TW201606842A - 離子植入裝置、離子植入方法及射束計測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種離子植入裝置、離子植入方法及射束計測裝置，其課題為高精度地計測具有規定軌道之射束成份。本發明的離子植入裝置具備：射束偏向裝置(42)，使通過前段射束路徑(P1)之離子束偏向，且向晶圓(40)射出射束以便通過後段射束路徑(P2)；射束過濾狹縫(52)，位於射束偏向裝置(42)與晶圓(40)之間，局部屏蔽在後段射束路徑(P2)中行進之射束，以供具有規定軌道之射束成份向晶圓(40)通過；劑量杯(50)，位於射束偏向裝置(42)與射束過濾狹縫(52)之間，且計測出從射束偏向裝置(42)射出之一部份射束以作為射束電流；及軌道限制機構(60)，位於射束偏向裝置(42)與劑量杯(50)之間，防止從射束偏向裝置(42)射出而朝向劑量杯(50)的射束中具有脫離規定軌道之軌道的射束成份入射到劑量杯(50)的計測區域。

Description

離子植入裝置、離子植入方法及射束計測裝置
本發明係有關一種離子植入裝置、離子植入方法及射束計測裝置。
半導體製造製程中，出於改變導電性以及半導體晶圓的結晶構造之目的等而規範地實施向半導體晶圓植入離子之製程(以下，有時稱為“離子植入製程”)。在離子植入製程使用之裝置被稱為離子植入裝置，該裝置具有通過離子源生成離子，並使生成之離子加速以形成離子束之功能；及將該離子束輸送至真空處理室，並向處理室內的晶圓照射離子束之功能。
離子植入裝置例如構成為，沿著射束線配置有離子源、質量分析磁鐵裝置、射束掃描裝置、射束平行化裝置、角能過濾器裝置、晶圓處理室等，以向半導體用基板即晶圓植入離子。角能過濾器裝置藉由施加電場或磁場而使離子束偏向，且將具有所希望的能量值的離子束導入晶圓。並且，角能過濾器裝置的下游側設有能夠用於在向晶圓植入離子過程中能夠計測離子束電流值的法拉第杯，且 測定不植入到晶圓的一部份射束(例如，參閱專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2012-204327號公報
有時在成為處理對象之晶圓表面形成有用於制作電路圖案的光阻層，藉由離子植入使構成光阻層之物質被分解而產生氣體。有時所產生之氣體降低晶圓處理室和射束線的真空度，並且與朝向晶圓之離子束進行相互作用而改變構成射束之離子的價數。若離子產生價數變化，則能量過濾裝置等施加的電場或磁場與射束的相互作用的態樣會產生變化，而導致射束脫離設計時所設定之軌道。因法拉第杯的配置的不同，脫離朝向晶圓的軌道的軌道的射束成份可能會成為計測對象，因此會對離子植入量的控製造成影響。
本發明的一種態樣的例示目的之一為，提供一種高精度地計測具有規定軌道之射束成份之技術。
為了解決上述課題，本發明的一種態樣的離子植入裝置具備：射束偏向裝置，藉由施加電場、磁場或電場及磁 場而使通過前段射束路徑而入射之離子束向y方向偏向，且向晶圓射出射束以便通過向z方向延伸之後段射束路徑；射束過濾狹縫，位於射束偏向裝置與晶圓之間的後段射束路徑上，局部屏蔽朝向晶圓而在後段射束路徑中行進之射束，使後段射束路徑中的射束中具有規定軌道之射束成份朝向晶圓通過；劑量杯，位於射束偏向裝置與射束過濾狹縫之間，計測從射束偏向裝置射出之一部份射束以作為射束電流；及軌道限制機構，位於射束偏向裝置與劑量杯之間，防止從射束偏向裝置射出而朝向劑量杯之射束中具有脫離規定軌道之軌道的射束成份入射到劑量杯的計測區域。
本發明的另一態樣為離子植入方法。該方法為使用離子植入裝置的離子植入方法，其中，離子植入裝置具備：射束偏向裝置，藉由施加電場、磁場或電場及磁場而使通過前段射束路徑而入射的離子束向y方向偏向，且向晶圓射出射束以便通過向z方向延伸之後段射束路徑；射束過濾狹縫，位於射束偏向裝置與晶圓之間的後段射束路徑上，局部屏蔽朝向晶圓而在後段射束路徑中行進之射束，使後段射束路徑中的射束中具有規定軌道之射束成份朝向晶圓通過；及劑量杯，位於射束偏向裝置與射束過濾狹縫之間，計測從射束偏向裝置射出之一部份射束以作為射束電流。該方法藉由軌道限制機構計測入射到劑量杯的射束，其中，軌道限制機構位於射束偏向裝置與劑量杯之間，防止從射束偏向裝置射出而朝向劑量杯之射束中具有 脫離規定軌道之軌道的射束成份入射到劑量杯的計測區域。
本發明的又一態樣為射束計測裝置。該裝置具備：法拉第杯，能夠計測離子束的射束電流；及軌道限制機構，設置於法拉第杯的入口，防止具有脫離規定軌道的軌道的射束成份入射到法拉第杯的計測區域。軌道限制機構包括：第1遮罩構件，具有一個以上的第1開口部；及第2遮罩構件，具有一個以上的第2開口部，第1遮罩構件及第2遮罩構件在射束行進方向對置而設，防止具有能夠通過第1開口部及第2開口部這兩者的軌道以外的軌道的射束成份入射到法拉第杯的計測區域。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互替換以上構成要件的任意組合或本發明的構成要件或表現形式者，作為本發明的態樣同樣有效。
依本發明，能夠高精度地計測具有規定軌道的射束成份，且提高劑量控制的精度。
P1‧‧‧前段射束路徑
P2‧‧‧後段射束路徑
R2‧‧‧有效植入區域
R3‧‧‧端部區域
40‧‧‧晶圓
42‧‧‧射束偏向裝置
46‧‧‧上游側接地電極
47‧‧‧抑制電極
48‧‧‧下游側接地電極
49‧‧‧抑制電極裝置
50‧‧‧劑量杯
52‧‧‧射束過濾狹縫
60‧‧‧軌道限制機構
61‧‧‧第1遮罩構件
62‧‧‧第2遮罩構件
66‧‧‧第1開口部
66c‧‧‧第1中央開口部
66e‧‧‧第1端部開口部
67‧‧‧第2開口部
67c‧‧‧第2中央開口部
67e‧‧‧第2端部開口部
80‧‧‧控制裝置
100‧‧‧離子植入裝置
第1圖係概略表示本實施形態之離子植入裝置之頂視圖。
第2圖係表示第1圖所示之射束輸送線單元的一部份概略構成之平面圖。
第3圖(a)係表示最終能量過濾器及基板處理供給單元的概略構成之頂視圖，第3圖(b)係表示最終能量過濾器及基板處理供給單元的概略構成之側視圖。
第4圖係示意地表示比較例之離子植入裝置中可入射到劑量杯的射束所具有的軌道之圖。
第5圖係示意地表示本實施形態之離子植入裝置中可入射到劑量杯的射束所具有軌道之圖。
第6圖(a)係示意地表示軌道限制機構的構成之剖面圖，第6圖(b)係示意地表示軌道限制機構的構成之前視圖。
第7圖係示意地表示能夠通過軌道限制機構的射束軌道的圖。
第8圖(a)係表示形成於上游側接地電極之第1開口部的前視圖，第8圖(b)係形成於下游側接地電極之第2開口部的前視圖。
第9圖係示意地表示變形例8之軌道限制機構之構成之剖面圖。
第10圖(a)係示意地表示變形例1之第1遮罩構件61的構成之前視圖，第10圖(b)係示意地表示變形例1之第2遮罩構件62的構成之前視圖。
第11圖係示意地表示能夠通過變形例1之軌道限制機構之射束軌道之圖。
第12圖係示意地表示向軌道限制機構入射之射束的y方向的入射位置與能夠通過射束過濾狹縫之射束軌道的 y方向的角度範圍之間的關係的圖。
第13圖(a)、第13圖(b)係示意地表示變形例2之軌道限制機構的構成之剖面圖。
第14圖(a)係示意地表示變形例3之軌道限制機構的構成之剖面圖，第14圖(b)係示意地表示變形例3之軌道限制機構的結構的前視圖。
第15圖係示意地表示變形例4之軌道限制機構的開口部的形狀的剖面圖。
第16圖係示意地表示變形例5之軌道限制機構的形狀之剖面圖。
第17圖(a)、第17圖(b)係示意地表示變形例6之軌道限制機構的構成之前視圖。
第18圖係示意地表示變形例7之劑量杯的構成之剖面圖。
第19圖係示意地表示變形例8之軌道限制機構的構成之前視圖。
以下，參閱附圖對用於實施本發明之形態進行詳細說明。另外，附圖說明中對相同的要件標注相同的元件符號，並適當省略重複說明。並且，以下所述構成為例示，並非對本發明的範圍做任何限定者。
第1圖係概略表示本發明的一種實施形態所涉及之離子植入裝置100的頂視圖。第1圖中顯示離子植入裝置 100的射束線部的構成要件的佈局。離子植入裝置100的射束線部具備離子源10及被處理物用處理室，構成為從離子源10向被處理物(例如基板或晶圓40)輸送離子束B。
本說明書中，為便於說明，將射束行進方向表示為z方向，將與z方向正交之方向表示為x方向。並且，將與z方向及x方向正交的方向表示為y方向。本實施形態中x方向為水平方向，y方向為鉛垂方向。
離子植入裝置100適於所謂的高能量離子植入裝置。高能量離子植入裝置為具有高頻線性加速方式的離子加速器與高能量離子輸送用射束線之離子植入裝置。高能量離子植入裝置將在離子源10產生之離子加速為高能量，並將藉此獲得之離子束B沿著射束線輸送至被處理物，並將離子植入到被處理物。
如第1圖所示，離子植入裝置100具備：離子束生成單元12，生成離子並進行質量分析；高能量多段直線加速單元14，加速離子束使其成為高能量離子束；射束偏向單元16，使高能量離子束的軌道彎曲成U字形；射束輸送線單元18，將高能量離子束輸送至晶圓40；及基板處理供給單元20，將所輸送之高能量離子束均勻地植入到半導體晶圓。
