JPS63503340A - イオン注入のための注入量の測定及び均一性のモニタリング装置 - Google Patents

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】 イ　ン゛　のための゛　の び、−のモニタリング　萱 改【嶺」 本発明は半導体ウェーへのイオン注入に関し、特に、イオン注入装置におけるイ オン注入量の測定及び均一性のモニタリングを行うための装置に関する。

１」Ｗ」 イオン注入は半導体ウェーハに不純物を導入するための標準的な技術になってき た。その不純物はそれらが注入される領域の伝導性を決定する。不純物は、エネ ルギを有するイオンの運動量を利用して半導体材料の結晶格子にそれらを埋め込 むように半導体ウェーハのバルク（ｂｕｌｋ）の中に導入される。集積回路デバ イスのための製造工程には、さまざまのデバイス領域に不純物をドープする幾つ かのイオン注入工程が含まれる。

イオン注入装置は、典型的には、ガスまたは固体材料を良く限定されたイオンビ ームに変換するイオン源を有する。そのビームは不要な種類のイオンを除去する ために質量分析され、所望のエネルギに加速され、ターゲツト面に集束される。

ビームはターゲット領域全体にわたってビームを走査し、ターゲットを移動させ 、または走査とターゲットの移動を組み合わせることにより、ターゲット領域全 体にわたって偏向される。ビーム走査の一例は、ラスク走査を利用し、ターゲツ ト面全体にわたって二次元の静電走査を行っている（米国特許第４，２８３，６ ３１号）。

イオン注入装置の動作において、半導体ウェーハに注入された累積的なイオン注 入量を測定することが必要である。なぜならば、注入イオンの数が注入領域の伝 導性を決定するからである。イオン注入はイオンの種類、イオンのエネルギ及び １平方Ｃ−当たりのイオンの量で特定される。イオン源は正確で一定なイオンビ ーム電流を送れないので、イオン注入量は連続して測定する必要がある。更に、 ウェーハの表面全体にわたる注入量の空間的な均一性をモニタする必要がある。

特定の限界を越える空間的な均一性の変化は、デバイスからデバイスへと変化す る動作特性において生じる。半導体製造工程には、典型的に、１パ一セント以内 の精度及び１パ一セント以内の注入量の均一性が要求される。

従来は、累積的なイオンの注入量はターゲットウェーハの正面に位置されたファ ラデーカップにより測定された。イオンビームはファラデーカップを通過し、そ のファラデーカップに電流を生じさせる。ウェーハそれ０牙はファラデーシステ ムの一部であり、アースすることができない、ファラデー電流は、全体のイオン 注入量を決定するためにその電流を時間に関して積分する電子的ドーズ（注入量 ）プロセッサに供給される。注入量の均一性はコーナカップ装置によりモニタさ れる。中央開口を有するマスクは、イオンビームの経路に配置される。ビームは マスク全体にわた５って走査され、その一部が中央開口を通過し、ターゲットウ ェーハに衝突する。小さなファラデーカップが、マスクの４つのコーナに配置さ れ、これらの場所でのビーム電流を検知する０個々の電線により、４つのコーナ カップはモニタリングシステムに接続される。そのモニタリングシステムは、各 コーナにおけるビーム電流の平均値からの偏差を決定するものである。

いくつかの装置において、コーナカップが、累積的なイオン注入量を測定するた めに一般的に接続されていた。

本発明の目的は、荷電粒子ビーム走査装置に使用する改良された注入量測定及び 均一性のモニタリング装置に関する。

本発明の他の目的は、構造が単純で、製造コストが安価な、注入量測定及び均一 性のモニタリング装置に関する。

更に、本発明の目的は、一本の出力電流のリード線がイオン注入量及びイオン注 入量の均一性を同時に決定するために使用される荷電粒子走査装置のための注入 量測定及び均一性のモニタリング装置に関する。

光９江Ｉ！示一 本発明に従うことにより、これら及び他の目的並びに効果が、走査信号に応答し てターゲツト面全体にわたって走査されるイオンビームのイオン注入量及びイオ ン注入量の均一性を決定するための装置により達成される。

