(57)【要約】      （修正有）【課題】中断後に再開されるイオン注入における人為的ミスを抑制する半導体装置の製造方法及びイオン注入装置を提供する。【解決手段】第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応しフォトレジスト膜を介する第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定する工程Ｓ１６を有する。測定された物理量が第１条件を満たす場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）に、第１半導体基板に第１イオン注入Ｓ２２ａを行い、第１イオン注入後に第１イオン注入とは異なる後工程Ｓ２４を第１半導体基板に対して行う。測定された物理量が第１条件を満たさない場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、第１イオン注入を行わずに第１半導体基板に対して後工程Ｓ２４を行う。【選択図】図９
2016096301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応し、前記フォトレジスト膜を介する前記第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定する工程を有し、
測定された前記物理量が第１条件を満たす場合に、前記第１半導体基板に前記第１イオン注入を行い、当該第１イオン注入後に前記第１イオン注入とは異なる後工程を前記第１半導体基板に対して行い、
測定された前記物理量が前記第１条件を満たさない場合には、前記第１イオン注入を行わずに前記第１半導体基板に対して前記後工程を行う
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１条件は、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われない第１場合に前記測定する工程で測定される第１物理量により満たされ、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われる第２場合に前記測定する工程で測定される第２物理量によっては満たされない条件であることを
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】
測定された前記物理量が前記第１条件を満たさない場合において、第２条件を満たす場合には、前記第１イオン注入と異なる第２イオン注入を第１半導体基板に行い、前記第２イオン注入の後に前記後工程を前記第１半導体基板に対して行うことを
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４】
前記第１条件は、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われない第１場合に前記測定する工程で測定される第１物理量により満たされ、前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われる第２場合に前記測定する工程で測定される第２物理量によっては満たされず、前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に開始され中断される第３場合に前記測定する工程で測定される前記第３物理量によっては満たされない条件であり、
前記第２条件は、前記第１物理量及び前記第２物理量によっては満たされず、前記第３物理量によって満たされる条件であり、
前記第２イオン注入は、前記物理量が前記第１条件を満たさず前記第２条件を満たす前記フォトレジスト膜を、前記第１イオン注入が行われた状態に近づけるイオン注入であることを
特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１半導体基板は、第２半導体基板を複数含み前記第２半導体基板への前記第１イオン注入が連続的に行われる複数の半導体基板群のうち前記第１イオン注入の連続実行が中断された半導体基板群に含まれ、
前記測定する工程は、前記中断の後に行われることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応し前記フォトレジスト膜を介する前記第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定できる測定部を有し、前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を可能にするイオン注入部と、
前記測定部に前記物理量を測定させ、測定させた前記物理量Ｘが第１条件を満たす場合に前記イオン注入部に前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を行わせ、測定させた前記物理量が前記第１条件を満たさない場合には前記イオン注入部に前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を行わせない制御部とを有する
イオン注入装置。
【請求項７】
前記第１条件は、
前記測定部が測定する前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定の前に行われない第１場合に前記測定部が測定する第１物理量により満たされ、
前記測定部が測定する前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定の前に行われる第２場合に前記測定部が測定する第２物理量によっては満たされない条件であることを
特徴とする請求項６に記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法およびイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（例えば、集積回路チップ）の製造工程では、半導体基板の表面に選択的に不純物を導入する。すると半導体基板の表面に、所望の導電型と所望の不純物濃度とを有する領域が形成される。このような選択的な不純物の導入は、半導体基板上に開口を有するレジスト膜を設け、このレジスト膜をマスクとして半導体基板にイオンを注入することで達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置は、複数の製造装置の流れ作業により製造される。各製造装置は、プロセス管理装置（例え、サーバ）の命令に従って、半導体基板をロット単位で処理する。
【０００５】
ところで製造装置のトラブル等により、ロットの処理が中断することがある。中断された処理は、製造装置のトラブルが解消した後に再開される。
【０００６】
中断されたロットの処理は、オペレータがプロセス管理装置に与える命令に基づいて再開される。この時、不適切な命令が与えられると、計画通りの処理が半導体基板に行われないことになる。
【０００７】
このような人為的なミスは、イオン注入装置で起きやすい。例えば、既にイオン注入が行われた半導体基板に、二重にイオン注入されてしまうことがある。或いは、ロット内の半導体基板の一部にイオン注入がされないまま、次の工程にロットが進んでしまうとことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために、本方法の一観点によれば、第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応し前記フォトレジスト膜を介する前記第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定する工程を有し、測定された前記物理量が第１条件を満たす場合に、前記第１半導体基板に前記第１イオン注入を行い、当該第１イオン注入後に前記第１イオン注入とは異なる後工程を前記第１半導体基板に対して行い、測定された前記物理量が前記第１条件を満たさない場合には、前記第１イオン注入を行わずに前記第１半導体基板に対して前記後工程を行う半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
開示の方法によれば、中断後に再開されるイオン注入における人為的ミスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、半導体装置を製造する製造システムのブロック図の一例である。
【図２】図２は、イオン注入装置のブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１の製造システムのブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１の製造方法によりイオン注入される第１半導体基板の平面図である。
【図５】図５は、図４のV-V線に沿った断面図である。
【図６】図６は、実施の形態１のイオン注入装置の構造を示す図である。
【図７】図７は、制御部の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１の「半導体装置の製造方法」のフローチャートである。
