(57)【要約】  本発明は、ワークピースの寸法、形状、及び／又は他の大きさの態様に近似させて、スキャンパターンを作るやり方で、連続イオン注入工程においてワークピースにイオンを注入することを目的としている。これは、効率を改善し、ワークピースが往復するイオンビーム中で、イオンビームはワークピースを著しく”オーバーシュート”しないようにする。スキャンパターンはワークピースよりもわずかに大きい。しかし、そのため、ワークピースが往復振動で逆方向になる時、ワークピースの方向転換、速度及び／又は加速度に関連する慣性効果が、小さな量の”オーバーシュート”内で割合を占めている。これは、言い換えると、実質的に、より一様なイオン注入を容易にする比較的一定の速度で、イオンビーム中をワークピースが移動することを容易にする。
2008513957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に固定されたイオンビーム中を、ワークピースを移動させることによって、ワークピース中へイオンを注入する方法であって、
前記ワークピースがイオンビーム中でスキャンされるように、第１スキャン経路に沿って前記ワークピースを移動させ、そして、
前記ワークピースが前記第１スキャン経路に沿って振動するように、第２スキャン経路に沿って前記ワークピースを移動させ、その時、前記ワークピース及び／又は前記イオンビームの大きさに関する寸法のデータと、前記イオンビームに対する前記ワークピースの方向に関する方向データは、前記ワークピースを横断し、ワークピースの大きさに近似するイオンビームのスキャンパターンを作るために使用されることを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方向データは、前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースのそれぞれの振動より前に更新され、そして、前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースの振動に対して、それぞれの移動の範囲を決定するために使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースの前記それぞれの振動中、前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースのそれぞれの移動範囲は、前記それぞれの振動中、スキャンされるワークピースのそれぞれの部分の大きさの寸法に対応していることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースの振動に対するそれぞれの移動範囲は、ワークピースが方向を変える、又は、速度を変える時、ワークピースが受ける慣性力に対応するに十分な量だけ、第１スキャン経路に沿ってワークピースのそれぞれの振動中、スキャンされるワークピースの部分のそれぞれの寸法を越えることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記それぞれの範囲は、約10〜100ｍｍの間のそれぞれの振動中、スキャンされるワークピースの部分のそれぞれの大きさを越えることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ワークピースは、前記イオンビームが前記ワークピースの最も狭い部分を横断してスキャンするように、前記イオンビームに対して方向付けられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ワークピースは、実質的に円形であり、そして、前記イオンビームが、最後に前記ワークピースの他の最も狭い部分を横切ってスキャンするように、前記ワークピースがイオンビームに対して方向付けされることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ワークピース及び／又はイオンビームの大きさに関して、寸法のデータを取得し、そして、
イオンビームに対するワークピースの方向に関する方向データを、さらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項９】
前記第１スキャン経路は、高速スキャンに対応し、前記第２スキャン経路は、低速スキャンに対応し、そして、第１及び第２スキャン経路は、実質的に互いに垂直であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記ワークピースは、約10ヘルツ以下の周波数で、第１スキャン経路に沿って振動することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ビームは、約１０〜約１００ｍｍの断面直径を有するペンシルビームであり、そして、前記第２スキャン経路に沿ってワークピースを移動させることは、前記第２スキャン経路に沿って約１〜約１０ｍｍの間で、ワークピースを移動させることに対応することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１２】
実質的に静止イオンビーム中でワークピースを移動させることによって、ワークピース中へイオンを注入する方法であって、
前記ワークピースがイオンビーム中でスキャンされるように、第１スキャン経路に沿って前記ワークピースを移動させ、そして、
前記ワークピースが前記第１スキャン経路に沿って振動するように、前記ワークピースを第２スキャン経路に沿って移動させ、その時、前記第１スキャン経路に沿ってワークピースをいつ方向転換させるかについての決定は、スキャンパターンがワークピースの大きさに近似して作られるように、測定要素によって検知されるイオンビームの十分な量に基づいていることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記イオンビームの十分な強度は、前記ワークピースに方向転換を起こさせるに十分なイオンビームの量に対応することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースのそれぞれの振動は、前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースのそれぞれの振動中にスキャンされる、ワークピースの部分の、それぞれの寸法に対応するそれぞれの範囲を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記第１スキャン経路に沿う前記ワークピースの振動に対するそれぞれの移動範囲は、ワークピースが方向を変える、又は、速度を変える時、ワークピースが受ける慣性力に対応するに十分な量だけ、第１スキャン経路に沿ってワークピースのそれぞれの振動中、スキャンされるワークピースの部分のそれぞれの寸法を越えることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記それぞれの範囲は、約10〜100ｍｍの間のそれぞれの振動中、スキャンされるワークピースの部分のそれぞれの大きさを越えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記イオンビームが、最初に前記ワークピースの最も狭い部分を横切ってスキャンするように、前記ワークピースがイオンビームに対して方向付けされることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記ワークピースは、円形であり、そして、前記イオンビームが、最後に前記ワークピースの他の最も狭い部分を横切ってスキャンするように、前記ワークピースがイオンビームに対して方向付けされることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項１９】
