CN104253010A - 离子束测定装置及离子束测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以简单的结构测定两个方向的射束角度的离子束测定装置及离子束测定方法。离子束测定装置(100)具备：掩模(102)，用于将原始的离子束(B)整形为具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分的测定用离子束(Bm)；检测部(104)，构成为检测y射束部分的x方向位置，并检测x射束部分的y方向位置；及射束角度运算部(108)，构成为利用x方向位置运算x方向射束角度，并利用y方向位置运算y方向射束角度。

Description

离子束测定装置及离子束测定方法

技术领域

本申请主张基于2013年6月26日申请的日本专利申请第2013-134052号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种适合于离子注入装置的离子束测定装置及测定方法。

背景技术

公知有一种测定离子束的行进方向的角度的方法。在这种方法中，例如将具有使带状离子束的一部分通过的圆形小孔的掩模板配置于射束监控器的上游侧。在另一种方法中，使用通过并联机构移动的标记，该标记具有能够测定离子束的角度的第1形状和第2形状。第1形状为垂直狭缝，第2形状为倾斜边缘。

专利文献1：日本特开2010-50108号公报

专利文献2：日本特表2009-524195号公报

发明内容

在离子注入处理中所注入的离子束的角度受到控制或管理。尤其在高能量区域的离子注入中，要求高精度的角度控制或管理。但是，在这种区域射束电流通常较小，因此高精度的测定并非易事。如上所述，若限制射束通过掩模板的圆形小孔，则射束电流将变得极小，而可能无法以所要求的精度来进行测定。并且，利用可动式倾斜边缘来测定与离子束的行进方向垂直的两个方向的各个射束角度非常复杂。

本发明的一方式的例示性目的之一为提供一种能够以简单的结构测定两个方向的射束角度的离子束测定装置及测定方法。

根据本发明的一方式，提供一种离子束测定装置，其中，该装置具备：掩模，用于将原始的离子束整形为具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分的测定用离子束；检测部，构成为检测所述y射束部分的x方向位置，并检测所述x射束部分的y方向位置；及射束角度运算部，构成为利用所述x方向位置运算x方向射束角度，并利用所述y方向位置运算y方向射束角度。

根据本发明的一方式，提供一种离子束测定方法，其中，该方法具备：准备测定用离子束的工序，该离子束具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分；检测所述y射束部分的x方向位置的工序；检测所述x射束部分的y方向位置的工序，利用所述x方向位置运算x方向射束角度的工序；及利用所述y方向位置运算y方向射束角度的工序。

另外，在方法、装置、系统等之间相互置换以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现形式的装置，作为本发明的方式同样有效。

发明效果：

根据本发明能够提供一种能够以简单的结构测定两个方向的射束角度的离子束测定装置及测定方法。

附图说明

图1是概要表示本发明的第1实施方式所涉及的离子注入装置的图。

图2是概要表示本发明的第1实施方式所涉及的离子束测定装置的图。

图3是从y方向观察在掩模的y方向中央切断图2所示的离子束测定装置的图。

图4是从x方向观察在掩模的y狭缝的x方向位置切断图2所示的离子束测定装置的图。

图5是从x方向观察在掩模的x狭缝的x方向位置切断图2所示的离子束测定装置的图。

图6是概要表示本发明的第2实施方式所涉及的离子注入装置的处理室的图。

图7是概要表示本发明的第2实施方式所涉及的离子束测定装置的图。

图8是从y方向观察在掩模的y方向中央切断图7所示的离子束测定装置的图。

图9是概要表示本发明的第3实施方式所涉及的离子束测定装置的图。

图10是表示本发明的第4实施方式所涉及的离子束测定装置中所使用的掩模的图。

图11是表示本发明的第5实施方式所涉及的离子束测定装置中所使用的掩模的图。

图12是用于说明本发明的一实施方式所涉及的离子束测定方法的流程图。

图中：B-离子束，Bm-测定用离子束，10-离子注入装置，16-真空处理室，100-离子束测定装置，102-掩模，104-检测部，108-射束角度运算部，110y-y狭缝，110x-x狭缝，112y-y射束部分，112x-x射束部分，114-检测要件，200-离子束测定装置，204-检测部，204a-移动检测器，204b-固定检测器，216-真空处理室，304-检测部，314-检测要件，402-掩模，502-掩模，503y-第1掩模部分，503x-第2掩模部分。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在附图说明中，对相同的要件标注相同的符号，以适当省略重复说明。并且，以下所述结构为示例，对于本发明的范围未做任何限定。

(第1实施方式)

图1是概要表示本发明的第1实施方式所涉及的离子注入装置10的图。图1的上部为表示离子注入装置10的概要结构的顶视图，图1的下部为表示离子注入装置10的概要结构的侧视图。

离子注入装置10构成为对被处理物W的表面进行离子注入处理。被处理物W例如为基板，例如为半导体晶圆。因此在以下说明中为方便起见有时将被处理物W称为基板W，而这并非有意将注入处理的对象限定为特定物体。

离子注入装置10构成为通过射束扫描及机械扫描中的至少一种方式向整个基板W照射离子束B。本说明书中，为便于说明，将设计上的离子束B的行进方向定义为z方向，与z方向垂直的面定义为xy面。如后述，对被处理物W扫描离子束B时，将扫描方向设为x方向，与z方向及x方向垂直的方向设为y方向。因此，向x方向进行射束扫描，向y方向进行机械扫描。

离子注入装置10具备离子源12、射束线装置14及真空处理室16。离子源12构成为向射束线装置14赋予离子束B。射束线装置14构成为从离子源12向真空处理室16输送离子。并且，离子注入装置10具备用于向离子源12、射束线装置14及真空处理室16提供所希望的真空环境的真空排气系统(未图示)。

如附图所示，射束线装置14例如从上游依次具备质谱分析磁铁装置18、射束整形装置20、偏转扫描装置22、P透镜24或射束平行化装置及角度能量过滤器26。另外，在本说明书中，所谓上游是指靠近离子源12的一侧，下游是指靠近真空处理室16(或者束霖止器28)一侧。

