(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入装置であって、
排気可能な注入室と、
注入されるイオン源と、
半導体ウェハにイオン注入するために、前記注入室内で前記イオンの平行な走査ビームを生成する走査装置とコリメータとの組み合わせ装置であって、注入室内に前記平行な走査イオンビームの理想中心線を形成する前記走査装置とコリメータとの組み合わせ装置と、
伝送線に沿って放射ビームを向ける電磁放射源であって、前記理想のビーム中心線を基準とするように取付けられているので前記伝送線が前記理想のビーム中心線を基準とする電磁放射源と、
走査ビームを受容するビームストップであって、ビームストップの固定ビーム検出装置を走査するイオンビームのタイミングを表示するタイミング信号を供給する固定ビーム検出装置を少なくとも一つ含む前記ビームストップと、
前記ビームストップと前記固定ビーム検出装置の位置とを基準にするように前記伝送線上に取付けられているインラインセンサとを備え、前記電磁放射源が、前記インラインセンサ上に放射の照射スポットを供給し、前記インラインセンサが、少なくとも前記ビーム走査方向に平行な方向に感知領域上の前記照射スポットの位置を示す信号を供給する感知領域を有し、これにより、前記固定ビーム検出装置の位置を、前記伝送線と前記理想中心線を基準として判定することができる、
イオン注入装置。
【請求項２】
前記ビームの走査方向に平行な線に沿って前記注入室内で移動可能で、且つ、走査ビームのアラインメントの検査に使用できる移動ビーム検出装置を更に備え
前記インラインセンサは、前記注入室に向けて取付けられて、移動ビーム検出装置の前記移動線を横断する伝送線に沿って受容した、前記電磁放射源からの放射に応答し、
前記移動ビーム検出装置が、センサで受容した前記放射を少なくとも部分的に遮る構造を有する移動ビーム検出装置であって、これにより、前記インラインセンサが、移動ビーム検出装置の所定の位置を少なくとも一つ表示する信号を与える、請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記インラインセンサが、前記センサが位置信号を供給する前記方向に対して垂直な方向にビームストップに対して正しい位置で調整できるように取付けられていて、前記伝送線に対して横方向である、請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記伝送線が、移動ビーム検出装置の前記移動線に対して基本的に垂直である、請求項２及び３のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記伝送線が、前記理想の中心線を含み、且つ、前記移動線に対して垂直な平面上にある、請求項２及び３のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項６】
移動ビーム検出装置の前記構造が、フラグである、請求項２に記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記フラグが、前記移動線に対して垂直に延長するスロットを有し、移動ビームストップが前記所定の位置にある時に前記放射にセンサを照射させるようにする、請求項６に記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記移動ビーム検出装置が、ビームが検出装置を走査する際に、ビームのイオンを受容するための前記ビーム走査方向に対して垂直に位置合わせされているスリット開口部を有し、前記フラグが、前記スリット開口部を含むビーム方向に対して垂直な平面上にある、請求項６又は７に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記電磁放射源が、注入室の外側に取付けられて、注入室が、前記放射を透過する窓を有し、窓を介して源からの放射が前記伝送線に沿って注入室に入射できる、請求項２、６及び７のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記インラインセンサが、注入室の外側に取付けられて、注入室が窓を有し、窓を介して前記放射が前記伝送線に沿って注入室を離れることができる、請求項２、６及び７のいずれか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
走査ビーム形式のイオン注入装置において固定ビーム検出装置の位置をイオンビームに対して基準とする方法であって、
イオン注入装置のビーム線を基準とする基準ビーム中心線を判定する工程と、
前記基準ビーム中心線を基準として、前記固定ビーム検出装置に向けて放射ビームを向ける工程と前記固定ビーム検出装置のところの前記放射ビームの位置を監視して、前記基準ビーム中心線に対する前記固定ビーム検出装置の位置を判定する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン注入装置に関し、特に、イオン注入に先立ってイオンビームを調整するために用いられる、ホルダ上のイオン注入されるウェハの角度と注入室内の移動ファラデーのアラインメントとを検査するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入装置は、長年にわたり、半導体ウェハの処理に使用されてきた。典型的には、必要とするイオン種のビームを生成して、ウェハもしくは他の半導体基板に向けることで、イオンがウェハの表面下に注入される。概して、イオン注入は、ウェハ内に必要とするドーパントイオンを注入することにより、半導体ウェハ内に変性した導電率を有する状態の領域を生成するために用いられる。
【０００３】
周知のイオン注入装置には、バッチ式の注入装置と枚葉式の注入装置とがある。枚葉式の注入装置では、通常、イオンビームを比較的速い速度で、ある垂直方向に横切るように走査して、そして、注入される一枚のウェハを、基本的に第二の垂直方向にイオンビームの横方向に往復して、機械的に移動する。イオンビームは、静電的に又は電磁的に走査することができ、スキャンビームを平行にすることは通例のことであるので、走査中は、ウェハに衝突するビームが所望のビーム方向に対して平行のままである。
【０００４】
イオン注入工程の間に、イオンビームがウェハに衝突する角度は重要である。多くのイオン注入は、イオンビームがウェハ表面に対して正確に垂直な状態で、即ち、イオンビームが、ウェハ表面の法線に対して零度の角度で行われる。例えば、イオンがウェハの結晶構造を透過する際のチャネリング作用を最小限にしたい、その他には、トレンチ壁面又は前の工程で用意されたウェハ表面上の他の物理的構造にイオン注入したい、あるいは、これらの構造によるシャドウイングを回避したい、と所望するというような他の工程においては、ウェハ表面の法線がイオンビームに対して所定の角度で、イオン注入が行われることもある。
【０００５】
イオン注入の角度を綿密に制御することは、大抵の場合重要で、特に、特定の工程で、零度のイオン注入角度を確保するために重要である。
【０００６】
