(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入システムにおいて、発散するイオンビームを質量分析された平行なリボンイオンビームに変換するためのウインドウフレーム磁石アセンブリであって、
該ウインドウフレーム磁石アセンブリは、ビームラインに沿う単一のクロスフィールド磁石アセンブリとして形成され、
ウインドウ形状のヨーク内に互いに直交して配置された二対の磁気コイルを含み、独立して制御可能な垂直磁場と水平磁場を有するクロスフィールド磁場を生じさせる、曲線を成して作られたヨークアセンブリを含み、
該ヨークアセンブリは、発散するイオンビームを平行なリボンイオンビームに変換するために、所定の曲線をなす経路内に前記イオンビームを向けるように構成された中央の曲線をなす軸と、走行する前記リボンイオンビームに対して活性な磁気領域とを有し、前記中央の曲線をなす軸を包囲し、かつ、前記活性な磁気領域を取り囲んでおり、
前記垂直磁場は、イオン源からの発散するイオンビームを前記平行なリボンイオンビームに変換するために使用され、前記水平磁場は、入射するイオンビームの質量特性に従って、垂直位置の分散を与えるようにシート状のリボンイオンビームを垂直方向に偏向するために使用されることを特徴とするウインドウフレーム磁石アッセンブリ。
【請求項２】
リボン形状のイオンビームを質量分析する方法であって、
イオンプラズマを発生させ、
このイオンプラズマを引き出して、発散するイオンビームをビームラインに沿う単一のクロスフィールド磁石アッセンブリに向け、
前記クロスフィールド磁石アッセンブリの第一対の磁気コイルを使用して、前記発散するイオンビームを、第１方向の垂直磁場により偏向された平行なリボンイオンビームに変換し、
前記クロスフィールド磁石アッセンブリの第二対の磁気コイルを使用して、前記リボン形状のイオンビームを第１方向に直交する第２方向の水平磁場により偏向された前記平行なリボンイオンビームを変換して質量分析し、そして、
質量分析された前記リボンイオンビームをイオン注入されるワークピースに向けることを含むことを特徴とするリボン形状イオンビームを質量分析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、イオン注入システムに関し、特に、イオン注入システム内で質量分析（質量分離）されたリボンビームを提供するためのウインドウフレーム磁石アッセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入システム又はイオン注入装置は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造ばかりでなく、集積回路の製造において、不純物を半導体にドープするために広く使用されている。そのようなシステムにおいて、イオン源は、所望のドーパント原子をイオン化し、イオンは所望のエネルギーの、イオンビームの形式でイオン源から引き出される。上記イオンビームは、ドーパント原子をワークピースにイオン注入するために、半導体ウエハのようなワークピースの表面に向けられている。ビームのイオンは、ウエハ内で半導体素子の製造のような、所望の伝導度の領域を形成するために、ワークピースの表面に浸透する。
【０００３】
イオン注入工程は、典型的には高真空室内でなされ、それによって、残留ガス分子との衝突によるイオンビームの分散を防止し、空気中の粒子によるワークピースの汚染の危険を最小にする。典型的なイオン注入装置は、イオンビームを生成するためのイオン源を含み、ビームラインは、イオンビームを質量分析するための質量分析磁石を含み、また、ターゲット室は、イオン注入される半導体ウエハ又は他の基板を含むが、フラットパネルディスプレイのイオン注入装置は、典型的には質量分析装置を含まない。高エネルギーイオン注入システムに対しては、加速装置が、質量分析磁石と、イオンを高エネルギーに加速するためにターゲット室との間に備えられる。
【０００４】