離子束生成單元12具有離子源10、引出電極11及質量分析裝置22。離子束生成單元12中，射束從離子源10通過引出電極11而被引出，並且被加速，被引出加速 的射束藉由質量分析裝置22進行質量分析。質量分析裝置22具有質量分析磁鐵22a及質量分析狹縫22b。質量分析狹縫22b有時配置於質量分析磁鐵22a正後方，而在實施例中，配置於其下一個構成即高能量多段直線加速單元14的入口部內。
經質量分析裝置22進行質量分析之結果，僅篩選出植入所需的離子種類，所選離子種類的離子束被導入到下一高能量多段直線加速單元14。高能量多段直線加速單元14具備第1線性加速器15a，其具備用於高能量離子植入的基本的複數段高頻諧振器。高能量多段直線加速單元14亦可以具備第2線性加速器15b，且具備用於超高能量離子植入的新增的複數段高頻諧振器。藉由高能量多段直線加速單元14加速之離子束的方向藉由射束偏向單元16而發生改變。
從將離子束高加速的高頻(交流方式)的高能量多段直線加速單元14離開之高能量離子束具有一定範圍的能量分佈。因此，為了使後段的高能量離子束射束掃描及射束平行化以照射到機械地掃描移動中的晶圓中，需要預先實施高精度的能量分析、中心軌道補正及射束收斂發散的調整。
射束偏向單元16進行高能量離子束的能量分析、中心軌道補正及能量分散的控制。射束偏向單元16具備至少2個高精度偏向電磁鐵和至少1個能量寬度限制狹縫及能量分析狹縫以及至少1個橫向收斂設備。複數個偏向電 磁鐵構成為，進行高能量離子束的能量分析、精確補正離子植入角度以及抑制能量分散。
射束偏向單元16具有：能量分析電磁鐵24；抑制能量分散的橫向收斂四極透鏡26；能量分析狹縫28；提供轉向(軌道補正)的轉向電磁鐵30。能量分析電磁鐵24為處於射束偏向單元16的複數個偏向電磁鐵中最上游側的1個。轉向電磁鐵30為處於射束偏向單元16的複數個偏向電磁鐵中最下游側的1個。另外，能量分析電磁鐵24亦被稱為能量過濾電磁鐵(EFM)。高能量離子束的方向藉由射束偏向單元16被轉換，而朝向晶圓40的方向。
離心力與洛倫茲力作用於通過射束偏向單元16的各偏向電磁鐵的離子上，藉由這些力的平衡作用描繪出圓弧型的軌跡。若以公式表示，則為mv=qBr。m為離子的質量，v為速度，q為離子價，B為偏向電磁鐵的磁通量密度，r為軌跡的曲率半徑。只有該軌跡的曲率半徑r與偏向電磁鐵的磁極中心的曲率半徑相一致的離子才能夠通過偏向電磁鐵。換言之，當離子價相同時，能夠通過被施加恆定磁場B的偏向電磁鐵的離子才是具有特定的運動量mv的離子。EFM還被稱為能量分析電磁鐵，實際上為分析離子的運動量的裝置。BM和離子生成單元的質量分析電磁鐵均為運動量過濾器。
並且，射束偏向單元16藉由使用複數個電磁鐵能夠使離子束進行180°偏向。藉此，能夠以簡單的結構實現射束線為U字形的高能量離子植入裝置。
如上所述，通過使發生在離子源的離子加速而輸送至晶圓，以進行打入之離子植入裝置中，射束偏向單元16在高能量多段直線加速單元14與射束輸送線單元18之間，利用複數個電磁鐵來使離子束進行180°的偏向。能量分析電磁鐵24及轉向電磁鐵30構成為，偏向角度分別成90°，其結果，構成合計偏向角度為180°。另外，由一個電磁鐵進行之偏向量不限於90°，亦可以是下列組合。
(1)1個偏向量為90°的磁鐵+2個偏向量為45°的磁鐵
(2)3個偏向量為60°的磁鐵
(3)4個偏向量為45°的磁鐵
(4)6個偏向量為30°的磁鐵
(5)1個偏向量為60°的磁鐵+1個偏向量為120°的磁鐵
(6)1個偏向量為30°的磁鐵+1個偏向量為150°的磁鐵
能量分析電磁鐵24需要較高的磁場精度，因此安裝有進行精密的磁場測定之高精度磁場測定器86。磁場測定器86係適當組合還被稱為MRP(磁共振探針)之NMR(核磁共振)探針與霍爾探針的測定器，因此MRP與霍爾探針分別用於霍爾探針的校正與磁場恆定的反饋控制。並且，能量分析電磁鐵24以嚴格的精度制作，以使磁場的不均勻性小於0.01%。轉向電磁鐵30上亦同樣設有磁場測定器86。另外，轉向電磁鐵30的磁場測定器86上 可以僅安裝有霍爾探針。此外，各能量分析電磁鐵24及轉向電磁鐵30上連接著電流設定精度與電流穩定度為1×10-4以內的電源及其控制設備。
射束輸送線單元18係輸送從射束偏向單元16離開的離子束B者，其具有包括收斂/發散透鏡組構成之射束整形器32、射束掃描器34、射束平行化器36及靜電式最終能量過濾器38(包含最終能量分析狹縫)。設計上，射束輸送線單元18的長度為離子束生成單元12與高能量多段直線加速單元14的長度之和。射束輸送線單元18藉由射束偏向單元16與高能量多段直線加速單元14連結，整體形成U字形佈局。
第2圖係表示射束輸送線單元18的一部份的概略結構之平面圖。通過射束偏向單元16(參閱第1圖)僅分離出必要的離子種類，被視為必要的能量值的離子的射束，被射束整形器32整形為所期望的剖面形狀。如圖所示，射束整形器32由Q(四極)透鏡等(電場式或磁場式)的收斂/發散透鏡組構成。具有被整形的剖面形狀的射束藉由射束掃描器34向與第2圖中紙面平行的方向進行掃描。例如，構成為包括橫向收斂(縱向發散)透鏡QF/橫向發散(縱向收斂)透鏡QD/橫向收斂(縱向發散)透鏡QF構成之三極Q透鏡組。射束整形器32能夠視需要單獨以橫向收斂透鏡QF或橫向發散透鏡QD構成或組合複數個橫向收斂透鏡QF和橫向發散透鏡QD來構成。
射束掃描器34構成為，藉由使離子束在掃描原點S以週期性變化的偏向角度向x方向偏向來掃描離子束。掃描原點S為射入射束掃描器34的射束軌道L1(37b)的延長線與從射束掃描器34射出之射束軌道37a、37c的延長線的交點。
射束掃描器34為藉由週期性變動之電場而向與離子束的行進方向正交之水平方向週期性往複掃描離子束之偏向掃描裝置。如第2圖所示，射束掃描器34在射束行進方向上具備一對(2片)隔著離子束的通過區域對置配置之掃描電極34a、34b(二極式偏向掃描電極)，近似於以0.5Hz~4000Hz範圍的一定頻率正負變動之三角波的掃描電壓分別以相反符號施加在2片掃描電極34a、34b。該掃描電壓在2片掃描電極34a、34b的間隙內生成使通過該處的射束偏向之變動電場。而且，藉由掃描電壓的週期性變動，通過間隙之射束沿水平方向進行掃描。
射束掃描器34的下游側，於2個接地電極78a、78b之間配置有在離子束的通過區域具有開口的抑制電極74。上游側在掃描電極的前方配置有接地電極76a，但視需要能夠配置構成與下游側相同的抑制電極。抑制電極抑制電子侵入到正電極。
掃描室內構成為，於射束掃描器34的下游側的較長區間設有射束掃描空間部34c，以便即使射束掃描角度小亦可獲得充分的掃描寬度。位於射束掃描空間部34c下游的掃描室的後方設有射束平行化器36，該射束平行化器 將偏向的離子束調整為射束掃描偏向之前的離子束的方向，亦即，將其彎回以與射束線L1平行。
在射束平行化器36中產生之像差(射束平行化器的中心部與左右端部的焦點距離之差)與射束掃描器34的偏向角的平方成比例，因此藉由將射束掃描空間部34c設長以縮小偏向角，這對於抑制射束平行化器36的像差起到很大作用。若像差大，則將離子束植入到半導體晶圓時，晶圓中心部與左右端部之射束尺寸與射束發散角不同，因此會產生產品的品質偏差。
並且，藉由調整該射束掃描空間部34c的長度，能夠使射束輸送線單元的長度與高能量多段直線加速單元14的長度一致。
射束平行化器36構成為將從射束掃描器34射入之離子束平行化，在射束平行化器36的下游形成沿x方向(水平方向)擴展之射束通過區域。射束平行化器36例如為靜電式射束平行化器。
射束平行化器36上配置有電場式平行化透鏡84。如第2圖所示，平行化透鏡84由大致呈雙曲線形狀的複數個加速電極對與減速電極對構成。各電極對隔著不引起放電寬的加減/減速間隙相對，加速/減速間隙中形成有電場，該電場兼有引起離子束的加減速的軸向成份及按基準軸起的距離成比例加強且對離子束起到橫向收斂作用之橫向成份。
隔著加速間隙配置的電極對之中下游側電極、減速間 隙的上游側電極及減速間隙的下游側電極與後一個加速間隙的上游側電極分別形成一構造體，以成為同一電位。
從上游側觀察平行化透鏡84時，頭一個電極即入射電極84a和最後一個電極即出射電極84g被保持為接地電位。藉此，在通過平行化透鏡84的前後，射束的能量不會發生變化。
平行化透鏡84的中間電極構造體中，在構成加速間隙的出口側電極與減速間隙的入口側電極之第1電極群體84b、84d、84f上連接有用於施加可變式定電壓的平行化透鏡用負電源91a。並且，在構成減速間隙的出口側電極與加速間隙的入口側電極之第2電極群體84c、84e上連接有用於施加可變式定電壓的平行化透鏡用正電源91b。藉此，離子束在重複加速與減速的同時逐級朝向與射束線的基準軌道平行的方向。並且，最終進入到與偏向掃描前的離子束的行進方向(射束線軌道方向)平行的軌道上。
如第2圖所示，射束平行化器36在基準軌道(例如第2圖所示之射束線L1)上具有焦點Fo。被設計成，入射射束平行化器36之複數個射束軌道37a、37b、37c各自相對於基準軌道具有不同的角度。射束平行化器36按照入射角度以不同的偏向角度使複數個射束軌道37a、37b、37c分別偏向，藉此，使得複數個射束軌道37a、37b、37c與基準軌道平行。射束平行化器36接收按所給的離子植入條件(例如包括目標射束能量)預先設定之電輸入(例如電壓)而作動。