质谱分析磁铁装置18设置于离子源12的下游，构成为通过质谱分析从引自离子源12的离子束B中选择必要的离子种类。射束整形装置20具备Q透镜等聚光透镜，构成为将离子束B整形为所希望的截面形状。

并且，偏转扫描装置22构成为提供射束扫描。偏转扫描装置22向x方向扫描被整形的离子束B。以此遍及比y方向的宽度长的x方向的扫描范围而扫描离子束B。图1中，利用箭头C例示出射束扫描及其扫描范围，并分别以实线及虚线表示扫描范围的一端及另一端上的离子束B。另外，为明确表示，在离子束B上标注斜线而图示。

P透镜24构成为使扫描的离子束B的行进方向平行。角度能量过滤器26构成为分析离子束B的能量并使必要能量的离子向下方偏转以引导至真空处理室16。以此，射束线装置14将应被照射到基板W的离子束B供给到真空处理室16。

真空处理室16具备物体保持部(未图示)，该物体保持部保持1片或多片基板W，且构成为根据需要向基板W提供相对于离子束B的例如y方向的相对移动(所谓机械扫描)。图1中利用箭头D例示出机械扫描。并且，真空处理室16具备束霖止器28。当离子束B上不存在基板W时，离子束B入射到射束限速器28。

另一实施方式中，离子注入装置10也可以构成为向真空处理室16赋予在与z方向垂直的一个方向具有较长的截面的离子束。此时，离子束例如具有比y方向的宽度长的x方向的宽度。有时这种细长截面的离子束被称为带状离子束。或者，在另一实施方式中，离子注入装置10还可以构成为，不扫描离子束而向真空处理室16赋予具有斑点状截面的离子束。

具体内容参考图2至图5进行后述，真空处理室16中设置有离子束测定装置100。离子束测定装置100具备用于将原始的离子束B整形为测定用离子束Bm的掩模102及构成为检测测定用离子束Bm的检测部104。

如图1的下部所例示地，当离子束B照射到基板W上时，掩模102及检测部104处于远离离子束B的退避位置。此时掩模102及检测部104上照射不到离子束B。进行测定时，掩模102及检测部104通过未图示的移动机构移动到横切离子束B的测定位置(参考图2)。此时掩模102在离子束B的路径上位于角度能量过滤器26与检测部104之间，检测部104在离子注入处理中位于放置有基板W的表面的z方向位置。

并且，离子束测定装置100具备用于执行离子束测定处理的测定控制部106。测定控制部106可以是构成为控制离子注入装置10的控制装置的一部分，也可以与其无关地单独设置。测定控制部106可以构成为掌管如上所述的掩模102及检测部104的退避位置与测定位置之间的移动。一实施方式中，离子注入装置10可以构成为根据由离子束测定装置100测定的测定结果来控制离子注入处理。

测定控制部106具备射束角度运算部108，该射束角度运算部构成为根据表示检测结果的检测部104的输出，运算实际离子束B的行进方向相对于设计上的行进方向即z方向所成的角度。射束角度运算部108构成为利用测定用离子束Bm的y射束部分的x方向位置运算x方向射束角度，并利用测定用离子束Bm的x射束部分的y方向位置运算y方向射束角度。

图2是概要表示本发明的第1实施方式所涉及的离子束测定装置100的图。图3是从y方向观察在掩模102的y方向中央切断图2所示的离子束测定装置100的图。图4是从x方向观察在掩模102的y狭缝110y的x方向位置切断图2所示的离子束测定装置100的图。图5是从x方向观察在掩模102的x狭缝110x的x方向位置切断图2所示的离子束测定装置100的图。

掩模102构成为使从上游供给到的离子束B部分通过并生成测定用离子束Bm。测定用离子束Bm具备y射束部分112y及x射束部分112x(参考图3至图5)。y射束部分112y在xy面具有沿y方向细长的截面。x射束部分112x在xy面具有沿x方向细长的截面。

掩模102具备使离子束B通过的多个狭缝或具有开口的板状部件。掩模102上的多个狭缝包含沿y方向细长的y狭缝110y及沿x方向细长的x狭缝110x。本说明书中，将形成有y狭缝110y的掩模102的部分称为“第1掩模部分”，形成有x狭缝110x的掩模102的部分称为“第2掩模部分”。

图2所示的掩模102在有原始的离子束B入射的掩模102上的被照射区域具备3个第1掩模部分及2个第2掩模部分。这些第1掩模部分及第2掩模部分在x方向上配置得互不相同。各第1掩模部分具备1条y狭缝110y，各第2掩模部分具备1条x狭缝110x。

因此，掩模102具有3条y狭缝110y及2条x狭缝110x，且y狭缝110y与x狭缝110x在x方向上排列得互不相同。中央的y狭缝110y在有离子束B入射的掩模102上的被照射区域中配置于x方向中央。其余2条y狭缝110y分别在掩模102上的被照射区域中配置于x方向端部。而2条x狭缝110x在y方向上位于相同位置，在掩模102上的被照射区域中配置于y方向中央。

y狭缝110y为具有与y射束部分112y对应的形状的贯穿孔。因此y狭缝110y在x方向上具有一个狭窄的狭缝宽度，在y方向上具有长于该宽度的狭缝长度。另一方面，x狭缝110x为具有与x射束部分112x对应的形状的贯穿孔。因此x狭缝110x在y方向上具有一个狭窄的狭缝宽度，在x方向上具有长于其宽度的狭缝长度。

y狭缝110y与x狭缝110x的狭缝长度明显比狭缝宽度长，狭缝长度例如至少为狭缝宽度的10倍。当重视测定精度时，优选将狭缝宽度设窄，重视测定时间的缩短时，优选将狭缝宽度设宽。y狭缝110y的狭缝长度取决于离子束B的y方向的宽度。