従来のイオン源は、気体をイオン化してプラズマに導く入口開口と、プラズマがイオンビームに形成されて引き出される出口開口とを有する、プラズマ閉じ込め室を含んでいる。気体の一例は、ホスフィンである。ホスフィンが、例えば、エネルギー電子又は無線周波（ＲＦ）エネルギーのようなエネルギー源に曝されると、ホスフィンは、ワークピースをドープするための正荷電リン（Ｐ＋）イオン及び水素イオンを形成するために解離することができる。典型的には、ホスフィンは、プラズマ室内に導入され、それからリンイオン、水素イオン及び電子双方を生成するエネルギー源に曝される。プラズマは、解離及びイオン化工程の副産物である望ましくないイオン、水素イオン及び電子ばかりでなく、ワークピース中へイオン注入する望ましいイオンであるリンイオンを含む。リンイオンと水素イオンは、電圧が加えられた引き出し電極を含む引き出し開口を使って、イオンビームへの出口開口を通過して引き出される。水素のような望ましくないイオンを除くために、多くのイオン注入装置は、質量分析装置を使用し、それは、通常、電磁石によって創り出される磁場の助けで行われる。イオン源の気体に含まれる他の典型的なドーパント原子の例は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、またはホウ素（Ｂ）である。
【０００５】
イオン注入されるイオンの線量及びエネルギーは、特定の用途に対する望ましいイオン注入にしたがって変化する。イオン線量は、所定の半導体材料に対して注入されるイオンの濃度を制御する。典型的には、高電流注入装置は、高線量イオン注入のために使用され、一方、中電流注入装置は、より低い線量の用途のために使用される。イオンエネルギーは、半導体素子の接合深さを制御するために使用され、ビーム内のイオンのエネルギーレベルは、注入されるイオンの深さの程度を決める。半導体素子をだんだん小さくする方への継続的な流れは、低エネルギーで高電流を送ろうとするビームライン構造を要求する。高いビーム電流は、必要な線量レベルを提供するが、一方、低エネルギーは浅いイオン注入の深さを可能にする。さらに、より高い素子複雑度への継続的な流れは、ワークピースを横切ってスキャンされるイオン注入ビームの一様性について注意深い制御を要求する。
【０００６】
多くのイオン注入システムにおいて、望ましいイオン注入を行うために、円筒型のイオンビームが、機械的及び／又は磁気的なスキャニングを介してウエハターゲット上に与えられる。バッチ型イオン注入装置は、いくつかのウエハを同時にイオン注入するために提供され、このウエハは、制御されたやり方でイオン注入経路の間、回転される。上記イオンビームは、イオンビーム出口開口、及び質量分析装置、分解開口、四重極磁石、イオン加速器のような、それに続く成形電極によって成形され、それによって、小断面積のイオンビーム（イオン注入されるワークピースの大きさに対して）が、ターゲットの一つのウエハ又は複数のウエハに提供される。ビーム及び／又はターゲットは、ワークピースへのスキャニングを達成するために、お互いに関して平行移動される。しかし、そのようなイオン注入システムの複雑さを軽減するために、スキャニング機構を減少させ、伸長したリボン形状のイオンビームを提供することが望ましい。十分に長い長さのリボンビームに対して、例えば、機械的又は磁気的なラスター型スキャニング装置を付加的に設けずに、シングルメカニカルスキャンが、ウエハ全体をイオン注入するために使用されてよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１（先行技術の米国特許第5,350,926号のシステム）は、リボン形状イオンビームを作るために2個の分離磁石を使用するシリコンウエハのイオン注入のための、典型的な先行技術のブロード（幅の広い）リボンビームイオン注入装置を説明している。第1と第2の磁石で実行される、イオンビームの質量分析は、より平行なパターンでイオンを分布させるために使用される。二つの磁石システムは、適切なイオン注入の純度で、一様なイオンビームを創り出すことができ、リボンビームでイオン注入する産業で、よく知られているシステムである。しかし、先行技術のリボンビームイオン注入システム１００は、例えば、リボンビーム電流密度、エネルギー及び一様性を実現しようとすると、いくつかの問題がある。典型的には、このシステム１００は、二つの分離した磁石アッセンブリ、ビームの光学的な横断のため、広い特別な設置面積を必要とし、システムは複雑で、システムを高価にする、イオンビームを分解するために使用される種々の要素がある。さらに、この基本設計概念において、ビームラインが非常に長いので、低エネルギー”ドリフト”モードにおいて、ビーム伝達に犠牲がある。
