JP4375370B2 - イオン注入装置におけるビーム進行角補正方法 - Google Patents

Description

この発明は、リボン状（これはシート状または帯状と呼ばれることもある。以下同様）のイオンビームをターゲットに入射させてイオン注入を行うイオン注入装置において、複数段の電極対を有する静電偏向器を用いて、イオンビームのＹ方向（長手方向）における複数位置での進行角を補正する方法に関する。

リボン状のイオンビームをターゲットに入射させてイオン注入を行うイオン注入装置においては、イオンビームの長手方向であるＹ方向における軌道の状態（例えば平行、発散または集束の状態）が重要である。例えば、ターゲットの広い領域（例えば実質的に全面）に均一性の良いイオン注入を行うためや、ターゲット（例えば半導体基板）の表面の微細構造部に、イオンビームが入射しない陰の部分を生じさせない等のためには、イオンビームのＹ方向における平行性が重要である。

リボン状のイオンビームのＹ方向における軌道状態を局所的に変えることができる手段の一例として、特許文献１には、Ｙ方向に複数段に配置された複数の電極対を有する静電偏向器、具体的には電界レンズが記載されている。

特開２００５−３２７７１３号公報（段落００６２−００６９、図１、図３、図７）

上記電界レンズは、イオンビームのＹ方向における軌道状態を局所的に変えて、イオンビームのＹ方向におけるビーム電流密度の均一性を高めるものであるけれども、このような電界レンズを用いて、イオンビームのＹ方向における複数位置での進行角を所定の角度（例えば実質的に０度）に補正する方法については、特許文献１には何も記載されていない。イオンビームのＹ方向における進行角とは、イオンビーム全体の進行方向をＺ方向とすると、ＹＺ平面内におけるＺ方向からの角度のことである（後述する図６参照）。

そこでこの発明は、電極対をＹ方向に複数段に配置して成る静電偏向器を用いて、リボン状のイオンビームのＹ方向における複数位置での進行角を補正する方法を提供することを主たる目的としている。

この発明に係るビーム進行角補正方法は、（ａ）イオンビーム全体の進行方向を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をターゲットに入射させてイオン注入を行うイオン注入装置において、（ｂ）前記イオンビームの経路に、当該イオンビームの経路をＸ方向において挟む電極の対から成る電極対をＹ方向に複数段に配置して成る静電偏向器を設けておき、しかもその各電極を、ＸＺ平面に対して実質的に平行に配置された平板電極で構成しておき、（ｃ）前記静電偏向器の下流側近傍において、かつ当該静電偏向器のＹ方向における各電極対間において、各電極対間を通過したイオンビームの、ＹＺ平面内におけるＺ方向からの角度である進行角をそれぞれ測定し、しかも当該進行角の測定を、Ｙ方向よりもＸ方向が長いスリット開口を有しているスリットおよび当該スリットを通過したイオンビームのビーム電流を測定するビーム電流測定器を備えていて前記静電偏向器のＹ方向において隣り合う二つの電極対間を通過したイオンビームのＹ方向におけるビーム電流分布を測定するビーム進行角測定器をＹ方向に移動させて行い、（ｄ）前記各進行角を所定の角度に補正するのに必要な各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求め、しかも当該直流電圧をそれぞれ求める際に、前記静電偏向器の各電極対間の電位差であって前記各進行角を所定の角度に補正するのに必要な電位差をそれぞれ計算し、その電位差を実現する各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求め、（ｅ）その直流電圧を各電極対にそれぞれ印加する、ことを特徴としている。

このビーム進行角補正方法によれば、上記のようにして静電偏向器を構成する各電極対間を通過したイオンビームの進行角をそれぞれ測定し、その各進行角を補正するのに必要な各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求めて、その直流電圧を各電極対にそれぞれ印加するので、リボン状のイオンビームのＹ方向における複数位置での進行角をそれぞれ所定の角度に補正することができる。

