(57)【要約】【課題】アパーチャーの開口の大きさの変動量に依存しない正確な測定を行えるビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】大きさの異なる少なくとも２つの開口を有するアパーチャーと、各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、測定子の測定値と、開口の大きさの初期値とに基づいて、開口の大きさの変動量に依存しないビーム量、開口の大きさの変動量を算出する演算装置とを備えている。【選択図】図１
2009009903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大きさの異なる少なくとも２つの開口を有するアパーチャーと、
前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、
前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する演算装置と、
を備えたことを特徴とするビーム量測定装置。
【請求項２】
大きさの異なる少なくとも２つの開口を有するアパーチャーと、
前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、
前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記ビームが照射される部分の形状の変動量を算出する演算装置と、
を備えたことを特徴とするビーム量測定装置。
【請求項３】
前記演算装置は、前記開口の大きさの変動量を算出することを特徴とする請求項２記載のビーム量測定装置。
【請求項４】
前記測定子は、前記複数の開口に対応して複数設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のビーム量測定装置。
【請求項５】
大きさの異なる少なくとも２つ以上の開口を有するアパーチャーを通過したビーム量を測定する工程と、
前記各開口を通過して測定されたビーム量の各測定値と、前記各開口の大きさの初期値を用いて、前記各開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する工程と、
前記算出された開口の大きさの変動量に依存しないビーム量の大きさを用いて、処理基板にビームを照射する処理時間を算出する工程と、
前記算出された処理時間の間、前記処理基板にビームを照射する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウェーハに不純物イオンを注入するイオン注入工程においては、イオンビームの照射量を所望の値に制御することが重要である。そこで、半導体ウェーハにイオンビームを照射する前と照射中のいずれか、または両方において、イオンビームの照射量を測定し、これに基づいて照射量（照射時間）の制御を行っている。例えば、特許文献１では、ファラデーカップを用いてイオンビームの照射量を測定している。
【０００３】
イオンビームの測定において、測定における外乱防止や、イオンビームが測定子以外の領域に照射されることによる測定装置のダメージ（劣化）を防ぐため、測定子以外の領域へのイオンビームの照射を制限（遮蔽）するアパーチャーを用いることがある。アパーチャーは開口が形成されたプレート状を呈し、イオンビームは開口を通過して測定子に至る。
【０００４】
アパーチャーを使ったイオンビームの測定を繰り返し行っていくと、イオンビームによって開口縁部が削れて、開口の大きさが大きくなってしまうことがある。なお、開口縁部に異物が付着するなどして開口の大きさが小さくなる場合もある。開口寸法の変動はそのままイオンビーム量の測定誤差となってあらわれ、この測定値をイオン注入量評価の目安として用いると、半導体製品の品質に影響を及ぼす場合がある。これを防ぐめ、所定期間使用したアパーチャーは正規の開口寸法を持った新品に交換しなければならない。この交換周期は、開口劣化による測定誤差を未然に防止するため、比較的短めに設定しており、まだ劣化していないのにアパーチャー交換しなければならないこともあり、定期メンテナンスが無駄に多くなりがちであった。
