JP2010050108A - イオンビーム測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リボン状のイオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角を簡単な方法で測定する測定方法を提供する。
【解決手段】 このイオンビーム測定方法は、イオンビーム２の一部を通過させる小孔６２を有するマスク板６０と、その下流側に設けられていて、前記小孔を通過したイオンビームを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動のビームモニタ１０とを用いる。そして当該ビームモニタ１０をＹ方向に移動させることによって、小孔６２を通過したイオンビームのＸ方向およびＹ方向における中心位置ｘ₃ 、ｙ₃ をそれぞれ測定し、その中心位置ｘ₃ 、ｙ₃ とそれに対応する小孔６２間のＸ方向およびＹ方向における距離Ｌ₄ 、Ｌ₅ ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ₃ に基づいて、小孔６２を通過したイオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角α_X 、α_Y をそれぞれ測定する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、例えばイオン注入装置等において、リボン状（これはシート状または帯状とも呼ばれる）をしているイオンビームの進行角、発散角等を測定するイオンビーム測定方法に関する。

電気的に平行走査されるイオンビームの走査方向（特許文献１ではＸ方向）における平行度を、イオンビームの上流側および下流側に設けられた二つの多点ビームモニタを用いて測定する測定方法が、特許文献１に記載されている。この平行度は、走査方向において、イオンビームの設計上の進行方向（即ち、本来進むべき進行方向。以下同様）に対する角度（即ち進行角）のことである。これは、後述するリボン状のイオンビームのＹ方向における進行角に相当する。

特許第２９６９７８８号公報（第８欄、第４図）

上記測定方法は、イオンビームの走査方向における進行角の測定方法であり、走査方向と実質的に直交する方向の進行角については、特許文献１では何も問題にしておらず、従ってその進行角の測定方法についても何も記載されていない。

しかし、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状をしているイオンビームについては、そのＸ方向（短手方向）における進行角が、Ｙ方向（長手方向）においてばらついていると、当該イオンビームを用いて例えば半導体基板にイオン注入を行う場合等に、不都合を生じる可能性がある。

例えば、上記のようなリボン状のイオンビームと、半導体基板を当該リボン状のイオンビームの主面と交差する方向に機械的に走査することとを併用して、半導体基板にイオンビームを照射してイオン注入を行う場合に、イオンビームのＸ方向における進行角がＹ方向においてばらついていると、半導体基板に対して均一なイオン注入を行うことが難しくなる。特に近年は、半導体基板の表面に形成される半導体デバイスの微細化が進んでいるので、上記進行角のばらつきの悪影響は大きい。

上記進行角は、イオンビーム全体の言わば巨視的な進行方向を表すものであるが、その測定以外に、イオンビームの発散角を測定することも重要である。イオンビームの発散角は、イオンビーム内の小さな領域におけるイオンビームの言わば微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。そこでこの発明は、イオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角の測定を簡単な方法で行うことができる測定方法を提供することを主たる目的としている。

この発明に係るイオンビーム測定方法は、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）についての測定方法であって、前記リボン状のイオンビーム（２）の一部を通過させる小孔（６２）をＹ方向に１以上有するマスク板（６０）と、このマスク板（６０）の下流側に設けられていて、前記小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動のビームモニタ（１０）とを用いて、当該ビームモニタ（１０）をＹ方向に移動させることによって、前記各小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）のＸ方向およびＹ方向における中心位置（ｘ₃ 、ｙ₃ ）をそれぞれ測定し、当該測定したＸ方向およびＹ方向における中心位置（ｘ₃ 、ｙ₃ ）とそれに対応する前記小孔（６２）間のＸ方向およびＹ方向における距離（Ｌ₄ 、Ｌ₅ ）ならびに前記マスク板（６０）とビームモニタ（１０）間のＺ方向における距離（Ｌ₃ ）に基づいて、前記各小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）のＸ方向およびＹ方向における発散角（α_X 、α_Y ）をそれぞれ測定することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動のビームモニタを用いるので、簡単な方法で、マスク板の小孔の位置におけるイオンビームのＸ方向およびＹ方向の発散角を測定することができる。

請求項２に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、マスク板の各小孔を通過したイオンビームについて、イオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角を測定することができる。その結果、リボン状のイオンビームのＹ方向における複数の位置において、イオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角を測定することができる。

