／またはその組み合わせのn型ドーパントを用いることができる。イオン注入プロセス２３０は、例えばしきい電圧などのさまざまな性能特性に影響し、且つしきい電圧は、ゲート構造の異なる幅（CDの変動）により変動する場合があることが観測されている。よって、ゲート構造２１０を有するトランジスタは、ゲート構造２２０を有するトランジスタと比較すると異なるしきい電圧で動作することができる。半導体産業がチップを製造するために、より大きなウエハ（例えば、450mm）に移行するにつれて、CDの変動に伴う問題は悪化する。
【００１６】
図３を参照して、本開示の実施例によるイオン注入プロセスの制御方法３００の流れ図が示されている。方法３００は、半導体ウエハが提供されるブロック３０２から始まる。半導体ウエハは、図１の半導体ウエハ１００に類似する。半導体ウエハは、複数のゲート構造向けの線パターンを形成するように処理された。方法３００は、半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動が測定されるブロック３０４に対して続く。半導体ウエハは、はくり後検査（ASI）を受け、ウエハを横切ってゲート構造の線幅の限界寸法を測定する。点から点の限界寸法のウエハマップ（x、y）は、図１で上述のCDの変動を表している。
【００１７】
方法３００は、イオン注入プロセス中に２次元モードで走査される半導体ウエハのブロック３０６に対して続く。半導体ウエハは、処理用のイオン注入設備に運搬される。マップ上のCDの変動と関連した情報は、先送りされ（fed forward）、高度プロセス制御（APC）システムに提供される。APCシステムは、情報を処理し、イオン注入設備とイオン注入プロセス中の半導体ウエハを走査する走査機構を制御する。走査は、計測設備によって提供されたCDマップに基づいて２次元モードで行われる。方法３００は、走査速度が制御されて、半導体ウエハへの注入ドーズ量がCDの変動に基づいて変更されるブロック３０８に対して続く。APCシステムは、走査機構の速度を制御し、様々な走査位置で半導体ウエハへの注入ドーズ量を調整する。以下に述べられるように速度は、マップ上に表されたCDの変動に基づく。後に述べられるように速度は、半導体ウエハへの注入ドーズ量に反比例する。よって、速度は、注入ドーズ量を減少するように増加することができ、あるいは、速度は、注入ドーズ量を増加するように減少することができる。よって、半導体ウエハが２次元モードで走査される時に速度を制御することにより、ゲート構造のCDの変動を補償することができ、デバイス性能とウエハ歩留まりを改善することができる。ブロック３０６と３０８に関するより多くの詳細は、以下に図５を参照して述べられる。
【００１８】
図４を参照して、図３の方法３００を実行するように実施されるシステム４００の実施例の図である。システム４００は、通信ネットワーク４０２によって接続された複数の実体を含む。ネットワーク４０２は、単一ネットワーク、または例えばイントラネット、またはインターネットなどのさまざまな異なるネットワークとすることができ、有線または無線の両方の通信チャネルを含むことができる。各実体は、他の実体と交信し(interact)、他の実体にサービスを提供するか、またはサービスを受けることができる。本実施例では、実体は、APCシステム４０４、ASI CD計測設備４０６、イオン注入設備４０８と、データベース４１０を含む。フォトレジストをはく離した後、半導体ウエハは、ASI CD計測設備４０６によって限界寸法を測定するため検査を受ける。ウエハの限界寸法（CD）と関連した情報は、次に続くウエハへのイオン注入プロセスを制御するため先送りされる。例えば、CD情報は、APCシステム４０４によって収集されるか、APCシステム４０４に提供されて、データベースに４１０に記憶することができる。本開示の態様は、APCシステム４０４内で実施され、ASI CD計測設備４０６か、データベース４１０のいずれか一方からの情報を分析する。半導体ウエハは、イオン注入プロセスのためイオン注入設備４０８に運搬される。イオン注入設備４０８は、当分野にて既知のイオンビームによってイオンを注入するよう動作可能である。CD情報に基づいて、ウエハの異なる位置にウエハが走査されてイオンが注入された時、APCシステム４０４は、イオン注入設備４０８と連結して用いられる走査機構の速度を制御する。注意すべきことは、本開示の態様は、APCシステム４０４または任意の他のデータ処理システム内で実行するソフトウェアアプリケーションとして実行することができることである。
【００１９】