その装置は、複数のいろいろな位置でイオンビームを検知する手段、イオン注入 量を決定するためにビーム信号を時間に関して積分する手段、並びにいろいろな 検知位置のそれぞれで受信し、たビーム電流成分を決定し、そこからイオン注入 量の均一性を決定するための、走査信号及びビーム信号に応答する均一性モニタ リング手段から成る。好適に、検知手段は、ビームに実質的に垂直な平面内でイ オンビームの経路中に配置されるマスク組立体を含む。そのマスク組立体は、イ オンビームがターゲツト面へと通過する第１の開口及び第１の開口の周りで検知 位置のそれぞれに位置する複数のビーム検知開口を有するマスクプレート、並び に検知開口のそれぞれを通過して受信したビーム電流を検知するための、検知開 口と整合し、マスクプレートの背後に位置した環状のファラデーカップを含む、 １つのビーム電流信号が均一性モニタリング装置に供給される。そのモニタリン グ装置は各ビーム電流成分の検知位置を同定し、上記決定に応答してビーム信号 を切り替えるための、走査信号に応答する分離多重送信手段（ｄｅｍｕｌｔｉｐ ｌｅｘｅｒ）を含む。その分離多重送信手段は、同じ検知組立体でオン注入量及 びイオン注入量の均一性を同時に測定できるようにする。

口１１１ｉ厘シ」が１ 第１図は、本発明を実施したイオン注入装置の暗示図である。

第２図は、イオンビーム軸に沿った第１図に示した装置のマスク組立体を示す。

第３図は、第２図に示したマスク組立体の、１１３−３にそった断面図である。

第４図は、第１図に示したドーズプロセッサ及び均一性モニタのブロック図でる 。

第５図は、第４図の分離多重送信器のブロック図である。

第６図は、第５図の分離多重送信器における電圧波形を図示するものである。

旦を　るｔ・めの　の２．。

本発明の装置に含まれるイオン注入システムの詳細が第１図に示されている。イ オン源１０が、選択可能な電位、典型的には１０ｋｅＶ　２００ｋｅＶの範囲に ある電位を有する高電圧ターミナル（図示せず）内で動作する。イオン源１０は ある特定のガスを良く限定されたイオンビーム１２に変換する。イオンビーム１ ２は、イオン光学素子１４を通過する。そのイオン光学素子は、所望の種類を選 択するための分析磁石、ビームを限定するスリット、加速管及びビームをターゲ ツト面１５に集束させるためのレンズを含む、そのシステムは、ビーム１２をタ ーゲツト面１５全体にわたって走査するためにＸ偏向プレート１６及びｙｌ向プ レート１８を利用する。ビーム１２を偏向する波形は、所望の走査パターンを達 成するためにプレート１６．１８を付勢するための制御器２０で生成される。半 導体ウェーハ２２が、イオンビの経路にあるターゲツト面１５で処理するために 配置され、支持プラテン２６に取り付けられている。

ビーム検知組立体３０が、偏向プレート１６とウェーハ２２の間のビーム１２の 経路中に配置されている。その組立体３０は、イオンビーム電流を示すビーム信 号１、をドーズプロセッサ及び均一性モニタ組立体３２に与える。１向プレート １６．１８に供給される偏向信号に対応した、Ｘ走査、ｙ走査信号が組立体３０ に供給される。ビーム検知組立体３０並びにドーズプロセッサ及び均一性モニタ 組立体３２の機能は以下で説明する。典型的なイオン注入システムは、二つのタ ーゲットチェンバ及びそのチェンバ内にウェーハを導入するための真空ロックに より半導体ウェーハを移送する自動ウェーハ取扱装置を含む、ウェーハ取扱装置 は、ウェーハを配置し、整合し、処理中冷却し、処理終了後処理されたウェーハ をチェンバから取り出す、このようなウェーハ取り扱い及び冷却は本発明の範囲 外である。ビーム検知組立体３０のビームに沿ったものが第２図に、その断面が 第３図に示されている。マスクプレート３６は、組立体３０がイオンビーム１２ の経路中にあるようにするための穴３８を有する。マスクプレート３６は、ビー ム１２をウェーハ２２に通すための比較的大きな円形の開口４０を有する。開口 ４０は、ウェーハ２２のシャドーイングを避けるために十分な大きさでなければ ならない、開口４０の中心に原点を有するｘ−ｙ座標系が第２図に示されている 。ビームが走査されないと、ビームはＺ軸に沿ってＸ−ｙ平面の原点を通過し、 中性粒子をビーム１２から取り除くためにある角度、典型的には７度（図せず） だけずらされる。検知開口４２．４３．４４．４５がマスクプレート３６の開口 ４０の周囲に沿って設けられる。好適には、検知開口４２．４３．４４．４５は 、等しく間隔があけられ、ｘ−ｙ軸に関してそれぞれ４５度の方向に向けられて いる。検知開口４２．４３．４４．４５のそれぞれはビーム電流検知器へと通じ るものである。動作中に、イオンビーム１２は、マスクプレート３６の表面にわ たってほぼ矩形のパターンになるようにラスター走査される。ビーム１２の大部 分は開口４０を通過し、ウェーハ２２の中に注入される。ビーム１２が検知開口 ４２．４３．４４．４５を通過すると、ビームは以下で説明するように測定され る。検知開口４２．４３．４４．４５が開口４０に近接し、Ｘ及びｙ軸に関して ４５度のところに配置されると、必要な過剰走査は最小になる。

