(57)【要約】【課題】イオンビームのエネルギーを高精度で迅速に調整する。【解決手段】イオン注入方法は、暫定的な高周波パラメータにしたがって動作する高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定することと、測定されたビームエネルギーに基づいて高周波パラメータの値を調整することと、調整された高周波パラメータにしたがって動作する高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いてイオン注入することと、を備える。暫定的な高周波パラメータは、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値を与える。調整することは、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することを含む。【選択図】図２０
2018085179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エネルギー多段線形加速ユニットを備えるイオン注入装置を用いたイオン注入方法であって、前記高エネルギー多段線形加速ユニットは、複数段の高周波共振器を有し、各段の高周波共振器の電圧振幅、周波数および位相を定める高周波パラメータにしたがって動作するよう構成され、
前記イオン注入方法は、
暫定的な高周波パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定することと、
測定されたビームエネルギーに基づいて、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整することと、
調整された高周波パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いてイオン注入することと、を備え、
前記暫定的な高周波パラメータは、前記複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値を与えるよう定められ、
前記調整することは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することを含むことを特徴とするイオン注入方法。
【請求項２】
目標とするビームエネルギーを入力として前記暫定的な高周波パラメータを所定のアルゴリズムを用いて演算することをさらに備え、
前記演算することは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる所定の基準値とする制約条件下で実行されることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入方法。
【請求項３】
目標とするビームエネルギーを入力とし、前記高周波パラメータを第１モードまたは第２モードにて演算することをさらに備え、
前記第１モードが指定された場合、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる所定の基準値とする制約条件下で前記暫定的な高周波パラメータを演算し、演算された前記暫定的な高周波パラメータに基づいて高周波パラメータの値を調整し、前記調整された高周波パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いてイオン注入し、
前記第２モードが指定された場合、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相を設計上の最大加速を与える高周波パラメータとする制約条件下で高周波パラメータを演算し、演算された前記高周波パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いてイオン注入することを特徴とする請求項１に記載のイオン注入方法。
【請求項４】
前記調整することは、
前記少なくとも最終段を含む一部の高周波共振器の高周波パラメータを前記基準値とは異なる複数の値に変化させたときの前記複数の値のそれぞれに対応する複数のビームエネルギーの値を前記測定されたビームエネルギーに基づいて算出することと、
目標とするビームエネルギーの値との比較により前記複数のビームエネルギーの値のいずれかを選択し、選択したビームエネルギーの値に対応するパラメータの値を前記調整された高周波パラメータとして決定することと、を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のイオン注入方法。
【請求項５】
前記調整することは、算出した前記複数のビームエネルギーの値をユーザに選択肢として提示し、前記複数のビームエネルギーのいずれかを選択する操作をユーザから受け付けることをさらに含み、ユーザが選択したビームエネルギーの値に対応するパラメータの値を前記調整された高周波パラメータとして決定することを特徴とする請求項４に記載のイオン注入方法。
【請求項６】
前記暫定的な高周波パラメータは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える位相とは異なる値の基準位相を与えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項７】
前記基準位相は、設計上の最大加速を与える位相から３０度以上９０度以下ずれた値であることを特徴とする請求項６記載のイオン注入方法。
【請求項８】
前記基準位相は、設計上の最大加速を与える位相から６０度ずれた値であることを特徴とする請求項７に記載のイオン注入方法。
【請求項９】
前記暫定的な高周波パラメータは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、電圧振幅の設計上の最大値より低い値の電圧振幅を与えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１０】
前記イオン注入装置は、前記高エネルギー多段線形加速ユニットの下流に設けられるエネルギー分析用電磁石を含むビーム偏向ユニットをさらに備え、
前記調整することは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対する高周波パラメータの調整量に応じて、前記エネルギー分析用電磁石の磁場パラメータを調整することをさらに含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１１】
前記ビーム偏向ユニットは、前記エネルギー分析用電磁石の下流に設けられるエネルギー分析スリットと、前記エネルギー分析スリットの下流に設けられ、注入角度補正機能を有する偏向電磁石とをさらに含み、
前記調整することは、前記エネルギー分析用電磁石の磁場パラメータの調整量に応じて、前記偏向電磁石の磁場パラメータを調整することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のイオン注入方法。
【請求項１２】
前記イオン注入装置は、前記高エネルギー多段線形加速ユニットの下流に設けられるビーム走査器と、前記ビーム走査器の下流に設けられるビーム平行化器とをさらに備え、
前記ビーム走査器は、設計上のビーム基準軌道上に走査原点を有し、前記ビーム基準軌道を含む平面内において前記ビーム基準軌道に垂直な方向にイオンビームを往復走査するよう構成され、
前記ビーム平行化器は、前記走査原点に一致する焦点を有し、前記平面内において前記焦点から前記ビーム平行化器へとそれぞれ異なる入射角度に方向付けられた複数のビーム軌道が目標ビームエネルギーのもとで前記ビーム基準軌道と平行になるように、前記複数のビーム軌道をそれぞれ入射角度に応じて異なる偏向角度で偏向するよう構成され、
前記測定することは、前記平面内の前記ビーム基準軌道に垂直な方向のビーム角度の誤差を表すビーム平行度を計測することと、計測されたビーム平行度に基づいてビームエネルギーを算出することと、を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１３】
前記測定することは、前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームの飛行時間を計測することと、計測した飛行時間に基づいてビームエネルギーを算出することと、を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１４】
前記測定することは、前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームが照射された対象物の二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルを計測することと、計測したＳＩＭＳプロファイルからビームエネルギーを算出することと、を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１５】
前記調整することは、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を、ウェハの注入位置に応じて変化させる可変パラメータを決定することを含み、
前記決定された可変パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いて、ウェハの注入位置に応じてビームエネルギーが異なるようにイオン注入することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１６】
前記ビームエネルギーの測定前に、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値に固定した条件下で、得られるビーム電流量が最大化されるように前記高エネルギー多段線形加速ユニットの動作パラメータを調整することをさらに備え、
ビーム電流量が最大化するよう調整されたイオンビームに対して測定されたビームエネルギーに基づいて、目標とするビームエネルギーが得られるよう前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１７】
複数段の高周波共振器を有する高エネルギー多段線形加速ユニットと、
前記高エネルギー多段線形加速ユニットの各段の高周波共振器の電圧振幅、周波数および位相を定める高周波パラメータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、暫定的な高周波パラメータにしたがって動作する前記高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定し、測定されたビームエネルギーに基づいて、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整するよう構成され、
前記暫定的な高周波パラメータは、前記複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値を与えるよう定められ、
前記制御装置は、前記少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することにより、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整することを特徴とするイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入方法およびイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高エネルギー（例えば、１ＭｅＶ以上）のイオンビームを出力可能なイオン注入装置では、多段式の高周波線形加速器（ＬＩＮＡＣ）を用いてイオンビームが加速される。高周波線形加速器では、所望のエネルギーが得られるように各段の電圧振幅、周波数および位相などの高周波パラメータが最適化計算される（例えば、特許文献１参照）。線形加速器にて加速されたイオンビームは、高周波電界の影響でエネルギー分布に広がりが生じるため、所望のエネルギーのイオンのみが通過するように下流側に設けられる偏向電磁石を用いてエネルギー分析がなされる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４４８７３１号公報
