(57)【要約】【課題】  バッチ式イオン注入処理において、イオンビームのビーム電流に周期変動が存在する場合にもドーズ量の均一性を向上させ、それを用いて製造される半導体装置の特性を均一化する。【解決手段】  複数のウェーハを装填したウェーハディスクを回転させながら、該複数のウェーハにイオンビームを照射するイオン注入工程において、イオンビームのビーム電流が測定され、ビーム電流に周期変動が存在するかが判定される。周期変動が存在すると判定されたとき、ウェーハディスクの回転速度が、ビーム電流の周期変動と同期しない回転数に更新される。【選択図】  図５
2011060935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェーハを装填したウェーハディスクを回転させながら、前記複数のウェーハにイオンビームを照射することにより、前記ウェーハに形成される半導体装置の不純物領域を形成するイオン注入工程を有し、
前記イオン注入工程は、前記ウェーハへのイオン注入処理前に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
前記ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
前記判定段階の結果に基づいて前記ウェーハディスクの回転速度を決定する決定段階と、
を有する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記決定段階は、前記周期変動が存在しないとき、前記ウェーハディスクの回転速度を初期設定の回転数に決定し、前記周期変動が存在するとき、前記ウェーハディスクの回転速度を前記周期変動と同期しない回転数に決定する、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】
前記イオン注入工程は更に、前記ウェーハへのイオン注入処理中に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
該ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
該周期変動が存在するとき、前記ウェーハディスクの回転速度を該周期変動と同期しない回転数に更新する更新段階と、
を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記イオン注入工程は更に、前記ウェーハへのイオン注入処理中に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
該ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
該周期変動が存在するとき、該周期変動の変動量を所定の変動量と比較し、且つ該周期変動の変動周波数を所定の周波数と比較する段階と、
該変動量が該所定の変動量以上であり、且つ該変動周波数が該所定の周波数以下であるとき、前記ウェーハディスクの回転速度を該周期変動と同期しない回転数に更新する更新段階と、
を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記決定段階及び前記更新段階において、前記ウェーハディスクの前記回転数は、予め設定された複数の回転数から選択される、ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスは、一般的に、複数のイオン注入工程を含んでいる。例えばＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の製造においては、典型的に、Ｐ型及び／又はＮ型の、ウェル、ソース・ドレイン及びそのエクステンション領域などを形成するためにイオン注入が用いられる。
【０００３】
近年、半導体装置の製造コストの削減のため、微細化によるデバイスの小型化及びウェーハの大口径化などによる収量増大や、枚葉式処理に代えてバッチ式処理を用いることなどによる製造スループットの向上が図られている。イオン注入に関しても枚葉式処理とバッチ式処理とがある。枚葉式処理においては、回転注入式のイオン注入においてドーズ量のウェーハ面内均一性を向上させるために、ウェーハに照射されたイオンビーム電流を測定し、ウェーハ回転数を調整する技術などが用いられている。しかしながら、枚葉式においてウェーハ面内の均一性を向上させることと比較して、バッチ式のイオン注入処理においてバッチ内の複数のウェーハ間及び各ウェーハ面内の均一性を向上させることは遙かに困難である。
【０００４】
図１に典型的なバッチ式イオン注入装置１００の概略図を示す。バッチ式イオン注入装置１００は、イオンビーム１１１の生成を行うイオン源１１２、質量分析部１１３及び後段加速部１１４と、イオンビーム１１１の電荷、故に、ビーム電流を測定するファラデーカップ１２１及びそれに結合された電流計１２２とを含んでいる。
