(57)【要約】【課題】イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量の双方を制御する技術を提供する。【解決手段】イオン注入装置１０は、ビーム走査器２６と、ウェハ位置におけるビーム走査方向のイオン照射量分布が測定可能なビーム計測部と、イオンビームを往復走査させるための制御波形をビーム走査器２６へ出力する制御部６０と、を備える。制御部６０は、基準制御波形をビーム走査器２６に出力する出力部と、基準制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームについて測定されたイオン照射量分布をビーム計測部５０から取得する取得部と、取得したイオン照射量分布を用いて補正制御波形を生成する生成部と、を含む。制御部６０は、イオン照射量分布が目標とする分布であり、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように調整される補正制御波形を出力する。【選択図】図１
2015210951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを往復走査し、ビーム走査方向に直交する方向にウェハを往復運動させてウェハにイオン注入するイオン注入方法であって、
基準制御波形をビーム走査器に出力してイオンビームを往復走査させることと、
前記基準制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームの前記ビーム走査方向のイオン照射量分布を測定することと、
前記測定したイオン照射量分布を用いて補正制御波形を生成することと、
前記生成した補正制御波形をビーム走査器に出力し、前記補正制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームをウェハに照射することと、
を備え、
前記基準制御波形は、ウェハ位置における前記ビーム走査方向の各ビーム位置の時間変化値を表す走査速度の分布が第１の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第１の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形であり、
前記イオン照射量分布は、イオンビームを所定回数往復走査させるときに前記ウェハ位置における前記ビーム走査方向の各ビーム位置において積算照射されるイオン照射量の分布を表すものであり、
前記補正制御波形は、前記走査速度の分布が第２の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第２の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形であり、
前記第２の走査速度分布は、前記イオン照射量分布が目標とする分布となるようにイオンビームを往復走査させるための走査速度の分布であり、
前記第２の走査周期は、前記第２の走査速度分布で往復走査させるイオンビームにより照射される単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように調整される走査周期であり、
前記補正制御波形を生成することは、
前記第１の走査速度分布および前記測定したイオン照射量分布を用いて前記第２の走査速度分布を算出することと、
前記算出した第２の走査速度分布を用いて前記第２の走査周期を算出することと、を含むことを特徴とするイオン注入方法。
【請求項２】
前記目標とする分布は、前記測定したイオン照射量分布よりも前記ビーム走査方向に均一化されたイオン照射量分布であ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】
前記目標とする分布は、任意の不均一形状を有するイオン照射量分布であ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】
前記補正制御波形を生成することは、
前記算出した第２の走査速度分布でイオンビームを往復走査させるように構成される中間制御波形を生成することと、
前記生成した中間制御波形を前記ビーム走査器に出力し、前記中間制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させることと、
前記中間制御波形に基づいて走査されるイオンビームについて単位時間あたりのイオン照射量分布を測定することと、をさらに含み、
前記第２の走査周期を算出することは、前記中間制御波形に基づいて走査されるイオンビームについて測定した単位時間あたりのイオン照射量分布を用いて前記第２の走査周期を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項５】
前記ビーム走査器は、往復運動させるウェハが位置しうる照射領域と、前記照射領域の外に位置する非照射領域と、を含む範囲においてイオンビームが往復走査可能となるように構成されており、
前記補正制御波形を生成することは、
前記算出した第２の走査速度分布で前記照射領域を往復走査させるのにかかる照射時間を算出することと、
前記第２の走査周期から前記照射時間を減算することにより前記非照射領域にイオンビームを位置させる非照射時間を算出することと、をさらに含み、
前記照射領域において前記第２の走査速度分布でイオンビームを往復走査させ、かつ、前記非照射領域に前記非照射時間の間イオンビームを位置させるように構成される補正制御波形を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項６】
前記基準制御波形は、前記照射領域において前記第１の走査速度分布でイオンビームを往復走査させ、かつ、前記非照射領域に所定時間イオンビームを位置させるように構成される制御波形であり、
前記第２の走査周期を算出することは、前記照射領域を前記第１の走査速度分布で往復走査させるのにかかる時間と前記照射時間とが異なる場合に、前記非照射時間を前記所定時間とは異なる時間に設定することにより、前記第２の走査周期を前記第１の走査周期に一致させることをさらに含み、
前記補正制御波形を生成することは、走査周期が前記第１の走査周期と一致するように構成される補正制御波形を生成することを特徴とする請求項５に記載のイオン注入方法。
【請求項７】
前記補正制御波形を生成することは、前記非照射領域において走査速度を一定にしてイオンビームを往復走査させるように構成される補正制御波形を生成することを特徴する請求項５または６に記載のイオン注入方法。
【請求項８】
前記補正制御波形を生成することは、前記非照射領域においてイオンビームを走査させる範囲を調整することにより、前記非照射時間が調整された前記補正制御波形を生成することを特徴する請求項７に記載のイオン注入方法。
【請求項９】
前記補正制御波形を生成することは、前記非照射領域に含まれるいずれかの位置でイオンビームの走査を一時停止させる前記補正制御波形を生成することを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のイオン注入方法。
【請求項１０】
前記補正制御波形を生成することは、
前記算出した第２の走査速度分布および第２の走査周期を用いて、第３の走査速度分布および第３の走査周期を算出することと、
走査速度分布が前記第３の走査速度分布であり、かつ、走査周期が前記第３の走査周期であるイオンビームを往復走査させるように構成される補正制御波形を生成することと、
を含み、
前記第３の走査周期は、前記第２の走査周期に所定の定数を乗じた走査周期であり、
前記第３の走査速度分布は、前記第２の走査速度分布に比例する走査速度の分布であり、当該第３の走査速度分布で前記照射領域を往復走査させるのにかかる時間が前記照射時間に前記所定の定数を乗じた時間となる走査速度の分布であり、
前記生成した補正制御波形をビーム走査器に出力し、前記第３の走査速度分布および前記第３の走査周期にて往復走査させるイオンビームをウェハに照射することを特徴とする請求項５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】
前記第２の走査速度分布を算出することは、前記第１の走査速度分布でイオンビームを往復走査させたときの前記イオン照射量分布を前記ビーム走査方向に積分した第１のイオン照射量と、前記第２の走査速度分布でイオンビームを往復走査させたときの前記イオン照射量分布を前記ビーム走査方向に積分した第２のイオン照射量とが一致するように、前記第２の走査速度分布を算出することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のイオン注入方法。
【請求項１２】
イオン注入の条件設定のために前記ビーム走査器の上流側でイオンビームのビーム電流量を調整することをさらに備え、
前記ビーム電流量を調整することは、前記ビーム電流量の調整により、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値に近づくように粗調整することを含み、
前記補正制御波形を生成することは、前記粗調整されたイオンビームについて測定したイオン照射量分布を用いて前記第２の走査速度分布および前記第２の走査周期を算出することにより、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように精調整する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】
前記粗調整することは、前記ビーム走査器の上流側に設けられ、イオンビームが通過する可変アパチャの開口率を変化させることを含むことを特徴とする請求項１２に記載のイオン注入方法。
【請求項１４】
前記粗調整することは、前記基準制御波形に基づいてイオンビームを走査したときに測定される単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値を上回るように前記ビーム電流量を調整することを特徴とする請求項１２または１３に記載のイオン注入方法。
【請求項１５】
前記ビーム走査器は、往復運動させるウェハが位置しうる照射領域と、前記照射領域の外に位置する非照射領域と、を含む範囲においてイオンビームが往復走査可能となるように構成されており、