ビーム検知器組立体３０の詳細な断面図が第３図に示されている。好適にはグラ ファイト製の開口ブレート４８がマスクプレート３６の背後に設けられ、検知開 口４２．４３．４４．４５の大きさを正確に画成する。グラファイトはイオンビ ーム１２によるスパッタリングを防止する。開口ブレート４８にある各開口の背 後に、第１のバイアス電極５０及び第２のバイアス電極５２が設けられている。

環状のファラデーカップ５４が電極５０．５２の背後に設けられている。電極５ ０．５２及びファラデーカップ５４は環状カバーまたはハウジング５６内に収め られている。電極５０．５２及びファラデーカップ５４は互いに絶縁され、かつ 一連の絶縁されたスタンドオフ（図示せず）から絶縁されている。を極５０は好 適に約−３００ボルトに、電極５２は好適に約−２００ボルトにバイアスされて いる。電極５０．５２はファラデーカップ５４内で生成される二次電子を包含す る機能をもつ。

ファラデーカップ５４は開口４０と同軸の環状伝導性リングであり、開口４０よ りも大きな直径を有する。それはリングの厚みの一部まで食い込み、開口４２． ４３．４４．４５を整合する四つのビーム収集穴５５を有する。

その穴５５は検知開口４２．４３．４４．４５を通過したビームを収集する。フ ァラデーカップ５４は第１図で示したドーズプロセッサ及び均一性モニタ組立体 ３２に電気的に接続されている。

ドーズプロセッサ及び均一性モニタ組立体３２のブロック図は第４（２１に示め されている。環状ファラデーカップ５４からのビーム電流信号Ｉ、は、抵抗器ま たは演算増幅器となり得る電圧コンバータ６０に電流を供給する。

ビーム電流のパルスはファラデーカップ５４により受信される。パルスの振幅及 び間隔は、ビーム電流、開口の面積、走査速度、及びビーム１２が開口の中心を 直接通過するかまたはその縁を通過するかどうかに依存する。

開口の形状及び走査特性は知られているので、ビーム電流は唯一可変である５コ ンバータ６０の出力電圧■６は第６図に示されたパルス列である。そのパルス列 は４つの開口４２．４３．４４．４５により受信したビーム電流を表す６電圧■ 、は、好適にＯＨｚから９４００Ｈｚの範囲で動作する電圧制御発信器６２であ る周波数コンバータに電圧を印加する。発信器６２は電圧■ゎの平均値を取るロ ーパスフィルタをその入力のとこのに有する。

発信器６２の出力はイオンビーム電流に依存する周波数である１発信器６２の出 力は注入の間デジタルカウンタ６４内で調節される。カウンタ６４に記憶された 数はイオンを注入している間の累積的なイオン量を表す。所望の量に対応する所 定のカウントに至ったとき、注入は完了する。