前記静電偏向器の各電極対間を通過したイオンビームの進行角をそれぞれ実質的に０度に補正しても良い。

前記進行角の測定時に、前記静電偏向器の各電極対にそれぞれ実質的に同一の値の負の初期電圧を印加しておき、進行角の補正時に各電極対に印加する直流電圧が全て負電圧になるようにするのが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、上記のようにして静電偏向器を構成する各電極対間を通過したイオンビームの進行角をそれぞれ測定し、その各進行角を補正するのに必要な各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求めて、その直流電圧を各電極対にそれぞれ印加するので、リボン状のイオンビームのＹ方向における複数位置での進行角をそれぞれ所定の角度に補正することができる。
しかも、静電偏向器の各電極対を平板電極で構成することによって、Ｙ方向において各電極対間に形成される等電位面を電極面に平行な平らなものに近づけることができるので、イオンビームにＹ方向以外の電界が作用してイオンビームがＹ方向以外に曲げられるのを極力小さくすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、リボン状のイオンビームのＹ方向における複数位置での進行角を実質的に０度に補正して、Ｙ方向における平行性の良いイオンビームを静電偏向器から導出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、イオンビームの進行角の補正時に各電極対に印加する直流電圧が全て負電圧になるので、イオンビームの経路付近に存在する電子が各電極対に引き込まれるのを防止することができる。その結果、イオンビームの経路付近の電子量の減少、ひいてはイオンビームの空間電荷効果による発散の抑制を行うことができる。

図１は、静電偏向器を備えるイオン注入装置の一例を示す概略平面図である。以下の図において、イオンビーム２全体の進行方向を常にＺ方向とし、このＺ方向に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。またこの明細書において、イオンビーム２を構成するイオンは正イオンの場合を例に説明している。

このイオン注入装置は、例えば図２に示す例のように、Ｘ方向の寸法Ｗ_X よりもＹ方向の寸法Ｗ_Y が大きいリボン状のイオンビーム２をターゲット１６に入射させてイオン注入を行う装置であり、リボン状のイオンビーム２を発生させるイオン源１０と、このイオン源１０からのイオンビーム２を偏向させて運動量分析（例えば質量分析。以下同様）を行うものであって下流側に所望運動量のイオンビーム２の焦点６を形成する分析電磁石１２と、この分析電磁石１２からのイオンビーム２の焦点６付近に設けられていて分析電磁石１２と協働してイオンビーム２の運動量分析を行う分析スリット１４とを備えている。分析電磁石１２は、この実施形態では、リボン状のイオンビーム２をその主面４（図２参照）に実質的に直交する方向（換言すればＸ方向）に偏向させて、イオンビーム２をＸ方向において集束させて前記焦点６を形成する。

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、ターゲット１６の寸法にも依るが、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度である。このイオンビーム２の大きい方の面、即ちＹＺ面に沿う面が主面４である。

このイオン注入装置は、更に、分析スリット１４を通過したイオンビーム２をターゲット１６に入射させる注入位置で、ホルダ１８に保持されたターゲット１６をイオンビーム２の主面４と交差する方向に往復直線移動させる（矢印Ｃ参照）、即ち機械的に走査するターゲット駆動装置２０を備えている。イオン源１０からターゲット１６までのイオンビーム２の経路は真空雰囲気に保たれる。

イオン源１０から発生させてターゲット１６まで輸送するイオンビーム２のＹ方向の寸法Ｗ_Y は、ターゲット１６のＹ方向の寸法よりも大きい。このことと、ターゲット１６を上記のように往復移動させることとによって、ターゲット１６の全面にイオンビーム２を入射させてイオン注入を行うことができる。ターゲット１６は、例えば、半導体基板、ガラス基板、その他の基板である。その平面形状は円形でも良いし四角形でも良い。

上記イオンビーム２の経路に静電偏向器３０を設けている。具体的には、この例では、分析スリット１４とターゲット１６との間に、より具体的には分析スリット１４の下流側付近に、静電偏向器３０を設けている。

静電偏向器３０は、図３〜図５も参照して、イオンビーム２の経路をＸ方向において挟む電極３４の対から成る複数の電極対３２を有しており、この電極対３２をＹ方向に複数段に配置している。電極対３２の段数は、この例では６段であるが、それに限られるものではない。

