JP2008510278A

JP2008510278A - イオン注入線量および均一性制御のためのイオンビーム測定システム及び方法

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Publication number: JP2008510278A
Application number: JP2007525742A
Authority: JP
Inventors: ペトリークラウス; フェラーラジョセフ; ベッカークラウス
Original assignee: アクセリステクノロジーズインコーポレーテッド
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2008-04-03
Also published as: CA2590231A1; US7337803B2; AU2005272694B2; AU2005272694A1; US7618019B2; CN101040365A; US20080115299A1; EP1789643A2; ES2536737T3; WO2006020835A3; ZA200701198B; US20060032539A1; WO2006020835A2; CA2590231C; EP1789643B1

Abstract

線量測定システムと方法が、処理室内のワークピースの位置で、曲線経路に沿って複数の箇所でスキャンされるイオンビームを測定するために提示されている。説明されている線量測定システムは、センサと、センサを支持し、曲線経路に沿って複数の箇所でセンサを選択的に配置する取り付け装置とを含み、前記取り付け装置は、スキャンされるイオンビームの頂点の方へ向けてセンサを選択的に配置できる。

Description

本発明は、概してイオン注入システムに関し、特に、イオンビームからのイオンをワークピースに注入し、かつイオン注入システム内でイオンビームを測定するための改良されたシステム及び方法に関する。

半導体装置や他の製品の製造において、イオン注入装置は、半導体ウエハ、ディスプレイパネル、又は他の不純物を含むワークピースに不純物を添加するのに使用される。イオン注入機又はイオン注入システムは、イオンビームでワークピースを処理して、n型又はp型領域を製造し、又はワークピース内に保護層を形成する。半導体ウエハを注入するために使用される時、イオン注入システムは、所望の付帯的な材料を製造するために、ウエハ内に選択されたイオン種を注入する。アンチモン、ヒ素、又はリンのような原料物質から発生される注入イオンは、n型に付帯された材料のウエハをもたらし、ホウ素、ガリウム、又はインジウムのような注入材料は、半導体材料内にp型に付帯された材料部分を創る。

図１は、ターミナル１２、ビームラインアッセンブリ１４、及びエンドステーション１６を有する、従来のイオン注入システム１０を説明している。ターミナル１２は、イオンビーム２４を作り、ビームアッセンブリ１４へ向ける高電圧源２２によって電力を供給されるイオン源２０を含んでいる。ビームラインアッセンブリ１４は、ビームガイド３２と質量分析器２６からなり、該質量分析器において双極子磁場は、エンドステーション１６内のワークピース３０（半導体ウエハ、ディスプレイパネル等）へ、ビームガイド３２の出口で、適切な電荷質量比のイオンのみをレゾルビング開口３４中を通過させるように構築されている。

イオン源２０は、ソース２０から引き出され、イオンビーム２４に形成される荷電イオンを生成し、イオンビーム２４は、ビームラインアッセンブリ１４内のビーム経路に沿って、エンドステーション１６へ向けられる。イオン注入システム１０は、イオン源２０とエンドステーション１６との間に伸びるビーム形成・整形構造を含み、該構造は、イオンビームを維持し、エンドステーション内に支持される１以上のワークピースに運ばれるビーム中に伸びる内部空洞又は通路の境界を示す。イオンビーム移送通路は、空気分子との衝突によるビーム経路からそれるイオンの可能性を減少させるために、通常、排気される。

低エネルギーイオン注入機は、典型的には数百電子ボルト（eV）から８０−１００ＫｅＶまでのイオンビームを提供するように設計されている。ところが、高エネルギーイオン注入機は、質量分析されたビーム２４を、より高エネルギー、通常数百ＫｅＶに加速するために、質量分析器２６とエンドステーション１６との間の（図示されない）線形加速器（ライナック）を使用でき、そこでは、ＤＣ加速が、また、可能である。高エネルギーイオン注入機は、普通、ワークピース３０内に、より深く注入するために使用される。反対に、高電流、低エネルギーイオンビーム２４は、通常、高線量、浅い深さのイオン注入のために使用され、その場合、より低いエネルギーのイオンは、通常、イオンビーム２４の収束を維持するのが困難である。

エンドステーション１６の異なる形式は、従来のイオン注入機に見られる。“バッチ”型エンドステーションは、同時に回転支持構造上の多数のワークピース３０を支持することができ、すべてのワークピース３０が完全にイオン注入されるまで、イオンビーム経路中にワークピース３０は回転される。一方、“シリアル”型エンドステーションは、イオン注入のためのイオンビームに沿って一つのワークピース３０を支持し、それによって多数のワークピース３０は、連続的に一つずつ注入され、各ワークピース３０は、次のワークピース３０のイオン注入が始まる前に、完全にイオン注入されている。

図１のイオン注入システムは、シリアルエンドステーション１６を含み、そして、ビームラインアッセンブリ１４は、比較的狭い外形を持つイオンビーム２４（例えば “ペンシル”ビーム）を受ける側部（ラテラル）ビームスキャナ３６を含み、イオンビーム２４を、少なくともワークピース３０の幅ばかりでなく効率的であるＸ方向の幅を有する、引き伸ばされた“リボン”形状に拡がるように、Ｘ方向にイオンビーム２４を往復スキャンさせる。リボンビーム２４は、その時、ワークピース３０の方向へ概してＺ方向に平行に、リボンビームを向けるパラレライザ（parallelizer）３８中を通過する（例えば、平行化されたビーム２４は、通常、ワークピースに垂直である）。ワークピース３０は、他の直交方向に機械的に平行移動され（例えば、図１の頁の内から外への“Ｙ”方向）、（図示されない）機械的作動装置は、ビームスキャナ３６によってスキャンされるＸ方向中のＹ方向にワークピース３０を平行移動させ、それによって、ビーム２４は、ワークピース３０の全表面にあてられる。注入角度に対して、ビーム２４とワークピース３０の相対配向は、しかるべく調整される。

集積回路装置や他の製品の製造において、ワークピースを完全に横切るように、ドーパント種が一様に注入することが望ましい。したがって、測定装置は、注入前及び／あるいは注入中のビーム特性を測定するために、概して、ワークピース３０近くのビーム経路に挿入され、ビームの線量や、イオン注入システム１０を調整するために使用される均一性の情報を提供する。ビーム２４は、ワークピース３０の方へビーム経路に沿って移送されるので、ビーム２４は種々の電場及び／あるいは磁場におかれ、また、注入されるワークピース３０内のドーパントの非一様性を導く、ビームのディメンジョン及び／あるいはビーム２４の完全性を変更する装置に出会う。一様性の変化に加えて、プラスに荷電されたビームイオンの互いの反発を含む空間電荷効果は、ビーム２４を発散する傾向にある（例えば、ビーム“ブローアップ”を導く可能性がある）。この点で、低エネルギーイオンビーム２４は、長い距離を移送される時、特にビームブローアップの影響を受けやすい。したがって、特に低エネルギーイオン注入に際して、ビームスキャナー３６の頂点とワークピース３０の間の、図１のシステム１０内での距離Ｄ１を短くすることが望まれる。

しかし、図１のパラレライザ３８を移動することや、ビームスキャナーの頂点から、より短い距離Ｄ２にワークピース３０を置くことは、ワークピース３０に打ち込まれるビーム２４の入射角の受け入れがたい変更を生じる。代わりにビームスキャナー３６が除外されると、その場合に機械的スキャニング装置が、ビーム２４の経路に垂直な二つの方向でワークピース３０をスキャンするように備えられねばならない。しかし、このやり方は、
ビーム２４が、ワークピース３０をできるだけ早く電気的あるいは磁気的にスキャンすることができないために、特に、低線量注入のような、ビーム電流が制限されない一様な注入に対して、処理量を減少させる欠点がある。したがって、ワークピース全面を一様に横断し、受け入れられる注入線量を保持するための測定装置だけでなく、低エネルギーイオン注入のためにビームブローアップを軽減するように、ビーム移送距離を減少する改良されたイオン注入システムが必要である。

以下の記載は、本発明のいくつかの特徴について基本的な理解を提供するために、本発明の簡単な要約を提示するものである。この要約は、本発明の広範囲な要旨ではなく、また、発明の課題あるいは要素を特定することを意味するものでもなく、発明の範囲を線引きすることを意味するものでもない。むしろ、この要約の目的は、後述される、より詳細な記述の前置きとして、簡単な形式で本発明のいくつかの概念を提示するものである。