前記ワークピースが前記第１スキャン経路に沿って戻って振動するように、前記イオンビームの十分な強度が測定要素によって検出され続けられる時、ワークピース全体がスキャンされていることが、決定されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
前記第１スキャン経路は、高速スキャンに対応し、前記第２スキャン経路は、低速スキャンに対応し、そして、前記第１及び第２スキャン経路は、実質的に互いに垂直であることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、半導体処理システムに関するものであり、特にイオン注入中、イオンビームに対して基板の運動を制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において、多くの製造上の処理が、典型的には、基板（例えば、半導体ワークピース）上に実行され、種々の成果を達成する。例えば、イオン注入のような処理は、基板内又は基板上に、特別なタイプのイオンを注入することによって基板上に誘電体層の拡散率を制限するような、特別な特性を得るために実行される。従来、イオン注入工程は、多くの基板が同時に処理されるバッチ工程か、それとも、単一の基板が個別に処理される連続処理のいずれかで実行されている。例えば、従来の高エネルギー又は高電流バッチイオン注入機は、短いイオンビームラインを達成するために操作可能であり、多くのワークピースが、輪（ホイール）又は円盤上に置かれ、前記ホイールは、同時にイオンビーム中で回り、また、径方向に移動され、その結果、処理中、すべての基板の表面が多くの時間ビームに曝される。しかしながら、そのようなやり方で基板をバッチ処理すると、一般的に、実質的にイオン注入機の大きさが大きくなる。
【０００３】
他方、典型的な連続イオン注入処理において、イオンビームは、一般的に、複数回、ワークピースを行ったり来たり横断してスキャンする。すべてのワークピースにイオンの注入を容易にするため、スキャン経路の長さは、ワークピースの直径を越えている（例えば、ワークピースの端部部分が、また一様なドーピングを受けるように）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ワークピースは、一般的に円形（例えば、配列ノッチが設置されるところを除いて）であるので、ビームは“行き過ぎ（オーバーシュート）”、又は、ワークピースや基板に実質的な時間の間、衝突しない（例えば、ビームはワークピースの最も広い部分を横断してスキャンしない）ことが分かる。これは、処理量を減少させ、資源を浪費させる。したがって、オーバーシュートを和らげるやり方で連続処理でワークピースにイオン注入することが望ましく、それによって、効率の改善を容易にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来技術の制限を克服するものである。したがって、以下の記述は、本発明のいくつかの構成の基本的理解を提供するために、本発明の簡単な概要を提示している。この概要は、本発明の広範囲の要旨ではない。本発明の基本的なあるいは重要な要素を特定するものではなく、また、本発明の範囲を線引きするものでもない、ことを意図している。むしろ、その第１の目的は、後に提示されるより詳細な記載への前触れとして、簡単な形式で本発明の１以上の概念を単に提示することである。
【０００６】
本発明は、資源を節約し、処理量又は生産量を改善するやり方で、ワークピース内へイオン注入するための連続イオン注入工程を教示するものである。ワークピースは、“オーバーシュート”を和らげる制御されたやり方で、実質的に固定されたイオンビーム中を往復して移動する。特に、ワークピースは、高速スキャン経路に沿って振動し、一方、実質的に垂直な低速スキャン経路に沿って移動する。ワークピースの選択的移動によって発生するスキャンパターンは、ワークピース全体がイオン注入されるようなワークピースの形状に近づけられる。このように、高速スキャンに沿うそれぞれのスキャンが、高速スキャン経路に沿うそれぞれの振動中、スキャンされるそれぞれのワークピースの大きさに対応する運動範囲中で起こるので、オーバーシュートは和らげられる。上記スキャンパターンは、ワークピースよりわずかに大きく、しかし、その結果、方向の変化に伴う慣性効果、ワークピースの速度及び／または加速度は、それぞれの“オーバーシュート”内におさまる。これは、次々に実質的に一様なイオン注入を容易にする、比較的一定速度での実質的に静止しているイオンビーム中を、ワークピースが移動されるのを可能にする。
【０００７】
前述及び関連する目的の達成のため、本発明は、以下に十分に記載され、特に請求の範囲に指摘された特徴を含む。以下の記載及び付属の図面は、本発明の、ある描かれた実施形態を詳細に説明している。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原理が使用されている多くのやり方のいくつかを示しているものである。本発明の他の目的、利点、新規な特徴は、図面とともに考えられる時、本発明の以下の詳細な説明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】
【０００８】
本発明は、スキャンパターンが、ワークピースの形状に似せて出現できるように、実質的に固定されたイオンビームに対して、ワークピースあるいは基板を移動するようにするものである。本発明の１以上の態様は、図面に関して記載されており、そこで同じ番号は、終始、同じ要素に言及して使用されている。以下の図面と記載は、単に説明にすぎず、また、それらは制限された意味で解釈されるべきでない、ということは理解されるべきである。以下の説明において、説明の目的のために、多くの特別な詳細が、本発明の完全な理解を提供するために説明されている。しかし、本発明は、これら特別の詳細な記述がなくても実行されるということは、当業者には明らかである。ここに説明され、記述された事項は別として、説明されたシステムや方法の変形があり、そのような変形は、本発明と添付の請求の範囲の範囲内と見なされるということが理解されるであろう。
【０００９】
本発明の1以上の態様に従えば、増加する処理量は、制御されたやり方で実質的に静止イオンビーム中でワークピースを、選択的に往復操作することによって得られる。そのような制御は、有利には、イオンビームに対してワークピースの位置の関数である。そのような方法でのワークピースのスキャニングは、少なくとも、不必要な“オーバーシュート”を和らげることによって効率を改善する。本発明の利点は、例えば、従来技術の図１と図２Ａとの間で説明されている相違に言及することによって理解される。
従来技術の図１において、ワークピース１０は、このワークピース１０に重なる例示的なスキャンパターン１２とともに描かれている。スキャンパターン１２は、第1の又は“高速”スキャン経路１４に沿うイオンビームの往復スキャンによって創り出され、そして、高速スキャン経路１４は、いくつかのオーバーシュート１６以上の、ワークピース１０のもっとも広い部分２６に対応する。言い換えると、オーバーシュート１６は、ビームがワークピース１０を過ぎてスキャンされ、そのため、もはや、ワークピース１０に衝突しない場合に対応する。前記ビームは、また、前記第1スキャン経路１４に沿って振動するように、第2の又は“低速”スキャン経路１８に沿って移動される。スキャンパターン１２が、ワークピース１０の最も広い部分２６をカバーするに十分な大きさであるというように、ワークピース１０の最も広い部分２６が考えられる場合を除いて、スキャンパターン１２は、基本的に、ワークピースの大きさ及び／又は形状に独立である、と理解することができる。そのようなものとして、実質的なオーバーシュート１６は、スキャンパターン１２内に、特に、ワークピース１０の最も広い部分２６以外の領域に存在する。