各電極対３２を構成する各電極３４は、この例では、ＸＺ平面に対して実質的に平行に配置された平板電極である。このような２枚の平板電極３４が、イオンビーム２が通る隙間３６（図３、図４参照）をあけて、イオンビーム２の経路をＸ方向において挟んで並べられており、それによって一つの電極対３２を構成している。

各電極対３２を平板電極で構成することは必須ではないけれども、平板電極で構成すると、Ｙ方向において各電極対３２間に形成される等電位面を電極面に平行な平らなものに近づけることができるので、イオンビーム２にＹ方向以外の電界が作用してイオンビーム２がＹ方向以外に曲げられるのを極力小さくすることができる。このような観点からは、各電極３４は、平板でしかも薄いものが好ましい。また、電極３４間の隙間３６は、できるだけ小さいのが好ましい。但し、電極３４にイオンビーム２が当たらないようにする。

各電極対３２を構成する一対の電極３４は、それぞれ、導体３７によって、互いに電気的に接続されている（図４参照）。

各段の電極対３２と接地電位部との間に、各電極対３２に互いに独立した直流電圧をそれぞれ印加する電源の一例として、この例では、各段の電極対３２ごとに独立した電圧可変の直流電源４８を設けている。即ち、電極対３２の数だけ直流電源４８を設けている。但し、そのようにせずに、複数の電源を一つにまとめる等して、一つの直流電源を用いて、各電極対３２に印加する直流電圧を互いに独立して制御することができるようにしても良い。

静電偏向器３０の上流側（入口側）および下流側（出口側）には、この例のように、遮蔽板４０および４２を設けておいても良い。両遮蔽板４０、４２は、それぞれ、イオンビーム２が通る隙間４４、４６を有しており、電気的に接地されている（図５参照）。この遮蔽板４０、４２を設けておくと、静電偏向器３０から電界が上流側および下流側に漏れ出すのを防止することができる。その結果、静電偏向器３０の上流側付近および下流側付近においてイオンビーム２に不所望な電界が作用して、イオンビーム２が不所望に曲げられるのを防止することができる。また、入口側の遮蔽板４０は、イオンビーム２が電極対３２に当たるのを防止する働きもする。

次に、上記静電偏向器３０を用いて、イオンビーム２のＹ方向における複数位置での進行角θを補正する方法を説明する。この進行角θは、図６を参照して、ＹＺ平面内におけるＺ方向からの角度である。このＺ方向は、前述したように、イオンビーム２全体の進行方向である。イオンビーム２全体の設計上の進行方向であると言うこともできる。後述する図１３における説明では、＋Ｙ方向（例えばＹ方向における上向き）の進行角θを正（＋）に、−Ｙ方向（例えばＹ方向における下向き）の進行角θを負（−）に取ることにしている。

まず、静電偏向器３０の下流側近傍において、かつ好ましくは静電偏向器３０のＹ方向における各電極対３２間の中心線３８（図８等参照）上付近において、各電極対３２間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ測定する。

その測定方法の具体例を図７〜図９を参照して説明する。静電偏向器３０の下流側近傍にビーム進行角測定器５０ａを設けている。このビーム進行角測定器５０ａは、エミッタンス測定器と同様の構造をしている。このビーム進行角測定器５０ａは、入口部に設けられたスリット５２と、その下流側に設けられていてＹ方向に並べられた複数の（図示例の５個に限られない）ビーム電流測定器５４とを有している。このスリット５２とビーム電流測定器５４との間の距離をＬ₁ とする。これら５２、５４は、ビーム電流測定器５４に不要な方向からイオンビーム２が入射しないように、電気的に接地された遮蔽容器５６内に収納しておくのが好ましい。スリット５２は、Ｙ方向に狭く、Ｘ方向に長いスリット開口を有している。後述する可動スリット５８も同様である。