并且，掩模102中相邻的2个狭缝的间隔被限定，以便当测定用离子束Bm入射到所述检测部104时相邻的2个射束部分彼此分离。如图3所示，相邻的y狭缝110y与x狭缝110x的x方向的间隔被限定，以便相邻的y射束部分112y与x射束部分112x在检测部104的z方向位置互不重合。如此一来，在各射束部分从掩模102到达检测部104之前通过各射束部分的发散而能够避免相邻的射束部分相互混合。

离子束B照射到第1掩模部分，并通过y狭缝110y，由此生成y射束部分112y。离子束B照射到第2掩模部分，并通过x狭缝110x，由此生成x射束部分112x。对应掩模102上的y狭缝110y及x狭缝110x的配置，生成3条y射束部分112y与2条x射束部分112x在x方向上排列得互不相同的测定用离子束Bm。

在检测部104进行检测期间，掩模102处于静止状态。因此，y射束部分112y与x射束部分112x相当于从原始的离子束B切割出的特定一部分。因此，y射束部分112y与x射束部分112x保持在xy面的离子束B的特定位置上的射束角度。

检测部104构成为检测y射束部分112y的x方向位置，并检测x射束部分112x的y方向位置。检测部104具备可在x方向上移动，以横切测定用离子束Bm的移动检测器。图2中利用箭头E例示出检测部104向x方向的移动。通过检测器向x方向移动而检测出y射束部分112y的x方向位置。并且，检测部104具备沿y方向排列的多个检测要件114。根据检测部104中的x射束部分112x的到达位置检测出x射束部分112x的y方向位置。

如此一来，检测部104能够在移动检测器横切1次测定用离子束Bm期间检测y射束部分112y的x方向位置及x射束部分112x的y方向位置。

检测部104或各检测要件114具备例如根据所入射的离子的量来生成电流的元件，或者也可以是可检测离子束的任意结构。检测部104或各检测要件114例如可以是法拉第杯。并且，图示的检测部104中代表性地例示出5个检测要件114，但典型地检测部104可以具备数量多于5个的(例如至少10个)检测要件114的排列。

如图3所示，检测部104为了检测测定用离子束Bm而向x方向移动时，例如在x方向位置xa处，检测部104接受来自掩模102上的x方向端部的y狭缝110y的y射束部分112y。并且，检测部104例如在x方向位置xb处，接受来自一个x狭缝110x的x射束部分112x。此外，检测部104例如在x方向位置xc处，接受来自x方向中央的y狭缝110y的y射束部分112y。与此相同，检测部104例如在x方向位置xd处，接受来自另一个x狭缝110x的x射束部分112x，例如在x方向位置xe处，接受来自x方向端部的y狭缝110y的y射束部分112y。

检测部104向射束角度运算部108输出向x方向移动之后所获得的x方向位置与射束电流之间的关系。射束角度运算部108根据x方向位置与射束电流之间的关系指定y射束部分112y的x方向位置。射束角度运算部108例如将与y射束部分112y对应的射束电流峰值的x方向位置定为其y射束部分112y的x方向位置。

如图4所示，y射束部分112y遍及沿y方向排列的几个检测要件114而入射。因此，在本实施方式中从每个检测要件114输出的射束电流被整合，且整合的射束电流用于指定y射束部分112y的x方向位置。

众所周知，根据z方向上的第1位置与第2位置之间的x方向的射束位移量及第1位置与第2位置的z方向距离的比能够运算x方向射束角度θx。检测过程中掩模102保持在规定位置，因此掩模102上的各狭缝的z方向位置及相应的z方向位置的各狭缝的xy面内位置为已知。并且，检测部104的z方向位置也已知。因此，利用这些已知的位置关系、检测出的y射束部分112y的x方向位置能够运算x方向射束角度θx。

如图3所示，y射束部分112y的x方向的宽度与y狭缝110y的x方向的宽度对应地变细。因此可轻松地指定与y射束部分112y对应的射束电流峰值的x方向位置。并且，如图4所示，y射束部分112y的宽度与y狭缝110y对应地在y方向变宽。因此，与以往的使用具有圆形小孔的掩模相比，能够将检测部104所承受的射束电流设大。

同样，根据z方向上的第1位置与第2位置之间的y方向的射束变位量及第1位置与第2位置的z方向距离的比能够运算y方向射束角度θy。如图5所示，x射束部分112x的y方向的宽度与x狭缝110x的y方向的宽度对应地变窄。x射束部分112x到达检测部104的某一特定检测要件114，能够将该检测要件114的y方向位置视作x射束部分112x的y方向位置。利用这样检测出的x射束部分112x的y方向位置、及掩模102与检测部104之间的已知的位置关系能够运算y方向射束角度θy。如图3所示，x射束部分112x与x狭缝110x的宽度对应地向x方向变宽，因此能够将检测部104所承受的射束电流设大。

如此根据第1实施方式，通过在单一掩模上形成x方向狭缝及y方向狭缝，能够在1个掩模上同时测定x方向射束角度θx及y方向射束角度θy。

通过沿x方向分别在不同的位置设置多个y狭缝110y，能够求出离子束B的x方向射束角度θx的x方向分布。例如能够将根据中央的y射束部分112y获得的x方向射束角度θx用作离子束B的x方向射束角度的代表值。并且，作为代表x方向射束角度θx均匀性的指标，例如能够利用该代表值与根据端部的y射束部分112y获得的x方向射束角度θx的差。

并且，通过沿x方向分别在不同的位置设置多个x狭缝110x，能够求出离子束B的y方向射束角度θy的x方向分布。

上述实施方式中，检测部104以一定速度向x方向移动。这具有使检测部104的动作变得简单的优点。然而，在一实施方式中，为了将检测部104所承受的射束电流量设大，检测部104也可以构成为，在移动检测器横切1次测定用离子束Bm的期间调整其移动速度。例如，移动检测器也可以为了接受x射束部分110x而减速或静止。具体而言，例如移动检测器可以在接受x射束部分110x之前减速，并一直减速，直至通过该x射束部分110x为止。或者，移动检测器可以在接受x射束部分110x的位置停止规定的时间。