【０００５】
イオン注入装置１００はまた、ウェーハディスク１３１と、ディスク１３１を回転させる回転機構１３２及びディスク１３１を上下方向に直線的に移動させるスキャン機構１３３とを含んでいる。回転機構１３２は、各バッチのイオン注入処理において、或る一定の回転数でウェーハディスク１３１を回転させる。ウェーハディスク１３１の外周部に複数（例えば１３枚）のウェーハ１４１が装填され、ウェーハディスク１３１の回転及び上下スキャンにより、全ウェーハ１４１の全面がイオンビーム１１１で照射される。
【０００６】
ウェーハディスク１３１は、その外周部に、イオンビーム１１１をファラデーカップ１２１へ通すためのスリット１３１ａを有する。ファラデーカップ１２１及び電流計１２２により測定されたビーム電流値はドーズコントローラ１５１に与えられる。ドーズコントローラ１５１は、このビーム電流値の変動を検出し、ディスク回転コントローラ１５２及びディスクスキャンコントローラ１５３を介して、ディスク１３１に付随する回転機構１３２及びスキャン機構１３３を制御することができる。
【０００７】
また、ドーズコントローラ１５１にはユーザ操作盤１５４が結合されており、ユーザは、イオン注入処理のレシピ設定や、ビーム電流変動量の許容範囲などの処理停止条件の設定を行うことができる。
【０００８】
なお、ビーム電流の測定方法の他の例として、上述のスリット１３１ａを用いる方式の他に、スキャン運動によってウェーハディスク１３１自体がイオンビーム経路から外れたときにファラデーカップ１２１に到達するイオンビーム電荷を測定する方式等もある。
【０００９】
従って、バッチ式イオン注入装置１００は、ディスクのスリット１３１ａ等を通過したイオンビーム１１１の電流値を測定し、該電流値の大きさに基づいてディスクスキャン速度を制御することにより、各バッチ全体として、ドーズ量のウェーハ面内均一性を向上させ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−１６８５４９号公報
【特許文献２】特開平１０−２２６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のビーム電流測定方式を用いたバッチ式イオン注入の制御では、全ウェーハの全面におけるドーズ量の均一性を向上させることに十分ではなく、以下のような問題が生じる。
【００１２】
一般的に、イオン注入装置には、例えば、イオン源のソースマグネット、質量分析部の分析マグネット、及び加速部それぞれの電源パラメータ等、ビーム電流及びその安定性に影響を及ぼす種々のパラメータが存在する。故に、それらに周期的なノイズが重畳されると、ビーム電流も周期的に変動することになる。しかし、従来のビーム電流測定方式においては、注入処理前及び処理中の何れにおいても、そのような周期変動は単に変動量としてしか認識されず、その変動量がユーザ設定された許容範囲内に収まれば注入処理が開始あるいは続行される。
【００１３】
特に、図１に示したような注入処理中すなわちウェーハディスク１３１の回転中にスリット１３１ａを通過したイオンビーム１１１の電流を測定する方式においては、該測定はディスク１３１の一回転に一度行われ、測定周期はディスク１３１の回転周期と一致する。従って、ビーム電流の変動周期がディスク１３１の回転周期と同期する場合、このような測定では該変動を捉えることができず、実際のビーム変動量が許容範囲を超えていたとしても、処理停止条件に当たらないとして注入処理が継続されることが起こり得る。
【００１４】
一例として、図２に示すように、ウェーハディスク１３１の外周部に、スリット１３１ａの位置から順番に１から１３まで１３枚のウェーハ１４１を装填し、ディスク１３１を回転数１２００ｒｐｍ（すなわち、２０Ｈｚ）で回転させるとする。また、図３に示すように、ビーム電流がディスク１３１の回転数と一致して２０Ｈｚで、所望の電流値２０μＡに対して±５％の変動量で周期変動するとする。このとき、ビーム電流は毎周期、ビーム電流波形の或る一定の位相点で測定されることになる。従って、ビーム変動量がユーザ設定による許容範囲（例えば、所望値±２％）を超えていたとしても、測定ビーム電流値が許容範囲内であれば注入処理が継続されることになる。その結果、一部のウェーハ（例えば、図３に示す３番及び９番など）は常に許容範囲外のドーズ量でイオン注入されるため、ドーズ量のバッチ内均一性が損なわれる。また、この周期変動を検出できない問題は、ディスク回転周期がビーム電流の変動周期の整数倍であるときにも生じ、その場合、ウェーハ面内均一性も損なわれることになる。その結果、半導体装置の例えば閾値や動作電流などのバッチ内均一性及びウェーハ面内均一性が低下する。
【００１５】