各ビーム電流測定器５４のＸ方向の寸法は、それに入射するイオンビーム２のＸ方向の寸法よりも大きく（好ましくは十分に大きく）しておき、Ｘ方向においてはイオンビーム２を全て受けることができるようにしておくのが好ましい。後述するビーム電流測定器６０も同様である。各ビーム電流測定器５４は、例えば、ファラデーカップであるが、それに限られるものではなく、棒状等の形状をした導体でも良い。後述するビーム電流測定器６０も同様である。

このビーム進行角測定器５０ａを、測定したい電極対３２間の中心線３８上に位置させると、イオンビーム２がスリット５２を通過して複数のビーム電流測定器５４に入射するので、この複数のビーム電流測定器５４によって、イオンビーム２のＹ方向におけるビーム電流分布を測定することができる。その一例を図９に示す。このビーム電流分布の例えばピークのＹ方向の位置６４と上記中心線３８との間の距離をＬ₂ とすると、イオンビーム２の進行角θは次式から求めることができる。Ｌ₁ は前述した距離である。

［数１］
θ＝ｔａｎ^-1（Ｌ₂ ／Ｌ₁ ）

なお、上記ビーム電流分布のピークのＹ方向の位置６４の代わりに、当該ビーム電流分布の重心のＹ方向の位置を用いても良い。後述するビーム進行角測定器５０ｂにおいても同様である。

そして、ビーム進行角測定器５０ａを、矢印Ｄ（図８参照）に示すようにＹ方向に移動させて、上記と同様にして、各電極対３２間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ求める。

測定が終了すれば、ビーム進行角測定器５０ａを、ターゲット１６に対するイオン注入の邪魔にならない位置に移動させる。後述するビーム進行角測定器５０ｂも同様である。

なお、上記例のようにビーム電流測定器５４をＹ方向に複数個設ける代わりに、１個のビーム電流測定器５４をＹ方向に相対的に小さく（即ち矢印Ｄに示すようにビーム進行角測定器５０ａ全体をＹ方向に移動させるよりも小さく。以下同様）移動させて、図９に示したのと同様のビーム電流分布を測定しても良い。

また、一つのビーム進行角測定器５０ａを上記のようにＹ方向に移動させる代わりに、複数のビーム進行角測定器５０ａをＹ方向に配列して、各ビーム進行角測定器５０ａで各電極対３２間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ測定しても良い。

上記ビーム進行角測定器５０ａの代わりに、図１０、図１１に示すようなビーム進行角測定器５０ｂを用いても良い。このビーム進行角測定器５０ｂも、エミッタンス測定器に似た構造をしている。上記ビーム進行角測定器５０ａとの相違点を主体に説明すると、このビーム進行角測定器５０ｂは、上記スリット５２の下流側に設けられていて、矢印Ｆに示すようにＹ方向に相対的に小さく移動させる可動スリット５８を有している。スリット５２と可動スリット５８との間の距離をＬ₃ とする。また、上記複数のビーム電流測定器５４の代わりに、可動スリット５８の下流側に設けられた１個のビーム電流測定器６０を有している。

このビーム電流測定器６０は、最大可動位置にある可動スリット５８とスリット５２とを結んだ線６２の延長上よりも大きい（好ましくは十分に大きい）Ｙ方向の寸法を有している。１個で、下記のようにして、イオンビーム２のＹ方向におけるビーム電流分布を測定するからである。このビーム電流測定器６０の構成やＸ方向の寸法は、前述したとおりである。

このビーム進行角測定器５０ｂを、測定したい電極対３２間の中心線３８上に位置させて、可動スリット５８を上下に移動させると、イオンビーム２がスリット５２および可動スリット５８を通過してビーム電流測定器６０に入射し、ビーム電流測定器６０には両スリット５２、５８を通過するビーム量に応じたビーム電流が流れるので、イオンビーム２のＹ方向におけるビーム電流分布を測定することができる。その一例を図１２に示す。このビーム電流分布の例えばピークのＹ方向の位置６６と上記中心線３８との間の距離をＬ₄ とすると、イオンビーム２の進行角θは次式から求めることができる。Ｌ₃ は前述した距離である。