【特許文献２】特許第５９６３６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、高エネルギービームを用いたイオン注入処理においてエネルギー精度のさらなる向上が求められており、所望のエネルギー値に非常に高い精度で合わせ込むことが求められている。エネルギー分析スリットを狭くすればエネルギー精度を高めることが可能であるが、得られるビーム電流量の低下を招いてしまうため現実的な対策とはいえない。線形加速器の高周波パラメータを高精度で設定できれば、ビーム電流量とエネルギー精度を両立できると考えられる。しかしながら、ビームエネルギーの目標値と測定値の差が大きい場合等では、測定に基づくパラメータの最適化計算を何度も実行する必要が生じ、調整にかなりの時間を要してしまう。
【０００５】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、線形加速器から出力されるイオンビームのエネルギーを高精度で迅速に調整するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、高エネルギー多段線形加速ユニットを備えるイオン注入装置を用いたイオン注入方法である。高エネルギー多段線形加速ユニットは、複数段の高周波共振器を有し、各段の高周波共振器の電圧振幅、周波数および位相を定める高周波パラメータにしたがって動作するよう構成される。このイオン注入方法は、暫定的な高周波パラメータにしたがって動作する高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定することと、測定されたビームエネルギーに基づいて、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整することと、調整された高周波パラメータにしたがって動作する高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームを用いてイオン注入することと、を備える。暫定的な高周波パラメータは、複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値を与えるよう定められ、調整することは、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することを含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、イオン注入装置である。この装置は、複数段の高周波共振器を有する高エネルギー多段線形加速ユニットと、高エネルギー多段線形加速ユニットの各段の高周波共振器の電圧振幅、周波数および位相を定める高周波パラメータを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、暫定的な高周波パラメータにしたがって動作する高エネルギー多段線形加速ユニットから出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定し、測定されたビームエネルギーに基づいて、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整するよう構成され、暫定的な高周波パラメータは、複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値を与えるよう定められ、制御装置は、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して設定される電圧振幅および位相の少なくとも一方を変更することにより、目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータの値を調整する。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、線形加速器から出力されるイオンビームのエネルギーを高精度で迅速に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のある実施の形態に係るイオン注入装置を概略的に示す上面図である。
【図２】図１に示す高エネルギー多段線形加速ユニットの概略構成を含む全体レイアウトを示す平面図である。
【図３】図１に示す高エネルギー多段線形加速ユニットの制御部の機能及び構成を説明するためのブロック図である。
【図４】図１に示すビーム輸送ラインユニットの一部の概略構成を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）は、本発明のある実施の形態に係るビーム平行度の測定を説明するための図である。
【図６】本発明のある実施の形態に係るビーム平行度の測定を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明のある実施の形態に係るビーム平行度の測定を説明するための図である。
【図８】本発明のある実施の形態に係るビーム測定方法を例示するフローチャートである。
【図９】本発明のある実施の形態に係るビームエネルギー測定装置の一例を概略的に示す。
【図１０】図９に示す平行度測定部を概略的に示す図である。
【図１１】図１０に示す平行度測定部をマスクのｙ方向中央で切断してｙ方向から見た図である。
【図１２】図１０に示す平行度測定部をマスクのｙスリットのｘ方向位置で切断してｘ方向から見た図である。
【図１３】図１０に示す平行度測定部をマスクのｘスリットのｘ方向位置で切断してｘ方向から見た図である。
【図１４】図９に示す平行度測定部を用いる平行度測定処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１５】高周波共振器によるビームの加減速の原理を模式的に示す図である。
【図１６】高周波電圧の時間波形および高周波共振器を通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフである。
【図１７】高周波電圧の時間波形および高周波共振器を通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフである。
【図１８】高周波電圧の時間波形および高周波共振器を通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフである。
【図１９】加速位相と加減速エネルギーの関係の一例を模式的に示すグラフである。
【図２０】実施の形態に係るイオン注入方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明のある実施の形態に係るイオン注入装置１００を概略的に示す上面図である。イオン注入装置１００は、いわゆる高エネルギーイオン注入装置に適する。高エネルギーイオン注入装置は、高周波線形加速方式のイオン加速器と高エネルギーイオン輸送用ビームラインを有するイオン注入装置であり、イオンソース１０で発生したイオンを加速し、そうして得られたイオンビームＢをビームラインに沿って被処理物（例えば基板またはウェハ４０）まで輸送し、被処理物にイオンを注入する。
【００１３】
図１には、イオン注入装置１００のビームライン部の構成要素のレイアウトが示されている。イオン注入装置１００のビームライン部は、イオンソース１０と、被処理物にイオン注入処理をするための処理室２１と、を備えており、イオンソース１０から被処理物に向けてイオンビームＢを輸送するよう構成されている。
【００１４】
図１に示すように、高エネルギーイオン注入装置１００は、イオンを生成して質量分離するイオンビーム生成ユニット１２と、イオンビームを加速して高エネルギーイオンビームにする高エネルギー多段線形加速ユニット１４と、高エネルギーイオンビームのエネルギー分析、基準軌道補正、エネルギー分散の制御を行うビーム偏向ユニット１６と、分析された高エネルギーイオンビームをウェハ４０まで輸送するビーム輸送ラインユニット１８と、輸送された高エネルギーイオンビームを均一に半導体ウェハに注入する基板処理供給ユニット２０とを備える。
【００１５】
イオンビーム生成ユニット１２は、イオンソース１０と、引出電極１１と、質量分析装置２２と、を有する。イオンビーム生成ユニット１２では、イオンソース１０から引出電極１１を通してビームが引き出されると同時に加速され、引出加速されたビームは質量分析装置２２により質量分析される。質量分析装置２２は、質量分析磁石２２ａ、質量分析スリット２２ｂを有している。質量分析スリット２２ｂは、質量分析磁石２２ａの直後に配置する場合もあるが、実施例では、その次の構成である高エネルギー多段線形加速ユニット１４の入り口部内に配置している。質量分析装置２２による質量分析の結果、注入に必要なイオン種だけが選別され、選別されたイオン種のイオンビームは、次の高エネルギー多段線形加速ユニット１４に導かれる。
【００１６】
図２は、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の概略構成を含む全体レイアウトを示す平面図である。高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、イオンビームの加速を行う複数の線形加速装置、すなわち、一つ以上の高周波共振器１４ａを挟む加速ギャップを備えている。高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、高周波（ＲＦ）電場の作用により、イオンを加速することができる。
【００１７】
高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、高エネルギーイオン注入用の基本的な複数段の高周波共振器１４ａを備える第１線形加速器１５ａを備える。高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、超高エネルギーイオン注入用の追加の複数段の高周波共振器１４ａを備える第２線形加速器１５ｂを備えてもよい。高エネルギー多段線形加速ユニット１４により、さらに加速されたイオンビームは、ビーム偏向ユニット１６により方向が変化させられる。
【００１８】
高周波（ＲＦ）加速を用いたイオン注入装置においては、高周波のパラメータとして電圧の振幅Ｖ[ｋＶ]、周波数ｆ［Ｈｚ］を考慮しなければならない。更に、複数段の高周波加速を行う場合には、お互いの高周波の位相φ［ｄｅｇ］がパラメータとして加わる。加えて、加速の途中や加速後にイオンビームの上下左右への広がりを収束・発散効果によって制御するための磁場レンズ（例えば、四極電磁石）や電場レンズ（例えば、電場四極電極）が必要であり、それらの運転パラメータは、そこを通過する時点でのイオンのエネルギーによって最適値が変わることに加え、加速電界の強度が収束・発散に影響を及ぼすため、高周波のパラメータを決めた後にそれらの値を決めることになる。
【００１９】
図３は、複数の高周波共振器先端の加速電場（ギャップ）を直線状に並べた高エネルギー多段線形加速ユニット及び収束発散レンズの制御部１２０の構成を示すブロック図である。
【００２０】
高エネルギー多段線形加速ユニット１４には一つ以上の高周波共振器１４ａが含まれている。高エネルギー多段線形加速ユニット１４の制御に必要な構成要素としては、オペレータが必要な条件を入力するための入力装置５２、入力された条件から各種パラメータを数値計算し、更に各構成要素を制御するための制御演算装置５４、高周波の電圧振幅を調整するための振幅制御装置５６、高周波の位相を調整するための位相制御装置５８、高周波の周波数を制御するための周波数制御装置６０、高周波電源６２、収束発散レンズ６４のための収束発散レンズ電源６６、運転パラメータを表示するための表示装置６８、決定されたパラメータを記憶しておくための記憶装置７０が必要である。また、制御演算装置５４には、あらかじめ各種パラメータを数値計算するための数値計算コード（プログラム）が内蔵されている。
【００２１】
高周波線形加速器の制御演算装置５４では、内蔵している数値計算コードによって、入力された条件を基にイオンビームの加速並びに収束・発散をシミュレーションし、最適な輸送効率が得られるよう高周波パラメータ（電圧振幅、周波数、位相）を算出する。また同時に、効率的にイオンビームを輸送するための収束発散レンズ６４のパラメータ（Ｑコイル電流、またはＱ電極電圧）も算出する。計算された各種パラメータは、表示装置６８に表示される。高エネルギー多段線形加速ユニット１４の能力を超えた加速条件に対しては、解がないことを意味する表示が表示装置６８に表示される。
【００２２】
電圧振幅パラメータは、制御演算装置５４から振幅制御装置５６に送られ、振幅制御装置５６が、高周波電源６２の振幅を調整する。位相パラメータは、位相制御装置５８に送られ、位相制御装置５８が、高周波電源６２の位相を調整する。周波数パラメータは、周波数制御装置６０に送られる。周波数制御装置６０は、高周波電源６２の出力周波数を制御するとともに、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の高周波共振器１４ａの共振周波数を制御する。制御演算装置５４はまた、算出された収束発散レンズパラメータにより、収束発散レンズ電源６６を制御する。