【００１０】
しかし、図２Ａに見られるように、本発明の１以上の態様は、実質的に固定されたイオンビーム（図示されない）に対してワークピース１１０のスキャニングの制御を容易にし、その結果、展開されたスキャンパターン１１２は、ワークピース１１０の大きさ及び／又は形状に似る。特に、ワークピース１１０は、第1の又は高速スキャン経路１４に沿う運動のそれぞれの範囲中を制御されて移動し、前記運動の範囲は、第1のスキャン経路１１４に沿ってそれぞれ振動中、スキャンされるワークピース１１０のそれぞれの大きさに応じている。説明されている例で、ワークピースは、第1スキャン経路１１４に沿うそれぞれの振動間で、第2又は低速スキャン経路１１８に沿って１の変化量で示され（インデックス）ている。そのようにしてオーバーシュート１１６は、本発明の１以上の態様にしたがって著しく減少する。
【００１１】
オーバーシュート１１６のそれぞれの量は、本発明の１以上の態様により維持される。すなわち、ワークピース１１０が、方向、速度、及び／又は加速度（例えば、第１スキャン経路１１４に沿うそれぞれの振動間での、及び／又は第２スキャン経路１１８に沿って移動する間での）を変化するように、ワークピース１１０によって経験される慣性効果が、オーバーシュート１１６内で対応できる。イオンビームに対して、ワークピースの運動にそのような制御を達成するように操作可能にするために、関連する如何なるタイプのスキャニングシステム及び／又は制御システムは、本発明の範囲内であると意図されていることが理解されるであろう。本発明の１以上の態様にしたがうワークピース１１０の運動についての動的制御は、例えば、ワークピース１１０の１以上の大きさの態様（例えば、寸法、形状）の知識、及び／又はイオンビームばかりでなく、イオンビームに対するワークピース１１０の公知の方向（orientationオリエンテーション）に基づいている。同様に、ビームがワークピース１１０にもはや衝突せず、また、その結果、オーバーシュートが起こっていない時を示すために、ビーム検出器が使用される（ワークピースのいくらか後に置かれる）。
【００１２】
ワークピースは、通常、円形であるので、一般的にスキャニングは、ワークピース１１０の最も狭い部分１２２で始まり、そして、中間の半分あたりでワークピース１１０の最も広い部分１２６をスキャンして、ワークピースの反対側の最も狭い部分１２４で終わることが理解されるであろう。これは、もし、ワークピース１１０のすべてではなく（例えば、ワークピースの半分）スキャンされ、注入される場合を除いて、一般的に真であるが、その場合、スキャニングはワークピース１１０の最も広い部分で始めることができ、ワークピース１１０の他の望ましい位置で終わる。図２Ｂに示されるように、ワークピース１１０は、それぞれのオーバーシュート期間中、第１経路１１４及び第２経路１１８に沿って、繰り返して徐々に増えて移動され、その結果、これらオーバーシュート期間中、スキャンパターン１１２の“過渡的”部分１３０は、ワークピース１１０の形状（例えば、周辺の湾曲）により近く類似することが理解されるであろう。このように、オーバーシュートの量は、さらにもっと軽減される。
【００１３】
ここで多くの考察が例について詳細には関連するとしても、ワークピースは、高速スキャン経路に沿うワークピースの振動間で、低速スキャンに沿って、インデックスされ、あるいは徐々に増えて移動されることや、また、本発明の１以上の態様は、ワークピースが高速スキャン経路に沿って振動する間、低速スキャン経路に沿ってワークピースの連続的な移動を意図していることが、理解されるであろう。
図２Ｃはこの状況を説明しており、スキャンパターン１１２は、ワークピース１１０をジグザグ状に横断しているように見えるが、スキャンパターン１１２は、オーバーシュート１１６の量を減少させて、ワークピース１１０の形状にさらに似せている。そのような配置において、ワークピースは、低速スキャン経路１１８に沿って比較的一定速度で移動されるので、高速スキャン経路１１４に沿う振動の振動数は、ワークピース１１０を横断してイオン注入を一様に維持するように動的に調整される（例えば、ビームに対するワークピースの相対的方向に関する方向データや、ワークピースの寸法及び／又は形状、及び／又はイオンビームに関する大きさのデータに基づいて）。
【００１４】
図２Ｄは、周波数（ｆ）対高速スキャン経路１１４に沿うワークピース１１０が移動する距離（ｄ）のプロット２００を説明するグラフ描写であり、低速スキャン経路１１８に沿うワークピースの速度は、比較的一定に維持されている。高速スキャン経路１１４に沿うワークピース１１０の振動数は、スキャニングの最初１２２と最後１２４で最も高く、スキャニングの真ん中で最も低い、ことがわかる。もちろん、これは、ワークピース１１０の最も狭い部分１２２が、最初にスキャンされ、続いてワークピースの最も広い部分１２６がスキャンされ、そして、最後にワークピース１１０の反対側の最も狭い部分１２４がスキャンされる状況に対応している。一様なイオン注入を得るために、低速スキャン経路１１８及び高速スキャン経路１１４に沿うワークピース１００のそれぞれの速度を動的に調整する組合せは、本発明の１以上の態様にしたがって意図されていることが理解されるであろう。
【００１５】
図３及び４を参照すると、方法３００と４００が、本発明の１以上の態様にしたがって、イオンビームを介してワークピースをスキャンすることによって、ワークピース中へイオン注入するために説明されている。方法３００と４００は、一連の行為あるいは事象としてここに説明され、記載されているが、本発明は、そのような行為あるいは事象の説明された順序によって制限されない、ということが理解されるであろう。例えば、いくつかの行為は、ここに説明され及び／又は記載されたことから離れて、他の行為あるいは事象と異なる順序及び／又は同時に起こる可能性がある。さらに、説明された行為すべてが、本発明の１以上の態様にしたがって方法を実行することが要求されるとは限らない。さらに、１以上の行為が、１以上の分離された行為あるいは段階で実行されてよい。本発明の１以上の態様にしたがって実行される方法論が、他のシステムと関連して、ここに描かれていない、あるいは説明されていないばかりでなく、ここに描かれ、そして説明されているシステムと関連して実行されてよいことは、理解されるであろう。
【００１６】
図３に説明されているように、方法３００は、３０５で第１スキャン経路に沿ってワークピースの移動を開始し、その結果、ワークピースは、イオンビーム中でスキャンされる。それから、３１０でワークピースは、第１スキャン経路に沿ってワークピースが振動するように第２スキャン経路に沿って移動され、そして、イオンビームに対するワークピースの方向に関する方向データばかりでなく、ワークピース及び／又はイオンビームの大きさに関する大きさのデータ（例えば、ビームがワークピースの部分に衝突する時、ワークピースのどのぐらいが実際にイオン注入されるかを決定するのに使用するための、イオンビームの形状及び／又は断面積）が、ワークピースの大きさ（例えば、寸法、形状）に近似するワークピースを横切るイオンビームスキャンパターンを作るのに使用される。方法は、その後、終了する。一例では、上記ワークピースは、１０ヘルツ以下の周波数で、第１経路に沿って振動する。
【００１７】
同様に、図４で説明されている方法４００は、４０５で第１スキャン経路に沿ってワークピースの移動を開始し、その結果、ワークピースは、イオンビーム中でスキャンされる。それから、４１０でワークピースは、ワークピースが第１スキャン経路に沿って振動するように、第２スキャン経路に沿って移動される。そして、第１スキャン経路に沿うワークピースの方向をいつ逆転させるかについての方向は、測定要素によって検出されるイオンビームの十分な量に基づいており、そのため、それによって作られるイオンビームスキャンパターンは、ワークピースの大きさに近似する。上記方法は、それから終了する。一例において、イオンビームの全強度は、反対方向にワークピースを移動させるに十分なイオンビームの量である。