故に、半導体装置の製造に用いられるバッチ式イオン注入工程において、ビーム電流の変動特性に依らずに、ドーズ量のバッチ内均一性及びウェーハ面内均一性を向上させ得る技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一観点によれば、バッチ式イオン注入工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。バッチ式イオン注入工程は、イオンビームのビーム電流を測定する段階と、ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する段階と、判定結果に基づいてウェーハディスクの回転速度を決定する段階とを含む。
【００１７】
他の一観点によれば、バッチ式イオン注入装置が提供される。バッチ式イオン注入装置は、複数のウェーハが装填されるウェーハディスクと、ウェーハディスクを回転させる回転機構と、イオンビームのビーム電流を測定する手段と、ビーム電流の周期変動を検出する周波数分析器と、周期変動に基づいて回転機構を制御するコントローラとを含む。
【発明の効果】
【００１８】
バッチ式イオン注入処理中にビーム電流の周期変動を検出することが可能になり、ドーズ量の均一性を向上させて半導体装置の特性を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術に係るバッチ式イオン注入装置を示す概略図である。
【図２】ウェーハディスクへのウェーハ装填例を示す図である。
【図３】ビーム電流の周期変動及び従来技術に係る問題を例示する図である。
【図４】一実施形態に係るバッチ式イオン注入装置を示す概略図である。
【図５】一実施形態に係るバッチ式イオン注入工程を示すフローチャートである。
【図６】ビーム電流の周期変動及び一実施形態による一効果を例示する図である。
【図７】図４のバッチ式イオン注入装置の一変形例を示す概略図である。
【図８】バッチ式イオン注入工程の一変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。なお、図面全体を通して、同一あるいは対応する構成要素には同一又は類似の参照符号を付する。
【００２１】
先ず、図４を参照して、一実施形態に従ったバッチ式イオン注入装置１０を説明する。バッチ式イオン注入装置１０は、イオンビーム１１の生成を行うイオン源１２、質量分析部１３及び後段加速部１４と、イオンビーム１１の電荷、故に、ビーム電流を測定するファラデーカップ２１及びそれに結合された電流計２２とを含んでいる。イオン注入装置１０は、イオンビーム１１の所望の加速エネルギーに応じて、後段加速部１４に加えて或いは代えて、イオン源１２と質量分析部１３との間に前段加速部を含んでいてもよい。
【００２２】
イオン注入装置１０はまた、ウェーハディスク３１と、ディスク３１を回転させる回転機構３２及びディスク３１を上下方向に直線的に移動させるスキャン機構３３とを含んでいる。ウェーハディスク３１の外周部に複数（例えば１３枚）のウェーハ４１が装填され、ウェーハディスク３１の回転及び上下スキャンにより、全ウェーハ４１の全面がイオンビーム１１で照射される。回転機構３２によるディスク回転の回転数は、例えば３００ｒｐｍ−１５００ｒｐｍといった比較的広い範囲で制御可能であってもよいし、例えば１１００ｒｐｍ−１２００ｒｐｍといった比較的狭い範囲で制御可能であってもよい。特に、回転機構３２は、各バッチのイオン注入処理において、離散的あるいは連続的な複数の回転数でウェーハディスク３１を回転させることが可能である。また、スキャン機構３３によるディスクスキャンは、例えば、数秒−十数秒といった範囲内の離散的あるいは連続的な周期で制御可能とし得る。
【００２３】
ウェーハディスク３１は、その外周部に、イオンビーム１１をファラデーカップ２１へ通すためのスリット３１ａを有する。ファラデーカップ２１及び電流計２２により測定されたビーム電流値は、ドーズコントローラ５１と、例えばスペクトルアナライザ等の周波数検知・分析器５５とに与えられる。周波数検知・分析器５５は、電流計２２から与えられたビーム電流値の周期変動を検知し、その周波数分析を行うことができる。ビーム電流の周期変動は、例えば、イオン源１２のソースマグネット、質量分析部１３の分析マグネット、前段加速部及び／又は後段加速部１４それぞれの電源パラメータ等に周期的なノイズが重畳されることにより発生され得る。
【００２４】
ドーズコントローラ５１は、電流計２２から与えられたビーム電流値からビーム電流の変動量を検出するとともに、周波数検知・分析器５５からビーム電流の変動周波数を与えられる。なお、周波数検知・分析器が変動周波数とともに変動量を検出し、これらをドーズコントローラ５１に与える構成としてもよい。ドーズコントローラ５１は、ビーム電流の変動量及び変動周波数に基づいて、ディスク回転コントローラ５２及びディスクスキャンコントローラ５３を介して、ディスク３１に付随する回転機構３２及びスキャン機構３３を制御することができる。この制御方法については、図５を参照して詳細に後述する。