図５を参照して、本開示の実施例によるイオン注入プロセスに用いられる走査機構５００が示されている。走査機構５００は、テーブル５０２と走査アーム５０４を含む。理解されることは、走査機構５００は、モーター、結合器、制御器、センサと、他の要素も含むが明確化のために簡易化されていることである。テーブル５０２は、処理中、半導体ウエハ５１０を保持し固定するよう動作可能である。テーブル５０２は、真空力、または他の適当な技術によってウエハ５１０を保持することができる。半導体ウエハ５１０は、半径（r）５１２を有する。走査アーム５０４は、長さ（R）５１４を有し、テーブル５０２の中心部に結合する一端と、度／秒で表示される角速度で走査アーム５０４を回転するモーター（図示せず）に結合する反対端を備える。本実施例では、長さ（R）５１４は、約９０cmである。走査機構５００は、走査アーム５０４の角速度と、イオン注入設備（図示せず）によって提供されるイオンビームに対応した半導体ウエハ５１０上の位置を制御するAPCシステム（図４のAPCシステム４０４に類似の）に動作可能に結合することができる。半導体ウエハ５１０の角速度は、以下に述べられる線速度より測定することができる。よって、APCシステムは、イオン注入プロセス中に２次元モードで半導体ウエハ５１０を走査し、半導体ウエハを横切ったCDの変化を補償することができる。
【００２０】
走査の線速度は、下記の式によって測定することができる：
イオンビーム電流（I）                    （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
上述の式（１）では、cm／秒で線速度（V）が、アンペアまたはクーロン／秒でイオンビーム電流（I）が、／イオンで電荷状態（n）が、1.6E-19 クーロンで電子電荷（e）が、イオン／cm2でレシピドーズ量（D）が、cmでステップサイズ（Y）が表すことができる。例えばイオン電流（I）とステップサイズ（Y）のパラメータのいくつかは、特定のイオン注入設備／イオン注入プロセスに対して最適化することができる。式（１）から、線速度（V）は、レシピドーズ量（D）と反比例である。よって、線速度（V）は、レシピドーズ量（D）を減少するため増加することができ、線速度（V）は、レシピドーズ量(D)を減少するため増加することができる。一実施例では、LDD領域を形成するレシピドーズ量（D）は、1E13 イオン/cm2 から5E14イオン/cm2の範囲とすることができる。よって、線速度を制御することによってイオン注入プロセスのレシピドーズ量（D）を調整し、ウエハを横切ってCDの変動を補償することができる。実施例では、線速度（V）から角速度（w）の変換は、以下に述べられる。
【００２１】
角速度（w）は、下記の式によって線速度に関して表すことができる：
線速度（V）*1（R）*（180/pi）      （2）
上述の式（2）では、角速度（w）は、度／秒で表され、Rは、走査アームの長さ５１４である。
【００２２】
もし式（２）が半導体ウエハ５１０の中心の角速度を表すなら（走査アーム５０４の端部が半導体ウエハ５１０の中心に実質的に位置合わせされると仮定して）、異なる走査位置の角速度は、補正係数によって調整することができる。例えば、半導体ウエハ５１０の下部部分５２０の角速度（Wbottom）は： 
Wcenter *（R-r）/R              （3）
として表すことができ、rは、半導体ウエハ５１０の半径５１２である。注意すべきことは、rの値は、走査位置が半導体ウエハ５１０の中心に近接するにつれて、減少する可能性があることである。
【００２３】
半導体ウエハ５１０の上部５３０の角速度（Wtop）は：
Wcenter * （R+r）/R                   （4）
として表すことができ、rは、半導体ウエハ５１０の半径５１２である。注意すべきことは、rの値は３、走査位置が半導体ウエハ５１０の中心に近接するにつれて、減少する可能性があることである。
【００２４】
よって、式（１）〜（４）を実施することによって、APCシステムは、半導体ウエハ５１０の走査位置に対応して走査機構５００の角速度（w）を制御し、注入ドーズ量を調整してウエハ全体のCDの変化を補償することができる。また、アルゴリズムを制御する局所的な注入ドーズ量は：
実（Actual）走査速度＝Nom走査速度*（1/R）*（測定されたビーム電流／初期ビーム電流）
として表され、（1/R）係数を用いて異なる領域（領域ごと）の注入ドーズ量を制御する。注意すべきことは、APCシステムは、イオン注入プロセスのイオンビームピークサイズを制御して、ドーパント補償の領域面積を更に調整し、固定することもできることである。例えばAPCシステムは、イオンビームの強度分布（profile）幅を増加／減少し、ビームの注入面積を増加／減少する。また、APCシステムは、電場または他の適当な技術を用いてイオンビームを更に制御することができる。
【００２５】