本発明は、イオンビーム、ウエハスキャニングシステム、およびイオンビームからワークピースの処理される表面へイオンを注入するための方法を提供し、そこで、イオンは一方向あるいはビームスキャン平面に、電気的あるいは磁気的にスキャンされ、また、注入されるワークピースはビームスキャン平面に関して、ゼロでない角度にある軸の周囲に回転される。ワークピースの回転とビームスキャニングは、概して一定の入射角で、ワークピース処理表面へビームを供給するために、同期している。ビームパラレライザ装置の排除はビーム移送距離を短くし、それによって、インジェクタからワークピースへの低エネルギーイオンビームの移送をうまくやることを容易にし、一方、ビームブローアップを減少させる。しかし、ワークピースの回転は、通常のビーム一様性及び／あるいは線量測定装置の使用が、不正確な測定をもたらしているということを意味している。

本発明は、また、上記スキャニング装置の形式を使用するシステムにおいて使用されるのに、特に適している線量測定システムを提供する。そのようなスキャニングシステムにおいて、スキャンビームは、処理室内の曲線をなす経路に沿って回転するウエハに衝突し、それによって従来の線量測定システムは、イオン注入システム補正のために正確なビーム測定値を提供できない。本発明の線量測定システムは、曲線をなす経路に沿うビーム測定値を提供する。本発明のスキャニングシステムと接続されて使用される時、線量測定システムは、スキャンビームが注入線量および／あるいは一様性の確認を調整するのに使用ため、回転するウエハに衝突する多くの空間の位置で、ビーム測定値を都合よく得ることができる。本発明は、パラレライザを持たないシステムで、ビーム特性を正確に測定する能力を犠牲にせずに、ビーム移送距離の減少を容易にすることができる。さらに、この発明は、イオンビームがウエハに注入される表面でのビームフラックスを測定するために、多くの自由度がファラディカップを移動させるのに必要とされるいかなるシステムでも使用することができる。

以下の記述と付属の図面は、本発明の構成と実施形態を詳細に説明している。これらは、本発明の原理が使用される多くの方法の内のいくつかを示している。

本発明は、図面を参照して説明されており、図面で同じ参照番号は初めから終わりまで同じ要素を引用するために使用されており、また、説明される構造は、必ずしも比例関係で描かれていない。

最初に図２Ａ−３Ｆを参照すると、本発明の種々の例示的なスキャニンググシステム３００が、以下に説明され、描かれており、イオンビーム１２４は、シングルビームスキャン平面でスキャンされ、半導体ウエハあるいは他のワークピース１３０は、ビームスキャン平面に関して第１の角度にある軸３０２の周囲で、機械的に振動又は往復移動され、そして、ワークピース１３０は、ビームスキャン平面に関して第２の角度にあるワークピーススキャン方向１４４に、機械的に平行移動され、上記機械的振動は、イオンビーム１２４の電気的又は磁気的スキャニングと同調している。説明されるシステムにおいて、ワークピース回転軸３０２は、ワークピース１３０それ自身を通るが、しかし、他のやり方が可能であり、例えば、ワークピース１３０がビームスキャン平面に関してゼロでない角度にあれば、ワークピース１３０はそれ自体を通らない他の軸の周囲に回転される。

本発明のスキャニングシステムは、平行化装置を介在させることなく、また、従来のイオン注入機の他の欠点なく、概して一定の入射角でワークピース１３０へのビームの衝突を、有利に、容易にする。ビームパラレライザ装置を削除することは、上記図１の従来のイオン注入機１０と比較して（例えばＤ１からＤ２）、ビームスキャナー１３６とワークピース１３０の間のビーム移送距離を短くし、それによってビームブローアップを減少させて質量分析器からワークピースへの低エネルギーイオンビームの移送を非常に容易にする。図２Ａ−２Ｋおよび図４Ａ−４Ｃは、ワークピース回転軸３０２がビームスキャン平面に直交または垂直である本発明のスキャニングシステムの一例３００を説明しており、そして、角度のある入射が、ワークピースの回転（図４Ａ―図４Ｃ）との相殺（offset）を加えることによって達成される。

他の例は、図７Ａ−７Ｊに説明されており、ワークピース回転軸３０２とワークピーススキャン方向１４４は、双方が実質的に一定のビーム焦点距離をもつ角度のある入射に対するビームスキャン平面に関して、斜めの角度である。さらに他の例は、図９Ａ−９Ｄに説明されており、ワークピース回転軸３０２は、斜めの角度であり、一方、ワークピーススキャン方向１４４は、角度のある入射に対してビームスキャン平面に直交するが、ワークピース１３０がワークピーススキャン方向に沿って移動するので、ビーム焦点距離は変化する。さらに、下記のように、説明されているビームおよびワークピーススキャニングシステム３００は、スキャンビーム１２４が回転するワークピース１３０に衝突する一に応じて、イオン注入処理室１１６内で曲線をなす空間経路１５４を生じる。

いくつかの線量またはビーム測定システム１５０が、また、本発明の他の構成とともに以下に説明されており、イオンビーム１２４は、処理室１１６内のワークピースの位置で、曲線をなす経路１５４に沿って複数の箇所で測定される。それによって、説明されているビームおよびワークピースのスキャニングシステム３００と方法、あるいは
ビーム測定が曲線をなす経路１５４に沿って望まれる他の例を使用するイオン注入システム１１０の、正確な測定と調整を容易にする。

図３Ａ−３Ｆと図４Ｄ−４Ｆは、本発明の線量測定システムの一例１５０を説明しており、それは、図４Ａ−４Ｃのスキャニングシステム３００での角度のあるイオン注入に応じての、第２の曲線をなす経路１５４a（図４Ｄ−４Ｆ）に沿ってのものばかりでなく、図２Ａ−２Ｋのスキャニングシステム３００での角度のないイオン注入に応じての、第１の曲線をなす経路１５４（図３Ａ−３Ｆ）に沿うビーム１２４を測定するために使用される。

図３Ａ−３Ｆと図４Ｄ−４Ｆの線量測定システム１５０は、ここに説明され、記載されている他の変更されたスキャニングシステム３００と接続されて使用されてもよい。図５Ａ―５Ｃは、説明されているスキャニングシステム３００のどれとも同様に使用されてよい、他の例の線量測定システムを説明している。図８Ａ−８Ｃは、角度のあるイオン注入に対する図２Ａ−２Ｋおよび図７Ａ―７Ｊのスキャニングシステム３００と、角度のない３例すべてのイオン注入システム３００と接続されて使用されるのが有利である、第３の例の線量測定システム１５０を説明している。

例であるイオン注入システム１１０と、例であるスキャニングシステム３００は、図２Ａ−２Ｋに説明されており、ワークピース１３０が、その処理表面（例えば図２Ｂ−２ＩのＹ方向に平行）を通る垂直なワークピース回転軸３０２の周囲で方向１４２（図２Ｃ）に回転し、そして、質量分析されたイオンビーム１２４は、水平方向（例えば水平スキャン平面）に沿って電気的あるいは磁気的にスキャンされるように描かれている。ワークピースの回転とビームスキャニングは、第１スキャン（例えば水平Ｘ方向での“高速スキャン”）を提供するために同調しており、そして、ワークピース１３０は、イオン注入されるドーパントがワークピース１３０を完全に覆うようにするために、実質的にワークピースに垂直なスキャン方向１４４（例えば垂直Ｙ方向での“低速スキャン”）に沿って、また、移動される。

概して、本発明は、実質的にシングルビームスキャン平面（例えば説明されている例で水平平面）にイオンビーム１２４をスキャンする電気的あるいは磁気的なビームスキャナー１３６を有するスキャニングシステム３００を意図しており、ビームスキャナー１３６は、ビームスキャン平面に関してゼロでない第１の角度にある、ワークピース１３０を第１軸３０２の周囲で回転し、また、ビームスキャン平面に関してゼロでない第２の角度にある、ワークピース１３０をワークピーススキャン方向１４４に移動させるワークピーススキャニングシステム３０４と結合され、そして、第１および第２の角度は、同じか、あるいは異なっている。