［数２］
θ＝ｔａｎ^-1（Ｌ₄ ／Ｌ₃ ）

そして、ビーム進行角測定器５０ｂを、矢印Ｄ（図１１参照）に示すようにＹ方向に移動させて、上記と同様にして、各電極対３２間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ求める。

なお、一つのビーム進行角測定器５０ｂを上記のようにＹ方向に移動させる代わりに、複数のビーム進行角測定器５０ｂをＹ方向に配列して、各ビーム進行角測定器５０ｂで各電極対３２間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ測定しても良い。

上記のようにして、イオンビーム２のＹ方向における複数位置での進行角θをそれぞれ測定した後に、その進行角θを所定の角度（例えば実質的に０度）に補正するのに必要な各電極対３２に印加する直流電圧をそれぞれ求め、その直流電圧を各電極対３２に直流電源４８からそれぞれ印加する。

各電極対３２に印加する上記直流電圧は、例えばイオンビーム２の進行角θを実質的に０度に補正する場合は、簡単に言えば、イオンビーム２の進行角θが正（即ちイオンビーム２が上向き）の電極対３２間では電界が下向きになるようにし、逆の場合は逆向きにする。電界の大きさは進行角θの大きさに比例させる。そのようにすることによって、イオンビーム２の進行角θを実質的に０度にすることができる。

上記進行角θの測定および補正を行う方法のより具体例を図１３を参照して説明する。なお、図１３においては、各電極対３２を互いに区別する必要があるために、Ｙ方向の上側から順に電極対３２ａ〜３２ｆとしている。この各電極対３２ａ〜３２ｆに直流電源４８（図５参照）からそれぞれ印加する直流電圧をＶ_a 〜Ｖ_f とする。図１３中の破線６８は、ビーム進行角測定器５０ａまたは５０ｂの入口位置を示す。また、イオンビーム２は、図２、図３等からも分かるように、Ｙ方向の寸法Ｗ_Y の全域に亘って存在するが、図１３においては、当該イオンビーム２を構成する各部分のイオンビームの進行方向を分かりやすくするために、イオンビーム２の内の一部分を図示している。図１４においても同様である。

進行角θの測定時に、各電極対３２ａ〜３２ｆに、それぞれ同一の値の負の初期電圧Ｖ₀ を予め印加しておき、進行角θの補正時に、各電極対３２ａ〜３２ｆに印加する電圧Ｖ_a 〜Ｖ_f が全て負電圧になるようにするのが好ましい。そのようにすると、イオンビーム２の経路付近に存在する電子が各電極対３２ａ〜３２ｆに引き込まれるのを防止することができる。即ち、仮に正電圧を印加する電極対があると、その電極対に電子が引き込まれて消滅して、イオンビーム２の空間電荷効果による発散が強くなるけれども、それを防止することができる。その結果、イオンビーム２の経路付近の電子量の減少、ひいてはイオンビーム２の空間電荷効果による発散の抑制を行うことができる。従って、進行角θの測定をより正確に行うことができると共に、進行角θの補正後のイオンビーム２の空間電荷効果による発散を抑制することができる。

例えば、イオンビーム２のエネルギーに相当する電圧をＶ_E とすると、初期電圧Ｖ₀ は次式で表されるものとすれば良い。係数αは、例えば、０．０１〜５程度の範囲内にする。

［数３］
Ｖ₀ ＝−αＶ_E

以下の例では、イオンビーム２のエネルギーが１０ｋｅＶ（即ちＶ_E ＝１０ｋＶ）であり、α＝０．１として、Ｖ₀ ＝−１ｋＶとした。即ち、次式にして進行角θの測定を行った（具体的にはシミュレーションを行った。以下に述べる進行角の補正も同様）。