図１において、イオン注入システム１００の各要素は、イオンビーム１、イオン源２、磁石１０、電源２５、２６、磁石電源２４、スロットグリッド１１（引き出しグリッド）,１２,１３、高電圧引き出し電源２０、抑制電源２２、質量分析磁石３、質量分析スリット４、偏向用の第２の電磁石５、幅方向に一様なビーム６、制御ユニット３６、ライン３６a、３６b、３６c、ターゲット７、ステージ７aである。
【０００８】
他の先行技術であるブロードリボンビームシステムは、図２（米国特許第5,834,786号のもの）に説明されており、システム２００は、小さく発散するイオン源から平行ビームを形成し、質量分析を達成するための単一磁石を使用する光学アーキテクチャを採用している。この型のイオン注入装置及びシステムは、典型的には、一様なリボンビームで、フラットパネルディスプレイをイオン注入するのに使用されてきた。しかし、リボンビームイオン注入装置200は、不適切な質量分析出力に対して課題がある。
図２において、イオン注入システムは、イオンビーム１、イオン源２、双極子磁石３´、多極要素３５、１０以上の分離した要素３５i、３５j、双極子磁石３´に入るビーム１a、出力されるビーム１b、ウエハのイオン注入位置ＷＩの各要素を含む。
【０００９】
図３に示す他の先行技術のブロードリボンビーム技術は、イオン注入システム３００において使用され、イオン源は、ビームが最後になるほど幅が広く、単一磁石アッセンブリ３０２は、引き出しシステムから初期ビーム３０４の平行度を乱さないように設計されている。磁石アッセンブリは、コイル３０６、３０８それぞれが、ギャップの幅方向を横断して一様な磁場を創り出すようにヨークの周囲に巻回されるように設計されており、イオンビーム３０４は、イオンの質量によって上下に曲げられ、水平開口を使用することによって、質量分析が達成される。磁石アッセンブリ３０２は、単に質量分析のために設計されており、曲がる方向に垂直な方向（図３のサイド−サイド方向）に収束する効果はない。磁石アッセンブリの出口側の平行ブロードビームを得るために、ビーム３０４は、平行なやり方で磁石アッセンブリ３０２に入らねばならない。そうでなければ、非平行ビームを平行ビームに変換するために、磁石３０２の後に他の収束要素を必要とする。しかし、上記解決策は、ビームが広い平行ビームとして磁石に入り、使用されるイオン源の種類を制限できることが要求される。
【００１０】
図３の磁石アッセンブリは、ビーム全体が通過し、磁場がギャップを一様に横断することが可能である、十分に広いギャップを有する磁石を備える、他のタイプの磁石アッセンブリに置き換えることも可能である。例えば、図４aに示される従来の双極子磁石は、もしギャップが広ければ使用できるが、しかし、広いギャップの双極子磁石アッセンブリは、示されるように、受け容れられない非一様な磁場を作る傾向にある。図３の磁石アッセンブリは、図４bの断面において４２０で示されている。二つのコイル４２２及び４２４が、二つのリターンヨーク（return yoke）の周りに巻かれ、ギャップ内の磁場は非常に一様になる。しかし、この磁場構造の重大な欠点は、磁石アッセンブリの外側に大きな漏れ磁界を創り出すことである。この構造で必要な出力は、ギャップ内の有効な磁場に加えて、使用されない磁場の漏れを支えなければならず、したがって効率が悪い。典型的には、ウィンドウフレーム磁石と呼ばれる他のタイプの磁石は、磁石アッセンブリの外側に受け容れれられない漏れ磁場を創り出すことなしに、広いギャップを横断する一様な磁場を備えることができる。
【００１１】