【図９】図９は、条件付きイオン注入工程の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、条件付きイオン注入工程を説明する装置図である。
【図１１】図１１は、第１保持部と第１保持部に取り付けられた状態の測定部とを示す平面図である。
【図１２】図１２は、第１保持部が第１半導体基板を保持した状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図１１のXIII-XIII線に沿った断面図である。
【図１４】図１４は、機械式測定部の動作を説明する図である。
【図１５】図１５は、機械式測定部の別の例を示す図である。
【図１６】図１６は、ローラの変形例を示す側面図である。
【図１７】図１７は、光学式の測定部の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、光学式の測定部の動作を説明する図である。
【図１９】図１９は、光学式の測定部の別の例を示す図である。
【図２０】図２０は、図１９に示す光学式の測定部の動作を説明する図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２の条件付きイオン注入工程のフローチャートの一例である。
【図２２】図２２は、基準値Ｂの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
（１）製造システム
図１は、半導体装置（例えば、集積回路）を製造する製造システム２のブロック図の一例である。図１の製造システム２は、発明者が従来使用していた製造システム（以下、従来の製造システムと呼ぶ）である。
【００１３】
図１に示すように、従来の製造システム２は、複数の製造装置４（半導体装置の製造装置）とプロセス管理装置６とを有する。複数の製造装置４にはそれぞれ、半導体装置を製造するための複数の工程のうちの何れかが割り当てられている。
【００１４】
製造装置４は例えば、搬送装置、熱酸化装置、露光装置、エッチング装置、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置、イオン注入装置等である。プロセス管理装置６は、例えばサーバである。
【００１５】
複数の製造装置４は、流れ作業により半導体装置を製造する。プロセス管理装置６は複数の製造装置４に、半導体装置を製造する流れ作業を実行させる。製造システム２は例えば、以下のような手順により半導体装置を製造する。
【００１６】
先ず製造システム２に、複数の半導体基板（例えば、Ｓｉウエハ）が格納されたカセットが与えられる。同一のカセットに格納された半導体基板群を以下、ロットと呼ぶ。
【００１７】
次にプロセス管理装置６は搬送装置５に、半導体基板群が格納されたカセットを製造装置４のうちの一つ（例えば、熱酸化装置）に移動させる。プロセス管理装置６は搬送先の製造装置４に、カセットから半導体基板を取り出させた後、搬送先の製造装置４に割り当てられた工程（例えば、熱酸化）を半導体基板に対して行わせる。当該工程の完了後、プロセス管理装置６は搬送先の製造装置４に、半導体基板をカセットに戻させる。
【００１８】
カセット内の全ての半導体基板に搬送先の製造装置に割り当てられた工程が施されると、プロセス管理装置６は搬送装置５に、カセットを別の製造装置４に搬送させる。プロセス管理装置６は搬送先の別の製造装置４に、この別の製造装置４に割り当てられた工程を、カセット内の半導体基板群（ロット）に対して行わせる。
【００１９】
プロセス管理装置６はこの様な手順を繰り返すことで、複数の半導体基板に半導体装置（例えば、集積回路）を次々と形成する。
【００２０】
図２は、イオン注入装置８のブロック図である。イオン注入装置８は、図２に示すように、半導体基板にイオンを注入できるイオン注入部１０と、プロセス管理装置６の命令に従ってイオン注入部１０を制御する制御部１２とを有する。
【００２１】
プロセス管理装置６は例えば、カセットに格納されてイオン注入装置１０に搬送されて来る半導体基板群(ロット)にイオンを注入するように、制御部１２に命令する。この命令には、イオン注入の条件（イオンの種類、イオンの加速エネルギー、ドーズ量等）が含まれている。この様に一定の条件に従って行われるイオン注入を以下、第１イオン注入と呼ぶ（実施の形態２の第２イオン注入についても同様）。
【００２２】
半導体基板群が格納されたカセットがイオン注入装置８に搬送されて来ると、制御部１２はイオン注入部１０に、カセットから半導体基板を取り出させる。制御部１２は更にイオン注入部１０に、カセットから取り出した半導体基板への第１イオン注入を行わせる。その後、制御部１２はイオン注入部１０に、第１イオン注入を行った半導体基板をカセットに戻させる。制御部１２はイオン注入部１０に、カセット内の全ての半導体基板に対して第１イオン注入が行われるまで上記処理を繰り返させる。
【００２３】
半導体基板への第１イオン注入は例えば、１枚ずつ連続して行われる。すなわちイオン注入部１０による第１イオン注入は、半導体基板群（ロット）に含まれる複数の半導体基板それぞれ（以下、第２半導体基板と呼ぶ）に対して連続的に行われる。この様な工程を、半導体基板に対する第１イオン注入の連続実行（又は、第１イオン注入の連続実行）と呼ぶ。
【００２４】
ところで、第２半導体基板に対する第１イオン注入の連続実行は、イオン注入部のトラブル（動作異常等）により中断することがある。例えば、イオンビーム電流が所定の範囲から外れると、第１イオン注入は強制的に中断される（すなわち、アボート処理される）。
【００２５】
このような場合、製造システム２のオペレータは先ず、プロセス管理装置６を操作してイオン注入装置８に、処理中の第２半導体基板を一旦カセットに回収させる。その後オペレータは、イオン注入部８を正常な状態に回復させる。イオン注入部８が正常な状態に回復すると、オペレータはプロセス管理装置６を操作して、イオン注入装置８に中断した第１イオン注入の連続実行を再開させる。
【００２６】
ところで、制御部１２には、第１イオン注入が終了する度に、第１イオン注入が行われた第２半導体基板を示すデータ（以下、処理履歴と呼ぶ）が記録される。この処理履歴は、制御部１２からプロセス管理装置６に送信される。第１イオン注入の連続実行が中断した場合、オペレータはプロセス管理装置６に送信された処理履歴に基づいて、第１イオン注入の連続実行の再開後の手順を決定する。
【００２７】
しかし、第１イオン注入の連続実行が中断された場合にプロセス管理装置６に送信される処理履歴は、不完全なことがある。或いはプロセス管理装置６には、処理履歴（中断された第１イオン注入の連続実行の処理履歴）が送信されないことがある。
【００２８】
プロセス管理装置６に送信された処理履歴が不完全な場合、不完全な情報に基づいて、第１イオン注入の連続実行の再開後の手順が決定される。プロセス管理装置６に処理履歴が送信されない場合には、処理履歴に基づかずに、第１イオン注入の連続実行の再開後の手順が決定される。
【００２９】
このため、種々の人為的ミスが生じる。例えば、第１イオン注入が既に行われている第２半導体基板に再度、第１イオン注入を行ってしまうことがある。或いは、第１イオン注入が行われない第２半導体基板が生じることがある。この様なミスは、制御部１２に記録されている処理履歴を見ることで抑制することができる。しかし、制御部１２に記録されている処理履歴を見るには専門知識が必要であり、容易ではない。
【００３０】
図３は、実施の形態１の製造システム１４のブロック図である。図３に示すように、実施の形態１の製造システム１４は、図１の従来の製造システム２に類似している。ただし実施の形態１の製造システム１４は、図１の従来のイオン注入装置８の代わりに、後述するイオン注入装置１６（以下、実施の形態１のイオン注入装置と呼ぶ）を有している。
【００３１】
実施の形態１の製造システム１４によれば、第１イオン注入の連続実行が中断した後に再開される第１イオン注入で生じる人為的ミスを抑制することができる（「（３−２−２）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）」参照）。
【００３２】
実施の形態１の製造システム１４は、実施の形態１のイオン注入装置１６を複数有していてもよい。この様な製造システムによれば、第１イオン注入の連続実行が中断したイオン注入装置１６の回復が困難な場合でも、別のイオン注入装置１６で第１イオン注入の連続実行を再開することができる。
【００３３】
実施の形態１の製造システム１４は、従来型のイオン注入装置８を有していてもよい。この様な製造システムでは、従来型のイオン注入装置８で異常が発生した場合、実施の形態１のイオン注入装置１６により第１イオン注入の連続実行を再開することができる。
【００３４】
実施の形態１のイオン注入装置１６を少なくとも１台有する製造システム１４を以下、Ａ型製造システムと呼ぶ。従来型のイオン注入装置８と実施の形態１のイオン注入装置１６とを有する製造方法システムを以下、Ｂ型製造システムと呼ぶ。
【００３５】
（２）半導体基板
図４は、実施の形態１の製造方法によりイオン注入される第１半導体基板１８ａ（例えば、Ｓｉウエハ）の平面図である。図４には、集積回路の形成領域の境界が破線で示されている。図５は、図４のV-V線に沿った断面図である。
【００３６】
図４及び５に示すように、第１半導体基板１８ａの上には、開口２０が設けられたフォトレジスト膜２２が配置される。