【特許文献１】特開平９−４５２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、アパーチャーの開口の大きさの変動量に依存しない正確な測定を行えるビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも２つの開口を有するアパーチャーと、前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する演算装置と、を備えたことを特徴とするビーム量測定装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも２つの開口を有するアパーチャーと、前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記ビームが照射される部分の形状の変動量を算出する演算装置と、を備えたことを特徴とするビーム量測定装置が提供される。
【０００８】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも２つ以上の開口を有するアパーチャーを通過したビーム量を測定する工程と、前記各開口を通過して測定されたビーム量の各測定値と、前記各開口の大きさの初期値を用いて、前記各開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する工程と、前記算出された開口の大きさの変動量に依存しないビーム量の大きさを用いて、処理基板にビームを照射する処理時間を算出する工程と、前記算出された処理時間の間、前記処理基板にビームを照射する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アパーチャーの開口の大きさの変動量に依存しない正確な測定を行えるビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、半導体ウェーハにイオンビームを照射してイオンを注入する工程に用いるイオンビーム量の測定を一例に挙げて説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
【００１２】
本実施形態に係るビーム量測定器は、大きさ（平面面積）の異なる２つの開口１１、１２を有するアパーチャー１０と、２つの開口１１、１２のそれぞれに対応して設けられた２つの測定子１５、１６と、測定子１５、１６の出力信号（測定値）が入力され後述する演算を行う演算装置１８とを備える。
【００１３】
アパーチャー１０はプレート状を呈し、アパーチャー１０の一方の面側にはイオンビーム１００の照射源（図示省略）が設けられ、他方の面側に測定子１５、１６がそれぞれ開口１１、１２に対向する位置に設けられている。各測定子１５、１６は例えばファラデーカップであり、それぞれ、各開口１１、１２を通過したイオンビーム１００の量を測定する。
【００１４】
アパーチャー１０は、測定子１５、１６以外の領域へのイオンビーム１００の照射を制限（遮蔽）する。これにより、測定における外乱が防止され、また、イオンビーム１００が測定子１５、１６以外の領域に照射されることによる測定装置のダメージ（劣化）が防止される。
【００１５】
一般に、イオンビームの測定を繰り返し行っていくと、図２において破線で表すように、イオンビーム１００によって開口１１、１２が削れて、開口１１、１２の大きさが大きくなってしまう。なお、開口縁部に異物が付着するなどして開口１１、１２の大きさが小さくなる場合もある。開口１１、１２の大きさが変動してしまうと、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量は一定であるにもかかわらず、測定されるイオンビーム量が開口１１、１２の形状変化と共に変化してしまい、その測定値に基づいて判断されるウェーハ上へのイオンビーム照射量の制御に誤った判断なされる。
【００１６】
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、測定子１５、１６の測定値Ｓ１、Ｓ２と、開口１１、１２の大きさの初期値（イオンビーム１００によって削れたり、異物の付着等によって開口幅が変動する前の開口幅）Ｌ１、Ｌ２とに基づいて、開口１１、１２の大きさの変動量Ｄに依存しない、単位時間あたり、単位面積あたりのイオンビーム量（粒子の流量）Ｆを、演算装置１８が算出する。
【００１７】