前記基準制御波形は、前記照射領域および前記非照射領域の双方を含む範囲においてイオンビームを往復走査させるように構成されており、
前記粗調整することは、前記基準制御波形に基づいて前記照射領域および前記非照射領域の双方を含む範囲においてイオンビームを往復走査させたときに、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値に近い値となるように前記ビーム電流量を調整することを特徴とする請求項１２または１３に記載のイオン注入方法。
【請求項１６】
ビーム走査器と、
前記ビーム走査器の下流に設けられ、ビーム走査方向に直交する方向にウェハを往復運動させる往復運動装置と、
ウェハ位置における前記ビーム走査方向のイオン照射量分布が測定可能なビーム計測部と、
イオンビームを往復走査させるための制御波形を前記ビーム走査器へ出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
基準制御波形を前記ビーム走査器に出力する出力部と、
前記基準制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームについて測定されたイオン照射量分布を前記ビーム計測部から取得する取得部と、
前記取得したイオン照射量分布を用いて補正制御波形を生成する生成部と、
を含み、
前記基準制御波形は、ウェハ位置における前記ビーム走査方向の各ビーム位置の時間変化値を表す走査速度の分布が第１の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第１の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形であり、
前記イオン照射量分布は、イオンビームを所定回数往復走査させるときに前記ウェハ位置における前記ビーム走査方向の各ビーム位置において積算照射されるイオン照射量の分布を表すものであり、
前記補正制御波形は、前記走査速度の分布が第２の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第２の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形であり、
前記第２の走査速度分布は、前記イオン照射量分布が目標とする分布となるようにイオンビームを往復走査させるための走査速度の分布であり、
前記第２の走査周期は、前記第２の走査速度分布で往復走査させるイオンビームにより照射される単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように調整される走査周期であり、
前記生成部は、前記第１の走査速度分布および前記取得したイオン照射量分布を用いて前記第２の走査速度分布を算出する第１算出部と、前記算出した第２の走査速度分布を用いて前記第２の走査周期を算出する第２算出部と、を有し、
前記生成した補正制御波形をビーム走査器に出力し、前記補正制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームをウェハに照射することを特徴するイオン注入装置。
【請求項１７】
前記ビーム走査器の上流に設けられ、イオンビームのビーム電流量を調整するビーム電流調整手段をさらに備え、
前記制御部は、イオン注入の条件設定のために前記ビーム電流調整手段を制御する調整部をさらに含み、
前記調整部は、前記ビーム電流調整手段を制御して前記ビーム電流量を調整することにより、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値に近づくように粗調整し、
前記生成部は、記粗調整されたイオンビームについて取得されたイオン照射量分布を用いて前記第２の走査速度分布および前記第２の走査周期を算出することにより、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように精調整することを特徴とする請求項１６に記載のイオン注入装置。
【請求項１８】
前記ビーム走査器の下流に設けられ、往復走査されるイオンビームの一部を遮断する防護板をさらに備え、
前記ビーム走査器は、往復運動させるウェハが位置しうる照射領域と、前記照射領域の外に位置する非照射領域と、を含む範囲においてイオンビームが往復走査可能となるように構成されており、
前記防護板は、前記非照射領域へ向かうイオンビームの少なくとも一部を遮断するように配置されることを特徴とする請求項１６または１７に記載のイオン注入装置。
【請求項１９】
前記ビーム計測部は、ウェハ位置において前記照射領域のイオン照射量分布が測定可能なセンターカップと、ウェハへのイオン注入時に前記非照射領域へ向かうイオンビームのイオン照射量が測定可能なサイドカップと、を有し、
前記防護板は、前記サイドカップへ向かうイオンビームを遮らない位置に配置されることを特徴とする請求項１８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、イオン注入方法及びイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、導電性を変化させる目的、半導体ウエハの結晶構造を変化させる目的などのため、半導体ウエハにイオンを注入する工程（以下、「イオン注入工程」と称する場合がある。）が標準的に実施されている。イオン注入工程で使用される装置は、イオン注入装置と呼ばれ、イオン源によってイオン化され、その後加速されたイオンビームを形成する機能と、そのイオンビームを注入処理室まで輸送し、処理室内のウエハにイオンビームを照射する機能を有する。
【０００３】
処理対象となるウェハの全面にイオンを注入するため、イオンビームはビーム走査器によって往復走査され、ウェハはビーム走査方向に直交する方向に往復運動される。このとき、ビーム走査の速度や往復運動の速度をウェハの照射位置に対応させて変化させることにより、ウェハの各地点に照射されるイオン照射量を制御することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１−５００３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェハの各地点に対応させてビーム走査の速度を変えることで、各地点に照射されるイオン照射量を制御することができるが、その際、ビーム走査速度の変更により各地点に照射される単位時間あたりのイオン照射量が変わってしまうことがあった。イオン注入によりウェハに与えられるダメージの態様は、単位時間あたりのイオン照射量によって変化するため、単位時間あたりのイオン照射量が変わると半導体生産の品質維持に影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量の双方を制御する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様のイオン注入方法は、イオンビームを往復走査し、ビーム走査方向に直交する方向にウェハを往復運動させてウェハにイオン注入するイオン注入方法であって、基準制御波形をビーム走査器に出力してイオンビームを往復走査させることと、基準制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームのビーム走査方向のイオン照射量分布を測定することと、測定したイオン照射量分布を用いて補正制御波形を生成することと、生成した補正制御波形をビーム走査器に出力し、補正制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームをウェハに照射することと、を備える。基準制御波形は、ウェハ位置におけるビーム走査方向の各ビーム位置の時間変化値を表す走査速度の分布が第１の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第１の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形である。イオン照射量分布は、イオンビームを所定回数往復走査させるときにウェハ位置におけるビーム走査方向の各ビーム位置において積算照射されるイオン照射量の分布を表すものである。補正制御波形は、走査速度の分布が第２の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第２の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形である。第２の走査速度分布は、イオン照射量分布が目標とする分布となるようにイオンビームを往復走査させるための走査速度の分布である。第２の走査周期は、第２の走査速度分布で往復走査させるイオンビームにより照射される単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように調整される走査周期である。補正制御波形を生成することは、第１の走査速度分布および測定したイオン照射量分布を用いて第２の走査速度分布を算出することと、算出した第２の走査速度分布を用いて第２の走査周期を算出することと、を含む。
【０００８】