【００１８】
図５は、本発明の１以上の態様を実行するのに適した例となるイオン注入システムを説明している。イオン注入システム５００は、イオン源５１２、ビームラインアッセンブリ５１４、及びターゲットあるいはエンドステーション５１６を含む。イオン源５１２は、イオン生成室５２０と、イオン引出（及び／又は抑制）アッセンブリ５２２を含む。イオン化されるドーパント材料（図示されていない）の（プラズマ）ガスは、上記生成室５２０内にある。ドーパントガスは、例えば、ガス源（図示されていない）から上記生成室５２０に供給される。エネルギーが、上記生成室５２０内でイオンが容易に発生するように、（図示されない）電源を経由してドーパントガスに与えられることが可能である。イオン源５１２は、例えば、ＲＦ又はマイクロ波励起源、電子ビーム注入装置、上記生成室内にアーク放電を起こす電磁源及び／又はカソードのように、イオン生成室５２０内の自由電子を励起するために、いくつもある適当なメカニズム（どれも図示されていない）を、また、使用できることは理解されるであろう。
【００１９】
上記励起された電子は、上記生成室５２０内のドーパントガス分子と衝突し、それによって、イオンが生成される。本発明は、上記イオン源５１２によって負イオンが生成されるシステムに適用されるけれども、一般的に正イオンが生成される。上記イオンは、複数の引き出し及び／又は抑制電極５２４を含むイオン引出アッセンブリ５２２によって、生成室５２０内のスリット５１８を通って引き出される。上記引き出しアッセンブリ５２２は、例えば、ビームラインアッセンブリ５１４内のイオン質量分析磁石５２８へ導かれる軌道に沿って上記イオン源５１２からイオンを加速するために、上記引き出し電極及び／又は抑制電極をバイアスする引出電源（図示されていない）を含むことは理解されるであろう。
【００２０】
したがって、イオン引出アッセンブリ５２２は、プラズマ室５２０からイオンビームを引き出し、ビームラインアッセンブリ５１４、特にビームラインアッセンブリ５１４内の質量分析磁石５２８へ、引き出されたイオンを加速するように機能する。質量分析磁石５２８は約９０度の角度で形成され、そこに磁界が生成される。ビーム５２６が上記磁石５２８に入る時、不適当な電荷質量比のイオンが除外されるように、磁界に応じて曲げられる。特に、電荷質量比が大きすぎる、あるいは小さすぎるイオンは、磁石５２８の側壁５３２の方へそらされる。このように、上記磁石５２８は、所望の電荷質量比を有するビーム５２６内のそれらイオンのみが、そこを通って完全に横断することを可能にする。制御電子回路又は調節器が、とりわけ、磁場の強さ及び方向付けを調整するために含まれる。例えば、磁場は、磁石５２８の界磁巻線を介して、流れる電流の量を調整することによって制御される。調節器５３４は、プログラマブル・マイクロコンピュータ、プロセッサ、及び／又はシステム５００の全体制御のための他のタイプの計算機構（例えば、オペレータによること、従来及び／又は現在、得られるデータ及び／又はプログラム）が含まれることは、理解されるであろう。
【００２１】
ビームラインアッセンブリ５１４は、また、例えば、イオンビーム５２６を集中させ、曲げ、及び／又は浄化するばかりでなく、イオンを加速し、及び／又は減速するように配置され、バイアスする複数の電極５３８からなる加速器５３６を含む。さらに、イオンビームの他の粒子との衝突は、ビームの全体性を低下させ、そのため、質量分析磁石５２８を含む、イオン源５１２からエンドステーション５１６への完全なビームラインアッセンブリ５１４は、１以上のポンプ（図示されない）により排気されることは理解されるであろう。加速器５３６の流れに沿って、ビームラインアッセンブリ５１４からの質量分析されたイオンビーム５２６を受けるエンドステーション５１６がある。エンドステーション５１６は、スキャニングシステム５４０を含み、該システムは、扱われるワークピース５４４が、それによって選択的に移動するように取り付けられている支持体あるいはエンドエフェクタ５４２からなる。エンドエフェクタ５４２とワークピース５４４は、イオンビーム５２６の方向に略垂直であるターゲット平面内にある。
【００２２】
本発明の１以上の態様によれば、ワークピース５４４は、第１あるいは“高速”スキャン経路５７４に沿って（例えば、ｘ軸に沿って）、往復の方向５５４、５６４に移動され（例えば、エンドエフェクタを介して）、その結果、第１スキャン経路５７４に沿うワークピース５４４のそれぞれの運動の範囲は、それぞれの振動中、スキャンされるワークピース５４４のそれぞれの部分の大きさに対応する。ワークピース５４４は、第１スキャン経路５７４に沿って振動するけれども、ワークピース５４４は、また、第２あるいは“低速”スキャン経路に沿って（例えば、ｙ軸に沿って）、スキャン方向５５８あるいは５６８へ低速スキャン中、移動される。このように、それによって作られるスキャンパターンは、ワークピース５４４の形状に近似する。一例として、図５に説明されるシステム５００において、ワークピース５４４は、方向５５４で高速スキャンがちょうど達成され、それで高速スキャン方向５６４へ戻ろうとしている（例えば、一度、ワークピース５４４が、低速スキャン経路５７８に沿ってインデックスされると）。
【００２３】
第１スキャン経路５７４に沿うワークピース５４４の、それぞれの運動の範囲は、例えば、ワークピース５４４及び／又はイオンビームの寸法、形状及び／又は他の大きさのデータばかりでなく、イオンビーム５２６に対するワークピース５４４の方向の関数である。調節器５３４は、例えば、ワークピース５４４の移動を選択的に制御するために、そのような方向のデータと大きさのデータとを使用する。例えば、高速スキャン経路５７４に沿うワークピース５４４の運動のそれぞれの範囲は、ワークピース５４４が、方向を変える間、及び／又は第２スキャン経路５７８に沿って移動している間、上記ワークピースにイオンが衝突しないように、それぞれの振動中、スキャンされるワークピース５４４のそれぞれの部分の大きさをわずかに越えるように、制御される（例えば、調節器５３４によって）。このように、それぞれのオーバーシュートは、異なる振動に対して存在している、ということができる。そのようなオーバーシュートは、例えば、ワークピース５４４が方向及び／又は速度を変更する時、避けられない慣性効果を調整するに十分な大きさである。
【００２４】
ワークピース５４４がイオンビーム５２６を横断するところを“除いて”、そのような慣性効果を調整することは、ワークピース５４４がイオンビーム５２６中を通過する時、上記ワークピースが結果としてより一定の速度で移動するので、より一様なイオン注入を容易にする。さらに、上記スキャンの終了は、例えば、イオンビーム５２６に対するワークピース５４４の相対的位置を追尾すること（例えば、調整器５３４で）によって、確定され、及び／又は予期される[例えば、イオンビーム５２６に対するワークピース５４４の初期的方向を知ること、ワークピース及び／又はイオンビームの大きさを知ること、及びワークピース５４４の移動を追尾すること（例えば、エンドエフェクタ５４２を経由して）によって、ビーム５２６に対するワークピースの相対的位置に関する一定の“監視（watch）”を維持する]。ワークピース５４４は、いったん慣性効果が調整されると、その後、高速スキャン経路５７４に沿って、反対方向に戻るように移動される。
【００２５】