(第2实施方式)

图6是概要表示本发明的第2实施方式所涉及的离子注入装置的真空处理室216的图。图6的上部为表示真空处理室216的概要结构的顶视图，图6的下部为表示真空处理室216的概要结构的侧视图。第2实施方式所涉及的离子注入装置可以具备图1所示的离子源12及射束线装置14。

并且，图7是概要表示本发明的第2实施方式所涉及的离子束测定装置200的图。图8是从y方向观察在掩模102的y方向中央切断图7所示的离子束测定装置200的图。

与第1实施方式所涉及的离子束测定装置100相比，第2实施方式所涉及的离子束测定装置200的用于检测测定用离子束Bm的结构有所不同。在掩模102方面，第1实施方式与第2实施方式相同。

离子束测定装置200具备用于将原始的离子束B整形为测定用离子束Bm的掩模102及构成为检测测定用离子束Bm的检测部204。并且，离子束测定装置200具备射束角度运算部108，该射束角度运算部构成为根据检测部204的输出，运算实际离子束B的行进方向相对于设计上的行进方向即z方向所成的角度。

检测部204构成为检测y射束部分112y的x方向位置，并检测x射束部分112x的y方向位置。检测部204具备可向x方向移动，以横切测定用离子束Bm的移动检测器204a、及在离子束行进方向上配置于移动检测器204a的下游的固定检测器204b。

移动检测器204a可向x方向移动，以横切测定用离子束Bm。通过移动检测器204a向x方向移动，检测出y射束部分112y的x方向位置。移动检测器204a具备与y射束部分112y对应地在y方向较长的移动检测要件214a。一实施方式中，移动检测器204a可以是第1实施方式所涉及的检测部104，此时，移动检测器204a可以具备沿y方向排列的多个检测要件。

另一方面，固定检测器204b配设于束霖止器28，以接受x射束部分112x。即在束霖止器28上的有x射束部分112x入射的位置设置有固定检测器204b。固定检测器204b具备沿y方向排列的多个固定检测要件214b。本实施方式中，由于测定用离子束Bm具有2条x射束部分112x，因此固定检测器204b具备2个多个固定检测要件214b的y方向排列。根据固定检测器204b中的x射束部分112x的到达位置检测出x射束部分112x的y方向位置。

如图8所示，移动检测器204a为了检测测定用离子束Bm而向x方向移动。此时，移动检测器204a例如在x方向位置xa处接受来自掩模102上的x方向端部的y狭缝110y的y射束部分112y。移动检测器204a通过x射束部分112x。并且，移动检测器204a例如在x方向位置xc处接受来自x方向中央的y狭缝110y的y射束部分112y。此外，移动检测器204a通过x射束部分112x，例如在x方向位置xe处接受来自x方向端部的y狭缝110y的y射束部分112y。

移动检测器204a向射束角度运算部108输出向x方向移动之后获得的y射束部分112y的x方向位置与射束电流之间的关系。射束角度运算部108根据该关系指定y射束部分112y的x方向位置。射束角度运算部108例如将与y射束部分112y对应的射束电流峰值的x方向位置定为该y射束部分112y的x方向位置。射束角度运算部108利用所获得的y射束部分112y的x方向位置及、掩模102与移动检测器204a之间的已知位置关系来运算x方向射束角度θx。

另一方面，固定检测器204b在移动检测器204a远离x射束部分112x时检测x射束部分112x的y方向位置。当对应的x射束部分112x没有被移动检测器204a遮挡时，固定检测器204b接受x射束部分112x。x射束部分112x到达固定检测器204b的某一特定固定检测要件214b。因此，能够将该固定检测要件214b的y方向位置视作x射束部分112x的y方向位置。射束角度运算部108利用如此检测出的x射束部分112x的y方向位置、及掩模102与固定检测器204b之间的已知位置关系来运算y方向射束角度θy。

如此一来，检测部204能够在移动检测器204a横切1次测定用离子束Bm期间检测y射束部分112y的x方向位置及x射束部分112x的y方向位置。

根据第2实施方式，与第1实施方式同样，能够通过宽幅的狭缝将检测部204所承受的射束电流设大。并且，通过在单一掩模上形成x方向狭缝及y方向狭缝，能够在1个掩模上同时测定x方向射束角度及y方向射束角度。

在现有的离子注入装置中，大多设置有相当于移动检测器204a及固定检测器204b的检测器。因此，根据第2实施方式，具有沿用这种现有的检测器来构成离子束测定装置200的优点。

另外，一实施方式中，可以不同时测定x方向射束角度与y方向射束角度。例如在通过移动检测器204a测定x方向射束角度θx之后，使移动检测器204a退避，利用固定检测器204b测定y方向射束角度。

并且，也可以在要放置基板W的z方向位置配置掩模102，以此代替将掩模102配置在基板W的上游。此时，移动检测器204a也可以配置在要放置基板W的z方向位置的下游。

(第3实施方式)

图9是概要表示本发明的第3实施方式所涉及的离子束测定装置300的图。与第1及第2实施方式所涉及的离子束测定装置相比，第3实施方式所涉及的离子束测定装置300的用于检测测定用离子束Bm的结构有所不同。在掩模102方面，第3实施方式与上述实施方式相同。

离子束测定装置300具备用于将原始的离子束B整形为测定用离子束Bm的掩模102、及构成为检测测定用离子束Bm的检测部304。并且，离子束测定装置300具备射束角度运算部108，该射束角度运算部构成为根据检测部304的输出，运算实际离子束B的行进方向相对于设计上的行进方向即z方向所成的角度。

检测部304构成为，检测测定用离子束Bm的y射束部分的x方向位置，并检测测定用离子束Bm的x射束部分的y方向位置。检测部304具备配设成接受测定用离子束Bm的固定检测器。固定检测器具备检测要件314的二维排列。检测要件314在x方向及y方向上排列成矩阵形。

