(57)【要約】      （修正有）【課題】イオンビームのプロファイルを決定するためのシステム、方法及び装置が提供される。【解決手段】装置は、イオンビーム１１０の経路に沿って配置される測定装置１４０、駆動機構１７５、及び駆動機構に回転可能に連結された第１プレート１６５を含む。駆動機構は、イオンビームの経路中、第１軸の周囲に第１プレートが回転するように操作可能であり、測定装置に達するイオンビームを選択的に阻止する。装置は、さらに、駆動機構に回転可能に連結された第２プレート１９３を含み、駆動機構は、第１プレートの回転から独立してイオンビームの経路中、第１軸の周囲で第２プレートが回転するように操作可能であり、さらに、測定装置に達するイオンビームを選択的に阻止する。駆動機構は、さらにイオンビーム中、第１プレート及び／あるいは第２プレートを、直線上、平行移動させることが可能である。【選択図】図１
2007095693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源から放出されるイオンビームをプロファイルするための装置であって、
イオンビームの経路に沿って配置され、イオンビームのビーム電流を検出するように操作可能である測定装置と、
駆動機構と、及び、
前記駆動機構に回転可能に結合される第１プレートとを含み、前記駆動機構は、イオンビームの経路中で第１軸の周囲で前記第１プレートを回転するように操作可能であり、前記測定装置に達するイオンビームの少なくとも一部を選択的に阻止する装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、
前記第１プレートに操作可能に連結される第１シャフトと、
第１軸の周囲で前記第１シャフトを選択的に回転可能なように、前記第１シャフトに回転可能に連結される第１回転モータとからなる請求項1記載の装置。
【請求項３】
前記第１回転モータは、サーボモータからなる請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第１軸の周囲で前記第１プレートの回転位置を検知するように回転可能であり、第１プレートに関連する第１ロータリーエンコーダからなる請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記駆動機構は、さらに、前記第１シャフトに操作可能に連結されるリニヤアクチュエ−タを含み、前記リニヤアクチュエータは、前記第１軸に沿ってあるいは平行に、イオンビーム中で前記第１プレートを、選択的に直線状に平行移動させるように操作可能である請求項２記載の装置。
【請求項６】
さらに、リニヤエンコーダを含み、前記リニヤエンコーダは、前記第１軸と関連する前記第１プレートの直線上の位置を検知するように操作可能である請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記リニヤアクチュエータは、リニヤモータを含む請求項５記載の装置。
【請求項８】
さらに前記駆動機構に回転可能に連結された第２プレートを含み、前記駆動機構は前記第１プレートの回転とは独立に、イオンビームの経路中で第１軸の周囲で第２プレートを回転するように操作可能であり、さらに前記測定装置に前記イオンビームの他の部分が達するのを少なくとも選択的に阻止するる請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記駆動機構は、さらに、前記第２プレートに操作可能に連結された第２シャフトと、
前記第２シャフトに操作可能に連結された第２ロータリーモータとを含み、前記第２ロータリーモータは、前記第１軸の周囲に前記第２プレートを選択的に回転するように操作可能である請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記第２ロータリーモータは、サーボモータを含む請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記第２プレートに関連する第２ロータリーエンコーダをさらに含み、前記第２ロータリーエンコーダは、前記第１軸の周囲で前記第２プレートの回転位置を検知するように操作可能である請求項１１記載の装置。
【請求項１２】
前記駆動機構は、さらに、前記第１軸と第２軸に操作可能に連結されたリニヤアクチュエータを含み、前記リニヤアクチュエータは、第１軸に沿って第１プレートと第２プレートを、選択的に直線上、平行移動するように操作可能である請求項９記載の装置。
【請求項１３】
さらにリニヤエンコーダを含み、前記リニヤエンコーダは、前記第１軸に沿って前記第１プレートと前記第２プレートの直線上の位置を検知するように操作可能である請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記リニヤアクチュエータは、リニヤモータである請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記第１プレートは、そこに定められた第１開口を含み、そして、前記第２プレートは、そこに定められた第２開口を含み、前記第１開口及び第２開口は、イオンビームの経路中で回転可能である請求項８記載の装置。