【００３７】
第１半導体基板１８ａおよびフォトレジスト膜２２には、イオン注入装置８,１６が生成するイオンビームが照射される。このイオンビームは、フォトレジスト膜２２の全面に照射される。すると、イオンビームの一部が開口２０を通過し、第１半導体基板１８ａにイオン（開口２０を通過するイオン）が注入される。
【００３８】
Ａ型製造システム（「（１）製造システム」参照）によれば、実施の形態１のイオン注入装置１６により複数のロットに対して、第１イオン注入の連続実行（各ロット内の第２半導体基板に対する第１イオン注入の連続実行）を次々に行うことができる。Ａ型製造システムにおける第１イオン注入の連続実行では、ロット内の半導体基板に対して条件を付けずに第１イオン注入を行うことができる。例えば、ロット内の半導体基板全てに対して、条件を付けずに第１イオン注入を行うことができる。
【００３９】
ここで、条件を付けない第１イオン注入の連続実行が、イオン注入装置１６のトラブル等により中断されたとする。第１イオン注入の連続実行が中断された場合、第１イオン注入の連続実行は、同一のイオン注入装置１６（第１イオン注入の連続実行が中断されたイオン注入装置１６）で再開することができる。或いは第１イオン注入の連続実行は、別のイオン注入装置１６（図示せず）により再開することができる。再開後の第１イオン注入の連続実行は、条件付きイオン注入（「（３−２−２）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）」参照）により行われる。
【００４０】
条件付きイオン注入が行われる第１半導体基板１８ａは、イオン注入装置１６により処理される複数のロットのうち、第１イオン注入の連続実行が中断されたロットに含まれる基板である。条件付きイオン注入は例えば、第１イオン注入の連続実行が中断されたロットに含まれる全ての第２半導体基板に対して行われる（以下、同様）。
【００４１】
イオン注入装置１６の回復後、新たなロットがイオン注入部２４に搬送されてくると、制御部２６はイオン注入部２４に条件を付けない第１イオン注入の連続実行を再開させる。
【００４２】
ただしイオン注入装置１６では、条件付きイオン注入だけが行われてもよい。条件付きイオン注入だけが行われた場合、第１イオン注入の連続実行が中断されていないロットに含まれる第２半導体基板も、第１半導体基板１８ａ（条件付きイオン注入が行われる基板）となる。
【００４３】
Ｂ型製造システム（「（１）製造システム」参照）によれば、従来型のイオン注入装置８により複数のロットに対して、第１イオン注入の連続実行（各ロット内の第２半導体基板に対する第１イオン注入の連続実行）を次々と行うことができる。従来型のイオン注入装置８のトラブル等により第１イオン注入の連続実行が中断された場合、第１イオン注入の連続実行は、実施の形態１のイオン注入装置１６により再開することができる。再開される第１イオン注入の連続実行は、条件付きイオン注入により行われる。
【００４４】
条件付きイオン注入が行われる第１半導体基板１８ａは、従来型のイオン注入装置８により処理される複数のロットのうち、第２半導体基板に対する第１イオン注入の連続実行が中断されたロットに含まれる半導体基板である。
【００４５】
第２半導体基板上には、第１半導体基板１８ａ上と同様、フォトレジスト膜が設けられる。第２半導体基板および第２半導体基板上のフォトレジスト膜の構造はそれぞれ、図４を参照して説明した第１半導体基板１８ａおよび第１半導体基板１８ａ上のフォトレジスト膜２２の構造と同じである。
【００４６】
以上の例では条件付きイオン注入は、第１イオン注入の連続実行が中断されたロットに含まれる全ての第２半導体基板に対して行われる。ただし条件付きイオン注入は、第１イオン注入の連続実行が中断されたロットに含まれる第２半導体基板の一部に対して行われてもよい。例えば、処理履歴等を参照しても第１イオン注入が行われているか否か不明な第２半導体基板だけに対して、条件付きイオン注入を行ってもよい。
【００４７】
（３）イオン注入装置
（３−１）構造
図６は、実施の形態１のイオン注入装置１６の構造を示す図である。イオン注入装置１６は、図６に示すように、イオン注入部２４と制御部２６とを有する。図６には、第１半導体基板１８ａと、第１半導体基板１８ａを格納するカセット２８も示されている。
【００４８】
イオン注入部２４は、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を可能にする装置である。制御部２６は、プロセス管理装置６の命令に従ってイオン注入部２４を制御する装置である。
【００４９】
―イオン注入部―
図６に示すように、イオン注入部２４は測定部３０を有する。
【００５０】
測定部３０は、フォトレジスト膜２２の状態に対応する物理量のうちフォトレジスト膜２２を介する第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入により変化する物理量を測定できる装置である。測定部は例えば、レジスト膜の硬度に対応する物理量を測定できる装置である。
【００５１】
フォトレジスト膜（例えば、ノボラック系のフォトレジスト膜）にＡｓイオン等がイオン注入されると、レジスト膜中の高分子が架橋する。その結果、フォトレジスト膜の硬度は高くなる。従ってレジスト膜の硬度に対応する物理量を測定することで、フォトレジスト膜が設けられた半導体基板へのイオン注入の有無を判定することができる。
【００５２】
測定部３０は、フォトレジスト膜２２の光反射率に対応する物理量またはフォトレジスト膜２２の光透過率に対応する物理量を測定する装置であってもよい。フォトレジスト膜（例えば、ノボラック系のフォトレジスト膜）にＡｓイオン等がイオン注入されると、フォトレジスト膜はアモルファス化する。このアモルファス化により、フォトレジスト膜の光反射率は高くなり、フォトレジスト膜の光透過率は低くなる。
【００５３】
従って、フォトレジスト膜の光反射率または光透過率に対応する物理量を測定することでも、レジスト膜が設けられた半導体基板へのイオン注入の有無を判定することができる。
【００５４】
イオン注入部２４は更に、イオンビームを出射するイオンビーム生成部３２を有する。イオン注入部２４は更に、第１半導体基板１８ａへのイオンビーム照射が行われる注入室３８を有する。イオン注入部２４は更に、ロードロック室４０を有する。イオン注入部２４は更に、カセット２８とロードロック室４０の間で第１半導体基板１８ａを搬送する搬送部４２（例えば、ウエハステーション）を有する。
【００５５】
ロードロック室４０は例えば、第１半導体基板１８ａより小さい直径の円周上に配置された３つ以上の支柱を内部に有している。搬送部４２は、これらの支柱上に第１半導体基板１８ａを載置することができる。搬送部４２は更に、これらの支柱上に載置された第１半導体基板１８ａを回収することができる。
【００５６】
イオン注入部２４は更に、ロードロック室４０を大気から隔離する第１ゲートバルブ３９ａと、ロードロック室４０をイオン注入室３８から隔離する第２ゲートバルブ３９ｂとを有する。
【００５７】
イオン注入部２４は更に、測定部３０が設けられ第１半導体基板１８ａを保持できる第１保持部３４ａを有する。イオン注入部２４は更に、第１半導体基板１８ａを保持しつつ第１半導体基板１８ａをイオンビームの出射口３６（以下、イオンビーム出射口と呼ぶ）に対向させられる第２保持部３４ｂを有する。
【００５８】
第１保持部３４ａは図６に示すように、第１アーム４４ａと第２アーム４４ｂとを有する。第１保持部３４ａは更に、第１アーム４４ａと第２アーム４４ｂを駆動する駆動部（図示せず）を有する。第１保持部３４ａはこの駆動部により、第１半導体基板１８ａの側面に、第１アーム４４ａと第２アーム４４ｂとを押し当てて、第１半導体基板１８ａを保持する。
【００５９】
第２保持部３４ｂは例えば、静電気により第１半導体基板１８ａを吸着するプラテン４６と、プラテン４６に接続された回転軸４７と、回転軸４７を駆動する駆動部４８とを有する。
【００６０】
―制御部―
図７は、制御部２６の一例を示す図である。制御部２６は、例えばコンピュータである。
【００６１】
図７に示すように、制御部２６は、演算部５０と主記憶部５２と補助記憶部５４と入力部５６と表示部５８と通信部６０とバス６２とを有している。演算部５０は例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。
【００６２】
主記憶部５２は例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）である。補助記憶部５４は例えば、ＨＤ（Hard Disk）を格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。入力部５６は例えば、キーボード及び／又はマウスである。表示部５８は例えば、液晶ディスプレイ及び／又はプリンタである。通信部６０は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）である。
【００６３】
演算部５０は、制御部２６の各ハードウエア５２〜６０を制御すると共に演算を実行する。演算部５０は例えば、補助記憶部５４に記録されたプログラムを主記憶部５２（例えば、ＲＡＭ）にロードし、ロードしたプログラムを実行する。主記憶部５２にはプログラム以外にも、演算途中のデータが一時的に記録される。