本発明の別の態様は、イオン注入装置である。この装置は、ビーム走査器と、ビーム走査器の下流に設けられ、ビーム走査方向に直交する方向にウェハを往復運動させる往復運動装置と、ウェハ位置におけるビーム走査方向のイオン照射量分布が測定可能なビーム計測部と、イオンビームを往復走査させるための制御波形をビーム走査器へ出力する制御部と、を備える。制御部は、基準制御波形をビーム走査器に出力する出力部と、基準制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームについて測定されたイオン照射量分布をビーム計測部から取得する取得部と、取得したイオン照射量分布を用いて補正制御波形を生成する生成部と、を含む。基準制御波形は、ウェハ位置におけるビーム走査方向の各ビーム位置の時間変化値を表す走査速度の分布が第１の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第１の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形である。イオン照射量分布は、イオンビームを所定回数往復走査させるときにウェハ位置におけるビーム走査方向の各ビーム位置において積算照射されるイオン照射量の分布を表すものである。補正制御波形は、走査速度の分布が第２の走査速度分布であり、かつ、走査周期が第２の走査周期となるようにイオンビームを往復走査させるための制御波形である。第２の走査速度分布は、イオン照射量分布が目標とする分布となるようにイオンビームを往復走査させるための走査速度の分布である。第２の走査周期は、第２の走査速度分布で往復走査させるイオンビームにより照射される単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値となるように調整される走査周期である。生成部は、第１の走査速度分布および取得したイオン照射量分布を用いて第２の走査速度分布を算出する第１算出部と、算出した第２の走査速度分布を用いて第２の走査周期を算出する第２算出部と、を有する。生成した補正制御波形をビーム走査器に出力し、補正制御波形に基づいて往復走査させるイオンビームをウェハに照射することを特徴する。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組合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】
【００１０】
本発明によれば、イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量の双方を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す上面図、図１（ｂ）は、実施の形態に係るイオン注入装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、往復運動されるウェハと往復走査されるビームとの関係を示す正面図である。
【図３】図３は、イオンビームの走査範囲を示す上面図である。
【図４】図４（ａ）は、イオン照射量分布の計測方法を模式的に示す図であり、図４（ｂ）は、計測されたイオン照射量分布の例を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、基準制御波形の例を示すグラフであり、図５（ｂ）は、基準制御波形により往復走査されるイオンビームの走査速度分布の例を示すグラフであり、図５（ｃ）は、基準制御波形により往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布の例を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、調整後の走査速度分布の例を示すグラフであり、図６（ｂ）は、調整後のイオン照射量分布の例を示すグラフである。
【図７】調整後の走査速度分布を得るための調整後の制御波形の例を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、補正前の制御波形の例を示すグラフであり、図８（ｂ）は、走査周期が補正された補正制御波形の例を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）は、補正制御波形により往復走査されるイオンビームの走査速度分布の例を示すグラフであり、図９（ｂ）は、補正制御波形により往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布の例を示すグラフである。
【図１０】制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は、可変アパチャを模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態に係るイオン注入装置の動作過程を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る補正制御波形の例を示すグラフである。
【図１４】変形例に係る補正制御波形の例を示すグラフである。
【図１５】変形例に係る補正制御波形の例を示すグラフである。
【図１６】図１６（ａ）は、変形例に係る基準制御波形の例を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、変形例に係る基準制御波形により往復走査されるイオンビームの走査速度分布の例を示すグラフであり、図１６（ｃ）は、変形例に係る基準制御波形により往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布の例を示すグラフである。
【図１７】図１７（ａ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布の例を示すグラフであり、図１７（ｂ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布を実現するイオンビームの走査速度分布の例を示すグラフであり、図１７（ｃ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布を実現するための補正制御波形の例を示すグラフである。
【図１８】変形例に係る補正制御波形の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
実施の形態を説明する前に、本発明の概要を述べる。本実施の形態に係るイオン注入装置は、イオンビームを往復走査させるビーム走査器と、ウェハ位置におけるビーム走査方向のイオン照射量分布を測定するビーム計測部と、イオンビームを往復走査させるための制御波形をビーム走査器へ出力する制御部と、を備える。制御部は、ウェハ位置におけるビーム走査方向の各ビーム位置の時間変化を表す走査速度分布を決定し、この走査速度分布を実現する制御波形を出力することによって、イオン照射量分布を制御する。例えば、ビーム計測部により計測したイオン照射量が低い箇所は、走査速度を遅くすることでイオン照射量を上げる。一方で、イオン照射量が高い箇所は、走査速度を速くすることでイオン照射量を下げる。
【００１４】
しかしながら、各地点の走査速度を速くしたり遅くしたりして走査速度分布を変化させると、イオンビームを往復走査させるのにかかる時間である走査周期が変化しうる。仮に、１回の往復走査で各地点に照射されるイオン照射量（イオン照射量分布）が走査速度分布の調整前後で同じであったとしても、走査周期が変わると、各地点に照射される単位時間あたりのイオン照射量（単位時間あたりのイオン照射量分布）が変わってしまう。単位時間あたりのイオン照射量が変わると、イオン注入よりウェハに与えるダメージ量が変化しうるため、狙い通りのイオン注入処理ができなくなる可能性が生じる。
【００１５】
そこで、本実施の形態では、走査速度分布を変化させる場合であっても、単位時間あたりのイオン照射量が変わらないように走査周期を調整する。具体的には、イオンビームをウェハに対してオーバースキャンさせ、ウェハが設けられる範囲において走査速度分布が所望の分布となるようにする。このとき、ウェハが設けられる範囲外のオーバースキャンされる範囲にイオンビームが位置する時間を調整することにより、イオンビームが１往復するのにかかる走査周期を調整する。これにより、イオン照射量分布と単位時間あたりのイオン照射量の双方を同時に制御して、イオン注入処理の品質を高める。
【００１６】
図１は、実施の形態に係るイオン注入装置１０を概略的に示す図である。図１（ａ）は、イオン注入装置１０の概略構成を示す上面図であり、図１（ｂ）は、イオン注入装置１０の概略構成を示す側面図である。
【００１７】
イオン注入装置１０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、例えば半導体ウェハである。よって以下では説明の便宜のため被処理物Ｗをウェハ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。
【００１８】
イオン注入装置１０は、ビームの往復走査およびウェハＷの往復運動の少なくとも一方によりウェハ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。イオンビームＢを被処理物Ｗに対し走査する場合において、ビームの走査方向を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、ビームの往復走査はｘ方向に行われ、ウェハＷの往復運動はｙ方向に行われる。
【００１９】
イオン注入装置１０は、イオン源１２と、ビームライン装置１４と、注入処理室１６と、を備える。イオン源１２は、イオンビームＢをビームライン装置１４に与えるよう構成されている。ビームライン装置１４は、イオン源１２から注入処理室１６へとイオンを輸送するよう構成されている。また、イオン注入装置１０は、イオン源１２、ビームライン装置１４、及び注入処理室１６に所望の真空環境を提供するための真空排気系（図示せず）を備える。
【００２０】
図示されるように、ビームライン装置１４は例えば、上流から順に、質量分析部１８、可変アパチャ２０、ビーム整形部２２、第１ビーム計測部２４、ビーム走査器２６、パラレルレンズ３０又はビーム平行化装置、及び、角度エネルギーフィルター（ＡＥＦ；Angular Energy Filter）３４を備える。なお、ビームライン装置１４の上流とは、イオン源１２に近い側を指し、下流とは注入処理室１６（またはビームストッパ３８）に近い側を指す。
【００２１】
質量分析部１８は、イオン源１２の下流に設けられており、イオン源１２から引き出されたイオンビームＢから必要なイオン種を質量分析により選択するよう構成されている。
【００２２】
可変アパチャ２０は、開口幅が調整可能なアパチャであり、開口幅を変えることでアパチャを通過するイオンビームＢのビーム電流量を調整する。可変アパチャ２０は、例えば、ビームラインを挟んで上下に配置されるアパチャプレートを有し、アパチャプレートの間隔を変化させることによりビーム電流量を調整してもよい。
【００２３】
ビーム整形部２２は、四重極収束装置（Ｑレンズ）などの収束レンズを備えており、可変アパチャ２０を通過したイオンビームＢを所望の断面形状に整形するよう構成されている。
【００２４】