請求項３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ビームモニタは、複数のビーム検出器を千鳥状に配置した構成をしているので、複数のビーム検出器をＸ方向により高密度で配置することが可能であり、従ってＸ方向における測定の分解能をより高めることができる。

リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。 イオンビーム測定方法の一例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。 ビームモニタの一例を示す正面図である。 ビームモニタの他の例を示す正面図である。 ビームモニタの駆動装置の一例を示す図である。 ビームモニタの駆動装置の他の例を示す図である。 イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。 イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す側面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。 マスク板に、Ｙ方向に複数の小孔を設けた例を示す側面図であり、図８（Ａ）に対応している。 ビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする方法を説明するための図である。

図１は、リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。この明細書および図面においては、イオンビーム２の設計上の進行方向をＺ方向とし、このＺ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向としている。例えば、Ｘ方向およびＺ方向は水平方向であり、Ｙ方向は垂直方向である。この明細書において「設計上の進行方向」というのは、所定の進行方向、即ち本来進むべき進行方向のことである。

イオンビーム２は、走査を経ることなく、Ｘ方向の寸法Ｗ_X よりもＹ方向の寸法Ｗ_Y が大きいリボン状をしている。イオンビーム２は、リボン状と言ってもＸ方向の寸法Ｗ_X が紙や布のように薄いという意味ではない。例えば、イオンビーム２のＸ方向の寸法Ｗ_X は３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、Ｙ方向の寸法Ｗ_Y は、対象とする基板の寸法等にも依るが、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度である。

上記イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定するイオンビーム測定方法（これは進行角測定方法と呼ぶこともできる）の一例を図２を参照して説明する。

この測定方法では、イオンビーム２の進行方向Ｚの相対的に上流側および下流側にそれぞれ設けられていて、Ｙ方向に可動の二つのビームモニタ１０および２０を用いる。

第１の（上流側の）ビームモニタ１０は、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有している。即ち、Ｘ方向に配置された複数のビーム検出器１２を有している多点のビームモニタである。各ビーム検出器１２は、例えばファラデーカップである。後述する各ビーム検出器２２も同様である。

複数のビーム検出器１２は、例えば図３に示す例のように、Ｘ方向に１行に直線状に並べたものでも良いし、例えば図４に示す例のように、Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器１２をＹ方向に２行、千鳥状に配置したものでも良い。どちらの例においても、複数のビーム検出器１２はＸ方向に一定の間隔ｄで配置されている。千鳥状配置にすると、複数のビーム検出器１２をＸ方向により高密度で（例えば、１行配置の場合の２倍程度の密度で）配置することが可能になり、Ｘ方向における測定の分解能をより高めることができる。

第２の（下流側の）ビームモニタ２０も、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器２２をＸ方向に有している多点のビームモニタである。このビームモニタ２０は、上記ビームモニタ１０と同じ構造をしているので、その説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。即ち、上記説明のビーム検出器１２をビーム検出器２２と読み替えれば良い。

ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の数は、図２では、図示を簡略化するために、それぞれ７個ずつ図示しているが、それに限られるものではない。例えば、ビームモニタ１０、２０は、イオンビーム入口の直径が５ｍｍのビーム検出器（ファラデーカップ）１２、２２を合計１９個ずつ、図４に示すように千鳥状に配置したものでも良い。

再び図２を参照して、上記二つのビームモニタ１０、２０を用いて、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ をそれぞれ測定する。例えば、まずイオンビーム２をビームモニタ１０で受けて測定し、次にビームモニタ１０をイオンビーム２から退避させておいてビームモニタ２０でイオンビーム２を受けて測定する。これとは逆の順でも良い。

イオンビーム２が、例えば図２に示す例のように設計上の進行方向Ｚからずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。イオンビーム２は、図２等では図示の都合上、その端部を線で表しているが、実際はイオンビーム２の端部は広がりを持っているので、図２Ｂに示すように広がりを持ってビーム電流が流れる。ｆ₁ 〜ｆ₇ は、各ビーム検出器１２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第５番目のビーム検出器１２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３０が得られる。このビーム電流分布３０の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ₁ とする。