複數個射束軌道37a、37b、37c位於在包括基準軌道在內的一平面上，該平面上，自焦點Fo至射束平行化器36以各自不同的入射角度定向。本實施形態中，複數個射束軌道37a、37b、37c為由射束掃描器34進行掃描的結果，因此該平面相當於射束掃描器34的掃描面(xz面)。這些軌道中的任意一個軌道(第2圖中射束軌道37b)均可與基準軌道一致。第2圖所示之實施形態中，基準軌道不在射束平行化器36中偏向而直線通往射束平行化器36。
本實施形態之離子植入裝置100構成為，射束平行化器36的焦點Fo與射束掃描器34的掃描原點S一致。藉此，掃描原點S上被射束掃描器34掃描之射束藉由包含電場平行化透鏡等的射束平行化器36被收斂，相對於與掃描前的離子束行進方向(射束線軌道方向)平行的偏向角0度的軸(基準軸)平行。此時，掃描區域關於基準軸左右對稱。
射束輸送線單元18如此進行高能量離子束的射束掃描及射束平行化。被平行化之離子束通過最終能量過濾器38供給到基板處理供給單元20。被平行化之離子束高精度地照射到進行機械掃描移動中的晶圓40，並向晶圓40植入離子。
第3圖(a)係表示最終能量過濾器38及基板處理供給單元20的概略結構之頂視圖，第3圖(b)係表示最終能量過濾器38及基板處理供給單元20的概略結構之側視 圖。離開射束平行化器36之離子束被送往角能量過濾器(AEF；Angular Energy Filter)即最終能量過濾器38。最終能量過濾器38中，進行有關植入到晶圓之前的離子束的能量之最終分析，僅選出必要的能量值的離子種類，並且，去除被中和之無價中性粒子或離子價不同的離子。
最終能量過濾器38包括藉由在離子束施加電場、磁場或電場及磁場來使其行進方向偏向之射束偏向裝置42。本實施形態中，示出使用電場式射束偏向裝置42的情形，但射束偏向裝置42亦可是磁場式，或亦可以是組合電場與磁場這兩者的裝置。
射束偏向裝置42由AEF電極裝置44構成，其為由與射束線軌道方向的上下方向對置之至少一對平面或曲面構成之板狀的偏向電極。AEF電極裝置44在射束線軌道方向的上下方向，配合藉由射束偏向裝置42本身的偏向作用而向下方彎曲之離子束軌道而屈曲。
如第3圖(b)所示，AEF電極裝置44由至少一對AEF電極對構成，且以在上下方向夾持離子束的方式配置。至少一對AEF電極對之中，上側AEF電極44a上連接有用於施加正電壓的AEF電極用正電源92a，下側AEF電極44b上連接有用於施加負電壓的AEF電極用負電源92b。因電場而偏向時，藉由在AEF電極44a、44b之間產生之電場的作用，使離子束以約10~20度的角度θ向下方偏向，而僅選出目標能量的離子束。並且，僅有在最終能量過濾器38中選中之價數的離子束才以設定之軌道 角度θ向下方偏向。由如此選中之離子種類構成之離子束以準確的角度相同地照射到被照射物即晶圓40中。
實際在使高能量射束偏向時，如第3圖(b)所示，在上下方向上對置之至少一對板狀的AEF電極裝置44設成如下電極時在制作精度和經濟效益方面優異，即配合離子束軌道而屈曲時，配合偏向角和曲率半徑而前後分成n個(n為2以上的整數)，且每個上部電極及下部電極各自保持相同電位之板狀電極。例如，AEF電極裝置44如圖所示被分成3個。另外，前後被分成n個之板狀偏向電極除了使上部電極及下部電極分別保持相同電位之構成之外，還可以作為分成n個的上下成對的板狀電極而分別設定不同電位。
藉由採取該種構造，能夠將電場式能量過濾器搭載到高能量掃描射束輸送線上。由於藉由電場使射束向與射束掃描面正交之方向偏向，因此不會影響射束掃描方向的植入離子密度分佈(均勻性)，而能夠進行能量分析。
而且，藉由搭載最終能量過濾器38，該射束線上搭載有高能量多段直線加速單元14的高頻線性加速裝置、射束偏向單元16的能量分析電磁鐵24及轉向電磁鐵30共3種類型的射束過濾器。如上所述，高能量多段直線加速單元14為速度(v)過濾器，射束偏向單元16為運動量(mv)過濾器，最終能量過濾器38如其名為能量(mv2/2)過濾器。這樣藉由搭上方式不同的三重過濾器，與以往相比，能夠將能量純度高且粒子和金屬污染較 少的很純的離子束供給到晶圓。
另外，功能上而言，能量分析電磁鐵24可以以高分解能進行穿過高能量多段直線加速單元14的能量污染的去除和能量寬度的限制。並且，最終能量過濾器38以較低的分解能，在通過能量分析電磁鐵24進行能量分析之後的射束輸送線單元，主要承擔去除價數因阻劑脫氣(Resist outgassing)而改變之離子之作用。
射束偏向裝置42包括設置於AEF電極裝置44的上游側之接地電極45及設置於下游側之抑制電極裝置49。抑制電極裝置49具有上游側接地電極46、下游側接地電極48、以及設置於上游側接地電極46與下游側接地電極48之間的抑制電極47。抑制電極裝置49抑制電子侵入到施加有正電壓之上側AEF電極44a。
另外，本說明書中，還將入射到射束偏向裝置42之離子束所通過之路徑稱為“前段射束路徑”，從射束偏向裝置42射出之離子束所通過之路徑稱為“後段射束路徑”。通過前段射束路徑之離子束的行進方向與通過後段射束路徑的離子束的行進方向在AEF電極裝置44產生之電場的作用下向y方向偏離，其偏向角度θ約為10~20度。
並且，入射到射束偏向裝置42的離子束為在x方向及y方向具有寬度之點狀射束，且由具有各種軌道之複數個離子構成。構成射束之每個離子具有與如第3圖(b)所示之射束軌道Z大致相同的軌道，但亦會有具有脫離射 束軌道Z的軌道。本說明書中，為了區別朝向晶圓40之射束中具有特定軌道之射束，有時稱為“具有某一軌道之射束成份”。所謂“射束成份”是指，構成射束的一部份的離子或植入粒子的集團。
最終能量過濾器38的最下游側的抑制電極裝置49的左右端分別設有劑量杯50(50L、50R)。劑量杯50由能夠計測射束電流的法拉第杯構成。本實施形態中，示出具備設置於左右的左劑量杯50L及右劑量杯50R這兩者的構成，而在變形例中，可以僅在左右任一側設置一個法拉第杯以作為劑量杯50。另外，本說明書中，有時將設置於左側之左劑量杯50L稱為第1劑量杯，將設置於右側之右劑量杯50R稱為第2劑量杯。
劑量杯50配置於，位於比向晶圓有效植入離子之有效植入區域R2更靠外側之端部區域R3。藉由射束掃描器34掃描之離子束遍及包含有效植入區域R2及端部區域R3之照射範圍X而掃描。因此，劑量杯50不會屏蔽朝向晶圓40所在的有效植入區域R2之離子束，而能夠計測朝向端部區域R3之離子束的一部份。利用藉由劑量杯50所計測的射束電流值，推斷植入到晶圓40的離子的照射量，且能夠控制植入到晶圓40的離子植入量。
劑量杯50的入口設有，限制能夠入射到劑量杯50之射束的軌道的軌道限制機構60(60L、60R)。軌道限制機構60在後段射束路徑上設置於射束偏向裝置42與劑量杯50之間的位置，例如，設置於抑制電極裝置49的位 置。軌道限制機構60可以與抑制電極裝置49分別設置，亦可以與抑制電極裝置49一體設置。軌道限制機構60與抑制電極裝置49被一體化時，軌道限制機構60亦可以由設置於上游側接地電極46及下游側接地電極48的至少一方的開口部構成。
軌道限制機構60防止從射束偏向裝置42射出而朝向劑量杯50之射束之中，具有脫離規定軌道之軌道之射束成份入射到劑量杯50的計測區域。在此所謂“規定軌道”是指，通過最終能量過濾器38之後，再通過設置於基板處理供給單元20之射束過濾狹縫52而成為能夠入射到晶圓40之射束軌道。軌道限制機構60防止劑量杯50的計測脫離能夠入射到晶圓40之規定軌道之軌道亦即具有無法入射到晶圓40之軌道之射束成份。藉由使劑量杯50計測能夠入射到晶圓40之射束成份，使得能夠高精度地推斷離子照射量。另外，對於能夠入射到晶圓40之射束之軌道或脫離規定軌道之軌道另行進行詳述。
最終能量過濾器38的下游側設有基板處理供給單元20。基板處理供給單元20的植入處理室中設有射束過濾狹縫52、電漿淋浴器54、往複運動機構56、剖面儀杯57、射束監視器58。往複運動機構56上置有將被實施離子植入之晶圓40。
射束過濾狹縫52為由射束掃描方向(x方向)橫長的狹縫構成之能量限制狹縫(EDS；Energy Defining Slit)。射束過濾狹縫52局部屏蔽朝向晶圓而在後段射束 路徑中行進之射束，使後段射束路徑中的射束當中具有規定軌道之射束成份朝向晶圓通過。藉此，限制具有所需之外的能量值與價數的離子束通過，僅分離出通過AEF具有所需能量值與價數之離子束。因此，射束過濾狹縫52與最終能量過濾器38同時進行對入射到晶圓40之離子束的能量分析。
電漿淋浴器54根據離子束的射束電流量向離子束和晶圓40的前表面供給低能量電子，抑制在離子植入中產生之晶圓40表面中的正電荷的充電。往複運動機構56在植入離子時保持晶圓40，以與植入中的射束電流的變動對應之速度向與射束掃描方向成直角方向(y方向)移動晶圓40。
剖面儀杯57測定離子植入位置的射束電流。剖面儀杯57在射束掃描範圍測定植入之前的離子植入位置上的離子束密度。測定射束剖面的結果，若離子束的預想不均勻性(PNU；Predicted Non Uniformity)不符合處理要求，則補正射束掃描器34的施加電壓的控制函數，以調整為符合處理條件。並且，剖面儀杯57亦可以構成為，測定植入位置上的射束形狀、射束寬度或射束中心位置，或藉由組合可動式孔隙而能夠確認射束的植入角度或射束發散角。