【００２３】
イオンビームを効率的に輸送するための収束発散レンズ６４は、高周波線形加速器の内部あるいはその前後に、必要な数が配置される。すなわち、複数段の高周波共振器１４ａの先端の加速ギャップの前後には交互に発散レンズまたは収束レンズが備えられている。また、第２線形加速器１５ｂの終端の横収束レンズ６４ａの後方には追加の縦収束レンズ６４ｂが配置され、高エネルギー多段線形加速ユニット１４を通過する高エネルギー加速イオンビームの収束と発散を調整して、後段のビーム偏向ユニット１６に最適な二次元ビームプロファイルのイオンビームを入射させるようにしている。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、ビーム偏向ユニット１６は、エネルギー分析電磁石２４と、エネルギー分散を抑制する横収束四重極レンズ２６と、エネルギー分析スリット２８と、ステアリング（軌道補正）を提供する偏向電磁石３０とを有する。なお、エネルギー分析電磁石２４は、エネルギーフィルター電磁石（ＥＦＭ）と呼ばれることもある。高エネルギーイオンビームは、ビーム偏向ユニット１６によって方向転換され、ウェハ４０の方向へ向かう。
【００２５】
ビーム輸送ラインユニット１８は、ビーム偏向ユニット１６から出たイオンビームＢを輸送するものであり、収束／発散レンズ群から構成されるビーム整形器３２と、ビーム走査器３４と、ビーム平行化器３６と、最終エネルギーフィルター３８（最終エネルギー分離スリットを含む）とを有する。ビーム輸送ラインユニット１８の長さは、イオンビーム生成ユニット１２と高エネルギー多段線形加速ユニット１４との長さに合わせて設計されており、ビーム偏向ユニット１６で結ばれて、全体でＵ字状のレイアウトを形成する。
【００２６】
ビーム輸送ラインユニット１８の下流側の終端には、基板処理供給ユニット２０が設けられており、処理室２１の中に、イオンビームＢのビーム電流、位置、注入角度、収束発散角、上下左右方向のイオン分布等を計測するビームモニター、イオンビームＢによるウェハ４０の帯電を防止する帯電防止装置、ウェハ４０を搬入搬出し適正な位置・角度に設置するウェハ搬送機構、イオン注入中ウェハ４０を保持するＥＳＣ（Electro Static Chuck）、注入中ビーム電流の変動に応じた速度でウェハ４０をビームスキャン方向と直角方向に動かすウェハスキャン機構が収納されている。
【００２７】
このようにして、イオン注入装置１００のビームライン部は、対向する２本の長直線部を有する水平のＵ字状の折り返し型ビームラインに構成されている。上流の長直線部は、イオンソース１０で生成したイオンビームＢを加速する複数のユニットから成る。下流の長直線部は、上流の長直線部に対し方向転換されたイオンビームＢを調整してウェハ４０に注入する複数のユニットから成る。２本の長直線部はほぼ同じ長さに構成されている。２本の長直線部の間に、メンテナンス作業のために十分な広さの作業スペースＲ１が設けられている。
【００２８】
このように各ユニットをＵ字状に配置した高エネルギーイオン注入装置１００は、設置面積を抑えつつ良好な作業性が確保されている。また、高エネルギーイオン注入装置１００においては、各ユニットや各装置をモジュール構成とすることで、ビームライン基準位置に合わせて着脱、組み付けが可能となっている。
【００２９】
また、高エネルギー多段線形加速ユニット１４と、ビーム輸送ラインユニット１８とが折り返して配置されるため、高エネルギーイオン注入装置１００の全長を抑えることができる。従来装置ではこれらがほぼ直線状に配置されている。また、ビーム偏向ユニット１６を構成する複数の偏向電磁石の曲率半径は、装置幅を最小にするように最適化されている。これらによって、装置の設置面積を最小化するとともに、高エネルギー多段線形加速ユニット１４とビーム輸送ラインユニット１８との間に挟まれた作業スペースＲ１において、高エネルギー多段線形加速ユニット１４やビーム輸送ラインユニット１８の各装置に対する作業が可能となる。また、メンテナンス間隔が比較的短いイオンソース１０と、基板の供給／取出が必要な基板処理供給ユニット２０とが隣接して配置されるため、作業者の移動が少なくてすむ。
【００３０】
図４は、ビーム輸送ラインユニット１８の一部の概略構成を示す平面図である。ビーム偏向ユニット１６（図１参照）によって必要なイオン種のみが分離され、必要なエネルギー値のイオンのみとなったビームは、ビーム整形器３２により所望の断面形状に整形される。図示されるように、ビーム整形器３２は、Ｑ（四重極）レンズ等（電場式若しくは磁場式）の収束／発散レンズ群により構成される。整形された断面形状を持つビームは、ビーム走査器３４により図４の紙面に平行な方向にスキャンされる。例えば、横収束（縦発散）レンズＱＦ／横発散（縦収束）レンズＱＤ／横収束（縦発散）レンズＱＦからなるトリプレットＱレンズ群として構成される。ビーム整形器３２は、必要に応じて、横収束レンズＱＦ、横発散レンズＱＤをそれぞれ単独で、あるいは複数組み合わせて構成することができる。
【００３１】
ビーム走査器３４は、周期変動する電場により、イオンビームの進行方向と直交する水平方向にイオンビームを周期的に往復走査させる偏向走査装置（ビームスキャナーとも呼ばれる）である。
【００３２】
ビーム走査器３４は、ビーム進行方向に関して、イオンビームの通過域を挟むようにして対向配置された一対（２枚）の対向電極３４ａ、３４ｂ（二極式偏向走査電極）を備え、０．５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲の一定の周波数で正負に変動する三角波に近似する走査電圧が、２枚の対向電極３４ａ、３４ｂにそれぞれ逆符号で印加される。この走査電圧は、２枚の対向電極３４ａ、３４ｂのギャップ内において、そこを通過するビームを偏向させる変動する電場を生成する。そして、走査電圧の周期的な変動により、ギャップを通過するビームが水平方向にスキャンされる。
【００３３】
ビーム走査器３４の下流側には、イオンビームの通過域に開口を有するサプレッション電極７４が２つのグランド電極７８ａ、７８ｂの間に配置されている。上流側には、走査電極の前方にグランド電極７６ａを配置しているが、必要に応じて下流側と同じ構成のサプレッション電極を配置することができる。サプレッション電極は、正電極への電子の侵入を抑制する。
【００３４】
スキャンハウジング内において、ビーム走査器３４の下流側には、ビーム走査空間部３４ｃが長い区間において設けられ、ビーム走査角度が狭い場合でも十分なスキャン幅を得られるように構成されている。ビーム走査空間部３４ｃの下流にあるスキャンハウジングの後方には、偏向されたイオンビームを、ビーム走査偏向前のイオンビームの方向になるように調整する、つまり、ビームラインＬ１に平行となるように曲げ戻すビーム平行化器３６が設けられている。
【００３５】
ビーム平行化器３６で発生する収差（ビーム平行化器の中心部と左右端部の焦点距離の差）は、ビーム走査器３４の偏向角の２乗に比例するので、ビーム走査空間部３４ｃを長くして偏向角を小さくすることは、ビーム平行化器３６の収差を抑えることに大きく寄与する。収差が大きいと、半導体ウェハにイオンビームを注入する際に、ウェハの中心部と左右端部とでビームサイズとビーム発散角が異なるため、製品の品質にバラツキが生じることがある。
【００３６】
また、このビーム走査空間部３４ｃの長さを調整することによって、ビーム輸送ラインユニットの長さを、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の長さに合わせることができる。
【００３７】
ビーム平行化器３６には、電場平行化レンズ８４が配置されている。図４に示すように、電場平行化レンズ８４は、略双曲線形状の複数の加速電極対と減速電極対で構成されている。各電極対は、放電が起きない程度の広さの加速・減速ギャップを介して向き合っており、加速減速ギャップには、イオンビームの加減速を引き起こす軸方向の成分と、基準軸からの距離に比例して強くなって、イオンビームに横方向の収束作用を及ぼす横成分とを併せ持つ電界が形成される。
【００３８】
加速ギャップを挟む電極対のうち下流側の電極と、減速ギャップの上流側の電極、及び、減速ギャップの下流側の電極と次の加速ギャップの上流側の電極とは、同一電位になるように、それぞれ一体の構造体を形成している。
【００３９】
電場平行化レンズ８４の上流側から最初の電極（入射電極）と最後の電極（出射電極）は、接地電位に保たれている。これによって、平行化レンズ８４通過前後で、ビームのエネルギーは変化しない。
【００４０】
中間の電極構造体において、加速ギャップの出口側電極と減速ギャップの入り口側電極には、可変式定電圧の負電源９０が、減速ギャップの出口側電極と加速ギャップの入り口側電極には、可変式定電圧の正電源が接続されている（ｎ段の時は負正負正負・・・）。これによって、イオンビームは加速・減速を繰り返しながら、ビームラインの基準軌道と平行な方向に段階的に向いていく。そして、最終的に偏向走査前のイオンビーム進行方向（ビームライン軌道方向）に平行な軌道に乗る。
【００４１】
図４に示されるように、ビーム平行化器３６は、設計上のビーム基準軌道（例えば、図４に示すビームラインＬ１）上に焦点Ｆを有する。ビーム平行化器３６に入射する複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃはそれぞれビーム基準軌道に対し異なる角度を有する。ビーム平行化器３６は、複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃのそれぞれを入射角度に応じて異なる偏向角度で偏向し、それにより複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃがビーム基準軌道と平行になるように、設計されている。ビーム平行化器３６は、所与のイオン注入条件（例えば目標ビームエネルギーを含む）に応じて予め定められた電気的入力（例えば電圧）を受けて作動する。
【００４２】
複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、ビーム基準軌道を含む一平面上にあり、この平面において焦点Ｆからビーム平行化器３６へとそれぞれ異なる入射角度に方向付けられている。本実施の形態においては複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃはビーム走査器３４によるスキャンの結果であるから、この平面は、ビーム走査器３４のスキャン平面（ｘｚ面）に相当する。これらビーム軌道のいずれか（図４においてはビーム軌道３７ｂ）がビーム基準軌道に一致していてもよい。本実施の形態においてはビーム基準軌道はビーム平行化器３６において偏向されずにビーム平行化器３６を直進する。
【００４３】
本実施の形態に係るイオン注入装置１００は、ビーム平行化器３６の焦点Ｆがビーム走査器３４の走査原点に一致するよう構成されている。よって、走査原点においてビーム走査器３４によりスキャンされたビームは、電場平行化レンズ等を含むビーム平行化器３６により収束され、スキャン前のイオンビーム進行方向（ビームライン軌道方向）に平行な偏向角０度の軸（基準軸）に対して平行になる。このとき、スキャン領域は、基準軸に関して左右対称になる。
【００４４】
ビーム平行化器３６は上述のように、ビーム走査器３４から入射するイオンビームを平行化するよう構成されており、ビーム輸送方向に垂直な平面においてビーム輸送方向に垂直なｘ方向（水平方向）に沿って広がるビーム通過領域をビーム平行化器３６の下流に形成する。ビーム平行化器３６は、例えば、静電式のビーム平行化器である。
【００４５】
図１に示されるように、イオン注入装置１００には、ビームエネルギー測定装置２００が設けられている。ビームエネルギー測定装置２００は、平行度測定部２０２と、エネルギー演算部２０４と、を備える。平行度測定部２０２は、ビーム平行化器３６を通るイオンビームについてビーム平行化器３６の下流でイオンビームの平行度（以下、「ビーム平行度」または「平行度」ともいう）を測定するよう構成されている。平行度測定部２０２は、例えば、被処理物にイオン注入処理をするための処理室２１に設けられている。
【００４６】
詳しくは後述するが、ビーム平行度は、イオンビームにおけるビーム角度誤差を表す指標である。例えば、ビーム平行度として、ビーム平行化器３６を通る複数のビーム軌道３７ａ、３７ｂ、３７ｃにより定まる上記の平面においてビームラインＬ１に垂直な方向（ｘ方向）に関するビーム角度の誤差を表す指標を用いてもよい。本実施の形態に係るビーム平行度は、設計上のビーム基準軌道に対するイオンビームの全体的な角度誤差を表すというよりも、イオンビームの局所部分間の相対的な角度誤差を表す。