コンバータ６０の出力電圧■６はまたデマルチプレクサ７０（分離多重送信器） で供給される。そのデマルチプレクサ７０は走査制御器からのＸ走査及びＸ走査 信号を受信し、電圧■ゎを個々の成分ＶＢ４２、Ｖ♂、コ、ＶＢ４４、ｖＢｎｓ に分離多重送信する。それら成分は検知開口４２．４３．４４．４５のそれぞれ で受信したビーム電流を示す。これら個々の電圧は電圧制御発信器７４のような 電圧周波数コンバータに供給される。その発信器は電圧入力に依存する出力周波 数を発生する。発信器７４はこれら入力側に電圧Ｖ□２、■□１、ｖ□４　＋　 ＶＢ　４　Ｓの平均値を取るロウバスフィルタを有している８発信器７４の出力 はカウンタ７６に供給される。それらカウンタはそれらが接続されたそれぞれの 発信器７４の出力を調整する。発信器７４とカウンタ７６との組み合わせのそれ ぞれにより、注入中に一つのコーナファラデーカップに受入される量が決定され る。出力Ｄ□２、Ｄ□１、Ｄ□４、Ｄ＠４Ｓは、各コーナカップにおける累積的 な量を現している。各コーナカップにおける量の値は平均的な量の値と比較され 、偏差が決定される。平均値からの偏差は注入の均一性についての測定を現す。

デマルチプレクサ７０の暗示図が第５図に示されている。Ｘ走査及びＸ走査信号 はバッファ増幅器８０．８２に供給される。各増幅器は反転入力と結合した出力 を有する演算増幅器から成る。バッファ増幅器８０．８２の出力は、検知器回路 ８４．８６のそれぞれに供給される。

その回路は入力波形の平均ＤＣ成分を検知する。第６図において、Ｘ走査信号が 図示されている。Ｘ走査信号は、イオンビームをターゲツト面にわたって走引す る連続した正及び負のランプ電圧から成る周期的波形のものである。Ｘ走査信号 は典型的にゼロとならない平均電圧■。

を有する。Ｘ走査信号の瞬間的な値がＶＡｖよりもおおきいときは、ｘ−ｙ平面 の右半分に位置し、Ｘ走査信号の値がＶ　Ａ　Ｖよりも小さいときは、ｘ−ｙ平 面の左半分に位置する。Ｘ走査信号は同様な波形を有するが、実質的により長い 周期を有する。なぜならば、ターゲツト面における一つの走引の間に、多くのＸ 軸の走査が行われるがらである。Ｘ走査信号及びＸ走査信号は、陰極線管技術に おいて使用されるラスク走査信号と同様なものである。

各検知器８４．８６は演算増幅器９２の非反転入力と結合した入力抵抗９０を有 する。コンデンサ９６が各演算増幅器９２の非反転入力とアースの間に接続され ている。各演算増幅器９２の出力は、反転入力に結合されており、入力信号の平 均ＤＣ成分を表す。検知器８４は、抵抗９４を介して比較器１００の非反転入力 に供給される。バッファ増幅器８０の出力は比較器１００の反転入力に供給され る。検知器８６の出力は抵抗９４を介して比較器１０２の非反転入力に供給され るが、バッファ増幅器８２の出力は比較器１０２の反転入力に供給される。

抵抗９８が、各比較器１００，１０２の出力とその非反転入力との間に接続され ている。対となった抵抗９４．９８のそれぞれは比較動作において履歴を与える 。比較器１００．１０２はＸ走査及びＸ走査信号の瞬間的な値とそれぞれの平均 的な値とを比較し、瞬間的な値が平均的な値を越えるときに一つの状態の出力を 与え、瞬間的な値が平均的な値を越えないときに、第２の状態の出力を与える。

比較器１００．１０２の出力は、バイナリデコーダ１０４に供給される。デコー ダ１０４は比較器１００．１０２の可能な出力状態をイオンビーム１２の位置に 依存する４つの出力ラインの１つにおける実際の信号にデコードする。

第５図に示し、説明してきたデマルチプレクサ回路は、イオンビーム１２が各瞬 間的時に入射する開口を決定する。この情報により、複合ビーム信号を各開口か ら受け取った成分に分けること、または分離送信することができる。開口の位置 に関連したＸ走査信号及びＸ走査信号のいろいろな状態は表工にまとめられてい る。したがって、例えば、Ｘ走査信号及びＸ走査信号は第２図に示したように共 に正であり、イオンビーム１２は第１象限にあり、ファラデーカップ５４からの 電流は開口４２を通して受信される。