ウインドウフレーム磁石アッセンブリの先行技術は、図４、図５を参照して説明される。基本的なウインドウフレーム磁石は、図４cに説明されるような広いギャップで構成され、図５に示されるようなリボンビームイオン注入システムで使用される。図４及び図５を参照すると、ウインドウフレーム磁石４００及び５００は、従来の磁極片が見当たらず、二つのコイル４０２及び４０４が、鉄ヨーク４１２に囲まれて、活動領域４０６のいずれかの側の領域を占有する。図４の紙面に入るように見られる電流である、正の電流は、コイル４０２を流れ、一方、図４の紙面から出るように見られる電流である、負の電流は、コイル４０４を流れる。目的を明確にするために、電流の戻る経路は、図４に示されていない。  
【００１２】
磁石アッセンブリ５００の欠点は、ウインドウフレーム磁石アッセンブリ５００が、図３の場合に似て、一方向でのみ曲がることであり、磁石アッセンブリ４１２に入る初期ビームが、出口側で平行な広いビームを得るために、平行かつ広くなくてはならないことである。
したがって、このようなブロードビームイオン注入システムにおいて使用するための、改良された質量分析プロファイル特性で、広いリボン形状のイオンビームを創り出す単一磁石アッセンブリを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、イオン注入システムの単一（シングル）ウインドウフレーム磁石アッセンブリを対象とするものであり、質量分析（分離）された特性を有する一様な密度のブロードリボン形状イオンビームは、半導体ウエハ、フラットパネルディスプレイ等のワークピースをイオン注入するために提供される。
本発明のウインドウフレーム磁石アセンブリは、ビームラインに沿う単一のクロスフィールド磁石アセンブリとして形成され、ウインドウ形状のヨーク内に互いに直交して配置された二対の磁気コイルを含み、独立して制御可能な垂直磁場と水平磁場を有するクロスフィールド磁場を生じさせる、曲線を成して作られたヨークアセンブリを含み、該ヨークアセンブリは、発散するイオンビームを平行なリボンイオンビームに変換するために、所定の曲線をなす経路内に前記イオンビームを向けるように構成された中央の曲線をなす軸と、走行する前記リボンイオンビームに対して活性な磁気領域とを有し、前記中央の曲線をなす軸を包囲し、かつ、前記活性な磁気領域を取り囲んでおり、
前記垂直磁場は、イオン源からの発散するイオンビームを前記平行なリボンイオンビームに変換するために使用され、前記水平磁場は、入射するイオンビームの質量特性に従って、垂直位置の分散を与えるようにシート状のリボンイオンビームを垂直方向に偏向するために使用されることを特徴とする。
本発明によれば、一様な密度であって質量分析された特性を備えるイオンビームを供給し、それは、単一電気機械的スキャンで半導体ウエハのイオン注入に使用され、それによってイオン注入システムを簡単にする。一実施例では、本発明は、例えば、３００ｍｍの半導体ウエハワークピースのシングルスキャンイオン注入を容易にするために、長さ４００ｍｍまでのリボンビームを供給するために使用することができる。
【００１４】
本発明は、広い又はリボン状のイオンビームを生成し、そのようなビームをワークピースの方へ向けるように作動する、単一磁石アッセンブリを備えるイオン注入システムを対象とするものである。イオン注入システムは、拡散した（広がった）イオンビームを受け入れ、そのようなビームを動作中の磁気領域のアッセンブリ中に偏向するように作動する、単一の特定クロスフイールド磁石アッセンブリを含む。上記特定の磁石アッセンブリは、イオンビームの平行収束装置及び質量分析器双方として作動し、本発明は、従来のシステムよりも、より小さな空間領域で単一磁石を使用するように構成される。
【００１５】
本発明の一態様によれば、リボンビームイオン注入システムは、イオンビーム源、磁石アッセンブリ、質量分析開口、及びエンドステーションを有するものが開示されている。前記磁石アッセンブリは、入口端部と出口端部を有し、入口端部から出口端部への所定の曲線経路に沿うリボンビーム内で、所望の運動量を有する選択されたイオンを偏向するように作動する。特別なクロスフイールド磁石アッセンブリは、さらに二対の磁気コイルを含み、第一の対の磁気コイルは、上記アッセンブリの頂部と底部に沿って設置され、第二の対の磁気コイルは、第一の対に直交して、上記アッセンブリの両側に設置される。