【００４７】
平行度測定部２０２は、例えば、複数のスリットを有するダイバージェンスマスクと、ビーム電流を測定するプロファイラカップと、を備える。ダイバージェンスマスクは、ビーム平行化器３６によって平行化されたスキャンビームをスリットを通じて制限する。プロファイラカップは、ダイバージェンスマスクから所定距離Ｌだけ離れて配置される。既存のイオン注入装置１００の処理室２１にはたいてい、プロファイラカップのようなビーム電流検出器が設けられている。そうした既存の検出器を流用することで、ビームエネルギー測定装置２００を低コストに構成することができる。
【００４８】
平行度測定部２０２は、スキャン方向（ｘ方向）に沿って位置の関数としてビーム電流を測定する。ビーム走査器３４及びビーム平行化器３６を通るイオンビームの中心がビームラインＬ１に一致する理想的な場合には、平行度測定部２０２は例えば、ビーム電流が最大になった位置と設計上電流が最大になると予想される位置の差δｘおよび所定距離Ｌから平行度を算出してもよい。こうした平行度を測定するための構成についての詳細は後述する。
【００４９】
エネルギー演算部２０４は、測定された平行度からイオンビームのエネルギーを演算するよう構成されている。エネルギー演算部２０４は、目標ビームエネルギーに対するイオンビームのエネルギーずれ量をビーム平行度に基づいて演算する。エネルギー演算部２０４は、上述の制御部１２０の一部であってもよいし、それとは別個に設けられていてもよい。あるいは、エネルギー演算部２０４は、イオン注入装置１００を制御するよう構成されている制御装置の一部であってもよいし、それとは別個に設けられていてもよい。
【００５０】
ところで、ビーム平行化器３６はイオンビームの偏向または収束によりイオンビームを平行化するから、そうした平行化のために必要な偏向力または収束力はイオンビームのもつエネルギーに依存する。すなわち、エネルギーが大きいほど必要な偏向力または収束力も大きくなる。ビーム平行化器３６の偏向力または収束力は、ビーム平行化器３６への電気的入力（例えば、電場平行化レンズ８４の場合、電圧）に応じて変化する。
【００５１】
したがって、イオン注入装置１００においては、イオンビームの目標ビームエネルギーとそのイオンビームの平行化に必要なビーム平行化器３６への電気的入力とを関係づけるビーム平行化器３６の設定が予め定められている。所与のイオン注入条件（目標ビームエネルギーを含む）のもとで、この設定に従って定まる電気的入力がビーム平行化器３６に与えられ、ビーム平行化器３６は動作する。よって、ビーム平行化器３６に入射するイオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーに一致すれば、図５（ａ）に示されるように、ビーム平行化器３６はそのイオンビームを完全に平行化することができる。ビーム平行化器３６の焦点距離を図５（ａ）においてはＦ０と表記する。
【００５２】
しかし、もしイオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーと異なっていたとすると、その目標ビームエネルギーに応じた設定のもとではビーム平行化器３６によりイオンビームを完全に平行化することはできない。
【００５３】
例えば、イオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーより小さい場合には、ビーム平行化器３６によってイオンビームが過剰に収束または偏向され、ビーム平行度が完全平行からずれてしまう。これは、図５（ｂ）に示されるように、ビーム平行化器３６の焦点Ｆをビーム平行化器３６に近づけて焦点距離を小さくすることと等価である（Ｆ１＜Ｆ０）。また、イオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーより大きい場合にはビーム平行化器３６によるイオンビームの収束または偏向が不足し（ビームが発散し）、ビーム平行度は完全平行からずれてしまう。これは、図５（ｃ）に示されるように、ビーム平行化器３６の焦点Ｆをビーム平行化器３６から遠ざけて焦点距離を大きくすることと等価である（Ｆ２＞Ｆ０）。
【００５４】
このエネルギーずれと平行度ずれの関係は、平行化レンズ８４周辺の電場計算およびイオンビームの軌道計算によって求めることができる。エネルギーがα倍になったとき、焦点距離はβ倍になるとする。あるαの値について、ビーム走査器３４のスキャン範囲内のいくつかのスキャン角度それぞれに対応する平行化レンズ８４からの出射角を計算することができる。これらスキャン角度（つまり平行化レンズ８４への入射角）と平行化レンズ８４からの出射角とから、当該エネルギー比αに対応する焦点距離比βを求められる。多数のエネルギー比αの値それぞれについて対応する焦点距離比βを求めることにより、エネルギー比αと焦点距離比βとの関係が得られる。本発明者の解析によると、エネルギー比αと焦点距離比βとは直線関係を有しており、すなわち、α＝Ａ・β＋Ｂと表される（Ａ、Ｂは定数）。なお、この関係はスキャン角度に依存しない。焦点距離比βは平行度のずれに相当するから、平行度を測定することによりエネルギー比αを計算することができる。
【００５５】
例えば、目標ビームエネルギーＥ０のイオンビームを平行化レンズ８４に通すときの偏向角度（つまり入射角と出射角との差）をΦとするとき、実際に偏向された角度がΦ＋δΦであったとする。理想的な場合としてイオンビームの中心がビームラインＬ１に一致しているとすると、ビーム平行度として角度ずれδΦを用いることができる。角度ずれδΦはエネルギーずれδＥと比例する。つまり、δＥ＝Ｅ０×（δΦ／Φ）である。エネルギー演算部２０４は、こうした既知の関係に従って、測定されたビーム平行度（すなわち角度ずれδΦ）をエネルギーずれ量δＥへと換算する。
【００５６】
平行化レンズ８４は、目標エネルギーＥ０のイオンビームを平行化するための偏向角度Φを実現するように、予め精密に設計されている。また、平行度は注入処理において主要なパラメータの１つであり、そのため平行度測定部２０２は平行度（すなわちδΦ）を正確に測れるよう構成されている。目標エネルギーＥ０は、行われる注入処理の仕様として決定される。したがって、ビームエネルギー測定装置２００は、エネルギーのずれ量δＥを、つまりイオンビームのエネルギーＥ０＋δＥを、精度よく求めることができる。
【００５７】
ビーム平行度の測定に関し、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して具体例を説明する。平行度測定部２０２は、イオンビームの複数のビーム部分について、ビーム基準軌道に垂直な方向（ｘ方向）に関するビーム角度を測定する。ビーム平行度δΦは、複数のビーム部分のうち第１ビーム部分２０６のビーム角度δΦ１と第２ビーム部分２０８のビーム角度δΦ２との差を用いて定義される。例えば、δΦ＝（δΦ１−δΦ２）／２と定義する。
【００５８】
第１ビーム部分２０６は、ｘ方向においてイオンビームの外縁部に位置し、第２ビーム部分２０８は、ｘ方向において第１ビーム部分２０６と反対側のイオンビームの外縁部に位置する。第２ビーム部分２０８はビームラインＬ１に関して第１ビーム部分２０６と対称である。測定点の間隔はｘ方向においてなるべく大きいことが望ましい。なぜなら、イオンビームがビーム平行化器３６において収束または発散する場合、測定点どうしが離れているほうが角度差が大きくなる。よって、測定の感度が向上される。
【００５９】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）にはイオンビームの中心がビームラインＬ１に一致するがイオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーと異なる場合を図示している。図５（ｂ）に例示されるように、δΦ１＝−δΦ２＝ξであるとき、δΦ＝（ξ−（−ξ））／２＝ξである。また、図５（ｃ）に例示されるように、δΦ２＝−δΦ１＝ξであるとき、δΦ＝（−ξ−ξ）／２＝−ξである。こうして得られたビーム平行度δΦをエネルギーずれδＥに換算し、それを用いてイオンビームのエネルギーを求めることができる。
【００６０】
これに対して、図６には、イオンビームのエネルギーが目標ビームエネルギーに一致するがイオンビームの中心がビームラインＬ１から外れている場合を図示している。図６に例示されるように、δΦ１＝δΦ２＝ξであるとき、δΦ＝（ξ−ξ）／２＝０である。ビーム平行度δΦがゼロであるので、エネルギーずれδＥもゼロである。つまり、第１ビーム部分２０６及び第２ビーム部分２０８にエネルギーずれは無く、イオンビームのエネルギーは目標ビームエネルギーに一致する。
【００６１】
ビーム平行度δΦがゼロであるので、第１ビーム部分２０６と第２ビーム部分２０８とはビーム平行化器３６により平行化されている。しかし、図６からわかるように、ビーム平行化器３６の上流でイオンビームはビームラインＬ１からずれているので、ビーム平行化器３６の下流においても第１ビーム部分２０６と第２ビーム部分２０８とはそれぞれ設計上のビーム軌道から外れている（傾いている）。
【００６２】
ビーム平行度として、ある１つの測定点におけるビーム角度によって定義される量を用いることも可能である。しかし、その場合、図６に示されるようにイオンビームがビームラインＬ１からずれていたとすると、こうした軌道ずれに起因する誤差が測定ビーム角度に含まれることになる。その結果、不正確なビーム平行度が取得される。そうすると、そこから得られるエネルギーずれも不正確になる。
【００６３】
これに対して、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に例示するように、２つの測定点におけるビーム角度差によって定義される量をビーム平行度として用いると、上述の軌道ずれによる誤差を排除することができる。軌道ずれによる誤差はイオンビームの局所部分間で共通する。言い換えれば、ビーム平行化器３６の上流における軌道ずれによって、ビーム平行化器３６の下流ではどのビーム部分にも同じ角度ずれが生じる。そのため、測定ビーム角度の差をとることにより、一方の測定ビーム角度に含まれる誤差と他方の測定ビーム角度に含まれる誤差することができる。こうして、ビーム部分間の相対的な角度ずれを正確に知ることができる。
【００６４】
ビーム角度の測定点は３つ以上であってもよい。平行度測定部２０２は、第１ビーム部分２０６、第２ビーム部分２０８、及び第３ビーム部分２１０を測定してもよい。図７（ａ）に例示するように、第１ビーム部分２０６及び第２ビーム部分２０８は上述のようにｘ方向において互いに反対側にあり、第３ビーム部分２１０はイオンビームの中心近傍にあってもよい。平行度測定部２０２による第１ビーム部分２０６、第２ビーム部分２０８、及び第３ビーム部分２１０のｘ方向測定位置をそれぞれ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３とする。
【００６５】
平行度測定部２０２は、測定された３つのビーム角度δΦ１、δΦ２、δΦ３に基づいて、ｘ方向位置に対するｘ方向ビーム角度の誤差分布を生成する。誤差分布は、公知の任意の方法（例えば最小二乗法）により求められる。誤差分布を図７（ｂ）に例示する。ビーム平行度は、この誤差分布におけるｘ方向位置の変化量δｘとそれに対応するｘ方向ビーム角度の変化量δΦとの比を用いて定義することができる。例えば、ビーム平行度は、比δΦ／δｘと定義してもよい。つまり、ビーム平行度は、ｘ方向の単位長さあたりの角度差であり、これは誤差分布の傾きである。
【００６６】
イオンビームに軌道ずれがあると、そのずれ量に応じて、測定された３つのビーム角度δΦ１、δΦ２、δΦ３が等しく増加または減少する。これは、図７（ｂ）に示す誤差分布の平行移動に相当する。つまり誤差分布の傾きは不変である。よって、比δΦ／δｘを用いてビーム平行度を定義することにより、ビーム平行度から軌道ずれによる誤差を排除することができる。
【００６７】
なお、このような誤差分布が、ビーム角度の測定点が２つである場合に生成されてもよい。この場合、２つのビーム部分のｘ方向測定位置と対応するｘ方向ビーム角度測定値から、比δΦ／δｘが演算されてもよい。
【００６８】
図１を参照して説明したように、イオン注入装置１００は、高エネルギー多段線形加速ユニット１４、エネルギー分析電磁石２４、及びエネルギー分析スリット２８を備える。高エネルギー多段線形加速ユニット１４による加速は原理的に、イオンビームにエネルギー分布を与える。イオン注入装置１００は、高エネルギー多段線形加速ユニット１４が適正なパラメータで動作する場合に、エネルギー分布の中心がスリットの中心に一致するように設計されている。スリット通過後のビームエネルギーは目標ビームエネルギーとなる。