友り 瓦り支ｆＬ　ＬＬｌ」　ＩＬ匡 Ｘ走査　ＶＡｖ　Ｘ走査　ＶＡｖ　４２Ｘ走査　Ｖ　Ａ　Ｖ　３／走査　ＶＡｖ 　４３Ｘ走査　ＶＡｖ　Ｘ走査　ＶＡｖ　４４Ｘ走査　ＶＡｖ　Ｘ走査　ｖＡｖ 　４５第５図において、デコーダ１０４の出力は、電界効果トランジスタのアナ ログスイッチであっても良いアナログスイッチ１１０．１１２．１１４．１１６ を制御するために使用される。電圧Ｖｎはアナログスイッチ１１０．１１２．１ １４．１１６のそれぞのアナログ入力に結合された出力を有するバッファ増幅器 １２０に供給される。

バッファ増幅器１２０は演算増幅器がら成っても良く、その演算増幅器はその反 転入力に結合された出力を有し、入力信号は非反転入力で受信する。アナログス イッチ１１０．１１２．１１４．１１６は、ここの開口４２．４３．４４．４５ のそれぞれで受信したビーム信号Ｖ。

の一部を表す、したがって、複合したビーム信号■、は個々の成分Ｖ　Ｂ　４２ 　＋　Ｖ　Ｂ　４３　、　Ｖ　ａ　４４１　Ｖ　Ｉｆ　４　％に分離多重送信す る。開口のそれぞれからの個々のビーム電流成分は均一性を示す平均値がらの偏 差を決定するために処理される。

デマルチプレクサの動作と関連した波形は第６図に示されている。イオンビーム ］２は開口４２．４５の領域のＸ走査信号に従って走査されると仮定する。Ｘ走 査信号（図示せず）は検知組立体３０を横切るようにビーム１２を上下に偏向さ せる。コンバータ６０からの電圧■ゎは、上述したように両開口４２．４５を通 して受信した、振幅、間隔がいろいろに変化するパルスを含む。、デマルチプレ クサは電圧Ｖ、をその成分に分ける。Ｘ走査信号がＶ　Ａ　Ｖよりも小さい間生 じる電圧■８のパルスは出力■、１．に向けられる。Ｘ走査信号がＶ　Ａ　Ｖよ りも大きい間生じる電圧Ｖａのパルスは出力ＶＢ４□に向けられる。ビーム１２ が開口４３．４４全体にわたって走査されるときに、電圧■８の同様の分離多重 送信が達成される。

動作中に、ウェーハ２２はターゲツト面１５に設置される。ビーム１２はビーム ダンプからウェーハ２２へ切り替えられ、Ｘ走査及びＸ走査信号によってその表 面全体にわたって連続的に走査される。ビーム１２は開口４２．４３．４４．４ ５をカバーするのに十分な量によってウェーハ２２の縁を越えて過度の走査がさ れる。ウェーハ２２への注入の間、今まで説明してきた装置が、開口４２．４３ ．４４．４５のすべてにおいて受信したビーム電流信号を調節することによって 累積的な量を連続的に測定する。さらに、その装置は、コーナファラデーカップ のそれぞれにおいて受信した量を個々にモニタし、測定値を平均値と比較するこ とによりイオン量の均一性をモニタする。平均値からの偏差は非均−な注入量を 示す。

イオン量の測定及び均一性をモニタする本発明の装置は従来の装置と比較して構 造を単純化し、信頼性を良くする。その結果、イオン注入装置の製造は容易にな り、そのコストも安くなる。さらに、ターゲットウェーハは、それがファラデー システムの一部でないのでアースすることができる。さらにまた、本発明により 、イオンビームは、イオン量の均一性に逆の効果を与える二次電子抑制場を通過 することなくウェーハに到達することができる。なぜならば、その場はコーナフ ァラデーカップの領域に位置するからである。