【００２５】
バッチ式イオン注入装置１０は更に、ウェーハディスク３１の回転制御に使用可能な複数の回転数を格納するディスク回転メモリ５６を有していてもよい。図示した例においては、ディスク回転コントローラ５２が、ドーズコントローラ５１から指示を受け、ディスク回転メモリ５６にアクセスし、格納された複数のディスク回転数のうちの１つを選択し得る。しかしながら、ドーズコントローラ５１がディスク回転メモリ５６にアクセスしてディスク回転数を選択し、その回転数をディスク回転コントローラ５２に指示してもよい。また、ドーズコントローラ５１、ディスク回転コントローラ５２、ディスクスキャンコントローラ５３及びディスク回転メモリ５６は、ここでは別個の機能ブロックとして図示したが、これらの一部又は全ては、単一のデバイスとして実装されてもよい。
【００２６】
ドーズコントローラ５１及びディスク回転メモリ５６にはユーザ操作盤５４が結合されている。該操作盤５４により、ユーザは、イオン注入処理のレシピ設定や、ビーム電流変動量の許容範囲などの処理停止条件の設定を行うことができる。ユーザはまた、ディスク回転メモリ５６に格納される選択可能なディスク回転数を入力することができる。
【００２７】
次に、図５を参照して、一実施形態に従った半導体装置の製造方法に使用されるバッチ式イオン注入工程を説明する。ここで説明するイオン注入工程は、例えばＭＯＳＦＥＴのＰ型及び／又はＮ型の、ウェル及びソース・ドレインなど、半導体装置の種々の不純物注入領域を形成するために用いられる。また、ここで説明するイオン注入工程は、例えばＭＯＳＦＥＴのソース・ドレインのエクステンション領域や、チャネル（閾値制御）領域など、ドーズ量バラつきに対するマージンが一層小さい種々の不純物注入領域を形成するためにも有利に用いられ得る。
【００２８】
先ず、段階Ｓ１にて、イオンビーム１１のビーム電流値、ウェーハディスク３１の回転数、及び所望のドーズ量などのイオン注入パラメータの初期値が設定される。また、ディスク回転メモリ５６が存在する場合、ユーザ操作盤５４を介して、後に選択可能な複数のディスク回転数をメモリ５６に記憶させるようユーザ入力が行われてもよい。例えば、ディスク回転数の初期値が１２００ｒｐｍである場合、ユーザは１１４０ｒｐｍ、１１６０ｒｐｍ、１１８０ｒｐｍといった規則的な離散値を入力し得る。他の例では、ユーザは１１８１ｒｐｍ、１１８７ｒｐｍ、１１９３ｒｐｍといった任意の離散値を入力してもよい。
【００２９】
イオン注入処理前の段階Ｓ２にて、ビーム電流が測定される。このビーム電流測定は、好ましくは、ディスクスキャンコントローラ５３によるスキャン機構３３の制御により、ウェーハディスク３１がイオンビーム１１の経路から外れた状態とし、ファラデーカップ２１に到達したイオンビーム電荷を測定することによって行う。測定時間は例えば５秒とし得る。なお、このビーム電流測定は、ウェーハディスク３１のスリット３１ａを通ってファラデーカップ２１に到達したイオンビーム電荷を測定することによって行うことも可能である。しかしながら、ウェーハディスク３１自体をイオンビーム１１の経路から外して行うことにより、段階Ｓ２−Ｓ４と同時に、ウェーハディスク３１へのウェーハ４１の装填を行うことが容易になる。
【００３０】
段階Ｓ３にて、ファラデーカップ２１及び電流計２２により測定されたビーム電流に周期変動が存在するかが判定される。周波数検知・分析器５５がビーム電流の周波数分析を行い、ビーム電流の変動周波数を決定する。また、ドーズコントローラ５１又は周波数検知・分析器５５がビーム電流の変動量を決定する。
【００３１】
周期変動が存在する場合、段階Ｓ４へと進み、ディスク回転数が更新される。ディスク回転数は、ウェーハディスク３１の回転がビーム電流の周期変動と同期しないように決定され、段階Ｓ１にて設定された初期値から更新される。なお、本出願において、ディスク回転がビーム電流の周期変動と同期しないとは、ディスク回転周期がビーム変動周期及びその整数倍の周期と一致しないことを意味する。例えば、ディスク回転数の初期値が１２００ｒｐｍ（２０Ｈｚ）であり、ビーム電流の変動周波数が２０Ｈｚである場合、ディスク回転数は、例えば１１４０ｒｐｍといった１２００ｒｐｍとは異なる値に更新される。なお、周期変動が存在する場合であっても、段階Ｓ１にて設定されたウェーハディスク３１の回転がビーム電流の周期変動と同期しない場合には、ディスク回転数を変更する必要はない。故に、本出願において、用語“更新”は“変更”のみではなく“維持”をも含む。
【００３２】