第１ビーム計測部２４は、ビームライン上に出し入れ可能に配置され、イオンビームの電流を測定するインジェクタフラグファラデーカップである。第１ビーム計測部２４は、ビーム電流を計測するファラデーカップ２２ｂと、ファラデーカップ２２ｂを上下に移動させる駆動部２２ａを有する。図１（ｂ）の破線で示すように、ビームライン上にファラデーカップ２２ｂを配置した場合、イオンビームＢはファラデーカップ２２ｂにより遮断される。一方、図１（ｂ）の実線で示すように、ファラデーカップ２２ｂをビームライン上から外した場合、イオンビームＢの遮断が解除される。
【００２５】
ビーム走査器２６は、ビームの往復走査を提供するよう構成されており、整形されたイオンビームＢをｘ方向に走査する偏向手段である。ビーム走査器２６は、ｘ方向に離れて設けられる走査電極２８を有する。走査電極２８は可変電圧電源（図示せず）に接続されており、走査電極２８に印加される電圧を変化させることにより、電極間に生じる電界を変化させてイオンビームＢを偏向させる。こうして、イオンビームＢは、ｘ方向の走査範囲にわたって走査される。なお、図１（ａ）において矢印Ｘによりビームの走査方向及び走査範囲を例示し、走査範囲でのイオンビームＢの複数の軌跡を一点鎖線で示している。
【００２６】
パラレルレンズ３０は、走査されたイオンビームＢの進行方向を平行にするよう構成されている。パラレルレンズ３０は、中央部にイオンビームの通過スリットが設けられた円弧形状のＰレンズ電極３２を有する。Ｐレンズ電極３２は、高圧電源（図示せず）に接続されており、電圧印加により生じる電界をイオンビームＢに作用させて、イオンビームＢの進行方向を平行に整える。
【００２７】
角度エネルギーフィルタ３４は、イオンビームＢのエネルギーを分析し必要なエネルギーのイオンを下方に偏向して注入処理室１６に導くよう構成されている。角度エネルギーフィルタ３４は、磁界偏向用の磁石装置（図示せず）と、電界偏向用のＡＥＦ電極３６とを有する。ＡＥＦ電極３６には、高圧電源（図示せず）に接続される。図１（ｂ）において、上側のＡＥＦ電極３６に正電圧、下側のＡＥＦ電極３６に負電圧を印加させることにより、イオンビームＢを下方に偏向させる。
【００２８】
このようにして、ビームライン装置１４は、ウェハＷに照射されるべきイオンビームＢを注入処理室１６に供給する。
【００２９】
注入処理室１６は、１枚又は複数枚のウェハＷを保持し、イオンビームＢに対する相対移動（例えば、ｙ方向）を必要に応じてウェハＷに提供するよう構成される往復運動装置４４（図２参照）を備える。図１において、矢印ＹによりウェハＷの往復運動を例示する。また、注入処理室１６は、ビームストッパ３８を備える。ビーム軌道上にウェハ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３８に入射する。
【００３０】
注入処理室１６には、イオンビームのイオン照射量を計測するための第２ビーム計測部５０が設けられる。第２ビーム計測部５０は、サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌと、センターカップ４２を有する。
【００３１】
サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌは、ウェハＷに対してＸ方向にずれて配置されており、イオン注入時にウェハＷに向かうイオンビームを遮らない位置に配置される。イオンビームＢは、ウェハＷが位置する範囲を超えてオーバースキャンされるため、イオン注入時においても走査されるビームの一部がサイドカップ４０Ｒ、４０Ｌに入射する。これにより、イオン注入処理中のイオン照射量を計測する。サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌの計測値は、第２ビーム計測部５０に送られる。
【００３２】
センターカップ４２は、ウェハＷの表面におけるイオン照射量分布を計測するためのものである。センターカップ４２は、可動式となっており、イオン注入時にはウェハ位置から待避され、ウェハＷが照射位置にないときにウェハ位置に挿入される。センターカップ４２は、Ｘ方向に移動させながらイオン照射量を計測して、ビーム走査方向のイオン照射量分布を計測する。センターカップ４２の計測値は、第２ビーム計測部５０に送られる。なお、センターカップ４２は、ビーム走査方向の複数の位置におけるイオン照射量を同時に計測可能となるように、複数のファラデーカップがｘ方向に並んだアレイ状に形成されていてもよい。
【００３３】
注入処理室１６には、防護板４６Ｒ、４６Ｌが設けられる。防護板４６Ｒ、４６Ｌは、ウェハＷに対してＸ方向にずれて配置され、イオン注入時にウェハＷに向かうイオンビームや、サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌに向かうイオンビームを遮らない位置に配置される。防護板４６Ｒ、４６Ｌは、ウェハＷが位置する範囲を超えてオーバースキャンされたイオンビームが、注入処理室１６の内壁や、注入処理室１６の内部に設けられる機器等に照射されてしまうことを防ぐ。防護板４６Ｒ、４６Ｌは、グラファイト等で構成される。なお、防護板４６Ｒ、４６Ｌは、ビーム走査器２６の下流に設けられていればよく、ビームライン装置１４に設けられてもよい。
【００３４】
制御部６０は、イオン注入装置１０を構成する各機器の動作を制御する。制御部６０は、イオンビームを往復走査させるための制御波形を生成してビーム走査器２６に出力し、イオンビームの走査速度分布や走査周期を調整する。また、制御部６０は、制御波形を調整するために、第２ビーム計測部５０が計測したイオン照射量またはイオン照射量分布の値を取得する。さらに、制御部６０は、往復走査される前のイオンビームのビーム電流量を調整するために、ビーム走査器２６の上流に設けられるイオン源１２や可変アパチャ２０などのビーム電流調整手段を制御する。また、制御部６０は、往復運動装置４４の動作を制御する。
【００３５】
図２は、往復運動されるウェハＷと往復走査されるイオンビームＢとの関係を示す正面図である。図２において、イオンビームＢは横方向（Ｘ方向）に往復走査され、ウエハＷは往復運動装置４４に保持されて縦方向（Ｙ方向）に往復運動される。図２では、最上位置のウェハＷ１と最下位置のウェハＷ２を図示することで、往復運動装置４４の動作範囲を示している。
【００３６】
また、ビーム走査器によって走査されるイオンビームＢについて、走査端位置のイオンビームＢ４を図示することでイオンビームの走査範囲を示している。イオンビームＢは、往復運動装置４４の左右に配置されるサイドカップ４０Ｒ、４０Ｌや、Ｘ方向に移動可能なセンターカップ４２が配置される位置を超えてオーバースキャンが可能となるように構成される。なお、図２では、横長のイオンビームＢが走査される様子を示しているが、イオンビームＢの形状は、縦長であってもよく、円形に近い形状であってもよい。
【００３７】
図３は、イオンビームＢの走査範囲を示す図であり、図２の上面図に対応する。図３では、イオンビームＢが走査可能な範囲の全体を走査範囲Ｃとして示している。走査範囲Ｃは、大きく照射領域Ｃ１と非照射領域Ｃ２の２領域に区分けすることができる。照射領域Ｃ１は、ウェハＷが位置する範囲であり、サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌが設けられる位置よりも内側の範囲ということもできる。したがって、照射領域Ｃ１に向かうイオンビームＢ１は、往復運動装置４４により往復運動されるウェハＷに入射し、イオン注入に寄与する。一方、非照射領域Ｃ２は、照射領域Ｃ１の外に位置する領域であり、ウェハＷが位置する範囲の外に対応する領域である。したがって、非照射領域Ｃ２に向かうイオンビームＢ３、Ｂ４は、往復運動装置４４により往復運動されるウェハＷに入射せず、イオン注入に寄与しない。
【００３８】
また、非照射領域Ｃ２には、サイド測定位置Ｃ３と走査端位置Ｃ４が含まれる。サイド測定位置Ｃ３は、サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌが設けられる位置に対応する。サイド測定位置Ｃ３に向かうイオンビームＢ３は、サイドカップ４０Ｒ、４０Ｌへ入射するため、サイド測定位置Ｃ３までイオンビームを走査させることで、イオン注入処理中であってもイオン照射量を計測できる。走査端位置Ｃ４は、防護板４６Ｒ、４６Ｌが設けられる位置に対応する。したがって、走査端位置Ｃ４に向かうイオンビームＢ４は、防護板４６Ｒ、４６Ｌに入射する。そのため、走査端位置Ｃ４までイオンビームを走査させることで、注入処理室１６内の意図しない箇所にイオンビームが照射されることを防ぐことができる。
【００３９】
図３に示されるように、可動式のセンターカップ４２は、照射領域Ｃ１および非照射領域Ｃ２の一部範囲（例えば、走査端位置Ｃ４を除く範囲）において、ウェハ表面に対応する位置Ａにおけるイオン照射量分布が測定可能である。位置Ａは、イオンビームＢの進行方向であるｚ方向について、ウェハ表面と同じｚ方向の位置に相当する。照射領域Ｃ１を１０００程度の微小区間に分割し、センターカップ４２をＸ方向に移動させながら各微小区間ごとにイオン照射量を計測することにより、ウェハ表面におけるビーム走査方向（Ｘ方向）のイオン照射量分布を得ることができる。
【００４０】
図４（ａ）は、イオン照射量分布の計測方法を模式的に示す図であり、図４（ｂ）は、計測されたイオン照射量分布Ｄ（ｘ）の例を示すグラフである。図４（ａ）に示されるように、ウェハ表面に対応する位置Ａにおいて、照射領域Ｃ１に対応する区間がｎ個の微小区間Ａ１〜Ａｎに分割されている。その分割数ｎは、計測すべきイオン照射量分布の解像度にもよるが、例えば、ｎ＝１０００程度である。照射領域Ｃ１の長さをＬとすると、各微小区間の幅ｄｘは、ｄｘ＝Ｌ／ｎとなる。なお、図４（ａ）では、照射領域Ｃ１に対応する区間をイオン照射量分布の計測対象としているが、照射領域Ｃ１の外に位置する非照射領域Ｃ２をイオン照射量分布の計測対象に含めてもよい。
【００４１】