【００１６】
イオンビーム源は、上記アッセンブリの入口端部に隣接して設置され、質量分析開口は、上記磁石アッセンブリの出口端部に隣接して設置される。第一の対のコイルは、（水平な）磁場を創り、その機能は、その質量特性によってイオンビームを上下に偏向することであり、それによって一つのイオン質量のみを選択する手段を提供する。また、第二の対のコイルは、最初のビームを他方の直交方向において平行ビームに変換するために、（垂直な）磁場を創る。
【００１７】
前記及び関連する目的を達成するために、以下の記載及び添付の図面は、本発明の特定の実施形態及び態様を詳細に説明するものである。これらは、本発明の原理が使用されてよい各種のやり方の中のほんの数例を示している。本発明の他の態様、利点、及び／又は新規な特徴は、図面とともに考慮されるとき、本発明の以下の詳細な記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明が、図面を参照して説明されるが、初めから終わりまで、同じ参照番号は、同じ要素を引用するために使用されている。本発明は、イオン源内のイオン化されたプラズマの一様性を増強するための制御可能な密度プロファイルと、他の新しい特徴を有するイオン注入システムにおいて、細長いイオンビームを創り出すためのイオン源装置を提供するものである。本発明のさまざまな態様のうちの一実施形態は、以下に説明され、記載されている。しかし、それらの説明や記載は、実際は例であり、本発明の１以上の態様又は新規な特徴は、ここに説明され、記載されたことから離れて他のシステムにおいて実行されてよいことが理解されるであろう。
【００１９】
最初に図６，７，８及び９aを参照すると、イオンブロードビーム注入システム６００は、本発明にしたがって全体的に説明されており、広いリボン及び／又はブロードイオンビームを創り出すために使用されてよい。イオンビーム源６０２は、プラズマ源６０４と引き出し要素６０６とを含み、プラズマは、イオン源材料、例えば、フォスフィン（ＰＨ3）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ホウ素（Ｂ）等をイオン化することによって生成できる。イオンビーム源６０２は、イオンビームが引き出し装置６０６を使用して引き出され、通過する引き出しスリットを含み、そして、イオンビームは、一様な拡散ビームとして引き出される。
【００２０】
上記イオンビームは、それからウインドウフレーム磁石アッセンブリ６１０に入り、該アッセンブリは、広い領域で一様な垂直な場を作るために、図９aで第一の一対のコイル９０２、コイル９０４と９０６、広い（ブロード）ビームの全幅を横断して一様な水平の場を作るために、図９で第二の一対のコイル９０８、コイル９１０と９１２、両方の対のコイル９０２と９０８に対して戻り経路として作用するヨークアッセンブリ６１２を含む。第一の磁気コイル６１４は、図７に示される磁束７０４、又は図８に示される磁束８０４が、発散するビームの平面に直交し、得られたリボンビーム７０２が、垂直なＹ方向７１０に偏向するように構成される。図７の全体の磁場は、垂直なＢ磁場７０８として引用され、出てくるビーム７０６は、示されるように偏向されている。
【００２１】
図６に描かれた第二の磁気コイル６１６は、第一の磁気コイル６１４によって生成される磁束７０４に直交する第二の磁束８０６（図８に示される）を創り出し、磁場全体は水平なＢ磁場８１０として引用される。本発明の一態様は、垂直方向へのビームサイズが薄い（幅よりも非常に薄い）ので、イオンリボンビームの平面を横断する一様な水平のＢ磁場８１０を加えることによって、改良された質量分散を創り出すことができる。
【００２２】