重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ₁ としても良い。もっとも、隣り合うビーム検出器１２に流れるビーム電流の値が互いに似た値になってピーク位置を定めにくい場合があるので、重心位置の方がイオンビーム２の中心位置を決定しやすい。ビームモニタ２０においても同様である。後述するマスク板６０の小孔６２（図７〜図９参照）を通過したイオンビーム２ａの中心位置を決定する場合も同様である。

同様に、ビームモニタ２０の各ビーム検出器２２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。ｂ₁ 〜ｂ₇ は、各ビーム検出器２２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第３番目のビーム検出器２２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３２が得られる。このビーム電流分布３２の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ₂ とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ₂ としても良い。

上記測定した二つの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 間のＸ方向における距離Ｌ₂ （即ちｘ₁ −ｘ₂ またはｘ₂ −ｘ₁ ）および二つのビームモニタ１０、２０間のＺ方向における距離Ｌ₁ に基づいて、イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定する。進行角θは、イオンビーム２の設計上の進行方向Ｚに対する、現実のイオンビーム２のＸ方向における角度である。この進行角θは、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。

［数１］
θ＝ｔａｎ^-1（Ｌ₂ ／Ｌ₁ ）

しかも、二つのビームモニタ１０、２０をＹ方向に移動させて、上記進行角θの測定をＹ方向における複数の位置において行う。例えば、イオンビーム２のＹ方向における上部、中央部、下部において測定する。その場合、上述したように、二つのビームモニタ１０、２０は、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２の中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ を測定する。

この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動の二つのビームモニタ１０、２０を用いるので、簡単な方法で、リボン状のイオンビーム２のＸ方向における進行角θを、Ｙ方向における複数の位置において測定することができる。その結果、上記進行角θのＹ方向におけるばらつきを簡単な方法で知ることができる。

上記ビームモニタ１０、２０を、イオンビーム２が輸送される真空容器６（図５、図６参照）内で、Ｙ方向に移動させる駆動装置の例を図５、図６にそれぞれ示す。両図では、ビームモニタとしてビームモニタ１０を例に説明しているが、ビームモニタ２０の駆動装置もこれと同様である。ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２の配置は、図２に示したような直線状配置でも良い。ビームモニタ２０を構成するビーム検出器２２についても同様である。

図５に示す駆動装置４０ａは、イオンビーム２が輸送される真空容器６内に設けられたボールナット部４６と、このボールナット部４６と螺合しているボールねじ４４と、このボールねじを往復回転させる可逆転式のモータ部４２と、ボールねじ４４が真空容器６を貫通する部分を真空シールする機能を有する軸受部４８とを備えており、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部４６に支持されている。

モータ部４２によってボールねじ４４を矢印Ａで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部４６およびビームモニタ１０を矢印Ｂで示すようにＹ方向に上下に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２のＹ方向における複数位置に位置させることができる。モータ部４２はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＹ方向の位置情報を出力することができる。

図６に示す駆動装置４０ｂは、上記駆動装置４０ａに、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させる機構を付加したものである。即ち、真空容器６内に設けられたボールナット部５４と、このボールナット部５４と螺合しているボールねじ５２と、上記ボールナット部４６に支持されていてボールねじ５２を往復回転させるモータ部５０とを付加したものであり、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部５４に支持されている。

この駆動装置４０ｂにおいては、ビームモニタ１０のＹ方向の移動は、上記駆動装置４０ａの場合と同様にモータ部４２によって行うことができる。また、モータ部５０を矢印Ｃで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部５４およびビームモニタ１０を矢印Ｄで示すようにＸ方向に左右に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２の入射領域内でＸ方向に移動させることができる。モータ部５０はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＸ方向の位置情報を出力することができる。なお、ビームモニタ１０とボールねじ４４とはイオンビーム進行方向Ｚの前後に互いにずらして配置して、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させても、それがボールねじ４４に当たることがないようにしている。

この駆動装置４０ｂのように、ビームモニタ１０をＹ方向だけでなくＸ方向にも移動させることができるようにすると、例えば、ビームモニタ１０を、複数のビーム検出器１２のＸ方向における間隔ｄ（図３、図４、図１０参照）の１／２程度の距離だけＸ方向に移動させることができ、それによって、ビームモニタ１０によるＸ方向の測定の分解能を高めることができる。また、後述するビーム検出器１２の不良チェックに用いることもできる。ビームモニタ２０の移動についても同様である。