測定要素５８０（例えば、ファラディカップ）が、また、エンドステーション５１６内へ組み込まれてもよい。測定要素５８０は、例えば、ビーム電流を検出するために作動し、ワークピース５４４の背後（例えば、イオン注入工程を妨害しないようにするため）に置かれる。ビーム電流の検出されるレベルは、例えば、スキャンの終了を確認するために使用される。例えば、測定要素５８０がイオンビーム５２６の全強度を検出する時、ワークピース５４４がイオンビーム５２６中をちょうど通り過ぎたことを示す信号を、調整器５３４に供給する。ワークピース５４４の速度及び／又はワークピース５４４が、第２スキャン経路５７８に沿って移動しなければならない追加の距離を知ることで、例えば、調整器５３４は、慣性効果を調整するためにそれぞれのオーバーシュートの持続期間を制御する。
【００２６】
同様に、ワークピース５４４の移動に対してなされるべき１以上の調整により、ワークピース５４４は、イオンビーム中を急速に戻り始めようとする（例えば、ワークピースは、未だ第２スキャン経路５７８に沿って移動中である）。この瞬間、上記測定要素は、例えば、予期されるよりも早くビーム電流を検出する。そのような状況は、例えば、ワークピース５４４の周辺あるいは端部で、非常に濃密にドープされる結果になるであろう。さらに、ワークピースが、第１スキャン経路に沿って戻るように振動するので（例えば、ワークピース５４４は、低速スキャン経路５７８中を完全に移動したことを示す）、イオンビームの全強度が測定要素５８０によって測定され続ける時、ワークピース全体がイオンビーム中を通過し、かつ、イオンが注入されたと考えられる。
【００２７】
測定要素５８０は、また、イオン注入の“地図を描く（マップ）”ために使用されることが理解されるであろう。例えば、ファラディカップがテストラン中、ワークピース５８０の代わりになり得る。上記ファラディカップは、それから、ビーム電流が一定に保持される間、イオンビーム５２６に対して移動される。このように、イオン線量の変化が検出される。ビーム電流強度対スキャン位置の波形あるいはマップは、そのようにして、確認できる（例えば、上記カップによって読み取られた測定値を調整器５３４へフィードバックすることによって。）。上記検出された波形は、それから、実際のイオン注入中、ビーム電流を調整するために使用することができる。さらに、プラズマ源（図示されない）が、ターゲットのワークピース５４４上に、さもなければ蓄積される正電荷の数を減少させるように、ビーム５２６を中和するプラズマに浴びせるために、エンドステーション５１６内に含まれることができる。プラズマシャワーは、例えば、荷電したイオンビーム５２６によって注入される結果として、ワークピース５４４上にさもなければ蓄積される電荷を中和する。
【００２８】
図６を参照すると、本発明の１以上の態様を実行するために適している、例示的なスキャニング機構６００が描かれている。スキャニング機構６００は、例えば、ワークピース中へのイオンの注入を容易にするために、静止イオンビームに対してワークピースを選択的に操作するために、図５に言及されるスキャニングシステム５４０内に含まれる。スキャニング機構６００は、ロータリサブシステム６１０に操作可能に連結されたベース部６０５を含む。ベース部６０５は、例えば、上記ビーム（図示されていない）に対して静止しており、又は、後述するように、上記ビームに対して移動するように操作可能である。ロータリサブシステム６１０は、それとともに関連した第1リンク６１５及び第2リンク６２０を含み、そして、例えば、ロータリサブシステム６１０は、第1リンク６１５及び第2リンク６２０の移動により、ベース部６０５に対して基板又はワークピース（図示されていない）を線形移動させることが可能である。
【００２９】
一例では、第1リンク６１５は、第1ジョイント６２５によってベース部６０５に回転可能に結合されており、そして、第1リンク６１５は、第1回転方向６２８で第1軸６２７の周囲に回転可能である（例えば、第1リンク６１５は、第1ジョイント６２５に対して時計方向又は反時計方向に回転可能である）。第2リンク６２０は、さらに第2ジョイント６３０によって、第1リンク６１５に回転可能に結合されており、そして、第2ジョイント６３０は、第1ジョイント６２５から所定の距離Ｌ離れている。第2リンク６２０は、更に、第2回転方向６３３で第2軸６３２の周囲に回転可能である（例えば、第2リンク６２０は、第2ジョイント６３０に対してと時計方向又は反時計方向に回転可能である）。第1リンク６１５及び第2リンク６２０は、例えば、さらにそれぞれ分離して、しかし一般的に第1及び第2平面（図示されていない）に平行に回転可能であり、そして、第1及び第2平面は、一般的に、第1及び第2軸６２７，６３２それぞれに垂直である。
【００３０】
第1リンク６１５及び第2リンク６２０は、それぞれ第1ジョイント６２５及び第2ジョイント６３０の周囲で、それぞれ第1回転経路６３４及び第2回転経路６３５内で360度回転するように必要に応じて操作可能である。第1回転方向６２８は、一般的に第2回転方向６３３に反対方向であり、しかしながら、第2リンク６２０と関連するエンドエフェクタ６４０は、第1リンク６１５及び第2リンク６２０の移動と関連して第1スキャン経路６４２に沿って、線形移動するように操作可能である。エンドエフェクタ６４０は、例えば、第2リンク６２０と関連する第3ジョイント６４５によって、第2リンク６２０に操作可能に結合されており、そして第3ジョイント６４５は、第2ジョイント６３０から所定距離Ｌ離れている。第3ジョイント６４５は、例えば、第3軸６４８の周囲にエンドエフェクタ６４０の回転６４７をさせるように操作可能である。さらに、他の例によれば、第３軸６４５は、エンドエフェクタ６４０の端部に傾き（図示されていない）を与えるように操作可能であり、そして、一例では、エンドエフェクタ６４０は、一般的に第２平面（図示されていない）に平行である１以上の軸（図示されていない）の周囲に傾くように操作可能である。
【００３１】
エンドエフェクタ６４０は、例えば、さらにそこへ基板（図示されない）を固定するように操作可能であり、そして、エンドエフェクタ６４０の移動は、一般的に、基板の移動を規定する。エンドエフェクタ６４０は、例えば、静電チャック（ＥＳＣ）でもよく、そして、上記ＥＳＣは、エンドエフェクタ６４０に対して基板の特定の位置あるいは方向を実質的に維持し、あるいは固定するように操作可能である。ＥＳＣは、エンドエフェクタ６４０の一例として記載されているけれども、エンドエフェクタ６４０は、最大積載量（例えば、上記基板）の固定を維持するために種々の他の装置を含み、そして、すべてのそのような装置は、本発明の範囲に含まれると考えられていることに注意されるべきである。
【００３２】
第１リンク６１５と第２リンク６２０の移動は、第１スキャン経路６４２に沿ってエンドエフェクタ６４０を線状に振動するためにさらに制御され、そして、上記基板（図示されていない）は、イオンビーム（例えば、第１軸６２７と一致したイオンビーム）に対して所定のやり方で移動されることができる。第３ジョイント６４５の回転は、例えば、さらに制御されることができ、そして、エンドエフェクタ６４０は、第１スキャン経路６４２と一般的に一定の回転関係が維持される。第２ジョイント６３０と第３ジョイント６４５と同様に、第１ジョイント６２５と第２ジョイント６３０が、所定距離Ｌ離れていることは、各ジョイント間で測られる時、リンクの長さが一般的に一致するようにされることに注意されるべきである。第１リンク６１５と第２リンク６２０のそのような長さの一致は、概して、例えば、第１スキャン経路６４２に沿うエンドエフェクタの、より一定の速度のような、種々の運動学的利点を与える。
【００３３】