イオン注入角度を調整するために、ホルダ上のウェハ平面に平行な軸線周囲で調整可能なウェハホルダが、枚葉式イオン注入装置において周知である。例えば、ＷＯ  ９９／１３４８８には、枚葉式イオン注入装置用の注入室が開示されており、この注入室では、ウェハをホルダに取付けて、ホルダを、注入室に入射する走査イオンビームの平面を通って往復して移動させることができる。イオンビームに対するウェハの角度を調整するだけでなく、ウェハが機械的に往復移動する方向についても変更するように、走査機構自体をウェハ平面を基本的に通る軸線周囲で回転させることができるので、ウェハホルダがウェハ平面上で常に往復することになる。
【０００７】
また、上述で引用の国際特許出願には、移動ファラデーについても開示されている。この装置は、ビーム走査範囲に渡って、別々の地点でドーズ注入量を調べるために、ビームを走査する方向の別の位置に移動させることができる。
【０００８】
ビームの平行性と走査の均一性とを確認するために、ビームの方向の手前に設けられた別の移動ファラデーと共に、上述の国際特許出願の移動ファラデーも用いられている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、イオン注入が正しい注入角度で行われるように、ウェハホルダ上のウェハのビームに対する角度を正確に確認するための、イオン注入装置における装置を提供することである。本発明のもう一つの目的は、注入室内で使用される移動ファラデーのアラインメントを確認するための装置を提供することで、これにより、移動ファラデーで測定する際に、注入室内での基準アラインメントを正しく基準とすることができる。
【００１０】
従って、一態様において本発明は、排気可能な注入室と、イオン注入の間、半導体ウェハを選択されたウェハ角度で保持するための注入室内部に配置されているホルダであって、前記ウェハの角度を変更するために、ホルダ上のウェハ平面に対して平行な、少なくとも一つの軸線の周囲で調整可能である前記ホルダと、前記注入室に向けて取付けられて、前記ホルダ上に保持されているウェハ表面で反射させる又は前記ホルダに保持された時のウェハの平面に対して平行か、もしくは既知の角度であるホルダ表面上で反射させるために前記放射を向けるように構成されている集束電磁放射源と、前記注入室に向けて取付けられて、ウェハ表面又は前記ホルダ表面により鏡面反射された前記放射源からの放射を受容するセンサであって、反射した放射に応答して、所定のウェハの角度を表示する信号を供給する前記センサとを有するイオン注入装置を提供する。上述で開示の装置は、センサからの信号を監視することにより、ウェハの角度を所定の角度に設定することができる。
【００１１】
好ましくは、前記電磁放射源と前記センサとを注入室の外側に取付けて、注入室が前記放射を透過する窓を少なくとも一つ有し、窓を介して前記放射源からの集束した放射を注入室に向けて、反射した放射が注入室を離れて前記センサで受容される。次に、注入室内にある別の感知装置を回避する。これは、イオン注入工程中のコンタミネーションを最小限にするために重要で、角度感知装置の有用性に対しても重要である。
【００１２】
好適な実施形態においては、前記反射した放射の照射スポットを前記センサ上に生成するように、放射源を構成する。典型的には、この放射源は、前記放射の実質的に平行なビームを供給するために構成されたレーザである。
【００１３】
このセンサは、感知領域を有することもでき、この感知領域が、少なくともウェハホルダの調整可能な軸線に対して垂直な方向に、前記領域上の照射スポットの位置を表示する信号を与える。このように、センサは、ウェハの所望の所定角度に対応する所望の基準値で、制御装置により比較される値の範囲を有する出力信号を供給することができる。
【００１４】
好適な実施形態の一つにおいては、イオン注入装置は、前記軸線の周囲でホルダの回転位置を調整する駆動ユニットと、前記センサからの信号に応答して、前記駆動装置を制御して、前記ホルダの位置を調整して、所定のウェハ角度に対応して前記照射スポットをセンサの感知領域上の所望の位置にする制御装置とを含む。
【００１５】
概して、イオン注入装置は、注入されるイオン源と、前記ホルダ上のウェハにイオン注入を行うために、前記注入室内で前記イオンの平行な走査ビームを生成する走査装置とコリメータとの組み合わせ装置とを有している。そして好ましくは、前記走査装置とコリメータとの組み合わせ装置が、前記平行な走査ビーム用の理想のビーム方向を形成する。走査装置とコリメータとの組み合わせ装置により形成された前記理想のビーム方向を基準とするように、前記放射源と前記センサとを取付け、それにより、前記所定のウェハ角度が、前記理想のビーム方向を基準にする。
【００１６】
一実施形態においては、前記走査装置とコリメータとの組み合わせ装置が、ビーム走査平面上のビーム方向に対して垂直な走査方向に、ビームを走査する。イオン注入装置はさらに、前記走査方向を含み、且つ、ビーム走査平面の垂線に対して移動角度を有する移動平面上のビーム走査平面を通ってウェハホルダを移動するためのアクチュエータと、前記移動角度を調整して、前記ウェハ角度を対応するように調整を行う第一の回転駆動ユニットと、前記走査方向に対して平行な軸線周囲でアクチュエータに対してウェハホルダの角度を変更して、前記移動角度に対してホルダ上のウェハの角度を調整する第二の回転駆動ユニットと、前記センサからの信号に応答して、前記第一の回転駆動ユニットを制御して、前記移動角度と前記ウェハ角度とを調整して、所定のウェハ角度に対応して前記照射スポットをセンサの感知領域上の所望の位置にして、且つ、前記アクチュエータがウェハを移動して、ウェハ表面への前記放射の反射地点を動かす場合には、前記第二の回転駆動ユニットを制御して、移動角度に対してウェハ角度を調整して、前記センサ上での前記スポットのいずれの動きも最小限にする制御装置とを含む。
【００１７】
また、本発明は、排気可能な注入室と、注入されるイオン源と、半導体ウェハにイオン注入を行うために、前記注入室内で前記イオンの平行な走査ビームを生成する走査装置とコリメータとの組み合わせ装置と、前記ビームの走査方向に平行な線に沿って前記注入室内で移動可能で、且つ、走査ビームのアラインメントの検査に使用できる移動ビーム検出装置と、前記注入室に向けて取付けられている電磁放射の点源と、前記注入室に向けて取付けられて、移動ビーム検出装置の前記移動線を横断する伝送線に沿って受容した、前記点源からの放射に応答するインラインセンサとを有し、移動ビーム検出装置が、センサで受容した前記放射を少なくとも部分的に遮る構造を有する移動ビーム検出装置であって、これにより、前記インラインセンサが、移動ビーム検出装置の所定の位置を少なくとも一つ表示する信号を与えることを特徴とするイオン注入装置についても提供する。係る装置により、ビーム走査方向への移動線上にある移動ビーム検出装置（ファラデーであっても良い）の基準位置を少なくとも一つ、正確に確認することができるので、ビームのアラインメントを検査するために移動ビーム検出装置を続いて使用する際に、既知の基準位置を基準とすることができる。
【００１８】
好ましくは、ウェハ角度を確認するために、前述の装置と組み合わせて、移動ビーム検出装置の基準点を検査するための上述の装置を用いることができる。次に、上述の電磁放射の点源を、同様にウェハ角度のチェックに用いることができる集束放射源により構成することもできる。イオン注入装置にはさらに、ウェハホルダを走査ビーム平面を横切って移動させるためのアクチュエータを含むべきである。このように、点源からの電磁放射と交差するようにウェハホルダを配置して、この放射を反射して、ウェハ角度の確認に使用することができるし、また、点源からの放射を避けるように移動させることもできるので、放射を上述の伝送線に沿って伝送して、移動ビーム検出装置の位置を確認するために用いることができる。