射束監視器58為具有在晶圓區域能夠全部計測掃描範圍的離子束之射束電流計測功能之橫長法拉第杯，且配置於射束線的最下游。射束監視器58構成為，計測最終 設置射束。射束監視器58為了減少交叉污染，亦可以是具有根據離子種類能夠切換三角柱的3個面的三重面構造的法拉第杯的切換式底面。並且，射束監視器58亦可以構成為，測定射束形狀或射束上下位置，而能夠監視植入位置上的上下方向的植入角度或射束發散角。
如第1圖所示，離子植入裝置100具備用於控制離子植入裝置100的整體或其一部份(例如射束線部的整體或其一部份)之控制裝置80。控制裝置80根據設置於最終能量過濾器38的劑量杯50或設置於基板處理供給單元20之剖面儀杯57及射束監視器58的測定結果，推斷在植入處理中入射到晶圓之射束照射量，並控制相對於晶圓的劑量。
控制裝置80獲取在向晶圓照射射束之前利用劑量杯50及剖面儀杯57計測之射束電流值，預先求出兩者的相關關係。控制裝置80獲取向晶圓照射射束過程中由劑量杯50計測之射束電流值，利用預先求出之相關關係計算入射到晶圓位置之射束照射量。若在晶圓位置配置剖面儀杯57，則會導致屏蔽朝向有效植入區域R2之射束，因此難以直接測定在離子植入處理過程中晶圓位置上的射束照射量。控制裝置80藉由位於不屏蔽朝向有效植入區域R2之射束之位置之劑量杯50所計測之射束電流值，藉此不影響對於晶圓的植入處理即可推斷植入處理過程中入射到晶圓之射束照射量。
控制裝置80依據所推斷之射束照射量調整藉由往複 運動機構56往複運動的晶圓的速度，且將照射到晶圓之射束的照射量及照射量分佈控制成達到期望值。例如，所計算之射束照射量增加時，提高晶圓的往複運動的速度，且使得照射到晶圓所在地點之劑量不增加。另一方面，當所計算之射束照射量減少時，降低晶圓的往複運動的速度，使得照射到晶圓所在地點之劑量不減。控制裝置80如此在進行離子植入處理之時間內控制劑量，以便實現整個晶圓之所期望之劑量及劑量分佈。
控制裝置80可以在推斷射束照射量時，進行補正因植入處理過程中的真空度惡化造成之影響的處理。有時在成為處理對象之晶圓表面形成有用於制作電路圖案的光阻層，藉由離子植入使構成光阻層之物質分解，並產生被稱為阻劑脫氣之氣體。產生之氣體降低晶圓處理室或射束線的真空度，並且有時會與朝向晶圓之離子束進行相互作用而改變構成射束的離子的價數。劑量杯50根據離子的電荷計測電流值，因此若離子價發生變化，則能夠使電流值與離子的個數之間的對應關係產生偏差。例如，若引起1價離子產生價數變化而中和，則導致其中性粒子不被劑量杯50所計測。如此一來，入射到劑量杯50的實際射束量(相當於劑量)與根據所計測之電流值導出之射束量之間會產生偏差。
因此，控制裝置80為了補正基於真空度惡化所導出之射束量偏差之影響(以下還稱為壓力補正)，可利用規定的補正係數補正射束量。可由控制裝置80依據有意或 經常導入到射束線部之導入氣體的分壓值或因離子植入而從晶圓表面的阻劑膜附隨產生之阻劑脫氣的分壓值等的測定結果和與分壓值測定同時進行之射束電流測定的結果，計算該補正係數的值。
另外，本實施形態中，為了抑制因阻劑脫氣而在入射到劑量杯50之實際射束量(相當於劑量)與根據所計測之射束電流值導出之射束量之間產生之偏差之影響，從晶圓40錯開劑量杯50的位置。推斷植入處理過程中入射到晶圓40之射束照射量時，在晶圓40附近配置劑量杯50為較佳以計測射束。然而，晶圓40附近之阻劑脫氣密度較高，且因阻劑脫氣引起的離子的價數變化的影響較大。因此，本實施形態中，如第3圖(a)、第3圖(b)所示，將劑量杯50配置於射束過濾狹縫52之上游側，配置於射束偏向裝置42與射束過濾狹縫52之間即射束偏向裝置42的附近。
其另一方面，藉由將劑量杯50配置於射束偏向裝置42的下游側附近，有可能使具有不入射到晶圓之軌道之射束成份能夠入射到劑量杯50。從射束偏向裝置42射出以在後段射束路徑中行進之射束，其一部份被射束過濾狹縫52屏蔽，僅使具有規定軌道之射束成份通過射束過濾狹縫52而入射到晶圓。假設，劑量杯配置於射束過濾狹縫52之下游側，則被射束過濾狹縫52屏蔽之射束成份不入射到劑量杯，而僅使朝向晶圓之射束成份成為計測對象。然而，若劑量杯50配置於射束過濾狹縫52之上游， 則具有被射束過濾狹縫52屏蔽之軌道之射束成份，亦即具有不入射到晶圓之軌道之射束成份包含在計測對象中。如此一來，導致使不應當作為計測對象之射束成份藉由劑量杯50得到計測，並導致影響由控制裝置80推斷射束照射量的計算結果。關於對這種射束照射量的推斷造成影響之射束成份，參閱第4圖及第5圖進行說明。
第4圖係示意地表示比較例之離子植入裝置中能夠入射到劑量杯50之射束所具有之軌道之圖。本圖相當於示意地表示第3圖(b)所示之射束偏向裝置42、劑量杯50、射束過濾狹縫52、晶圓40的配置關係之圖者，但在未設有軌道限制機構60這一點上與實施形態不同。本圖中，用粗線表示具有所希望的能量及價數之離子所通過之軌道即“基準軌道Z”，這與第3圖(b)所示之射束軌道Z相對應。沿著基準軌道Z行進之離子束，通過前段射束路徑P1入射到射束偏向裝置42，受到AEF電極裝置44之電場作用而偏向，以通過朝向晶圓40之後段射束路徑P2的方式從射束偏向裝置42射出。並且本圖中，作為脫離基準軌道Z之射束軌道，例示出第1軌道Z1、第2軌道Z2、第3軌道Z3。
第1軌道Z1為入射到射束偏向裝置42之射束直接向前行進，而與AEF電極裝置44碰撞之軌道。第1軌道Z1例如在入射到射束偏向裝置42之前產生離子價變化，由於離子中和，而相當於在射束偏向裝置42中射束行進方向未偏向之軌道。通過第1軌道Z1之射束成份無法從射 束偏向裝置42射出，因此，不入射到晶圓40，並且亦不入射到劑量杯50。因此，通過第1軌道Z1之射束成份，不會影響劑量杯50的計測結果，亦不會影響對於晶圓的植入結果。
第2軌道Z2為基於射束偏向裝置42之偏向量比基準軌道Z小之軌道，雖然從射束偏向裝置42射出，但使被射束過濾狹縫52屏蔽之射束成份通過之軌道。第2軌道Z2相當於，例如在通過射束偏向裝置42過程中產生離子價變化，因此在射束偏向裝置42的中途脫離基準軌道Z之軌道。通過第2軌道Z之射束成份由於被射束過濾狹縫52屏蔽而不入射到晶圓40，但由於從射束偏向裝置42射出，因此入射到劑量杯50。因此，若致使通過第2軌道Z2之射束成份被劑量杯50計測，則可能成為計算入射到晶圓40之射束照射量時產生偏差的原因。
第3軌道Z3為基於射束偏向裝置42之偏向量比基準軌道Z小，但不被射束過濾狹縫52屏蔽，而使能夠入射到晶圓40之射束成份通過之軌道。第3軌道Z3相當於，例如在通過射束偏向裝置42過程中在射束偏向裝置42的出口附近產生離子價變化，因此稍微脫離基準軌道Z之軌道。通過第3軌道Z3之射束成份由於不被射束過濾狹縫52屏蔽而能夠入射到晶圓40，並且，能夠入射到劑量杯50。因此，通過第3軌道Z3之射束成份為具有上述規定軌道之射束成份，為應當作為劑量杯50中的計測對象的射束成份。
另外，第4圖所示之複數個射束軌道之意義在於，將後段射束路徑P2所延伸之方向作為z方向，將基於射束偏向裝置42而偏向之射束的偏向方向作為y方向時，表示yz平面內的射束的軌道。亦即，初衷在於，關注yz平面內的各個位置中射束的行進方向與z方向所成之y方向角度為何值，而不在與關注因射束掃描而引起之射束軌道的x方向的位置。入射到晶圓的射束與入射到劑量杯之射束在x方向上通過不同的軌道，但入射到晶圓之射束與入射到劑量杯之射束相同地通過如第4圖所示從x軸方向觀察之yz平面內的射束軌道。例如，具有基準軌道Z的射束是指，包括根據射束掃描的掃描量朝向有效植入區域R2之射束及朝向端部區域R3之射束這兩者的概念。因此，在具有基準軌道Z的射束中，朝向有效植入區域R2之射束入射到晶圓40，而朝向端部區域R3之射束的一部份入射到劑量杯50。並且，具有第2軌道Z2之射束中，朝向有效植入區域R2的射束被射束過濾狹縫52屏蔽，朝向端部區域R3之射束的一部份入射到劑量杯50。
第5圖係示意地表示本實施形態之離子植入裝置100中能夠入射到劑量杯之射束所具有之軌道之圖。本圖中示出，具有第2軌道Z2之射束成份被軌道限制機構60所限制，而不入射到劑量杯50之情形。上述第4圖所示之比較例中，若將劑量杯50配置於射束過濾狹縫52的前方，則雖然被射束過濾狹縫52屏蔽而不入射到晶圓40，但會產生具有致使成為劑量杯50的計測對象之軌道(例如， 第2軌道Z2)之射束成份。因此，本實施形態中，在劑量杯50的入口設置軌道限制機構60來防止具有如同第2軌道Z2的軌道之射束成份入射到劑量杯50的計測區域。藉此，即便在射束過濾狹縫52的正前方配置劑量杯50，亦能夠僅將具有通過射束過濾狹縫52而能夠入射到晶圓40之軌道之射束成份作為劑量杯50的計測對象。
第6圖(a)係示意地表示軌道限制機構60的構成之剖面圖，第6圖(b)係示意地表示軌道限制機構60的構成之前視圖。軌道限制機構60包括：第1遮罩構件61，其具有複數個第1開口部66；及第2遮罩構件62，其具有複數個第2開口部67。第1遮罩構件61及第2遮罩構件62在後段射束路徑所延伸之z方向上對置而設。第1遮罩構件61及第2遮罩構件62由不鏽鋼等金屬材料或石墨(C)構成，為了抑制晶圓被污染之影響使用石墨為較佳。