【００６９】
ところが、適正なパラメータと若干異なるパラメータで高エネルギー多段線形加速ユニット１４が動作する場合には、そのパラメータの違いによりイオンビームのエネルギーが若干増減する。そうすると、エネルギー分析電磁石２４によるイオンビームの偏向角度が変わり、イオンビームのエネルギー分布の中心がエネルギー分析スリット２８の中心からずれる。ビーム中心がスリット中心からずれたとすると、それに応じてスリット通過後のビームエネルギーは目標ビームエネルギーからずれることになる。
【００７０】
そこで、測定されたイオンビームのエネルギーは、高エネルギー多段線形加速ユニット１４を制御するために使用されてもよい。例えば、制御部１２０は、演算されたイオンビームのエネルギーに基づいて、イオンビームが目標エネルギーを有するように高エネルギー多段線形加速ユニット１４を制御してもよい。
【００７１】
この場合、制御部１２０は、少なくとも１つの高周波共振器１４ａにおける電圧振幅Ｖ［ｋＶ］を制御してもよい。電圧を制御することはイオンビームのエネルギーを直接操作することに相当する。好ましくは、少なくとも１つの高周波共振器１４ａは、最終段の高周波共振器を含む。こうして最終段の高周波共振器において電圧を制御することにより、イオンビームのエネルギーを容易に調整することができる。
【００７２】
あるいは、制御部１２０は、少なくとも１つの高周波共振器１４ａにおける高周波の位相φ［ｄｅｇ］を制御してもよい。位相を調整することにより、ビームが加速されるときに受け取るエネルギーの割合を変化させることができる。
【００７３】
このようにすれば、ビームエネルギーを精度よく調整することができる。よって、例えば、基板Ｗへの注入深さを精密に制御することができる。
【００７４】
制御部１２０は、測定されたエネルギーずれ量が予め定められた第１しきい値を超えるか否かを判定してもよい。制御部１２０は、エネルギーずれ量が第１しきい値を超える場合に、イオンビームのエネルギーを目標ビームエネルギーに近づくように補正するよう高エネルギー多段線形加速ユニット１４を制御してもよい。制御部１２０は、エネルギーずれ量が第１しきい値を超えない場合には、イオンビームのエネルギーが許容範囲にあると判定してもよい。
【００７５】
また、制御部１２０は、測定されたエネルギーずれ量が予め定められた第２しきい値を超えるか否かを判定してもよい。制御部１２０は、エネルギーずれ量が第２しきい値を超える場合に、イオン注入処理を中断してもよい。第２しきい値は第１しきい値より大きくてもよい。第２しきい値は第１しきい値と等しくてもよい。制御部１２０は、測定されたエネルギーずれ量が予め定められたしきい値を超える場合に、イオン注入処理の中断またはエネルギーずれの補正を選択してもよい。
【００７６】
なお、制御部１２０は、エネルギーずれ量としきい値とを比較することに代えて、エネルギーずれ量から求まるイオンビームのエネルギーが予め定められた許容範囲にあるか否かを判定してもよい。また、制御部１２０に代えて、イオン注入装置１００に関連するその他の制御装置がこれらの判定を実行してもよい。
【００７７】
図８は、本発明のある実施の形態に係るビーム測定方法を例示するフローチャートである。このビーム測定方法は、エネルギー測定ステップ（Ｓ１０）と、制御ステップ（Ｓ２０）と、を備える。この方法は、例えば、イオン注入処理の準備工程において、所定の頻度で繰り返し実行される。
【００７８】
エネルギー測定ステップ（Ｓ１０）においては、まず、ビームエネルギー測定装置２００の平行度測定部２０２を使用して、イオン注入装置１００のビーム平行化器３６の下流でイオンビームの平行度が測定される（Ｓ１１）。次に、ビームエネルギー測定装置２００のエネルギー演算部２０４を使用して、測定された平行度からイオンビームのエネルギーが演算される（Ｓ１２）。
【００７９】
ビームエネルギー測定装置２００または制御部１２０は、演算されたイオンビームのエネルギーが適正であるか否かを判定する（Ｓ１５）。例えば、演算されたエネルギーが目標エネルギーに一致するとき、または演算されたエネルギーが目標エネルギー近傍の許容範囲にあるときは、イオンビームのエネルギーは適正であると判定される。演算されたエネルギーが適正である場合には（Ｓ１５のＹ）、エネルギーの調整は不要であり、本方法は終了される。演算されたエネルギーが適正でない場合には（Ｓ１５のＮ）、制御ステップ（Ｓ２０）が実行される。
【００８０】
制御ステップ（Ｓ２０）においては、演算されたイオンビームのエネルギーに基づいて、イオンビームが目標エネルギーを有するようにイオン注入装置１００の高エネルギー多段線形加速ユニット１４が制御される。高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、制御部１２０により制御される。
【００８１】
まず、演算されたイオンビームのエネルギーに基づいて、補正電圧が算出される（Ｓ２１）。補正電圧は、イオンビームに目標エネルギーを与えるための最終段の高周波共振器におけるＲＦ加速電圧の補正量である。次に、制御部１２０は、最終段の高周波共振器の電圧余力を確認する（Ｓ２２）。つまり、最終段の高周波共振器が補正電圧を追加的に発生させることができるか否かが判定される。電圧余力が補正電圧を上回る場合には（Ｓ２２のＹ）、補正電圧を発生させるよう最終段の高周波共振器が設定される（Ｓ２３）。こうしてイオンビームのエネルギーが適正に調整され、本方法は終了される。なお、補正電圧を発生させるよう最終段の高周波共振器が設定された後に、エネルギー測定ステップ（Ｓ１０）が実行され、演算されたイオンビームのエネルギーが適正であるか否かが再び判定されてもよい（Ｓ１５）。
【００８２】
一方、最終段の高周波共振器に電圧余力が補正電圧より不足する場合には（Ｓ２２のＮ）、イオンビームに目標エネルギーを与えるための代替処理が行われる（Ｓ２４）。例えば、少なくとも１つの高周波共振器１４ａにおいて位相調整が行われる。あるいは、最終段の高周波共振器以外の高周波共振器においてＲＦ加速電圧が調整されてもよい。なお、こうした代替処理と、補正電圧の一部を最終段の高周波共振器に設定することとを組み合わせることにより、イオンビームに目標エネルギーが与えられてもよい。こうして本方法は終了される。これらの調整後に、エネルギー測定ステップ（Ｓ１０）が実行され、演算されたイオンビームのエネルギーが適正であるか否かが再び判定されてもよい（Ｓ１５）。
【００８３】
図９には、本発明のある実施の形態に係るビームエネルギー測定装置２００の一例を概略的に示す。上述のように、イオン注入装置１００は、被処理物Ｗの表面にイオン注入処理をするよう構成されている。被処理物Ｗは、例えば基板であり、例えば半導体ウエハである。よって本書では説明の便宜のため被処理物Ｗを基板Ｗと呼ぶことがあるが、これは注入処理の対象を特定の物体に限定することを意図していない。
【００８４】
イオン注入装置１００は、ビームスキャン及びメカニカルスキャンの少なくとも一方により基板Ｗの全体にわたってイオンビームＢを照射するよう構成されている。本書では説明の便宜上、設計上のイオンビームＢの進行方向をｚ方向とし、ｚ方向に垂直な面をｘｙ面と定義する。後述するようにイオンビームＢを被処理物Ｗに対し走査する場合には走査方向をｘ方向とし、ｚ方向及びｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。よって、ビームスキャンはｘ方向に行われ、メカニカルスキャンはｙ方向に行われる。
【００８５】
処理室２１は、１枚又は複数枚の基板Ｗを保持し、イオンビームＢに対する例えばｙ方向の相対移動（いわゆるメカニカルスキャン）を必要に応じて基板Ｗに提供するよう構成されている物体保持部（図示せず）を備える。図９において矢印Ｄによりメカニカルスキャンを例示する。また、処理室２１は、ビームストッパ９２を備える。イオンビームＢ上に基板Ｗが存在しない場合には、イオンビームＢはビームストッパ９２に入射する。
【００８６】
処理室２１にはビームエネルギー測定装置２００が設けられている。ビームエネルギー測定装置２００は上述のように、平行度測定部２０２とエネルギー演算部２０４とを備える。平行度測定部２０２は、もとのイオンビームＢを測定用イオンビームＢｍに整形するためのマスク１０２と、測定用イオンビームＢｍを検出するよう構成されている検出部１０４と、を備える。
【００８７】
図９に例示するように、基板ＷにイオンビームＢが照射されるとき、マスク１０２及び検出部１０４はイオンビームＢから外れた待避位置にある。このときマスク１０２及び検出部１０４にイオンビームＢは照射されない。測定の際には、マスク１０２及び検出部１０４は、図示しない移動機構により、イオンビームＢを横切る測定位置（図１０参照）に移動される。このときマスク１０２は、イオンビームＢの経路上において最終エネルギーフィルター３８（図１参照）と検出部１０４との間にあり、検出部１０４は、イオン注入処理において基板Ｗの表面が置かれるｚ方向位置にある。
【００８８】
また、平行度測定部２０２は、イオンビーム測定処理を実行するための測定制御部１０６を備える。測定制御部１０６は、イオン注入装置１００を制御するよう構成されている制御装置の一部であってもよいし、それとは別個に設けられていてもよい。エネルギー演算部２０４は測定制御部１０６の一部であってもよいし、それとは別個に設けられていてもよい。測定制御部１０６は、上述のようなマスク１０２及び検出部１０４の待避位置と測定位置との間の移動を司るよう構成されていてもよい。ある実施の形態においては、イオン注入装置１００は、平行度測定部２０２による測定結果に基づいてイオン注入処理を制御するよう構成されていてもよい。
【００８９】
測定制御部１０６は、検出結果を表す検出部１０４の出力に基づいて、設計上の進行方向であるｚ方向に対して実際のイオンビームＢの進行方向がなす角度を演算するよう構成されているビーム角度演算部１０８を備える。ビーム角度演算部１０８は、測定用イオンビームＢｍのｙスリット１１０ｙを通過したビーム部分のｘ方向位置を用いてｘ方向ビーム角度を演算し、測定用イオンビームＢｍのｘスリット１１０ｘを通過したビーム部分のｙ方向位置を用いてｙ方向ビーム角度を演算するよう構成されている。
【００９０】
図１０は、図９に示す平行度測定部２０２を概略的に示す図である。図１１は、図１０に示す平行度測定部２０２をマスク１０２のｙ方向中央で切断してｙ方向から見た図である。図１２は、図１０に示す平行度測定部２０２をマスク１０２のｙスリット１１０ｙのｘ方向位置で切断してｘ方向から見た図である。図１３は、図１０に示す平行度測定部２０２をマスク１０２のｘスリット１１０ｘのｘ方向位置で切断してｘ方向から見た図である。
【００９１】
マスク１０２は、上流から供給されるイオンビームＢを部分的に透過させ測定用イオンビームＢｍを生成するよう構成されている。測定用イオンビームＢｍは、ｙビーム部分１１２ｙ及びｘビーム部分１１２ｘを備える（図１１ないし図１３参照）。ｙビーム部分１１２ｙは、ｘｙ面においてｙ方向に細長い断面を有する。ｘビーム部分１１２ｘは、ｘｙ面においてｘ方向に細長い断面を有する。
【００９２】
マスク１０２は、イオンビームＢを通過させる複数のスリット又は開口を有する板状の部材を備える。マスク１０２上の複数のスリットは、ｙ方向に細長いｙスリット１１０ｙと、ｘ方向に細長いｘスリット１１０ｘと、を含む。本書では、ｙスリット１１０ｙが形成されているマスク１０２の部分を「第１マスク部分」と称し、ｘスリット１１０ｘが形成されているマスク１０２の部分を「第２マスク部分」と称することがある。
【００９３】
図１０に示されるマスク１０２は、もとのイオンビームＢが入射するマスク１０２上の被照射領域に、３つの第１マスク部分及び２つの第２マスク部分を備える。これらの第１マスク部分及び第２マスク部分は、ｘ方向に互い違いに配置されている。各第１マスク部分は１本のｙスリット１１０ｙを備え、各第２マスク部分は１本のｘスリット１１０ｘを備える。
【００９４】
よって、マスク１０２は、３本のｙスリット１１０ｙと２本のｘスリット１１０ｘとを有し、ｙスリット１１０ｙとｘスリット１１０ｘとがｘ方向に互い違いに並んでいる。中央のｙスリット１１０ｙは、イオンビームＢが入射するマスク１０２上の被照射領域においてｘ方向中央に配置されている。残りの２本のｙスリット１１０ｙはそれぞれ、マスク１０２上の被照射領域においてｘ方向端部に配置されている。一方、２本のｘスリット１１０ｘは、ｙ方向に関して同じ位置にあり、マスク１０２上の被照射領域においてｙ方向中央に配置されている。
【００９５】