【００１９】
ある好適な実施形態においては、前記走査装置とコリメータとの組み合わせ装置が、注入室内に前記平行な走査イオンビームの理想中心線を形成する。そして、前記放射点源が、前記伝送線に沿って前記放射ビームを向けるが、これは、前記理想のビーム中心線を基準とするように取付けられているので、前記伝送線と移動ビーム検出装置の前記所定の位置とが、前記理想のビーム中心線を基準とする。次に、イオン注入装置は好ましくは、走査ビームを受容するビームストップを含み、前記ビームストップが、ビームストップの固定ビーム検出装置を走査するイオンビームのタイミングを表示するタイミング信号を供給する固定ビーム検出装置を少なくとも一つ含み、前記放射点源が、前記インラインセンサ上に放射の照射スポットを供給し、前記インラインセンサが、前記ビームストップと前記固定ビーム検出装置の位置とを基準にするように取付けられていて、前記インラインセンサが、少なくとも前記ビーム走査方向に平行な方向に前記領域上の前記照射スポットの位置を示す信号を与える感知領域を有し、それにより、伝送線を基準とする前記固定ビーム検出装置の位置を判定することができる。
【００２０】
好ましくは、前記伝送線が、移動ビーム検出装置の前記移動線に対して基本的にに垂直である。前記伝送線は、前記理想中心線を含み、且つ、前記移動線に対して垂直な平面上にあっても良い。
【００２１】
好ましくは、移動ビームストップの前記構造はフラッグであって、前記移動ビームセンサが、ビームが検出装置を走査する際にビームイオンを受容するための前記ビーム走査方向に対して垂直に位置合わせされているスリット開口部を有し、前記フラッグは、前記スリット開口部を含むビーム方向に対して垂直な平面上にある。
【００２２】
好ましくは、前記インラインセンサも、注入室外部に取付けられている。注入室がさらに窓を有し、この窓を介して、前記放射が前記伝送線に沿って注入室を離れることができる。
【００２３】
本発明はまた、排気可能な注入室と、注入されるイオン源と、半導体ウェハにイオン注入するために、前記注入室内で前記イオンの平行な走査ビームを生成する走査装置とコリメータとの組み合わせ装置であって、注入室内に前記平行な走査イオンビームの理想中心線を形成する前記走査装置とコリメータとの組み合わせ装置と、伝送線に沿って前記放射ビームを向ける電磁放射源であって、前記理想のビーム中心線を基準とするように取付けられているので前記伝送線が前記理想中心線を基準とする電磁放射源と、走査ビームを受容するビームストップであって、ビームストップの固定ビーム検出装置を走査するイオンビームのタイミングを表示するタイミング信号を供給する固定ビーム検出装置を少なくとも一つ含む前記ビームストップと、前記ビームストップと前記固定ビーム検出装置の位置とを基準にするように前記伝送線上に取付けられているインラインセンサとを有し、前記放射ビーム源が、前記インラインセンサ上に放射の照射スポットを供給し、前記インラインセンサが、少なくとも前記ビーム走査方向に平行な方向に感知領域上の前記照射スポットの位置を示す信号を供給する感知領域を有し、これにより、前記固定ビーム検出装置の位置を、前記伝送線と前記理想中心線を基準として判定することができるイオン注入装置についても提供する。
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、例示により説明する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、イオン源１０により注入用のイオンビームを生成する。イオン源からのイオンは、分析マグネット１１を通過するので、所望の質量／エネルギー割合のイオンのみが、分析マグネット１１の出口にある質量選択スリット１２を通過する。次に、所望の質量／エネルギー割合のイオンのビーム１３が、ビーム走査装置１４に入射して、ビーム経路を横切る方向に図１の用紙の平面上を往復して、ビームを偏向する。典型的には１００乃至２００Ｈｚといった、比較的速い繰り返し速度で、このビームをビーム走査装置１４で走査することもできる。
【００２６】
ビーム走査装置１４から出射した走査ビーム１５は次に、コリメータ１６に入射する。コリメータは、ビームの走査位置に応じて異なる分量で被走査ビーム１５を屈曲するよう構成されているので、コリメータ１６から出射した走査ビーム１７は、ビームを往復して走査する際に、所望のビーム経路に対して基本的に平行のままである。
【００２７】
コリメータ１６から出射した平行な走査ビーム１７は、処理室１８に入射して、ウェハホルダ２０に取付けられているウェハ１９にビームが衝突することになる。ビーム走査装置１４及びコリメータ１６は、走査ビーム１７がホルダ２０上のウェハ１９の幅を丁度横切るように拡がって、ビームを往復して走査する際に、ウェハを横切るストライプを有効に引き出すように設計されている。
【００２８】
ウェハホルダ２０自体は、アクチュエータ２２により保持されている往復走査アーム２１に取付けられていて、アクチュエータ２２が、ウェハホルダ２０とその上のウェハ１９とに走査ビーム１７の平面を通る往復運動をさせるので、ウェハのすべての部分にビームのイオンを注入することができる。概して、ウェハホルダ２０の往復走査運動は、典型的には１Ｈｚというオーダーの、比較的遅い繰り返し速度で行われる。
【００２９】
これまで説明したイオン注入装置の構成要素を、周知のイオン注入装置のように構成することもできる。特に、一度に一枚のウェハにイオン注入するためのイオン注入装置であって、ハイブリッド走査システムを用いるイオン注入装置では、イオンビームをある方向に横切るように走査して、同時に、ウェハを垂直方向に機械的に往復させる。前述のように、この形式のイオン注入装置については、ＷＯ  ９９／１３４８８に記載されている。図１に図示されている、本発明の例示の、イオン源、質量分析、走査及びコリメート用の装置については、同業者に周知の種類とすることもできる。例えば、ビーム走査装置１４が、電磁走査もしくは静電走査のいずれかを用いても良いし、同様に、コリメータ１６が、磁場又は静電場を用いても良い。
【００３０】
上述の先行技術の明細書には、処理室１８内でウェハホルダ２０の往復運動を行うための特定の機械的システムが開示されているが、適した機械的装置ならばいずれものでも代替として用いることができる。しかしながら、明らかに重要なことは、機械的な走査システムが、ホルダ２０上のウェハ１９の平面に対して平行な軸線２６等の、回転軸線周囲でウェハホルダ２０を調整することができる。ウェハ角度を軸線２６周囲で回転して調節できることは、矢印２７により、図１に示されている。軸線２６は、ウェハ１９に平行であるばかりでなく、イオンビームの走査平面に対しても平行である。即ち、図１の用紙平面に対して平行である。
【００３１】