図２Ａは、本発明のスキャニングシステム３００を使用してのイオン注入中、そのエンドステーション処理室１１６内に据え付けられたワークピース１３０を持つイオン注入システム１１０を説明しており、また、図３Ａは、処理室１１６のワークピースの位置に向けられている、例示である線量測定システム１５０を持つイオン注入事前較正中のシステム１１０を説明している。図２Ｂ−２Ｋは、シングル（水平の）ビームスキャン平面でのイオンビーム１２４の同調スキャンと、注入中、（垂直）軸３０２の周囲でのワークピース１３０の回転を説明しており、ビーム１２４がワークピース１３０を打つ空間の箇所は、曲線をなす経路１５４（例えば直線でない）を定める。図３Ｂ−３Ｆは、角度のないイオン注入と関連する第１の曲線経路１５４に沿って、ビーム１２４を測定するために使用される一例としての線量測定システム１５０を説明している（例えばビーム１２４は、概して、ワークピース表面の法線または垂直な方向にワークピース１３０に衝突する）。

上述のように、本発明のさまざまな構成は、図２Ａの例示的システム１１０に限定されず、イオン注入装置のいくつかの型に関連して装備される。例示的なイオン注入システム１１０は、ターミナル１１２、ビームラインアッセンブリ１１４、および質量分析され、スキャンされるイオンビーム１２４がワークピースの位置に向けられる処理室を形成するエンドステーション１１６からなる。ターミナル１１２内のイオン源１２０は、ビームラインアッセンブリ１１４へ引き出されるイオンビーム１２４を供給するために、電源１２２によって電力を供給され、そして、イオン源１２０は、イオン源室からイオンを引き出し、すための（図示されない）１以上の電極を含み、それによって引き出されるイオンビーム１２４をビームラインアッセンブリ１１４の方へ向ける。

ビームラインアッセンブリ１１４は、イオン源１２０近くの入口と、出口開口１３４を有するビームガイド１３２を含み、また、引き出されたイオンビーム１２４を受け取り、エンドステーション１１６のワークピースの設置位置にあるワークピース１３０へ分解開口１３４を通して、適切なエネルギー−質量比あるいはその範囲（所望の質量範囲のイオンを有する質量分析されたイオンビーム１２４）のイオンのみを通す双極子磁場を創り出す質量分析器を含む。種々のビームを形成し、成形する構造（図示されていない）が、イオンビーム１２４を維持するためにビームラインアッセンブリ内に設けられてよく、それは、伸びている内部空洞又は通路に固定され、その中を、ビーム１２４が、エンドステーション１１６内に支持される１以上のワークピース１３０へのビーム経路に沿って移動する。

図２Ａ―２Ｋに説明されているように、説明されているエンドステーション１１６は排気される処理室１１６を備える“シリアル”型エンドステーションであり、１つのワークピース１３０（例えば半導体ウエハ、ディスプレイパネル、あるいは他のワークピース）は、イオンを注入するためのビーム経路に沿って支持されるが、また、バッチあるいは他の型のエンドステーションが、本発明の範囲内で、代わりに用いられてもよい。本発明の構成に従えば、上記システム１１０は、ワークピーススキャニングシステム３０４ばかりでなく、エンドステーション処理室１１６内のワークピースの設置位置へスキャンされるイオンビームを供給するために、シングルビームスキャン平面（例えばこの例では水平面）で実質的にイオンビームをスキャンするビームスキャナー１３６を含むスキャニングシステム３００からなる。

ビームスキャナー１３６は、比較的狭いプロファイル（例えば説明されるシステム１１０の“ペンシル”ビーム）を有する質量分析器１２６からのビーム経路に沿って質量分析されたイオンビーム１２４を受け取り、そして、少なくともワークピース１３０と同じ幅の有効なＸ方向の幅を有しており、引き伸ばされた“リボン”プロファイル（例えばスキャンビーム１２４）へビーム１２４を拡げるためにＸ方向（例えば水平ビームスキャン平面に）へ往復してイオンビーム１２４をスキャンするために、電極１３６a、１３６b（図２Ｂ）と電源（図示されない）によって、ビーム経路に沿って時間的に変化する電場を創り出す。平行でないリボンビーム１２４は、ワークピース１３０の設置位置の方へ向けられ、そこでワークピース１３０は、同時に、ワークピーススキャニングシステム３０４のモータ１４０によって、垂直軸３０２（図２Ｃ）の周囲の方向１４２へ回転される。

図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｊ−２Ｋに説明されるように、ワークピース１３０はエンドステーション１１６内で支持され、その結果、ワークピース１３０は、ワークピース回転モータ１４０によって軸３０２の周囲に回転でき、それによって、ワークピース１３０は、イオン注入中、方向１４２へモータ１４０の軸の周囲で小さな回転角で往復回転する。本発明の範囲内で適切なスキャニングシステム３０４がワークピース１３０を支持するために使用されてよく、そして、例示的なシステム３０４は、方向１４２へワークピース１３０の回転を可能にし、また、スキャンされるイオンビーム１２４のビームスキャン平面への角度で、ワークピーススキャン方向１４４でその移動を行い、上記方向１４４（例えば “低速スキャン”方向）は、実質的に図２Ａ−２Ｋの配置で、ビームスキャニング平面に垂直である。他の実行が可能であり、そして、低速スキャン方向は、高速スキャン方向（例えば下記図７Ａ−７Ｊ）の法線であることを要せず、および／あるいは、ワークピースの回転軸３０２は、低速スキャン方向に関して、例えば、角度のあるイオン注入を達成するためにある角度である（例えば下記図７Ａ−７Ｊおよび９Ａ−９Ｄ）。

図２Ｂに示されるように、さらに、ワークピースの回転は、ビームスキャナー１３６に同調し、その結果、スキャンされるビーム１２４は、曲線経路１５４に沿って、概して、一定の入射角で、ワークピース１３０に衝突する。ここに、説明され、記載されている例示的な曲線経路１５４、１５４aは、概して弓形であるけれども、本発明は、平面の経路は限定されないが、一つの平面に限定されない経路、そして、変曲点及び／あるいは不連続を有する経路を含む、直線でない形状の曲線路に沿ってイオンビームを測定することを操作可能にする線量測定システムを予期しており、すべてのそのようなシステムは、本発明の範囲及び添付の請求の範囲内に含まれるものと考えている。

図２Ｄ−２Ｉは、イオン注入中、システム３００において、イオンビーム１２４の同調スキャニングとワークピースの回転１３０を説明しており、ビーム１２４がワークピース１３０に衝突する空間の箇所は、説明されている３つの入射箇所に限定されない曲線の（例えば直線でない）経路１５４を定める。図２Ｄと２Ｅは、例示的な第１のスキャン／回転位置における、ビームスキャナー１３６と回転するワークピース１３０を説明しており、そして、スキャンされるイオンビーム１２４aは、第１の例示的なスキャン角度θaで供給され、曲線経路１５４に沿ってワークピース１３０の第１端に衝突する。図３Ｆと３Ｇは、例示的な第２の位置を説明しており、そして、スキャンされるイオンビーム１２４bは、経路１５４に沿ってスキャン角度がゼロ（図示されていない）でワークピースの中心に衝突し、また、図２Ｈと２Ｉは、例示的な第３の位置を説明しており、そこでビーム１２４Ｃは、曲線経路１５４に沿ってワークピース１３０の第２の反対の端に衝突するように、第３の例示的なスキャン角度θｃで供給される。

一方、図２Ｄ−２Ｉは、ワークピース１３０の角度のないイオン注入のため、３つの例示的なスキャン／回転位置を説明しており、スキャニング／回転は、概して、シングル水平ビームスキャン平面のビーム１２４と、方向１４２のワークピース１３０の連続的な同調運動である。代わりに又は組み合わせて、ビーム１２４は、小さな増分でのワークピース１３０の回転に応じて、小さな増分でスキャンされ、その結果、相応する曲線経路１５４は不連続であり、そしてそのような変化、又は組合せのすべては、本発明の範囲と添付の請求の範囲内にあることが意図されている。

図２Ｄ−２Ｉの統合されたビームスキャニング／ワークピースの回転は、ワークピース１３０を横断するスキャンされるビーム１２４の、概して一定の入射角を提供するということを意味しており、上記入射角は、図２Ｄ−２Ｉの実施では、該して９０度である（例えばビーム１２４は、ワークピースの表面に垂直に衝突する）。下記で図４Ａ−４Ｃは、システム１１０でスキャン／回転の変化を説明しており、方向１４２でのワークピース１３０の回転角は、一定の入射角で角度のあるイオン注入を達成するために、一定量だけ相殺される（例えばビーム１２４は、いくらか異なる曲線経路１５４aに沿って、垂直でない角度でワークピース１３０に衝突する）。