【請求項１６】
前記第１開口及び第２開口は、それぞれ略前記第１軸に平行に伸びる細長い開口からなる請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記測定装置は、ファラディカップからなる請求項１記載の装置。
【請求項１８】
イオンビームの経路中で、イオンビームの経路に略垂直である第１軸に沿って、あるいは平行に第１プレートを伸ばし、
前記第１軸に沿ってイオンビームの経路中で、前記第１プレートの伸展中にイオンビームの電流を測定し、そこで、第１寸法でイオンビームの電流プロファイルを決定し、
イオンビームの経路中で、前記第１軸の周囲で前記第１プレートを回転し、
及び、
イオンビームの経路中で前記第１プレートの回転中、イオンビームの電流を測定し、第２寸法でイオンビームのプロファイルを決定する、
ことからなるイオンビームをプロファイルする方法。
【請求項１９】
さらに、イオンビーム中で、前記第１プレートと関連する前記第１開口は、前記第１開口中をイオンビームが選択的に通ることを可能にし、
イオンビームが前記第１開口を通る時、前記第１プレートの第１位置と関連するイオンビームの最大第１電流を決定し、
前記第１プレートを第１位置に回転し、
イオンビーム中で第２プレートを回転し、前記第２プレートと関連する第２開口は、イオンビームが前記第１開口中を通る時、前記第２開口中をイオンビームが選択的に通ることを可能とし、      
前記第２プレートの回転中、前記イオンビームの電流を測定し、
前記イオンビームが前記第１開口及び第２開口を通る時、前記第２プレートの第２位置と関連するイオンビームの最大第２電流を決定し、
イオンビームの既知の位置に関してイオンビームの水平角度を決定し、前記水平角度の決定は、前記第１プレートの第１の位置及び前記第２プレートの第２の位置に、少なくとも一部、基づいている、
ことをさらに含む請求項１８記載のイオンビームをプロファイルする方法。
【請求項２０】
イオンビーム及びワークピース平面に沿って選択的に配置されるワークピースへの注入イオンを形成するように操作可能なイオン源と、
イオンビームの経路に沿って配置され、イオンビームのビーム電流を検知するように操作可能である測定装置と、
イオンビームの経路中で第１軸の周囲に第１プレートを回転するように操作可能であり、前記測定装置に達するイオンビームの少なくとも一部を選択的に阻止し、前記駆動機構に回転可能に連結される第１プレートを含むイオンビームプロファイラと、
及び、前記ワークピース平面でイオンビームのプロファイルを決定するように操作可能であり、前記決定が前記検知されたビーム電流に少なくとも一部、基づいてなされる制御器と、
からなるイオン注入システム。
【請求項２１】
前記駆動機構は、
前記第１プレートに操作可能に連結されている第１シャフトと、
前記第１シャフトに回転可能に連結され、前記第１軸の周囲で前記第１シャフトを選択的に回転するように操作可能である前記第１回転モータと、
及び、第１プレートに関連し、前記第１軸の周囲で前記第１プレートの第１回転位置を検知するように操作可能である第１ロータリエンコーダと、を含み、
前記イオンビームのプロファイルの決定は、さらに、前記第１プレートの検知された第１回転位置に基づいている、
ことからなる請求項２０のイオン注入システム。
【請求項２２】
前記駆動機構は、さらにリニヤアクチュエータと第１シャフトに操作可能に連結されるリニヤエンコーダとを含み、
前記リニヤアクチュエータは、前記第１軸に沿って前記第１プレートを選択的に直線上、平行移動させるように操作可能であり、また、前記リニヤエンコーダは、前記第１軸に関連する前記第１プレートの直線上の位置を検知するように操作可能である請求項２０のイオン注入システム。
【請求項２３】
前記駆動機構に回転可能に連結された第２プレートを、さらに含み、前記駆動機構は、前記第１プレートの回転から独立してイオンビームの経路中で、前記第１軸の周囲で前記第２プレートをさらに回転するように操作可能であり、前記測定装置に達するイオンビームの少なくとも他の部分を、さらに選択的に阻止する請求項２０記載のイオン注入システム。
【請求項２４】
前記駆動機構は、さらに、
前記第２プレートに操作可能に連結された第２シャフトと、
前記第２シャフトに回転可能に連結され、前記第１軸の周囲で第２プレートを選択的に回転させるように操作可能な第２ロータリモータと、及び、
前記第２プレートと関連し、前記第１軸の周囲で前記第２プレートの第２回転位置を操作可能に検知する第２ロータリエンコーダと、を含み、そして、前記イオンビームのプロファイルの決定は、さらに前記第２プレートの検知された第２回転位置に基づくことからなる請求項２３記載のイオン注入システム。
【請求項２５】