第1開口部66具有x方向細長之狹縫形狀，且在與劑量杯50的計測區域D對置之部位y方向並列設有複數個。同樣，第2開口部67具有x方向細長之狹縫形狀，且在與劑量杯50的計測區域D對置之部位y方向並列設有複數個。另外，第1開口部66及第2開口部67之形狀不限於細長之狹縫形狀，只要是能夠限制y方向的開口寬度之形狀，即可具有圓形孔隙等其他形狀。本圖中，x方向為射束掃描方向，y方向為與後段射束路徑P2所延伸之z方向及x方向這兩個方向正交之方向。
複數個第1開口部66例如以相同的開口寬度w1及相同的間隔d1配置，複數個第2開口部67同樣亦以相同的開口寬度w2及相同的間隔d2配置。並且，複數個第2開口部67分別設置於與複數個第1開口部66中的每個開口部對置之位置。本實施形態中示出各設5個第1開口部66及第2開口部67之情形，但第1開口部66及第2開口部67的數量並不限於此，可以設有不同數量之開口部。
軌道限制機構60使具有能夠通過第1開口部66及第2開口部67這兩者的軌道之射束成份入射到劑量杯50，另一方面，防止無法通過第1開口部66及第2開口部67中的任一開口部之射束成份入射到軌道限制機構60。藉此，軌道限制機構60使從射束偏向裝置42射出之後，具有能夠入射到晶圓40之上述規定軌道之射束成份通過，防止規定軌道以外的射束成份通過。軌道限制機構60構成為，例如使具有上述基準軌道Z及第3軌道Z3之射束成份通過，另一方面，防止具有第2軌道Z2之射束成份通過。軌道限制機構60所限制之軌道藉由第1遮罩構件61及第2遮罩構件62所對置之距離L、第1開口部66及第2開口部67的開口寬度w1、w2和間隔d1、d2、相對置之第1開口部66及第2開口部67的y方向的相對位置等而得到調整。
第7圖係示意地表示能夠通過軌道限制機構60的射束軌道的圖，且為示出後段射束路徑上的第1遮罩構件 61、第2遮罩構件62及射束過濾狹縫52的配置關係的圖。第1遮罩構件61、第2遮罩構件62及射束過濾狹縫52配置成，z方向的位置分別成為z1、z2、z3，第1遮罩構件61與第2遮罩構件62的z方向距離設為L2，第1遮罩構件61與射束過濾狹縫52的z方向距離設為L3。並且，設有第1遮罩構件61之z=z1的位置的y1軸上，規定有第1開口部66a、66b、......、66i、......的y方向的坐標。同樣，設有第2遮罩構件62之z=z2的位置的y2軸上，規定有第2開口部67a、67b、……、67i、……的y方向的坐標，設有射束過濾狹縫52之z=z3的位置的y3軸上，規定有狹縫的上端位置y31及下端位置y32的坐標。
本圖中，示意地示出能夠通過相對應之第1開口部及第2開口部這兩者的射束軌道限度，例如，作為能夠通過位於上端之第1開口部66a及第2開口部67a這兩者的射束軌道示出上限射束軌道Z4a及下限射束軌道Z5a。實線所示之上限射束軌道Z4a為從第1開口部66a的下端位置y12a朝向第2開口部67a的上端位置y21a之射束軌道，且雖然脫離z方向的基準軌道而朝向+y方向，但能夠勉強通過軌道限制機構60之軌道。其中，為了能夠使具有能夠通過射束過濾狹縫52之軌道之射束成份通過軌道限制機構60，上限射束軌道Z4a能夠通過射束過濾狹縫52的上端位置y31與下端位置y32之間即可。這種條件能夠表示為下式(1)。
y31<y12a+(y21a-y12a)/L2×L3<y32……(1)
同樣，虛線所示之下限射束軌道Z5a為從第1開口部66a的上端位置y11a朝向第2開口部67a的下端位置y22a之射束軌道，且雖然脫離z方向的基準軌道而朝向-y方向，但能夠勉強通過軌道限制機構60之軌道。該下限射束軌道Z5a用於通過射束過濾狹縫52的條件式能夠表示為下式(2)。
y31<y11a+(y22a-y11a)/L2×L3<y32……(2)
將上式(1)、(2)一般化，若適用於能夠通過第i個第1開口部66i與第i個第2開口部67i的上限射束軌道Z4i及下限射束軌道Z5i，則其條件式變成下式(3)、(4)。
y31<y12i+(y21i-y12i)/L2×L3<y32……(3)
y31<y11i+(y22i-y11i)/L2×L3<y32……(4)
因此，軌道限制機構60使上述條件滿足，而規定第1遮罩構件61及第2遮罩構件62所對置之距離L2、第1開口部66及第2開口部67的開口寬度或間隔、相對置之第1開口部66及第2開口部67的y方向的相對位置即可。藉此，能夠防止朝向劑量杯50之射束中具有脫離規定軌道之軌道的射束成份入射到劑量杯50的計測區域D。
另一方面，由於在劑量杯50的入口設置軌道限制機構60，有可能會使入射到劑量杯50之射束量減少，且降低計測精度。因此，第1遮罩構件61及第2遮罩構件62 的開口部將開口率設大為較佳，以便使入射到劑量杯50之射束量變大。其中，所謂開口率是指，與第6圖(b)所示之劑量杯50的計測區域D對置之區域(以下，還稱為遮罩區域)中的第1遮罩構件61及第2遮罩構件62的開口率。本實施形態之第1開口部66及第2開口部67具有x方向細長之狹縫形狀，因此軌道限制機構60的開口率取決於第6圖(b)所示之第1開口部66及第2開口部67的y方向的開口寬度w1、w2與間隔d1、d2的比率。例如，第6圖(b)所示之第1遮罩構件61的遮罩區域中的開口率為w1/(w1+d1)，第2遮罩構件62的遮罩區域中的開口率為w2/(w2+d2)。
盡量將第1遮罩構件61及第2遮罩構件62的開口率設大為較佳，但若將開口率設定得過大，則有可能無法適當地限制射束軌道，或第1遮罩構件61及第2遮罩構件62的構造性強度下降。當作為第1遮罩構件61及第2遮罩構件62的材料使用石墨時，若考慮石墨的構造性強度或易加工性等，則優選將開口率設為1/3以上、2/3以下的值。藉由設定這種開口率，限制具有規定軌道以外的軌道之射束成份，並且能夠確保入射到劑量杯50的射束量。
接著，示出使軌道限制機構60與抑制電極裝置49一體時的例子。第8圖(a)係表示形成於上游側接地電極46的第1開口部66的前視圖，第8圖(b)係表示形成於下游側接地電極48的第2開口部67的前視圖。該圖為 從射束偏向裝置42所在的上游側朝向射束行進方向(z方向)觀察上游側接地電極46或下游側接地電極48的平面圖。
如第8圖(a)所示，上游側接地電極46包括用於使朝向有效植入區域R2之射束通過的電極開口46a及分別設置於電極開口46a的左右之複數個第1開口部66(66L、66R)。複數個第1開口部66L、66R設置於位於電極開口46a的左右端部區域R3之第1遮罩區域64(64L、64R)。設有左側的第1開口部66L的第1左遮罩區域64L為與左劑量杯50L的計測區域相對應之部位，設有右側的第1開口部66R之第1右遮罩區域64R為與右劑量杯50R的計測區域相對應之部位。如此，藉由在上游側接地電極46形成第1開口部66，藉此能夠使上游側接地電極46具有與上述第1遮罩構件61相同的功能。
第8圖(b)所示之下游側接地電極48亦相同。下游側接地電極48包括主要用於使朝向有效植入區域R2之射束通過之電極開口48a及分別設置於電極開口48a的左右之複數個第2開口部67(67L、67R)。複數個第2開口部67L、67R設置於位於電極開口48a的左右端部區域R3之第2遮罩區域65(65L、65R)。設有左側的第2開口部67L之第2左遮罩區域65L為與左劑量杯50L的計測區域相對應之部位，設有右側的第2開口部67R之第2右遮罩區域65R為與右劑量杯50R的計測區域相對應之部位。如此，藉由在下游側接地電極48形成第2開口部 67，藉此能夠使上游側接地電極46具有與上述第2遮罩構件62相同的功能。
另外，在設置於上游側接地電極46與下游側接地電極48之間之抑制電極47上設有，至少y方向寬度比上游側接地電極46及下游側接地電極48的電極開口46a、48a寬且x方向寬度比第1遮罩區域64及第2遮罩區域65的x方向的兩端位置寬的電極開口。因此，通過上游側接地電極46的第1開口部66之射束成份，會通過抑制電極47的電極開口而朝向下游側接地電極48的第2開口部67。
接著，對本實施形態之離子植入裝置100所起到的效果進行說明。
依離子植入裝置100，由於利用遠離晶圓40的劑量杯50來計測植入中的射束照射量，因此能夠減少在晶圓40中產生的阻劑脫氣的影響。並且，藉由在劑量杯50的正前方設置軌道限制機構60，能夠從計測對象排除被射束過濾狹縫52屏蔽而具有不入射到晶圓40之軌道之射束成份。藉此，能夠僅將具有能夠入射到晶圓40之規定軌道之射束成份作為計測對象，並能夠高精度地推斷入射到晶圓之射束照射量。並且，構成軌道限制機構60之遮罩構件的開口率較大，因此能夠抑制入射到劑量杯50之射束量的下降。藉此，能夠高精度地推斷入射到晶圓之射束照射量。
並且，依離子植入裝置100，對由劑量杯50所計測 之射束電流值加以壓力補正，因此能夠更加高精度地推斷入射到晶圓之射束照射量。軌道限制機構60防止因阻劑脫氣引起之價數變化而使射束軌道產生變化，致使計測不入射到晶圓40之軌道的射束成份的影響，相對於此，壓力補正處理防止在計測入射到晶圓40之軌道的射束時，因離子的價數變化而致使植入量與電流值的對應關係偏離所造成之影響。亦即，壓力補正處理將與藉由軌道限制機構60而要防止之影響不同的現象作為對象。因此，藉由組合軌道限制機構60與壓力補正處理，能夠進一步提高射束照射量的推斷精度。
