JPH0422900A

JPH0422900A - イオンビームの平行度測定方法、走査波形整形方法およびイオン注入装置

Info

Publication number: JPH0422900A
Application number: JP2127230A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Isobe; 礒部　倫郎
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-01-27
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: DE69124136D1; US5180918A; DE69124136T2; EP0457321A3; EP0457321A2; EP0457321B1; KR910020793A; KR940009197B1; JP2969788B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、イオンビームを電気的に平行走査（パラレ
ルスキャン）する方式のイオン注入装置におけるイオン
ビームの平行度測定方法、同イオンビームの走査波形整
形方法およびそのような方法を実施することができるイ
オン注入装置に関する。

〔従来の技術〕

第１１図は、従来のイオン注入装置の一例を部分的に示
す概略図である。

このイオン注入装置は、図示しないイオン源から引き出
され、かつ必要に応じて″ｆ量分析、加速等が行われた
スポット状のイオンビーム２を、走査電源１２から互い
に１８０度位相の異なる走査電圧が印加される二組の走
査電極４および６の協働によってＸ方向（例えば水平方
向。以下同し）に静電的に平行走査し、これをホルダ１
０に保持されたターゲット（例えばウェーハ）８に照射
するよう構成されている。

走査電源１２は、この例では、互いに１８０度位相の異
なる三角波形の走査電圧＋■および一■を出力する。

なお、ホルダ１０およびターゲット８は、例えば、図示
しないホルダ駆動装置によって前記Ｘ方向と実質的に直
交するＸ方向（例えば垂直方向。

以下同じ）に機械的に走査され、これとイオンビーム２
の前記走査との協働（ハイブリッドスキャン）によって
ターゲット８の全面に均一にイオン注入が行われるよう
にしている。

また、従来は、イオンビーム２のＸ方向の走査領域の一
端部に、イオンビーム２を受けてそのビーム電流Ｉを計
測するビームモニタ１４を設け、このビーム電流Ｉを表
示装置１５のＹ軸に、前記走査電圧（例えば＋■）をＸ
軸にそれぞれ入力し、これによってイオン注入中のイオ
ンビーム２の走査状況をモニタするようにしている。第
１２図にその波形の一例を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなイオン注入装置においては、走査型＃１２
の故障・劣化、走査電源１２と走査電極４および６とを
接続するリード線の断線・劣化、あるいはビームライン
構成の予期せざる変動等によって、イオンビ一ム２の平
行度に異常を来す可能性がある。

ちなみに、イオンビーム２の平行度に異常が生しると（
即ち平行度が悪くなると）、例えばターゲット８上での
イオンビーム２の走査速度や入射角が一定でなくなり、
ターゲット８上での注入均一性が低下する等の不具合が
生じる。

そのため従来は、当該イオン注入装置のオペレータが第
１２図の波形を元に平行度の異常を判断しているが、こ
れには多くの経験が必要になるという問題がある。

また、例え十分に経験を積んでいたとしても、■イオン
ビーム２の平行度の長期的な変動は分りにくい、■下流
側の走査電極６の働きが完全に無効になった場合、ビー
ム電流波形のピークの位置が若干ずれるとしても正常時
のものと全く相似な波形が得られる、■上記波形はイオ
ン種、ビーム量、イオン源の条件等によっても、平行度
の異常時と良く似た変化をする、■異常があっても走査
電源１２のオフセット電圧を変化させてビーム走査の中
心をずらすことで、正常な波形に近いものが得られるこ
とがある、等の理由で、平行度の異常を発見することは
難しい。

そこでこの発明の一つの目的は、イオンビームの平行度
の異常を簡単にかつ確実に検知することができるイオン
ビームの平行度測定方法を提供することである。

この発明の他の目的は、更に進んでターゲット上でのイ
オンビームの走査速度が一定に近づくようにイオンビー
ムの走査波形を整形するイオンビ−ムの走査波形整形方
法を提供することである。