前記第１プレートは、そこに定められた第１開口を含み、及び、前記第２プレートは、そこに定められた第２開口を含み、
前記第１開口及び第２開口は、イオンビームの経路中で回転可能であり、そして、前記制御器は、さらに、前記第１回転位置、前記第２回転位置、およびイオンビームの既知の位置の、少なくとも一部に基づき、イオンビームの捩れ角度を決定するように操作可能である請求項２４記載のイオン注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、イオン注入システムに関するものであり、特にイオンビームのプロファイルを決定するためのシステム、装置、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において、一般的に、ワークピース（例  半導体ウエハ）上に種々の成果を実現するために、種々の製造工程がワークピースに実行される。例えば、イオン注入のような工程は、特別なタイプのイオンを注入することによって、ワークピース上に誘電体層の拡散率を制限するように、ワークピース内あるいはワークピース上で特定の特性を得るために実行される。通常、イオン注入工程は、多数のワークピースが同時に処理されるバッチ処理か、１枚のワークピースが個別に処理されるシリアル（連続）処理かの、いずれかが実行される。
【０００３】
例えば、従来の高エネルギー又は高電流バッチ式イオン注入機は、多くのウエハが、ホイール（輪）又はディスク（円盤）上に配置され、ホイールは回転され、イオンビーム中で径方向に平行移動されるように、イオンビームラインを得るように操作可能である。そのようにして、工程中、さまざまの時間に、ワークピースの全ての表面をビームに曝すものである。他方、典型的なシリアル処理では、イオンビームが、静止しているウエハを二次元的に横断してスキャンする。例えば、ある従来のシリアルイオン注入システムにおいて、ワークピースは、概して、静止したイオンビームに関して二次元で移動され、そこでは、イオンからの一定線量が、一般的に望まれる。したがって、イオンビームがワークピース上に衝突する時、イオンビームとワークピース間の相対運動は、一定であることが一般的に望まれる。イオンビームとワークピース間の、そのような相対運動は、ワークピースの表面を横断して実質的に一様なイオン注入を提供するために望ましい。
【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、ワークピースの平面で典型的なイオンビーム電流あるいはイオンビームの電荷は、ビームの断面で意味のある変化をし、そのような変化は、前記バッチ処理とシリアル処理の双方で、イオン注入での一様でない電位をもたらす。それゆえ、イオンビームがワークピース（例  ワークピースの平面）に衝突する時、イオンビームのプロファイル及び／あるいは軌道を理解しておくことが一般的に望ましい。例えば、ワークピース平面でのイオンビームの断面を横切る電荷分布及び／あるいはワークピース平面でのイオンの軌道を把握しておくことは、イオンの適切な線量を注入するため、及び／あるいはワークピースの適切な注入角度を達成するため、ワークピース表面に関してイオンビームの適切なスキャン経路を決定するために望ましい。従来、そのようなイオンビームのプロファイル測定は、厄介な、及び／あるいは時間がかかるものであり、しばしば、イオンビームが与えられた入力パラメータのセットを、いかに表すかの仮定に基づいていた。
【０００５】
それゆえ、目下の必要性は、ワークピース平面でイオンビームのプロファイル及び／あるいは軌道を決定するための、装置、システム及び方法に存在し、イオンビームを横切る電荷分布は、高度に効率的なやり方で、実験的に決定されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ワークピースの平面と関連する位置の関数として、イオンビームの電荷分布を決定するための装置、システム及び方法を提供する。したがって、以下は、本発明のいくつかの特徴についての基本的理解を提供するために、本発明の簡単な要約を示している。この要約は、本発明の広範囲の要旨ではない。本発明の主要な、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、ことを表している。その目的は、後に提示されるより詳細な記述の前触れとして、単純な形式で本発明のいくつかの概念を示すことである。
【０００７】