図２Ｊと２Ｋを参照すると、いくつかの適切なワークピーススキャニングシステム３０４が、本発明にしたがって使用されており、ここに記載されているようにワークピース１３０の回転と移動を提供している。図２Ｊと２Ｋは、例示的なスキャニングシステム３００とワークピーススキャニングシステム３０４の更なる詳細を説明している。ワークピース１３０は、ワークピース回転モータ１４０の軸に結合されているワークピース支持構造３１０に取り付けられている。モータ１４０は、チルト機構３１４および処理室１１６の外にあるベース３１８に取り付けられたスライディングトラックシステム３１６を介して、ワークピース回転モータ１４０から延びる軸３１２を経由して処理室１１６内に支持され、シャフト３１２は、ワークピースの前面と実質的に協調する軸３１３の周囲に回転できる。チルト機構３１４は、処理室の壁１１６に取り付けられており、上記トラックシステム３１６は、チルト機構３１４へベース３１８を滑らせて登らせ、その結果、ベース３１８、軸３１２、モータ１４０およびワークピース支持構造３１０は、ワークピーススキャン方向１４４に沿って移動できる。

下記図７Ａ−７Ｊに描かれているように、チルト機構３１４は、処理室１１６に回転可能に取り付けられ、その結果、トラックシステム３１６、ベース３１８、軸３１２、モータ１４０およびワークピース支持構造３１０は、ワークピース１３０を通る軸の周囲に回転でき、それによって、ワークピーススキャン方向１４４は、水平ビームスキャン平面に関していかなるゼロでない角度にもできる。さらに、軸３１２は、ベース３１８に回転可能に取り付けられてもよく、その結果、軸３１２、モータ１４０、およびワークピース支持構造３１０は、方向３２０（図２Ｋ）で軸３１２の中心線３１３の周囲に回転でき、そして、ワークピース回転軸３０２およびワークピーススキャン方向１４４は、図９Ａ−９Ｄに説明されるように、平行でない。

図３Ａ−３Ｆを参照すると、本発明の他の構成が、曲線経路に沿ってビーム特性を測定するための線量測定システム及び方法に関係している。図３Ａは、ワークピース１３０のイオン注入前に、較正をセットするイオン注入システム１１０を説明する。この状況で、例示的な線量測定システム１５０は、ワークピース表面への入射ビームによって定められる曲線経路１５４に沿ってスキャンされるイオンビーム１２４を測定するために、エンドステーション処理室１１６のワークピースの位置に向けられる。一応用において、線量測定システム１５０は、下記図６にさらに記載され、説明されているように、イオン注入システム１１０を調整し、又は、較正するために、ビームの線量及び一様性を特色づけるために使用される。その後、システム１５０は１以上のワークピース１３０のその場所でのイオン注入のため、ワークピースの位置から移動される。図３Ａの例示的な線量測定システム１５０は、イオン注入処理より前にエンドステーション処理室１１６のワークピースの位置に選択的に設置され、ビーム線量及び／または一様性を較正し、又は、調整するために、ビーム特性を測定するのに使用される。

一度、システムが較正されると、線量測定システム１５０はワークピースの位置から離れて他の位置へ移動または移され、そして１以上のワークピース１３０が、イオン注入のため処理室１１６内に向けられる。本発明の線量測定システムの構成の他の実施は可能であり、線量又は測定装置は、ワークピースが１３０が回転されるかどうかにかかわらず、また、ワークピース１３０の一様なイオン注入を達成するために使用される、ビームスキャニング及び／またはワークピースの移動または回転の特別な組合せにかかわらず、曲線経路に沿ってスキャンされるイオンビームを測定するために操作される。すべてのそのような変形実施例は、本発明の範囲及び添付の特許請求の範囲内に含まれるものと考えられる。

図３Ａに描かれているように、均一性制御システム１６０は、線量測定システム１５０からセンサ信号を受け取り、イオンビーム１２４の均一性の調整のため、イオン源１２０及び／あるいはビームスキャナー１３６へ制御信号を供給する。線量制御システム１６２が備えられて、線量測定システム１５０からセンサ信号を受け取り、例えば、ワークピース１３０が、ワークピーススキャン方向に垂直な方向１４４（上記図２Ｃ、２Ｅ、２Ｇおよび２Ｉ−２Ｋ）に移動されるように、ワークピースの低速スキャン速度を制御することによって、注入線量を制御するように操作される。また、センサ配置システムが備えられ、下記に説明されるように、曲線経路１５４に沿って、センサ１５２を配置するために線量測定システム１５０内での種々のモータを制御する。

図３Ｂに描かれているように、例示的な線量測定システム１５０は、センサ１５２と、経路１５４に沿って種々の箇所でセンサ１５２を配置するための取り付け装置１５６とを含んでいる。センサ１５２は、ビーム１２４からイオンを受けて、そこで受け取られたイオンの量を示す出力信号を供給するいくつかのセンサである。例示的な線量測定システム１５０において、センサ１５０は、ビーム１２４から受け取られるイオンが通る入口開口を有するファラディカップまたは線量測定カップ（例えば時々、線量カップといわれる）である。そして、取り付け開口１５６はセンサ１５２を支持し、ビーム１２４を測定するため、曲線経路１５４に沿って複数の箇所にセンサ１５２を選択的に向ける。

センサ１５２の選択的配置は、イオン注入中、ワークピース１３０に見込まれるビーム１２４の特性の正確な検知あるいは測定を、容易にするのに有利であることを意味している。この点で、本発明者は直線状のライン又は経路に沿って１以上のセンサを配置することは、ビームが曲線経路上のワークピースに衝突するビーム測定で、不正確な結果を生じると認識している。それによって、直線状ライン測定に基づくビームの線量または均一性の調整（例えばイオン源１２０、ビームスキャナー１３６、及び／またはエンドステーション１１６内での低速スキャン速度の変更）は、最新の半導体製造または他のイオン注入工程でのドーパント線量および均一性の要求に対する正確な制御を達成するに不十分である。

図３Ｂ−３Ｆは、線量測定システム１５０の一実施形態を説明しており、一つのファラディカップを含み、曲線経路１５４に沿ってセンサ１５２の選択的配置のための取り付け装置１５６を備えている。この場合、取り付け装置１５６は、図３Ａのセンサ配置制御システムによって制御され、電力が供給される多くのモータを含む。センサ配置制御システムは、エンドステーション処理室１１６内またはその外部に配置され、信号、電力、及び他の設備（図示されない制御ケーブルおよび支持構造）が、センサの配線に沿って取り付け装置１５６の多くのモータ用として提供される。センサの配線は、外部制御システム１６４への接続、および上記システム１６０と１６２へセンサ出力信号を供給するための接続のため、適切に密閉されているパス−スルーデバイス（pass-thru device）を使用する排気された処理室１１６の壁を通っている。この点で、上記取り付け装置のモータと支持部材は、互いの間を密閉せずに処理室から外部へ、信号、電力、並びに制御配線及び他の設備が通せるように、内部通路（例えば中空軸構造であってよい）を提供する。

図３Ｂの取り付け装置１５６は、第１と第２の水平に延長されて伸びる支持部材１７０と１７２を含み、同時に、第１、第２及び第３のロータリモータ１８０，１８２，１８４それぞれを含む。第１のモータ１８０は、処理室１１６内で第１支持部材１７０を回転可能に支持するために、真空シール１８０bを介してエンドステーション１１６の処理室の上部壁を通る軸１８０aを含んでいる。第１支持部材１７０は、軸１８０aに連結される第１端部と、第１モータ１８０の軸の周囲で処理室１１６に対して回転可能である反対側の第２端部とを有している。第１部材１７０の第２端部は、第２ロータリモータ１８２を介して第２支持部材１７２の第１端部に、枢動可能に取り付けられており、その結果、第２支持部材１７２は、第２モータ１８２の軸の周囲で第１支持部材１７０に対して回転できる。センサ１５２は、第２支持部材１７２に取り付けられており、そして、上記支持部材１７０，１７２は、互いに、また、曲線経路１５４に沿って複数の箇所でセンサ１５２を向けるために、モータ１８０および１８２を介して処理室１１６に対して回転できる。