処理室１８においては、ビームストップ２３が、ウェハ１９の後ろに配置されていて、ウェハホルダ２０がビームと交差しない位置にある場合に、走査ビームを受容する。また、移動ファラデー２４が、ウェハホルダ２０のすぐ後ろに設けられている。移動ファラデーは、移動ファラデーを走査するイオンビームに応答して、電流パルスを与えるように設計されている。移動ファラデー２４を、イオンビーム走査全体の各種地点のイオンビームにより与えられるイオンドーズ量率の測定値を得るために用いることもできる。この目的のために、走査ビームの走査範囲に渡る様々な地点に対して、矢印２５の方向に、移動ファラデー２４をイオンビームの方向を横切って移動させることができる。
【００３２】
ホルダ２０上のウェハ１９にイオン注入する間、イオン注入の間のイオンビームのドーズ注入量率を表示する信号を与えるように、ウェハホルダ２０の端をわずかによけて、移動ファラデー２４を、イオンビームの走査範囲の一方の端部近くに配置することもできる。
【００３３】
これまで、この応用について説明してきたが、走査ファラデー２４は、上述の先行技術明細書ＷＯ  ９９／１３４８８に記載されているイオン注入装置に開示されているファラデーと同じ機能を提供するものである。
【００３４】
これから図２を参照すると、注入室内のウェハホルダを往復させるための機械的装置の詳細がより詳しく図示されている。ウェハ３２を保持して、走査アーム３３の内側端部に取付けられているウェハホルダ３１を示すために、注入室３０は、角部分を破断して図示されている。走査イオンビーム３４は、開口部３５を通って注入室３０に入射する。完全なイオン注入装置内で、開口部３５が、例えば、図１に図示されているようなコリメータ１６等の、注入室３０手前の別の排気室と連通することが理解されるであろう。
【００３５】
走査アーム３３は、全体が３６として示されている走査装置により、注入室３０内部に取付けられている。走査装置は、図２では直接図示されていない側壁を貫通する円形アパーチャを閉鎖するために、回転真空シール３８により注入室３０の側壁に取付けられている回転ディスク３７を備えている。
【００３６】
回転ディスク３７は、３９として点線で示されている長いアパーチャを有しており、アパーチャ自体は摺動プレート４０により覆われる。摺動プレート４０は、回転ディスク３７の長いアパーチャ３９を通って延長している走査アーム３３を保持している。線形真空シールが、摺動プレート４０と回転ディスク３７の間に設けられていて、注入室３０の内部を閉鎖する。
【００３７】
走査ビーム３４を通るウェハホルダ３０の往復運動は、アクチュエータ４１により行われる。アクチュエータ４１は、摺動プレート４０を矢印４２の方向に往復駆動させ、走査アーム３３のこの運動は、回転ディスク３７を貫通する長い開口部３９内で行われる。アクチュエータ４１自体は、マウント４３により回転ディスク３７に取付けられている。
【００３８】
図２に図示されている走査機構の動作では、矢印４４の方向に回転ディスク３７の回転位置を調整することにより、ホルダ３１上のウェハ３２をイオンビーム３４に向ける角度を調整する。ウェハとイオンビームとの間の角度を調整するとともに、回転ディスク３７の回転を調整することによっても、摺動プレート４０が走査アーム３３に加える往復運動の方向を調整するので、往復運動は常に、ホルダ３１に保持されたウェハ３２の平面上にある。
【００３９】
また、ここではウェハホルダ３１の一方の側に配置されている移動ファラデー５０についても図２に図示されているが、走査ビーム３４の走査範囲内に存在する。ホルダ３１上のウェハ３２にイオン注入する間、走査ビームは、ビームの走査毎に移動ファラデー５０をさっと通るので、ビーム３４が各々通過する間に走査ファラデー５０が受容した電荷が、ビームの走査毎のウェハに対するドーパントイオンの注入量率の表示する。走査ファラデー５０からの電流信号を、積分器５２へのライン５１に供給し、積分器５２が、各ビーム走査毎のファラデーに移送された電荷量を示す信号を生成して、ライン５３及び走査制御装置５４に供給する。注入されるウェハ３２の表面全体に必要なドーズ量のドーパントイオンを均一に注入するように、走査制御装置５４を用いて、ファラデー５０からの測定されたドーズ率に応答して、イオンビームを介して、ウェハホルダ３１の機械的走査速度を制御する。
【００４０】
イオン注入中に、ドーズ量に関連して走査機構３６及びファラデー５０を走査制御に利用することについては、上述で引用した国際特許出願に、より詳細に記載されている。
【００４１】
移動ファラデー５０はまた、走査ビーム３４の走査範囲全体に渡るビーム電流の均一性を調べるためにも用いられる。この目的のために、走査範囲の選択された地点の走査ビームと交差するように、ファラデー５０を、ビームの方向に垂直で且つ走査ビームの平面に平行な方向５５に移動することができる。図２に図示されている装置で走査ファラデー５０を走査ビームを横切るように移動させるためには、アクチュエータ４０を操作して走査アーム３３を一番上又は一番下の位置に動かすことにより、まずウェハホルダ３１をビームの進路から外れるように移動させることが必要である。しかしながら、走査ファラデー５０は実際のところ、ウェハホルダ３１の平面とは若干異なる平面上に配置することもできることが理解されるであろう。例えば、図１に図示されているように、ウェハホルダ３１のわずかに後ろに配置することもできる。そして、ウェハホルダ３１を妨げることなく、移動ファラデー５０を走査ビーム全体に移動することもできる。
【００４２】
ビームの走査範囲に渡るビーム電流の均一性を監視するために移動ファラデー５０を用いることについても、上述で引用の国際特許出願に、より詳細に記載されている。
【００４３】
しかしながら、移動ファラデー５０でビームの均一性を監視するためには、走査ファラデー５０の位置を知ることが必要であることを理解されたい。
【００４４】
走査ファラデー５０を用いて、走査ビームのアラインメント、特に、走査ビームの平行性について検査することもできる。即ち、走査範囲全体に渡って、意図するビーム方向に対してビームが正確に平行であるか、検査することもできる。本願では、移動ファラデーの位置を正確に知ることが必要である。
【００４５】
上述で引用の国際特許出願においては、ビームアラインメントとビームの平行性とを監視する目的で、更にビームの手前にある追加の移動ファラデーと共に、移動ファラデー５０を用いる。しかしながら、我々の、１９９９年１０月１２日付英国特許庁出願の同時係属出願第＿＿＿号には、特別に設計されたビームストップを組み合わせた単一移動ファラデーを用いて、ビームアラインメントとビームの平行性とを検査するための別の装置が開示されている。
【００４６】
再び図１を参照すると、６０として図２に部分的に図示されているビームストップ２３は、走査ビーム３４全体を収容するのに十分な開口部を有している。ビームストップ２３は、走査ビームを受容する水冷式ビームストッププレート２８を含む。ビームストッププレート２８の前面には、３本のスリット２９が設けられていて、スリット２９は、ビームの走査平面を横切るように延長していて、スリット２９とそろえられているプレート２８内の孔４５と連通している。各孔４５には、各々、それ自体がビームストッププレート２８から絶縁されている集電ロッド４６が収容されている。いつビームが各スリット２９を走査するかを示すタイミング信号として、ビームストッププレート２８内のこれらの集電ロッド４６の電流信号を用いることができる。走査ビームを横切る対応する位置にある移動ファラデー５０からの電流信号のタイミングと組み合わせて、これらのタイミング信号を用いることにより、ビームアラインメントとビームの平行性とを検査して、確認することができる。