図４（ａ）では、ｎ個の微小区間のうち、ｉ番目の微小区間ＡｉにイオンビームＢが入射している様子を示している。また、微小区間Ａｉの位置を変数ｘで表した場合に、位置ｘに入射するイオンビームＢの単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）と、位置ｘにおけるイオンビームＢの走査速度Ｓ（ｘ）を表している。単位時間当たりのイオン入射量Ｇ（ｘ）は、ビームライン装置の光学設計等に起因する非線形性により、位置に応じて異なる値となりうる。そこで本実施の形態では、イオンビームＢの特性として、位置Ａにおおける単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）を変数ｘの関数として表す。ここで、単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）は、イオンビームＢを走査させずに特定の位置ｘにイオンビームＢを滞在させた場合に、位置ｘに入射するイオン入射量の時間平均値に相当する。なお、単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）は、ビーム走査器２６に入射するイオンビームＢのビーム電流量ＩＢの値に比例して増減しうる。
【００４２】
走査速度Ｓ（ｘ）のイオンビームＢが微小区間ｄｘを通過するのに必要な時間ｄｔは、ｄｔ＝ｄｘ／Ｓ（ｘ）と表すことができる。単位時間あたりのイオン入射量がＧ（ｘ）のイオンビームが微小区間ｄｘを片道１回通過したときに、微小区間ｄｘへ照射されるイオン照射量Ｄ（ｘ）は、Ｄ（ｘ）＝Ｇ（ｘ）ｄｔであり、Ｄ（ｘ）＝ｄｘ・Ｇ（ｘ）／Ｓ（ｘ）と表される。このようなイオン照射量Ｄ（ｘ）を、各微小区間Ａ１〜Ａｎのそれぞれにおいて計測することにより、図４（ｂ）に例示されるようなイオン照射量分布のグラフが得られる。
【００４３】
ここで、位置ｘの関数として表されるイオン照射量分布Ｄ（ｘ）は、ウェハＷの場所ごとのイオン注入量を決定することから、狙い通りのイオン注入処理を行うためには、このイオン照射量分布を制御する必要がある。例えば、ウェハＷの全体に対して均一なイオン注入を施したい場合、イオン照射量分布が均一であることが望ましいかもしれない。一方で、ウェハＷの一部に他の部分と比べて多くのイオンを注入したい場合、イオン照射量分布は不均一な形状であることが望ましいかもしれない。
【００４４】
イオン照射量分布を所望の形状とするには、各微小区間ｄｘにおけるイオン照射量Ｄ（ｘ）の値を決めればよい。上述したＤ（ｘ）＝ｄｘ・Ｇ（ｘ）／Ｓ（ｘ）の関係式より、イオン照射量Ｄ（ｘ）を制御するためには、単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）と走査速度Ｓ（ｘ）を制御すればよい。このとき、単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）は、ビームライン装置の光学配置等に依存するため位置ｘに応じて任意に制御することは難しいかもしれない。一方、走査速度Ｓ（ｘ）は、ビーム走査器の電圧波形を変えることで、ある程度任意に制御できるかもしれない。そこで、本実施の形態では、走査速度Ｓ（ｘ）を制御することにより、イオン照射量分布を制御する。
【００４５】
図５（ａ）は、基準制御波形Ｐを示すグラフである。ここで、基準制御波形Ｐとは、イオン照射量分布を任意の形状に調整する前の段階でビーム走査器２６に出力される制御波形のことをいう。また、本実施の形態において、制御波形とは、ビーム走査器２６に印加される走査電圧波形のことをいい、走査電極２８の両電極間の電位差の時間変化を示す波形のことをいう。なお、制御部６０からビーム走査器２６へ出力される制御波形は、ビーム走査器２６に印加される電圧波形が図５（ａ）に例示されるグラフとなるようにビーム走査器２６を制御するための制御信号であってもよい。この場合の制御波形は、図５（ａ）に例示される電圧波形を生成するのに必要な信号であれば、どのような態様であってもよい。
【００４６】
図５（ａ）に示されるように、基準制御波形Ｐは、振幅が第２電圧Ｖ２であり、周期Ｔ０である三角波である。第２電圧Ｖ２は、イオンビームが非照射領域Ｃ２に向かうこととなる走査電圧に相当する。また、第２電圧Ｖ２よりも小さい第１電圧Ｖ１は、イオンビームが照射領域Ｃ１と非照射領域Ｃ２の境界付近に向かうこととなる走査電圧に相当する。したがって、図５（ａ）に示す基準制御波形Ｐに基づいてイオンビームを往復走査させると、照射領域Ｃ１を超えてオーバースキャンされることとなる。
【００４７】
図５（ｂ）は、基準制御波形Ｐにより往復走査されるイオンビームの走査速度分布Ｓ０（ｘ）の例を示すグラフであり、走査速度が場所によらず一定の速度Ｓ０となっている様子を示している。なお図５（ｂ）は、走査速度の絶対値を示しており、往復走査における往路と復路とでは走査速度の正負が逆となる。なお以下に示す走査速度のグラフにおいても、図５（ｂ）と同様に走査速度の絶対値を示す。
【００４８】
走査速度Ｓは、ビーム走査器に印加される電圧Ｖ（ｔ）の時間微分であるＶ（ｔ）／ｄｔに対応する。そのため、時間に対して直線的に変化する三角波では、走査速度が一定値Ｓ０となる。なお、基準制御波形Ｐとして三角波を印加した場合に、必ずしも走査速度が一定となる必要はなく、場所によって異なる速度を有するような走査速度分布を有してもよい。なお、本明細書において、基準制御波形Ｐに対応する走査速度分布Ｓ０（ｘ）を「第１の走査速度分布」ともいう。
【００４９】
図５（ｃ）は、基準制御波形Ｐにより往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）の例を示すグラフである。図５（ｃ）は、照射領域の中央付近のイオン照射量が高く、照射領域の両端付近のイオン照射量が低い場合のイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）を示している。走査速度Ｓ（ｘ）が一定値Ｓ０であることから、Ｄ（ｘ）＝ｄｘ・Ｇ（ｘ）／Ｓ（ｘ）の関係より、単位時間あたりのイオン入射量Ｇ（ｘ）が位置ｘに対して非線形となっている状態を示しているとも言える。仮に、ウェハＷに対して均一にイオン注入したい場合、このようなイオン照射量分布を有すると不都合が生じることとなる。そこで、第１の走査速度分布を調整することによりイオン照射量分布を調整する。なお、平均値Ｄａｖｅは、走査領域全体におけるイオン照射量の空間的な平均値を示している。
【００５０】
調整前後でイオン入射量Ｇ（ｘ）が変わらないとすると、調整前のイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）は、Ｄ０（ｘ）＝ｄｘ・Ｇ（ｘ）／Ｓ０（ｘ）と表すことができ、調整後のイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）は、Ｄ１（ｘ）＝ｄｘ・Ｇ（ｘ）／Ｓ１（ｘ）と表すことができる。ここで、Ｓ０（ｘ）は、調整前の走査速度分布（第１の走査速度分布）であり、Ｓ１（ｘ）は、調整後の走査速度分布である。両式を連立すると、調整後の走査速度分布は、Ｓ１（ｘ）＝Ｓ０（ｘ）・Ｄ０（ｘ）／Ｄ１（ｘ）と表される。したがって、所望のイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）を得るための調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）は、基準制御波形に基づく走査速度分布Ｓ０（ｘ）およびイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）から導出することができる。例えば、所望のイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）を一定値となるようにすれば、位置ｘに依存しない均一化されたイオン照射量分布が得られる。
【００５１】
以下、調整後のイオン照射量分布が、調整前の平均値Ｄａｖｅと一致するように調整する場合について示す。この調整方法では、イオン照射量分布をビーム走査方向に積分することにより得られるイオン照射量が調整前と調整後とで同じとなるように、イオン照射量分布を調整する。なお、変形例においては、調整前後でのイオン照射量が異なるようにしてイオン照射量分布を調整してもよい。
【００５２】
図６（ａ）は、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）の例を示すグラフであり、図６（ｂ）は、調整後のイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）の例を示すグラフである。いずれのグラフも、調整前の分布を細線、調整後の分布を太線で示す。図６（ａ）に示されるように、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）は、調整前のイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）に相似な形状を有する。上述の関係式より、Ｓ１（ｘ）＝（Ｓ０／Ｄａｖｅ）・Ｄ０（ｘ）となるためである。図６（ａ）に示す走査速度分布Ｓ１（ｘ）となるようにイオンビームを往復走査させることで、図６（ｂ）に示されるような均一なイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）＝Ｄａｖｅが得られる。なお、本明細書において、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）を「第２の走査速度分布」ともいう。
【００５３】
図７は、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）を得るための調整後の制御波形Ｑを示すグラフである。図７では、調整前の基準制御波形Ｐを細線、調整後の制御波形Ｑを太線で示す。調整後の制御波形Ｑは、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）を実現するための制御波形であり、例えば、調整後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）を時間積分することにより得られる。
【００５４】
走査速度分布Ｓ１（ｘ）は、図６（ａ）に示すように照射領域の中央付近で速く、照射領域の両端付近で遅い形状を有するため、調整後の制御波形Ｑは、図７に示すように、両端の傾きが小さく、中央部の傾きが大きい電圧波形となる。その結果、調整後の制御波形Ｑの走査周期Ｔ１と、基準制御波形Ｐの走査周期Ｔ０とにずれが生じることとなる。図７に示す例では、調整後の制御波形Ｑの走査周期Ｔ１が、基準制御波形Ｐの走査周期Ｔ０よりも大きくなる。
【００５５】