図３Ｃは、その場所でイオンビーム１２４a、１２４b、１２４cを測定するため、曲線経路１５４に沿って３つの例示的な箇所で、取り付け装置１５６によって配置されるセンサ１５２を説明している。また、図４Ｂの例示的な取り付け装置１５６は、第２部材１７２の第２端部へセンサ１５２を枢動可能に取り付けられている第３モータ１８４を含み、それによって、方向１８５へセンサ１５２が回転でき、その結果、センサ１５２の入口開口は、第３モータ１８４を経由してスキャンされるイオンビーム１２４の頂点の方へ向けられる。図３Ｃは経路１５４に沿ってセンサ１５２の３つの例示的な箇所又は位置を描いているが、上記装置１５６は、描かれた経路１５４、又はスキャンされるイオンビーム１２４の特性を測定するための他の曲線をなす経路に沿って、いくつかの適切な数のそのような箇所で、センサ１５２を連続的に設置して使用される。図３Ｄ−３Ｆは、第３モータを経由するビーム１２４の頂点に面する入口開口を備えるセンサ１５２の配置ばかりでなく、モータ１８０と１８２を経由する経路１５４に沿う図３Ｃの３つの例示的な箇所で、センサ１５２を配置する取り付け装置１５６の操作を説明している。

また、図４Ａ−４Ｆを参照すると、例示的スキャニングシステム３００および線量測定システム１５０は、半導体装置の製造でしばしばあるように、９０度（例えば角度のあるイオン注入）以外の角度でワークピースにドーパントを注入することが望ましい、状況下で使用される。図４Ａ−４Ｃは、第２の例示的な曲線経路１５４aに沿って角度のあるイオン注入を受ける３つの例示的なスキャン／回転位置で、スキャニングシステム３００のビームスキャナー１３６とワークピース１３０を説明している。ワークピース１３０の回転角度は、角度のあるイオン注入を達成するために、ワークピース回転軸３０２と実質的に垂直であるワークピースのスキャン方向（例えば、ビームスキャン平面に垂直）を、一定の角度λだけ方向１４２で補正されている。このように、ビーム１２４は、角度のない上記イオン注入に対する経路１５４とは、幾分異なる経路１５４aに沿って垂直でない角度でワークピース１３０に衝突する。

図４Ｄ−４Ｆは、取り付け装置１５６を経由する第２の曲線をなす経路１５４aに沿って例示的な３つの箇所で、線量測定システム１５０を使用するセンサの配置を説明している。例示的な取り付け装置１５６及び相応する位置制御システム１６４（図３Ａ）は、処理室１１６のワークピースの配置でのいくつかの曲線経路に沿って、センサ１５２を配置するのに使用される、ことを意味しており、それによって、本発明の線量測定システム１５０は、いくつかの曲線経路に沿うビーム特性を測定するために、イオン注入システムにおいて使用される。例えば、他の実施形態が可能であり、そこでは、線量測定システムの取り付け装置は、一つの平面に限定されない曲線の経路に沿って、処理室１１６内で３次元でのセンサ移動を提供する。

他の変形例では、イオンビーム１２４は、多数の方向に電気的あるいは磁気的にスキャンされ、そして、線量測定システム取り付け装置は、ここに説明され、記載されているものより、より複雑な曲線経路に沿う複数の箇所で、センサ１５２を選択的に配置する（向ける）ように設計されている。他の可能な実施形態は、角度のあるイオン注入（例えば、下記図７Ａ−９Ｄ）に対して、説明されているＸ方向に平行な軸の周囲に傾き、あるいは回転されるワークピース１３０を含むことができ、それでは、ワークピース１４４は厳密には垂直ではない。そして、線量測定システム取り付け装置は、ビーム１２４がワークピース１３０に衝突する箇所に相応する曲線経路に沿って、センサ１５２を配置するように設計されている。さらに、線量測定システム１５０は、曲線経路１５４に沿ってスキャンされるビーム１２４を測定するための取り付け装置１５６と結合する１つ以上のセンサ１５２を含み、そのようなすべての変形実施形態は、本発明の範囲及び添付の請求の範囲内に含まれるものと考えられる。

そのような代わりの線量測定システムの一実施形態は、図５Ａ−５Ｃに描かれており、線量測定システム１５０aは、ビーム測定のため処理室１１６内に配置される。上記システム１５０aにおいて、センサ１５２は、上述のシステム１５０と異なる取り付け装置１５６aに備えられている。図５Ａに描かれているように、取り付け装置１５６aは、シール１８６bを介して処理室内に伸びる軸１８６aを有する第１モータ１８６によって、処理室１１６の上部壁に枢動可能に取り付けられた伸長トラック（track）を含む。上記トラック１７６は、第１端部と反対側の第２端部を有し、第１モータ１８６の軸の周囲に処理室１１６に関して回転できる。

上記センサ１５２は、リニアアクチュエータあるいはリニアモータである第２モータ１８８によって、上記トラック１７６に滑るように取り付けられており、その結果、センサ１５２は、トラック１７６に沿う方向１７８に沿ってどこでも配置される。それによって、第１モータ１８６を経由するトラック１７６の回転および第２モータ１８８を経由するトラック１７６に沿うセンサ１５２の移動は、処理室１１６内のワークピースの配置で上記図２Ｂ（角度のないイオン注入の較正のための）に描かれた曲線経路１５４に沿う複数の箇所、あるいは上記図４Ａ−４Ｆ（角度のあるイオン注入の較正のための）の例示的な第２の曲線経路１５４aに沿う複数の箇所、あるいは他の平面の曲線経路のために、センサ１５２が配置されることを可能にする。そして、さらに、垂直の配置装置（図示されない）は、平面にない曲線経路に適応するように備えられる。また、例示的な線量測定システム１５０aは、第２軸の周囲にセンサ１５２を回転可能にトラック１７６に取り付ける第３モータ１９０を含み、スキャンされるイオンビーム１２４の頂点の方へセンサ１５２の入口開口を向けるため、方向１９２内のトラック１７６に関してセンサ１５２が回転することを可能にする。

図６を参照すると、本発明の他の構成は、処理室内でスキャンされるイオンビームを測定するための方法を提供する。図６は、本発明に従う曲線経路に沿うスキャンされるイオンビームの測定を含む、例示的な較正工程２００を説明している。較正工程２００のビーム測定技術は、一連の行為あるいは事象として下記に描かれ、記載されているが、本発明がそのような行為あるいは事象の説明順序に制限されないことが理解されるであろう。例えば、いくつかの行為は、本発明にしたがって、異なる順序、及び／あるいは、ここに描かれ及び／あるいは記載されたことから離れて、他の行為あるいは事象と同時でもよい。さらに、説明されないすべてのステップが、本発明に従う手順を実行するために要求されてよい。さらに、本発明に従う方法が、ここに説明され、記述された実装および線量測定システムとの関連ばかりでなく、説明されていない他の構造と関連して実施されてよい。

イオン注入システム較正２００は、２０２で始まり、スキャンされるイオンビームは、ワークピースへのビーム入射に応じて曲線経路（例えば、経路１５４、１５４a）に沿って２０４で測定される。一実施形態である図３Ａ−３Ｆを参照すると、２０４でのビーム測定は処理室（エンドステーション１１６）内のワークピースの方へスキャンされるイオンビーム（図３Ａのビーム１２４）を向けること、および、図３Ｃ−３Ｆに描かれているように、ワークピースの位置で曲線経路（例えば、経路１５４）に沿って複数の箇所でスキャンされるビーム１２４を測定することを含む。測定をするために、センサが備えられ（センサ１５２）、取り付け装置１５６を使用してスキャンされるイオンビーム１２４を測定するために、曲線経路１５４に沿って複数の箇所で選択的に配置される（図３Ｄ−３Ｆ）。さらに、センサ１５２の選択的配置は、その入口開口が、例えば、図３Ｂの第３モータ１８４を使用して、スキャンされるイオンビーム１２４の頂点に面するように、センサ１５２を配置することを含む。

図３Ａの例示的システム１１０において、センサ出力信号は、均一性制御システム１６０および線量制御システム１６２に供給される。上記測定が、ビームの曲線経路／ワークピースへの入射に沿って受け入れられるビームの均一性を示すかどうかについては、２０６で決定される。もし、示さなければ（２０６でＮＯ）、ビーム均一性制御システム１６０は、イオン源１２０の一つあるいは双方を調整し、そして、目標あるいは所望の値あるいは範囲により近い入射ビームの均一性をもたらすように２０８でビームスキャナー１３６を調整し、また、測定が２０４で繰り返される。この測定／調整工程は、均一性が２０６で受け入れられると見出されるまで、何回、繰り返されてもよい。その時（２０６でＹＥＳ）、イオン注入時間は、直近のビーム測定にしたがって、２１０で調整される。