本発明の一例示的特長によれば、イオンビームプロファイリング装置は、イオン源から発射されるイオンビームのプロファイルを決定するために提供される。この装置は、イオンビームの経路に沿って配置される測定装置、第一軸の周囲のイオンビーム経路中を回転するように操作可能な第一プレート、及びイオンビームの経路中で第１プレートを回転させるように操作可能な駆動機構を含む。例えば、駆動機構は、ロータリアクチュエータあるいはモータを含む。したがって、測定装置は、第１プレートの回転中、イオンビームのビーム電流を検出するように操作可能であり、第１プレートは、その回転中、イオンビームの少なくとも一部を選択的に阻止し、また、水平方向（Ｘ方向）のイオンビームのビーム電流プロファイルが決定できる。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、駆動機構は第１プレートに操作可能に結合されるリニアアクチュエータを含み、上記リニアアクチュエータは、第１軸に沿って、あるいは平行に沿って、イオンビーム中で第１プレートを選択的にリニアに移動するように操作可能である。したがって、第１プレートは、そのリニア移動中、イオンビームを選択的に阻止し、垂直方向（Ｙ方向）でのイオンビームのビーム電流プロファイルが決定できる。
【０００９】
本発明の他の例示的特長に従えば、ビームプロファイリング装置は、さらに上記駆動機構に回転可能に結合された第２プレートを含み、上記駆動機構は、第１プレートの回転とは独立して、イオンビームの経路中、上記第１軸の周囲の第２プレートを回転するように操作可能である。例えば、そのような第２プレートの回転は、測定装置に達するイオンビームの他の部分を、少なくとも選択的に阻止し、イオンビームの捩れ角度は、最大ビーム電流が測定装置によって検知される時、第１プレート及び第２プレートの回転位置に、少なくとも一部は基づいて、決定できる。
【００１０】
前記および関連する目的の達成のために、本発明は以下に完全に記載され、特に請求の範囲に指摘された特徴を含む。以下の記述と付属の図面は、本発明を確実に説明する実施形態を詳細に説明する。これらの実施形態は、しかしながら、本発明の原理が使用される種々の方法の内の、いくつかを示している。本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、図面との関連で考えられる時、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】
【００１１】
本発明は、ワークピース中へのイオン注入に関連しているので、概して、イオンビームのプロファイル及び／あるいは軌道を決定するための、装置、システム、及び方法を指向するものである。したがって、本発明は図面に関連して記載されており、同じ参照番号は、初めから終わりまで、同じ要素を参照するために使用される。これら特徴は、単に説明であり、それらは制限する意味で説明されていない、ということが理解されるべきである。以下の記載で、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。しかしながら、本発明がこれら特別な詳細がなくても実施できることは、当業者には明らかであろう。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、本発明の一例示的特長に従うイオン注入システム１００を説明している。図１のイオン注入システム１００は、本発明の、上位のレベルの理解を提供するために説明されており、必ずしも同じ縮尺で描かれたものでないことは、注意されるべきである。したがって、種々の要素は、目的を明確にするために説明されているか、または、そうではない。さらに、描かれている種々の特徴は、種々の形状や大きさであり、あるいは全体を排除でき、すべてのそのような形状、大きさ及び排除は、本発明の範囲内に入るものと意図されていることが理解されるべきである。
【００１３】
例えば、イオン注入システム１００は、プロセスチャンバ１０５を含み、イオンビーム１１０は、それと関連する開口１１５を経由して上記プロセスチャンバに導入される。例えば、イオンビーム１１０は、公知のいかなる適切なイオンビーム形成システム１２０によって形成されてもよく、その詳細はここで議論されないが、スポットあるいはいわゆる“ペンシルビーム“の形式をとる密接な、実質的に平行な軌道に沿って共に進行する一群のイオンを含む。例えば、イオンビーム１１０は、プロセスチャンバ１０５内に配置された一般的な平面状ワークピース（図示されない）内へ、イオンを注入するために使用されることが可能である。
本発明によれば、プロセスチャンバ１０５は、通常、囲まれた真空室１２５を含み、プロセスチャンバ内の内部環境１３０は、プロセスチャンバ外の外部環境１３５から通常、隔離されるように操作可能である。例えば、真空室１２５は、実質的に低圧（例  真空）に内部環境１３０を維持するために配置され、装備される。プロセスチャンバ１０５は、さらに１あるいは複数のロードロック室（図示されない）に結合されてもよく、ワークピース（図示されない）は、プロセスチャンバ内の実質的な真空の損失なしに、プロセスチャンバの内部環境１３０と外部環境１３５の間を移送できる。プロセスチャンバ１０５は、代わりに、通常、非密閉処理空間（図示されない）から構成されてもよく、その処理空間は、通常、外部環境１３５と関連する。
【００１４】