【００６４】
補助記憶部５４には少なくとも、条件付きイオン注入工程（「（３−２−２）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）」参照）の制御を演算部５０に実行させるプログラム（以下、制御プログラムと呼ぶ）が記録されている。
【００６５】
通信部６０は、プロセス管理装置６とデータの送受信を行う。
【００６６】
バス６２には、演算部５０と主記憶部５２と補助記憶部５４と入力部５６と表示部５８と通信部６０とが接続されている。これらハードウエア間のデータの送受信は、バス６２を介して行われる。入力部５６および表示部５８を用いることで、プロセス管理装置６を介さずに直接、イオン注入装置１６を制御し又は制御部２６に記録されたデータを読み出すことができる。
【００６７】
制御部２６が起動されると、制御プログラムが補助記憶部５４にロードされ、演算部５０はプロセス管理装置６の命令に応答して、イオン注入部２４に条件付きイオン注入を実行させる。プロセス管理装置６の命令は、通信部６０により受信される。
【００６８】
（３−２）動作／製造方法
イオン注入装置１６の動作を、実施の形態１の製造方法（半導体装置の製造方法）に沿って説明する。図８は、実施の形態１の製造方法のフローチャートである。
【００６９】
（３−２−１）製造方法
―前工程（Ｓ２）―
まず、第１半導体基板１８ａに対してイオン注入の前工程を行う。
【００７０】
具体的には例えば、第１半導体基板１８ａに素子分離溝と、素子分離溝に埋め込まれた絶縁膜を形成する。次に開口２０が設けられたフォトレジスト膜２２（図５参照）を、素子分離溝により囲われた領域のうち第１導電型（例えば、ｎ型）の不純物を導入する領域の上に形成する。すなわち前工程（Ｓ２）は例えば、活性領域形成のための工程である。
【００７１】
前工程（Ｓ２）は、活性領域形成のための前工程以外の工程であってもよい。例えば前工程（Ｓ２）は、トランジスタのソース／ドレイン領域形成のための工程であってもよい。
【００７２】
前工程（Ｓ２）には、第１半導体基板１８ａを含む半導体基板群（ロット）への第１イオン注入の連続実行が含まれてもよい。前工程（Ｓ２）における第１イオン注入の連続実行は、イオン注入装置のトラブル等により中断された第１イオン注入の連続実行である。
【００７３】
―条件付きイオン注入工程（Ｓ４）―
次に第１半導体基板１８ａに対して、条件付きイオン注入（「（３−２−２）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）」参照）を実施する。
【００７４】
―第１判定工程（Ｓ６）―
条件付きイオン注入（Ｓ４）の後、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が行われていない第１半導体基板１８ａが、イオン注入装置１６に搬送されたカセット２８内に存在するか否か判定する（Ｓ６）。
【００７５】
条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が行われていない第１半導体基板１８ａがカセット２８内にまだ存在する場合、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が行われていない第１半導体基板１８ａに条件付きイオン注入工程（Ｓ４）を行う。
【００７６】
条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が行われていない第１半導体基板１８ａがカセット２８内に存在しない場合、後工程（Ｓ８）に進む。
【００７７】
―後工程（Ｓ８）―
第１半導体基板１８ａに後工程を行う（Ｓ８）。
【００７８】
後工程（Ｓ８）には例えば、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）等により注入されたイオンの活性化、ゲート絶縁膜およびゲート電極の形成、ソース／ドレイン領域の形成、層間絶縁膜および配線（ビアを含む）の形成等が含まれる。後工程（Ｓ８）には更に、第１半導体基板１８ａのチップ化（ダイシング）およびチップ化された第１半導体基板１８ａのパッケージングが含まれてもよい。後工程（Ｓ８）は、前工程（Ｓ２）の内容に応じて変化する。後工程（Ｓ８）により、半導体装置が完成する。
【００７９】
（３−２−２）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）
図９は、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）の一例を示すフローチャートである。図１０は、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）を説明する装置図である。条件付きイオン注入（Ｓ４）は、イオン注入装置１６の制御部２６により実行される工程である。
【００８０】
（３−２−２−１）基板搬送工程（Ｓ１２）
まず制御部２６（図１０参照）は搬送部４２に、搬送装置５（図３参照）により搬送されてきたカセット２８（図１０参照）から、ロードロック室４０に第１半導体基板１８ａを搬送させる。
【００８１】
（３−２−２−２）第１保持工程（Ｓ１４）
次に制御部２６は第１保持部３４ａに、ロードロック室４０に搬送された第１半導体基板１８ａを保持させる（Ｓ１４）。
【００８２】
（３−２−２−３）測定工程（Ｓ１６）
制御部２６は測定部３０に、第１保持部３４ａに保持された第１半導体基板１８ａ上のフォトレジスト膜２２の物理量を測定させる。測定部３０に測定させる物理量は、フォトレジスト膜２２の状態に対応する物理量であり更に、フォトレジスト膜２２を介する第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入により変化する物理量である。測定部３０に測定させる物理量は例えば、フォトレジスト膜２２の硬度に対応する物理量（例えば、後述する押針８２の位置）である。測定部３０に測定させる物理量は、光反射率または光透過率に対応する物理量であってもよい。
【００８３】
（３−２−２−４）第２判定工程（Ｓ１８）
制御部２６は、測定部３０に測定させた物理量が第１条件（以下、第１判定条件と呼ぶ）を満たすか否か判定する（Ｓ１８）。具体的には例えば、測定させた物理量が基準値より大きいか否か判定する。
【００８４】
第１判定条件は、測定部３０に測定させる物理量の第１イオン注入に対する応答性に応じて定められる。第１判定条件は例えば、予備実験により予め定められる。
【００８５】
第１判定条件は例えば、物理量の測定値Ｘ＜基準値Ａである。基準値Ａは予備実験により、予め定められる。物理量の測定値Ｘを以下、物理量Ｘと呼ぶ。
【００８６】
第１判定条件は、下記条件Ａおよび下記条件Ｂの双方を満たすように定められる。
【００８７】
（条件Ａ）
第１判定条件は、測定工程（Ｓ１６）で測定される物理量Ｘのうち、フォトレジスト膜２２が設けられた第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入が測定工程の前に行わない第１場合に測定工程で測定される物理量Ｘ１によって満たされる。
【００８８】
従って、第１判定条件が測定値Ｘ＜基準値Ａの場合、基準値ＡはＸ１＜Ａを満たす定数である。
【００８９】
（条件Ｂ）
第１判定条件は、測定工程（Ｓ１６）で測定される物理量Ｘのうち、フォトレジスト膜２２が設けられた第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入が測定工程の前に行われる第２場合に測定工程で測定される物理量Ｘ２によっては満たされない。
【００９０】
従って、第１判定条件が測定値Ｘ＜基準値Ａの場合、基準値ＡはＸ１＜Ａ≦Ｘ２を満たす定数である。
【００９１】
なお、第１イオン注入が行われる場合とは、測定工程（Ｓ１６）の前に第１イオン注入が開始し完了する場合である。第１イオン注入が行われない場合とは、測定工程（Ｓ１６）の前に第１イオン注入が開始されない場合、または測定工程（Ｓ１６）の前に第１イオン注入が開始され完了しない場合である。すなわち第１イオン注入が行われない場合とは、第１イオン注入が開始も中断もされない場合である。
【００９２】
―第１判定条件が満たされる場合の処理―
測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たす場合、制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を行わせる。具体的には例えば、制御部２６はイオン注入部２４に、後述するステップＳ２０〜Ｓ２４を行わせる。
【００９３】
以上により、測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たす場合の条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が完了する。その後、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）とは異なる後工程（Ｓ８）が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【００９４】