依離子植入裝置100，尤其能夠在將由多價離子構成之離子束照射到晶圓40時，提高推斷射束照射量之精度。例如，使用由1價離子構成之離子束時，若價數產生變化，則從1價離子轉換成中性粒子或2價離子，因此由射束偏向裝置42帶來之價數變化引起之偏向量的差異較大。因此，射束軌道因價數變化而較大變化，且因與射束偏向裝置42的AEF電極裝置44產生碰撞等，而使無法從射束偏向裝置42射出之射束成份變多。另一方面，3價或4價的多價離子中價數產生變化，則變成價數減少為2價或3價的離子，或變成價數增加為4價或5價的離子時，由價數變化引起之偏向量的差異相對較小。因此，射束軌道不會因價數變化而產生大的變化，因此從射束偏向裝置42射出之後，被射束過濾狹縫52屏蔽之射束成份變多。可以說軌道限制機構60由於具備防止具有這種軌道 之射束成份之作用，因此使用由多價離子構成之離子束時尤其有效。
以下，示出上述實施形態之軌道限制機構60的變形例。
(變形例1)
第9圖係示意地表示變形例1之軌道限制機構60的構造之剖面圖。上述實施形態中示出複數個設置於遮罩構件的開口部的開口寬度w及間隔d配置得均勻之情形。本變形例中，第1遮罩構件61及第2遮罩構件62中開口部的開口寬度及間隔配置得不均等。並且，複數個開口部中，位於y方向脫離中央附近之位置之第1端部開口部66e及第2端部開口部67e配置於彼此向y方向偏離之位置。
第10圖(a)係示意地表示變形例1之第1遮罩構件61的構造之前視圖。本變形例之第1遮罩構件61具有：設置於y方向之中央附近之第1中央開口部66c；設置於向y方向遠離中央附近位置之第1端部開口部66e；及設置於第1中央開口部66c與第1端部開口部66e之間位置之第1中間開口部66d。
第1端部開口部66e的y方向的開口寬度w1e比第1中央開口部66c的y方向的開口寬度w1c小。第1中間開口部66d的y方向的開口寬度w1d，係等於第1中央開口部66c的開口寬度w1c，或是設為第1中央開口部66c的 開口寬度w1c與第1端部開口部66e的開口寬度w1e之間的值(滿足w1e<w1dw1c之值)。並且，和第1端部開口部66e所相鄰之第1開口部(第1中間開口部66d)之間的間隔d1e，係比和第1中央開口部66c所相鄰之第1開口部(第1中間開口部66d)之間的間隔d1d小。
第10圖(b)係示意地表示變形例1之第2遮罩構件62之構造之前視圖。本變形例之第2遮罩構件62與第1遮罩構件61同樣具有：設置於y方向的中央附近之第2中央開口部67c；設置於向y方向遠離中央附近之第2端部開口部67e；及設置於第2中央開口部67c與第2端部開口部67e之間的位置之第2中間開口部67d。
第2端部開口部67e的y方向的開口寬度w2e比第2中央開口部67c的y方向的開口寬度w2c小。第2中間開口部67d的y方向的開口寬度w2d等於第2端部開口部67e的開口寬度w2e，或是設為第2中央開口部67c的開口寬度w2c與第2端部開口部67e的開口寬度w2e之間的值(滿足w2ew2d<w2c之值)。並且，和第2端部開口部67e所相鄰之第2開口部(第2中間開口部67d)之間的間隔d2e，係比和第2中央開口部67c所相鄰之第2開口部(第2中間開口部67d)之間的間隔d2d更小。
如第9圖所示，第1中央開口部66c與第2中央開口部67c設置於互相對置之部位，配置成與y方向的位置相同。另一方面，第1端部開口部66e與第2端部開口部 67e配置成y方向的位置偏離，第2端部開口部67e配置於比與第1端部開口部66e對置之部位更靠近第2中央開口部67c的位置。同樣，第1中間開口部66d與第2中間開口部67d在y方向偏離配置，第2中間開口部67d設置於靠近y方向的中央附近之位置。
第1中央開口部66c與第2中央開口部67c被設置成開口寬度w1c、w2c相等。同樣，第1端部開口部66e與第2端部開口部67e被設置成，開口寬度w1e、w2e相等。另一方面，第1中間開口部66d與第2中間開口部67d被設置成第2中間開口部67d的開口寬度w2d比第1中間開口部66d的開口寬度w1d更小。
如此設置，變形例1之軌道限制機構60中，分別設置於第1遮罩構件61及第2遮罩構件62之開口部的寬度及間隔不均等。並且，複數個開口部中，位於y方向遠離中央附近之位置之第1端部開口部66e及第2端部開口部67e配置在與相互向y方向偏離之位置。
第11圖係示意地表示能夠通過變形例1之軌道限制機構60之射束軌道之圖，是與上述第7圖對應之圖。首先，若關注能夠通過第1中央開口部66c及第2中央開口部67c這兩者的軌道Z4c、Z5c，則上限射束軌道Z4c及下限射束軌道Z5c相對於z方向的軸y方向對稱。另一方面，若關注能夠通過第1端部開口部66e及第2端部開口部67e這兩者的軌道Z4e、Z5e，則上限射束軌道Z4e及下限射束軌道Z5e相對於z方向的軸y方向不對稱。如 此，本變形例之軌道限制機構60中，因構成射束之射束成份入射到任一個開口部，換言之，根據入射到軌道限制機構60之射束成份的y方向的入射位置，改變能夠通過的射束軌道的y方向的角度範圍。這是因為，基於入射到軌道限制機構60的射束成份的y方向的入射位置，導致具有能夠通過射束過濾狹縫52之規定軌道之射束成份之條件的射束軌道的y方向的角度範圍不同。
第12圖係示意地表示入射到軌道限制機構60之射束的y方向的入射位置與能夠通過射束過濾狹縫52之射束軌道的y方向的角度範圍之間的關係之圖。本圖中，示出射束入射到第1中央開口部66c的位置之後，能夠通過射束過濾狹縫52之射束軌道Z7c、Z8c以及入射到第1端部開口部66e之位置之後，能夠通過射束過濾狹縫52之射束軌道Z7e、Z8e。
如圖所示，通過第1中央開口部66c的位置的上限射束軌道Z7c的y方向角度θ 1與下限射束軌道Z8c的y方向角度θ 2的大小幾乎相同。其另一方面，通過第1端部開口部66e的位置之上限射束軌道Z7e的y方向的角度θ 3與下限射束軌道Z8e的y方向角度θ 4的大小不對稱，包含於上限射束軌道Z7e與下限射束軌道Z8e之間的角度範圍之射束成份成為主要朝向中央方向(-y方向)之射束成份。亦即，成為能夠通過射束過濾狹縫52之規定軌道之射束軌道的角度範圍取決於y方向的入射位置。
依本變形例之軌道限制機構60，使與第12圖所示之 射束軌道對應，根據y方向的入射位置改變成為能夠通過射束軌道的角度範圍，因此能夠僅將能夠通過射束過濾狹縫52之射束成份入射到劑量杯50。換言之，能夠使軌道限制機構60具有與藉由射束過濾狹縫52實現之射束限制功能相同的功能。藉此，即便將劑量杯50配置於射束過濾狹縫52之上游，亦能夠在與在射束過濾狹縫52之下游計測射束時相同的條件下計測射束。藉此，能夠高精度地推斷植入處理中的射束照射量。
(變形例2)
第13圖(a)、第13圖(b)係示意地表示變形例2之軌道限制機構60之構成之剖面圖。上述實施形態中示出，使用兩片遮罩構件構成軌道限制機構60之情形。本變形例中，利用三片以上的遮罩構件來構成軌道限制機構60，這一點與上述形態方式不同。
如第13圖(a)所示，變形例2之軌道限制機構60還包括設置於第1遮罩構件61與第2遮罩構件62之間的第3遮罩構件63。第3遮罩構件63上設有複數個第3開口部68。複數個第3開口部68中的每個開口部設置於與第1開口部66及第2開口部67相對應之位置。本變形例中，軌道限制機構60使具有均能夠通過第1開口部66、第2開口部67及第3開口部68的軌道之射束成份通過，並屏蔽具有除此之外的軌道之射束成份。
變形例2中，藉由增加遮罩構件的片數，能夠屏蔽無 法由兩片遮罩構件防止之軌道。例如，通過第1開口部66及與和第1開口部66對置之第2開口部67a相鄰之第2開口部67b之軌道Z6，僅由第1遮罩構件61和第2遮罩構件62是無法防止的。這種軌道Z6可能因將遮罩構件的開口率設大而產生。依本變形例，即便將軌道限制機構60的開口率設大時，亦能夠藉由增加遮罩構件的片數來屏蔽所希望的射束軌道。
另外，遮罩構件的片數可以是四片以上。如第13圖(b)所示，可以在第1遮罩構件61與第2遮罩構件62之間設置複數個第3遮罩構件63a、63b。亦可以分別在第3遮罩構件63a、63b設置第3開口部68a、68b。
並且，亦可以將本變形例適用於上述變形例1。亦即，設置三片以上的遮罩構件時，無需使對應的開口部彼此位置一定位於相對置的部位，只要根據應當限制的射束軌道向y方向錯開配置即可。並且，亦無需將設置於各遮罩構件的開口部的開口寬度或間隔設得均勻，只要根據應當限制的射束軌道不均等配置即可。
(變形例3)
第14圖(a)係示意地表示變形例3之軌道限制機構60的構造之剖面圖，第14圖(b)係示意地表示變形例3之軌道限制機構60的構造之前視圖。本變形例中的軌道限制機構60由設有複數個開口部71之一片遮罩構件70構成。遮罩構件70為如同連結上述實施形態之第1遮罩 構件61與第2遮罩構件62之間的z方向厚度L較大之部件，相比開口部71的y方向寬度w，z方向厚度L大。本變形例之軌道限制機構60亦與上述實施形態同樣能夠限制能夠入射到劑量杯50之射束軌道。
第14圖(a)中示出，設置於遮罩構件70之開口部71向z方向延伸的情形，而在另一變形例中，亦可以形成相對於z方向向y方向傾斜之方向延伸之開口部。並且，藉由對應上述變形例1之軌道限制機構60，對應於開口部位於中央附近或端部附近，來設置開口部所延伸之方向的傾斜度之差亦可。