本発明によれば、測定装置１４０（例  ファラディカップ）は、イオンビーム１１０の経路１４５内に備えられ、かつ、配置され、上記測定装置は、イオンビームと関連してビーム電流１５０を、通常、検出するように操作可能である。ビーム電流１５０は、例えば、制御器１５５によって処理されることができ、上記制御器は、イオンビーム形成システム１２０へ、１あるいは複数のビーム制御信号１５６によって、イオンビーム１１０を制御及び／あるいは維持するように操作可能である。本発明の他の実施形態によれば、イオンビーム１１０のプロファイルを決定するためのビームプロファイラ１６０が備えられ、上記プロファイラは、一例では、さらに、測定装置１４０を含む。ビームプロファイラ１６０は、第１プレート１６５を含み、上記第１プレートは、通常、ワークピース１７０に沿って、あるいは近くに存在する（例  Ｘ−Ｙ平面）。ワークピース１７０が、公知の技術の一つによって理解されるように、そこへイオン注入するためのプロセスチャンバ１０５内に配置される時、上記ワークピースは、例えば、（図示されない）ワークピースの（図示されない）表面と関連する。
【００１５】
ビームプロファイラ１６０は、さらに、駆動機構１７５に結合されて操作され、上記駆動機構は、イオンビーム１１０の経路１４５内で上記第１プレート１６５を移動し、及び／回転するように操作可能であり、そこで、イオンビームの少なくとも一部（図示されない）が、詳細が下に記載される測定装置１４０に入ることあるいは達することを、選択的に阻止する。一例で、ビームプロファイラ１６０の駆動機構１７５は、プロセスチャンバ１０５と外部環境１３５の間に配置され、そのため、磨耗と汚染は内部環境１３０内で最小にしか起こらない。例えば、駆動機構１７５は、第１プレート１６５に操作可能に結合された第１シャフト１８０を含み、上記第１シャフトは、さらに、第１ロータリモータ１８２（例  サーボモータ）に回転可能に結合されており、上記第１ロータリモータは、第１軸１８４の周囲で上記第１シャフトを回転可能に操作可能であり、よって、イオンビーム中１１０で第１プレートを回転させる。第１シャフト１８０は、通常、プロセスチャンバ１０５と外部環境１３５の間で、上記第１シャフトとプロセスチャンバとに関連するシール１８５によって封止されており、上記プロセスチャンバ内の内部環境１３０は、通常、上記外部環境から隔離されている。
【００１６】
本発明の他の例示的特長によれば、駆動機構１７５は、さらに、第１シャフト１８０に結合されて操作可能なリニヤアクチュエータ１８６を含み、このリニヤアクチュエータは、第１軸１８４に沿って、第１シャフトを選択的に、直線的に平行移動するように操作可能であり、通常、第１軸（例  ｙ−軸に沿って）に平行な方向に、イオンビーム中で第１プレート１６５を直線的に平行移動する。リニヤアクチュエータ１８６は、例えば、サーボモータ、ボールスクリュー、あるいは他の並進システムを含んでよく、第１プレート１６５は、第１軸に沿って、あるいは平行に、円滑に移動する。したがって、イオンビーム１１０中で第１プレート１６５の回転及び／あるいは並進は、以下により詳細に述べるように、第１プレートがイオンビーム中を通過するとき、測定装置１４０によって検知される変化するビーム電流１５０に基づいて、通常、制御器がイオンビーム（例  ｘ−ｙ平面で）のプロファイルを決定することを可能にする。
【００１７】
１あるいは複数の第１プレート１６５、第１シャフト１８０、及び第１ロータリモータ１８２に関連する第１エンコーダ１８７は、例えば、第１軸１８４の周囲で第１プレートの第１回転位置１８８を検出するように操作可能である。さらに、駆動機構１７５に関連するリニヤエンコーダ１８９は、例えば、１あるいは複数の第１プレート１６５及び第１シャフト１８０の直線上の位置１９０を検知するように操作可能である。そのような第１プレート１６５の第１回転位置１５５及び直線上の位置１９０は、例えば、第１プレートの物理的寸法（ディメンジョン）の知識と検出されたビーム電流とに基づいて、ワークピース１７０でイオンビーム１１０のプロファイル（例  イオンビームを横切るイオンビーム電流のプロファイル）を決定するために使用される。制御器１５５は、例えば、駆動機構１７５に供給される１あるいは複数の制御信号１９２によって、第１プレート１６５の回転及び並進を制御するように、さらに操作可能である。
【００１８】
さらに、イオン注入技術の当業者によって理解されるように、いわゆる“傾斜角度”は、ビームプロファイラ１６０によって特徴づけられ、第２回転プレート１９３は、さらに、ワークピースプレート１７０（例  ｚ―方向に）に関して、イオンビーム１１０の軌道角度を決定するために備えられている。例えば、イオンビーム１１０が、非直角の角度で（図示されない）ワークピース（図示されない）に衝突する時、及び／あるいは、ワークピースに関連する結晶あるいは他の構造（例  半導体物質、あるいはその上に形成された物質）に衝突する時、傾斜角度は、イオン注入を一様にする役割を果たす。例えば、第２プレートは、駆動機構１７５に回転可能に結合されており、上記駆動機構は、さらにイオンビーム１１０の経路１４５を通る第１軸１８４の周囲で、第２プレートを回転可能に操作可能である。第２プレート１９３は、第１プレート１６５から独立して回転可能であり、上記第２プレートは、さらに、駆動機構１４０に達するイオンビームの少なくとも他の部分（図示されない）を、選択的に阻止するように操作可能である。