―第１判定条件が満たされない場合の処理―
測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たさない場合、制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を行わせずに条件付きイオン注入工程（Ｓ４）を終了する。
【００９５】
具体的には例えば、測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たさない場合、制御部２６は先ず第１保持部３４ａに、第１半導体基板１８ａをロードロック室４０に戻させる。その後、制御部２６は搬送部４２に、第１半導体基板１８ａをカセットに格納２８させる（Ｓ２４）。
【００９６】
以上により、測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たさない場合の条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が終了する。その後、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）とは異なる後工程（Ｓ８）が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【００９７】
（３−２−２−５）移動工程（Ｓ２０）
測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たす場合、制御部２６は第１保持部３４ａに、保持させた第１半導体基板１８ａを第２保持部３４ｂ上に移動させる。具体的には制御部２６は第１保持部３４ａに、保持させた第１半導体基板１８ａをロードロック室４０から取り出させる。その後制御部２６は、第１半導体基板１８ａを保持した第１保持部３４ａを半回転させて、第１半導体基板１８ａを第２保持部３４ｂ上に移動させる（図１０参照）。
【００９８】
（３−２−２−６）イオン注入工程（Ｓ２２ａ）
次に制御部２６は、第２保持部３４ｂ上に移動させた第１半導体基板１８ａを第２保持部３４ｂに保持させつつイオンビーム出射口３６に対向させる。具体的には例えば、制御部２６は先ず第２保持部３４ｂを制御して、第１半導体基板１８ａをプラテン４６に静電気吸着させる。次に制御部２６は第２保持部３４ｂを制御して、回転軸４７を半回転させる。これにより、第１半導体基板１８ａをイオンビーム出射口３６に対向させる。
【００９９】
次に制御部２６は、イオンビーム出射口３６に対向させた第１半導体基板１８ａに向かって、イオンビーム生成部３２にイオンビーム６４を出射させる。これにより、第１半導体基板１８ａにイオンが注入される。
【０１００】
イオンビーム６４のビーム径は例えば、第１半導体基板１８ａの直径と略同じである。イオンビーム６４が出射している間、制御部２６は駆動部４８を制御して、回転軸４７を介してプラテン４６を、イオンビーム６４の進行方向に直交する２方向で走査する。この走査により、イオンビーム６４は第１半導体基板１８ａの全面に均一に照射される。この時、イオンビーム６４は、フォトレジスト膜２２の全面に照射される。
【０１０１】
以上により、制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を実行させる（Ｓ２０→Ｓ２２ａ）。第１イオン注入は例えば、As+イオン（第１導電型のイオン）を１００ｋＶの加速電圧で、１×１０１３ｃｍ−２のドーズ量注入するイオン注入である。
【０１０２】
（３−２−２−７）格納工程（Ｓ２４）
第１イオン注入（Ｓ２２ａ）の後、制御部２６は、第２保持部３４ｂおよび第１保持部に３４ａに、第１半導体基板１８ａをロードロック室４０に戻させる。その後、制御部２６は搬送部４２に、第１半導体基板１８ａをカセット２８に格納させる（Ｓ２４）。
【０１０３】
ステップＳ２０〜Ｓ２４により、測定部３０に測定させた物理量Ｘが第１判定条件を満たさない場合の条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が完了する。その後、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）とは異なる後工程（Ｓ８）が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【０１０４】
以上のように実施の形態１では、第１半導体基板１８ａ上のフォトレジスト膜２２の状態に対応し第１イオン注入により変化する物理量Ｘを測定する。その後、測定した物理量が、第１イオン注入が行われていない場合に測定される物理量である場合に、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を行う。このため、第１イオン注入の連続実行が中断した後に再開される第１イオン注入における人為的ミスが抑制される。
【０１０５】
（３−３）測定部
図１１は、第１保持部３４ａと第１保持部３４ａに取り付けられた状態の測定部３０とを示す平面図である。図１２は、第１保持部３４ａが第１半導体基板１８ａを保持した状態を示す図である。
【０１０６】
図１１に示すように第１保持部３４ａには、第１アーム４４ａおよび第２アーム４４ｂの側面に沿って、突起６８が例えば３つ以上設けられる。図１２に示すように、第１アーム４４ａと第２アーム４４ｂとが第１半導体基板１８ａの側面に押し当てられると、突起６８が第１半導体基板１８ａの側面に接触する。この接触により、第１半導体基板１８ａは第１保持部３４ａに保持される。
【０１０７】
第１半導体基板１８ａが第１保持部３４ａに保持されると、測定部３０は例えば第１半導体基板１８ａの上方に移動する。測定部３０は好ましくは、第１半導体基板１８ａの端部（例えば、第１半導体基板１８ａの外周から５ｍｍ以内または３ｍｍ以内の領域）または第１半導体基板１８ａのスクライブ・ラインの上方に移動する。
【０１０８】
すると測定部３０は、第１半導体基板１８ａの端部またはスクライブ・ライン上のフォトレジスト膜２２の物理量を測定する。これにより、後述するローラ８０による第１半導体基板１８ａの汚染を抑制することができる。
【０１０９】
（３−３−１）機械式測定部
―構造―
図１３は、図１１のXIII-XIII線に沿った断面図である。図１３に示す測定部１３０は、機械式の測定部の一例である。
【０１１０】
図１３に示すように、測定部１３０は、第１アーム４４ａに固定されたヒンジ７０を有している。ヒンジ７０は例えば、第４支持体７４ｄにより第１アーム４４ａに固定される。
【０１１１】
測定部１３０は更に、ヒンジ７０の回転軸７２に第１接続部６９ａが接続された第１支持体７４ａを有する。測定部１３０は更に、第１支持体７４ａの第１接続部６９ａとは異なる第２接続部６９ｂに回転自在に接続されたローラ８０を有している。
【０１１２】
測定部１３０は更に、第１支持体７４ａに接続され第１アーム４４ａに固定された位置検出部７６を有する。位置検出部７６は、第１支持体７４ａ上の定点７８に対応する第１位置（例えば、定点７８の位置）を検出する装置である。定点７８は、第１接続部６９ａおよび第２接続部６９ｂ以外の領域に位置する基準点である。
【０１１３】
位置検出部７６は例えば、定点７８に固定された押針８２と、一端が押針８２に接続された弾性体８４（例えば、バネ）とを有する。位置検出部７６は更に、第１アーム４４ａに固定されると共に弾性体８４の他端に接続された第２支持体７４ｂと、押針８２の第２位置を検出する位置センサ８６とを有する。
【０１１４】
測定部１３０は、位置センサ８６が検出する第２位置を定点７８に対応する第１位置として検出する。位置センサ８６は例えば、押針８２の第１支持体７４ａ側の表面の位置（すなわち、定点７８の位置）を検出する。位置センサ８６は、第１支持体７４ａから見て押針８２の反対側の面の位置を検出してもよい。
【０１１５】
位置検出部７６は、図１３に示すもの以外であってもよい。位置検出部７６は例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）であってもよい。
【０１１６】
なお、図１３に示す例では、第１支持体７４ａの一端に第１接続部６９ａが設けられ、第１支持体７４ａの他端に第２接続部６９ｂが設けられている。しかし、第１接続部６９ａおよび第２接続部６９ｂは、第１支持体７４ａの端部以外の場所に設けられてもよい。
【０１１７】
―動作―
図１４は、機械式測定部１３０の動作を説明する図である。
【０１１８】
第１保持工程（Ｓ１４）により、第１アーム４４ａの突起６８（図１１参照）が第１半導体基板１８ａの側面に押し当てられると図１４に示すように、ローラ８０がフォトレジスト膜２２上に移動する。この時、第１支持体７４ａは、ヒンジ７０の回転軸７２を支点として傾斜する。
【０１１９】
機械式測定部１３０が検出する物理量は、ローラ８０がフォトレジスト膜２２上に移動した後に、位置検出部７６が検出する第１位置である。定点７８に対応する第１位置は好ましくは、第１保持部３４ａに保持された状態の第１半導体基板１８ａの表面に垂直な方向の座標である。
【０１２０】
ローラ８０がフォトレジスト膜２２上に移動して第１支持体７４ａが傾斜すると、定点７８で第１支持体７４ａに固定された押針８２の位置が変化する。押針８２は第１アーム４４ａに固定された第２支持体７４ｂに接続されている。しかし押針８２は、弾性体８４を介して第２支持体７４ｂに接続されているので、容易に位置を変えることができる。