走査周期が変化すると、ウェハＷに照射される単位時間あたりのイオン照射量分布が変わることとなる。図６（ｂ）に示すように、調整前後においてイオン照射量分布の平均値Ｄａｖｅは同じである。しかしながら、図６（ｂ）に示されるイオン照射量分布は、片道１回走査の間に積算照射されるイオン照射量を表している。そのため、調整前と調整後では、同じイオン照射量Ｄａｖｅのイオンビームを照射するのに必要な走査周期が調整前の周期Ｔ０から調整後の周期Ｔ１に延びている。その結果、イオン照射量分布Ｄ（ｘ）を周期Ｔで除算することにより得られる単位時間あたりのイオン照射量分布Ｋ（ｘ）＝Ｄ（ｘ）／Ｔは、調整前後で変わってしまう。単位時間あたりのイオン照射量分布が変わると、イオン注入により得られる結果に影響を及ぼすこととなる。
【００５６】
そこで、本実施の形態では、調整前後において単位時間あたりのイオン照射量分布Ｋ（ｘ）が変化しないように、調整前後で走査周期が変わらないようにする。具体的には、照射領域における走査速度分布を所望の速度分布にする一方で、非照射領域における走査速度分布を走査周期を一致させるための分布に補正する。
【００５７】
図８（ａ）は、補正前の制御波形Ｑの例を示すグラフであり、図７に示した調整後の制御波形Ｑの例を示すグラフと同じである。図８（ａ）では、１往復の走査周期Ｔ１に対応する時間を４つの区間に分けて、それぞれの区間の時間をｔ１〜ｔ４としている。走査電圧が−Ｖ１からＶ１へ移行する第１区間に要する時間をｔ１、走査電圧がＶ１からＶ２になってＶ１に戻る第２区間に要する時間をｔ２としている。また、走査電圧がＶ１から−Ｖ１へ移行する第３区間に要する時間をｔ３、走査電圧が−Ｖ１から−Ｖ２になって−Ｖ１に戻る第４区間に要する時間をｔ４としている。第１区間および第３区間は、それぞれイオンビームが照射領域を通過するときの往路と復路に対応する。したがって、第１区間および第３区間に要する時間ｔ１、ｔ３は、「照射時間」ということができる。一方、第２区間および第４区間は、イオンビームが非照射領域を通過するときに対応する。したがって、第２区間および第４区間に要する時間ｔ２、ｔ４は、「非照射時間」ということができる。第１区間から第４区間を通過する時間ｔ１〜ｔ４を合計すると、補正前（調整後）の走査周期Ｔ１となる。なお、それぞれの区間に要する時間は、補正前（調整後）の走査速度分布Ｓ１（ｘ）を用いて、∫ｄｘ／Ｓ１（ｘ）をそれぞれの区間において積分計算することで求めることができる。
【００５８】
図８（ｂ）は、走査周期が補正された補正制御波形Ｒの例を示すグラフである。図８（ｂ）に示す補正制御波形Ｒは、第１区間および第３区間において図８（ａ）に示す補正前の制御波形Ｑと同じ波形にする一方で、第２区間および第４区間において制御波形を三角波に変更している。このとき、第２区間および第４区間に要する非照射時間ｔ５、ｔ６は、第１区間および第３区間に要する照射時間ｔ１、ｔ３との合計値が調整前の走査周期Ｔ０と一致するように補正されている。言い換えれば、ｔ５＋ｔ６＝Ｔ０−（ｔ１＋ｔ３）の関係式を満たす非照射時間ｔ５、ｔ６としている。図８（ｂ）に示す補正制御波形Ｒに補正することで、調整前後の走査周期を一致させて、調整前後における単位時間あたりのイオン照射量分布を一致させることができる。
【００５９】
図９（ａ）は、補正制御波形Ｒにより往復走査されるイオンビームの走査速度分布の例を示すグラフである。図９（ａ）に示されるように、照射領域においては、補正前後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）、Ｓ２（ｘ）は同じ速度分布となっている。一方、非照射領域においては、補正前後の走査速度分布Ｓ１（ｘ）、Ｓ２（ｘ）は異なっている。具体的には、補正後の走査周期Ｔ０が補正前の走査周期Ｔ１よりも小さくなるように補正した関係で、非照射領域の速度分布のみが補正により速くなっている。
【００６０】
図９（ｂ）は、補正制御波形Ｒにより往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布の例を示すグラフである。図９（ａ）に示されるように、照射領域においては、補正前後の走査速度分布が変わらないため、イオン照射量分布Ｄ１（ｘ）、Ｄ２（ｘ）も同じ分布となっている。これにより、照射領域における単位時間あたりのイオン照射量分布を補正し、所望のイオン照射量分布を有するイオンビームをウェハＷに照射できる。一方、非照射領域においては、補正前後の走査速度分布が変わっているため、イオン照射量分布Ｄ１（ｘ）、Ｄ２（ｘ）も異なっている。しかしながら、非照射領域にはウェハＷが存在しないため、非照射領域におけるイオン照射量分布がどのような分布であっても、ウェハＷに照射されるイオン照射量分布に影響はない。したがって、上述のようにして得られる補正制御波形Ｒに基づいてイオンビームを往復走査させることにより、イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量の双方を制御することができる。これにより、イオン注入処理の品質を高めることができる。
【００６１】
つづいて、上述した補正制御波形を生成する制御部６０の構成について説明する。図１０は、制御部６０の機能構成を示すブロック図である。制御部６０は、取得部６２と、生成部６４と、出力部７０と、調整部７２とを備える。生成部６４は、第１算出部６６と、第２算出部６８を含む。
【００６２】
本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者に理解されるところである。
【００６３】
取得部６２は、第１ビーム計測部２４からビーム電流量の値を取得し、第２ビーム計測部５０からイオン照射量の値を取得する。取得部６２は、図４（ａ）に示される微小区間Ａ１〜Ａｎのそれぞれの位置におけるイオン照射量の値を、イオン照射量分布を示す配列Ｄ［ｉ］として取得してもよい。この配列Ｄ［ｉ］（ｉ＝１〜ｎ）は、イオンビームが１回往復走査される間にそれぞれの微小区間Ａ１〜Ａｎの位置に入射するイオン照射量の積算照射量であってもよいし、イオンビームが複数回往復走査される間の積算照射量であってもよい。また、複数回往復走査される間の積算照射量を走査回数で割ることにより得られる、１回の往復走査あたりの積算照射量を配列Ｄ［ｉ］として取得してもよい。なお、本実施の形態では、１回の往復走査あたりの積算照射量に対応する値をイオン照射量分布の配列Ｄ［ｉ］の値とする。
【００６４】
第１算出部６６は、基準制御波形に対応する第１の走査速度分布の配列Ｓ０［ｉ］と、取得部６２が取得したイオン照射量分布の配列Ｄ０［ｉ］と、目標とするイオン照射量分布の配列Ｄ１［ｉ］を用いて、第２の走査速度分布の配列Ｓ１［ｉ］を算出する。第１算出部６６は、Ｓ１［ｉ］＝Ｓ０［ｉ］・Ｄ０［ｉ］／Ｄ１［ｉ］の関係式を用いて、第２の走査速度分布の配列Ｓ１［ｉ］を算出する。なお、本実施の形態では、片道１回走査における速度分布に対応する値を走査速度分布の配列Ｓ［ｉ］の値とする。また、本実施の形態では、１回の往復走査における往路と復路にて同じ走査速度分布を有するようにイオンビームを往復走査させる。なお、変形例においては、往路と復路の走査速度分布の値を別々に保持する配列Ｓ［ｉ］を用いてもよい。
【００６５】
ここで、第１の走査速度分布の配列Ｓ０［ｉ］は、基準制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させる際に、それぞれの微小区間Ａ１〜Ａｎにおけるビーム位置の時間変化値を表す。この第１の走査速度分布の配列Ｓ０［ｉ］は、制御部６０の図示しない保持部が保持していてもよいし、センターカップ４２を用いた計測結果に基づいて第２ビーム計測部５０から取得してもよい。イオン照射量分布の配列Ｄ０［ｉ］は、基準制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させる際に、センターカップ４２を用いて計測されるイオン照射量分布である。また、目標とするイオン照射量分布の配列Ｄ１［ｉ］は、制御部６０が備える図示しない入力部などからの入力を受け付けて取得してもよいし、あらかじめ制御部６０の保持部に保持されていてもよい。
【００６６】
第２算出部６８は、目標とするイオン照射量分布の配列Ｄ１［ｉ］と、単位時間あたりのイオン照射量の目標値Ｋｔｇｔを用いて、補正後の走査周期Ｔｔｇｔを算出する。まず、第２算出部６８は、目標とするイオン照射量分布の配列Ｄ１［ｉ］の平均値Ｄａｖｅを算出する。平均値Ｄａｖｅは、配列Ｄ１［ｉ］の値をｉ＝１〜ｎの範囲で加算して、分割数ｎで割ればよい。次に、Ｋｔｇｔ＝Ｄａｖｅ／Ｔｔｇｔの関係式を用いて、補正後の走査周期ＴｔｇｔをＴｔｇｔ＝Ｄａｖｅ／Ｋｔｇｔにより算出する。
【００６７】
つづいて、第２算出部６８は、第２の走査速度分布の配列Ｓ１［ｉ］を用いてイオンビームが照射領域Ｃ１を片道走査されるのに要する照射時間ｔ１、ｔ３を算出する。この照射時間ｔ１、ｔ３は、図８（ａ）、（ｂ）に示される時間ｔ１、ｔ３に対応する。ある微小区間Ａｉを通過する時間は、微小区間Ａｉの幅ｄｘ＝Ｌ／ｎとすると、１／Ｓ１［ｉ］・（Ｌ／ｎ）と表される。したがって、照射時間ｔ１、ｔ３は、これをｉ＝１〜ｎの範囲で加算することで得られる。
【００６８】
つづいて、第２算出部６８は、イオンビームが非照射領域Ｃ２に位置する非照射時間ｔ５、ｔ６を算出する。この非照射時間ｔ５、ｔ６は、図８（ｂ）に示される時間ｔ５、ｔ６に対応する。非照射時間ｔ５＋ｔ６は、ｔ５＋ｔ６＝Ｔｔｇｔ−（ｔ１＋ｔ３）により算出することができる。非照射領域Ｃ２に位置するそれぞれの時間ｔ５、ｔ６を同じとする場合には、得られた合計時間を半分にすることで、それぞれの非照射時間ｔ５、ｔ６が得られる。
【００６９】
生成部６４は、第１算出部６６および第２算出部６８が算出した値を用いて、補正制御波形を生成する。生成部６４は、第１算出部６６が算出した第２の走査速度分布の配列Ｓ１［ｉ］と、第２算出部６８が算出した非照射時間ｔ５、ｔ６を用いて、図８（ｂ）に示されるような補正制御波形を生成する。例えば、生成部６４は、高速処理が可能なＤ／Ａ（Digital/Analog）コンバータ等により実現できる。
【００７０】
出力部７０は、制御部６０に保持される基準制御波形や、生成部６４が生成した補正制御波形をビーム走査器２６に出力する。所定の制御波形をビーム走査器２６に出力することで、出力した制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させる。
【００７１】