【００１９】
駆動機構１７５は、例えばさらに、第２プレート１９３に操作可能に結合されている第２シャフト１９４を含み、上記第２シャフトは、さらに第２ロータリモータ１９５（例  サーボモータ）に回転可能に結合されており、上記第２ロータリモータは、第１軸１８４の周囲に上記第２シャフトを選択的に回転するように操作可能であり、よって、イオンビーム１１０中で上記第２プレートを回転する。さらに、１あるいは複数の上記第２プレート１９３、第２シャフト１９４、及び第２ロータリモータ１９５に関連する第２エンコーダは、例えば、第１軸１８４の周囲で上記第２プレートの第２回転位置１９７を検知するように操作可能である。他の例で、第２シャフト１９３は、また、プロセスチャンバ１０５と外部環境１３５との間で、シール１８５によって封止されており、上記プロセスチャンバ内の内部環境１３０は、概して、外部環境１３５から隔離されている。
【００２０】
上記第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、それぞれに定められた第１開口１９８及び第２開口１９９を含み、上記第１開口および第２開口は、イオンビーム中で回転可能である。上記測定装置１４０や制御器１９９とともに、第１開口１９８および第２開口１９９は、例えば、以下に論じられるように、決定されるべきワークピースの平面１７０に関してイオンビーム１１０の軌道の角度を、通常、決める。図２Ａ−２Ｃは、それぞれ、図１のビームプロファイラ装置１６０の側部正面図２００、前部正面図２０２、上面図２０４を説明しており、上述した種々の特徴がより明瞭に理解される。例えば、図２Ｂに説明されているように、第１プレート１６５に関連する第１開口１９８が示されており、上記第１開口は、通常、細長い第１スリット２０６よりなる。図２Ｃの第２プレート１９３と関連する第２開口１９９は、例えば、第１スリット２０６のそれと類似の大きさを有する細長い第２スリット２０８から、通常、構成することができる。
【００２１】
本発明によれば、図１及び２Ａ−２Ｃのビームプロファイラ装置１６０は、ワークピースの平面１７０あるいはその近くで、図１のイオンビーム１１０の電流プロファイル（また、ディメンジョナルプロファイルあるいは空間プロファイルと呼ばれる）の一致を得るために使用される。そのような電流プロファイルは、ワークピースへ、通常、一様なイオン線量を供給し、それによってワークピースを一様に処理するために、イオンビーム１１０中でのワークピースの並進速度を決定するのに、大変有利である。図３は、例えば、例となるイオンビーム２１０（例  Ｘ−軸に沿ってＺ−軸に垂直な、図１のイオンビーム１１０参照）を説明しており、イオンビームを横断する電荷あるいは電流の分布は、さらに、グラフ２１２に説明されている（例  Ｘ−軸に沿うイオンビーム電流のプロファイル）。グラフ２１２に見られるように、イオンビーム２００の中央領域２１５は、上記イオンビームの端部２２０より大きなビーム電流強度であり、それによって、上記イオンビームに沿う位置対ビーム電流のグラフ２１２で説明される、通常、釣り鐘の形をした曲線２２５を提供する。
【００２２】
一方、図３で説明される曲線２２５は、イオンビーム２１０の中央領域２１５の周囲で、概して、対称的であるが、イオンビーム電流のプロファイルは、しばしば、中央領域２１５の周囲で対称的でない、ということに注意されるべきである。このように、図１のイオン注入システムで、ワークピース（図示されない）を均一に処理するために、例えば、ワークピースを横切る均一なイオン注入が供給され、イオンビームを横切る電流プロファイルの決定は、非常に望ましい。イオンビーム２１０の図３の中央分布は、Ｘ−方向及びＹ―方向で、外見は似ておらず、そのような電流分布は、主として、イオンビーム形成システム１２０の配置の要因である。
【００２３】
図４Ａ―４Ｄは、第一の方向（例  ｙ−方向）のイオンビーム１１０のプロファイル１９１の決定中、種々の位置で図１の例示的ビームプロファイラを説明している。図４Ａ−４Ｄの第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、例えば、第１の軸１８４の周囲で互いに関して重なる（例  図５Ａ−５Ｈで説明されるように）ように配置されており、第１開口１９８及び第２開口１９９は、通常、同一直線上になく、イオンビームは、第１開口及び第２開口を介してイオンビーム形成システム１２０を横断できない。代わりに、第２プレート１９３は、上記ビームプロファイラから省略してもよく、その場合、第１プレート１６５は、第１開口１９８を含まない（例  通常、中空でない第１プレート）。
【００２４】