この発明の更に他の目的は、上記のようなイオンビーム
の平行度測定方法およびイオンビームの走査波形整形方
法を節単に実施することができるイオン注入装置を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明に係るイオンビーム
の平行度測定方法は、電気的に平行走査されるイオンビ
ームを電気的に検出してその走査位置の時間的変化をイ
オンビームの上流側および下流側についてそれぞれ求め
、その結果に基づいて、互いに対応する時刻におけるイ
オンビームの前記上流側での位置および前記下流側での
位置を求め、そしてこの両方の位置の関係によってイオ
ンビームの平行度を求めることを特徴とする。

また、この発明に係るイオンビームの走査波形整形方法
は、電気的に平行走査されるイオンビームを電気的に検
出してその走査位置の時間的変化をイオンビームの上流
側および下流側についてそれぞれ求め、その結果に基づ
いて、イオンビームの上流側および下流側での計測位置
とターゲットとの位置関係からターゲット上でのイオン
ビームの走査位置の時間的変化を求め、そしてこのター
ゲット上でのイオンビームの走査位置の時間的変化が一
定になるように、イオンビームの走査波形を整形するこ
とを特徴とする。

また、この発明に係るイオン注入装置は、イオンビーム
の上流側と下流側とに設けられていて、イオンビームを
電気的に検出する複数のビーム検出点がイオンビームの
走査方向に並設されかつ各ビーム検出点の位置が予め分
かっている二つの多点ビームモニタを備えることを特徴
とする。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
部分的に示す概略図である。第２図は、第１図の装置に
おける走査電極周りを何方から見て示す概略図である。

この実施例のイオン注入装置も、図示しないイオン源か
ら引き出され、かつ必要に応じて質量分析、加速等が行
われたスポット状のイオンビーム２を、走査電源２２か
ら互いに１８０度位相の異なる走査電圧が印加される二
組の走査電極４および６の協働によってＸ方向に静電的
に平行走査し、これをホルダ１０に保持されたターゲッ
ト８に照射するよう構成されている。

上流側の走査電極４と下流側の走査電極６との間には、
この例では、イオンビーム２をＸ方向に所定の角度偏向
させ、直進する中性ビームを分離して目的とするイオン
ビーム２がターゲット８に入射するように、−組の偏向
電極５が設けられている。この偏向電極５は、それに印
加する電圧を変えて（具体的には下げて）、イオンビー
ム２が後述する多点ビームモニタ２４へ入射するように
することにも用いられる。

ホルダ１０およびターゲット８の、前記Ｘ方向と実質的
に直交するＸ方向の機械的走査は、この例では、ホルダ
１０を支えるアーム１８を可逆転式のモータ（例えばダ
イレクトドライブモータ）１６によって矢印Ｒのように
揺動回転させることによって行うようにしているが、必
ずしもこれに限られるものではない。

二つの多点ビームモニタ２４および２６が、この例では
、ターゲット８の上流側および下流側にそれぞれ設けら
れており、しかもこの例では、上流側の多点ビームモニ
タ２４はターゲット８に照射されるイオンビーム２を遮
らないように上方にずらして配置されており、下流側の
多点ビームモニタ２６はターゲット８の後方に配置され
ている（第２図参照）。

各多点ビームモニタ２４．２６は、イオンビーム２を電
気的に検出する複数のビーム検出点がイオンビーム２の
走査方向であるＸ方向に並設されかつ各ビーム検出点の
位置が予め分かっているものである。例えば、各多点ビ
ームモニタ２４．２６は、イオンビーム２を受けてその
ビーム電流Ｉをそれぞれ計測する複数の独立したビーム
電流計測器（例えばファラ°デーカップ）をイオンビー
ム２の走査方向であるＸ方向に並べたものでも良いし、
Ｘ方向に長い単一のビーム電流計測器の前方に、複数の
孔がＸ方向に並んだマスクを設けたものでも良い。