なお、本実施形態では、測定している領域内でイオンビーム量（粒子量）が均一であるとして、開口１１と開口１２とで、時間経過と共に同じ量Ｄ削れるとする。
【００１８】
まず、議論を単純化するために、開口１１、１２の大きさの変動量を一次元（例えば図１、２において横方向の幅）で考える。これは、開口１１、１２が、図１、２において紙面奥行き方向に十分の長さをもち奥行き方向の開口寸法変動量が無視できるときに成立する。
【００１９】
各測定子１５、１６のそれぞれの測定値（各測定子１５、１６がそれぞれ測定したイオンビーム量）をＳ１、Ｓ２とする。この測定値Ｓ１、Ｓ２は、それぞれ、開口１１、１２の幅（Ｌ１＋２Ｄ）、（Ｌ２＋２Ｄ）に比例し、また、イオンビーム量Ｆに比例する。
【００２０】
各測定子１５、１６の測定値Ｓ１、Ｓ２を電流量のように単位時間あたりのものと考え、また、各開口１１、１２の大きさの初期値Ｌ１、Ｌ２を、それぞれ、Ｌ１＝Ｌ、Ｌ２＝ａ×Ｌ（ａ＞１）とおけば、Ｓ１、Ｓ２は、数式１、数式２のように表せる。
【００２１】
【数１】
2009009903.tif 000003
【００２２】
【数２】
2009009903.tif 000004
【００２３】
ここで、比例係数ｋは、開口１１、１２の紙面奥行き方向の長さと、イオンビーム１００の測定効率を反映する量であり、通常一定の値を保っていると考える。
【００２４】
数式１、数式２より、イオンビーム量Ｆと、開口１１、１２の大きさの変動量Ｄは、それぞれ、数式３、数式４となる。
【００２５】
【数３】
2009009903.tif 000005
【００２６】
【数４】
2009009903.tif 000006
【００２７】
数式３、数式４において、Ｌとａは開口１１、１２の大きさの初期値として既知の値であり、また比例係数ｋも一定の値を保っていると考えることができるので、アパーチャー１０の劣化量、すなわち開口１１、１２の大きさの変動量Ｄに依存しないイオンビーム量Ｆと、開口１１、１２の大きさの変動量Ｄを求めることができる。なお、数式３において、イオンビーム量Ｆの比例係数となる、１／［ｋＬ（ａ−１）］は装置の設計値を使用してもよいし、あるいは最初に開口１１、１２の変動量Ｄ＝０のときに取得した値を基準にしてもよい。
【００２８】
次に、図３に表すように、アパーチャー１０に形成された大きさ（面積）の異なる２つの開口２１、２２を正方形として、開口２１、２２の大きさ（面積）の変動量Ｄを二次元で考える。
【００２９】
図３（ａ）は、開口２１、２２がビーム照射によって削れる前の状態を表し、図３（ｂ）は、開口２１、２２の４辺がそれぞれ幅Ｄ削れて開口面積が大きくなった状態を表す。
【００３０】
開口２１の１辺の長さをＬ１＝Ｌとし、開口２２の１辺の長さをＬ２＝ａ×Ｌ（ａ＞１）とし、各辺部における変動量（削れ量）をＤとする。このとき、実際には各開口２１、２２の角は図４において破線で表すように丸く削れるが、以下の説明では削れた後の形状も１辺の長さが２Ｄ分大きくなった正方形として取り扱う。
【００３１】
各測定子１５、１６の測定値Ｓ１、Ｓ２は、各開口２１、２２の面積（Ｌ＋２Ｄ）２、（ａ×Ｌ＋２Ｄ）２に比例するので、数式５、数式６で表される。
【００３２】
【数５】
2009009903.tif 000007
【００３３】
【数６】
2009009903.tif 000008
【００３４】
数式５、数式６において、開口２１の１辺の長さＬに比べて開口幅変動量Ｄが小さい範囲で管理していれば、Ｄ２は十分に小さく無視することができるので、数式７、数式８のように表せる。
【００３５】
【数７】
2009009903.tif 000009
【００３６】
【数８】
2009009903.tif 000010
【００３７】
数式７、数式８より、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Ｆと、開口２１、２２の大きさの変動量Ｄは、それぞれ、数式９、１０となる。
【００３８】
【数９】
2009009903.tif 000011
【００３９】
【数１０】
2009009903.tif 000012
【００４０】
数式９、数式１０において、Ｌとａは開口２１、２２の大きさの初期値として既知の値であり、また比例係数ｋも一定の値を保っていると考えることができるので、開口２１、２２の大きさの変動量Ｄに依存しないイオンビーム量Ｆと、開口２１、２２の大きさの変動量Ｄを求めることができる。