図４Ａ−４Ｄで、例えば、第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、リニヤアクチュエータ１８６を経由してイオンビーム１１０中で、第１軸１８４に沿ってあるいは平行に、直線状に徐々に平行移動する。図４Ａで、例えば、イオンビーム１１０全体は、概して、測定装置１４０に達することが可能である。第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、イオンビーム１１０中を徐々に横断し、図４Ｃ−４Ｄに説明されるように、イオンビームは徐々に阻止され、対応するビーム電流は、測定装置１４０によって検知され、図３のグラフ２１２に示された類似の、ｙ−方向のイオンビームのプロファイルを決定するために、図１の制御器１５５によって使用される。例えば、リニヤエンコーダ１８９によって確認された第１プレート１６５及び／あるいは第２プレート１９３の、図１の直線上の位置１９０は、ワークピース平面１７０でイオンビーム１１０のプロファイル１９１を決定するために、制御器１５５によって使用できる。
【００２５】
図５Ａ−５Ｈを参照すると、図１の例示されたビームプロファイラ１６０は、第２の方向（例  ｘ−方向）において、イオンビーム１１０のプロファイル１９１を決定する間、さらに種々の位置で説明される。さらに、第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、それらが重なるように、図５Ａ−５Ｈで説明されるように、第１軸１８４の周囲に回転され、第１開口１９８及び第２開口１９９は、通常、直線上になく、イオンビームは第１開口と第２開口を介して、イオンビーム形成システム１２０を横断できない。さらに、代わりのものとして、第２プレート１９３は、ビームプロファイラから省略されてもよく、第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、第１軸１８４の周囲に共に回転され、イオンビーム１１０は、測定装置１４０に達することが徐々に阻止される。
【００２６】
図５Ｅ−５Ｈにおいて、イオンビーム１１０は、上記イオンビームを過ぎる第１プレート１６５と第２プレート１９３のさらなる回転によって、測定装置１４０に徐々に達する。そのようなイオンビーム１１０の徐々の阻止及び／あるいは非阻止は、例えば、図１の制御器１５５へ変化するビーム電流を供給し、上記制御器は、図３のグラフ２１２に示されるような、第２の方向にイオンビームのプロファイル１９１を決定するように操作可能である。第１プレート１６５の第１回転位置１８８及び／あるいは図１の第２プレート１９３の第２回転位置１９７は、例えば、イオンビーム１１０のプロファイルの決定において、制御器１５５によって、さらに、使用できる。イオンビーム１１０のプロファイル１９１の決定は、イオンビーム経路１４５に沿って進行するイオンビームの阻止、非阻止、あるいは阻止と非阻止の双方によって決定されることができることに、さらに注意されるべきである。
【００２７】
図６Ａ−６Ｃは、本発明の他の特徴を説明しており、イオンビーム（ｘ−方向において）の傾斜角２５０は、ビームプロファイラ１６０を使用して決定できる。図６Ａで説明されているように、第１プレート１６５及び第２プレート１９３は、第１軸１８４の周囲に回転され、その結果、イオンビーム１１０は、第１プレートの第１開口１９８中のみを通過する。例えば、第１プレート１６５は、測定装置１４０によって検知されるビーム電流が最大であるように回転され、傾斜角度を決定するための、最大ビーム電流を供給する。
図６Ｂ−６Ｃにおいて、第２プレート１９３は、イオンビーム１１０が関連する第２開口１９９中を通過するまで徐々に回転され、第２プレートは、概して第１プレート１６５に対向する。したがって、図１に説明されるように、第１エンコーダ１８７からの第１回転位置１８８及び第２エンコーダ１９６からの第２回転位置１９７は、上記第１回転位置及び第２回転位置での第１開口１９８及び第２開口１９９の既知の距離間隔と連動して、イオンビーム１１０の傾斜角度２５０（ｘ−方向において）を決定するために、制御器１５５によって使用できる。
【００２８】
本発明のさらに他の例示的特長によれば、図７は、図１−６の例のイオンビームプロファイリング装置の統合と操作を説明する例示的方法３００の概略ブロックダイアグラムである。一方、例示された方法は、一連の工程あるいは事象としてここに説明され、記載されており、いくつかのステップが、本発明にしたがって、ここに記載され、示されるものと離れた他のステップと、異なる順序で及び／あるいは同じ順序で起こるかもしれないが、本発明は、そのような工程あるいは事象の説明の順序に制限されないということが理解されるであろう。さらに、説明されていないステップが、本発明に従うやり方を実行するために必要とされてもよい。さらに、上記方法は、ここに説明され、記載されたシステムばかいでなく、説明されない他のシステムと関連して、実行されてもよいことが理解されるであろう。