ｙスリット１１０ｙは、ｙビーム部分１１２ｙに対応する形状を有する貫通孔である。従ってｙスリット１１０ｙは、ある狭いスリット幅をｘ方向に有し、それよりも長いスリット長さをｙ方向に有する。一方、ｘスリット１１０ｘは、ｘビーム部分１１２ｘに対応する形状を有する貫通孔である。従ってｘスリット１１０ｘは、ある狭いスリット幅をｙ方向に有し、それよりも長いスリット長さをｘ方向に有する。
【００９６】
ｙスリット１１０ｙ及びｘスリット１１０ｘのスリット長さはスリット幅よりも顕著に長く、スリット長さはスリット幅の例えば少なくとも１０倍である。測定の精度を重視する場合にはスリット幅を狭くすることが望ましく、測定時間を短縮することを重視する場合にはスリット幅を広くすることが望ましい。ｙスリット１１０ｙのスリット長さはイオンビームＢのｙ方向の幅に応じて定められる。
【００９７】
また、マスク１０２は、測定用イオンビームＢｍが検出部１０４に入射するとき隣接する２つのビーム部分が互いに分離されているように、隣接する２つのスリットの間隔が定められている。図１１に示されるように、隣接するｙビーム部分１１２ｙとｘビーム部分１１２ｘとが検出部１０４のｚ方向位置において互いに重なり合わないように、隣接するｙスリット１１０ｙとｘスリット１１０ｘとのｘ方向の間隔が定められている。このようにすれば、マスク１０２から検出部１０４に各ビーム部分が達するまでに各ビーム部分の発散により、隣接するビーム部分が互いに混ざり合うことを避けることができる。
【００９８】
イオンビームＢが第１マスク部分に照射されｙスリット１１０ｙを通過することにより、ｙビーム部分１１２ｙが生成される。イオンビームＢが第２マスク部分に照射されｘスリット１１０ｘを通過することにより、ｘビーム部分１１２ｘが生成される。マスク１０２上のｙスリット１１０ｙ及びｘスリット１１０ｘの配置に対応して、３本のｙビーム部分１１２ｙと２本のｘビーム部分１１２ｘとがｘ方向に互い違いに配列された測定用イオンビームＢｍが生成される。
【００９９】
検出部１０４による検出の間、マスク１０２は静止している。よって、ｙビーム部分１１２ｙ及びｘビーム部分１１２ｘは、もとのイオンビームＢから切り出された特定の一部分に相当する。そのため、ｙビーム部分１１２ｙ及びｘビーム部分１１２ｘは、ｘｙ面におけるイオンビームＢの特定の位置でのビーム角度を保持する。
【０１００】
検出部１０４は、ｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置を検出し、ｘビーム部分１１２ｘのｙ方向位置を検出するよう構成されている。検出部１０４は、測定用イオンビームＢｍを横切るようにｘ方向に移動可能である移動検出器を備える。検出部１０４のｘ方向への移動を図１０において矢印Ｅにより例示する。検出器のｘ方向移動により、ｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置が検出される。また、検出部１０４は、ｙ方向に配列された複数の検出要素１１４を備える。検出部１０４におけるｘビーム部分１１２ｘの到達位置から、ｘビーム部分１１２ｘのｙ方向位置が検出される。
【０１０１】
このようにして、検出部１０４は、移動検出器が測定用イオンビームＢｍを１回横切る間にｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置及びｘビーム部分１１２ｘのｙ方向位置を検出することができる。
【０１０２】
検出部１０４または各検出要素１１４は、例えば、入射するイオンの量に応じて電流を生成する素子を備えており、あるいはイオンビームを検出可能である任意の構成であってもよい。検出部１０４または各検出要素１１４は、例えばファラデーカップであってもよい。また、図示される検出部１０４は５つの検出要素１１４が代表的に例示されているが、検出部１０４は典型的には、それより多数（例えば少なくとも１０個）の検出要素１１４の配列を備えてもよい。
【０１０３】
図１１に示されるように、検出部１０４が測定用イオンビームＢｍを検出するためにｘ方向に移動するとき、例えばｘ方向位置ｘａにおいて、検出部１０４は、マスク１０２上のｘ方向端部のｙスリット１１０ｙからのｙビーム部分１１２ｙを受ける。また、検出部１０４は、例えばｘ方向位置ｘｂにおいて、一方のｘスリット１１０ｘからのｘビーム部分１１２ｘを受ける。さらに、検出部１０４は、例えばｘ方向位置ｘｃにおいて、ｘ方向中央のｙスリット１１０ｙからのｙビーム部分１１２ｙを受ける。同様にして、検出部１０４は、例えばｘ方向位置ｘｄにおいて他方のｘスリット１１０ｘからのｘビーム部分１１２ｘを受け、例えばｘ方向位置ｘｅにおいてｘ方向端部のｙスリット１１０ｙからのｙビーム部分１１２ｙを受ける。
【０１０４】
検出部１０４は、ｘ方向移動の結果得られたｘ方向位置とビーム電流との関係をビーム角度演算部１０８に出力する。ビーム角度演算部１０８は、ｘ方向位置とビーム電流との関係から、ｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置を特定する。ビーム角度演算部１０８は、例えば、ｙビーム部分１１２ｙに対応するビーム電流ピークのｘ方向位置を、そのｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置と決定する。
【０１０５】
図１２に示されるように、ｙビーム部分１１２ｙは、ｙ方向に並ぶいくつかの検出要素１１４にわたって入射する。そこで、本実施の形態においては、個々の検出要素１１４から出力されるビーム電流が合計され、その合計のビーム電流がｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置を特定するために使用される。
【０１０６】
知られているように、ｚ方向における第１位置と第２位置との間でのｘ方向のビーム変位量と、第１位置と第２位置とのｚ方向距離との比から、ｘ方向ビーム角度θｘを演算することができる。検出中にマスク１０２は規定の場所に保持されるから、マスク１０２上の各スリットのｚ方向位置、及び当該ｚ方向位置における各スリットのｘｙ面内位置は既知である。また、検出部１０４のｚ方向位置も既知である。したがって、これら既知の位置関係と、検出されたｙビーム部分１１２ｙのｘ方向位置とを用いて、ｘ方向ビーム角度θｘを演算することができる。
【０１０７】
ここで、ビーム平行度は例えば、２つの測定点間の角度差δθ＝θｘ１−θｘ２と定義してもよい。測定点の間隔はスキャン平面内でなるべく離れている方が望ましい。ビームが収束軌道あるいは発散軌道となった場合、計測位置がなるべく離れていた方が角度差が大きくなるため感度が高くなるからである。
【０１０８】
ｙビーム部分１１２ｙのｘ方向の幅は、図１１に示されるように、ｙスリット１１０ｙのｘ方向の幅に対応して細くなっている。したがって、ｙビーム部分１１２ｙに対応するビーム電流ピークのｘ方向位置の特定が容易である。また、ｙビーム部分１１２ｙは、図１２に示されるように、ｙスリット１１０ｙに対応してｙ方向に幅広である。そのため、従前のように円形小孔を有するマスクを使用する場合に比べて、検出部１０４が受けるビーム電流を大きくとることができる。
【０１０９】
同様に、ｚ方向における第１位置と第２位置との間でのｙ方向のビーム変位量と、第１位置と第２位置とのｚ方向距離との比から、ｙ方向ビーム角度θｙを演算することができる。図１３に示されるように、ｘビーム部分１１２ｘのｙ方向の幅はｘスリット１１０ｘのｙ方向の幅に対応して細くなっている。ｘビーム部分１１２ｘは検出部１０４のある特定の検出要素１１４に到達し、その検出要素１１４のｙ方向位置をｘビーム部分１１２ｘのｙ方向位置とみなすことができる。こうして検出されたｘビーム部分１１２ｘのｙ方向位置と、マスク１０２と検出部１０４との既知の位置関係とを用いて、ｙ方向ビーム角度θｙを演算することができる。図１１に示されるように、ｘビーム部分１１２ｘはｘスリット１１０ｘに対応してｘ方向に幅広であるので、検出部１０４が受けるビーム電流を大きくとることができる。
【０１１０】
このように、単一のマスク１０２にｘ方向スリット及びｙ方向スリットを形成することにより、１つのマスク１０２でｘ方向ビーム角度θｘ及びｙ方向ビーム角度θｙを同時に測定することができる。
【０１１１】
複数のｙスリット１１０ｙをそれぞれｘ方向に異なる位置に設けることにより、イオンビームＢのｘ方向ビーム角度θｘのｘ方向分布を求めることができる。例えば、中央のｙビーム部分１１２ｙから得られるｘ方向ビーム角度θｘを、イオンビームＢのｘ方向ビーム角度の代表値として用いることができる。また、ｘ方向ビーム角度θｘの均一性を表す指標として例えば、この代表値と、端部のｙビーム部分１１２ｙから得られるｘ方向ビーム角度θｘとの差を用いることもできる。
【０１１２】
また、複数のｘスリット１１０ｘをそれぞれｘ方向に異なる位置に設けることにより、イオンビームＢのｙ方向ビーム角度θｙのｘ方向分布を求めることができる。
【０１１３】
上述の実施の形態においては、検出部１０４は一定速度でｘ方向に移動している。これには検出部１０４の動作が単純になるという利点がある。しかし、ある実施の形態においては、検出部１０４が受けるビーム電流量を大きくするために、検出部１０４は、移動検出器が測定用イオンビームＢｍを１回横切る間にその移動速度を調整するよう構成されていてもよい。例えば、移動検出器は、ｘビーム部分１１０ｘを受けるために減速し又は静止してもよい。具体的には例えば、移動検出器は、ｘビーム部分１１０ｘを受ける直前に減速し、そのｘビーム部分１１０ｘを通過するまで減速を継続してもよい。あるいは、移動検出器は、ｘビーム部分１１０ｘを受ける位置で所定時間停止してもよい。
【０１１４】
図１４は、図９に示す平行度測定部２０２を用いる平行度測定処理の一例を説明するためのフローチャートである。まず、イオンビームが通過する位置にマスクがセットされる（Ｓ３１）。この操作は機械的に行われる。マスクには上述のようにｙスリット及びｘスリットが設けられている。以降、本方法の終了までマスクはその位置に保持され、測定の間マスクは静止している。
【０１１５】
次にイオンビームの照射が開始される（Ｓ３２）。イオンビームがマスクのスリットを通過することにより、測定用イオンビームが準備される。測定用イオンビームは上述のように、イオンビーム進行方向に垂直であるｙ方向に長いｙビーム部分と、前記進行方向及びｙ方向に垂直であるｘ方向に長いｘビーム部分と、を備える。
【０１１６】
続いて、ビーム角度が測定される（Ｓ３３）。マスクを通過したイオンビームの到達位置が、検出部を使用して測定される。ｙビーム部分のｘ方向位置が検出され、ｘビーム部分のｙ方向位置が検出される。このとき、必要に応じて検出部が測定用イオンビームに対して移動される。検出されたｘ方向位置を用いてｘ方向ビーム角度（すなわち平行度）が演算され、検出されたｙ方向位置を用いてｙ方向ビーム角度が演算される。その後イオンビームの照射は終了され（Ｓ３４）、最後にマスクのセットが解除される（Ｓ３５）。マスクは待避位置へと戻される。こうして、本方法は終了する。
【０１１７】
上述の実施の形態においては、イオン注入装置１００は、静電型のビーム平行化器３６を備えるが、本発明はこれに限られない。ある実施の形態においては、イオン注入装置１００は、磁場型のビーム平行化器を備えてもよい。この場合、上記説明における電圧を磁場に置き換えることにより、同様にエネルギーを測定することが可能である。
【０１１８】
また、ある実施の形態においては、測定されたイオンビームのエネルギーは、高エネルギー多段線形加速ユニット１４以外のイオン注入装置１００の構成要素を制御するために使用されてもよい。
【０１１９】
ある実施の形態においては、イオン注入装置１００は、リボンビームと呼ばれることもあるｚ方向に垂直な一方向に長い断面を有するイオンビームを処理室２１に与えるよう構成されていてもよい。この場合、イオンビームは例えば、ｙ方向の幅よりも長いｘ方向の幅を有する。よって、ビームエネルギー測定装置は、ビーム平行化器の下流でリボンビームの平行度を測定する平行度測定部と、測定された平行度からイオンビームのエネルギーを演算するエネルギー演算部と、を備えてもよい。
【０１２０】
つづいて、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の高周波パラメータの調整方法について詳細に説明する。本実施の形態において、高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、ｎ段（例えば１８段）の高周波共振器を有する。例えば、前段の第１線形加速器１５ａは、ｍ段（例えば１２段）の高周波共振器を有し、後段の第２線形加速器１５ｂは、ｎ−ｍ段（例えば６段）の高周波共振器を有する。各段の高周波共振器の間には静電圧が印加される電極（典型的にはグランド電極）が配置され、電極と高周波共振器の間のギャップにかかる電位差を利用し、そのギャップを通過するイオンビームが加速または減速される。各段の高周波共振器間に配置される電極は、Ｑレンズ（収束または発散レンズ）として機能させることも可能である。例えば、印加電圧を設定するためのＱレンズパラメータを調整することで、高エネルギー多段線形加速ユニット１４を通過するイオンビームのビームプロファイルを制御できる。Ｑレンズパラメータを適切に調整することで、例えば、高エネルギー多段線形加速ユニット１４から出力されるビーム電流量が最大化されるように出力ビームを調整できる。
