(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に制御されたガスジェットであって、電荷交換イオンの比率を変化させるために制御装置によってガス圧が個別に制御可能なガスジェットの配列を含んでいる差動式ポンピングチェンバーと、
ブロードイオンビームのプロファイルを測定するファラデーカッププロファイラーと
を備えており、
上記差動式ポンピングチェンバーは、上記ガスとイオンとの電荷交換反応により、ブロードイオンビームの初期電荷状態でのイオンの比率を変更し、当該ブロードイオンビームの電荷交換された一部を、磁場を発生する偏向器により除去するものであり、
上記制御装置に供給されるフィードバックに基づいて、上記個別に制御されたガスジェットを調整することにより、所望のブロードイオンビームを生成する、
ことを特徴とするイオンビーム均一性制御システム。
【請求項２】
上記磁場は、偏向器及び電気的な装置を有する装置を用いて生成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項３】
上記ガスは、水蒸気、二酸化炭素、及びキセノンの少なくとも何れかを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項４】
上記ガスとして、高電荷交換断面積を有するガスを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項５】
上記制御装置は、上記個別に制御されたガスジェットのガス圧を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項６】
上記個別に制御されたガスジェットには、超音速のガスジェットが含まれる、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項７】
上記個別に制御されたガスジェットが、イオンビームの上流に向かって個別に偏向可能であるか、又は、上記ガスジェットの配列が、イオンビームの上流に向かって偏向可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項８】
上記ガスジェットの配列が、イオンビームの下流に向かって偏向可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項９】
上記ブロードイオンビームが、リボンビームを含んでいる、ことを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム均一性制御システム。
【請求項１０】
第一ビームパスに沿ってイオンビームを生成するパワーソースであって、当該イオンビームが、第一次元（ｄ１）、及び、Ｘ−Ｙ平面に垂直な第二次元（ｄ２）を有する偏向器に進入するように構成されたパワーソースに接続されたイオンソースと、
上記イオンビームを受けると共に、ガスジェットの配列を用いて上記イオンビームの初期電荷状態の一部を変更する均一性制御システムであって、当該ガスジェットの圧力を上記イオンビームの一部に対して個別に調整可能な均一性制御システムを含むエンドステーションと、
上記イオンビームを受けると共に、磁気力又は静電気力を用いて、当該イオンビームの方向を第二パスに沿うように変更する磁気的装置又は静電気的装置と、
ファラデーカッププロファイラーを用いて上記イオンビームのプロファイルを決定する制御装置と、
を備えていることを特徴とするイオン注入システム。
【請求項１１】
上記イオンビームは、リボンビームを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１２】
磁場は、偏向器及び電気的装置を有する装置を用いて生成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１３】
上記ガスは、水蒸気、二酸化炭素、及びキセノンの少なくとも何れかを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１４】
均一性制御システムを用いてイオンビームを生成するイオンビーム生成方法であって、（ａ）イオンビームを生成及び抽出するステップと、
（ｂ）第一パスに沿った上記イオンビームの質量を分析するステップと、
（ｃ）均一性制御システムを通過後に、第二パスに沿って上記イオンビームを偏向するステップと、
（ｄ）上記イオンビームのプロファイルを測定するステップと、
（ｅ）上記イオンビームのプロファイルが仕様範囲内である場合に、（ｇ）へ進むステップと、
（ｆ）上記イオンビームのプロファイルが仕様範囲内でない場合に、均一性制御システムによるガスジェット調整後に、（ａ）へ戻るステップと、
（ｇ）質量分析された均一なリボンビームを、注入対象のワークピースに向き付けするステップと、
を含んでいることを特徴とするイオンビーム生成方法。
【請求項１５】
ガスジェットの配列が、差動式ポンピングチェンバー内に配置され、個別のガスジェットが、様々な個別の圧力を有するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載のイオンビーム生成方法。