【００２９】
図７に説明されているように、上記方法３００は工程３０５で始まり、第１プレートは、イオンビームの経路中で第１軸に沿ってあるいは平行に伸ばされる。例えば、第１プレートは、上記イオンビームの経路中で、ワークピースに沿ってあるいは近くに伸ばされる。工程３１０において、イオンビームの電流は、イオンビームの経路中で第１プレートの伸長中に測定され、そして、工程３１５において、垂直方向（ｙ−方向）におけるイオンビームのビーム電流プロファイルは、イオンビーム中で、第１プレートの伸長中に測定されたビーム電流に、少なくとも部分的に基づき決定される。
【００３０】
工程３２０で、第１プレートは、イオンビームの経路中で第１軸の周囲に回転され、そして、工程３２５で、イオンビームの電流は、イオンビームの経路中で、第１プレートの回転中に測定される。工程３３０において、水平方向（ｘ−方向）でのイオンビームのビーム電流プロファイルは、イオンビーム中で、第１プレートの回転中に測定されたビーム電流に、少なくとも部分的に基づき決定される。
【００３１】
図８は、ワークピース平面に関して、イオンビームの傾斜角度を決定するための他の方法４００を説明している。上記方法４００は、工程４０５で始まり、第１プレートはイオンビーム中で回転され、そして、第１プレートに関連する第１開口は、イオンビームに関して、第１プレートの回転位置に基づき、イオンビームがその中を選択的に通ることを可能にする。イオンビームの電流は、第１プレートの回転中、工程４１０で測定され、そして、工程４１５で、イオンビームが第１開口を通過する時、イオンビームの最大第１電流が決定され、上記最大第１電流は、第１プレートの第１位置に関連している。
【００３２】
第１プレートは、工程４２０で第１位置へ回転され、そして、工程４２５で、第２プレートは、イオンビーム中で回転され、第２プレートに関連する第２開口は、イオンビームが第１開口を通過する時、イオンビームが選択的に第２開口を通ることを可能にする。工程４３０で、イオンビームの電流は、第２プレートの回転中、測定され、そして、工程４３５で、イオンビームが第１開口及び第２開口中を通る時、イオンビームの最大第２電流が決定され、最大第２電流は、第２プレートの第２位置に関連している。イオンビームの既知の位置に関してイオンビームの水平方向の傾斜角度は、工程４４０で決定され、水平方向の角度の決定は、第１プレートの第１位置と第２プレートの第２位置に、少なくとも部分的に基づいている。
【００３３】
本発明は、ある好ましい１あるいは複数の実施形態に関して示され、記載されているが、等しい代替や変形が、本明細書及び付属の図面の解釈や理解に基づき当業者に思いつくことは明白である。特に、上記記載された要素（アセンブリ、装置、回路等）によってなされる種々の機能に関して、そのような要素を記述するために使用された用語（“手段”への言及を含む）は、たとい示されなくとも、記載された要素（例  機能的に等しいもの）、構造的に等しくなくても、本発明のここに説明された実施形態において機能を果たす開示された構造に等しい、特定の機能を果たす如何なる要素にも対応する。さらに、本発明の特定の構造がいくつかの実施形態の一つのみに関して開示されていた場合、そのような特徴は、所望により、また、与えられた１あるいは複数の他の実施形態の他の特徴と組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一特長による例示的なイオン注入システムの概略の斜視図である。
【図２】２Ａ−２Ｃは、本発明の他の特長による図１のビームプロファイラの、それぞれ側部正面図、前部正面図、及び平面図である。
【図３】本発明の他の例示的特長による例示的なイオンビーム断面の正面図であり、ビーム電流プロファイルに関連する。
【図４】４Ａ−４Ｄは、本発明の他の特長による第１寸法において、ビームプロファイルを決定するための、種々の位置での例示的なビームプロファイラ装置の部分正面図である。
【図５】５Ａ−５Ｈは、本発明のさらに他の例示的特長による第２寸法において、ビームプロファイルを決定するための、種々の位置での例示的なビームプロファイラ装置の部分平面図である。
【図６】６Ａ−６Ｃは、本発明の他の例示的特長によるイオンビームの傾斜角度を決定するための、種々の位置での例示的なビームプロファイラ装置の部分平面図である。
【図７】本発明の他の例示的特長によるイオンビームプロファイルを決定するための方法のブロックダイアグラムである。
【図８】本発明の他の例示的特長によるイオンビームの捩れ角を決定するための方法のブロックダイアグラムである。
【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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Claims
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