［数４］
Ｖ_a ＝Ｖ_b ＝Ｖ_c ＝Ｖ_d ＝Ｖ_e ＝Ｖ_f ＝Ｖ₀ ＝−１ ［ｋＶ］

上記初期電圧Ｖ₀ を印加した状態で、上記測定方法によって、電極対３２ａと３２ｂ間、電極対３２ｂと３２ｃ間、電極対３２ｃと３２ｄ間、電極対３２ｄと３２ｅ間、電極対３２ｅと３２ｆ間の中心線３８上においてそれぞれ測定したイオンビーム２の進行角θを、それぞれ、θ_ab、θ_bc、θ_cd、θ_de、θ_efとする。これらは、例えば、それぞれ、−２度、＋１度、０度、−１度、＋１度である。

各電極対３２ａ〜３２ｆ間の間隔は、この例ではそれぞれ同じであり、従って、イオンビーム２を１度補正するのに必要な電位差ΔＶは、イオンビーム２のエネルギーが決まれば、一つに決まる。例えば、この例の静電偏向器３０では、ΔＶ＝０．０２５Ｖ_E ［ｋＶ／度］であり、イオンビーム２のエネルギーを１０ｋｅＶ（即ちＶ_E ＝１０ｋＶ）とすると、ΔＶ＝０．２５ｋＶである。

従って、上記のようにして進行角θ_ab、θ_bc、θ_cd、θ_de、θ_efが測定されたら、それらをいずれも実質的に０度に補正する場合、次のようにして、各電極対３２ａ〜３２ｆに印加する直流電圧Ｖ_a 〜Ｖ_f をそれぞれ求める。

［数５］
Ｖ_a −Ｖ_b ＝θ_ab×ΔＶ
∴Ｖ_b ＝Ｖ_a −θ_ab×ΔＶ

［数６］
Ｖ_b −Ｖ_c ＝θ_bc×ΔＶ
∴Ｖ_c ＝Ｖ_b −θ_bc×ΔＶ

同様にして次式となる。
［数７］
Ｖ_d ＝Ｖ_c −θ_cd×ΔＶ
Ｖ_e ＝Ｖ_d −θ_de×ΔＶ
Ｖ_f ＝Ｖ_e −θ_ef×ΔＶ

従って、一つの電極対３２ａに印加する電圧Ｖ_a を任意に決めれば、上記数５〜数７から、他の電極対３２ｂ〜３２ｆに印加する直流電圧Ｖ_b 〜Ｖ_f の全てを順に求めることができる。

例えば、直流電圧Ｖ_a ＝Ｖ₀ ＝−１ｋＶにすれば、他の直流電圧Ｖ_b 〜Ｖ_f は次式のようにして求めることができる。

［数８］
Ｖ_b ＝−１−（−２）×０．２５＝−０．５ ［ｋＶ］
Ｖ_c ＝−０．５−（＋１）×０．２５＝−０．７５ ［ｋＶ］
Ｖ_d ＝−０．７５−（０）×０．２５＝−０．７５ ［ｋＶ］
Ｖ_e ＝−０．７５−（−１）×０．２５＝−０．５ ［ｋＶ］
Ｖ_f ＝−０．５−（＋１）×０．２５＝−０．７５ ［ｋＶ］

上記から分かるように、各電極対３２ａ〜３２ｆに印加する直流電圧Ｖ_a 〜Ｖ_f は全て負電圧になる。従って、前述したイオンビーム２の経路付近の電子量の減少、ひいてはイオンビーム２の空間電荷効果による発散の抑制を行うことができる。仮に、直流電圧Ｖ_a 〜Ｖ_f の内で正電圧になるものがあれば、直流電圧Ｖ_a ＝Ｖ₀ を−１ｋＶよりも負側に大きくすれば良い。例えば、−１．５ｋＶにすれば良い。

上記のようにして求めた直流電圧Ｖ_a 〜Ｖ_f を各電極対３２ａ〜３２ｆにそれぞれ印加することによって、図１４に示す例のように、静電偏向器３０の各電極対３２ａ〜３２ｆ間を通過したイオンビーム２の進行角θをそれぞれ実質的に０度に補正することができる。従って、Ｙ方向における平行性の良いイオンビーム２を静電偏向器３０から導出することができる。その結果、ターゲット１６に入射する際のイオンビーム２の平行度を良くすることができる。