ディスク回転数の更新値の決定は、ドーズコントローラ５１又はディスク回転コントローラ５２が、ディスク回転メモリ５６に記憶された複数の回転数の中から、周期変動と同期しない回転数を選択することにより行われ得る。あるいは、ドーズコントローラ５１又はディスク回転コントローラ５２が、周期変動と同期しない回転数を算出してもよい。
【００３３】
段階Ｓ３にて周期変動が存在しないと判定されたとき、また、段階Ｓ４にてディスク回転数が更新された後、段階Ｓ５にて、イオン注入が開始される。
【００３４】
イオン注入処理前に以上の段階群を実行することにより、イオン注入処理中に、スリット３１ａを通ってファラデーカップ２１に到達したイオンビーム１１からビーム電流を測定する方法を用いた場合にも、ビーム電流の変動を捉えることが可能になる。好ましくは、イオン注入処理中のビーム電流変動の変化に対応し得るよう、以下の段階群も行う。
【００３５】
イオン注入処理中の段階Ｓ６にて、再びビーム電流が測定され、段階Ｓ７にて、測定されたビーム電流に周期変動が存在するかが判定される。
【００３６】
１つのビーム電流測定手法として、ウェーハディスク３１の回転中に、スリット３１ａを通ってファラデーカップ２１に到達したイオンビーム１１からビーム電流を測定し得る。該測定はディスク３１の一回転に一度行われ、測定周期はディスク３１の回転周期と一致する。一例として、図２に示したのと同様に、ウェーハディスク３１の外周部にスリット３１ａの位置から順番に１から１３まで１３枚のウェーハ４１を装填し、ディスク３１を、例えば１１４０ｒｐｍ等、１２００ｒｐｍより低い回転数で回転させるとする。また、図３に示したのと同様に、ビーム電流が２０Ｈｚで所望の電流値２０μＡに対して±５％の変動量で周期変動するとする。このときのビーム電流の測定点及びウェーハ４１に照射されるイオンビームの電流量を図６に模式的に示す。ビーム電流の測定周期がビーム電流の変動周期１／２０秒より長くなることにより、測定点がビーム電流の変動周期毎にシフトするため、ディスク３１の回転中にビーム電流の変動量を捉えることができる。故に、ドーズコントローラ５１は、例えば、これらの測定値を予期される測定値と比較することにより、ビーム電流の変動が段階Ｓ２及びＳ３で測定・分析した変動量及び変動周波数と一致するかを判定することができる。
【００３７】
なお、この手法において、例えば、段階Ｓ３にて周期変動が観測されたにもかかわらず段階Ｓ７では観測されない場合などにおいて、現在のディスク回転と同期した周期変動がビーム電流に生じている可能性もあるとして、ビーム電流に周期変動が存在すると判定してもよい。
【００３８】
他のビーム電流測定手法として、イオン注入処理前の段階Ｓ２及びＳ３においてと同様にしてビーム電流を測定してもよい。すなわち、スキャン機構３３の制御により、例えば数秒間、一時的にウェーハディスク３１がイオンビーム１１の経路から外れた状態とし、ファラデーカップ２１に到達したイオンビーム電荷を測定してもよい。この手法によれば、ドーズコントローラ５１及び周波数検知・分析器５５により、ビーム電流の変動量及び変動周波数を直接的に測定することができる。なお、この手法は、上述のスリット３１ａを通ったイオンビームの測定と併用してもよい。
【００３９】
このように、本実施形態においては、変動周波数を直接的且つ／或いは間接的に測定することが可能である。
【００４０】
段階Ｓ７にて周期変動が存在すると判定された場合、段階Ｓ８へと進み、段階Ｓ４においてと同様にしてディスク回転数が更新される。
【００４１】
段階Ｓ７にて周期変動が存在しないと判定されたとき、及び段階Ｓ８にてディスク回転数が更新された後、段階Ｓ９にてイオン注入が続行される。このとき、従来と同様に、ドーズコントローラ５１及びディスクスキャンコントローラ５３により、測定されたビーム電流の大きさに基づくディスクスキャン速度の制御を行うことができる。
【００４２】
そして、段階Ｓ１０にて、所望ドーズ量に到達したかが判定され、到達した場合にはイオン注入が終了される。所望ドーズ量に到達していない場合には、段階Ｓ６−Ｓ９が繰り返される。
【００４３】
上述のように、本実施形態によれば、ビーム電流の変動特性に依らずに、ビーム電流の変動量を確実に捉え、変動周波数を直接的且つ／或いは間接的に分析することが可能である。故に、各バッチ処理において、ビーム電流の変動量に基づいてディスクスキャン速度を制御するとともに、変動周波数に基づいてディスク回転数を制御することができる。また、ビーム変動量がユーザ設定等による許容範囲（例えば、所望値±２％）を超えている場合には、それを確実に検知し、注入処理を中断することも可能となる。さらに、注入を中断せずとも、段階Ｓ４にてディスク回転数をビーム変動と非同期となる値に更新した結果、ビーム電流の極大値及び極小値でイオン注入されるウェーハ（図６に囲み数字でウェーハ番号を示す）が固定されなくなる。従って、ドーズ量のバッチ内均一性及びウェーハ面内均一性が向上され、半導体装置の閾値や動作電流などの特性が均一性される。