【００４７】
この技術についてのより詳細な説明は、上述の同時継続出願を参照されたい。
【００４８】
上述のように、半導体ウェハにイオン注入する間、注入角度を整えること、即ち、ウェハの法線とイオンビームとの間の角度を正確に制御することは、重要である。
【００４９】
これから図３及び図４を参照すると、図示されている装置では、注入室内のウェハホルダに取付けられているウェハの角度を、所望の所定角度に対して正確に設定することができるので、注入角度を実質的に正確に制御できる。
【００５０】
図２、図３及び図４では、対応する部品に同じ参照番号が付けられている。従って、図３のウェハホルダ３１は、アパーチャ３５を通って注入室３０に入射する走査イオンビーム３４よりも完全に上の位置でウェハ３２を保持している状態で、図示されている。
【００５１】
アクチュエータ４１（図２）を操作して、摺動部材４０をこのストロークの上部端に駆動することにより、図３のウェハホルダ３１を、ビームの上のこの位置に移動させることができる。摺動部材４０の往復運動が、ウェハホルダ３１を図３の矢印６１の方向に上下に動かす。回転ディスク３７（図２）の回転位置を調整することにより、ウェハホルダ３１の直線運動の角度を調整する。即ち、矢印６２で示されているような新しく角度付された方向に調整することができる。回転ディスク３７を設定して、ウェハホルダ３１を矢印６２の方向へ移動する場合、ウェハホルダ３１上のウェハ３２自体が、イオンビーム３４の方向に対してもはや垂直ではない、対応する角度に保持される。
図３においては、図示のように、ホルダがその往復動程の最上端に位置する時にウェハホルダ３１上のウェハ３２に衝突するように、注入室３０の外側に取付けられているレーザ源６３が、レーザビーム６４を窓６５を介して注入室３０内に向ける。ウェハホルダ３１がウェハ３２を保持している間は、ウェハの法線は、注入室３０の基準ビーム方向に対して正確に平行であるので、レーザからの光線を、窓６５を介してライン６６に沿ってウェハ表面から反射して戻し、レーザ源６３に隣接しているセンサ６７を照射する。
【００５２】
レーザビーム６４がセンサ６７に鏡面反射されるように、この角度チェックに用いられるウェハ３２を研磨しなければならないことが理解されるであろう。
【００５３】
センサ６７は、好ましくは、軸線が垂直な一次元位置感応検出器である。この軸線は、注入室を通る公称ビーム方向に対して垂直であって、且つ、ウェハホルダ３１の回転調整軸線に対しても垂直である。
【００５４】
ウェハ３２の反射に続いて、小さな光のスポットをセンサ６７の表面に投げかけるように、レーザ源６３を構成する。次に、注入室３０内の公称ビーム方向に対して所定の角度であるウェハホルダ３１上のウェハ３２の法線に対応して、センサ上の光のスポットがセンサ上の位置にあるか、センサ６７からの信号を用いて確認する。ここで説明の実施形態においては、この所定の角度はゼロなので、レーザ源６３とセンサ６７とを備えるシステムを用いて、ゼロ角度注入を行うように注入室を設定することができ、そして、ウェハホルダ３１を回転調整する駆動装置がこの所定の角度を基準とすることができる。
ウェハホルダ３１が零度以外の注入角度をとるように、レーザ源６３とセンサ６７とを設定することができることが理解されるであろう。一旦、回転ディスク３７の駆動ユニットが、既知の基準角度を取ったならば、他のいずれの角度に対しても、機械的走査装置３６の回転ディスク３７を正確に駆動できると仮定することもできる。
【００５５】
図１を参照すると、図面の７０の位置に、センサ６７が概略で図示されている。センサ７０からの信号を、ライン７１を介して制御装置７２に供給する。ウェハホルダ２０の回転位置を調整するための駆動ユニットは、図１の２２に示されていて、制御装置７２からのライン７３の駆動信号により制御される。従って、制御装置７２をプログラムして、センサ７０からのライン７１の信号に自動的に応答して、駆動ユニット２２を駆動して、センサ７０からの信号が、ウェハが所定の基準角度であることを表示するまで、ウェハホルダ２０を回転させることができる。駆動装置２２は、制御装置７２に位置するフィードバックをするレゾルバを有する。センサ７１の信号により表示されるような、ウェハのゼロ角度注入位置に対応するレゾルバの読出しを記録するように、制御装置を構成する。次に、ウェハホルダ２０が零度以外の角度でイオン注入されるよう回転する時に、このゼロ角度レゾルバ読出しを、基準位置読出しとして用いる。
【００５６】
他の実施形態においては、レーザ源６３を、別の電磁放射源と置換することもできる。例えば、ウェハ３２で反射する時に、センサ６７を照射する小さなスポットに光を集束するよう構成した、集束光源を用いることもできる。
【００５７】
一つの一次元位置センサをセンサ６７に用いる場合には、センサからの出力を、センサ上の光のスポットの位置を表す大きさを有する信号に変換する。次に、センサ６７からの位置信号が所定の大きさを有するまで、制御装置７２がウェハの角度を調整する。センサ６７としての使用に適した位置感応検出器（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）の形式は、浜松ホトニクス株式会社のＳ３９７９／Ｓ３９３１／Ｓ３９３２である。
【００５８】
位置感応検出器の代わりに、センサ６７は単純な光センサであっても良く、この場合、反射光ビーム６６が直接センサ上にある時に、センサ６７からの信号の大きさが最大となる。
【００５９】
選択された周波数で光ビーム６４を調光するようにレーザ源６３を構成すると、制御装置７２は、センサ６７からの信号の対応する周波数変動の振幅に応答する。この装置により、周辺光の影響を低減する。
【００６０】
再び図３及び図４を参照すると、走査ビーム３４の走査方向にファラデーを様々な位置に移動させることができる伸縮自在アーム８０に取付けられている、移動ファラデー５０が図示されている。
【００６１】
図３に点線で示されている８１の位置に、ウェハホルダ３１を直線駆動装置４１により移動する場合には、ウェハ３２がレーザビーム６４を妨げず、レーザビームが伝送線８２に沿って続いて、注入室の後部壁８４にあるもう一つの窓８３を通って注入室３０から出射する。窓８３を通過するレーザビームにより照射されるように、追加の光センサ８５を注入室の外側に取付ける。
【００６２】
図４に図示されているように、注入室の中心線に沿って、注入室の基準ビーム方向に平行な方向に、レーザビーム６４を向ける。
【００６３】
ファラデー５０は、ファラデーから後ろの方向に延長していて、後部端にフラグ８７を保持しているアーム８６を有している。正確に注入室の中心線上になるように、伸縮自在アーム８０により、ファラデー５０を配置する時に、フラグ８７が、伝送線８２に沿ってセンサ８５へ進むレーザビームを受容する。好ましくは、フラグ８７は、フラッグ８７に衝突するレーザビームの集束スポットの直径と同じ寸法の細いスリット又は小さな孔を含む。従って、ファラデー５０が中心線に近い時には、レーザビームのスポットが孔又はスリットを照射して、レーザー光がスリット又は孔を通過して、センサ８５を照射する。光センサからの信号が最大の時に、ファラデー５０の正確なアラインメントを判定する。