【請求項１６】
上記イオンビームのプロファイルが、ファラデーカッププロファイラーを用いて測定され、当該測定されたプロファイルに基づいて、制御装置により個別のガスジェットの個別の圧力が調整される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のイオンビーム生成方法。
【請求項１７】
個別のガスジェットの角度が、上記測定されたプロファイルに基づいて調整される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のイオンビーム生成方法。
【請求項１８】
磁場は、偏向器及び電気的装置を有する装置を用いて生成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のイオンビーム生成方法。
【請求項１９】
上記ガスは、水蒸気、二酸化炭素、及びキセノンの少なくとも何れかを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１４に記載のイオンビーム生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にイオン注入に関する。より具体的には、ブロードビームの強度均一性を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入とは物理的プロセスである。これに対して、拡散は、半導体装置の製造において、半導体ワークピース及び／又はウェハー物質にドーパントを選択的に注入する際に用いられる化学的プロセスである。つまり、注入という作用はドーパントと半導体素材との化学的相互作用に依存するものではない。イオン注入において、ドーパントの原子／分子は、イオン化され、遊離しており、時には加速され、減速され、ビームを形成し、ワークピースやウェハーに対し横断的に掃引される。ドーパントイオンは、物理的にワークピースに衝突し、その表面から侵入し、典型的には、ワークピースの表面下の結晶格子構造中で停止する。
【０００３】
イオン注入システムは洗練されたサブシステムの集合体であり、それぞれのサブシステムが、ドーパントイオンに対して特定の作用を実行するものである。気体であれ、固体であれ、ドーパント要素はイオン化チェンバーの中に配置され、然るべきイオン化プロセスを経てイオン化される。一つの例示的なプロセスにおいては、チェンバーは低圧力（真空）で維持されている。フィラメントが当該チェンバー内に設置され、例えばフィラメントソースから電子が生成されるくらいの温度まで熱せられているとする。チェンバー内では、負に荷電した電子が正に荷電したアノードに引き付けられる。フィラメントからアノードへ移動する間に、電子はドーパントのソースエレメント（つまり分子や原子）と衝突し、正に荷電した多数のイオンを生成する。
【０００４】
ブロードイオンビームを用いるイオン注入には、例えば、ペンシルビームのような小サイズのビームに基づくシステム及び方法に比べ、いつくかの利点がある。ブロードイオンビームは、ビーム電流密度が小さいので、低エネルギーでのイオンビーム輸送効率が良い。いくつか例を挙げると、ブロードイオンビームによって、ワークピースの表面全体に対する均一な注入ビームの機械的走査が単純化され、ワークピースを高加速／高減速させる必要がなくなり、また、イオンビーム光学及びウェハーの機械的走査システムの構造が単純化される。これまでに多くの特許が権利化されており、ビームの幅全体についての不可避的な強度の不均一性を補正するためのブロードビーム及び技術を実現する様々なアプローチが示されている。しかしながら、ビーム強度の不均一性を補正する多くの周知方法では、均一性（強度）を上げるために、イオンビームの角度整合性（angle integrity）が犠牲となる。
【０００５】
非特許文献１には、典型的な均一性補正方法が記載されており、それによれば、イオンビームの均一性を上げるには角度整合性が代償となる。
【０００６】
イオン注入の最近の実用性においては、ワークピース／ウェハー表面全体において、ビーム強度の均一性およびビーム角度の整合性が共に要求される。工業界では、ビーム角度の整合性に影響を与えずに均一性を制御する十分なシステム及び方法がなく、他のパラメータから独立して均一性を制御することができないというこの状況により、多くの注入器開発者たちはブロードビーム技術を敬遠するようになった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】White, N.R.著「Positive Control of Uniformity in Ribbon Beams for Implantation of Flat-Panel Displays」,Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE)、1999年、第354頁−第357頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、イオンビームの強度均一性を制御するため、物理的にイオンビームの一部を遮断すべく幾つかの金属製やグラファイト製のロッドをイオンビーム中へ挿入することが試されている。それらのロッドは、ブロードイオンビーム幅全体を覆うために隙間なく一列に配置され、イオンビームに挿入された各ロッドの深さは、遠隔的に制御することができる。しかしながら、この技術に関しては幾つかの問題点が存在する。第一に、金属製ロッドは、不要な粒子および金属不純物を生成する原因となる。第二に、イオンビームに出し入れされるロッドの反応が遅いことにより、フィードバック制御の点においてビームの制御が難しくなる。