そのために、磁石アッセンブリ６１０の質量分析出力及びイオン注入システム６００は、同様に、大いに増強される。磁場８１０及び８０４は、結果として、リボンビーム８０８を形成するために水平及び垂直の２方向へビームを偏向するために、入射するイオンビームにローレンツ力を生じさせる。言い換えれば、垂直磁場８０４は、イオン源からの発散するビームを平行ビームに変換するために使用され、また、水平磁場８１０は、入射するイオンビームの質量特性にしたがって、垂直位置の分散を提供するようにシート状ブロービームを垂直方向に偏向するために使用される。
【００２３】
図９aは、単一の磁石を使用して、必要とされる一様に横断する磁場を創り出すために使用される横断磁場ウインドウフレーム磁石アッセンブリ９００の断面を示している。本発明の他の態様が図９aに説明され、断面で示されているウインドウフレーム磁石９００は、クロスフイールド磁界（magnetic cross field）を創り出すために構成される。図８に説明される上記クロスフイールドＸ−Ｙを得るために、直交磁界Ｂは、第一の対の９０２、コイル９０４とコイル９０６に加えて、第二の対の９０８、コイル９１０とコイル９１２を使用して加えられる。上記コイルは、例えば、断面が長方形のハウジング内に含まれる。当業者であれば、ここに記載された本発明の範囲又は精神から離れることなしに、ハウジングの形状や設計の配置構成の多くの変更がなされることは認識されるであろう。
【００２４】
図９aと図９bの２Ｄシミュレーションは、ギャップ９１４内に生じるクロスフイールドを示すために、”ポアッソン（ＰＯＩＳＳＯＮ）”ソフトウエアで９００及び９２０を生じる。コイル９１０及び９１２は対であり、それらの電流密度は等しいが、それらの電流の方向は、互いに反対の方向であり、例えば、コイル９１０に対する電流は、図９ｂでは紙面の中への方向であり、一方で、コイル９１２に対して電流方向は、紙面から出る方向である。同じ構造が、例えば、他のコイル９０４及び９０６に対して使用できる。シミュレーションで示されるように、各コイルの対９０２及び９０８内の磁場は、垂直Ｙ方向９３０、水平Ｘ方向９３２双方において、略一様である。このシミュレーションにおいて、４つのコイル全ての電流密度が、同一であるように選択され、その結果が、例えば、水平方向９３２及び垂直方向９３０で、場の強さが等しい。
【００２５】
もちろん、図９ｂに例示的に説明されるように、両方向においてイオンビームを曲げる二つの独立した制御を可能にするために、コイル対９０２とコイル対９０８との間で、異なる電流密度が採用されてもよく、コイル対９０２の電流密度が、他のコイル対９０８の電流密度の５０％に減らされる。シミュレーションで示されるように、ギャップ９１４内の磁場は、垂直方向９３０磁場成分よりも、水平方向９３２磁場成分が大きい。もちろん、当業者であれば、ここに記載された本発明の範囲又は精神から離れることなしに、磁気コイル設計の配置構成の多くの変更がなされることは認識できるであろう。
【００２６】
図１０aは、クロスフィールド ウインドウフレーム磁石アッセンブリシステム１０００を説明する、本発明の他の態様の等角図法である。発散するイオンビーム１００２は、例えば、磁石アッセンブリ１００４に向けられる。イオンビーム１００２は、単一のウインドウフレームクロスフイールド磁石アッセンブリ１００４の内側を横断するので、上記磁石は、水平及び垂直の２方向で、イオンビーム１００２を曲げることができる。水平平面でビームを曲げることは、前記アッセンブリ１００４から発散するイオンビーム１００２を平行化する。水平面磁場は、イオン注入システムにおいて容易に得られるより、よく質量分析で得るために、イオンビーム１００２内で質量分析に基づき、垂直方向で質量分散を得るために使用される。
【００２７】
この磁気アーキテクチャでのブロードリボンビームイオン注入システムは、図１に示すもののような従来のシステムより短くでき、図２に示されるアーキテクチャより多くの質量分析出力を提供する。最終ビーム１００６は、二方向に磁気的に分解し、広い平行ビームを作るイオン源を要求する図３に示すアーキテクチャでないので、このアーキテクチャは、発散ビームを作るイオン源をより小さなサイズで働かせることを可能にする。
【００２８】