本発明の特定の実施例を説明してきたけれども、当業者であれば請求の範囲によ って限定される本発明の範囲から逸脱することなくいろいろに変形、変更できる ことは明らかである。たとえば５本発明の装置は、半導体ウェーハのイオン注入 に関連して説明してきた。しかし、本発明は、注入量や注入量の均一性の測定を 必要ないかなるイオンビーム走査装置にも利用すころができる。

国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．走査信号に応答してターゲット面全体にわたって走査されるイオンビームの イオン注入量及びイオン注入量の均一性を決定する装置であって、 イオンビームを複数のいろいろな検知位置で検知し、各検知位置で受信したイオ ンビーム電流を表示するビーム信号を与える手段と、 イオン注入量を決定するために時間に関して前記信号を積分する手段と、 前記いろいろな検知位置のそれぞれにおけるビーム電流成分を決定し、そこかち イオン注入量の均一性を決定するための、前記走査信号及び前記ビーム信号に応 答する均一性モニタリング手段と、 から成る装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載された装置であって、前記検知手段が、いろいろな 検知位置のそれぞれにあるファラデーカップから成り、 前記ファラデーカップがビーム信号を伝える一般的な電気的結合部を有する、 ところの装置。
3. ３．請求の範囲第２項に記載された装置であって、ビーム軸に実質的に垂直的な 面内でビーム軸ついて等しく間隔があけられた４つのファラデーカップを含む、 ところの装置。
4. ４．請求の範囲第１項に記載された装置であって、前記検知手段が、イオンビー ムに実質的に垂直な平面内でそのビームの経路中に配置されたマスク組立体を含 み、 前記マスク組立体が、 イオンビームがターゲット面へと通過するための第１の開口、及び第１の開口の 周りにある前記検知位置のそれぞれに位置する複数のビーム検知開口を有するマ スクプレートと、 前記検知開口のそれぞれを通して受信したビーム電流を検知し、前記ビーム信号 を与える、前記検知開口と整合し前記マスクプレートの背後に配置された環状の ファラデーカップと、 から成る ところの装置。
5. ５．請求の範囲第４項に記載された装置であって、前記マスクプレートの第１の 開口が円形であり、かつビーム軸と同軸で、 ４つの検知開口が第１の開口の周囲に等間隔に位置している、 ところの装置。
6. ６．請求の範囲第４項に記載された装置であって、前記環状のファラデーカップ が前記第１の開口よりも大きな直径を有するとともに、前記第１の開口と同軸に なっており、 前記ファラデーカップが前記検知開口と整合したビーム収集孔を有する、 ところの装置。
7. ７．請求の範囲第４項に記載された装置であって、更に、 前記マスクプレートにある検知開口と正確に整合するように寸法付けられた開口 を有し、前記マスクプレートと前記環状のファラデーカップと間に設けられたグ ラファイト製開口プレート、及び 二次電子を抑制するために前記開口プレートにある各開口と前記環状のファラデ ーカップとの間に設けられた少なくとも１つのバイアス電極、 を有するところの装置。
8. ８．請求の範囲第１項に記載され装置であって、前記均一性モニタ手段が、各ビ ーム電流成分の検知位置を同定し、前記決定に応答して前記ビーム信号を切り替 えるための、前記検知信号に応答する分離多重送信を行う手段を有する、 ところの装置。
9. ９．請求の範囲第８項に記載された装置であって、前記イオンビームがｘ走査及 びｙ走査信号によって二次元のラスタ走査パターンで走査され、前記分離多重送 信手段が各電流成分の座標象限を同定するための手段を有する、 ところの装置。
10. １０．請求の範囲第９項に記載された装置であって、前記分離多重送信手段が、 Ｘ走査信号及びｙ走査信号の平均値を決定するための平均化手段と、 前記ｘ走査及びｙ走査信号の平均値とそれら瞬間値とを比較するための比較器手 段と、 イオンビームがある瞬間に位置する座標象限を決定するための、前記比較器手段 の出力に応答するデコーダ手段と、 前記ビーム信号を、それを受信した検知位置に依存した所定の出力に切り替える ための、前記デコーダ手段の出力に応答するスイッチング手段と、を有する、 ところの装置。