調整部７２は、ビーム走査器２６の上流に設けられるビーム電流調整手段を制御してイオンビームのビーム電流量ＩＢを調整する。調整部７２は、ビーム電流調整手段として、イオン源１２や可変アパチャ２０を制御する。調整部７２は、イオン源１２の出力を変化させたり、可変アパチャ２０の開口幅を変化させることにより、ビーム電流量ＩＢを上流側で調整する。
【００７２】
調整部７２は、例えば、第２算出部６８が算出する非照射時間ｔ５、ｔ６が負の値となってしまう場合に、ビーム電流量ＩＢを上流側で上げることによって、単位時間あたりのイオン入射量Ｇを大きくする。制御波形を調整して単位時間あたりのイオン照射量Ｋを調整する場合、走査周期Ｔを小さくし往復走査の繰り返し周波数を上げることで単位時間あたりのイオン照射量Ｋを高めることができる。しかしながら、所望のイオン照射量分布Ｄを得るために第２の走査速度分布を決めてしまうと、照射時間ｔ１、ｔ３が決まってしまうため、その合計値ｔ１＋ｔ３よりも走査周期Ｔを小さくすることはできない。そこで、調整部７２は、ビーム電流量ＩＢを上流側で調整することにより、単位時間あたりのイオン入射量Ｇを大きくし、第２の走査速度分布と補正後の走査周期の双方の解が両立できるようにする。
【００７３】
したがって、調整部７２は、上流側でビーム電流量を調整することにより、単位時間あたりのイオン照射量が目標値に近づくように粗調整する機能を有すると言える。一方で、生成部６４は、補正制御波形を生成することにより、単位時間あたりのイオン照射量が目標値となるように粗調整する機能を有すると言える。
【００７４】
図１１（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態に係る可変アパチャ２０を模式的に示す図である。図１１（ａ）は、可変アパチャ２０を開放した状態を示し、図１１（ｂ）は、可変アパチャ２０をある程度閉じた状態を示す。なお、本図において、質量分析部１８の出口に設けられる質量分析スリット１８ａの位置も示している。
【００７５】
可変アパチャ２０は、Ｙ方向に移動可能に構成されている一組のアパチャプレート２０ａ、２０ｂを備える。一組のアパチャプレート２０ａ、２０ｂは、図中の矢印Ｖのように、中心軌道Ｌを含む水平面に対し対称に移動するよう構成されており、アパチャプレート２０ａ、２０ｂにはそのための駆動部（図示せず）が設けられている。一方のアパチャプレート２０ａが中心軌道Ｌに近づくように＋Ｙ方向にある長さだけ移動するとき、他方のアパチャプレート２０ｂも中心軌道Ｌに近づくように−Ｙ方向にその長さだけ移動する。このようにして、一組のアパチャプレート２０ａ、２０ｂは互いに反対方向に等距離の移動をする。これにより、開口幅をｗ１からｗ２を変化させて、通過するイオンビームのビーム電流量を調整する。
【００７６】
なお、可変アパチャ２０は、例えば、ＣＶＡ（Continuously Variable Aperture）であってもよい。ＣＶＡの一構成例は、例えば、特開２０００−２４３３４１号公報及び特開２０００−２４３３４２号公報に開示されており、これらの文献の全体を参照して本願明細書に援用する。ＣＶＡを用いることにより、ビーム電流量を上流側で細かく調整することができる。
【００７７】
以上の構成を有するイオン注入装置１０の動作を説明する。
図１２は、イオン注入装置１０の動作過程を示すフローチャートである。基準制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させ（Ｓ１２）、イオン照射量分布を計測する（Ｓ１４）。計測したイオン照射量分布および目標とするイオン照射量分布にしたがって走査速度分布を算出し（Ｓ１６）、ビーム電流値が目標値となるように走査周期を算出する（Ｓ１８）。算出した走査周期が実現可能であれば（Ｓ２２のＹ）、算出した走査速度分布および走査周期を実現する補正制御波形を生成し（Ｓ２４）、補正制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させる（Ｓ２４）。算出した走査周期が実現できなければ（Ｓ２２のＮ）、上流でビーム電流量を調整し（Ｓ２８）、Ｓ１２〜Ｓ２２のステップを処理する。
【００７８】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれ得る。
【００７９】
（変形例１）
図１３（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る補正制御波形Ｒ１、Ｒ２の例を示すグラフであり、図８（ｂ）に示した補正制御波形Ｒに対応する制御波形の例である。図１３（ａ）に示す補正制御波形Ｒ１のように、非照射時間ｔ５、ｔ６の波形は、三角波でなくてもよく、任意の形状を有する曲線で構成されていてもよい。また、図１３（ｂ）に示す補正制御波形Ｒ２のように、非照射時間ｔ５、ｔ６において、第１電圧Ｖ１（または−Ｖ１）に固定されていてもよい。この場合、イオンビームは、非照射時間ｔ５、ｔ６において照射領域の端に位置して一時的に走査が停止される。このような制御波形としても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらなる変形例においては、非照射時間ｔ５、ｔ６において、第１電圧Ｖ１（または−Ｖ１）よりも高い電圧に固定されていてもよい。
【００８０】
（変形例２）
図１４は、変形例に係る補正制御波形Ｒ３の例を示すグラフである。図１４に示す制御波形では、非照射時間ｔ５、ｔ６において、第３電圧Ｖ３（または−Ｖ３）を超え、第４電圧Ｖ４（または−Ｖ４）に固定される。ここで、第３電圧Ｖ３は、イオンビームが図３に示すサイド測定位置Ｃ３に位置することとなる電圧に相当し、第４電圧Ｖ４は、イオンビームが走査端位置Ｃ４に位置することとなる電圧に相当する。このように、往復走査させるイオンビームをサイド測定位置Ｃ３に位置することとなるように往復走査させることで、イオン注入時においても単位時間あたりのイオン照射量をサイドカップ４０Ｒ、４０Ｌにより計測することができる。これにより、イオン注入時に単位時間あたりのイオン照射量が変わってしまうような場合に対応することができる。また、走査端位置Ｃ４においてイオンビームの走査を一時停止させることにより、非照射領域へ向かうこととなるイオンビームを防護板４６Ｒ、４６Ｌにより遮ることができる。これにより、イオンビームを非照射領域Ｃ２までオーバースキャンさせる場合であっても、注入処理室１６内の意図しない箇所にイオンビームが照射されることによる不具合の発生を防ぐことができ、イオン注入処理の安定性を高めることができる。
【００８１】
（変形例３）
図１５は、変形例に係る補正制御波形Ｒ４、Ｒ５の例を示すグラフである。図１５は、非照射領域における走査幅を変えることにより、非照射時間を調整する方法を模式的に示している。細線で表される周期Ｔ４の補正制御波形Ｒ４と、太線で表される周期Ｔ５の補正制御波形Ｒ５は、照射領域における波形が同一である。また、非照射領域における波形の時間変化値に対応する傾きＶ／ｄｔが同一であり、非照射領域において走査速度が同一となる。このような条件下において、非照射領域の走査幅に対応する電圧ΔＶ１、ΔＶ２を変えることにより走査周期を調整している。このように、非照射領域における走査速度を一定にしたまま走査幅のみを変えることで、走査周期を調整することができる。これにより、照射領域におけるイオン照射量分布を変えることなく、単位時間あたりのイオン照射量を調整することができる。
【００８２】
（変形例４）
上述の実施の形態においては、基準制御波形に基づくイオン照射量分布を計測した後、走査速度分布を補正するための計算と走査周期を補正するための計算の双方を実行して、補正制御波形を生成することとした。本変形例においては、第１算出部６６が第２の走査速度分布を算出した後、この第２の走査速度分布に対応する中間制御波形を生成部６４が生成することとする。その後、中間制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させて単位時間あたりのイオン照射量分布を計測し、計測した単位時間あたりのイオン照射量分布を用いて補正後の走査周期を算出する。
【００８３】
生成部６４は、例えば、図７に太線で示す調整後の制御波形Ｑを中間制御波形として生成し、出力部７０は、この中間制御波形をビーム走査器２６に出力する。このとき、中間制御波形に基づいて往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布Ｄ１（ｘ）は所望の分布となっているが、単位時間あたりのイオン照射量分布は目標値からずれている。この目標値からずれた単位時間あたりのイオン照射量分布を計測することで、補正後の走査周期を算出し、補正制御波形を生成する。本変形例では、中間制御波形を生成および出力するステップが増えることとなるが、上述の実施の形態と同様に、イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量の双方を制御することができる。また、中間制御波形を用いて単位時間あたりのイオン照射量分布を測定することにより、単位時間あたりのイオン照射量分布の調整精度を高めることができる。
【００８４】
（変形例５）
上述の実施の形態では、補正後の走査周期が実現できない場合に、ビーム電流調整手段を制御してビーム電流量ＩＢを調整する方法を示した。本変形例では、基準制御波形に基づいてイオンビームを往復走査させる前に、あらかじめ上流側でビーム電流量を調整しておく。可変アパチャ２０を用いてビーム電流量を調整する場合、開口幅を絞ることでビーム電流量を小さくすることは容易であるが、開口幅が最大となっている状態からビーム電流量を大きくすることはできない。この場合、イオン源１２の出力を高めなければ、ビーム電流量を大きくすることができず、単位時間あたりのイオン照射量分布を高めることはできない。しかしながら、イオン源１２の出力は短時間で調整することが難しく、出力調整を行った後、安定化のために時間をある程度をおく必要がある。また、イオン源１２の出力を変えると、ビームライン装置１４を構成する各機器の設定を変える必要も生じうる。したがって、イオン源１２の出力を調整してビーム電流量を上げようとすると、調整に時間がかかってしまう。そうすると、イオン注入装置１０の稼働率が低下し、半導体装置の生産効率に影響を及ぼしうる。
【００８５】