根据检测部304中的y射束部分的到达位置检测出y射束部分的x方向位置。y射束部分在检测部304上的某一x方向位置到达沿y方向排列的几个检测要件314，能够将这些检测要件314的x方向位置视作y射束部分的x方向位置。从每个检测要件314输出的射束电流被整合，且整合的射束电流用于指定y射束部分的x方向位置。利用检测出的y射束部分的x方向位置、及掩模102与检测部304之间的已知位置关系来运算x方向射束角度θx。

同样，根据检测部304中的x射束部分的到达位置检测x射束部分的y方向位置。x射束部分在检测部304上的某一y方向位置到达沿x方向排列的几个检测要件314，能够将这些检测要件314的y方向位置视作x射束部分的y方向位置。利用检测出的x射束部分的y方向位置、及掩模102与检测部304之间的已知位置关系来运算y方向射束角度θy。

如此一来，根据第3实施方式，如同上述实施方式，能够通过宽幅的狭缝将检测部304所承受的射束电流设大。并且，通过在单一掩模上形成x方向狭缝及y方向狭缝，能够在1个掩模上同时测定x方向射束角度及y方向射束角度。

第3实施方式中，通过检测部304进行检测期间，掩模102处于静止状态。然而在一实施方式中，通过检测部304进行检测期间，掩模102例如可以向x方向移动。即便如此，也能够测定射束角度。

一实施方式中，检测部304也可以具备具有检测要件314的二维排列的固定检测器，及上述实施方式所涉及的移动检测器。此时，固定检测器配置于移动检测器的z方向下游。

(第4实施方式)

图10是表示本发明的第4实施方式所涉及的离子束测定装置中所使用的掩模402的图。第4实施方式所涉及的掩模402，尤其在x狭缝110x的y方向位置方面，与上述实施方式所涉及的掩模102有所不同。另外，图10中y方向为纵向，x方向为横向。

图10所示的掩模402在有原始的离子束B入射的掩模402上的被照射区域具备4个第1掩模部分及3个第2掩模部分。这些第1掩模部分及第2掩模部分在x方向上配置得互不相同。各第1掩模部分具备1条y狭缝110y，各第2掩模部分具备1条x狭缝110x。因此，掩模402具有4条y狭缝110y与3条x狭缝110x，y狭缝110y与x狭缝110x在x方向上排列得互不相同。

3条狭缝中中央的x狭缝110x在有离子束B入射的掩模402上的被照射区域，配置于x方向及y方向上的中央。其余2条x狭缝110x在掩模402上的被照射区域分别配置于与中央的x狭缝110x不同的y方向位置。并且，这些其余2条x狭缝110x的y方向位置互不相同。在图示的掩模402中相邻的x狭缝110x的y方向间隔相等，但并非一定要相等。

如此通过将多个x狭缝110x分别设置在y方向上的不同位置，能够求出离子束B的y方向射束角度θy的y方向分布。

第4实施方式所涉及的掩模402能够与用于检测上述实施方式的任一种实施方式所涉及的测定用离子束Bm的结构组合使用。因此，一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模402，具备形成于互不相同的y方向位置的多个x狭缝110x；及移动检测器即检测部104。并且，一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模402，具备形成于互不相同的y方向位置的多个x狭缝110x；及检测部204，具备移动检测器204a及固定检测器204b。一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模402，具备形成于互不相同的y方向位置的多个x狭缝110x；及固定检测器即检测部304。

(第5实施方式)

图11是表示本发明的第5实施方式所涉及的离子束测定装置中所使用的掩模502的图。图11的上部为掩模502的主视图，图11的下部为掩模502的侧视图。在狭缝的配置方面，第5实施方式所涉及的掩模502与上述实施方式所涉及的掩模有所不同。图11的上部中y方向为纵向，x方向为横向。另外，为便于说明用箭头F表示图11的下部中离子束的行进方向。

图11所示的掩模502在有原始的离子束B入射的掩模502上的被照射区域具备3个第1掩模部分503y及2个第2掩模部分503x。这些第1掩模部分503y及第2掩模部分503x在x方向上配置得互不相同。中央的第1掩模部分503y具备3条y狭缝110y，两端的第1掩模部分503y分别具备2条y狭缝110y。各第1掩模部分503y的y狭缝110y在x方向上平行排列。并且各第2掩模部分503x具备1条x狭缝110x。

因此，掩模502总共具有7条y狭缝110y及2条x狭缝110x。中央的3条y狭缝110y在有离子束B入射的掩模502上的被照射区域配置于x方向中央。端部的2条y狭缝110y在掩模502上的被照射区域配置于x方向端部。另一方面，2条x狭缝110x在y方向上位于相同位置，在掩模502上的被照射区域配置于y方向中央。

离子束照射在第1掩模部分503y且通过y狭缝110y，由此生成y射束部分。离子束照射在第2掩模部分503x且通过x狭缝110x，由此生成x射束部分。与掩模502上的y狭缝110y及x狭缝110x的配置对应地生成具备7条y射束部分与2条x射束部分的测定用离子束。

如图11的下部所示，y狭缝110y及x狭缝110x的x方向(图中为横向)的宽度在下游侧比离子束行进方向的上游侧宽而呈锥形。拓宽狭缝的程度取决于离子束的发散角。这种狭缝形状有利于检测所有通过狭缝的射束部分的角度成分。虽未图示，但在y狭缝110y及x狭缝110x的y方向的宽度方面也相同，也可以是在下游侧比离子束行进方向的上游侧宽而呈锥形。

一实施方式中，离子束测定装置可以利用检测器对观测通过相邻平行排列的多个狭缝(例如y狭缝110y)的射束部分而获得的剖面进行比较，并评价这些剖面的相似性。离子束测定装置可以根据该评价结果判定测定是否正常进行。测定过程中例如产生放电等异常情况时，源于相邻的2个平行的狭缝的2个射束电流剖面可以采用互不相同的形状。

因此，当评价为与各狭缝对应的射束电流剖面为相似时，离子束测定装置可以判定为测定进行正常。相反，当评价为与各狭缝对应的射束电流剖面不相似时，离子束测定装置可以判定为测定没有正常进行。当判定为测定没有正常进行时，离子束测定装置可以重新执行测定。