【００４４】
次に、上述の実施形態の変形例を説明する。
【００４５】
図４に示したバッチ式イオン注入装置１０は、ウェーハディスク３１の後方に配置されたファラデーカップ２１を用いて、イオンビーム１１の電流値を測定していた。しかしながら、ビーム電流の測定手法は、このようなファラデーカップ２１を用いる手法に限定されない。
【００４６】
図７は、一変形例に係るバッチ式イオン注入装置１０’を示している。イオン注入装置１０’は、ウェーハディスク３１の前方に配置されたファラデーカップ２１’を有する。ファラデーカップ２１’は、イオンビーム１１の照射によりディスク３１から発生する二次粒子を捕捉する。ディスク３１が受け止めた電荷とファラデーカップ２１’が捕捉した二次粒子の電荷とを合わせた電荷量を電流計２２が測定することにより、ディスク３１に照射されたイオンビーム１１全体の電荷量を得ることができる。この変形例においては、ディスク３１はスリット（図４の３１ａ）を有する必要はない。電流計２２で測定された電流値は、図４においてと同様に、ドーズコントローラ５１及び周波数検知・分析器５５に与えられ、ビーム電流の変動量及び変動周波数の検出に用いられる。
【００４７】
さらに、イオンビーム１１により形成される磁場を非接触で検知することによってビーム電流を測定する手法など、その他の電流測定手法を用いてもよい。
【００４８】
また、図５に示したイオン注入工程の処理フローは、段階Ｓ３及びＳ７においてビーム電流に周期変動が検出されたとき、それぞれ、段階Ｓ４及びＳ８のディスク回転数の更新処理へと進められていた。しかしながら、ビーム電流の変動量や変動周波数によってドーズ量の均一性への影響度合いが異なるため、これら変動量及び変動周波数に応じて処理フローを変更してもよい。
【００４９】
図８は、一変形例に係るバッチ式イオン注入工程のフローチャートを示している。ここでは、図５の段階Ｓ６−Ｓ１１、特に段階Ｓ７、に対応する部分を用いて説明するが、この変形例は、図５の段階Ｓ１−Ｓ５、特に段階Ｓ３、に対応する部分にも同様に適用可能である。
【００５０】
イオン注入処理中の段階Ｓ６にてビーム電流が測定された後、先ず段階Ｓ７−１にて、測定されたビーム電流に周期変動が存在するかが判定される。そして、周期変動が存在する場合、段階Ｓ７−２にて、ビーム電流の変動量及び変動周波数に基づいて、段階Ｓ８でのディスク回転数の更新処理の必要性が判定される。段階Ｓ７−２における判定は、測定された変動量及び変動周波数をそれぞれの所定値と比較することにより行われ得る。
【００５１】
ビーム電流の変動量は、例えば、ビーム電流の所望値の２％と比較される。変動量の所定値は、半導体装置の特性マージンに応じてユーザ選択されてもよく、例えば、ＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン注入工程においては５％、ＭＯＳＦＥＴの閾値制御注入工程においては１％とされてもよい。測定された変動量が所定値より小さい場合には、ビーム電流に周期変動が存在する場合であっても、段階Ｓ８におけるディスク回転数の更新は不要とされる。
【００５２】
また、ビーム電流の変動周波数は例えば１ｋＨｚと比較される。変動周波数の所定値は、好ましくは、使用するディスク回転数（例えば、１２００ｒｐｍ（２０Ｈｚ））より１桁以上高い値である。このような高周波での周期変動は、バッチ内の例えば１３枚といったウェーハ間でドーズ量バラつきを生じさせにくいからである。測定された変動周波数が所定値より高い場合には、ビーム電流に周期変動が存在する場合であっても、段階Ｓ８におけるディスク回転数の更新は不要とされる。
【００５３】
従って、段階７−２において、変動量が所定値以上であり且つ変動周波数が所定値以下であることが判定された場合にのみ、処理フローは段階Ｓ８におけるディスク回転数の更新へと進んでもよい。
【００５４】
以上、実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００５５】
以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のウェーハを装填したウェーハディスクを回転させながら、前記複数のウェーハにイオンビームを照射することにより、前記ウェーハに形成される半導体装置の不純物領域を形成するイオン注入工程を有し、
前記イオン注入工程は、前記ウェーハへのイオン注入処理前に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
前記ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
前記判定段階の結果に基づいて前記ウェーハディスクの回転速度を決定する決定段階と、