【０１２１】
ローラ８０は、フォトレジスト膜２２上に移動すると、第１支持体７４ａを介して加えられる弾性体８４の応力と自重によりフォトレジスト膜２２に押し当てられる。すると、フォトレジスト膜２２に凹みが生じる。この凹みの深さに応じて、第１支持体７４ａの定点７８の位置が変化する。凹みの深さは、フォトレジスト膜２２の硬度が大きくなるほど浅くなる。
【０１２２】
従ってローラ８０のフォトレジスト膜２２上への移動後に、位置検出部７６が検出する第１位置（定点７８に対応する位置）は、フォトレジスト膜２２の硬度に応じて変化する。従って測定部１３０によれば、フォトレジスト膜２２の硬度に対応する物理量（第１位置）を検出することができる。
【０１２３】
ステップＳ１８（図９参照）の第１判定条件は例えば、ローラ８０がフォトレジスト膜２２に乗り上げた時の第１位置の座標（第１半導体基板１８ａから上方に遠ざかる程ほど大きくなる座標）が基準値以下であることです。
【０１２４】
尚、ローラ８０がフォトレジスト膜２２上に移動した時に発生する弾性体８４の応力は、圧縮応力が好ましい。しかし、弾性体８４の応力は引張応力であってもよい。
【０１２５】
ローラ８０がフォトレジスト膜２２上に移動した時の定点７８の位置は、第１半導体基板１８ａの厚さおよびフォトレジスト膜２２の厚さによっても変化する。しかし半導体装置の製造方法では、これらの厚さは一定になるように精密に管理されている。
【０１２６】
―機械式測定部の別の例―
図１５は、機械式測定部の別の例を示す図である。図１５の機械式測定部２３０は、図１４の機械式測定部１３０に類似している。従って、図１４の機械式測定部１３０と共通する部分の説明は、省略または簡単にする。
【０１２７】
機械式測定部２３０は、第１アーム４４ａに固定された固定軸８８を有している。機械式測定部２３０は更に、第３接続部６９ｃが固定軸８８に回転自在に接続された第３支持体７４ｃを有している。機械式測定部２３０は更に、第３接続部６９ｃとは異なる第４接続部６９ｄ（第３支持体７４ｃの接続部）に接続されたローラ８０を有している。機械式測定部２３０は更に、第３支持体７４ｃに接続されると共に第１アーム４４ａに固定された位置検出部７６を有している。機械式測定部２３０は、第３支持体７４ｃ上の定点１７８に対応する第３位置を検出する。定点１７８は、第３接続部６９ｃおよび第４接続部６９ｄ以外の領域に位置する基準点である。
【０１２８】
位置検出部７６の構造は、図１４の機械式測定部１３０の位置検出部７６と同じものである。
【０１２９】
図１４の機械式測定部１３０と同様に、第１アーム４４ａの突起６８（図１１参照）が第１半導体基板１８ａの側面に押し当てられると、ローラ８０がフォトレジスト膜２２の上に移動する。すると、ローラ８０は、第３支持体７４ｃを介して加えられる弾性体８４の応力と自重によりフォトレジスト膜２２を凹ませる。この時、位置検出部７６が、第３支持体７４ｃ上の定点１７８に対応する第３位置を検出する。
【０１３０】
この様に機械式測定部２３０が検出する物理量は、ローラ８０のフォトレジスト膜２２上への移動後に、位置検出部７６が検出する第３位置である。
【０１３１】
なお、図１５に示す例では、第３支持体７４ｃの中央に第３接続部６９ｃが設けられ、第３支持体７４ｃの一端に第４接続部６９ｄが設けられている。しかし、第３接続部６９ｃおよび第４接続部６９ｄは、図１５とは異なる位置に設けられてもよい。
【０１３２】
―ローラの変形例―
図１６は、ローラの変形例を示す側面図である。
【０１３３】
図１３および図１５に示すローラ８０の表面は平坦である。しかし図１６に示すように、ローラ１８０は、表面に複数の凸部９０を有していてもよい。凸部９０により、ローラ１８０がフォトレジスト膜２２を押圧する圧力が強くなる。その結果、フォトレジスト膜２２の凹みが深くなり、測定部１３０，２３０の感度が高くなる。
【０１３４】
（３−３−２）光学式測定部
図１７は、光学式の測定部３３０の一例を示す図である。図１８は、光学式の測定部３３０の動作を説明する図である。
【０１３５】
光学式測定部３３０は、図１７に示すように、第１アーム４４ａに固定された発光素子９２と受光素子９４とを有している。発光素子９２および受光素子９４は、図１８に示すように、第１アーム４４ａの突起６８（図１１参照）が第１半導体基板１８ａの側面に押し当てられると、第１半導体基板１８ａの上方に移動する。
【０１３６】
第１半導体基板１８ａ上方で発光素子９２が発光すると、フォトレジスト膜２２で反射された反射光９６が受光素子９４により検出される。反射光９６の強度は、フォトレジスト膜２２の反射率に比例する。
【０１３７】
従って、光学式測定部３３０によれば、フォトレジスト膜の光反射率に対応する物理量を検出することができる。
【０１３８】
―光学式測定部の別の例―
図１９は、光学式測定部４３０の別の例を示す図である。図２０は、光学式測定部４３０の動作を説明する図である。
【０１３９】
測定部４３０は、図１９に示すように、第１アーム４４ａに固定された発光素子９２と受光素子９４とを有している。発光素子９２および受光素子９４は、第１アーム４４ａの突起６８（図１１参照）が第１半導体基板１８ａの側面に押し当てられると、第１半導体基板１８ａを挟むように配置される（図２０参照）。
【０１４０】
第１半導体基板１８ａの表面側で発光素子９２が発光すると、フォトレジスト膜２２を透過した透過光９８が受光素子９４で検出される。透過光９８の強度は、フォトレジスト膜２２の透過率に比例する。
【０１４１】
従って、光学式の測定部４３０によれば、フォトレジスト膜の光反射率に対応する物理量を検出することができる。
【０１４２】
以上のように実施の形態１によれば、イオン注入の中断後に再開されるイオン注入においてミスを抑制することができる。
【０１４３】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１に類似している。従って、実施の形態２と共通する部分の説明は省略または簡単にする。
【０１４４】
実施の形態１の条件付きイオン注入Ｓ４（図９参照）では、第１イオン注入が行われていない第１半導体基板１８ａに第１イオン注入が行われ、第１イオン注入が行われている第１半導体基板１８ａには第１イオン注入は行われない。一方、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａに対しては、第１イオン注入が行われるか否かはケースバイケースである。
【０１４５】
例えば、第１イオン注入が中断されるまでに第１半導体基板１８ａに注入されたドーズと第１イオン注入が完了した場合に第１半導体基板１８ａに注入されるドーズ（以下、設計値と呼ぶ）の差分が大きい場合、第１イオン注入は行われる。一方、ドーズの差分が小さい場合、第１イオン注入は行われない。第１イオン注入が行われるか否かは、実施の形態１で説明した第１判定条件の基準値Ａに依存する。
【０１４６】
その結果、ドーズの差分が大きい場合には、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａには設計値より多くのイオンが注入される。一方、ドーズの差分が小さい場合、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａには設計値より少ないイオンが注入される。
【０１４７】
実施の形態２によれば、このような問題を抑制することができる。
【０１４８】
（１）イオン注入装置
実施の形態２のイオン注入装置は、図６を参照して説明した実施の形態１のイオン注入装置１６と略同じ構造を有している。但し、実施の形態２の制御部２６は、実施の形態１の条件付きイオン注入ではなく、実施の形態２の条件付きイオン注入を、イオン注入部２４に実行させる制御部である。
【０１４９】
具体的には補助記憶部５４（図７参照）に、実施の形態２の条件付きイオン注入工程を演算部５０に実行させるプログラムが記録されている。補助記憶部５４に記録されたプログラムを除き、実施の形態２の制御部２６は、実施の形態１の制御部２６と略同じ構造を有している。
【０１５０】
（２）製造方法
実施の形態２の製造方法は、図８を参照して説明した実施の形態１の製造方法に類似している。但し、実施の形態２の条件付きイオン注入（Ｓ４）は、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａに、第１半導体基板１８ａに中断前に注入されたドーズと設計値の差分を注入するイオン注入である。
【０１５１】
（２−１）条件付きイオン注入工程（Ｓ４）
図２１は、実施の形態２の条件付きイオン注入工程（Ｓ４）のフローチャートの一例である。
【０１５２】
（２−１−１）基板搬送工程（Ｓ１２）〜測定工程（Ｓ１６）
基板搬送工程（Ｓ１２）〜測定工程（Ｓ１６）は、図９を参照して説明した実施の形態１の条件付きイオン注入工程で説明したステップと同じものである。従って、説明を省略する。
【０１５３】
（２−１−２）第２判定工程（Ｓ１８ｂ）
制御部２６（図６参照）は、測定部３０に測定させた物理量Ｘが第１条件（以下、第１判定条件と呼ぶ）を満たすか否か判定する（Ｓ１８ｂ）。
【０１５４】