いずれにしても、この多点ビームモニタ２４および２６
は、後述するようにイオンビーム２のビーム電流Ｉのピ
ークを検出することが目的であるため、絶対値としての
ビーム電流■の計測精度は必ずしも必要ではない。即ち
、各多点ビームモニタ２４．２６内のビーム電流検出点
間の検出量や感度等のばらつきは問題にならない。

両多点ビームモニタ２４および２６によって計測したビ
ーム電流Ｉは、データロガ−２８によって収集かつ記録
される。

またこの実施例では、このデータロガ−２８によって収
集したデータに基づいて、後述するような演算処理等を
行う制御装置３０がこのデータロガ−２８に接続されて
いる。

またこの実施例では、走査電極４および６に走査電圧子
Ｖおよび一■を供給する走査型＃２２を次のような構成
にしている。

即ちこの走査電源２２は、外部から与えられる走査波形
データ（例えば上記制御装置３０から与えられる走査波
形データＤＳ）に基づいて当該走査波形データに対応す
る波形の走査信号ＶＳを発生する任意波形発生器２２１
と、それからの走査信号ＶＳを昇圧して互いに逆極性の
走査電圧子Ｖおよび一■をそれぞれ出力する高圧増幅器
２２２および２２３とを備えている。

任意波形発生器２２１は、プログラム設定することによ
って、あるいは外部から入力される走査波形データに基
づいて、任意波形の信号を発生することができるもので
あり、公知のものである。

またこの任意波形発注器２２１は、データロガ−２８に
対して、上流側および下流側の多点ビームモニタ２４お
よび２６のデータ収集を同期させるための同期信号（例
えばクロック信号）ＳＹを供給する。

次に、上記のようなイオン注入装置において、イオンビ
ーム２の平行度を測定する方法の例を説明する。この測
定は、この実施例では、ターゲット８が搬送中か、イオ
ン注入中であってもＹ方向の機械的走査動作が方向転換
中である等、ターゲット８およびホルダ１０が注入位置
にないときに（即ち下流側の多点ビームモニタ２６ヘイ
オンビーム２が入射するときに）行うことができる。

■まず、偏向電極５への印加電圧を適当に切り換えて、
上流側の多点ビームモニタ２４および下流側の多点ビー
ムモニタ２６にイオンビーム２が入射する状態で最低１
往復ずつ走査を行う。この走査は、計測を正確に行う観
点から、ターゲット８に対するイオン注入時と同し条件
で行うのが好ましい。

■このとき、データロガ−２８は、任意波形発注器２２
１からの同期信号（クロック信号）ＳＹを用いて、任意
波形発生器２２１の１クロック分の動作に対応して、両
多点ビームモニタ２４および２６への入射イオンビーム
２のビーム電流■のサンプリングを行う。

■上記サンプリングにより、任意波形発生器２２１から
の同期信号ＳＹのクロック数で数えた時間１　（＝クロ
ック数×周期）とビーム電流■との関係を表すデータが
、上流側の多点ビームモニタ２４および下流側の多点ビ
ームモニタ２６についてそれぞれ得られる。この上、下
流側のデータは、例えば第３図（Ａ）に示すように、多
点ビームモニタ２４．２６の複数のビーム検出点の中心
にイオンビーム２が入射している状態に対応する複数の
ピークを持つ（ちなみに第３図（Ａ）は、多点ヒームモ
ニタ２４．２６が前述した単一のビーム電流計測器の前
方に多孔マスクを設けたタイプの場合の例である）。

この各ピークの位置の時間ｔ１、Ｌ２、・・・は、その
ときの同期信号ＳＹのクロック数から求めることができ
る。

また、両多点ビームモニタ２４および２６の各ビーム検
出点の位置は予め分かっている。例えば、第１図中に示
すように、多点ビームモニタ２４のビーム検出点ａ、ｂ
の位置は、それぞれ、−Ｘａ、−ｘｂである。