【０００９】
したがって、ブロードイオンビームの強度均一性を制御するために適したシステム及び方法であって、反応時間が速く、かつイオンビーム角度整合性が犠牲にならないシステム及び方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、本発明の一又は複数の側面を基本的に理解するための概要を示す。この概要は、発明の広範囲な概観ではない。そして、発明の鍵又は重要な要素を特定することを意図するものでもなく、発明の範囲を詳述するものでもない。むしろ、この概要の主たる目的は、後述する詳細な説明に対する前置きとして、簡単な形での発明の幾つかの概念を提示することである。
【００１１】
一又は複数の実施形態によれば、本発明は、イオンビーム均一性制御システムを考案する。ここで、上記イオンビーム均一性制御システムは、個別に制御されたガスジェットであって、電荷交換イオンの比率を変化させるために制御装置によってガス圧が個別に制御可能なガスジェットの配列を含んでいる差動式ポンピングチェンバーと、ブロードイオンビームのプロファイルを測定するファラデーカッププロファイラーとを備えており、上記差動式ポンピングチェンバーは、上記ガスとイオンとの電荷交換反応により、ブロードイオンビームの初期電荷状態でのイオンの比率を変更し、当該ブロードイオンビームの電荷交換された一部を、磁場を発生する偏向器により除去するものであり、上記制御装置に供給されるフィードバックに基づいて、上記個別に制御されたガスジェットを調整することにより、所望のブロードイオンビームを生成する、ことを特徴としている。
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、イオンビーム均一性制御装置は、個別に制御されたガスジェットの配列を含んでいる差動式ポンピングチェンバーを備えており、上記個別に制御されたガスジェットのガス圧は、電荷交換イオンの比率を変化させるように制御装置により制御され、上記電荷交換イオンはブロードイオンビームの一部を中性化し、上記ブロードイオンビームの中性化した一部は、磁場を発生する角度補正マグネットにより除去され、ファラデーカッププロファイラーは上記ブロードイオンビームのプロファイルを測定し、上記制御装置に供給されるフィードバックに基づいて、上記個別に制御されたガスジェットを調整することにより、所望のブロードイオンビームを生成する。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、イオンビーム均一性制御システムを用いるイオンビーム生成方法は、（ａ）イオンビームを生成及び抽出するステップと、（ｂ）第一パスに沿った上記イオンビームの質量を分析するステップと、（ｃ）均一性制御システムを通過するステップと、（ｄ）磁場又は電場を用いて、第二パスに沿って上記イオンビームを偏向するステップと、（ｅ）上記イオンビームのプロファイルを測定するステップと、（ｆ）上記イオンビームのプロファイルが仕様範囲内である場合に下記（ｈ）に進むステップと、（ｇ）上記イオンビームのプロファイルが仕様範囲内でない場合に、均一性制御システムによるガスジェット調整後に上記（ｃ）に戻るステップと、（ｈ）質量分析され均一に調整されたリボンビームをワークピースに向き付けし、当該ワークピースに注入するステップと、を含んでいることを特徴としている。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、イオン注入システムは、第一ビームパスに沿ってイオンビームを生成するパワーソースであって、当該イオンビームが、第一次元（ｄ１）及びＸ−Ｙ平面に垂直な第二次元（ｄ２）を有する質量分析マグネットに進入するように構成されたパワーソースに接続されたイオンソースと、上記イオンビームを受けると共に、ガスジェットの配列を用いて上記イオンビームの電荷内容を変更する均一性制御システムであって、当該ガスジェットの圧力を上記イオンビームの一部に対して個別に調整可能な均一性制御システムを含むエンドステーションと、上記イオンビームを受けると共に、磁気力を用いて、当該イオンビームの方向を第二パスに沿うように変更する角度補正装置と、ファラデーカッププロファイラーを用いて上記イオンビームのプロファイルを決定する制御装置と、を備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記目的及び関連する目的の達成に向けて、本発明は、以下に詳述され、請求項において示される特徴を含む。以下の記述及び添付の図面は、本発明のある実例的な側面及び実施形態を詳述する。