但し、静電偏向器３０（遮蔽板４０、４２を設ける場合はそれも）を設ける位置は、上記例の位置に限られるものではなく、他の位置、例えば分析電磁石１２と分析スリット１４との間に設けても良い。

また、静電偏向器３０の各電極対３２を通過したイオンビーム２の進行角θを実質的に０度以外の角度に補正しても良い。例えば、静電偏向器３０から導出するイオンビーム２を、Ｙ方向において幾分集束するイオンビームとしても良い。イオンビーム２は空間電荷効果によって発散する性質を有しているので、特に低エネルギー、大ビーム電流のイオンビーム２はその性質が強いので、静電偏向器３０から集束するイオンビーム２を取り出して、静電偏向器３０からターゲット１６間での空間電荷効果による発散とバランス（相殺）させることによって、ターゲット１６に入射する際のイオンビーム２を実質的に平行ビーム化することもできる。

静電偏向器を備えるイオン注入装置の一例を示す概略平面図である。 リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す概略斜視図である。 静電偏向器の一例を示す斜視図である。 図３の静電偏向器の平面図である。 図３の静電偏向器を電源と共に示す正面図である。 イオンビームの進行角を説明する図である。 静電偏向器の下流側近傍にビーム進行角測定器の一例を設けた平面図である。 図７の正面図である。 図７および図８中のビーム進行角測定器によって測定されるビーム電流分布の一例を示す図である。 静電偏向器の下流側近傍にビーム進行角測定器の他の例を設けた平面図である。 図１０の正面図である。 図１０および図１１中のビーム進行角測定器によって測定されるビーム電流分布の一例を示す図である。 進行角補正前のイオンビームのシミュレーション結果の一例を示す図である。 進行角補正後のイオンビームのシミュレーション結果の一例を示す図である。

符号の説明

２ イオンビーム
１６ ターゲット
３０ 静電偏向器
３２、３２ａ〜３２ｆ 電極対
３４ 電極
４８ 直流電源
５０ａ、５０ｂ ビーム進行角測定器

Claims (3)

1. （ａ）イオンビーム全体の進行方向を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をターゲットに入射させてイオン注入を行うイオン注入装置において、
   （ｂ）前記イオンビームの経路に、当該イオンビームの経路をＸ方向において挟む電極の対から成る電極対をＹ方向に複数段に配置して成る静電偏向器を設けておき、しかもその各電極を、ＸＺ平面に対して実質的に平行に配置された平板電極で構成しておき、
   （ｃ）前記静電偏向器の下流側近傍において、かつ当該静電偏向器のＹ方向における各電極対間において、各電極対間を通過したイオンビームの、ＹＺ平面内におけるＺ方向からの角度である進行角をそれぞれ測定し、しかも当該進行角の測定を、Ｙ方向よりもＸ方向が長いスリット開口を有しているスリットおよび当該スリットを通過したイオンビームのビーム電流を測定するビーム電流測定器を備えていて前記静電偏向器のＹ方向において隣り合う二つの電極対間を通過したイオンビームのＹ方向におけるビーム電流分布を測定するビーム進行角測定器をＹ方向に移動させて行い、
   （ｄ）前記各進行角を所定の角度に補正するのに必要な各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求め、しかも当該直流電圧をそれぞれ求める際に、前記静電偏向器の各電極対間の電位差であって前記各進行角を所定の角度に補正するのに必要な電位差をそれぞれ計算し、その電位差を実現する各電極対に印加する直流電圧をそれぞれ求め、
   （ｅ）その直流電圧を各電極対にそれぞれ印加する、ことを特徴とするビーム進行角補正方法。
2. 前記静電偏向器の各電極対間を通過したイオンビームの進行角をそれぞれ実質的に０度に補正する請求項１記載のビーム進行角補正方法。
3. 前記進行角の測定時に、前記静電偏向器の各電極対にそれぞれ実質的に同一の値の負の初期電圧を印加しておき、進行角の補正時に各電極対に印加する直流電圧が全て負電圧になるようにする請求項１または２記載のビーム進行角補正方法。

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