(變形例4)
第15圖係示意地表示變形例4之軌道限制機構60的開口部71的形狀之剖面圖。本變形例中的軌道限制機構60與上述變形例3同樣由z方向厚度L較大之遮罩構件70構成。並且本變形例中，在開口部71的內表面71a形成有凹凸，且具有使入射到內表面71a之射束成份難以向劑量杯50反射的結構。例如，在開口部71的內表面71a形成為鋸齒刀片狀，形成為若脫離規定軌道之第2軌道Z2入射到內表面71a，則向與原來的射束行進方向即+z方向相反的-z方向反射。藉此，防止具有應當從劑量杯50的計測對象排除之軌道的射束成份被內表面71a反射而到達劑量杯50之情形。藉此，能夠提高軌道限制機構60的軌道限制功能。
(變形例5)
第16圖係示意地表示變形例5之軌道限制機構60的構成之剖面圖。上述實施形態中示出，設有複數個第1開口部66及第2開口部67之軌道限制機構60。本變形例中，第1遮罩構件61具有一個第1開口部66，第2遮罩構件62具有一個第2開口部67，這一點與上述實施形態不同。即便開口部為一個，亦與上述軌道限制機構60同樣能夠防止具有規定軌道以外的軌道的射束成份入射到劑量杯50。
(變形例6)
第17圖(a)、第17圖(b)係示意地表示變形例6之軌道限制機構的構成之前視圖。第17圖(a)示出設置於左劑量杯50L之第1軌道限制機構60L，第17圖(b)示出設置於右劑量杯50R之第2軌道限制機構60R。上述實施形態中，如第8圖(a)、第8圖(b)所示，作為分別設於左右的劑量杯50L、50R的正前方之軌道限制機構60L、60R，示出設置左右構成相同的軌道限制機構60之情形。本變形例中，設置開口部之設置位置左右互不相同之軌道限制機構60L、60R。具體而言，設置於第1軌道限制機構60L之開口部66L、67L的位置與設置於第2軌道限制機構60R之開口部66R、67R的位置在y方向相互偏離配置。換言之，設置於第2軌道限制機構60R之開口 部66R、67R設置於第1軌道限制機構60L的非開口部所處的部位。
使用軌道限制機構60時，朝向軌道限制機構60的非開口部之射束成份即便是具有上述規定軌道之射束成份亦被屏蔽。如此一來，關於軌道限制機構60的非開口部所處之部份，無法計測射束。本變形例中構成為具有規定軌道之射束成份之中，具有被第1軌道限制機構60L的非開口部屏蔽之軌道的射束成份入射到第2軌道限制機構60R的開口部。因此，能夠經由第2軌道限制機構60R由右劑量杯50R計測受到第1軌道限制機構60L限制而無法由左劑量杯50L計測之射束成份。換言之，無法由一個劑量杯計測之範圍的射束計測能夠由另一個劑量杯進行補充。藉此，藉由組合左右雙方的劑量杯來擴大能夠計測之範圍，且能夠進一步提高射束照射量推斷的精度。
另外，作為變形例6的另一變形例，可以將設有第1軌道限制機構之劑量杯和設有第2軌道限制機構之劑量杯相鄰配置。例如，可以在左右端部區域R3中的一方，配置設有第1軌道限制機構之劑量杯及設有第2軌道限制機構之劑量杯這兩者。並且，亦可以分別在左右端部區域R3配置設有第1軌道限制機構之劑量杯及設有第2軌道限制機構之劑量杯這兩者。此時，可以左右各設兩個，共設置四個軌道限制機構及劑量杯。
(變形例7)
第18圖係示意地表示變形例7之抑制電極裝置49及劑量杯50L、50R、50S的構成之剖面圖。本變形例中，在設有軌道限制機構60(60L、60R)之劑量杯50(50L、50R)的基礎上還設有軌道限制機構60不在入口處之第3劑量杯50S。
第3劑量杯50S與上述劑量杯50同樣設置於最終能量過濾器38的最下游側的端部區域R3，且與左劑量杯50L和右劑量杯50R相鄰而設。第3劑量杯50S配置於設有抑制電極裝置49的電極開口49a的位置，因此入射到第3劑量杯50S之射束B2與朝向有效植入區域R2之射束B1同樣不受軌道限制機構60的軌道限制。藉由設置第3劑量杯50S，能夠計測被軌道限制機構60限制之射束B3及不受軌道限制機構60之限制之射束B2這兩者。
設有軌道限制機構60之劑量杯50L、50R與未設有軌道限制機構60之第3劑量杯50S根據離子植入條件等而被區分使用。例如，使用1價離子束時，因產生價數變化而使軌道脫離之射束成份難以到達第3劑量杯50S，因此可以主要利用第3劑量杯50S的計測結果。另一方面，使用多價離子束時，因產生價數變化而使軌道脫離之射束成份容易到達第3劑量杯50S，因此可以主要利用設有軌道限制機構60之劑量杯50L、50R的計測結果。另外，可以對兩者的計測結果進行比較之後利用到劑量控制中。
(變形例8)
第19圖(a)、第19圖(b)係示意地表示變形例8之軌道限制機構60的構成之前視圖。本變形例中構成為，軌道限制機構60的位置可以變位。軌道限制機構60能夠在如第19圖(a)所示之能夠限制朝向劑量杯50之一部份射束的第1位置與如第19圖(b)所示之能夠在不限制朝向劑量杯50之射束之第2位置之間變位。藉由切換軌道限制機構60的位置，能夠用一個劑量杯50計測被軌道限制機構60限制的射束成份與不受軌道限制機構60的限制的射束成份這兩者。
以上，參閱上述各實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限於上述各實施形態，適當組合或置換各實施形態的構成方式亦屬於本發明。並且，能夠依據本領域技術人員的知識適當對各實施形態的組合或處理順序進行重新排列或對實施形態加以各種設計變更等變形，加以這種變形之實施形態亦屬於本發明的範圍。
上述實施形態中，示出在劑量杯50的正前方設有軌道限制機構60的離子植入裝置100的例子。其他實施形態可以是具備法拉第杯、設置於法拉第杯的入口的軌道限制機構之射束計測裝置。該射束計測裝置可用於離子植入裝置100，亦可以用作用於計測離子束等的帶電粒子束的離子植入裝置100以外的用途。
該射束計測裝置具備能夠計測離子束之射束電流的法拉第杯及設置於法拉第杯的入口且防止具有脫離規定軌道之軌道之射束成份入射到法拉第杯的計測區域之軌道限制 機構。作為軌道限制機構使用在上述實施形態及變形例中示出之軌道限制機構60即可。例如，軌道限制機構包括第1遮罩構件，其具有一個以上的第1開口部；及第2遮罩構件，其具有一個以上的第2開口部。第1遮罩構件及第2遮罩構件在射束行進方向上對置而設，防止具有能夠通過第1開口部及第2開口部這兩者之軌道以外的軌道的射束成份入射到法拉第杯的計測區域。
依本實施形態之射束計測裝置，能夠防止具有規定軌道以外的軌道之射束成份入射到法拉第杯，因此能夠高精度地計測具有規定軌道之射束成份。該射束計測裝置例如用作第3圖(a)、第3圖(b)所示之剖面儀杯57，亦能夠用作設置於射束線的上游之法拉第杯。此外，能夠廣泛地用於僅計測帶電離子束中具有所希望的軌道之射束成份的情況。
P1‧‧‧前段射束路徑
P2‧‧‧後段射束路徑
Z1‧‧‧第1軌道
Z2‧‧‧第2軌道
Z3‧‧‧第3軌道
40‧‧‧晶圓
42‧‧‧射束偏向裝置
44‧‧‧AEF電極裝置
50‧‧‧劑量杯
52‧‧‧射束過濾狹縫
60‧‧‧軌道限制機構

Claims (28)

  1. 一種離子植入裝置，其特徵為具備：射束偏向裝置，藉由施加電場、磁場或電場及磁場而使通過前段射束路徑而入射之離子束向y方向偏向，且向晶圓射出射束以便通過向z方向延伸之後段射束路徑；射束過濾狹縫，位於前述射束偏向裝置與前述晶圓之間的前述後段射束路徑上，局部屏蔽朝向前述晶圓而在前述後段射束路徑中行進之射束，使前述後段射束路徑中的射束中具有規定軌道之射束成份朝向前述晶圓通過；劑量杯，位於前述射束偏向裝置與前述射束過濾狹縫之間，計測從前述射束偏向裝置射出之一部份射束以作為射束電流；及軌道限制機構，位於前述射束偏向裝置與前述劑量杯之間，防止從前述射束偏向裝置射出而朝向前述劑量杯之射束中具有脫離前述規定軌道之軌道之射束成份入射到前述劑量杯的計測區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中，前述軌道限制機構包括具有一個以上的開口部之遮罩構件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之離子植入裝置，其中，前述開口部在與前述後段射束路徑所延伸的前述z方向正交之前述y方向上並列設有複數個。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之離子植入裝置，其中，前述開口部形成於與前述劑量杯的計測區域對置之前述遮罩構件的遮罩區域，前述遮罩區域中前述y方向的開口率為1/3以上2/3以下。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述開口部在與前述y方向及前述z方向這兩個方向正交之x方向具有細長的狹縫形狀。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述軌道限制機構包括：第1遮罩構件，具有一個以上的第1開口部；及第2遮罩構件，具有一個以上的第2開口部，前述第1遮罩構件及前述第2遮罩構件在前述z方向對置而設，防止具有能夠通過前述第1開口部及前述第2開口部這兩者之軌道以外的軌道的射束成份入射到前述劑量杯的前述計測區域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之離子植入裝置，其中，前述第2遮罩構件具有設置在與前述第1開口部對置的位置之前述第2開口部。