しかし、この実例的な側面及び実施形態は、本発明の原理が用いられた様々な方法のごく一部を示すものである。本発明の他の目的、利点、及び優れた特徴は、図面と共に考慮すれば、本発明の以下の詳細な説明より明らかとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るイオンビーム均一性制御システムによれば、短い反応時間で、イオンビーム角度整合性を犠牲にすることなく、ブロードイオンビームの強度均一性を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】あるブロードイオン注入システムの上断面図である。本発明のある側面に従い、このシステムでは、ブロードイオンビーム生成器から供給される均一に拡散したイオンビームは、偏向器／中性フィルター（deflector/neutral filter）により、最終的な平行ブロードビームに変換される。
【図２】他のブロードイオン注入システムの横断面図である。このシステムでは、ブロードイオン生成器が、平行でかつ幅広な(これは明細書の内外で示されている)イオンビームを生成し、そして本発明の他の側面に従い、静電気的な中性／エネルギーフィルター（neutral/energy filter）によって、ワークピース／ウェハー上にビームが衝突する前に最終的にイオンビームが曲げられる。
【図３】図２で示したシステムに類似のイオンビーム制御システムであって、本発明の他の側面に従ったイオンビーム制御システムの斜視図である。
【図４】あるイオンビーム制御システムの実施形態を示す側面図である。このシステムは、本発明のある側面に従い、コリメートされたガスジェットノズルの配列を利用するものであり、図１に示したブロードビームイオン注入システムに適用される。
【図５】図４の実施形態を示す上面図である。本発明の他の側面に従い、プロセスチェンバー（process chamber）及びコリメートされたガスジェットノズルを利用するイオンビーム制御システムを示している。
【図６】あるイオンビーム制御システムの実施形態を示す側面図である。このシステムは、本発明の技術的要素に従い、コリメートされたガスジェットノズルの配列を利用するものであり、図３に示した他のブロードビームイオン注入システムに適用される。
【図７】図４の実施形態を示す上面図である。本発明のある側面に従い、プロセスチェンバー及びコリメートされたガスジェットノズルの配列を利用するイオンビーム制御システムを示している。
【図８】本発明の他の側面に従うイオンビーム制御方法を示す、機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。それらの図において、同様の要素に対しては同様の符号を用いるものとする。当業者は、本発明が、以下に図示及び記載されている例示的な実施形態及び側面に限定されるものでないことを理解するであろう。本発明を明確に説明するために、本発明の構成及び方法はブロードイオンビーム注入に関連して記述される。しかしながら、この記述は、如何なる意味においても制限的であることを意図するものではないことが明示的に理解されるものとする。
【００１９】
図１は、本発明の例示的な一側面に従う、例示的なブロードビーム単一基板イオン注入システム１００を示す。ここで、ブロードビーム単一基板イオン注入システム１００は、ワークピース１１８の単一走査において、ブロードイオンビーム１１０を走査させるように制御することができる。上述の通り、図１の例示的なシステム１００を含む、あらゆるタイプのイオン注入システムに関連して、本発明の様々な側面が実施可能である。また、図１の例示的なシステム１００に限らず、他の様々なタイプのイオン注入システムに関連して、本発明の様々な側面が実施可能である。例示的なイオン注入システム１００は、均一に拡散するブロードイオンビーム１１０を生成するブロードイオンビーム生成器１１２、偏向器１４、及びワークピース１１８に対してイオンビーム１１０を向き付けさせるプロセスチェンバーを形成するエンドステーション(end station)を含んでいる。
【００２０】
ビーム１１０は、ビーム１１０をより均一になるための、ビーム均一性制御システム１１６（図１及び図２を参照）を通過する。ビーム均一性制御システム１１６を、以下に詳述する。ビーム１１０は、偏向器／中性フィルター１１４により平行ビームに変換される。そして、エンドステーションにおけるワークピース走査システム１２０上の基板１１８に到達する。また、例えば、ワークピース走査システム１２０上で保持されるワークピース／基板１１８へのビームパスに沿ってイオンビーム１１０が輸送されるときに、ブロードイオンビーム１１０を維持したり制限したりするための、ビームラインの構成に関連する様々なビーム形成構造が備えられている。
【００２１】
図２及び図３は、他の例示的なイオン注入システムを示している。このイオン注入システムにおいては、ブロードイオンビーム生成器１１２が、平行化された幅広のイオンビーム１１０を生成し、生成されたイオンビーム１１０は、ビーム均一性制御システム１１６を通過し、ビーム１１０における中性のビーム及び不要なエネルギー成分を取り除く偏向器１１４を通過した後に、ワークピース１１８上に導かれる。