【００４１】
次に、図５に表すように、アパーチャー１０に形成された大きさ（面積）の異なる２つの開口３１、３２を円形とした場合に、開口３１、３２の大きさ（面積）の変動量Ｄを二次元で考える。
【００４２】
図５において、破線はビーム照射によって削れる前の開口３１、３２を表し、実線は開口３１、３２がそれぞれ削れて破線の初期状態から大きさ（面積）が大きくなった状態を表す。
【００４３】
開口３１の半径をｒ１＝ｒ、開口３２の半径をｒ２＝ａ×ｒ（ａ＞１）、各開口３１、３２における大きさの変動量（削れ量）をＤとする。
【００４４】
各測定子１５、１６の測定値Ｓ１、Ｓ２は、各開口３１、３２の面積π（ｒ＋Ｄ）２、π（ａ×ｒ＋Ｄ）２に比例するので、数式１１、数式１２で表される。
【００４５】
【数１１】
2009009903.tif 000013
【００４６】
【数１２】
2009009903.tif 000014
【００４７】
数式１１、数式１２において、開口３１の半径ｒに比べて、開口幅変動量Ｄが十分に小さくＤ２が無視できるものとして、数式１１、数式１２より、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Ｆと、開口３１、３２の大きさの変動量Ｄを求めると、数式１３、数式１４となる。
【００４８】
【数１３】
2009009903.tif 000015
【００４９】
【数１４】
2009009903.tif 000016
【００５０】
前述した数式３、数式９、数式１３に表されるイオンビーム量Ｆは開口の大きさの変動量Ｄに依存していない。すなわち、本実施形態によれば、イオンビーム測定を繰り返していく中で、アパーチャーの開口の大きさが変動しても、その変動量Ｄに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量（粒子の流量）Ｆを得ることができる。したがって、イオン注入工程において半導体ウェーハに照射するイオンビーム量評価の目安となるイオンビーム量Ｆを、アパーチャー１０の劣化に影響を受けることなく正確に求めることができ、半導体製品の品質低下を抑制することができる。
【００５１】
また、数式４、数式１０、数式１４に表されるように、開口の大きさの変動量Ｄについても、測定子１５、１６の測定値Ｓ１、Ｓ２、既知の値である開口の大きさの初期値に基づいて定量的に求めることができ、この変動量Ｄを管理することにより、アパーチャー１０の適切な交換時期を判断できる。この結果、まだ劣化してないのにアパーチャーを交換してしまうことを回避でき、アパーチャーの交換寿命を長期化できるようになり、無駄に多く定期メンテナンス行う必要がない。また、開口の大きさの変動量Ｄを管理することで、開口に亀裂が生じて変動量Ｄが突発的に大きくなったり、開口縁部に異物が付着して突発的に小さくなったりするなどの異常の認知が可能となり、その異常に対して迅速に対応可能となる。
【００５２】
アパーチャーの開口の大きさの変動量Ｄを二次元で考えた場合において、前述した説明では、変動量Ｄの２乗の項を無視できるものとして近似式を求めたが、そのＤの２乗の項を厳密に組み込んで演算して、イオンビーム量Ｆと変動量Ｄを算出することも可能である。また、開口の平面形状を正方形とした場合に、開口の角においても矩形状に劣化するとして近似したが、図４に表すように、角の劣化形状を半径Ｄの円形として取り扱うことで、より厳密な値を取得することもできる。
【００５３】
また、アパーチャー１０の模式平面図である図６（ａ）および図６（ａ）における断面を表す図６（ｂ）に表すように、開口２１、２２に照射されるイオンビームと同じイオンビームが同じ時間、プレート状のアパーチャー１０の端縁部１０ａに当たれば、その端縁部１０ａも破線で表すように、開口２１、２２と同じ量Ｄだけ削れる。したがって、変動量Ｄは、開口２１、２２の寸法（形状）変動量（削れ量）として捉えるだけでなく、アパーチャー１０の端縁部１０ａの寸法（形状）変動量（削れ量）として考えることもできる。
【００５４】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
【００５５】