【００６４】
再び図１を参照すると、センサ８５が、ビームストップ２３の後ろに概略で図示されている。センサ８５からの信号を、ライン８９に沿って制御装置７２に供給する。ライン８９からアクチュエータ９０、そして移動ファラデーの伸縮自在アーム８０に送られる制御信号により、制御装置７２が、移動ファラデー２４の位置の調整を制御する。
【００６５】
アクチュエータ８８はまた、制御装置７２に位置フィードバック信号を供給し、この位置フィードバック信号は、この後で移動ファラデーの基準位置として用いるために、制御装置７２により記録される。このように、移動ファラデーの次の位置決めを正確に行うことができる。前述で説明したように、イオンビームのアラインメントを設定するためと、ビームの平行性を検査して確認するためとに、この例ではビームストップからのタイミング信号と共に移動ファラデーを用いることもできる。
上述の例においては、ウェハホルダ３１のウェハの角度を検査するために同じレーザ源６３を用い、移動ファラデー５０の基準位置を検査するためにもこの同じレーザ源６３を用いる。別の装置においては、移動ファラデーを検査するために、独立した光源を用いることもできる。また、移動ファラデー用の光源が集束した光源である必要はないが、センサ８５上のフラグ８７の正確な影を包含する、点光源の形状を取ることもできる。
【００６６】
図３及び図４に図示されている装置により、移動ファラデーの基準位置を注入室の中心線に合わせることができるし、別の基準位置が注入室内で正確に判っているならば、別の基準位置を選択することもできる。
【００６７】
本発明の別の実施形態においては、ファラデーの入射スリットと同じ平面上になるように、フラグ８７を直接ファラデー５０に取付ける。これにより、フラグ８７とファラデー５０とのミスアラインメントによるエラー、即ち、フラグ８７のスロットとファラデー５０の入射スリットとが、注入室の基準中心線に対して正確に平行に位置合わせされていないというようなエラーが発生する、いずれの可能性も回避する。
【００６８】
更に別の実施形態においては、光源６３に比較して、センサ８５を走査ビーム３４の平面の反対側に配置するので、図３のページの上から下まで、光源が斜めに横切る。次に、イオンビーム方向に対して垂直以外のウェハホルダ３１の基準ウェハ角度を設定するために、レーザ源６３からのビーム６４を用いることもできる。例えば、ウェハ法線の基準角度を、ビーム方向に対して２０°に設定することもできる。ゼロ注入角度を含む、ウェハホルダ３１の必要な注入角度を確立する制御装置７２により、この基準角度を、ある基準として更に用いることができる。
【００６９】
図３及び図４においては、レーザビーム６４を、ウェハホルダ３１上のウェハ３２の中心で基本的に反射する。矢印６１の方向にウェハホルダ３１を移動させることにより、ウェハ３２の反射点を、ウェハを横切って走査することができる。また、ウェハホルダ自体が、走査アーム３３上でウェハ３２の法線周囲を回転できるように、即ち、図２に図示されている矢印９０の方向に回転できるようにすることもできる。走査アーム３３上でウェハホルダ３１の回転位置を変更することにより、そして、走査アームの移動位置についても変更することにより、ウェハ３２上にある地点すべての角度を検査することができる。従って、ウェハホルダ３１の平面からのいずれの偏りについても検査するために、本システムを用いることもでき、本システムではウェハ３２の反射表面の平坦性の対応する偏りを記録する。
【００７０】
図５及び図６を参照して、本発明のもう一つの実施形態について、これから詳細に説明する。図５では、図３に図示されている構成要素と本質的に同じ構成要素には、同じ参照番号が付けられている。
【００７１】
図５を参照すると、図３の装置と比較して、レーザ源６３が、走査イオンビーム３４のラインに近い位置で、注入室３０の外側に取付けられている。それにもかかわらず、図３で図示のように、ウェハホルダ３１上のきれいな未処理のウェハで反射して戻るように、レーザ源６３からのビーム６４を向ける。ウェハホルダ３１が所定の角度になっている時、反射したビーム６６がセンサ６７を照射する。ウェハホルダ３１の回転調整軸線に対して垂直の、図５中で縦になっている一次元位置感応検出器であるセンサ６７を監視することにより、ウェハホルダ３１上のウェハの正しい角度を判定する。窓９１を注入室３０の正面壁に設けて、レーザビーム６４と反射ビーム６６とが注入室に入射して出射するようにさせる。
【００７２】
図５の例では、レーザ源６３からのレーザビーム６４を、イオンビーム３４の平面に対して平行に、基本的に水平に向ける。その結果、反射ビーム６６に基準位置のセンサ６７を照射させるウェハホルダ３１の所定の角度は、イオンビームに対してもはや垂直ではなく、垂直（ゼロ注入角度）位置に対して約１°といった小さな角度である。前述のように、この設定角度が正確に判っているならば、センサ６７からの信号に応答して、制御装置は、この値に対してホルダの回転調整を行うために、エンコーダ読出しを参照する。これにより、制御装置は、他のいずれの所望の角度でも、ウェハホルダ３１の角度位置を正確に制御できる。
【００７３】
レーザビーム６４から外れるようにウェハホルダ３１を移動させる時に、このビームが、注入室３０の後部壁８４の外側に取付けられているインラインセンサ８５を照射する。小型の窓９２を設けて、レーザビームが後部壁を通過してセンサ８５を照射するようにする。
【００７４】
図３及び図４の装置により、この構成で、移動ファラデー５０の基準位置を設定するためにレーザビーム６４を用いる。図５に図示されているように、移動ファラデーが基準位置にある場合以外では、レーザビーム６４の障害物となるフラグ９３を、移動ファラデー５０に取付ける。この実施形態においては、フラグ９３は、移動ファラデーの入射スリットと基本的に平行に並べらていて、入射スリットに対するフラグのミスアラインメントに起因するエラーを最小限にする。
【００７５】
図５に図示されている例で重要なことは、レーザ源６３と反射センサ６７とを、どちらもブラケット９４により取付ける。ブラケット９４自体は、（図１の１４及び１６に概略で図示されている）走査装置とコリメータとの組み合わせ装置のコリメータ部分のハウジング９５に直接取付けられている。また、インラインセンサ８５自体が、ビームストップ６０のケーシング９７のフランジ９６に堅固に取付けられている。
【００７６】
コリメータ部９５から出射する平行な走査ビームの理想中心線とビーム方向とを形成するように、走査装置とコリメータとの組み合わせ装置を設計することが、イオンビームの静電又は電磁走査及びコリメート技術の当業者ならば理解されるであろう。実際面では、走査装置とコリメータとの組み合わせ装置が設計されたように、コリメータから出射する走査ビームが実際に、理想中心線に中心を合わせて位置合わせされるように走査装置とコリメータとの組み合わせ装置の各種の制御可能なパラメータが調整されている時だけ、走査装置とコリメータとの組み合わせ装置がその仕様に従って作動する。
【００７７】