11. １１．請求の範囲第１１項に記載された装置であって、前記均一性モニタ手段が 、更に、前記いろいろな検知位置におけるビーム信号の基準値からの偏差を決定 するための、前記分離多重送信手段の出力に応答する手段を有し、 前記偏差がイオン注入量の均一性の程度を与える、ところの装置。
12. １２．走査イオンビームのイオン注入量及びイオン注入の均一性を決定するため の装置であって、イオンビームを発生させ、軸線方向に向ける手段と、前記イオ ンビームをｘ走査及びｙ走査信号に応答して、ターゲット面全体にわたって前記 軸線に垂直な二次元方向に走査する手段と、 複数のいろいろな検知位置でイオンビームを検知し、各検知位置で受信したイオ ンビーム電流を表示するビーム信号を与える手段と、 イオン注入量を決定するために時間に関して前記ビーム信号を積分する手段と、 前記いろいろな検知位置のそれぞれにおけるビーム電流成分を決定し、そこから イオン注入量の均一性を決定するための、前記走査信号及び前記ビーム信号に応 答する均一性モニタリング手段と、 カら成る装置。
13. １３．請求の範囲第１２項に記載された装置であって、前記検知手段が、前記発 生手段と前記ターゲット面との間に配置されたマスク組立体を有し、前記マスク 組立体が、 イオンビームが前記ターゲット面へと通る比較的大きな第１の開口、及び前記タ ーゲットの開口の周りに位置した複数のより小さな検知開口を有し、前記検知開 口のそれぞれを通過するビーム電流を検知し、前記ビーム信号を与える、前記検 知開口と整合し前記マスクプレートの背後で前記第１の開口の周りに位置する環 状のファラデーカップと、から成る、 ところの装置。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載された装置であって、前記マスクプレートの第 １の開口が円形であり、かつビーム軸と同軸で、 ４つの検知開口が第１の開口の周囲に等間隔に位置している、 ところの装置。
15. １５．請求の範囲第１３項に記載された装置であって、前記環状のファラデーカ ップが前記第１の開口よりも大きな直径を有するとともに、前記第１の開口と同 軸なっており、 前記ファラデーカップが前記検知開口と整合したビーム収集孔を有する、 ところの装置。
16. １６．請求の範囲第１３項に記載された装置であって、更に、 前記マスクプレートにある検知開口と正確に整合するように寸法付けられた開口 を有し、前記マスクプレートと前記環状のファラデーカップとの間に設けられた グラファイト裂開口プレート、及び 二次電子を抑制するために前記開口プレートにある各開口と前記環状のファラデ ーカップとの間に設けられた少なくとも１つのバイアス電極、 を有するところの装置。
17. １７．請求の範囲第１２項に記載され装置であって、前記均一性モニタ手段が、 各ビーム電流成分の検知位置を同定し、前記決定に応答して前記ビーム信号を切 り替えるための、前記検知信号に応答する分離多重送信を行う手段を有する、 ところの装置。
18. １８．請求の範囲第１７項に記載された装置であって、前記イオンビームがｘ走 査及びｙ走査信号によって二次元のラスタ走査パターンで走査され、前記分離多 重送信手段が各電流成分の座標象限を同定するための手段を有する、 ところの装置。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載された装置であって、前記分離多重送信手段が 、 ｘ走査信号及びｙ走査信号の平均値を決定するための平均化手段と、 前記ｘ走吏及びｙ走査信号の平均値とそれら瞬間値とを比較するための比較器手 段と、 イオンビームがある瞬間に位置する座標象限を決定するための、前記比較器手段 の出力に応答するデコーダ手段と、 前記ビーム信号をそれを受信した検知位置に依存した所定の出力に切り替えるた めの、前記デコーダ手段の出力に応答するスイッチング手段と、を有する、 ところの装置。
20. ２０．走査信号に応答してターゲット面全体に走査されるイオンビームのイオン 注入量及び注入量の均一性を決定する装置であって、 複数のいろいろな検知位置でイオンビームを検知し、検知位置のそれぞれで受信 したイオンビーム電流を表示するビーム信号を与える工程と、 イオン注入量を決定するために、前記ビーム信号を積分する工程と、 前記いろいろな検知位置のそれぞれにおけるビーム電流を決定し、そこからイオ ン注入量の均一性を決定するために前記走査信号及び前記ビーム信号を利用する 工程と、 から成る方法。