要約すれば、ここで示された方法とシステムは、イオン注入プロセスの半導体ウエハのCDの変化を補償する効果的で管理可能な方法を提供している。注入ドーズ量は、CDの変化に基づいてウエハの異なる走査位置で走査の速度を制御することにより調整することができる。ゲート幅のCDは、ASI CD設備で測定され、点ごとの限界寸法のウエハマップ（x、y）が実行される。マップと関連した情報は、次に続くイオン注入プロセスに用いられるように先送りされる。よって、走査は、マップに対応した２次元モードで実行され、走査の速度は、増加／減少されてCDの変動を補償する注入ドーズを減少／増加する。ここで示された実施例は、例えばデュアルサイドマップ（dual side map）、傾斜傾向マップ（tilt trend map）、リング形マップ（ring-type map）と、ランダム形マップなどのさまざまなCDマップを補償するよう適用可能である。理解されることは、ここで示された異なる実施例は、異なる利点を提供し、特定の利点が全ての実施例に必ずしも必要というわけではないことである。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。従って、本発明が請求する保護範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００２７】
１００、５１０  半導体ウエハ
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０  領域
２１０、２２０  ゲート構造
２１５、２２５  軽ドープソース／ドレイン領域
２３０  イオン注入プロセス
４００  システム
４０２  ネットワーク
４０４  APCシステム
４０６  ASI CD計測設備
４０８  イオン注入設備
４１０  データベース
５００  走査機構
５０２  テーブル
５０４  走査アーム
５１２  半径
５１４  長さ
５２０  下部部分
５３０  上部部分
【図１】
2010206195.tif 000003
【図２】
2010206195.tif 000004
【図３】
2010206195.tif 000005
【図４】
2010206195.tif 000006
【図５】
2010206195.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月1日(2010.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
走査の線速度は、下記の式によって測定することができる：
イオンビーム電流（I）                          （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
上述の式（１）では、cm／秒で線速度（V）が、アンペアまたはクーロン／秒でイオンビーム電流（I）が、／イオンで電荷状態（n）が、1.6E-19 クーロンで電子電荷（e）が、イオン／cm2でレシピドーズ量（D）が、cmでステップサイズ（Y）が表すことができる。例えばイオン電流（I）とステップサイズ（Y）のパラメータのいくつかは、特定のイオン注入設備／イオン注入プロセスに対して最適化することができる。式（１）から、線速度（V）は、レシピドーズ量（D）と反比例である。よって、線速度（V）は、レシピドーズ量（D）を減少するため増加することができ、線速度（V）は、レシピドーズ量(D)を減少するため増加することができる。一実施例では、LDD領域を形成するレシピドーズ量（D）は、1E13 イオン/cm2 から5E14イオン/cm2の範囲とすることができる。よって、線速度を制御することによってイオン注入プロセスのレシピドーズ量（D）を調整し、ウエハを横切ってCDの変動を補償することができる。実施例では、線速度（V）から角速度（w）の変換は、以下に述べられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動を測定するステップ、
イオン注入プロセス中に２次元モードで前記半導体ウエハを移動するステップ、及び
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、前記CDの変動に基づいて変更されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するステップを含むイオン注入プロセスを制御する方法。
【請求項２】
前記速度を制御するステップは、
前記速度を増加して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を減少するステップ、及び
前記速度を減少して前記半導体ウエハへの注入ドーズ量を増加するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記速度は、線速度（V）であり、前記線速度（V）は、
イオンビーム電流（I）                          （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
に実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記半導体ウエハを移動するステップは、
前記半導体ウエハをテーブル上に固定し、前記半導体ウエハの中心部が前記テーブルの中心部に実質的に位置合わせされるステップ、
前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを提供するステップ、及び