第１判定条件は例えば、物理量Ｘ≦基準値Ｂである。物理量Ｘは例えば、フォトレジスト膜２２（図５参照）の硬度に対応する物理量である。具体的には例えば、物理量Ｘは図１４の測定部１３０により測定される定点７８の位置である。
【０１５５】
図２２は、基準値Ｂの一例を説明する図である。図２２には、イオン注入量（ドース）とフォトレジスト膜２２の硬度との関係の一例である。横軸は、フォトレジスト膜２２に注入されたイオンのドーズである。横軸のスケールは原点近傍を除き、ログスケールである。原点近傍のスケールは、リニアスケールである。
【０１５６】
縦軸は、フォトレジスト膜２２の硬度を測定したデュロメーターの出力である。デュロメーターの出力（以下、可変高と呼ぶ）は加圧面に対する押針の位置であり、フォトレジスト膜２２の硬度に対応している。可変高は、硬度が高いほど小さくなる。
【０１５７】
図２２に示すように、フォトレジスト膜２２の硬度は、標準的なイオン注入のドーズの範囲（５×１０１２〜５×１０１４ｃｍ−２）で大きく変化し、ドーズが１×１０１１ｃｍ−２以下で略一定になる。
【０１５８】
今、第１イオン注入のドーズＤ２（設計値）より十分小さいあるドーズ（例えば、Ｄ２の０〜３割のドーズ）をＤｂとする。更に、ドーズＤｂに対応する可変高をｂとする。基準値Ｂは例えば、可変高がｂであるフォトレジスト膜２２を、測定部１３０により測定した時に得られる定点７８の位置Ｂである。
【０１５９】
第１判定条件（例えば、Ｘ≦Ｂ）は、以下に示す、第１条件ａ〜第３条件ｃを全て満たす条件である。なお図２２には、可変高の値（例えば、ｂ）の横に当該可変高に対応する物理量Ｘの値（例えば、Ｂ）が示されている。
【０１６０】
（条件ａ）
第１判定条件は、測定工程（Ｓ１６）で測定される物理量Ｘのうち、フォトレジスト膜２２が設けられた第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入が測定工程の前に行われない第１場合に測定工程で測定される第１物理量Ｘ１により満たされる。
【０１６１】
第１物理量Ｘ１は、第１場合（第１イオン注入が行われない場合）に得られる可変高ｈ１（図２２参照）に対応する定点７８（図１４参照）の位置Ｘ１である。すなわち第１物理量Ｘ１は、ドーズが０の場合（図２２のＤ１）に得られる物理量である。
【０１６２】
従って、第１判定条件がＸ≦Ｂの場合、基準値ＢはＸ１≦Ｂを満たす定数である(図２２参照)。
【０１６３】
（条件ｂ）
第１判定条件は、測定工程（Ｓ１６）で測定される物理量Ｘのうち、フォトレジスト膜２２が設けられた第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入が測定工程の前に行われる第２場合に測定工程で測定される第２物理量Ｘ２によっては満たされない。
【０１６４】
第２物理量Ｘ２は、第２場合（第１イオン注入が行われる場合）に得られる可変高ｈ２（図２２参照）に対応する定点７８（図１４参照）の位置Ｘ２である。従って、第１判定条件がＸ≦Ｂの場合、基準値ＢはＸ１≦Ｂ＜Ｘ２を満たす定数である(図２２参照)。
【０１６５】
（条件ｃ）
第１判定条件は、測定工程（Ｓ１６）で測定される物理量Ｘのうち、フォトレジスト膜２２が設けられた第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入が測定工程の前に開始され中断された第３場合に測定工程で測定される第３物理量Ｘ３によっては満たされない。
【０１６６】
第３物理量Ｘ３は、第３場合（第１イオン注入が中断される場合）に得られる可変高ｈ３（図２２参照）に対応する定点７８（図１４参照）の位置Ｘ３である。従って、第１判定条件がＸ≦Ｂの場合、基準値ＢはＸ１≦Ｂ＜Ｘ２、Ｘ３を満たす定数である(図２２参照)。
【０１６７】
―第１判定条件が満たされる場合の処理―
測定部３０に測定させた物理量Ｘが第１判定条件を満たす場合、制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａへの第１イオン注入を行わせる。具体的には例えば、制御部２６はイオン注入部２４に、ステップＳ２０、Ｓ２２ａ、Ｓ２４を行わせる（図２１参照）。ステップＳ２０、Ｓ２２ａ、Ｓ２４は、実施の形態１で説明したステップである。
【０１６８】
以上により、測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件を満たす場合の条件付きイオン注入工程（Ｓ４）が終了する。その後、第１イオン注入Ｓ２２ａとは異なる後工程Ｓ８が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【０１６９】
―第１判定条件が満たされない場合の処理―
測定部３０に測定させた物理量Ｘが第１判定条件を満たさない場合、制御部２６は第３判定工程（Ｓ１８ｃ）に進む。
【０１７０】
（２−１−３）第３判定工程（Ｓ１８ｃ）〜格納工程（Ｓ２４）
制御部２６（図６参照）は、測定部３０に測定させた物理量が第１判定条件とは異なる第２条件（以下、第２判定条件と呼ぶ）を満たすか否か判定する（Ｓ１８ｃ）。第２判定条件は例えば、基準値Ｂ＜物理量Ｘ＜基準値Ｃである。
【０１７１】
今、第１イオン注入のドーズＤ２より僅かに小さいドーズ（例えば、Ｄ２の７〜１０割のドーズ）をＤｃとする。更に、ドーズＤｃに対応する可変高をｃとする。
【０１７２】
基準値Ｃは例えば、可変高がｃであるフォトレジスト膜２２を、測定部１３０により測定した時に得られる定点７８の位置Ｃである。基準値Ｃは例えば、Ｘ１、Ｘ３＜Ｃ≦Ｘ２を満たす定数である(図２２参照)。
【０１７３】
第２判定条件（例えば、Ｂ＜Ｘ＜Ｃ）は、下記条件ｄ〜ｅを満たす条件である。
【０１７４】
（条件ｄ）
第２判定条件（例えば、Ｂ＜Ｘ＜Ｃ）は、第１物理量Ｘ１（≦Ｂ）および第２物理量Ｘ２（≧Ｃ）によっては満たされない。
【０１７５】
（条件ｅ）
第２判定条件（例えば、Ｂ＜Ｘ＜Ｃ）は、第３物理量Ｘ３（Ｂ＜Ｘ３＜Ｃ）によって満たされる。
【０１７６】
―第２判定条件が満たされる場合の処理―
測定部３０に測定された物理量Ｘが第１条件を満たさずに第２条件を満たす場合、制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａに対して第１イオン注入（Ｓ２２ａ）を行わせずに第２イオン注入（Ｓ２２ｂ）行わせる。
【０１７７】
具体的には例えば、制御部２６はイオン注入部２４に、移動工程Ｓ３０と第２イオン注入工程Ｓ２２ｂを行わせる。次に制御部２６はイオン注入部２４に、第１半導体基板１８ａをカセット２８に格納させ、条件付きイオン注入工程（Ｓ４）を終了する（Ｓ１８ｃ→Ｓ２４）。移動工程Ｓ３０は、実施の形態１で説明した移動工程２０（図９参照）と略同じ工程である。
【０１７８】
その後、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）および第２イオン注入工程（Ｓ２２ｂ）とは異なる後工程（Ｓ８）が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【０１７９】
―第２イオン注入―
第２イオン注入（Ｓ２２ｂ）は、物理量Ｘが第１判定条件（例えば、Ｘ≦Ｂ）を満たさず第２条件（例えば、Ｂ＜Ｘ＜Ｃ）を満たすフォトレジスト膜２２を、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）が行われた状態に近づけるイオン注入である。
【０１８０】
具体的には例えば、制御部２６は先ず、測定工程（Ｓ１６）で測定した第３物理量Ｘ３に対応するドーズＤ３を算出する。制御部２６は、物理量Ｘとドーズの関係を示すデータ（例えば、図２２）を参照して、第３物理量Ｘ３に対応するドーズＤ３を算出する。物理量Ｘとドーズの関係を示すデータは例えば、補助記憶部５４に記録されている。
【０１８１】
更に制御部２６は、第３物理量Ｘ３に対応するドーズＤ３と第１イオン注入のドーズＤ２（設計値）の差Δ（＝Ｄ２−Ｄ３）を算出する。その後制御部２６は、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａに、算出した差Δに等しいドーズのイオンを注入する。このイオン注入が、第２イオン注入である。第２イオン注入の条件は、ドーズを除き、第１イオン注入の条件と略同じである。
【０１８２】
―第２判定条件が満たされない場合の処理―
測定部３０に測定させた物理量Ｘが第１判定条件および第２判定条件を満たさない場合、制御部２６はイオン注入を行わずに、第１半導体基板１８ａをカセット２８に格納し条件付きイオン注入工程（Ｓ４）を終了する（Ｓ１８ｃ→Ｓ２４）。その後、第１イオン注入（Ｓ２２ａ）および第２イオン注入（Ｓ２２ｂ）とは異なる後工程（Ｓ８）が、第１半導体基板１８ａに対して行われる。
【０１８３】
実施の形態２によれば、第１イオン注入が中断された第１半導体基板１８ａに注入されるイオンの総量と設計値の差を小さくすることができる。
【０１８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、実施の形態は、例示であって制限的なものではない。
【０１８５】
例えば、実施の形態１及び２では測定部３０は、第１保持部３４ａに設けられる。しかし、測定部３０は、第１保持部３４ａ以外の場所に設けられてもよい。測定部３０は例えば、ロードロック室４０に設けられてもよい。
【０１８６】