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之離子植入裝置，其中， 前述第1遮罩構件具有在前述y方向並列設置的複數個第1開口部，前述第2遮罩構件具有與前述複數個第1開口部對應地在前述y方向並列設置之複數個第2開口部，且設置於前述第1遮罩構件的下游側，前述複數個第1開口部及前述複數個第2開口部分別在與前述y方向及前述z方向這兩個方向正交之x方向具有細長之狹縫形狀，前述複數個第1開口部包括：第1中央開口部，設置於前述y方向的中央附近；及第1端部開口部，從前述第1中央開口部遠離前述y方向而設，前述複數個第2開口部包括：第2中央開口部，設置於前述y方向的中央附近；及第2端部開口部，從前述第2中央開口部遠離前述y方向而設，前述第2遮罩構件設置於前述第2中央開口部與前述第1中央開口部對置之部位，前述第2端部開口部設置於，相比與前述第1端部開口部對置之部位更靠近前述第2中央開口部之位置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之離子植入裝置，其中，前述第2遮罩構件構成為，前述第2端部開口部中相鄰的第2開口部之間隔比前述第2中央開口部更小。
  10. 如申請專利範圍第第8項所述之離子植入裝置，其中， 前述第2遮罩構件構成為，前述第2端部開口部的y方向開口寬度比前述第2中央開口部更小。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之離子植入裝置，其中，前述軌道限制機構包含：設置於前述第1遮罩構件與前述第2遮罩構件之間，具有一個以上的第3開口部之一個以上的第3遮罩構件；用於防止具有能夠通過前述第1開口部、前述第2開口部及前述第3開口部之軌道以外的軌道之射束成份入射到前述劑量杯的前述計測區域。
  12. 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述遮罩構件具有前述z方向厚度比前述y方向開口寬度更大之開口部。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之離子植入裝置，其中，前述遮罩構件在前述開口部的內表面形成有凹凸，具有入射到前述內表面之射束不易被前述劑量杯反射的構造。
  14. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所述之離子植入裝置，其中，前述射束偏向裝置具有至少一對偏向用電極，藉由產生於前述至少一對偏向用電極之間的電場的作用使前述離子束偏向，構成前述離子束之離子的一部份價數在入射到前述偏 向裝置之前或通過前述射束偏向裝置過程中產生變化，因此由前述射束偏向裝置引起之前述y方向偏向量發生變化，而且其一部份通過前述射束偏向裝置之後被前述射束過濾狹縫屏蔽，前述軌道限制機構防止，在通過前述射束偏向裝置過程中產生價數變化而脫離前述規定軌道，具有被前述射束過濾狹縫屏蔽之軌道之射束成份入射到前述劑量杯的前述計測區域。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之離子植入裝置，其中，入射到前述射束偏向裝置的離子束由多價離子構成。
  16. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述劑量杯設置於比前述射束過濾狹縫更靠近前述射束偏向裝置的下游側出口之位置。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之離子植入裝置，其中，前述射束偏向裝置包括：至少一對偏向用電極，藉由電場作用使前述離子束偏向；及抑制電極裝置，設置於前述至少一對偏向用電極的下游側出口，且具有兩個接地電極與設置於前述兩個接地電極之間的抑制電極，前述劑量杯設置於前述抑制電極裝置的下游側附近。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之離子植入裝置，其中， 前述軌道限制機構藉由形成於前述兩個接地電極的至少一方之開口部得以實現。
  19. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述射束偏向裝置構成為，對包括前述晶圓所在的有效植入區域和位於前述有效植入區域之外的端部區域的照射範圍射出射束，前述劑量杯設置於朝向前述端部區域的射束所入射的位置，以免屏蔽朝向前述有效植入區域的射束。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之離子植入裝置，其中，該離子植入裝置還具備：射束掃描器，位於前述偏向裝置的上游側，向與前述y方向及前述z方向這兩個方向正交的x方向往複掃描離子束，及射束平行化裝置，位於前述射束掃描器與前述偏向裝置之間，使前述往複掃描的離子束平行化，前述射束掃描器構成為，在包括前述有效植入區域及前述端部區域之照射範圍能夠往複掃描離子束。
  21. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，該離子植入裝置還具備控制裝置，該控制裝置利用藉由設有前述軌道限制機構的前述劑量杯計測之射束電流值，推斷通過前述射束過濾狹縫而入射到前述晶圓之射束 照射量。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之離子植入裝置，其中，該離子植入裝置還具備在設有前述晶圓的位置計測射束電流的剖面儀杯，前述控制裝置利用射束電流值的相關關係和射束電流值推斷入射到前述晶圓之射束照射量，其中前述射束電流值的相關關係在各個前述劑量杯及前述剖面儀杯中向前述晶圓照射射束之前計測，前述射束電流值在前述劑量杯中向前述晶圓照射射束過程中計測。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之離子植入裝置，其中，該離子植入裝置還具備使晶圓向y方向往複運動之往複運動裝置，前述控制裝置根據入射到前述晶圓之射束照射量的推斷值，將使前述晶圓往複運動的速度調整為，使照射到前述晶圓的射束的照射量及照射量分佈達到所期望的值。
  24. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，前述軌道限制機構構成為，能夠在可限制朝向前述劑量杯的射束的一部份之第1位置與不限制朝向前述劑量杯的射束的第2位置之間進行變位。
  25. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中， 將前述軌道限制機構作為第1軌道限制機構，將前述劑量杯作為第1劑量杯時，該離子植入裝置還具備第2劑量杯，其位於前述射束偏向裝置和前述射束過濾狹縫之間，且在與前述射束偏向裝置之間設有第2軌道限制機構，設置於前述第1軌道限制機構的開口部及設置於前述第2軌道限制機構的開口部相互在前述y方向偏移配置，前述第2軌道限制機構使在具有前述規定軌道之射束成份中具有被前述第1軌道限制機構的非開口部屏蔽的軌道的射束成份通過而入射到前述第2劑量杯。
  26. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之離子植入裝置，其中，該離子植入裝置還具備第3劑量杯，其位於前述射束偏向裝置與前述射束過濾狹縫之間，且在與前述射束偏向裝置之間未設有前述軌道限制機構。
  27. 一種離子植入方法，其使用離子植入裝置，該方法的特徵為，前述離子植入裝置具備：射束偏向裝置，藉由施加電場、磁場或電場及磁場而使通過前段射束路徑而入射之離子束向y方向偏向，且向晶圓射出射束以便通過向z方向延伸之後段射束路徑；射束過濾狹縫，位於前述射束偏向裝置與前述晶圓之間的前述後段射束路徑上，局部屏蔽朝向前述晶圓而在前述後段射束路徑中行進之射束，使前述後段射束路徑中的 射束中具有規定軌道之射束成份朝向前述晶圓通過；及劑量杯，位於前述射束偏向裝置與前述射束過濾狹縫之間，計測從前述射束偏向裝置射出之一部份射束以作為射束電流，藉由前述軌道限制機構計測入射到前述劑量杯之射束，其中前述軌道限制機構位於前述射束偏向裝置與前述劑量杯之間，防止從前述射束偏向裝置射出而朝向前述劑量杯的射束中具有脫離前述規定軌道之軌道之射束成份入射到前述劑量杯的計測區域。
  28. 一種射束計測裝置，其特徵為，該射束計測裝置具備：法拉第杯，能夠計測離子束的射束電流；及軌道限制機構，設置於前述法拉第杯的入口，防止具有脫離規定軌道之軌道之射束成份入射到前述法拉第杯的計測區域，前述軌道限制機構包括：第1遮罩構件，具有一個以上的第1開口部；及第2遮罩構件，具有一個以上的第2開口部，前述第1遮罩構件及前述第2遮罩構件在射束行進方向對置而設，防止具有能夠通過前述第1開口部及前述第2開口部這兩者之軌道以外的軌道的射束成份入射到前述法拉第杯的前述計測區域。
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