本実施形態に係るビーム量測定器は、大きさ（平面面積）の異なる２つの開口４１、４２を有するアパーチャー４０と、１つの測定子４５と、測定子４５の出力信号（測定値）が入力され、前述した第１の実施形態と同様な演算を行って、開口４１、４２の大きさの変動量Ｄに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Ｆと、開口の大きさの変動量Ｄを算出する演算装置１８とを備える。
【００５６】
アパーチャー４０は、第１の実施形態と同様プレート状を呈し、アパーチャー４０の一方の面側にはイオンビーム１００の照射源（図示省略）が設けられ、他方の面側に測定子４５が設けられている。測定子４５は、例えばファラデーカップであり、各開口４１、４２を通過したイオンビーム量を測定可能である。
【００５７】
本実施形態では、２つの開口４１、４２に共通に１つの測定子４５が設けられている。アパーチャー４０と測定子４５とは相対移動可能となっている。例えば、本実施形態では、静止している測定子４５に対して、アパーチャー４０が図７において矢印Ｘで表す水平方向に、図示しない駆動手段によって移動可能となっている。その駆動手段は、例えば、モータと、このモータの回転駆動力を直線運動に変換する機構等を有する。
【００５８】
開口４１が測定子４５に対向する位置になるようにアパーチャー４０を駆動させれば、開口４１を通過するイオンビーム１００のビーム量を測定子４５によって測定でき、また、開口４２が測定子４５に対向する位置になるようにアパーチャー４０を駆動させれば、開口４２を通過するイオンビーム１００のビーム量を測定子４５によって測定できる。両開口４１、４２に、同じイオンビーム１００を同じ時間照射すれば２つの開口４１、４２における大きさの変動量（削れ量）Ｄは同じになる。
【００５９】
そして、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、測定子４５によって測定された、大きさの異なる２つの開口４１、４２をそれぞれ通過したビーム量の測定値と、開口４１、４２の大きさの初期値（既知の値）とに基づいて、演算装置１８が、開口４１、４２の大きさの変動量Ｄに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Ｆと、開口４１、４２の大きさの変動量Ｄを算出する。これにより、イオン注入工程において半導体ウェーハに照射するイオンビーム量評価の目安となるイオンビーム量Ｆを、アパーチャー４０の劣化に影響を受けることなく正確に求めることができ、半導体製品の品質低下を抑制することができる。また、開口４１、４２の大きさの変動量Ｄを管理することにより、アパーチャー４０の適切な交換時期を判断できたり、変動量Ｄが突発的に変わる異常の認知および迅速な対応が可能となる。
【００６０】
そして、本実施形態では、アパーチャー４０を測定子４５に対して移動可能に構成することで、１つの測定子４５であっても、２つの開口４１、４２をそれぞれ通過したイオンビーム量の測定が可能になり、第１の実施形態に比べて測定子の数を減らすことができ、コスト低減が図れる。なお、静止しているアパーチャー４０に対して測定子４５を移動させる、あるいはアパーチャー４０と測定子４５の両方を移動可能な構成にしてもよい。
【００６１】
また、イオンビーム１００の広がり範囲を、２つの測定子におよんで設定しなくて済み、第１の実施形態に比べて、より狭い領域に絞られた同じイオンビーム１００が２つの開口４１、４２を通過するので、イオンビーム１００における被測定領域の違いによる開口寸法変動量の差が両開口４１、４２間で生じることを回避でき、より精度の高い測定を行える。
【００６２】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法として、処理基板（半導体ウェーハ）へのイオン注入処理における注入量計測手順を示すフローチャートである。なお、注入処理に係るイオンビームの生成調整は既に行われているものとして、以下説明していく。
【００６３】
はじめに、イオン注入処理の処理条件の一つである単位面積あたりの処理基板へのイオンビーム照射量が処理レシピから読み込まれる（ステップＳ１）。
【００６４】
次に、前述した実施形態に係るビーム量測定装置によって、前記測定値Ｓ１、Ｓ２、開口の大きさの初期値に基づいて、開口形状劣化に依存しない単位時間単位面積あたりのイオンビーム量Ｆが計測される（ステップＳ２）。このイオンビーム量Ｆの算出原理は既に述べているのでここでは説明を省略する。