図７Ａ−７Ｌは、種々の漸進的な位置における図６のロータリサブシステム６１０を描いており、描かれた例において、第１回転方向６２８は、時計方向の移動に対応しており、また、第２回転方向６３３は、示された例において、反時計方向の移動に対応している。図７Ａにおいて、エンドエフェクタ６４０は、第１スキャン経路６４２に沿って第１位置６５０にあり、第３ジョイント６４５は、第１ジョイント６２５から所定距離Ｌの約2倍の距離だけ離れていて、エンドエフェクタ６４０の最大位置６５５を規定している。図７Ｂ−７Ｌに描かれているような、それぞれ第１回転方向６２８と第２回転方向６３３での、第１リンク６１５と第２リンク６２０のそれぞれの、第１ジョイント６２５と第２ジョイント６３０の周囲の回転において、エンドエフェクタ６４０は、一般的に直線方向で第１スキャン経路６４２に沿って移動される。
図７Ｇにおいて、例えば、エンドエフェクタ６４０は、第１スキャン経路６４２に沿って他の最大位置６６０にあり、第３位置６４５は、第１ジョイント６２５から所定距離Ｌの約２倍の距離だけ離れている。図７Ｈにおいて、例えば、エンドエフェクタ６４０は、第１位置６５０の方に戻りつつあり、一方、第１回転方向６２８と第２回転方向６３３は、変化していない、ということは注意されるべきである。図７Ｌに描かれた位置にしたがって、ロータリサブシステム６１０は、一定の回転方向６２８及び６３３を維持したまま、図７Ａの第１位置６５０に再び移動するように操作可能であり、そして、線形振動が続けられる。
【００３４】
図８は、図７Ａ−７Ｌの種々の位置におけるロータリサブシステム６１０を描いており、ワークピースあるいは基板６６５（ファントム（phantom）で描かれている）は、さらにエンドエフェクタ６４０上にある。ロータリサブシステム６１０は、縮尺で描かれておらず、また、エンドエフェクタ６４０は、目的あるいは明りょうさのため、基板より実質的に小さく描かれていることに注意されるべきである。例示的なエンドエフェクタ６４０は、例えば、概略、基板６６５の大きさであり、基板６６５のための適切な支持がなされている。しかし、ここに描かれたエンドエフェクタと他の特徴は、種々の形状と寸法があり、すべてのそのような形状と寸法は、本発明の範囲に含まれるものと考えられていることは理解されるであろう。
図８に描かれているように、スキャニング機構６００は、エンドエフェクタ６４０の最大位置６５５と６６０の間で、第１スキャン経路６４２に沿っていたるところで基板６６５を線形振動するように操作可能である。基板６６５の反対端６６７まで移動した最大スキャン距離６６６は、エンドエフェクタ６４０の最大位置６５５及び６６０に関連している。一例では、最大スキャン距離６６６は、基板６６５の直径Ｄの２倍に等しい距離６６８より、わずかに大きい。そのため、ワークピースの最も広い部分を、イオンビームが横断して往復でスキャンする時、ワークピースあるいは基板６６５は、慣性効果をわずかに受けてイオンビームが“オーバーシュート”あるいは通りすぎる。
【００３５】
例として、エンドエフェクタ６４０（したがって、基板６６５）の方向の変化は、エンドエフェクタ６４０及び基板６６５の速度と加速度の変化に関連している。イオン注入工程において、概して、第１軸６２７と一致したイオンビームのような、イオンビーム（図示されていない）中を基板６６５が通過する時、例えば、エンドエフェクタ６４０は、スキャン経路６４２に沿って実質的に一定速度を維持することが望ましい。そのような一定の速度は、基板６６５がイオンビーム中で、移動の始めから終わりまで、概して、イオンビームに等しく曝されるようにする。しかしながら、エンドエフェクタ６４０の往復運動により、エンドエフェクタ６４０の加速及び減速は、線形振動のどちらかの範囲で避けられない。
例えば、イオンビームの基板への照射中、エンドエフェクタ６４０（例えば、スキャン経路の方向転換中）の速度の変化は、例えば、基板６６５を横断するイオン注入を、一様でなくする。それゆえ、ワークピース６６５が第１スキャン経路６４２に沿って、イオンビーム中でスキャンされるように移動するそれぞれの運動の範囲で、一般的に一定の速度が望まれる。したがって、いったん、基板６６５がイオンビーム中を通過すると、エンドエフェクタ６４０の加速及び減速は、基板６６５を横断するイオン注入又は一様な線量に、実質的に影響しない。
【００３６】
他の例示的態様によれば、図９に描かれているように、スキャニング機構６００のベース部６０５は、さらに１以上の方向に移動するように操作可能である。例えば、ベース部６０５は、平行移動機構６７０に操作可能に結合され、上記移動機構は、第２スキャン経路６７５に沿ってベース部６０５及びロータリサブシステム６１０を移動するように操作可能であり、また、第２スキャン経路６７５は、実質的に第１スキャン経路６４２に垂直である。第１スキャン経路６４２は、例えば、基板６６５の高速スキャンと関連しているということができ、第２スキャン経路６７５は、基板６６５の低速スキャンと関連している。一例で、基板６６５は、第１スキャン経路６４２に沿う基板６６５のすべての移動に対して、第２スキャン経路６７５に沿って１以上の変化量がインデックスされる。ベース部６０５の全移動６７６は、例えば、基板６６５の直径の２倍に略等しい（例えば、ちょっとだけ大きい）。
このように、ワークピース６６５は、低速スキャン経路６７５に沿って移動されるので、ワークピース６６５全体がイオン注入される。平行移動機構６７０は、例えばプリズマチック（prismatic）ジョイント及び／又はボールねじシステム（図示されていない）を含み、ベース部６０５は第２スキャン経路６７５に沿って、滑らかに移動できる。そのような平行移動機構６７０は、例えば、第１スキャン経路６４２に沿うエンドエフェクタ６４０のそれぞれの振動中、イオンビーム中に基板６６５を通過させることによって、エンドエフェクタ６４０上にある基板６６５に“塗装する”ように操作可能である。
【００３７】
第１リンク６１５及び第２リンク６２０のそれぞれの回転方向６２８及び６３３は、ワークピース６６５が本発明の１以上の態様にしたがって移動される時、最大位置６５５（図７Ａ、８）あるいは６６０（図７Ｇ、８）に達するより前に、概して逆転することは理解されるであろう。例として、ワークピース６５５の一部をスキャンするために、第１リンク６１５及び第２リンク６２０は、図７Ｃ−７Ｅに描かれた位置間でエンドエフェクタ６４０（そして、そこに取り付けられたワークピースによって）の移行のために単に回転するだけである。第１リンク６１５及び第２リンク６２０は、平行移動機構６７０が第２スキャン経路６７５に沿ってベース部６０５及びロータリサブシステム６１０をインデックスした後、第１スキャン経路６４２に沿って付加的なスキャンのため、エンドエフェクタ６４０を戻すように逆方向に動く。ワークピースがイオンビームと“接触”していない時間の長さが実質的に減少しているので、従来なされている（図１）ような、図７Ａ及び図７Ｇに描かれている最大位置より少なくエンドエフェクタ６４０を振動させることは、処理量を増加し、資源を節約する。
【００３８】
さらに、ワークピースは、第１スキャン経路６４２に沿って往復振動するので、ワークピースが進むそれぞれの範囲は、それぞれの振動中にスキャンされるワークピース６６５の部分のそれぞれの幅あるいは寸法よりわずかに大きい。いいかえれば、第１スキャン経路６４２に沿ってワークピース６６５のそれぞれの往復運動に対して、それぞれのオーバーシュートがあるであろう。そのようなそれぞれのオーバーシュートは、エンドエフェクタ６４０、よってそこに取り付けられているワークピース６６５の加速及び減速に対応するのに、一般的に十分であろう。このように、スキャン経路で方向転換中に受ける慣性力は、それぞれのスキャン範囲の外側で起こるであろう。これは、基板６６５へのイオンビームの照射中、エンドエフェクタ６４０のより一定の速度を容易にし、その結果、イオン注入をより一様にする。効率的な、しかも、実効的なイオン注入工程を達成するために、スキャンが終了した時（例えば、ファラディカップのような、測定要素によって）、及び／又はスキャンの終了が起こりそうである時（例えば、ワークピースの大きさの認識及び／又はワークピースのイオンビームに対する相対的方向の最新の知見によって）を知ることが、重要であることは理解できるであろう。