次に、上記イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角を測定するイオンビーム測定方法（これは発散角測定方法と呼ぶこともできる）を図７〜図９を参照して説明する。上記進行角θは、イオンビーム２全体の巨視的な進行方向を表すものであり、以下に述べる発散角α_X 、α_Y は、イオンビーム２内の小さな領域におけるイオンビームの微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。

なお、上記ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは互いに同じ構造をしているので、以下の測定方法においては、どちらのビームモニタを用いても良い。以下では、ビームモニタ１０を用いる場合を例に説明する。

このイオンビーム測定方法は、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる小孔６２をＹ方向に１以上有するマスク板６０と、このマスク板６０の下流側に設けられていて、上記小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動の上記ビームモニタ１０とを用いて、ビームモニタ１０をＹ方向に移動させることによって、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置ｘ₃ 、ｙ₃ をそれぞれ測定し、上記測定した中心位置ｘ₃ 、ｙ₃ とそれに対応する上記小孔６２間のＸ方向およびＹ方向における距離Ｌ₄ 、Ｌ₅ ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ₃ に基づいて、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角α_X 、α_Y をそれぞれ測定するものである。

これを詳述すると、図７、図８に示す例では、上記ビームモニタ１０の上流側に、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる１個の小孔６２を有するマスク板６０を配置している。小孔６２は、例えば、円形の小孔である。この小孔６２を通過したイオンビーム２ａは細いものである。

ビームモニタ１０は、前述したような構成をしている。即ち、ビームモニタ１０は、マスク板６０の下流側に設けられていて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有しており、かつＹ方向に可動である。このビームモニタ１０をＹ方向に駆動する駆動装置の例は、先に図５、図６を参照して説明したとおりである。

そして、ビームモニタ１０を図８中に矢印Ｂで示すようにＹ方向に移動させることによって、マスク板６０の小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置をそれぞれ測定する。

Ｘ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図７に示す例のように、小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ₄ からずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図７Ｂに示すようなビーム電流分布３４のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３４は、図２Ｂの場合と同様に、離散的なビーム電流分布を曲線で結んで表示したものである。このビーム電流分布３４の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＸ方向における中心位置ｘ₃ とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ₃ としても良い。小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ₄ は予め分かっているから、二つの中心位置ｘ₃ 、ｘ₄ 間のＸ方向における距離Ｌ₄ （即ちｘ₃ −ｘ₄ またはｘ₄ −ｘ₃ ）を求めることができる。

同様に、Ｙ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図８に示す例のように、小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ₄ からずれている場合、イオンビーム２ａが入射する、ある一つのビーム検出器１２に着目すると、当該ビーム検出器１２には、ビームモニタ１０のＹ方向の移動に伴って例えば図８Ｂに示すようなビーム電流分布３６のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３６は、一つのＹ方向に移動するビーム検出器１２で測定したものであるので連続的なものである。このビーム電流分布３６の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＹ方向における中心位置ｙ₃ とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｙ₃ としても良い。小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ₄ は予め分かっているから、二つの中心位置ｙ₃ 、ｙ₄ 間のＹ方向における距離Ｌ₅ （即ちｙ₃ −ｙ₄ またはｙ₄ −ｙ₃ ）を求めることができる。

そして、上記距離Ｌ₄ およびＬ₅ ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ₃ に基づいて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向における発散角α_X およびＹ方向における発散角α_Y をそれぞれ測定する。両発散角α_X 、α_Y は、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。

［数２］
α_X ＝ｔａｎ^-1（Ｌ₄ ／Ｌ₃ ）

［数３］
α_Y ＝ｔａｎ^-1（Ｌ₅ ／Ｌ₃ ）

この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動のビームモニタ１０を用いるので、簡単な方法で、マスク板６０の小孔６２の位置におけるイオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の発散角α_X 、α_Y を測定することができる。ビームモニタ１０の代わりにビームモニタ２０を用いる場合も同様である。

上記マスク板６０に、小孔６２をＹ方向に複数個設けておいても良い。その一例を図９に示す。図９は小孔６２が３個の場合の例であるが、それに限られるものではない。この場合、各小孔６２は、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａがビームモニタ１０に入射する位置で互いに重ならないようにＹ方向に離しておくのが好ましい。重なりによる測定誤差を排除するためである。