■このようにして求めた離散的な位置と時間の関係を示
すデータに適当な内挿および外挿を行うことにより、例
えば第３図（Ｂ）に示すように、イオンビーム２の走査
位置Ｘの連続的な時間的変化を示す関数を、上流側の多
点ビームモニタ２４および下流側の多点ビームモニタ２
６についてそれぞれ求める。この場合、イオンビーム２
の平行度が全走査領域において一定である場合は、上記
関数は例えば第３図（Ｂ）に示すようなきれいな三角波
になり、平行度が一定でない場合は歪んだ三角波になる
。

■上記二つの（即ち上流側および下流側についての）関
数から、互いに対応する時刻ｔにおけるイオンビーム２
の上流側の多点ビームモニタ２４での走査位置ｘｕ（ｔ
）および下流側の多点ビームモニタ２６での走査位置ｘ
ｄ（ｔ）を求め、この両方の位置関係によって、イオン
ビーム２の時刻ｔにおける平行度を求める。

例えば、両多点ビームモニタ２４および２６間の距離を
Ｌとした場合、第４図を参照して、イオンビーム２の走
査方向Ｘに直交する方向をＺとした場合、イオンビーム
２のこのＸ方向に対する角度θを平行度と定義すれば、
時刻りにおける平行度θ（１）は、 θ（ｔ）−ｔａｎ−’　　（（ｘ、（ｔ）　−ｘａ（ｔ
））　／　Ｌ）・・・　（１）で定量的に求めることができる。例えば、ある時刻にお
けるイオンビーム２がＸ方向に完全に平行な場合は、θ
＝０°となる。また、この注目する時刻ｔを変えること
により、イオンビーム２の走査領域内での複数点の平行
度を、即ち平行度の分布を、きめ細かく求めることがで
きる。

あるいは、上記θ（１）を求める代わりに、単にｘｕ（
ｔ）　　ｘａ（ｔ）またはｘ　ｕ　（ｔ）　／　ｘ　ａ
　（ｔ）を求めることによってもイオンビーム２の平行
度を求めることができる。

以上により、イオンビーム２の平行度の測定は完了する
。

なお、データロガ−２８で収集したビーム電流Ｉのデー
タに基づいてイオンビーム２の平行度を求める上記のよ
うな処理は、この実施例では制御装置３０によって行う
ようにしているが、人が行っても良い。

上記のような平行度測定方法によれば、オペレータの経
験とか勘というようなものに頼らずに、定量的に精度良
く、イオンビーム２の平行度やその走査方向における分
布を求めることができる。

従って、前述したような原因によるイオンビーム２の平
行度の異常を簡単にかつ確実に検知することができる。

なお、イオンビーム２の平行度の測定には、多孔マスク
と紙のようなものを使用し、多孔マスクの答礼を通過し
たイオンビームが紙につける焼跡の位置と孔との関係で
平行度を測定する方法もあるが、この方法だと、測定の
度ごとに、当該イオン注入装置を構成する真空容器の真
空を破って多孔マスクや紙を真空容器内に持ち込まなけ
ればならず、非常に手間や時間がかかるという問題があ
る。

これに対して上記測定方法では、イオンビーム２を電気
的に検出する、より具体的には多点ビームモニタ２４お
よび２６で検出するようにしているので、真空容器の真
空を破る必要は全くなく、必要なときにそのままで簡単
に測定することができる。

また、イオンビーム２の電気的検出には必ずしも上記例
のように二つの多点ビームモニタ２４および２６を用い
る必要はなく、例えば一つの多点ビームモニタをＸ方向
に移動させても良いし、あるいは単一のビーム電流計測
器がＸ方向に、あるいは更にＸ方向に、移動するような
ものを用いてモ良いが、上記例のように二つの多点ビー
ムモニタ２４および２６を用いれば、可動機構が不要に
なり簡単な構成でしかも時間をかけずにイオンビーム２
の平行度を測定することができる。このことは、後述す
る波形整形方法においても同様である。