従って、コリメータのハウジング９５から直接レーザ源６３と反射センサ６７とを監視することにより、レーザ源と反射ソースとを、コリメータに対して正確に幾何学的に基準とすることができ、よって、コリメータにより形成された理想のビームと方向とを基準とすることができる。このように、レーザ源６３と反射センサ６７とを用いて注入室３０内のウェハ角度を設定する。この角度はまた、理想のビーム中心線を正しく基準とするようになる。
【００７８】
ウェハホルダ３１は、イオンビームに対して基本的に垂直で、且つ、走査ビームの平面に対して平行である軸線の周囲のみを回転調整するようになっていることに留意されたい。良好な注入性能にとって、ホルダ３１が、ビームの平面に対して垂直な軸線周囲のビームの理想中心線に対してウェハを正確に予測可能な角度で維持するようにすることも、望ましいことである。これを達成するためには、コリメータのハウジング９５を基準として、レーザ源６３と反射センサ６７とを、まず正確に位置決めする。次に、イオン注入装置の構成中に、注入室３０を組み立てて、コリメータと結合させる時に、ホルダ３１に取付けられている未処理のウェハからの反射ビーム６６が、センサ６７に正確に反射して戻るまで、ビーム走査平面に対して基本的に垂直な軸線周囲を回転させて、注入室３０全体を調整することもできる。この手順の間、反射ビーム６６をセンサ６７上で垂直方向に保つように、即ち、図５の用紙平面上に保つように、走査平面に対して平行な調整軸線周囲でウェハホルダ３１の回転位置を維持するようにすることは、当然必要なことである。しかしながら、水平平面上で、用紙の平面に対して垂直に、反射ビーム６６がセンサ６７に衝突するようにするために、注入室３０全体を正しい位置に調整する。組立工程中にシム等を挿入することにより、この調整を得ることができる。コリメータハウジング９５の出射面とウェハホルダ３１のウェハ支持表面との間にある各種の部品の構成における許容差が蓄積することで、結果的にウェハホルダ上のウェハがビームの走査平面上でイオンビームに対して若干鋭角になってしまうこともあるので、この調整には、垂直軸線周囲でウェハホルダ３１の正確な方向づけを確実に行うことが必要である。
【００７９】
注入室３０が（走査平面に対して垂直な軸線周囲で）正しい位置に調整されたならば、イオンビームの理想中心線はもはや、注入室自体の公称中心線と一致してはいない。このことについては、注入室の平面図である図４を参照にすることにより、良く理解されるであろう。上述のように、レーザ源６３がコリメータハウジングを基準とするので、レーザビーム６４は、イオンビームの理想中心線と位置合わせされて続いていなければならない。しかしながら、走査平面に対して平行な平面上にあるウェハホルダ上のウェハに対してレーザビーム６４が垂直であるように、一旦、注入室３０が（図４の用紙に対して垂直な軸線周囲に）調整されたならば、レーザビーム６４はもはや、ビームストップ６０の中心と正確に一致してはいない。
【００８０】
上述のように、ビームストップ６０は、ビームストッププレート２８のスリットの後ろに取付けられている集電ロッド４６を備える固定ビーム検出装置を少なくとも一つ含む。ビームストップ６０を構成するにあたっては、ビームストッププレートのスリットを、注入室の公称中心線上になるように、ビームストップの中央に配置する。このように、ビームストップのビーム検出器から得られるタイミングパルスは、走査ビームがビームストップの中央を通過する時間を表示しなければならない。上述のように、ウェハホルダ３１を正しく方向づけるように、注入室３０を正しい位置に調整する場合には、ビームストップの中央、そして、中央のタイミングスリットの位置はもはや、正確には走査ビームの理想中央線上にはない。前に説明したように、そして、上述の同時継続出願にも記載されているように、走査ビームの理想中心線からのビームストップの中央のタイミングスリットの距離が判っている限りにおいては、このエラーは、問題ではない。
【００８１】
上述のように、正しい位置でビームストップ自体を基準とするように、インラインセンサ８５を取付ける。従って、走査ビームの理想中心線と、注入室の公称中心線とビームストップとの間のミスアラインメントのいずれもが、中心からずれた位置のセンサ８５に衝突するレーザビーム６４からのスポットの原因となる。センサ８５は、軸線が基本的に水平になっている、即ち、走査平面に対して平行に構成されている、一次元位置感応検出器である。このように、ビームストップの公称中心線からのイオンビーム６４の偏り、そして、走査ビームの理想中心線の偏りを、センサ８５の出力から直接測定でき、ビームストップのスリット又はスリット群からのタイミング信号を修正するために、この数字を用いることができる。
【００８２】
好適な実施形態においては、（図５の用紙の平面上の）縦方向に調整できるように、インラインセンサ８５をビームストップ６０に取付ける。次に、まず注入室を設定する時に、レーザビーム６４が位置センサに衝突するようにセンサ８５の位置をこの縦方向に調整することができるので、ビームストップの公称中心線からの、ビームストップの理想中心線の水平方向の偏りを測定することができる。重要なことは、このようにセンサ８５を縦方向に調整しても、ビームストップを基準とする水平位置にいずれの変更も加えないことである。
【００８３】
インラインセンサ８５は、移動ファラデー５０の中央基準位置を示す信号を供給することができ、これにより、さらに走査ビームの理想中心線を正しく基準とすることに留意されたい。移動ファラデー５０のフラグ９３が、レーザビームの直径と基本的に同じか、わずかに小さい縦方向のスリットを有している場合には、センサ８５からの信号が最大の大きさのセンサ上のレーザー照射を表す時に、移動ファラデーの正しい基準位置を表示する。
【００８４】
これまでの説明において、ウェハホルダ３１が軸線５６周囲についてのみ回転位置が調整可能であると説明してきた。軸線５６は、ウェハホルダの直線移動機構を調整する軸線であって、ウェハ角度だけでなく、走査ビームの平面を通る移動角度についても調整するための軸線である。概して、ウェハの平面に平行な移動平面上に常に存在する走査ビームの平面を通って、実際にウェハを移動させるようにすることは、非常に望ましいことである。しかしながら、基本的に支持アーム自体の軸線周囲で、ウェハホルダ３１を保持する支持アーム（図３）を移動機構に対して回転可能にすることもまた、有益である。この自由度は、図２の矢印９８により表されており、そして、摺動プレート４０の回転真空ベアリングに支持アーム３３を取付けることと、適した電気モータ駆動機構（明快にするために図２に図示せず）を設けることとにより、この自由度が与えられる。基本的にウェハの中心を通る軸線周囲でのウェハホルダ３１が有する回転調節性について、矢印９９とウェハホルダ１００の点線像により、図５に図示する。比較として、移動機構の回転調節性について、矢印１０１により、図５に示す。例えば、その機械的移動が最も上にある時に、ローディング及びアンローディングをするために、ウェハホルダ３１をその軸線周囲で回転させる能力により、ウェハホルダ３１を水平にすることができる。
【００８５】
前述のように、走査イオンビームの平面を通るウェハホルダの移動走査により、ウェハの平面を、イオン注入角度すべての移動方向に対して正確に平行に保つようにするために、この形式のハイブリッド走査イオン注入装置は望ましいものと考えられる。理想のビーム中心線及びビーム方向に対するウェハの基準角度を設定するための上述の装置はまた、ウェハホルダをホルダ自体の（矢印９９で表される）軸線周囲で回転させる回転駆動を調整するようにするためにも用いることができるので、ウェハは移動方向に対して平行である。