【００３９】
図１０は、本発明の１以上の態様を実行するために適切なスキャニングシステム８００を、ブロックダイアグラムで描いている。スキャニングシステム８００は、例えば、図５に描かれているイオン注入システム５００内に含まれるスキャニングシステム５４０に対応するものであり、図６に描かれている少なくともスキャニング装置６００の一部と、その測定要素は、スキャニングシステム８００内に含まれる。第１ロータリアクチュエータ８０５は、例えば、第１ジョイント６２５と関連し、また、第２ロータリアクチュエータ８１０は、第２ジョイント６３０と関連しており、第１アクチュエータ８０５と第２アクチュエータ８１０は、第１リンク６１５、第２リンク６２０それぞれに回転力を与えるように操作可能である。例えば、第１、第２のロータリアクチュエータは、図６の第１回転方向６２８及び第２回転方向６３３で、第１リンク６１５と第２リンク６２０それぞれを回転するように操作可能とする、１以上のサーボモータあるいは他の回転装置からなる。
【００４０】
図１０のスキャニングシステム８００は、例えば、それぞれ第１及び第２のアクチュエータ８０５、８１０と関連する第１検知要素８１５と第２検知要素８２０を、さらに含み、第１検知要素８１５と第２検知要素８２０は、さらに、第１、第２のリンク６１５、６２０それぞれの位置、あるいは速度又は加速度のような他の運動パラメータを検知するように操作可能である。さらに、調節器８２５は（例えば、多軸運動調節器）は、第１及び第２ロータリアクチュエータ８０５、８１０のドライバー及び／又は増幅器（図示されていない）及び第１、第２の検知要素８１５、８２０に結合されるように操作可能であり、調節器８２５は、関連する制御デューティサイクル（例えば、図８に描かれている最大位置６５５、６６０間のいたるところでのエンドエフェクタ６４０の運動）のための第１ロータリアクチュエータ８０５と第２ロータリアクチュエータ８１０それぞれに供給される出力８３０，８３５（例えば、駆動信号）の量を制御するように操作可能である。エンコーダあるいはレゾルバーのような、図１０の第１、第２検知要素８１５，８００は、さらに、調節器８２５へそれぞれフイードバック信号８４０,８４５を供給するように操作可能であり、アクチュエータ８０５，８１０それぞれへの駆動信号８３０,８３５は、例えば、リアルタイムで計算される。駆動信号８３０、８３５の、そのようなリアルタイムの計算は、所定の時間増分で、ロータリアクチュエータ８０５，８１０それぞれに供給される出力の正確な調整を、一般的に、可能とする。
【００４１】
運動制御の全般的な考えは、エンドエフェクタ６４０の円滑な運動を提供し、その結果、それと関連する速度誤差を軽減することができる。他の例によれば、調節器８２５は、逆の運動モデル（図示されていない）をさらに含み、エンドエフェクタ６４０の連接運動が、各デューティサイクルで各ジョイント６２５、６３０に対して引き出される。例えば、エンドエフェクタ６４０（したがって、それに取り付けられたウエハあるいはワークピース）の位置は、連続的に確定され、あるいは“追跡され”、そこで、ワークピース及び／又はイオンビームの寸法及び／又は他の大きさの態様は、イオンビームに対するワークピースの最初の方向に沿って既知である。上記ビームに対するワークピースの方向は、例えば、第１、第２の検知要素８１５、８２０によって供給される信号から確定される、第１ジョイント６２５、第２ジョイント６３０及び／又は第１リンク６１５、第２リンク６２０の関数として更新され（あるいは予期される）。
【００４２】
ビームに対するワークピースの相対的位置を知ることは、第１スキャン経路６４２に沿うそれぞれの道程の長さあるいは運動の範囲を許容し、その結果、オーバーシュートの量を制御されるようにする（例えば、方向転換するワークピースと関連する慣性力に適合する）。これのみに限定されない例として、それぞれのオーバーシュートは、約10〜約100ｍｍの範囲内に入る。しかし、ワークピースの運動と、それぞれのオーバーシュートの量は、ビームに対するワークピースの寸法と最初の方向が、第１スキャン経路６４２に沿ってワークピースの速度と共に知られるところで、確定され、また、制御されることが理解されるであろう。例えば、ビーム電流及び／又はビーム強度の関数であるビームの寸法と第２スキャン経路６７５に沿う速度を知ることは、決定されるべき第２スキャン経路６７５に沿う距離を与える。例えば、断面の直径が約10〜約100ｍｍの間のペンシルビームは、例えば、第１スキャン経路６４２に沿う振動間で第２スキャン経路６７５に沿って、ワークピースを約1〜約10ｍｍの間で動かせる。調節器８２５は、例えば、フイードフォワード、各制御デューテイサイクル中、それぞれのジョイント６２５及び６３０に対するモデルベースのコンプリメンタリトルクを計算することによって、各アクチュエータ８０５及び８１５を制御するように、さらに操作可能である。
【００４３】
上の例で検討したように、第１、第２ロータリアクチュエータ８０５、８１０それぞれに供給される出力８３０、８３５は、第１、第２検知要素８１５、８２０それぞれによって検知される、少なくとも一部分の、位置に基づいている。したがって、スキャニング機構６００のエンドエフェクタ６４０の位置は、第１、第２アクチュエータ８０５、８１０に供給される出力の量を制御することによって制御され、上記出力量は、図６の第１スキャン経路６４２に沿うエンドエフェクタの速度及び加速度に、さらに関連している。図１０の調節器８２５は、例えば、図９の平行移動機構６７０を制御するように、さらに操作可能であり、第２スキャン経路６７５に沿うベース部６０５の運動は、さらに制御される。一例によれば、平行移動機構６７０の追加的な運動（例えば、“低速スキャン”運動）は、第１スキャン経路６４２（例えば、“高速スキャン”運動）に沿うエンドエフェクタの運動と同調し、その結果、平行移動機構は、イオンビーム中での基板６６５の各パス後（例えば、高速スキャン経路に沿うワークピースの方向変換中）、徐々に移動される。
【００４４】
本発明の１以上の態様によれば、測定要素８８０は、スキャニングシステム８００に操作可能に結合されている。測定要素８８０は、スキャンの終了の検出を容易にし、さらに、特に、スキャンの終了時点で“オーバーシュート”状態の検出を容易にする。例えば、図示されていないけれども、測定要素８８０は、イオンビームの経路で一直線に真っ直ぐにワークピースの後に置かれる。このように、ワークピースは第１スキャン経路６４２に沿ってそれぞれの運動範囲中を移動するので、ビームはスキャンの終了時点で測定要素（例えば、ファラディカップ）に衝突する。測定要素によって検出されるビームの量は、例えば、調節器８２５にフイードバックすることができ、調節器はワークピースの運動を制御するためにこのデータを使用できる（例えば、アクチュエータ８０５、８１０によって）。
【００４５】
例えば、ワークピースの寸法が知られていれば、ワークピースは、第２スキャン方向６７５（図９）に沿ってインデックスされる間、イオンビームに出会わないように、調節器はワークピースを十分な程度、オーバーシュートできる。もし、例えば、ワークピースが、第２スキャン経路に沿ってインデックスされるとき、測定要素が、検出されるビームの量の減少を記録するならば、これは、ワークピースが第２スキャン経路に沿ってインデックスされる時、ビームが（円形の）ワークピースを横断していることを示している。したがって、ワークピースは、第２スキャン経路に沿ってインデックスされる時、ワークピースの周辺部が、思わず知らずに（過剰に）ドーズされないように、第１スキャン経路に沿ってさらに移動される。
【００４６】