小孔６２を上記のように複数個設けておくと、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａについて、図７、図８を参照して説明した測定方法によって、イオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角α_X 、α_Y を測定することができる。その結果、リボン状のイオンビーム２のＹ方向における複数の位置において、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角α_X 、α_Y を測定することができる。

次に、上記ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の不良をチェックする方法を図１０を参照して説明する。ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは前述したように互いに同じ構造をしているので、以下においてはビームモニタ１０を例に説明するけれども、ビームモニタ２０についても同様である。

ビームモニタ１０をイオンビーム２の経路内に入れて、ビームモニタ１０にイオンビーム２が入射している状態で、例えば第１行１４のビーム検出器１２に着目すると、まず最初に第１行１４内の任意の１個のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を測定し、このビーム電流値を図示しない記憶手段に記憶する。その後、ビームモニタ１０をＸ方向に、ビーム検出器１２の間隔ｄずつ移動させて、最初の測定と同じ位置において、他のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を順次測定し、そのビーム電流値を記憶する。このようにして、第１行１４の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定を行い、測定したビーム電流値を記憶する。

その後、上記のようにして記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、そのビーム電流値を測定したビーム検出器１２は不良であると判定する。更に必要に応じて、当該不良のビーム検出器１２を正常なものと交換する。これは、イオンビーム２の同じ位置においてビーム電流を測定するので、全てのビーム検出器１２が正常であれば、全てのビーム電流値は所定の範囲内に入るはずだからである。

ビームモニタ１０のビーム検出器１２が上述したように千鳥状配置の場合は、第２行１６のビーム検出器１２についても、上記と同様にして、第２行１６の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定、記憶、比較、不良判定を行えば良い。更に必要に応じて、不良のビーム検出器１２を正常なものと交換すれば良い。

ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２が図３に示した例のように１行に配置されている場合は、上記第１行１４のビーム検出器１２について説明したのと同様の方法でチェック等を行えば良い。

上記方法によってビーム検出器１２の不良チェックを行うことにより、不良のビーム検出器１２による誤った測定値を用いずに済むので、前述したイオンビーム２の進行角θの測定およびイオンビーム２の発散角α_X 、α_Y の測定の精度および信頼性を高めることができる。

Ｘ方向に多点でしかもＹ方向に可動の上記ビームモニタ１０を用いて、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の２次元のプロファイル（ビーム電流密度分布）を測定することも可能であるが、この場合も、上記方法によってビーム検出器１２の不良チェック等を行うことにより、上記プロファイル測定の精度および信頼性を高めることができる。ビームモニタ２０を用いる場合も同様である。

２、２ａ イオンビーム
１０ ビームモニタ
１２ ビーム検出器
２０ ビームモニタ
２２ ビーム検出器
４０ａ、４０ｂ 駆動装置
６０ マスク板
６２ 小孔

Claims (3)

1. イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）についての測定方法であって、
   前記リボン状のイオンビーム（２）の一部を通過させる小孔（６２）をＹ方向に１以上有するマスク板（６０）と、このマスク板（６０）の下流側に設けられていて、前記小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動のビームモニタ（１０）とを用いて、当該ビームモニタ（１０）をＹ方向に移動させることによって、前記各小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）のＸ方向およびＹ方向における中心位置（ｘ₃ 、ｙ₃ ）をそれぞれ測定し、当該測定したＸ方向およびＹ方向における中心位置（ｘ₃ 、ｙ₃ ）とそれに対応する前記小孔（６２）間のＸ方向およびＹ方向における距離（Ｌ₄ 、Ｌ₅ ）ならびに前記マスク板（６０）とビームモニタ（１０）間のＺ方向における距離（Ｌ₃ ）に基づいて、前記各小孔（６２）を通過したイオンビーム（２ａ）のＸ方向およびＹ方向における発散角（α_X 、α_Y ）をそれぞれ測定することを特徴とするイオンビーム測定方法。
2. 前記マスク板（６０）は、前記小孔（６２）をＹ方向に複数個有している、請求項１記載のイオンビーム測定方法。
3. 前記ビームモニタ（１０）は、前記Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器（１２）を前記Ｙ方向に２列に、千鳥状に配置した構成をしている、請求項１または２記載のイオンビーム測定方法。

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