次に、上記のようなイオン注入装置において、イオンビ
ーム２の平行度測定から更に進んで、イオンビーム２の
走査波形を整形する方法の例を説明する。

第５図に、大振幅および小振幅の場合のイオンビームの
軌道の例を示す。軌道Ａ、Ａ’　、Ｂ、Ｂ′は、それぞ
れ、一方の走査電極４およびこれと反対側の走査電極６
に＋Ｖａ　、＋Ｖ、　　、十Ｖ、、＋■、′を印加し、
他方の走査電極４およびこれと反対側の走査電極６に−
Ｖ、、−Ｖ、　　　−Ｖ。

−■お′を印加した場合である。

ターゲット位置への入射点Ｘ＾、ＸＡ　　　ＸＩＸＢ′
は、Ｖａ　　　　Ｖａ　＝Ｖｓ　　　　ＶＢのとき、通
常は、ＸＡ　　　ＸＡ　＞　ＸＩ　　　ＸＩとなる。即ち、イオンビーム２は中心へ向かって集束す
る傾向になる。従って、ｄ　Ｖ／ｄ　ｔ　＝一定の三角
波による走査では、小振幅の部分ではターゲット上での
走査速度が速くなり、大振幅の部分では走査速度は遅く
なる。この結果、ターゲットへのイオン注入量は、周辺
へ行くほど多くなることになる。

このような現象が起こるのは、ビーム軌道ＢやＢ′のよ
うな大振幅の場合、イオンビーム２が下流側の走査電極
６を通過中に電位（正電位）の高い電極近傍を通るため
にイオンビーム２が減速されて曲げ戻しの作用が大きく
なるためである。

このような注入量の不均一性を補正するためには、大振
幅の部分ではイオンビーム２の走査速度が速（なるよう
な走査電圧波形が必要である。

走査波形の整形を行うこれまでの方法としては、（Ａ）
ビームライン上に設けた多点ビームモニタや、イオンビ
ーム２の走査方向に移動可能な単一のビームモニタを用
いて、イオンビーム２の走査方向の幾つかの点でのビー
ム電流量を計測して、その値を元にして走査波形の整形
を行うものや、（Ｂ）ビームライン上の電位分布のシミ
ュレーション計算から波形を生成するものがある。

ところが上記（Ａ）の方法の場合、ビームモニタをター
ゲットと同一位置に設けないと、両者間の位置の差ΔＺ
により、例えば第５図に示すように、（Ｘｓ　　　　Ｘｉ　　：ＸＡ　　　　ＸＡ　　）　　
≠　（ＸＢＸｓ：ＸＡ　　　ＸＡ　）となるため、計測が不正確になり、ターゲット上での走
査速度が一定となるような波形を正確に作り出すことが
できない。これを避けるためには、ビームモニタをター
ゲットと同一位置に正確に位置決めし、ターゲットに対
するイオン注入時はその邪魔にならない位置に移動させ
る可動機構が必要になり、構造が複雑化するという問題
がある。

また、上記（Ｂ）の方法の場合、シミュレーションモデ
ルが複雑であり、特に走査電極端部の影響の評価が難し
く、そのため正確な計算を行うには多大な時間がかかる
。また、好ましい走査波形データを作って走査電源（例
えば走査電源２２の任意波形発生器２２１）に入力して
も、同電源の高圧増幅器２２２．２２４等における非直
線性等により、その出力である走査電圧は必ずしも入力
波形データと一致せず、装置ごとのばらつきが出るため
、正確な波形整形は困難であるという問題がある。

これに対して、以下に述べるこの実施例の走査波形整形
方法によれば、上記のような問題点を全て解消すること
ができる。

この実施例の走査波形整形方法も、構成的には、第１図
および第２図等に示したのとｉＬ・様　ものを用いて行
うことができる。

また波形整形のためのデータ収集等は、上記平行度測定
の場合と同様、ターゲット８およびホルダ１０が注入位
置にない場合（即ち下流側の多点ビームモニタ２６ヘイ
オンビーム２が入射スるときに）行うことができる。