必要な、一様であるクロスフイールドを作るための、代わりの磁石アッセンブリは、図１０ｂに示されている。図１０ｂのコイルは、図９a及び１０で長方形のリターンヨーク内に含まれる代わりに、リターンヨークの４脚の周囲に巻かれる。図３に示される磁石のようなこの磁石システムは、システムの外側に大きな漏れ磁場を作り、効率の悪さに苦しむ。しかし、それは、ギャップ内の必要な一様なクロスフイールドを作るであろう。例示的な磁気アッセンブリ１００４は、長方形のウインドウフレーム磁石構造を含み、他の延長された一般的な形状、例えば、長円形、円筒等は、本発明の範囲内で可能である。一般的形状という用語は、本明細書において、適切に質量分析された細長いリボン形状のイオンビームを提供するために構成される曲線経路に沿って拡がる他の形状を含む。本発明の範囲内の磁気コイルは、シングルマグネットアッセンブリ１００４内に配置されるものより、より大きな磁気コイルの如何なる組合せも含むことができることは、十分理解されるであろう。
【００２９】
本発明のさらにもう一つの態様によれば、イオンビームを質量分析する方法は、図１１に参照番号１１００で示されるように、説明されている。この方法１１００は、一連の行為又は事象としてここに説明され、記載されているが、本発明が、そのような行為又は事象の説明される順番によって制限されないことは、十分に理解されるであろう。例えば、いくつかの行為は、本発明の１以上の態様にしたがって、ここに説明され及び／又は記載された他の行為又は事象から離れて異なった順番及び／又は同時に起こりうる。さらに、説明されていないステップが、本発明に従う方法を実施するために要求されてもよい。さらに、本発明に従う手順が、説明されていない他の構造と関連するばかりでなく、説明され、記載された構造の構成（formation）及び／又は処理（processing）に関連して実行されてよい。
【００３０】
方法１１００は、例えば、イオンビーム源内のプラズマ源を使用するプラズマの生成１１１０で始まる。イオンビームは、ステップ１１２０で引き出され、ウインドウフレーム磁石アッセンブリの方へ向けられる。イオンビームは、発散ビーム、リボンビーム等でよい。少なくとも、二つの磁気コイルは、磁石アッセンブリ内に配置され、それらは、垂直及び水平方向の磁場双方を創り出す。少なくとも二つの磁気コイルは、ハウジング内に収納できる。一例を挙げれば、イオンビームは、１１３０で磁気アッセンブリ内の第一の磁気コイルによって、平行に分析される。一例を挙げれば、磁気アッセンブリに入るイオンビームは、発散ビームであってよく、そこで第一の磁気コイルは、垂直方向にイオンビームを曲げる。
【００３１】
１１４０で、リボンビームは、ウインドウフレーム磁気アッセンブリ内で、第二の磁気コイルを使用して質量分析される。第二の磁気コイルは、水平面内でリボンビームを曲げ、リボンビームを質量分析する。リボンビームは、１１５０でワークピースの方へ向けられる。例えば、１以上のファラディカップ又は他のタイプの検出装置が、ビームの幅方向に横断するリボンビームを検出するために使用でき、それと関連して一様性を解明できる。処理は、１５００で終了する。
【００３２】
本発明は、ある態様や実施に関して説明され、記載されてきたが、同等の代替や改良が、本明細書や添付の図面の理解や読解に基づいて、他の当業者が思いつくことは、十分に理解されるであろう。特に、上記記載された要素（アッセンブリ、装置、回路、システム等）によってなされる種々の機能に関して、そのような要素を記述するために使用される用語（”手段”への言及を含む）は、別段示されなくても、たとえ開示された構造に構造的に等しくなくても、それが本発明の説明された例示的実施の説明で、機能を達成するなら、記載された要素（すなわち、機能的に等しい）の特定の機能を達成する如何なる要素にも対応することを意味するものである。
【００３３】