【００６５】
次に、処理条件である単位面積あたりの照射量と、算出されたイオンビーム量Ｆを用いて注入処理時間（イオンビーム照射時間）Ｔが算出される（ステップＳ３）。Ｔは、例えば、Ｔ＝単位面積当たりの照射量／Ｆとして求めることができる。
【００６６】
最後に、処理基板に前記時間Ｔの間、イオンビームが照射される（ステップＳ４）。
【００６７】
本実施形態のイオン注入方法を用いることで、イオンビーム量測定装置のアパーチャーの劣化に影響を受けることなく処理基板に目的の量のイオンビームを照射することが可能となり、半導体製品の品質の変動を抑制できる。
【００６８】
本実施形態で処理時間Ｔの算出は最も単純な式で記述したが、算出式はこれに限定されない。処理時間の算出は処理基板の駆動方法にも依存するので、装置構成と処理基板の駆動方法に応じた適切な算出式を設定すればよい。また、本実施形態の変形例として、照射量が多いときには、複数回に分けてイオン照射処理を実施し、各イオン照射処理前に、処理時間の算出を実施してもよい。
【００６９】
［第４の実施形態］
図９は、本発明の第４の実施形態に係るイオンビーム量測定装置の構成を示す模式図である。
【００７０】
本実施形態に係るイオンビーム量測定装置６０は、大きさ（平面面積）の異なる２つの開口５１、５２を有するアパーチャー５０と、２つの開口５１、５２のそれぞれに対応して設けられた２つの測定子５５、５６と、演算装置５８とを備えている。また、図示しない駆動手段によって、イオンビーム量測定装置６０全体が一体となって、図９において紙面の左右方向に移動可能である。
【００７１】
演算装置５８は、前記駆動手段によって移動したときの位置Ｘと、測定子５５、５６によって測定された信号量に基づいて、第１、第２の実施形態と同様な計算を行って、開口５１、５２の大きさの変動量に依存しない単位時間当たりのビーム量（電流量）Ｆと、開口５１、５２の大きさの変動量Ｄを算出する。
【００７２】
駆動手段によってイオンビーム量測定装置６０が位置Ｘにいるときの２つの測定子５５、５６の信号量をそれぞれＳ１（Ｘ）、Ｓ２（Ｘ）とし、開口５１、５２の開口位置、すなわち測定子５５、５６による測定位置がｄＸだけ離れているとすると、Ｓ１（Ｘ＋ｄＸ）とＳ２（Ｘ）とが同じ位置のイオンビーム量を測定した信号量となる。
【００７３】
よって、この実施形態において、前述した第１、第２の実施形態で示した算出方法でＳ１の代わりにＳ１（Ｘ＋ｄＸ）とＳ２（Ｘ）とを用いることで、位置Ｘのビーム量Ｆ（Ｘ）と、開口５１、５２の大きさの変動量Ｄ（Ｘ）を算出することができる。
【００７４】
また、同じ場所を測定した信号量の比Ｓ１（Ｘ）／Ｓ２（Ｘ−ｄＸ）が一定の値（２つの開口５１、５２の平面面積の比）とならない場合には、イオンビーム量を計測している間にイオンビーム量が変動していると判断することができる。また、一回の測定で開口５１、５２の変化量（劣化量）は無視できるほど小さいと考えられ、同時に算出される開口５１、５２の変動量Ｄ（Ｘ）も一定なのでＤ（Ｘ）のバラツキは測定中のイオンビーム量のバラツキ或いは開口５１、５２への異物付着や開口５１、５２の急激な劣化（破損等）と考えられる。この場合、測定値は正しい値を出力していないと判断することができる。
【００７５】
図１０は、上記第４の実施形態のイオンビーム量測定装置を用いてイオンビーム照射角度を測定する装置を表す模式図である。
【００７６】
この照射角度測定装置は、上記第４の実施形態で示した駆動機構を備えたイオンビーム量測定装置６０と、イオンビーム量測定装置６０よりも、イオンビーム進行方向の下流に設けられたアパーチャー５４と、アパーチャー５４に形成された開口５３を通過したビーム量を検出する測定子５７と、イオンビームの照射角度θを算出する演算装置５９とを備えている。
【００７７】
演算装置５９には、イオンビーム量測定装置６０の位置（図１０において左右方向位置）Ｘと、イオンビーム量測定装置６０の演算装置５８（図９）によって算出されたイオンビーム量測定装置６０のアパーチャー５０の寸法変動量（劣化量）Ｄと、測定子５７によって測定された信号量Ｓ３とが入力され、イオンビーム照射角度θが出力される。
【００７８】