前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するステップを更に含み、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、（R‐r1）／Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第１半径方向に第１距離（r1）を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度（w）は、（R+r2）／Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第１半径方向と逆の第２半径方向に第２距離（r2）を延伸する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
CDの変動の測定から得られた情報は、高度プロセス制御（APC）システムに提供され、半導体ウエハの移動速度を制御する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記APCシステムによって、前記CDの変動の情報に基づいて前記イオン注入プロセスのイオンビームの強度分布（profile）を制御するステップを更に含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
イオン注入プロセスを制御する方法であって、
その上に形成された複数の特徴を有する半導体ウエハを提供するステップ、
前記半導体ウエハの第１領域に位置された特徴の第１限界寸法（CD）と前記半導体ウエハの第２領域に位置された特徴の第２限界寸法（CD）を測定するステップ、及び
前記半導体ウエハが２次元モードで走査されている間、前記半導体ウエハ内にイオンを注入するステップを含み、
前記半導体ウエハは、前記イオンが前記第１領域内に注入されている時、第１速度で移動され、前記イオンが前記第２領域内に注入されている時、前記第１速度と異なる第２速度で移動される方法。
【請求項８】
前記第１速度と前記第２速度は、前記第１CDと前記第２CD間の変動に基づいている請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の特徴は、複数のゲート構造を含み、且つ
前記半導体ウエハ内へイオンを注入するステップは、各ゲート構造の反対側に位置される軽ドープソース／ドレイン領域を形成する請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１と第２限界寸法と関連した情報を高度プロセス制御（APC）システムに先送り（feeding forward）し、前記第１速度と前記第２速度を制御するステップを更に含む請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
半導体ウエハを固定するように動作可能なテーブル、
前記テーブルに結合され、２次元モードで半導体ウエハを移動するよう動作可能な機構、
前記半導体ウエハが移動するにつれて、前記半導体ウエハ内にイオンを注入するイオンビームを提供するよう動作可能な注入設備、及び
前記半導体ウエハの限界寸法（CD）の変動と関連した情報を受け、且つ
前記半導体ウエハへの注入ドーズ量は、CDの変動と関連した情報に基づいて変化されるように前記半導体ウエハの移動速度を制御するよう動作可能な制御器を含むシステム。
【請求項１２】
前記CDの変動を測定し、前記CDの変動と関連した情報を制御器に提供するよう動作可能な検査設備を更に含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記速度は、線速度（V）であり、前記線速度（V）は、
イオンビーム電流（I）                          （1）
荷電状態（n）*電子電荷（e）*レシピドーズ量（D）*ステップサイズ（Y）
に実質的に等しい請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記機構は、前記テーブルの中心部に結合された、長さRを有するアームを含み、
前記テーブルの中心部は、前記半導体ウエハの中心部に実質的に位置合わせされ、
前記制御器は、前記注入されている半導体ウエハの位置に基づいて前記アームの角速度を調整するように動作可能であり、
前記半導体ウエハの下部が注入されている時、前記アームの角速度は、（R‐r1）／Rの係数によって調整され、前記下部は、前記半導体ウエハの中心部から第１半径方向に第１距離（r1）を延伸し、
前記半導体ウエハの上部が注入されている時、前記アームの角速度（w）は、（R+r2）／Rの係数によって調整され、前記上部は、前記半導体ウエハの中心部から前記第１半径方向と逆の第２半径方向に第２距離（r2）を延伸する請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御器は、前記CDの変動と関連した情報に基づいて前記イオンビームの強度分布（profile）を変更するように動作可能な請求項１１に記載のシステム。