そこで、本変形例においては、イオン照射量分布の調整を行う前に、あらかじめ上流側でビーム電流量を調整することにより単位時間あたりのイオン照射量を粗調整しておく。このとき、単位時間あたりのイオン照射量の目標値と比べて、単位時間あたりのイオン入射量が大きくなるようにイオンビームのビーム電流量を調整する。ビーム電流量を上流側で大きめに調整した後に、補正制御波形の形状を変更することにより単位時間あたりのイオン照射量を小さくすることは容易であるが、単位時間あたりのイオン照射量を大きくすることには限界があるためである。その後、補正制御波形の形状を調整し、走査周期を調整することで、照射領域に照射される単位時間あたりのイオン照射量を精調整する。このように、あらかじめ上流側でのビーム電流量を調整しておくことで、調整時間を短縮化することができる。その一方で、上流側だけで単位時間あたりのイオン照射量を精度よく調整することは難しい場合がある。そこで、補正制御波形の形状を調整することによりウェハＷに照射されるイオンビームの単位時間あたりのイオン照射量を精調整する。このように、上流側での粗調整と、ビーム走査器での精調整を組み合わせることで、調整可能な範囲を広げるとともに、単位時間あたりのイオン照射量を精度よく調整することができる。
【００８６】
なお、イオン注入装置１０の起動時や、ウェハＷへの注入条件の変更時には、イオン源１２やビームライン装置１４の動作条件を設定する必要があり、上流側でのビーム電流量を調整する作業が通常発生する。そこで、通常発生するビーム電流量の調整時に、単位時間あたりのイオン照射量分布が目標値に近づくように粗調整しておけば、追加の調整作業をすることなく単位時間あたりのイオン照射量を粗調整できる。これにより、調整にかかる工数を削減し、装置の稼働率を高めることができる。
【００８７】
なお、上流側でどの程度ビーム電流量を上げるべきかについては、目標とする単位時間あたりのイオン照射量に対応して定められるテーブルを用意しておき、そのテーブルを参照して上流側でのビーム電流量を定めてもよい。また、制御部６０が備える入力部からの入力を受け付けることで、粗調整される単位時間あたりのイオン照射量を定めてもよい。
【００８８】
（変形例６）
本変形例では、調整可能な範囲を大きくした基準制御波形について説明する。図１６（ａ）は、変形例に係る基準制御波形ＰＢの例を示すグラフである。図１６（ｂ）は、変形例に係る基準制御波形ＰＢにより往復走査されるイオンビームの走査速度分布ＳＢ（ｘ）の例を示すグラフである。図１６（ｃ）は、変形例に係る基準制御波形ＰＢにより往復走査されるイオンビームのイオン照射量分布ＤＢ（ｘ）の例を示すグラフである。いずれも、図５（ａ）に示した基準制御波形Ｐと同等の基準制御波形ＰＡに対応するグラフを細線で示し、本変形例に係る基準制御波形ＰＢに対応するグラフを太線で示している。本変形例においては、図１６（ｂ）に示されるように走査速度分布をＳＡからＳＢに速くするとともに、図１６（ａ）に示されるように非照射時間を長くとることによって、変形例に係る基準制御波形Ｂと基準制御波形Ａの周期Ｔ０を同じにしている。
【００８９】
このとき、図１６（ｃ）に示されるように、上流でのビーム電流量が同じであれば、変形例に係る基準制御波形ＰＢに対応するイオン照射量分布ＤＢ（ｘ）は、基準制御波形ＰＡに対応するイオン照射量分布ＤＡ（ｘ）よりも、全体的に値の小さな分布となる。しかしながら、変形例に係る基準制御波形ＰＢに基づいてイオンビームを往復走査させる際に、上流側でビーム電流量ＩＢを大きくすれば、イオン照射量分布ＤＡ（ｘ）と同等のイオン照射量分布とすることができる。例えば、基準制御波形ＰＡに対応するイオン照射量分布の平均値をＤＡとし、変形例に係る基準制御波形ＰＢに対応するイオン照射量分布の平均値をＤＢとした場合に、上流でのビーム電流量ＩＢをＤＡ／ＤＢ倍にすれば、変形例に係る基準制御波形ＰＢを用いてイオン照射量分布ＤＡ（ｘ）を実現できる。このとき、基準制御波形ＰＡと、変形例に係る基準制御波形ＰＢは走査周期Ｔ０が同一であるため、単位時間あたりのイオン照射量分布も同じとなる。
【００９０】
つまり、本変形例においては、非照射時間の割合を大きくした基準制御波形ＰＢを用いる場合であっても、単位時間あたりのイオン照射量が目標値に近づくこととなるように、ビーム電流値ＩＢを上流側で粗調整する。変形例に係る基準制御波形ＰＢは、非照射時間が長いため、算出した走査速度分布ＳＢに対応する照射時間が多少長くなったとしても、所望の走査周期に収めることができる。言い換えれば、補正後の走査周期を算出した際に、その走査周期を実現できる範囲が広がることとなる。その結果、基準制御波形ＰＡを用いる場合と比べて、調整可能な範囲を広げることができる。このような基準制御波形ＰＢを用いるとともに、この基準制御波形ＰＢを用いた場合の単位時間あたりのイオン照射量が目標値に近づくように上流側を粗調整することで、より柔軟にイオン照射量分布と単位時間あたりのイオン照射量を制御することができる。また、あらかじめ上流側のビーム電流量を粗調整しているため、調整にかかる時間を短縮化することができる。
【００９１】
（変形例７）
上述の実施の形態では、１回の往復走査あたりのイオン照射量分布の平均値Ｄａｖｅが同じとなるように第２の走査速度分布を算出し、補正後の走査周期を補正前の走査周期Ｔ０と同じにすることで、補正前後のビーム電流の時間平均値を同じにすることとした。さらなる変形例においては、第１のイオン照射量分布と第２のイオン照射量分布とが異なる平均値を取るような条件下で、第２の走査速度分布を算出してもよい。また、補正前後で単位時間あたりのイオン照射量が異なる値を取るような条件下で、補正後の走査周期を算出し、補正制御波形を生成してもよい。このような条件下であっても、イオン照射量分布および単位時間あたりのイオン照射量が所望の値となるようにして、イオンビームを往復走査させることができる。
【００９２】
（変形例８）
上述の実施の形態では、イオン照射量分布が均一となるように補正する場合を示した。変形例においては、イオン照射量分布が任意の不均一形状となるように補正してもよい。図１７（ａ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布Ｄ５（ｘ）の例を示すグラフである。本変形例は、中央部および両端部のイオン照射量が少なく側方部のイオン照射量が多いイオン照射量分布を目標とする分布にしている。このような分布とするには、調整後の走査速度分布Ｓ５（ｘ）を、Ｓ５（ｘ）＝Ｓ０（ｘ）・Ｄ０（ｘ）／Ｄ５（ｘ）の関係を満たす分布とすればよい。
【００９３】
図１７（ｂ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布を実現するイオンビームの走査速度分布Ｓ５（ｘ）の例を示すグラフである。図示されるように、走査速度分布Ｓ５（ｘ）は、中央部のイオン照射量を少なくするために中央部の走査速度が大きくし、側方部のイオン照射量を多くするために側方部の走査速度が小さくした速度分布を有する。なお、走査速度分布Ｓ５（ｘ）には、補正前のイオン照射量分布Ｄ０（ｘ）の形状を均一化する要素も含まれている。
【００９４】
図１７（ｃ）は、不均一形状を有するイオン照射量分布Ｄ５（ｘ）を実現するための補正制御波形Ｒ５の例を示すグラフである。上述の実施の形態と同様に、補正制御波形Ｒ５は、照射領域において走査速度分布Ｓ５（ｘ）を実現するように、走査電圧が−Ｖ１からＶ１へ移行する第１区間と、走査電圧がＶ１から−Ｖ１へ移行する第３区間の波形形状が整形される。また、単位時間あたりのイオン照射量が目標値となるように、走査電圧がＶ１からＶ２になってＶ１に戻る第２区間と、走査電圧が−Ｖ１から−Ｖ２になって−Ｖ１に戻る第４区間の滞在時間が設定され、走査周期Ｔ０が調整される。このような補正制御波形Ｒ５を生成することにより、不均一形状を有するイオン照射量分布を実現するとともに、単位時間あたりのイオン照射量を目標値に調整することができる。
【００９５】
（変形例９）
図１８は、変形例に係る補正制御波形Ｒ６の例を示すグラフである。本変形例に係る補正制御波形Ｒ６は、図８（ｂ）に示す補正制御波形Ｒに比例する形状を有しており、走査周期Ｔ６が２倍となるように、第１区間〜第４区間のそれぞれを通過するのにかかる時間が２倍となるように変形させた形状を有する。本変形例に係る補正制御波形Ｒ６に基づいてイオンビームを往復走査させると、１往復にかかる時間が２倍になるため、１往復で照射されるイオン照射量も２倍となる。具体的には、１回の往復走査により得られるイオン照射量分布は、図９（ｂ）に示すイオン照射量分布Ｄ２（ｘ）の２倍相当する２Ｄ２（ｘ）となる。一方、単位時間あたりのイオン照射量分布は、走査周期が２倍になることから、２倍となるイオン照射量分布と相殺され、補正制御波形Ｒに基づいてイオンビームを往復させる場合と同じとなる。このように、上述した実施の形態にて得られる補正制御波形Ｒに基づいて、変形例に係る補正制御波形Ｒ６を生成することにより、単位時間あたりのイオン照射量分布を目標値に調整することができる。なお、補正制御波形Ｒの周期Ｔ０と、変形例に係る補正制御波形の走査周期Ｔ６の関係は、２倍に限らず、任意の定数αを用いて、Ｔ６＝αＴ０となる走査周期にしてもよい。
【００９６】
本変形例に係る補正制御波形Ｒ６は、次のようにして生成することができる。まず、補正制御波形Ｒに対応する第２の走査速度分布Ｓ１（ｘ）の値を１／αにすることにより、第３の走査速度分布Ｓ６（ｘ）＝Ｓ１（ｘ）／αを算出する。また、補正制御波形Ｒに対応する第２の走査周期Ｔ０の値をα倍することにより、第３の走査周期Ｔ６＝αＴ０を算出する。算出した第３の走査速度分布Ｓ６（ｘ）および第３の走査周期Ｔ６を両立する補正制御波形を、上述の実施の形態または変形例と同様の方法で求めることにより、変形例に係る補正制御波形Ｒ６を得ることができる。
【符号の説明】
【００９７】
Ｂ…イオンビーム、Ｗ…ウェハ、Ｃ１…照射領域、Ｃ２…非照射領域、１０…イオン注入装置、２０…可変アパチャ、２６…ビーム走査器、４０…サイドカップ、４２…センターカップ、４４…往復運動装置、４６…防護板、６０…制御部、６２…取得部、６４…第１算出部、６６…第２算出部、６８…生成部、７０…出力部、７２…調整部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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