図３Ａのシステムにおいて、線量制御システム１６２は、方向１４４（図２Ｃ）でのワークピース１３０の低速スキャン速度を変更することによって、イオン注入時間を調整し、そして低速スキャン速度の減少は、ワークピースへのイオン注入線量を増加し、また、上記速度の増加は、上記線量を減少する。線量と均一性の調整がなされると、較正２００は２１２で終了し、線量測定システム１５０は、エンドステーション処理室１１６のワークピースの位置から離れる。その後、ワークピース１３０が処理室１１６内へ装着され、そして上記のようにイオン注入が進行する。そして、さらに実時間センサ（図示されない）が、イオン注入中、微調整が適切かどうかを決定するため、ビーム（例えば、スキャンされるビーム軌道のスキャン領域を越えて）を測定するために処理室１１６内に据えられる。

図２Ｋおよび７Ａ−７Ｊを参照すると、スキャニングシステム３００の他の例示的な実施形態が、角度のあるイオン注入を提供するためにイオン注入機１１０内に描かれている。チルト機構３１４（図２Ｋ）は、処理室１１６に回転可能に取り付けられており、その結果、トラックシステム３１６、ベース３１８、軸３１２、モータ１４０およびワークピース支持構造３１０が、ワークピース１３０を通る軸の周囲に回転可能であり、それによって、ワークピーススキャン方向１４４は、水平ビームスキャン平面に関してゼロでない、何らかの角度である。この例は、ビームスキャナー１３６からワークピース１３０への実質的に一定の焦点距離を維持する方向１４４に沿うワークピースのスキャニングとともに、ワークピース１３０の処理表面に関して、該して一定の（例えば、垂直でない）角度でワークピース１３０へイオンの注入を容易にする。この関連で、チルト機構３１４の回転は、ワークピーススキャン方向１４４をワークピース回転軸３０２（例えば、図７Ｊ）に平行に維持しながら、水平ビームスキャン平面に関して、斜めの角度でワークピース回転軸３０２を制御可能に定める。

図７Ａに描かれているように、ワークピース回転モータは、ビームスキャナー１３６によってイオンビーム１２４の側方スキャニングと同調する形で、軸３０２の周囲にワークピース１３０を回転し、それによって、ビーム１２４がワークピース１３０に衝突する処理室１１６内で、空間的位置を定める曲線経路１５４を決める。図７Ａと７Ｂは、ワークピーススキャン方向（例えば、二つの低速スキャン位置）に沿うワークピース１３０の二つの位置を描いており、その中で、ワークピース１３０からビームスキャナー１３６への焦点距離は、ワークピース回転軸３０２とワークピーススキャン方向１４４との間の平行関係によって、実質的に一定に維持される。図７Ｄ−７Ｉは、ワークピース１３０の角度のあるイオン注入のため、３つの例示的なスキャン／回転位置で、ビームスキャナー１３６およびワークピーススキャニングシステム３０４の同調操作を説明する平面図と側面図である。

図８Ａ−８Ｃは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、他の例示的な線量測定システム１５０を説明しており、角度のある、あるいは、角度のないイオン注入に対して、図２Ａ−２Ｋのスキャニングシステム３００と連動して使用されるのが有利である。図８Ａ−８Ｃの線量測定システム１５０は、センサ１５２を含み、該センサ１５２は、簡単な取り付け装置１５６により、曲線経路１５４に沿って配置される。取り付け装置１５６は、第１端部と、それと反対側の第２端部を有する伸長した支持部材１７０を含み、上記第１端部は、第１モータ１８０の軸の周囲に枢動可能に、処理室１１６に取り付けられる。それによって、支持部材１７０は、水平ビームスキャン平面に関してゼロでない角度で回転可能である。上記センサ１５２は、第２モータ１８４を経由して支持部材１７０に取り付けられる。

図８Ａ−８Ｃの構造で、支持部材１７０は、曲線経路１５４の種々の箇所に沿ってセンサ１５２を位置づけるために、第１モータ１８０の軸の周囲で回転可能であり、一方、センサ１５２は、ビームスキャナー頂点に位置させるために、第２モータ１８４を経由して回転される。本発明で厳密には要求されないけれども、第１モータ１８０の軸は、ビームスキャナー１３６の頂点と処理室１１６内のワークピースの位置との間で、略中間に配置される。上記線量測定システム１５０と同様に、モータ１８０、１８４および支持部材１７０は、処理室１１６内外で信号および／あるいは電力配線の経路に対応させるために、中空軸がある。

スキャニングシステム３００の他の可能な実施形態が、図９Ａ−９Ｄに描かれており、ウエハスキャン方向１４４は、実質的にイオンビーム１２４に垂直であり、また、ウエハ回転軸３０２は、ビームスキャン平面に関して斜めの角度である。図２Ｋを参照すると、この例では、軸３１２は、方向３２０（図２Ｋ）で軸３１３の周囲で回転のために、ベース３１８に回転可能に取り付けられる。これは、実質的に一定の、直角でない入射角で、ワークピース１３０のイオン注入に適合させるために、ビームスキャン平面に関して、軸３１２、モータ１４０、ワークピース支持体３１０、ワークピース１３０及びワークピース回転軸３０２の回転を可能にする。そして、ベース３１８は実質的に垂直のままであり（図９Ｄ）、それによってワークピーススキャン方向１４４は、水平ビームスキャン平面に関して垂直のままである。図９Ａ−９Ｃは、３つの例示的なワークピーススキャン（低速スキャン）位置で、この例の操作を説明しており、ワークピース１３０が、傾き角ΔＹだけワークピース回転軸の傾斜により、概して垂直方向１４４に沿って移動するので、ワークピース１３０とビームスキャナー１３６の間の焦点距離は、変化する。

本発明は、１以上の実施形態に関して説明され、記載されているけれども、変更及び／あるいは修正は、添付の請求の範囲の精神及び範囲から離れることなしに、説明された例でなされることは可能である。特に、上記記載された要素又は構造（ブロック、ユニット、エンジン、アッセンブリ、装置、回路、システム等）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載するために使用されている用語（“手段”への言及を含む）は、仮に、ここに説明された本発明の例示的な実施形態の機能を実行する開示された構造に、構造上、等しくなくても、もし、他に示されていなければ、記載された要素（例えば、それは機能的に等しい）の特定の機能を実行するいかなる要素又は構造に対応することを意図している。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの実施形態の一つのみに対して開示されているものであるけれども、そのような特徴は、いかなる与えられた、又は特定の適用に対して望まれる、あるいは有利なものとして、他の実施形態の１以上の他の特徴と組み合わされてよい。その上、“・・・を含む（including）”、“・・・を含める(includes)”、“・・・を有していること(having)”、“有する(has)”、“・・・を備えて(with)”又はその変形の用語が、発明の詳細な説明および請求の範囲のいずれかで使用されている範囲内において、そのような用語は、いわば、“包含する（comprising）”という用語に類似であることに含まれると解釈される。