を有する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
前記決定段階は、前記周期変動が存在しないとき、前記ウェーハディスクの回転速度を初期設定の回転数に決定し、前記周期変動が存在するとき、前記ウェーハディスクの回転速度を前記周期変動と同期しない回転数に決定する、ことを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記決定段階は、
前記周期変動が存在しないとき、前記ウェーハディスクの回転速度を初期設定の回転数に決定し、
前記周期変動が存在するとき、前記周期変動の変動量を所定の変動量と比較し、且つ前記周期変動の変動周波数を所定の周波数と比較し、前記変動量が前記所定の変動量以上であり、且つ前記変動周波数が前記所定の周波数以下であるとき、前記ウェーハディスクの回転速度を前記周期変動と同期しない回転数に決定する、
ことを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）
前記イオン注入工程は更に、前記ウェーハへのイオン注入処理中に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
該ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
該周期変動が存在するとき、前記ウェーハディスクの回転速度を該周期変動と同期しない回転数に更新する更新段階と、
を有する、ことを特徴とする付記２又は３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記イオン注入工程は更に、前記ウェーハへのイオン注入処理中に、
前記イオンビームのビーム電流を測定する測定段階と、
該ビーム電流に周期変動が存在するかを判定する判定段階と、
該周期変動が存在するとき、該周期変動の変動量を所定の変動量と比較し、且つ該周期変動の変動周波数を所定の周波数と比較する段階と、
該変動量が該所定の変動量以上であり、且つ該変動周波数が該所定の周波数以下であるとき、前記ウェーハディスクの回転速度を該周期変動と同期しない回転数に更新する更新段階と、
を有する、ことを特徴とする付記２又は３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記決定段階及び前記更新段階において、前記ウェーハディスクの前記回転数は、予め設定された複数の回転数から選択される、ことを特徴とする付記２乃至５の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記決定段階及び前記更新段階において、前記ウェーハディスクの前記回転数はコントローラによって算出される、ことを特徴とする付記２乃至５の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記ウェーハへのイオン注入処理中の前記測定段階において、前記ウェーハディスクに設けられたスリットを通過した前記イオンビームのビーム電流が測定される、ことを特徴とする付記４又は５に記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
複数のウェーハが装填されるウェーハディスクと、
前記ウェーハディスクを回転させる回転機構と、
イオンビームのビーム電流を測定する手段と、
前記ビーム電流の周期変動を検出する周波数分析器と、
前記周期変動に基づいて前記回転機構を制御するコントローラと、
を有することを特徴とするイオン注入装置。
（付記１０）
複数のディスク回転数を格納するメモリを更に有し、前記コントローラは、前記周期変動が検出されたとき、前記複数のディスク回転数から、前記周期変動に同期しない回転数を選択して前記回転機構を制御する、ことを特徴とする付記９に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１０’  イオン注入装置
１１    イオンビーム
１２    イオン源
１３    質量分析部
１４    後段加速部
２１、２１’  ファラデーカップ
２２    電流計
３１    ウェーハディスク
３１ａ  スリット
３２    回転機構
３３    スキャン機構
４１    ウェーハ
５１    ドーズコントローラ
５２    ディスク回転コントローラ
５３    ディスクスキャンコントローラ
５４    ユーザ操作盤
５５    周波数検知・分析器
５６    ディスク回転メモリ
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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