このことについて、本発明は、本発明のいろいろな方法のステップを達成するための、コンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータ可読媒体を含むことが、また、分かるであろう。さらに、本発明の特定の特徴が、いくつかの実施形態のうちの一つに関してのみ、開示されたけれども、そのような特徴は、与えられた又は特定の応用のために、所望の及び効果のあるものとして、他の実施形態の、１以上の他の特徴と結合されてもよい。さらに、”含む”、”含むこと”、”有する”、”有すること”、”とともに”及びそれらの変形の用語の限りにおいて、詳細な説明又は請求の範囲のいずれかで使用され、これらの用語は、ある意味で、”包含すること”の用語と同じものに含まれることを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、二つの磁石を使用する先行技術のブロードリボンビームイオン注入システムを説明する概略図である。
【図２】図２は、単一磁石を使用する他の先行技術のブロードリボンビームイオン注入システムを説明する概略図である。
【図３】図３は、二つのリターンヨークの周囲に二つの磁気コイルを巻いた、単一磁石を使用する他の例示的な従来のブロードリボンビームイオン注入システムを説明する概略図である。
【図４】図４は、先行技術のウインドウフレーム磁石アッセンブリを説明する断面図である
【図４ａ】図４aは、ブロードビームを伸ばすための先行技術の双極子磁石である。
【図４ｂ】図４bは、ブロードビームのための包み込まれたコイルを備える図３で使用される、先行技術のウインドウフレーム磁石の他のタイプである。
【図４ｃ】図４cは、ブロードビームのために、幅広い一様な磁場を有するように構成された、先行技術のウインドウフレーム磁石である。
【図５】図５は、図４cに示されるウインドウフレーム磁石を使用する先行技術のブロードビーム質量分析システムを説明する等角図法である。
【図６】図６は、本発明の一態様に従うイオンリボンビームアッセンブリシステムの一実施形態を説明するブロックダイアグラムである。
【図７】図７は、図２に描かれた先行技術のアッセンブリを使用することに由来する偏向されたブロードリボンビームの単純化された等角図法である。
【図８】図８は、本発明の他の態様に従う偏向され、質量分析されたリボンビームを説明する等角図法である。
【図９ａ】図９aは、本発明にさらに他の態様に従う、クロスフイールド磁石の単純化された断面図である。
【図９ｂ】図９bは、本発明の一態様に従う、同じ電流密度を有する二対のコイルを使用するクロスフイールド磁場の断面図である。
【図１０ａ】図１０aは、本発明の他の態様に従う図９の断面に示されるクロスフイールドウインドウフレーム磁石アッセンブリを図式的に単純化された等角図法である。
【図１０ｂ】図１０bは、リターンヨークの４脚に巻かれる二対のコイルを使用する、単一磁石内のクロスフイールドを作るための代わりの方法である。
【図１１】図１１は、本発明の他の例示的態様に従う、イオン注入システムのイオンリボンビームを改良するための例示的方法のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【００３５】
６００  イオンブロードビーム注入システム
６０２  イオンビーム源
６０４  プラズマ源
６０６  引き出し要素
６１０  ウインドウフレーム磁石アッセンブリ
６１２  ヨークアッセンブリ
６１４  第一の磁気コイル
６１６  第二の磁気コイル
７０２  リボンビーム
７０４、８０４  磁束
９００  ウインドウフレーム磁石
９０２  第一の一対のコイル９０２
９０４、９０６、９１０、９１２  コイル
９０８  第二の一対のコイル
９１４  ギャップ
【図１】
0005517016.tif 000002
【図４ａ】
0005517016.tif 000003
【図４ｂ】
0005517016.tif 000004
【図６】
0005517016.tif 000005
【図９ａ】
0005517016.tif 000006
【図９ｂ】
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【図１１】
0005517016.tif 000008
【図２】
0005517016.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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