【００２２】
エンドステーションは、例えば、真空プロセスチェンバーを備える「直列」型であり、当該真空プロセスチェンバー内では、単一基板１１０（例えば、半導体ウェハー、ディスプレイパネル及び他のワークピース等）が、イオン注入のビームパスに沿って保持されている。ただし、バッチ（batch）型又は他の型のエンドステーション利用してもよく、それらのエンドステーションを用いる構成も本発明の範囲に含まれる。本発明の別な側面において、システム３００は、ワークピース走査システム１２０（図１参照）を含んでおり、高速走査方向及び一般的な直交低速走査方向に沿った走査が可能である。本発明の他の側面において、システム３００は、イオンビーム軸が電気的に又は磁気的に、若しくは電気的と磁気的との組み合わせにより走査される機構を含んでいる。従って、上記のように走査されるイオンビーム１１０又は走査されないイオンビーム１１０も、本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
図３、図４、及び図５に示されるビーム均一性制御システム１１６（図３参照）は、ビーム１１０に関しては同様の方法を取っており、スープラ(supra)と呼ばれる金属製又はグラファイト製のロッドを利用して、ビーム１１０にロッドを挿入することで、局所的なブロードイオンビームを減衰させる。但し、先行技術に対して幾つかの重要な相違点及び改良点を伴う。発明者は、システム４００（図４参照）が、スープラと呼ばれる固体ロッドではなく、ガスジェットの配列５０６（図５参照）を使用する場合には、腐食及び金属不純物を心配することなく、ロッドを使用する場合よりも速い反応時間でブロードリボンビーム１１０を制御できるとの認識を得た。ガス４０６は、コリメートされたガスジェットノズル４０２を使用して、ブロードイオンビーム１１０に対して垂直方向に向き付けられる。超低エネルギー(ULE: ultra low energy)での開発の早い段階において、イオン注入開発業者及び製造業者は、プラズマエレクトロンフラッドシステム(PEF: plasma electron flood system)からのキセノンの流量は、ワークピース１１８の直近の下流に配置されたファラデーカッププロファイラー４０７で測定されたイオンビームプロファイルに影響を及ぼすに足る強さがあることを認識していた。これは、プラズマエレクトロンフラッドシステム(PEF)からのキセノンの流れが、プラズマエレクトロンフラッドシステムの付近において（例えば、中央）、ビーム１１０の一部を中性化（空間電荷という意味ではなく、中性原子に対する電荷交換という意味で）するので、ファラデーカッププロファイラー４０７による電気的な測定及びプロファイラー測定から免れるからである。
【００２４】
この実施形態において、ブロードイオンビーム生成器１１２（図３参照）から射出されたイオンビーム１１０は、例えば、個別のガスジェットノズル５１８−５３２により構成されるコリメートされたガスジェットノズル５０６（図５参照）を搭載する差動式ポンピングチェンバー４２２に進入する。
【００２５】
ガス４０６の領域（図４参照）をイオンビーム１１０が通過した後、電荷交換イオンの比率（例えば、典型的には正の電荷１を持つイオンを中性体に変換する比率）は、下記の数式１により与えられる。
【００２６】
（式１）
Ｆ０＝３．３×１０１６×Ｐ（トール）×Ｌ（cm）×σ（cm２）
ここで、Ｐはガス層における圧力（単位はトール）である。Ｌはビーム方向に沿ったガス層の厚み（単位はcm）である。σは特定の電荷交換反応のための断面積である。中エネルギー（数十KeV程度）での典型的な＋１から０への電荷交換反応において、σの値は約４×１０１６cm２である。
【００２７】
上記の数式は、例えば、高真空状態において直径２cmで約４mtorr（ミリトール）のガスジェット（例えば、平均値）は、イオンビーム１１０がガスジェットの配列５０６に曝される（exposed）とき、イオンビーム１１０を（例えば、約１０％程度）中性体に変換する。中性体は、偏向器／中性フィルター１１４により曲げられないので、ブロードイオンビーム１１０から除去される。
【００２８】
ガスジェット５１８−５３２は、例えば、ブロードビーム１１０の幅全体に照射されるために、適正な間隔で、例えば、２cmごとに一列に配置されている。これにより、全１６のガスジェット５１８−５３２によって、３００mmのブロードイオンビーム１１０がカバーされる。このガスジェット５１８−５３２は、ジェット圧を速く正確に制御するための質量流れ制御装置に接続されている。イオンビーム１１０は、偏向器／中性フィルター１１４により影響を与えられた第一パス２４０に沿って進む。ここで、中性イオンビーム１１０は、第二パス２４２に沿って進む。ファラデーカッププロファイラー４０７によって得られたイオンビームプロファイルに基づいて、制御装置を用いて適正なイオンビームプロファイルを得るために、個別のガスジェットノズル５１８−５３２は、個別のガス流量を調整することにより調整が可能である。
【００２９】