并且，如同上述掩模102，掩模502的相邻的2个狭缝的间隔被限定，以便有测定用离子束入射到检测部时相邻的2个射束部分相互分离。狭缝间隔例如取决于掩模502与检测部之间的距离。狭缝与检测器的距离越大，狭缝间隔越宽；距离越小，狭缝间隔越窄。狭缝间隔越窄，则能够在掩模502上配置越多的狭缝。

第5实施方式所涉及的掩模502能够与用于检测上述实施方式的任一种实施方式所涉及的测定用离子束Bm的结构组合使用。因此，一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模502，具备各自具有多个y狭缝110y的多个第1掩模部分503y；及移动检测器即检测部104。并且，一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模502，具备各自具有多个y狭缝110y的多个第1掩模部分503y；及检测部204，具备移动检测器204a及固定检测器204b。一实施方式所涉及的离子束测定装置可以具备：掩模502，具备各自具有多个y狭缝110y的多个第1掩模部分503y；及固定检测器即检测部304。

图12是用于说明本发明的一实施方式所涉及的离子束测定方法的流程图。首先，在离子束所通过的位置设置掩模(S1)。机械地进行该操作。掩模上设置有如上所述的y狭缝及x狭缝。以下，直至本方法结束为止掩模将保持在其位置，测定期间掩模处于静止状态。

接着，开始照射离子束(S2)。离子束通过掩模的狭缝，由此准备测定用离子束。如上所述，测定用离子束具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分、及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分。

接着，测定射束角度(S3)。使用检测部测定通过掩模的离子束的到达位置。检测出y射束部分的x方向位置，并检测出x射束部分的y方向位置。此时，检测部根据需要相对测定用离子束移动。利用检测到的x方向位置运算x方向射束角度，利用检测到的y方向位置运算y方向射束角度。之后，结束离子束的照射(S4)，最后解除掩模的设置(S5)。掩模返回到退避位置。以此结束本方法。

对几个本发明的非代表性实施方式进行了说明。根据本发明的实施方式，通过在单一的掩模上形成x方向狭缝及y方向狭缝，能够在1个掩模上同时测定x方向射束角度θx及y方向射束角度θy。

并且，离子束B的射束角度的特征在于两个方向的角度成分，典型的有x方向及y方向的射束角度。根据本发明的实施方式，利用y射束部分112y的x方向位置及x射束部分112x的y方向位置能够直接求出x方向射束角度θx及y方向射束角度θy。

因此，根据本发明的实施方式，能够以简单的结构测定两个方向的射束角度。

以上，根据实施方式对本发明进行了说明。本发明并不限于上述实施方式，可以进行各种设计变更且存在各种变形例、且这种变形例同样属于本发明的范围的事实被本领域技术人员所认同。

上述实施方式中，y射束部分112y具有在y方向上连续的细长的射束截面。然而，在本说明书中y射束部分可以具有在y方向不连续的小射束截面。一实施方式中，y射束部分可以具备在y方向对齐的多个小射束部分。这些小射束部分被排列成功能上与在y方向连续的射束截面相同或相似。以此，可以将在y方向较长的y射束部分形成为使多个小射束部分集中。在x射束部分方面也相同。

因此，掩模的狭缝不限于细长的单一开口。一实施方式中，掩模也可以具备多个小开口，生成与这些小开口分别对应的小射束部分。因此，掩模可以具备整体形成y狭缝及x狭缝的多个小开口的排列。例如掩模可以具备如y狭缝110y那样沿y方向排列的多个小孔、及如x狭缝110x那样沿x方向排列的多个小孔。

一实施方式所涉及的离子注入装置构成为，使用向x方向扫描的离子束或使用x方向的直径比y方向的直径长的离子束，并向y方向机械扫描晶圆。其中，将离子束的行进方向作为z方向，将与z方向正交的平面上相互正交的两个方向作为x方向及y方向。并且，离子注入装置具备构成为测定x方向及y方向的射束角度的离子束角度测定机构。测定机构具备当测定x方向及y方向的射束角度时，使一部分离子束通过设置在规定的位置的与z方向垂直的掩模，并在z方向下游检测通过射束的到达位置的构件。该检测构件可测定通过射束的到达位置分布。并且，测定机构具备根据检测到的到达位置分布计算通过射束的角度的构件。掩模上设置有使一部分离子束通过的在y方向上较长的至少1个狭缝、及在x方向上较长的至少1个狭缝。测定机构同时测定x方向的射束角度与y方向的射束角度。

通过射束的检测构件由沿y方向配置的多个检测器构成，测定机构可以边向x方向移动这些多个检测器边测定离子束。测定机构可以在多个检测器位于在x方向较长的狭缝的前面时，使相应的多个检测器减速或停止一定时间，以测定y方向角度。

用于移动测定的检测机构可以具备在y方向较长的移动检测器、及从掩模观察时配置于沿着该移动检测器的移动线远离z方向的位置的固定检测器。固定检测器可以具备在掩模的x方向较长的狭缝的前面沿y方向排列的多个检测要件。测定机构可以只有当在y方向较长的移动检测器不位于在x方向较长的狭缝的前面时，才利用固定检测器来检测射束的到达位置。