【０１２１】
高エネルギー多段線形加速ユニット１４は、各段の高周波共振器の電圧振幅、周波数および位相を定める高周波パラメータを調整することにより加速ユニット全体としての加速エネルギー量が制御される。高周波パラメータの値は、目標とするビームエネルギーを入力として所定のアルゴリズムを用いた最適化計算により演算される。例えば、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の光学配置を模擬したシミュレーションモデルに対して適当な高周波パラメータを設定し、高周波パラメータの値を変えながら出力エネルギーの値を演算する。これにより、目標とするビームエネルギーを得るための高周波パラメータが算出される。過去の最適化計算の実行結果があれば、その結果を利用して高周波パラメータを算出することも可能である。
【０１２２】
なお、複数段の高周波共振器のうち最上段（例えば１段目および２段目）の高周波共振器は、静電圧の引出電極１１によりイオンソース１０から引き出された連続ビーム（ＤＣビーム）を特定の加速位相に固める「バンチング（bunching）」を行う。したがって、最上段の高周波共振器は「バンチャー（buncher）」とも呼ばれる。バンチャーは、下流側の高周波共振器でのビーム捕獲効率を左右し、高エネルギー多段線形加速ユニット１４から出力されるビーム電流量に大きく影響を及ぼす。高周波パラメータの最適化計算では、バンチャーの位相を変えながらシミュレーションすることにより、輸送効率が最適となる位相の組み合わせが導出される。
【０１２３】
ところで、上述の最適化計算により得られた高周波パラメータに基づいて高エネルギー多段線形加速ユニット１４を動作させたとしても、所望のビームエネルギーが得られないことがある。その原因はいくつか考えられるが、例えば、高周波共振器における高周波電極の製作誤差や取付誤差、高周波電極に印加される高周波電圧の振幅誤差などが挙げられる。ビームエネルギーの目標値と実測値の差が許容範囲内であればよいが、近年ではエネルギー精度に対する要求が高まっており、ビームエネルギーの値を許容範囲内に収めるために高周波パラメータの微調整が必要となる。このとき、上述の図８のＳ２２の処理に示したように補正電圧の発生余力があれば、エネルギーの微調整が可能であるかもしれない。しかしながら、余力がなければエネルギーの微調整は容易ではなく、時間のかかる最適化計算を再度実行しなければならない。
【０１２４】
そこで、本実施の形態では、複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して、設計上の最大加速を与える高周波パラメータとは異なる値とする制約条件下で最適化計算を実行して暫定的な高周波パラメータを求める。ここで、「設計上の最大加速を与える高周波パラメータとは異なる値」とは、最大加速を与えるための最適値から意図的にずらしたパラメータ値のことである。最適値から意図的にずらしたパラメータを設定することで、エネルギーの微調整をするための調整余力を織り込むことができる。その結果、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器についてパラメータを調整するだけで、出力ビームのエネルギー値を微調整できる。したがって、本実施の形態によれば、時間のかかる最適化計算のやり直しをする必要がなくなり、エネルギー精度の高いビームをより簡便に得ることができる。
【０１２５】
図１５は、高周波共振器１４ａによるビームの加減速の原理を模式的に示す図である。高周波電極１４０は、円筒形状を有しており、円筒の内部をイオンビームＢが通過する。高周波電極１４０には高周波電源１３８が接続されており、高周波パラメータに定める電圧振幅、周波数および位相の高周波電圧ＶＲＦが印加される。高周波電極１４０の上流側には第１電極１４２が配置され、高周波電極１４０の下流側には第２電極１４４が配置される。第１電極１４２および第２電極１４４には静電圧が印加され、例えばグランド電圧が印加される。第１電極１４２および第２電極１４４の内部には、Ｑレンズとして機能する四重極電極が設けられてもよい。四重極電極は、ビーム軌道と直交するｘ方向にビームを収束させる横収束（縦発散）レンズＱＦ、または、ｙ方向にビームを収束させる縦収束（横発散）レンズＱＤであってもよい。
【０１２６】
高周波電極１４０と第１電極１４２の間には第１ギャップ１４６が設けられる。第１ギャップ１４６には、高周波電極１４０と第１電極１４２の電位差に起因した電界が発生する。同様に、高周波電極１４０と第２電極１４４の間には第２ギャップ１４８が設けられ、第２ギャップ１４８には高周波電極１４０と第２電極１４４の電位差に起因した電界が発生する。第１ギャップ１４６に位置するイオン１３２は、第１ギャップ１４６に生じる電界を受けて加速または減速される。同様に、第２ギャップ１４８に位置するイオン１３４は、第２ギャップ１４８に生じる電界を受けて加速または減速される。一方、高周波電極１４０、第１電極１４２および第２電極１４４の内部は実質的に等電位であるため、第１電極１４２、高周波電極１４０および第２電極１４４の内部を通過するイオン１３１，１３３，１３５は、実質的に加減速されない。
【０１２７】
図１６は、高周波電圧ＶＲＦの時間波形および高周波共振器１４ａを通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフである。グラフに示す時刻ｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５は、図１５に示すイオン１３１〜１３５が第１電極１４２、第１ギャップ１４６、高周波電極１４０、第２ギャップ１４８および第２電極１４４をそれぞれ通過する際の時刻に対応する。本明細書において、高周波電極１４０をイオン１３３が通過するとき（ｔ＝ｔ３）の高周波電圧ＶＲＦの位相φ０のことを「加速位相」とも呼ぶ。加速位相の値は、高周波パラメータの値を変えることにより制御される。加速位相φ０が変わると、高周波共振器１４ａの通過によるビームの加減速エネルギーの量が変化する。したがって、加速位相φ０は、ビームエネルギーの値を制御する上で重要なパラメータの一つである。
【０１２８】
図１６は、加速位相がφ０＝０°に設定される場合を示す。この場合、高周波電極１４０より上流の第１ギャップ１４６を通過する時刻ｔ＝ｔ２では高周波電圧ＶＲＦが負の値（−ＶＡ）となり、高周波電極１４０より下流の第２ギャップ１４８を通過する時刻ｔ＝ｔ４では高周波電圧ＶＲＦが正の値（＋ＶＡ）となる。時刻ｔ＝ｔ２のとき、高周波電極１４０の電位（−ＶＡ）より第１電極１４２の電位（グランド）が高いため、イオン１３２はその電位差ＶＡに起因する加速エネルギーを得る。また、時刻ｔ＝ｔ４のとき、第２電極１４４の電位（グランド）より高周波電極１４０の電位（＋ＶＡ）が高いため、イオン１３４はその電位差ＶＡに起因する加速エネルギーを得る。その結果、第１ギャップ１４６と第２ギャップ１４８の双方の通過により、合計で２ＶＡの電圧に相当する加速エネルギーを得ることとなる。
【０１２９】
なお、加速位相φ０を固定した場合、高周波共振器１４ａにより与えられる加速エネルギーの値は、高周波電圧ＶＲＦの電圧振幅と、第１ギャップ１４６から第２ギャップ１４８にイオンが到達するまでの位相差Δφｇａｐとに依存する。位相差Δφｇａｐは、高周波電極１４０の電極長Ｌ０、第１ギャップ１４６のギャップ長Ｌ１、第２ギャップ１４８のギャップ長Ｌ２、イオンの通過速度（平均速度ｖ）、高周波電圧ＶＲＦの周波数ｆによって決まる。位相差Δφｇａｐは、概略的に計算すれば、第１ギャップ１４６から第２ギャップ１４８までの通過時間τ≒（Ｌ０＋Ｌ１／２＋Ｌ２／２）／ｖに対応する。イオンの通過速度（平均速度ｖ）は、イオンの質量およびエネルギーによって決まる。高周波線形加速器では、これら様々なパラメータを考慮して、所望の加速エネルギーが得られるように高周波共振器１４ａの高周波パラメータが決定される。
【０１３０】
図１７は、高周波電圧ＶＲＦの時間波形および高周波共振器１４ａを通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフであり、加速位相がφ０＝−４５°に設定される場合を示す。高周波電圧ＶＲＦの振幅および周波数、第１ギャップ１４６から第２ギャップ１４８までの位相差Δφｇａｐは図１６と同じである。位相がずれることにより、第１ギャップ１４６（ｔ＝ｔ２）では電位差ＶＢ１に起因する加速エネルギーが与えられ、第２ギャップ１４８（ｔ＝ｔ４）では電位差ＶＢ２に起因する加速エネルギーが与えられ、合計でＶＢ１＋ＶＢ２の電圧に相当する加速エネルギーが得られる。この加速エネルギーは、図１６の例で示した２ＶＡの電圧に相当する加速エネルギーよりも小さい。
【０１３１】
図１８は、高周波電圧ＶＲＦの時間波形および高周波共振器１４ａを通過するイオンが受けるエネルギーの一例を模式的に示すグラフであり、加速位相がφ０＝−９０°に設定される場合を示す。高周波電圧ＶＲＦの振幅および周波数、第１ギャップ１４６から第２ギャップ１４８までの位相差Δφｇａｐは図１６と同じである。位相が９０°ずれることにより、第１ギャップ１４６（ｔ＝ｔ２）では電位差ＶＣに起因する加速エネルギーが与えられる一方、第２ギャップ１４８（ｔ＝ｔ４）では電位差−ＶＣに起因する減速エネルギーが与えられる。その結果、合計として得られる加減速エネルギーは０となる。
【０１３２】
このように、高周波共振器１４ａの加速位相φ０を調整することで、高周波共振器１４ａが与える加減速エネルギーの量を調整することができる。
【０１３３】
図１９は、加速位相φ０と加減速エネルギーＥの関係の一例を模式的に示すグラフである。グラフの細線で示す曲線１５１，１５２は、それぞれ第１ギャップ１４６および第２ギャップ１４８における加減速エネルギーＥ１，Ｅ２を示し、太線で示す曲線１５０は、高周波共振器１４ａにおけるトータルでの加減速エネルギーＥ０（＝Ｅ１＋Ｅ２）を示す。グラフでは、合計での加減速エネルギーＥ０が正となる加速位相φ０の範囲（−９０°≦φ０≦９０°）を示している。
【０１３４】
図示されるように、加速位相φ０＝０°のときに得られる加速エネルギーが最大となり、加速位相φ０がずれるにしたがって得られる加速エネルギーが低下し、加速位相φ０＝±９０°で加速エネルギーが０となる。また、加速位相φ０＝±６０°のときに得られる加速エネルギーが最大値の半分となる。なお、図示しない加速位相φ０の範囲（−１８０°≦φ０＜−９０°、９０°＜φ０＜１８０°）では、得られるエネルギーの正負が逆となり、イオンを減速させる負のエネルギーが与えられる。
【０１３５】
図１９に示されるグラフから、最適化計算により算出された加速位相がφ０＝０、つまり、最大加速が得られる値であったとすると、加速位相φ０の調整によりエネルギー量を減らせたとしても増やすことはできない。つまり、高エネルギービームを得るために最大加速条件を設定しまうことは、エネルギーを微増する余力を削ぐことにつながる。一方、最大加速条件からずれた加速位相であれば、エネルギーを増やす方向にも減らす方向にも調整することが可能である。例えば、加速位相φ０の基準値（基準位相ともいう）を−９０°から−３０°の範囲（または３０°から９０°の範囲）のいずれかに設定すれば、一定程度の割合でエネルギーを増減させることができる。特に、基準位相を−６０°（または＋６０°）に設定すれば、加速位相φ０の変更によりエネルギーの増減させる余力を大きくできるため好ましい。
【０１３６】
なお、高周波パラメータの変更によるエネルギーの微調整は、複数段の高周波共振器のうち最終段の高周波共振器に対してなされることが好ましい。仮に、上流側の高周波パラメータを変更したとすると、パラメータ調整された高周波共振器より下流に位置する高周波共振器のパラメータの見直しが発生しうるためである。一方、最終段の高周波共振器であればそれより下流の高周波共振器が存在しないため、上流側のパラメータ変更に合わせて下流側のパラメータを調整する必要がなくなる。
【０１３７】