波形整形の手順の例を以下に示す。

（１）まず、イオンビーム２の平行度測定の場合に説明
した上記■〜■の手順と同様の手順により、イオンビー
ム２の上流側の多点ビームモニタ２４および下流側の多
点ビームモニタ２６での、連続的な時間の関数としての
走査位置を求める。

（２）次に、両多点ビームモニタ２４．２６とターゲッ
ト８との位置関係および上記（１）で求めた関数により
、ターゲット８上での時刻ｔにおけるイオンビーム２の
走査位置を求める。

即ち第６図を参照して、ターゲット８と多点ビームモニ
タ２４および２６との間の距離をそれぞれＬ＋、Ｌｚと
した場合、時刻ｔでの多点ビームモニタ２４上での走査
位置ｘｕ（ｔ）および多点ビームモニタ２６上での走査
位置ｘａ（ｔ＞から、クーゲット８上での走査位Ｗ　ｘ
　ｔ　Ｄ）は、ｘｔ（ｔ）＝　（Ｌｚｘ−（ｔ）＋Ｌ＋
ｘａ（ｔ））÷（Ｌｌ＋Ｌり　　　・・・　（２）で求まる。

上記（２）式によるターゲット８上での走査位置Ｘｔの
時間的変化の例を第７図に示す。ターゲット８上でのイ
オンビーム２の走査速度が一定であれば、例えば破線Ｃ
で示すような直線となり、例えばターゲット８の周辺部
で走査速度が遅い場合は（例えば第５図に示したように
イオンビーム２が中心に向かって集束しているような場
合は）、実線りで示すように直線から歪んだものとなる
。

（３）上記により、ターゲット８上での走査速度が一定
であれば、走査波形整形の必要はないので、処理は終了
する。

（４）一定でない場合、イオンビーム２のビーム電流Ｉ
のサンプリングを行ったときに任意波形発生器２２１か
ら出力した走査信号ＶＳのデータ（例えば第８図中の実
線Ｅで示すような波形）は分かっているので、これと第
７図で説明した関数とから、走査信号■Ｓとターゲット
８上でのイオンビーム２の走査位置Ｘｔ　との対応を求
める。その結果、上記例では第９図に示すような関数が
得られる。これから、走査電源２２の任意波形発生器２
２１からどのような値の走査信号■Ｓを出力したら、タ
ーゲット８上でイオンビーム２がどこに来るかが分る。

（５）この第９図のような関数を元に、走査信号■Ｓの
波形を整形して、第７図のカーブが直線化するようにす
る。例えば上記例では、第８図中に破線Ｆで示すように
、走査信号ＶＳのピーク付近を少し持ち上げれば良い。

この実施例では、制御装置３０においてこの走査信号Ｖ
Ｓに対応する走査波形データＤＳを作り直してこれを任
意波形発生器２２１に与えるようにしている。

（６）その後は、必要に応じて上記（１）に戻って、タ
ーゲット８上において必要とする一定の走査速度が得ら
れるまで、即ち第７図の実線りで示すカーブが所望の直
線になるまで、上記と同様の処理を繰り返せば良い。

上記のような走査波形整形方法によれば、従来のビーム
モニタ上での走査速度を計測する方法と違って、ターゲ
ット８上でのイオンビーム２の走査速度を計算により求
めるようにしており、しかもイオンビーム２は電極通過
中を除いては直進するのでターゲット８上での走査速度
は正確に求めることができるので、多点ビームモニタ２
４．２６とターゲット８との間の位置の差を無視するこ
とができ、ターゲット８上でのイオンビーム２の走査速
度が一定になるような、即ちターゲット８上の走査方向
のイオン注入量が均一になるような走査波形を正確に作
り出すことができる。