図１は、ビームスキャナーとパラレライザを備える従来のイオン注入システムを説明する概略平面図である。図２Ａは、本発明の１以上の構成に従う例示的なイオン注入システム及びスキャニングシステムを説明する概略平面図であり、スキャンされるイオンビームが、パラレライザを介在することなくワークピースに供給され、ワークピースはワークピースを通る軸の周囲に回転される。図２Ｂは、図２Ａのイオン注入システムにおいて、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明する部分的な平面図であり、ビームスキャニングとワークピースの回転は、スキャンされるビームが回転するワークピースに衝突するところの、ワークピースの位置の箇所に対応する曲線をなす経路を定める。図２Ｃは、図２Ａのイオン注入システムにおいて、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明する部分的な側部正面図である。図２Ｄは、部分的な平面図であり、例示的な第１の位置で、図２Ａのイオン注入システムでのビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの最初の端部に衝突する。図２Ｅは、側部正面図であり、例示的な第１の位置で、図２Ａのイオン注入システムでのビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの最初の端部に衝突する。図２Ｆは、部分的な平面図であり、第２の例示的な位置で、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの中心部分に衝突する。図２Ｇは、側部正面図であり、第２の例示的な位置で、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの中心部分に衝突する。図２Ｈは、部分的な平面図であり、第３の例示的な位置で、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの他方の端部に衝突する。図２Ｉは、側部正面図であり、第３の例示的な位置で、ビームスキャナーと回転するワークピースを説明しており、スキャンされるイオンビームは、曲線経路に沿ってワークピースの他方の端部に衝突する。図２Ｊは、本発明に従う例示的なスキャニングシステムを、更に詳細に説明している側部正面図である。図２Ｋは、本発明に従う例示的なスキャニングシステムを、更に詳細に説明している正面図である。図３Ａは、本発明に従う図２Ｂの例示的な曲線経路に沿って複数の箇所でスキャンされるイオンビームを測定するための、図２Ａのイオン注入システムにおける例示的な線量測定システムを説明する正面図である。図３Ｂは、センサと、曲線経路に沿って、複数の箇所でセンサを配置するための取り付け装置とを含む、図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおける線量測定システムの一実施形態を説明する部分的な側部正面図である。図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、図２Ｂの曲線経路に沿う３つの例示的な箇所に配置される線量測定システムセンサを説明する部分的な正面図である。図３Ｄは、図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、曲線経路に沿う例示的な箇所に配置されるセンサを備えた図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図３Ｅは、図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、曲線経路に沿う例示的な箇所に配置されるセンサを備えた図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図３Ｄは、図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、曲線経路に沿う例示的な箇所に配置されるセンサを備えた図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図４Ａは、第２の例示的な曲線経路に沿って、ある角度に曲げられた注入を受ける図２Ａ及び図３Ａのシステムでの３つの例示的位置で、ビームスキャナーとワークピースを説明する部分的な正面図である。図４Ｂは、第２の例示的な曲線経路に沿って、ある角度に曲げられた注入を受ける図２Ａ及び図３Ａのシステムでの３つの例示的位置で、ビームスキャナーとワークピースを説明する部分的な正面図である。図４Ｃは、第２の例示的な曲線経路に沿って、ある角度に曲げられた注入を受ける図２Ａ及び図３Ａのシステムでの３つの例示的位置で、ビームスキャナーとワークピースを説明する部分的な正面図である。図４Ｄは、図２Ａと図３Ａのシステムにおいて、図４Ａ−４Ｃの第２の曲線経路に沿って異なる例示的な箇所で、角度のあるイオン注入に先立つビーム測定のため、取り付け装置によって配置されたセンサを備える図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図４Ｅは、図２Ａと図３Ａのシステムにおいて、図４Ａ−４Ｃの第２の曲線経路に沿って異なる例示的箇所で、角度のあるイオン注入に先立つビーム測定のため、取り付け装置によって配置されたセンサを備える図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図４Ｆは、図２Ａと図３Ａのシステムにおいて、図４Ａ−４Ｃの第２の曲線経路に沿って異なる例示的な箇所で、角度のあるイオン注入に先立つビーム測定のため、取り付け装置によって配置されたセンサを備える図３Ｂの線量測定システムを説明する部分的な正面図である。図５Ａは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、他の例示的な線量測定システムを説明する端面図である。図５Ｂは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、他の例示的な線量測定システムを説明する側面図である。図５Ｃは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、他の例示的な線量測定システムを説明する正面図である。図６は、本発明に従う処理室内でスキャンされるイオンビームの測定を含む、例示的な較正プロセスを説明するフロー図である。図７Ａは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する正面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｂは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｃは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｄは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する正面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｅは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｆは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する正面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｇは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｈは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する正面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｉは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図７Ｊは、本発明に従う他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であり、ウエハ回転軸とウエハスキャン方向は、一定のビーム焦点距離でワークピースにある角度のイオン注入を提供するために、ビームスキャン平面に関して傾けられている。図８Ａは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、さらに他の例示的な線量測定システムを説明する側面図である。図８Ｂは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、さらに他の例示的な線量測定システムを説明する正面図である。図８Ｃは、本発明に従う図２Ａと図３Ａのイオン注入システムにおいて、さらに他の例示的な線量測定システムを説明する正面図である。図９Ａは、本発明に従うさらに他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であって、ウエハスキャン方向は、実質的にビームスキャン平面に垂直であり、また、ウエハ回転軸は、ビームスキャン平面に関して斜めの角度である。図９Ｂは、本発明に従うさらに他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であって、ウエハスキャン方向は、実質的にビームスキャン平面に垂直であり、また、ウエハ回転軸は、ビームスキャン平面に関して斜めの角度である。図９Ｃは、本発明に従うさらに他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であって、ウエハスキャン方向は、実質的にビームスキャン平面に垂直であり、また、ウエハ回転軸は、ビームスキャン平面に関して斜めの角度である。図９Ｄは、本発明に従うさらに他の例示的なスキャニングシステムを説明する側面図であって、ウエハスキャン方向は、実質的にビームスキャン平面に垂直であり、また、ウエハ回転軸は、ビームスキャン平面に関して斜めの角度である。

符号の説明

１１６イオン注入処理室
１２４イオンビーム
１３０ワークピース
１３６ビームスキャナー
１４４ワークピーススキャン方向
１５０線量測定システム
３００スキャニンググシステム
３０２ワークピース回転軸