【００８６】
図６を参照すると、理想のビーム中心線が、１１０に概略で図示されている。注入室内の移動機構の回転軸線が、１１１に図示されている。注入ホルダを完璧に設定するために、レーザ源１１３からのビーム１１２を、ウェハホルダ上のウェハ１１４から正確に反射させるので、反射ビーム１１５が、位置感応検出器１１６の中央に衝突する。お分かりのように、ウェハ１１４は、移動機構を調整する軸線１１１を通過する平面上にあるので、ウェハの平面は、移動方向に対して平行である。
【００８７】
比較すると、ウェハ１１７が、移動方向１１９に対して角度１１８である場合には、移動角度１２０のみを調整することにより行われる初期設定により、反射ビーム１２１を検出器１１６の中心点に戻してしまうという結果になるであろう。反射レーザビームをセンサ１１６の中央に戻すために、ライン１１４に示される向きと比べて、ウェハ１１７の向きがわずかに異なっていなければならないことが理解できるであろう。しかしながら、次にウェハホルダ３１をライン１１９に沿って移動機構により移動させる場合には、レーザビーム１１２の反射点がウェハ表面を上下に移動するので、矢印１２２に示されているように、この反射点も、レーザビーム伝送線に沿って往復して移動するが理解できるであろう。検出器の感知長に沿った反射点が対応して移動することにより、位置感応検出器１１６で、この移動を検出することができる。
【００８８】
従って、矢印９９の方向に回転させるウェハアームの駆動ユニットが、ウェハが移動方向に対して正確に平行になる位置に設定されるようするためにも、図５に開示されている装置を用いることもできる。操作においては、図１に図示されている制御装置が追加として、ウェハ支持アームの回転位置をその軸線周囲で調整する駆動装置を制御するようにすることもできる。次に、設定サイクルの間、移動機構がウェハを移動方向に往復駆動する際に、反射スポットが位置感応検出器１１６の中央で静止するまで、支持アームの駆動装置と、移動機構の回転位置を制御する駆動ユニットとの両方を共に制御する。
【００８９】
本発明の他の実施形態においては、ビームストップ２３は、全ビーム電流を測定するためのファラデーではないことに留意されたい。ビームストップの代わりに、ウェハをバイパスするイオンビームのエネルギーを単に吸収しても良い。また、移動ファラデー２４が、他のいずれの形式の移動ビーム検出器であっても良いし、正確な線量測定用に設計される必要はない。
【００９０】
ウェハ角度を確認するための上述の装置においては、レーザビームが、ウェハホルダ上のウェハ表面で反射されるように説明されている。ホルダに保持された場合にウェハ表面に対して平行であると判っているホルダ自体の表面でビームを反射させることにより、ホルダ角度、つまり、ウェハ角度についても確認することができる。例えば、ホルダのウェハ支持表面を用いることもできる。別の装置においては、ホルダに保持された場合に、ウェハに対する角度が判っているホルダの表面を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の態様を実施するイオン注入装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態に用いられる、好適な注入室を示す概略図である。
【図３】本発明を実施する注入室を示す立面断面図である。
【図４】上部を除いて内部の特徴を示している図３の注入室を示す平面図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態を示す立面断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  イオン源                 ５４  走査制御装置
１１  分析マグネット           ６０  ビームストップ
１２  質量選択スリット         ６１  矢印
１３  ビーム                   ６２  矢印
１４  ビーム走査装置           ６６  ライン
１５  走査ビーム               ６７  センサ
１６  コリメータ               ８０  伸縮自在アーム
１７  走査ビーム               ８２  伝送線
１８  処理室                   ８３  窓
１９  ウェハホルダ             ８４  後部壁
２０  ウェハ                   ８５  インラインセンサ
２１  往復走査アーム２１       ８６  アーム
２２  アクチュエータ           ８７  フラグ
２３  ビームストップ           ８８  アクチュエータ
２４  移動ファラデー           ８９  ライン
２５  矢印                     ９０  アクチュエータ
２６  軸線                     ９１  窓
２７  矢印                     ９２  小型の窓
２８  水冷式ビームストッププレー    ９３  フラグ
ト
２９  スリット                 ９４  ブラケット
３０  注入室                   ９５  ハウジング
３１  ウェハホルダ             ９６  フランジ
３２  ウェハ                   ９７  ケーシング
３３  走査アーム               ９８  矢印
３４  走査イオンビーム         ９９  矢印
３５  開口部                   １００  ウェハホルダ
３６  走査機構                 １０１  矢印
３７  回転ディスク             １１０  理想のビーム中心線
３８  回転真空シール           １１１  移動機構の回転軸線
３９  アパーチャ               １１２  ビーム
４０  摺動プレート             １１３  レーザ源
４１  アクチュエータ           １１４  ウェハ
４２  矢印                     １１５  反射ビーム
４３  マウント                 １１６  位置感応検出器
４４  矢印                     １１７  ウェハ
４５  孔                       １１８  角度
４６  集電ロッド               １１９  移動方向
５０  移動ファラデー           １２０  移動角度
５１  ライン                   １２１  反射ビーム
５２  積分器                   １２２  矢印
５３  ライン
【図１】
0004917705.tif 000002
【図２】
0004917705.tif 000003
【図３】
0004917705.tif 000004
【図４】
0004917705.tif 000005
【図５】
0004917705.tif 000006
【図６】
0004917705.tif 000007