しかも、多点ビームモニタ２４．２６は可動にする必要
がないので、構造的にも簡単なもので済む。

また、イオンビーム２のビーム電流■のサンプリングは
、他に異常がない限り、上、下流側の多点ビームモニタ
２４．２６で１往復ずつの合計２往復の走査で良いため
、従来の電位分布のシミュレーションを行う方法と違っ
て、波形整形を高速で行うことができる。

しかも、この実施例の方法では、走査電源２２の高圧増
幅器２２２．２２３等における非直線性をも含めて波形
整形することになるので、高圧増幅器２２２．２２３等
の特性のばらつきに影響されることなく正確な波形整形
が可能である。

なお、以上においては、多点ビームモニタ２４および２
６がターゲット８を挟んで配置されている場合を例に説
明したが、必ずしもそのようにする必要はな（、基本的
には両釜点ビームモニタ２４．２６をイオンビーム２の
上流側と下流側とに配置すれば良い。

また、一方または両方の多点ビームモニタ２４．２６を
、ターゲット８に対するイオン注入の際のビーム軌道か
ら上下方向（Ｘ方向）にずらしても、Ｘ方向に走査され
るイオンビーム２の走査位置の時間的変化の計測に支障
はない。

また、走査電源２２を、例えば第１０図に示すように、
前述した制御装置３０から走査波形データＤＳ、および
ＤＳ２を受けて互いに逆極性の走査信号子ＶＳおよび−
ｖＳをそれぞれ発生する二つの任意波形発生器２２１お
よび２２４と、それらをそれぞれ昇圧して互いに逆極性
の走査電圧子■および一■を出力する二つの高圧増幅器
２２２および２２５とで構成し、この各任意波形発生器
２２１および２２４に制御装置３０から前記と同様にし
て算出した走査波形データＤ　Ｓ　＋およびＤＳ２をそ
れぞれ与えるようにしても良く、そのようにすれば走査
電極４および６に供給する走査電圧の波形を＋Ｖ側と一
■側とで互いに独立して変えることができるので、より
きめ細かな補正を行うことができるようになる。

また、この発明は、上記例のようにイオンビーム２を静
電的に平行走査する場合だけではなく、磁場による偏向
を併用する等して平行走査する場合にも適用することが
できる。

また、この明細書においてＸ方向およびＹ方向は、直交
する２方向を表すだけであり、従って例えば、Ｘ方向を
水平方向と見ても、垂直方向と見ても、更にはそれらか
ら傾いた方向と見ても良い。

Ｃ発明の効果〕以上のようにこの発明に係るイオンビームの平行度測定
方法によれば、オペレータの経験とか勘に軌ることなく
、イオンビームの平行度を、またその走査方向における
分布を、定量的に精度良く測定することができる。従っ
て、種々の原因によるイオンビームの平行度の異常を簡
単にかつ確実に検知することができる。しかも、イオン
注入装置を構成する真空容器の真空を破る必要がないの
で、必要なときに簡単に平行度を測定することができる
。

また、上記平行度測定方法において、イオンビームの電
気的検出に二つの多点ビームモニタを用いれば、簡単な
構成でしかも時間をかけずに平行度を測定することがで
きるようになる。

また、この発明に係るイオンビームの走査波形整形方法
によれば、ターゲット上でのイオンビームの走査速度を
計算により求めるようにしているので、ターゲット上で
のイオンビームの走査速度が一定になるような、即ちタ
ーゲット上の走査方向のイオン注入量が均一になるよう
な走査波形を正確に作り出すことができる。しかも、イ
オンビームの計測は、上流側および下流側において最低
限１往復走査分ずつで良いため、従来の電位分布のシミ
ュレーションを行う方法と違って、波形整形を高速で行
うことができる。また、この発明の方法では、走査電源
における非直線性をも含めて波形整形するようになるの
で、走査電源の特性のばらつきに影響されることなく正
確な波形整形が可能になる。

また、上記波形整形方法において、イオンビームの電気
的検出に二つの多点ビームモニタを用いれば、簡単な構
成でしかも時間をかけずに波形整形を行うことができる
ようになる。