Claims

イオンビームを取り出すように操作可能なイオン源；
前記イオン源からの流れに沿って配置されるビームスキャナー、前記イオンビームを受け取り、処室内のワークピースの位置の方へスキャンされるイオンビームを導く前記ビームスキャナー；及び、
ワークピースの位置で曲線経路に沿って複数の点でスキャンされるビームを測定するために操作可能な線量測定システム、
からなるイオン注入システム。
前記線量測定システムは、
入口開口を含むセンサ、前記入口開口でイオンを受け取り、かつ、受け取ったイオンの量を示す信号を供給するように適合される前記センサ；及び、
前記センサを支持し、前記ワークピースの位置で曲線経路に沿って、複数の点で前記センサを選択的に配置するように適合される取り付け装置、
からなる請求項１に記載のイオン注入システム。
前記曲線経路は、前記ワークピースの位置でスキャンされるイオンビームの平面内に位置する、請求項２に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、前記センサの入口開口が、前記曲線経路に沿って複数の箇所でスキャンされるイオンビームの頂点の方に向けられるように、前記センサを選択的に配置するのに適合している請求項２に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、
第１と第２の向き合った端部を有する第１の伸長した支持部材、前記第１支持部材が、スキャンされるイオンビームの平面に関して、ゼロでない角度である第１軸の周囲で前記処理室に関して回転できるように、前記処理室に枢動可能に取り付けられている前記第１支持部材の第１端部；及び、
第１と第２の向き合った端部を有する第２の伸長した支持部材、前記第２支持部材が、前記第１軸に実質的に平行である第２軸の周囲で、前記第１支持部材に関して回転できるように、前記第１支持部材に枢動可能に取り付けられている前記第２支持部材の第１端部、前記第２支持部材に取り付けられる前記センサ、及び処理室内でワークピースの位置で曲線経路に沿って複数の箇所でセンサを配置するために、互いに、かつ、処理室に関して独立に回転可能である第１及び第２の支持部材、
からなる請求項２に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、
前記第1支持部材の第1端部が、前記処理室に回転可能に取り付けられる第1モータ、前記第1軸の周囲で、前記処理室に関して、前記第1支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第1モータ；及び、
前記第2支持部材の第1端部が、前記第1支持部材の第2端部に回転可能に取り付けられる第2モータ、前記第２軸の周囲で、前記第1支持部材に関して、前記第2支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第２モータ、
からなる請求項５に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置が、前記第1軸に実質的に平行な第3軸の周囲で、前記第2支持部材の第2端部に前記センサが回転可能に取り付けられる第3モータを含む請求項６に記載のイオン注入システム。
前記モータは中空軸があり、前記支持部材の内部領域は、前記処理室の真空の完全性を危うくすることなしに、前記センサから外部の処理室へ、信号、電力、及び設備の経路指定を容易にするために大気圧である、
請求項６に記載のイオン注入システム。
前記センサは、前記第1軸に実質的に平行で第3軸の周囲に前記第2支持部材に関して回転できるように、前記第2支持部材に枢動可能に取り付けられている請求項５に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、前記第2支持部材の第2端部に前記センサを回転可能に取り付けるモータを含み、前記モータは、前記センサの入口開口がスキャンされるイオンビームの頂点の方へ向けられるように、前記第3軸の周囲で前記第2支持部材に関して前記センサを制御可能に旋回するように適合される、請求項９に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、第1と第2の向き合う端部を有する伸長するトラックを含み、前記トラックは、スキャンされるイオンビームの平面に関して、ゼロでない角度で第1軸の周囲に前記処理室に関して回転できるように、前記処理室に枢動可能に取り付けられており、そして、前記センサは、前記トラックの第1端部と第2端部の間に配置され、かつ、前記トラックは、前記曲線経路に沿って複数の箇所にセンサを配置するために、前記処理室に関して回転され得るように、前記センサが前記トラックに滑るように取り付けられている、請求項２に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、
前記処理室に前記トラックを回転可能に取り付ける第1モータ、前記第1軸の周囲に前記処理室に関して前記トラックを制御可能に旋回するように適合される前記第1モータ；及び、
前記トラックの第1及び第2の端部の間に前記センサを選択的に位置づける第2モータ、
を含む請求項１１に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、前記第1軸に実質的に平行な第2軸の周囲の前記トラックに、前記センサを回転可能にするように取り付けられる第3モータを含む、請求項１２に記載のイオン注入システム。
前記センサは、前記第1軸に実質的に平行な第2軸の周囲に前記トラックに関して回転できるように、前記トラックに枢動可能に取り付けられている、請求項１１に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、前記トラックに前記センサを回転可能にするように取り付けられるモータを含み、前記センサの入口開口が、スキャンされるイオンビームの頂点の方へ向けられるように、前記モータが、前記第2軸の周囲の前記トラックに関して前記センサを制御可能に旋回するように適合される、請求項１４に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、第1と第2の向き合う端部を有する伸長した支持部材を含み、前記支持部材の第1端部は、スキャンされるイオンビームの平面に関してゼロでない角度である第1軸の周囲で、前記処理室に枢動可能に取り付けられており、前記センサは、前記支持部材に取り付けられ、かつ、前記第1軸から離れており、そして、前記支持部材は、前記処理室内のワークピースの位置で、前記曲線経路に沿う複数の箇所に前記センサを配置するために、前記処理室に対して回転できる、請求項２に記載のイオン注入システム。
前記取り付け装置は、
前記処理室に前記支持部材の第1端部を、回転可能にするように取り付けられる第1モータ、前記第1軸の周囲に前記処理室に対して、前記支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第1モータ；及び、
前記第2支持部材の第1端部へ、前記第1支持部材の第2端部を回転可能にするように取り付けられる第2モータ、前記第2軸の周囲に前記第1支持部材に対して、前記第2支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第2モータ、
からなる請求項１６に記載のイオン注入システム。
前記曲線経路が、ワークピースの位置でスキャンされるイオンビームの平面内に位置づけられる、請求項１に記載のイオン注入システム。
前記曲線経路は、スキャンされるイオンビームが前記ワークピースに衝突する空間の位置からなる、請求項１に記載のイオン注入システム。
線量測定システムが、
入口開口を含むセンサ、前記入口開口でイオンを受け、受けるイオンの量を示す信号を供給するように適合される前記センサ；及び、
センサを支持し、処理室のワークピースの位置で、曲線経路に沿って複数の箇所で前記センサを選択的に配置するように適合される取り付け装置、
からなる、処理室内のスキャンされるビームを測定するための線量測定システム。
前記取り付け装置は、前記センサの入口開口が、スキャンされるイオンビームの頂点の方へ向けられるように、前記センサを選択的に配置するように適合される、請求項２０に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、
第１と第２の向き合った端部を有する第１の伸長した支持部材、前記第1支持部材が、第１軸の周囲で前記処理室に関して回転できるように、前記処理室に枢動可能に取り付けられている前記第１支持部材の第１端部；及び、
第１と第２の向き合った端部を有する第２の伸長した支持部材、前記第２支持部材が、第２軸の周囲で第1支持部材に対して回転できるように、前記第１支持部材の第2端部に枢動可能に取り付けられている前記第２支持部材の第１端部、そして、前記第２支持部材に取り付けられる前記センサ、及び前記曲線経路に沿って複数の箇所でセンサを配置するために、互いに、かつ、処理室に関して回転可能である第１及び第２の支持部材、
からなる請求項２０に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、
前記第1支持部材の第1端部が、前記処理室に回転可能に取り付けられる第1モータ、前記第1軸の周囲で、前記処理室に関して、前記第1支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第1モータ；及び、
前記第2支持部材の第1端部が、前記第1支持部材の第2端部に回転可能に取り付けられる第2モータ、前記第２軸の周囲で、前記第1支持部材に関して、前記第2支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第２モータ、
からなる請求項２２に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、第３軸の周囲で前記第2支持部材の第2端部に、前記センサを回転可能にするように取り付けられる第3モータを含む、請求項２３に記載の線量測定システム。
前記センサは、第３軸の周囲に前記第2支持部材に関して回転できるように、前記第2支持部材に枢動可能に取り付けられている、請求項２２に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、前記第2支持部材の第2端部に、前記センサを回転可能に取り付けるモータを含み、前記モータが、前記第３軸の周囲の前記第2支持部材に関して前記センサを制御可能に旋回するように適合される、ことからなる請求項２５に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、第1と第2の向き合う端部を有する伸長したトラックを含み、前記トラックは、第1軸の周囲で、前記処理室に対して回転可能とするように、前記処理室に枢動可能に取り付けられ、そして、前記センサが、前記トラックの第1と第2の端部間に配置され、また、前記トラックが、前記処理室内のワークピースの位置で、曲線経路に沿う複数の箇所に前記センサを配置するために、前記処理室に対して回転できるように、前記センサは前記トラックに滑るように取り付けられている、ことからなる請求項２０に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、
前記第1軸の周囲で、前記処理室に対して前記トラックを制御可能に旋回する第1モータ；及び、
前記トラックの第1と第2の端部間にセンサを選択的に配置する第2モータ、
からなる請求項２７に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、スキャンされるイオンビームの平面に垂直な第2軸の周囲で、前記トラックに前記センサを回転可能にするように取り付けられる第3モータを含む、請求項２８に記載の線量測定システム。
前記センサは、第2軸の周囲で前記トラックに対して回転できるように、前記トラックに枢動可能に取り付けられている、請求項２７に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、第2軸の周囲で前記トラックに対して前記センサを制御可能に旋回するモータを含む、請求項３０に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、第1と第2の向き合う端部を有する伸長した支持部材を含み、前記支持部材の第1端部は、スキャンされるイオンビームの平面に関してゼロでない角度である第1軸の周囲で、前記処理室に枢動可能に取り付けられており、前記センサは、前記支持部材に取り付けられ、かつ、前記第1軸から離れており、そして、前記支持部材は、前記処理室内のワークピースの位置で、前記曲線経路に沿う複数の箇所に前記センサを配置するために、前記処理室に対して回転できる、請求項２０に記載の線量測定システム。
前記取り付け装置は、
前記処理室に前記支持部材の第1端部を回転可能にするように取り付けられる第1モータ、前記第1軸の周囲に前記処理室に対して、前記支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第1モータ；及び、
前記第2支持部材の第1端部へ、前記第1支持部材の第2端部を回転可能にするように取り付けられる第2モータ、前記第2軸の周囲に前記第1支持部材に対して、前記第2支持部材を制御可能に旋回するように適合される前記第2モータ、
からなる請求項３２に記載の線量測定システム。
前記曲線経路は、スキャンされるイオンビームが前記ワークピースに衝突する空間の位置からなる、請求項２０に記載の線量測定システム。
処理室内でワークピースの位置の方へスキャンされるイオンビームを方向付け；及び、
ワークピースの位置で曲線経路に沿って複数の箇所でスキャンされるビームを測定することを含む、処理室内でスキャンされるビームを測定する方法
入口開口でイオンを受け、受けたイオンの量を示す信号を供給するように適合されるセンサを備え、
スキャンされるイオンビームを測定するために、曲線経路に沿って複数の箇所でセンサを選択的に配置することを含む、請求項３５に記載の方法。
曲線経路に沿って複数の箇所でセンサを選択的に配置することは、前記センサの入口開口が、スキャンされるイオンビームの頂点に向き合うように、センサを配置することを含む、請求項３６に記載の線量測定システム。