同様に、ワークピースの方向が第１スキャン経路６４２（図６）に沿って、ワークピースを逆方向に振動させる時、もし、測定要素８８０が、ほとんどビーム電流を記録しないのであれば、あるいは、わずかの時間に、もし、十分な量のビーム電流が検出されるのであれば、その時、このそれぞれの運動範囲は、短すぎる（例えば、オーバーシュートは、方向転換するワークピースと関連する慣性力に対応するには不十分であり、このスキャン経路にあるワークピースの周辺あるいは端部部分で、特に一様でないイオン注入を生じる。）。したがって、調節器８２５は、十分な、だが無駄が少なく、あるいは大げさでない、オーバーシュートを達成するために、この特別なスキャンのための、それぞれの運動の範囲を拡張できる。このように、上記スキャン経路は、ワークピースの大きさや形状に似ているスキャンパターンを作るために、リアルタイムで効率的に調整され、容易にイオン注入が一様にされる。
【００４７】
したがって、本発明の１以上の態様は、第１スキャン経路に沿うスキャンのそれぞれの長さが、高速スキャン中にスキャンされるワークピースの部分のそれぞれの幅に、実質的に等しいか、あるいはわずかに大きいように、ワークピースの高速スキャンの制御を容易にする。スキャンパターンは、本発明の１以上の態様によれば、高速スキャンが実質的量によってワークピースから広がらないように、リアルタイムで調整できる。これは、イオンビームに対するワークピースの相対的位置が、わからない、あるいは追跡されない従来のスキャニング処理と対照的であり、ワークピースは、イオン注入工程の間中、最大スキャン距離中を移動される。そのように、生じるスキャンパターンは、実質的な期間、ワークピースを“離れ”ており、特に、ワークピースの中間部あるいは最も広い部分以外の部分は、高速スキャンによってスキャンされている。“欠けている”あるいは空白の領域は、時間や資源を浪費していることが理解できる。
【００４８】
このように、本発明の１以上の態様にしたがうワークピースのスキャニングは、イオン注入工程がより効率的なやり方でなされることを可能にする。さらに、ワークピースが第１スキャン経路に沿ってワークピースを戻るように横断する次の移動のための準備で、第２スキャン経路に沿って移動される間、スキャンパターンは、第１スキャン経路に沿う各スキャン上でわずかにワークピースから広がり、ワークピースから残されている。これは、わずかであるが、だが、ワークピースの方向変換での速度及び／加速度に関連する慣性力に対応するのに効率的である、それぞれの“オーバーシュート”を提供する。そのように、効率的だが実効的なイオン注入工程は、スキャンパターンが、スキャンされるウエハあるいはワークピースの寸法や形状に近似することによって達成される。
【００４９】
本発明は、ある好ましい実施形態に関して示され、記載されたけれども、当業者であれば、均等物の変更や変形は、この明細書と添付の図面の解釈と理解に基づき思い付くことは、理解されるであろう。特に、上述の要素（アッセンブリ、装置、回路等）によって達成される種々の機能に関して、そのような要素を記載するのに使用される用語（“手段”への言及を含む）は、もし、他に指示されなければ、たとえ、本発明の個々に説明された例示的な実施形態で機能を達成する開示された構造に構造的に等しくなくても、記載された要素（すなわち、それは機能的に等しい）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している。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの実施形態の一つのみに対して開示されているけれども、そのような特徴は、何らかの与えられた、あるいは特定の適用に対し、望まれ、そして利点のある、他の実施形態の１以上の他の特徴と結合されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、従来のスキャンパターンをその上に重ねたワークピースの説明平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の１以上の態様に従ってイオンビーム中で、ワークピースを移動させ、オーバーシュートが実質的に減少されることによって創り出され、その上にスキャンパターンが重ねられているワークピースの説明平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の１以上の態様に従ってイオンビーム中で、ワークピースを移動させ、オーバーシュートがさらにもっと減少されることによって創り出され、その上にスキャンパターンが重ねられているワークピースの他の説明平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の１以上の態様に従ってイオンビーム中で、ワークピースを移動させ、オーバーシュートが減少されることによって創り出され、その上にジグザグスキャンパターンが重ねられているワークピースのさらに他の説明平面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の１以上の態様にしたがって、図２Ｃに描かれたような、スキャンパターン作るための、スキャン振動数対スキャン距離のプロットである。
【図３】図３は、本発明の１以上の態様にしたがって、イオンビーム中でワークピースをスキャンするための例示的方法を説明するフロー図である。
【図４】図４は、本発明の１以上の態様にしたがって、イオンビーム中でワークピースをスキャンするための例示的方法を説明する他のフロー図である。
【図５】図５は、本発明の１以上の態様を実行するために適した、例示的なイオン注入システムを説明する概要のブロック図である。
【図６】図６は、本発明の１以上の態様を実行するために適した、例示的スキャニング装置の平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｈ】図７Ｈは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｉ】図７Ｉは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｊ】図７Ｊは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｋ】図７Ｋは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図７Ｌ】図７Ｌは、種々の作動位置での、図６の例示的スキャニング装置のロータリサブシステムの平面図である。
【図８】図８は、第１スキャン経路に沿って移動の例となる範囲を説明する図７Ａ−７Ｌのロータリサブシステムの平面図である。
【図９】図９は、第２スキャン経路に沿って平行移動の例示的範囲を描く図６のスキャニング装置の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の１以上の態様を実行するために適した、例示的なスキャニングシステムのシステムレベルブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１０  ワークピース
１１４  第１スキャン
１１８  第２スキャン
５００  イオン注入システム
５１２  イオン源
５１４  ビームラインアッセンブリ
５１６  ターゲットあるいはエンドステーション
５３４  調節器
５７４  高速スキャン
５７８  低速スキャン
６１５  第１リンク
６２０  第２リンク
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図７Ｋ】
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【図７Ｌ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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