检测构件可以是二维排列并固定的检测器。

一实施方式所涉及的离子注入装置构成为，使用向x方向扫描的离子束或使用x方向的直径比y方向的直径长的离子束，并向y方向机械扫描晶圆。其中，将离子束的行进方向作为z方向，与z方向正交的平面上相互正交的两个方向作为x方向及y方向。并且，离子注入装置具备构成为测定x方向及y方向的射束角度的离子束角度测定机构。测定机构具备当测定x方向及y方向的射束角度时，使一部分离子束通过设置在规定位置上的与z方向垂直的掩模，并在z方向下游检测通过射束的到达位置的构件。该检测构件可测定通过射束的到达位置分布。并且，测定机构具备根据检测到的到达位置分布计算通过射束的角度的构件。掩模上设置有使一部分离子束通过的在y方向较长的至少1个狭缝、及在x方向较长的至少1个狭缝。通过射束的检测构件由沿y方向配置的多个检测器构成，测定机构可以边向x方向移动这些多个检测器边测定离子束。用于移动测定值检测机构可以具备在y方向较长的移动检测器、及从掩模观察时配置于在z方向远离该移动检测器的移动线的位置的固定检测器。固定检测器具备在掩模的x方向较长的狭缝的前面沿y方向排列的多个检测要件。测定机构边向x方向移动在y方向较长的检测器边测定x方向的射束角度，使在y方向较长的检测器停止在x方向较长的狭缝的前面以外，以测定y方向的射束角度。

一实施方式所涉及的离子注入装置构成为使用向x方向扫描的离子束或使用x方向的直径比y方向的直径长的离子束，并向y方向机械扫描晶圆。其中，将离子束的行进方向作为z方向，与z方向正交的平面上相互正交的两个方向作为x方向及y方向。并且，离子注入装置具备构成为测定x方向及y方向的射束角度的离子束角度测定机构。测定机构具备当测定x方向及y方向的射束角度时，使一部分离子束通过设置在规定位置的与z方向垂直的掩模，并在z方向下游检测通过射束的到达位置的构件。该检测构件可测定通过射束的到达位置分布。并且，测定机构具备根据检测到的到达位置分布计算通过射束的角度的构件。掩模上设置有使一部分离子束通过的在y方向较长的至少一个狭缝、及在x方向较长的多个狭缝。在x方向较长的多个狭缝在掩模上的y方向位置的配置不同。测定机构同时测定x方向的射束角度与y方向的射束角度。

通过射束的检测构件由沿y方向配置的多个检测器构成，测定机构可以边向x方向移动这些多个检测器边测定离子束。测定机构可以在多个检测器位于在x方向较长的狭缝的前面时，使相应的多个检测器减速或停止一定时间，以测定y方向角度。

用于移动测定的检测构件可以具备在y方向较长的移动检测器、及从掩模观察时配置于在z方向远离该移动检测器的移动线的位置的固定检测器。固定检测器可以具备在掩模的x方向较长的狭缝的前面沿y方向排列的多个检测要件。测定机构可以只有当在y方向较长的移动检测器不位于在x方向较长的狭缝的前面时，才利用固定检测器来检测射束的到达位置。

检测构件可以是二维排列并固定的检测器。

一实施方式所涉及的离子注入装置构成为，使用向x方向扫描的离子束或使用x方向的直径比y方向的直径长的离子束，并向y方向机械扫描晶圆。其中，将离子束的行进方向作为z方向，将与z方向正交的平面上相互正交的两个方向作为x方向及y方向。并且，离子注入装置具备构成为测定x方向及y方向的射束角度的离子束角度测定机构。测定机构具备当测定x方向及y方向的射束角度时，使一部分离子束通过设置在规定位置的与z方向垂直的掩模，并在z方向下游检测通过射束的到达位置的构件。该检测构件可测定通过射束的到达位置分布。并且，测定机构具备根据检测到的到达位置分布计算通过射束的角度的构件。掩模上设置有使一部分离子束通过的在y方向较长的至少1个狭缝、及在x方向较长的多个狭缝。在x方向较长的多个狭缝在掩模上的y方向位置配置得互不不同。通过射束的检测构件由沿y方向配置的多个检测器构成，测定机构可以边向x方向移动这些多个检测器边测定离子束。用于移动测定的检测机构可以具备在y方向较长的移动检测器、及从掩模观察时配置于在z方向远离该移动检测器的移动线的位置的固定检测器。固定检测器具备在掩模的x方向较长的狭缝的前面沿y方向排列的多个检测要件。测定机构边向x方向移动在y方向较长的检测器边测定x方向的射束角度，使在y方向较长的检测器停止在x方向较长的狭缝的前面以外，以测定y方向的射束角度。

以下，举出本发明的几个方式。

1.一种离子束测定装置，其中，该装置具备：

掩模，用于将原始的离子束整形为具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分的测定用离子束；

检测部，构成为检测所述y射束部分的x方向位置，并检测所述x射束部分的y方向位置；及

射束角度运算部，构成为利用所述x方向位置运算x方向射束角度，并利用所述y方向位置运算y方向射束角度。

2.根据实施方式1所述的离子束测定装置，其中，

所述原始的离子束为遍及比y方向的宽度长的x方向的扫描范围而被扫描的离子束，或具有比y方向的宽度长的x方向的宽度的离子束，

所述掩模在所述原始的离子束所入射的该掩模上的被照射区域具备多个第1掩模部分及多个第2掩模部分，

所述多个第1掩模部分分别具备与所述y射束部分对应的至少1个y狭缝，

所述多个第2掩模部分分别具备与所述x射束部分对应的至少1个x狭缝，

所述多个第1掩模部分及多个第2掩模部分在x方向上配置得互不相同。

3.根据实施方式2所述的离子束测定装置，其中，

所述多个第1掩模部分具备配置于所述被照射区域的x方向中央的中央第1掩模部分及配置于所述被照射区域的x方向端部的端部第1掩模部分。

4.根据实施方式2或3所述的离子束测定装置，其中，

所述多个第1掩模部分的至少1个具备沿x方向排列的多个y狭缝。

5.根据实施方式2至4中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述多个第2掩模部分具备在某一y位置具备x狭缝的第2掩模部分及在另一y位置具备x狭缝的第2掩模部分。

6.根据实施方式2至5中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述y狭缝和/或所述x狭缝的宽度在所述离子束行进方向的下游侧宽于上游侧。

7.根据实施方式1至6中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述掩模中相邻的2个狭缝的间隔被限定为所述测定用离子束入射到所述检测部时相邻的2个离子束部分彼此分离。