また、この発明に係るイオン注入装置によれば、イオン
ビームの上流側および下流側に、上記のような多点ビー
ムモニタを備えているので、これを用いることによって
、上記のようなイオンビームの平行度測定方法および走
査波形整形方法を面単にかつ正確に実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
部分的に示す概略図である。第２図は、第１図の装置に
おける走査電極周りを側方から見て示す概略図である。第３図（Ａ）は多点ビームモニタで計測したビーム電流
波形の一例を示すものであり、同図（Ｂ）はこの波形に
基づいて得られるイオンビームの走査位置の時間的変化
の一例を示すグラフである。第４図は、上流側の多点ビ
ームモニタ上および下流側の多点と−Ｌモニタ上でのイ
オンビームの走査位置の関係の一例を示す図である。第
５図は、大振幅および小振幅の場合のイオンビームの軌
道の例を示す図である。第６図は、上流側の多点ビーム
モニタ上、下流側の多点ビームモニタ上およびターゲッ
ト上でのイオンビームの走査位置の関係の一例を示す図
である。第７図は、イオンビームの走査位置の時間的変化の一例
を示すグラフである。第８図は、走査信号の時間的変化
の一例を示すグラフである。第９図は、走査信号とイオ
ンビームの走査位置との関係の一例を示すグラフである
。第１０図は、走査電源の他の例を示すブロック図であ
る。第１１図は、従来のイオン注入装置の一例を部分的
に示す概略図である。第１２図は、イオン注入中のビー
ム電流波形の一例を示す図である。２・・・イオンビーム、４０９．走査電極、５．・・偏
向電極、６・・・走査電極、８・・・ターゲット、２２
−０−走査電源、２２１・・・任意波形発生器、２２２
．２２３・・・高圧増幅器、２４．２６・・・多点ビー
ムモニタ、２８・・・データロガ−１３０・・・制御装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気的に平行走査されるイオンビームを電気的に
検出してその走査位置の時間的変化をイオンビームの上
流側および下流側についてそれぞれ求め、その結果に基
づいて、互いに対応する時刻におけるイオンビームの前
記上流側での位置および前記下流側での位置を求め、そ
してこの両方の位置の関係によってイオンビームの平行
度を求めることを特徴とするイオンビームの平行度測定
方法。
（２）前述したイオンビームの電気的検出に、イオンビ
ームの上流側と下流側とに設けられていて、イオンビー
ムを電気的に検出する複数のビーム検出点がイオンビー
ムの走査方向に並設されかつ各ビーム検出点の位置が予
め分かっている二つの多点ビームモニタを用いることを
特徴とする請求項１記載のイオンビームの平行度測定方
法。
（３）電気的に平行走査されるイオンビームを電気的に
検出してその走査位置の時間的変化をイオンビームの上
流側および下流側についてそれぞれ求め、その結果に基
づいて、イオンビームの上流側および下流側での計測位
置とターゲットとの位置関係からターゲット上でのイオ
ンビームの走査位置の時間的変化を求め、そしてこのタ
ーゲット上でのイオンビームの走査位置の時間的変化が
一定になるように、イオンビームの走査波形を整形する
ことを特徴とするイオンビームの走査波形整形方法。
（４）前述したイオンビームの電気的検出に、イオンビ
ームの上流側と下流側とに設けられていて、イオンビー
ムを電気的に検出する複数のビーム検出点がイオンビー
ムの走査方向に並設されかつ各ビーム検出点の位置が予
め分かっている二つの多点ビームモニタを用いることを
特徴とする請求項３記載のイオンビームの波形整形方法
。
（５）イオンビームを電気的に平行走査するようにした
イオン注入装置において、前記イオンビームの上流側と
下流側とに設けられていて、イオンビームを電気的に検
出する複数のビーム検出点がイオンビームの走査方向に
並設されかつ各ビーム検出点の位置が予め分かっている
二つの多点ビームモニタを備えることを特徴とするイオ
ン注入装置。