イオンビーム照射角度の測定方法としては一般的に用いられているものを適用でき、すなわち、イオンビーム進行方向の上流でイオンビームの一部を切り取り、下流でそのイオンビームを検出し、検出位置のずれ量から照射角度を求める方法がある。しかしながら、イオンビームを切り取る部材が劣化してくると照射角度の算出に誤差が発生することになる。
【００７９】
そこで、本実施形態では、上記第４の実施形態で説明した、駆動機構により移動可能なイオンビーム測定装置６０のアパーチャー５０を用いてイオンビームの一部を切り取る（遮る）。このとき、アパーチャー５０の端縁部はイオンビームが当たることで削れるように劣化（寸法変動）するが、その変動量Ｄは、上記第２の実施形態において図６を用いて説明したように、アパーチャーにおける開口の変動量と同程度とみなすことが可能であり、そのＤを用いて、アパーチャー５０、すなわちイオンビームを上流側で切り取る部材の劣化に依存しない正確なイオンビーム照射角度θを算出することが可能となる。
【００８０】
イオンビーム量測定装置６０の位置Ｘと、イオンビーム量測定装置６０より下流Ｚ１の位置に設けられた測定子５７によって測定されたビーム量Ｓ３と、イオンビーム量測定装置６０の演算装置５８によって算出されたアパーチャー（イオンビームを切り取る部材の劣化量）５０の劣化量Ｄとが、イオンビーム照射角度測定装置の演算装置５９に入力される。
【００８１】
それら入力を受け、演算装置５９は、測定子５７によって測定されるビーム量Ｓ３が０（ゼロ）に変化するイオンビーム量測定装置６０の位置Ｘを判断し、この値をＸ１とする。照射角度の基準となる位置をＸ０とすると、照射角度θは、  
θ＝Ａｒｃｔａｎ［（Ｘ１−Ｄ−Ｘ０）／Ｚ１］と算出される。
【００８２】
イオンビームの照射角度の測定にあたって、イオンビームを切り取る部材としてイオンビーム量測定装置６０のアパーチャー５０を応用することで、そのアパーチャー５０端縁部の劣化量Ｄに依存せずに、正確なイオンビームの照射角度θを算出することができる。
【００８３】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８４】
本発明は、アパーチャーに形成する大きさの異なる複数の開口の数は２つに限らず３つ以上とし、各開口を通過したビーム量を測定子によってそれぞれ測定して、イオンビーム量Ｆ、開口の大きさの変動量Ｄを求めてもよい。また本発明は、イオンビームの測定に限らず、例えば光ビーム、その他の粒子ビーム、電磁波ビームの測定にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
【図２】図１の状態からアパーチャーの開口幅が大きくなった状態を表す模式図である。
【図３】同実施形態に係るビーム量測定装置においてアパーチャーの開口形状の一例を表す模式図である。
【図４】図３における開口の角部の拡大図である。
【図５】同実施形態に係るビーム量測定装置においてアパーチャーの開口形状の他の具体例を表す模式図である。
【図６】アパーチャーの端縁部がビーム照射によって削れた状態を表す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法であるイオン注入処理における注入量計測手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
【図１０】第４の実施形態に係るビーム量測定装置を応用してビーム照射角度を測定する装置の構成を表す模式図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…アパーチャー、１１…開口、１２…開口、１５…測定子、１６…測定子、１８…演算装置、２１…開口、２２…開口、３１…開口、３２…開口、４０…アパーチャー、４１…開口、４２…開口、４５…測定子
【図１】
2009009903.tif 000017
【図２】
2009009903.tif 000018
【図３】
2009009903.tif 000019
【図４】
2009009903.tif 000020
【図５】
2009009903.tif 000021
【図６】
2009009903.tif 000022
【図７】
2009009903.tif 000023
【図８】
2009009903.tif 000024
【図９】
2009009903.tif 000025
【図１０】
2009009903.tif 000026