8.根据实施方式1至7中任一项所述的离子束测定装置，其中，

在所述检测部进行检测的期间，所述掩模静止。

9.根据实施方式1至8中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述检测部具备以横切所述测定用离子束的方式至少能够向x方向移动的移动检测器，所述移动检测器至少检测所述y射束部分的x方向位置。

10.根据实施方式9所述的离子束测定装置，其中，

所述移动检测器具备与所述y射束部分对应地在y方向较长的检测要件。

11.根据实施方式9或10所述的离子束测定装置，其中，

所述检测部具备配设成至少接受所述x射束部分的固定检测器，所述固定检测器具备至少沿y方向排列的多个检测要件，并检测所述x射束部分的y方向位置。

12.根据实施方式11所述的离子束测定装置，其中，

所述固定检测器在所述离子束行进方向上配置于所述移动检测器的下游。

13.根据实施方式12所述的离子束测定装置，其中，

所述固定检测器在所述移动检测器远离所述x射束部分时检测所述x射束部分的y方向位置。

14.根据实施方式9所述的离子束测定装置，其中，

所述移动检测器具备至少沿y方向排列的多个检测要件，并检测x射束部分的y方向位置。

15.根据实施方式9至14中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述移动检测器为了接受所述x射束部分而减速或静止。

16.根据实施方式9至15中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述检查部构成为，在所述移动检测器横切1次所述测定用离子束期间，检测所述y射束部分的x方向位置及所述x射束部分的y方向位置。

17.根据实施方式1至8中任一项所述的离子束测定装置，其中，

所述检测部具备配设成接受所述测定用离子束的固定检测器，所述固定检测器具备检测要件的二维排列，并检测所述y射束部分的x方向位置及所述x射束部分的y方向位置。

18.一种离子注入装置，其具备实施方式1至17中任一实施方式所述的离子束测定装置。

19.根据实施方式18所述的离子注入装置，其中，

所述离子束测定装置设置于用于向被处理物进行离子注入处理的处理室。

20.一种离子束测定方法，其中，该方法具备：

准备测定用离子束的工序，该测定用离子束具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分；

检测所述y射束部分的x方向位置的工序；

检测所述x射束部分的y方向位置的工序；

利用所述x方向位置运算x方向射束角度的工序；及

利用所述y方向位置运算y方向射束角度的工序。

Claims (20)

1.一种离子束测定装置，其特征在于，具备：

掩模，用于将原始的离子束整形为具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分的测定用离子束；

检测部，构成为检测所述y射束部分的x方向位置，并检测所述x射束部分的y方向位置；及

射束角度运算部，构成为利用所述x方向位置运算x方向射束角度，并利用所述y方向位置运算y方向射束角度。

2.根据权利要求1所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述原始的离子束为遍及比y方向的宽度长的x方向的扫描范围而被扫描的离子束或具有比y方向的宽度长的x方向的宽度的离子束，

所述掩模在所述原始的离子束所入射的该掩模上的被照射区域具备多个第1掩模部分及多个第2掩模部分，

所述多个第1掩模部分分别具备与所述y射束部分对应的至少1个y狭缝，

所述多个第2掩模部分分别具备与所述x射束部分对应的至少1个x狭缝，

所述多个第1掩模部分及多个第2掩模部分在x方向上配置得互不相同。

3.根据权利要求2所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述多个第1掩模部分具备配置于所述被照射区域的x方向中央的中央第1掩模部分及配置于所述被照射区域的x方向端部的端部第1掩模部分。

4.根据权利要求2或3所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述多个第1掩模部分的至少1个具备沿x方向排列的多个y狭缝。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述多个第2掩模部分具备在某一y位置具备x狭缝的第2掩模部分及在另一y位置具备x狭缝的另一第2掩模部分。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述y狭缝和/或所述x狭缝的宽度在所述离子束行进方向的下游侧宽于上游侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述掩模中相邻的2个狭缝的间隔被限定为所述测定用离子束入射到所述检测部时相邻的2个离子束部分彼此分离。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

在所述检测部进行检测的期间，所述掩模静止。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述检测部具备以横切所述测定用离子束的方式至少能够向x方向移动的移动检测器，所述移动检测器至少检测所述y射束部分的x方向位置。

10.根据权利要求9所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述移动检测器具备与所述y射束部分对应地在y方向较长的检测要件。

11.根据权利要求9或10所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述检测部具备配设成至少接受所述x射束部分的固定检测器，所述固定检测器具备至少沿y方向排列的多个检测要件，并检测所述x射束部分的y方向位置。

12.根据权利要求11所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述固定检测器在所述离子束行进方向上配置于所述移动检测器的下游。

13.根据权利要求12所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述固定检测器在所述移动检测器远离所述x射束部分时检测所述x射束部分的y方向位置。

14.根据权利要求9所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述移动检测器具备至少沿y方向排列的多个检测要件，并检测x射束部分的y方向位置。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述移动检测器为了接受所述x射束部分而减速或静止。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述检查部构成为，在所述移动检测器横切1次所述测定用离子束期间检测所述y射束部分的x方向位置及所述x射束部分的y方向位置。

17.根据权利要求1至8中任一项所述的离子束测定装置，其特征在于，

所述检测部具备配设成接受所述测定用离子束的固定检测器，所述固定检测器具备检测要件的二维排列，并检测所述y射束部分的x方向位置及所述x射束部分的y方向位置。

18.一种离子注入装置，其具备权利要求1至17中任一项所述的离子束测定装置。

19.根据权利要求18所述的离子注入装置，其特征在于，

所述离子束测定装置设置于用于向被处理物进行离子注入处理的处理室。

20.一种离子束测定方法，其特征在于，具备：

准备测定用离子束的工序，该测定用离子束具备在与离子束行进方向垂直的y方向较长的y射束部分及在与所述行进方向及y方向垂直的x方向较长的x射束部分；

检测所述y射束部分的x方向位置的工序；

检测所述x射束部分的y方向位置的工序；

利用所述x方向位置运算x方向射束角度的工序；及

利用所述y方向位置运算y方向射束角度的工序。