また実施の形態１及び２では、ロードロック室は一つである。しかしイオン注入のスループットを向上させるため、複数のロードロック室をイオン注入装置１６に設けてもよい。
【０１８７】
以上の実施の形態１及び２に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１８８】
（付記１）
第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応し、前記フォトレジスト膜を介する前記第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定する工程を有し、
測定された前記物理量が第１条件を満たす場合に、前記第１半導体基板に前記第１イオン注入を行い、当該第１イオン注入後に前記第１イオン注入とは異なる後工程を前記第１半導体基板に対して行い、
測定された前記物理量が前記第１条件を満たさない場合には、前記第１イオン注入を行わずに前記第１半導体基板に対して前記後工程を行う
半導体装置の製造方法。
【０１８９】
（付記２）
前記第１条件は、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われない第１場合に前記測定する工程で測定される第１物理量により満たされ、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われる第２場合に前記測定する工程で測定される第２物理量によっては満たされない条件であることを
特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【０１９０】
（付記３）
測定された前記物理量が前記第１条件を満たさない場合において、第２条件を満たす場合には、前記第１イオン注入と異なる第２イオン注入を第１半導体基板に行い、前記第２イオン注入の後に前記後工程を前記第１半導体基板に対して行うことを
特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。 
【０１９１】
（付記４）
前記第１条件は、
前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われない第１場合に前記測定する工程で測定される第１物理量により満たされ、前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に行われる第２場合に前記測定する工程で測定される第２物理量によっては満たされず、前記測定する工程で測定される前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定する工程の前に開始され中断される第３場合に前記測定する工程で測定される前記第３物理量によっては満たされない条件であり、
前記第２条件は、前記第１物理量及び前記第２物理量によっては満たされず、前記第３物理量によって満たされる条件であり、
前記第２イオン注入は、前記物理量が前記第１条件を満たさず前記第２条件を満たす前記フォトレジスト膜を、前記第１イオン注入が行われた状態に近づけるイオン注入であることを
特徴とする付記３に記載の半導体装置の製造方法。
【０１９２】
（付記５）
前記第１半導体基板は、第２半導体基板を複数含み前記第２半導体基板への前記第１イオン注入が連続的に行われる複数の半導体基板群のうち前記第１イオン注入の連続実行が中断された半導体基板群に含まれ、
前記測定する工程は、前記中断の後に行われることを
特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【０１９３】
（付記６）
第１半導体基板上に配置され開口が設けられたフォトレジスト膜の状態に対応し前記フォトレジスト膜を介する前記第１半導体基板への第１イオン注入により変化する物理量を測定できる測定部を有し、前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を可能にするイオン注入部と、
前記測定部に前記物理量を測定させ、測定させた前記物理量が第１条件を満たす場合に前記イオン注入部に前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を行わせ、測定させた前記物理量が前記第１条件を満たさない場合には前記イオン注入部に前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を行わせない制御部とを有する
イオン注入装置。
【０１９４】
（付記７）
前記第１条件は、
前記測定部が測定する前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定の前に行われない第１場合に前記測定部が測定する第１物理量により満たされ、
前記測定部が測定する前記物理量のうち、前記フォトレジスト膜が設けられた前記第１半導体基板への前記第１イオン注入が前記測定の前に行われる第２場合に前記測定部が測定する第２物理量によっては満たされない条件であることを
特徴とする付記６に記載のイオン注入装置。
【０１９５】
（付記８）
前記イオン注入部は更に、イオンビームを出射するイオンビーム生成部と、前記測定部が設けられ前記第１半導体基板を保持できる第１保持部と、前記第１半導体基板を保持しつつ前記第１半導体基板を前記イオンビームの出射口に対向させられる第２保持部とを有し、
前記制御部は、前記第１半導体基板を前記第１保持部に保持させ、前記第１保持部に保持された前記第１半導体基板上の前記フォトレジスト膜の前記物理量を前記測定部に測定させ、
前記制御部は更に、前記測定部に測定させた前記物理量が第１条件を満たす場合に、
前記第１保持部に保持させた前記第１半導体基板を前記第２保持部上に移動させ、前記第２保持部上に移動させた前記第１半導体基板を前記第２保持部に保持させつつ前記出射口に対向させ、前記出射口に対向させた前記第１半導体基板に向かって前記イオンビーム生成部に前記イオンビームを出射させることで、前記イオン注入部に前記第１半導体基板への前記第１イオン注入を行わせることを
特徴とする付記６又は７に記載のイオン注入装置。
【０１９６】
（付記９）
前記第１保持部は、第１アームと第２アームとを有し、前記第１半導体基板の側面に前記第１アームと前記第２アームとを押し当てて前記第１半導体基板を保持し、
前記測定部は、前記第１アームに固定されたヒンジと、前記ヒンジの回転軸に第１接続部が接続された第１支持体と、前記第１接続部とは異なる前記第１支持体の第２接続部に接続されたローラと、前記第１支持体に接続されると共に前記第１アームに固定され前記第１支持体上の定点に対応する第１位置を検出する位置検出部とを有し、
前記ローラは、前記第１アームが前記第１半導体基板の側面に押し当てられると、前記フォトレジスト膜上に移動すると共に前記フォトレジスト膜に押し当てられ、
前記測定部が測定する前記物理量は、前記ローラの前記フォトレジスト膜上への前記移動後に、前記位置検出部が検出する前記第１位置であることを
特徴とする付記８に記載のイオン注入装置。
【符号の説明】
【０１９７】
１６・・・イオン注入装置
１８ａ・・・第１半導体基板          １８ｂ・・・第２半導体基板
２０・・・開口
２２・・・フォトレジスト膜
２４・・・イオン注入部
２６・・・制御部
３０・・・測定部
３２・・・イオンビーム生成部
３４ａ・・・第１保持部
４４ａ・・・第１アーム          ４４ｂ・・・第２アーム
６４・・・イオンビーム
６９ａ・・・第１接続部          ６９ｂ・・・第２接続部
６９ｃ・・・第３接続部          ６９ｄ・・・第４接続部
７２・・・回転軸
７４ａ・・・第１支持体          ７４ｂ・・・第２支持体
７４ｃ・・・第３支持体          ７４ｄ・・・第４支持体
７６・・・位置検出部
７８，１７８・・・定点
８２・・・押針
８４・・・弾性体
８６・・・位置センサ
８８・・・固定軸
【図１】
2016096301.tif 000003
【図２】
2016096301.tif 000004
【図３】
2016096301.tif 000005
【図４】
2016096301.tif 000006
【図５】
2016096301.tif 000007
【図６】
2016096301.tif 000008
【図７】
2016096301.tif 000009
【図８】
2016096301.tif 000010
【図９】
2016096301.tif 000011
【図１０】
2016096301.tif 000012
【図１１】
2016096301.tif 000013
【図１２】
2016096301.tif 000014
【図１３】
2016096301.tif 000015
【図１４】
2016096301.tif 000016
【図１５】
2016096301.tif 000017
【図１６】
2016096301.tif 000018
【図１７】
2016096301.tif 000019
【図１８】
2016096301.tif 000020
【図１９】
2016096301.tif 000021
【図２０】
2016096301.tif 000022
【図２１】
2016096301.tif 000023
【図２２】
2016096301.tif 000024