図４及び図５は、それぞれ、本発明における他の実施形態での側面図と上面図である。この幅広な（明細書の内外で示されている）平行イオンビーム１１０は、コリメートされたガスジェットノズルの配列５０６を備える差動式ポンピングチェンバー４２２に向き付けられる。このガスジェットノズルの配列５０６は、ガス４０６の個別の流量を調整することによって生成された局所的な圧力分布に従って、中性比率を変化させる。チェンバー４２２を出たブロードイオンビーム１１０が、荷電された物質だけを曲げる中性／エネルギーフィルター１１４に向き付けられるとき、どの中性体もイオンビーム１１０から除去され、中性体が除去されたイオンビーム１１０がワークピース１１８へのイオン注入に用いられる。
【００３０】
このガス４０６は、イオンビーム１１０に対して高電荷交換断面積を示すものであれば、どのようなガスでも構わない。ガスのポンピング特性は、ガス４０６を選択する際の良い指針となる。例えば、高分子量のガス４０６、例えば、キセノンは、ビームライン領域への伝導性（conductance）が小さいので、ビームライン近傍領域における高真空状態を悪化させない。また、真空ポンプの種類（例えば、クライオポンプ）によるポンピング速度も、ガスを選択する際の別の指針となる。クライオポンプは、キセノン、二酸化炭素、水蒸気、及び窒素等、濃縮可能な何れのガスに対しても高速のポンピング速度を示す。
【００３１】
図８は、本発明における少なくとも一側面に従った例示的な方法８００を示す。この方法は「スープラ」を記述した他の図面に関連して説明される。図８の方法８００は、４１０から始まる。ここで、イオンビーム１１０（図１参照）は、ブロードビームイオン生成器１１２（図１参照）を用いて生成され、抽出される。
【００３２】
８２０において、ブロードイオンビーム１１０は８２０における均一性制御システム１１６を通過し、イオンビームの質量が第一パスに沿って分析される。図３、図４、及び図５に示されたビーム均一性制御システム１１６（図３参照）は、ビーム１１０に関しては上述のスープラと同様の方法を取っており、金属製及びグラファイト製のロッドを利用し、ロッドをビーム１１０に挿入することで、局所的にブロードイオンビームを減衰させる。但し、先行技術に対して幾つかの重要な相違点及び改良点を伴う。発明者は、システム４００（図４参照）が、スープラと呼ばれる固体ロッドではなく、ガスジェットの配列５０６（図５参照）を使用する場合、腐食及び金属不純物を心配することなく、ロッドを使用する場合よりも速い反応時間でブロードリボンビーム１１０を制御できるとの認識を得た。ガス４０６は、コリメートされたガスジェットノズル４０２を使用して、ブロードイオンビーム１１０に対して垂直方向に向き付けられる。チェンバー４２２を出たブロードイオンビーム１１０が、荷電された物質だけを曲げる中性／エネルギーフィルター１１４に向き付けられるとき、どの中性体もイオンビーム１１０から除去され、中性体が除去されたイオンビーム１１０がワークピース１１８へのイオン注入に用いられる。
【００３３】
４４０においてイオンビームプロファイルが測定され、４２０においてイオンビームプロファイルが仕様範囲内であるか否かが決定される。４４０において、ビームプロファイルが仕様範囲内である場合、４５０に進み、システムは質量分析されたリボンビーム１１０をワークピースに注入するように向き付けさせる。イオンビームプロファイルが仕様範囲内でない場合、ビーム１１０が仕様範囲内となるまで、４１０に戻る。
【００３４】
本発明は図解され、一又はそれ以上の実施例に関して記述されているが、本明細書及び添付の図面を読み、理解することにより、当業者は同等の変更を行うことができるであろう。特に、上記の要素（構成（assemblies）、装置（apparatus）、回路、及びシステム等）により実行される様々な機能に関して、そのような要素を記述するために使われた用語(「手段」として参照されるものも含む)は、ここで示されている本発明の例示的な実施例における機能を実行する明示的な構造と構造的に同等でないとしても、他の方法が示されない場合には、上述の要素の明細書中に記述された機能を実行するどの要素（つまり、機能的に同等である要素）にも対応するものとする。加えて、本発明の特定の特徴は、様々な実施例の内の一つに関して開示したが、そのような特徴は、他の実施例の一又はそれ以上の他の特徴と結び付けることが出来、どの既存の適用例又はどの特定の適用例に対しても所望なものとなり、かつ有利なものとなる。更に、発明の詳細な説明及び請求項において用いられる以下の用語「含んでいる」、「含む」、「有している」、「有する」、「付帯の」、及びその派生語は、「備える」及び「包含している」という用語と同様な意味において包含的であるものとする。
【図１】
0005394484.tif 000002
【図２】
0005394484.tif 000003
【図３】
0005394484.tif 000004
【図４】
0005394484.tif 000005
【図５】
0005394484.tif 000006
【図６】
0005394484.tif 000007
【図７】
0005394484.tif 000008
【図８】
0005394484.tif 000009