例えば、高エネルギー多段線形加速ユニット１４の高周波共振器の段数が１８段であり、最上流の２段をバンチャーとして使用し、最下流の１段でエネルギー調整をし、残りの１５段でイオンビームを加速させようとする場合、各段での加速エネルギー量は最終的なビームエネルギーの４％〜８％程度となる。このとき、最下段の高周波共振器の加速位相φ０を−６０°（または＋６０°）に設定すれば、各段の加速エネルギー量の半分程度、つまり、±２％〜±４％程度の調整余力を与えることができる。
【０１３８】
なお、１段分の調整余力では不十分と考えられる場合には、最終段を含む二段以上の高周波共振器を用いてエネルギー調整をしてもよい。この場合、二段以上の高周波共振器について加速位相φ０を最大加速条件からずれた基準値に設定し、ビームエネルギーの測定後に二段以上の高周波共振器の加速位相φ０を調整することにより最終的なビームエネルギーを調整してもよい。二段以上の高周波共振器に対するパラメータ調整は同時に実行してもよいし、別々に実行してもよい。例えば、最終段より手前（例えば１７段目）に対する調整をしてから再度ビームエネルギーを測定し、その後に最終段（例えば１８段目）に対する調整をしてビームエネルギーを確定させてもよい。
【０１３９】
本実施の形態に係るエネルギー調整方法を用いる場合、最終段の加速エネルギーを制限しなければならないため、設計上の最大加速を得ることはできなくなる。そこで、エネルギー精度よりもビームエネルギーの絶対量が優先されるような場合には、最終段の加速位相φ０を最大加速条件とする制約条件下で最適化計算を実行してもよい。この場合、最終段にてエネルギーを増やす方向に微調整することは難しいが、可能な限り高エネルギーのビームを出力することが可能である。エネルギーの微調整が可能な第１モードと、エネルギーの微調整が困難であるが高エネルギーの出力が可能な第２モードとを用意しておき、ユーザがいずれのモードで高周波パラメータを設定するかを選択できるようにしてもよい。
【０１４０】
高周波パラメータのうち、加速位相だけではなく、高周波電圧ＶＲＦの電圧振幅を変えることによりエネルギーを微調整できるようにしてもよい。例えば、最終段の高周波共振器の電圧振幅を設計上の最大値より低い値に設定し、ビームエネルギーの測定後に電圧振幅を変えることによりエネルギー調整をしてもよい。例えば、最終段の電圧振幅を設計上の最大値の半分とする制約条件下で最適化計算をすることにより、電圧振幅の変更による調整余力を持たせてもよい。この場合、加速位相と電圧振幅の双方を変更してビームエネルギーを調整してもよいし、電圧振幅のみ変更してビームエネルギーを調整してもよい。
【０１４１】
高周波パラメータの調整を支援するため、最終段の高周波パラメータを基準値から段階的に変化させたときのビームエネルギーの変化量を算出してもよい。例えば、基準値である−６０°の加速位相φ０に対し、位相値を１０°刻みで−９０°〜０°の範囲で変化させたときに得られるであろう複数のビームエネルギー値が算出される。このとき、複数のビームエネルギーは、最適化計算と同時にシミュレーションモデルを用いて算出されてもよいし、ビームエネルギーの実測値に対して図１９に示すような加速位相と加速エネルギーの相関関係を適用することにより算出されてもよい。また、位相変化に対するビームエネルギーの変化量が相対的に大きい−９０°〜−６０°の範囲では段階数を増やして（例えば５°刻み）で計算を実行する一方、変化量が相対的に小さい−６０°〜０°の範囲では段階数を減らして（例えば１０°刻み）で計算を実行するようにしてもよい。その他、エネルギーの変化量が均等となるように加速位相φ０の刻み幅を設定してもよい。
【０１４２】
制御演算装置５４は、算出した複数のビームエネルギー値のうち目標値に近い値を選択し、選択したビームエネルギー値に対応する加速位相φ０の値に変更することでパラメータ調整を行ってもよい。制御演算装置５４は、算出した複数のビームエネルギー値を表示装置６８に表示し、ユーザによる選択操作が可能となるようにしてもよい。制御演算装置５４は、選択肢として提示した複数のビームエネルギーのいずれかを選択する操作を入力装置５２を通じてユーザから受け付け、受け付けたビームエネルギーの値に対応するパラメータを調整後のパラメータとして採用してもよい。
【０１４３】
本実施の形態に係るエネルギー調整方法では、ビームエネルギーを高精度で調整するためにビームエネルギーを高精度で測定する必要がある。ビームエネルギーの測定方法は特に限定されないが、上述のビーム平行度の計測に基づくことで高精度でビームエネルギーを特定できる。その他、高エネルギー多段線形加速ユニット１４から出力されるイオンビームの飛行時間（ＴＯＦ；Time-of-Flight）の計測に基づいてビームエネルギーを特定してもよいし、ビーム照射されたウェハなどの対象物の特性Ｘ線のエネルギーを計測してビームエネルギーを特定してもよい。また、照射対象物の二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルの計測に基づいてビームエネルギーを特定してもよい。
【０１４４】
ビームエネルギーの調整が完了した場合、調整前とビームエネルギー量が変化しているため、高エネルギー多段線形加速ユニット１４より下流に位置する機器の動作パラメータが最適化されていないことがある。例えば、エネルギー分析電磁石２４や偏向電磁石３０の磁場パラメータは、通過するビームエネルギーに応じて調整する必要がある。同様に、ビーム平行化器３６や最終エネルギーフィルター３８の電圧パラメータも調整が必要となりうる。そこで、ビームエネルギーの調整量に応じて、高エネルギー多段線形加速ユニット１４より下流に位置する機器のパラメータを調整し、ビーム輸送がより最適化されるようにしてもよい。
【０１４５】
つづいて、本実施の形態に係るイオン注入方法を説明する。図２０は、実施の形態に係るイオン注入方法を例示するフローチャートである。制御演算装置５４は、目標とするビームエネルギーを入力とし、複数段の高周波共振器のうち少なくとも最終段を含む一部の段の高周波共振器に対して最大加速を与える高周波パラメータとは異なる値とする制約条件下で各段の暫定的な高周波パラメータを演算する（Ｓ４０）。制御演算装置５４は、例えば最終段の高周波共振器の加速位相φ０を所定の基準値（例えば−６０°または６０°）とする制約条件下で目標とするビームエネルギーが得られるよう高周波パラメータを演算する。
【０１４６】
次に、演算した暫定的な高周波パラメータにしたがって高エネルギー多段線形加速ユニット１４を動作させてビームを出力し（Ｓ４２）、ビーム電流量が最大化するように高エネルギー多段線形加速ユニット１４の動作パラメータを調整する（Ｓ４３）。ビーム電流量の調整は、少なくとも最終段を含む一部の段の高周波パラメータの値を最大加速を与える高周波パラメータの値とは異なる値に固定した条件下でなされる。例えば、バンチャーとなる最上流の高周波パラメータやＱレンズパラメータを調整する一方で、最終段の高周波共振器の加速位相φ０は基準値から変更しないようにする。これにより、ビームエネルギーを微調整する余力が残された状態を維持したまま、得られるビーム電流量を最大化する。
【０１４７】
次に、高エネルギー多段線形加速ユニット１４から出力されるイオンビームのビームエネルギーを測定する（Ｓ４４）。ビームエネルギーの測定値と目標値を比較したときの差が許容範囲から外れており、エネルギー調整が必要となる場合（Ｓ４６のＹ）、最終段の高周波パラメータを調整して目標とするビームエネルギーが得られるようにする（Ｓ４８）。例えば、ビームエネルギーが不足していれば、加速位相φ０を０°に近づけるように変更し、ビームエネルギーが過剰であれば、加速位相φ０を−９０°または９０°に近づけるように変更する。このとき、ビームエネルギーの調整量に応じて、高エネルギー多段線形加速ユニット１４より下流の機器の設定値も適宜調整する。エネルギー調整の完了後、調整された高周波パラメータにしたがってイオンビームを出力し、イオン注入処理を実行する（Ｓ５０）。なお、ビームエネルギーの測定値と目標値の差が許容範囲内であり、エネルギー調整が不要となる場合（Ｓ４６のＮ）、Ｓ４８の処理をスキップして演算された高周波パラメータにしたがって出力されるイオンビームによりイオン注入処理を実行する（Ｓ５０）。
【０１４８】
本実施の形態によれば、あらかじめ調整余力が織り込まれるように暫定的な高周波パラメータを演算することができる。その結果、ビームエネルギーの測定値と目標値の間に許容範囲を超える誤差が生じたとしても、あらかじめ用意しておいた調整余力を用いて高精度にエネルギー値の調整ができる。したがって、ビームエネルギーを合わせ込むために時間のかかる最適化計算を何度も実行する必要がなくなり、調整にかかる時間や手間を低減させることができる。これにより、多段式の線形加速器から出力されるビームエネルギーの値を高精度かつ簡便に調整することができる。
【０１４９】
以上、本発明を実施の形態にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【０１５０】
上述の実施の形態では、制御演算装置５４による最適化計算によりエネルギー調整前の暫定的な高周波パラメータを決定する場合について示した。変形例においては、最適化計算を都度実行するのではなく、エネルギー調整前の高周波パラメータとして所定のパラメータセットが外部から入力されてもよい。このパラメータセットは、イオン注入装置１００の外部であらかじめ計算されたものであってもよいし、イオン注入装置１００が過去に実行した最適化計算で求められたものであってもよい。調整前のパラメータとして少なくとも最終段を含む一部の段について最大加速条件とは異なる値のパラメータセットを用いることにより、上述の実施の形態と同様のエネルギー調整が可能となる。
【０１５１】
上述の実施の形態では、イオン注入に用いるビームエネルギーの値を注入処理中において一定の目標値に調整する方法について示した。変形例においては、１枚のウェハに対してなされる注入処理中においてビームエネルギーの値を可変とするために最終段の高周波パラメータが調整されてもよい。例えば、ウェハ表面の注入位置に応じて最終段の高周波共振器の加速位相φ０の値を変化させ、注入位置に応じて異なるエネルギーのビームが照射されるようにしてもよい。
【０１５２】
この場合、制御装置は、ウェハ表面の注入位置に応じて加速位相φ０の値を変化させる可変パラメータを決定してもよい。可変パラメータには、加速位相φ０が時間経過とともに変化する所定のパターンが定められてもよい。ウェハのメカニカルスキャン方向（ｙ方向）に異なる位置に応じてビームエネルギー値を変化させる場合、ウェハのメカニカルスキャンの周期に合わせて可変パラメータが定められてもよい。一方、ビームスキャンの方向（ｘ方向）に異なる位置に応じてビームエネルギー値を変化させる場合、ビームスキャンの周期に合わせて可変パラメータが定められてもよい。定められた可変パラメータにしたがってビームエネルギーを変化させることにより、１回のイオン注入処理において注入領域毎にエネルギーの打ち分けを行うことができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１４…高エネルギー多段線形加速ユニット、１４ａ…高周波共振器、１６…ビーム偏向ユニット、２４…エネルギー分析電磁石、２８…エネルギー分析スリット、３０…偏向電磁石、３４…ビーム走査器、３６…ビーム平行化器、５４…制御演算装置、５６…振幅制御装置、５８…位相制御装置、６０…周波数制御装置、６２…高周波電源、１００…イオン注入装置、１３８…高周波電源、１４０…高周波電極、１４２…第１電極、１４４…第２電極、１４６…第１ギャップ、１４８…第２ギャップ。
【図１】
2018085179.tif 000003
【図２】
2018085179.tif 000004
【図３】
2018085179.tif 000005
【図４】
2018085179.tif 000006
【図５】
2018085179.tif 000007
【図６】
2018085179.tif 000008
【図７】
2018085179.tif 000009
【図８】
2018085179.tif 000010
【図９】
2018085179.tif 000011
【図１０】
2018085179.tif 000012
【図１１】
2018085179.tif 000013
【図１２】
2018085179.tif 000014
【図１３】
2018085179.tif 000015
【図１４】
2018085179.tif 000016
【図１５】
2018085179.tif 000017
【図１６】
2018085179.tif 000018
【図１７】
2018085179.tif 000019
【図１８】
2018085179.tif 000020
【図１９】
2018085179.tif 000021
【図２０】
2018085179.tif 000022