TW201935532A - 離子植入裝置及測定裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明實現離子束的角度分佈的評價的高速化。本發明的測定裝置（50）包括：複數個狹縫（74a～74c），使離子束入射；射束電流測定部54，設置於從複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部。射束電流測定部（54）構成為能夠在與射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。複數個狹縫（74a～74c）以第1方向與狹縫寬度方向一致的方式沿第1方向隔著間隔配置，且構成為可沿第1方向移動。測定控制部一邊使複數個狹縫沿第1方向移動，一邊藉由射束電流測定部獲取在第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
Description
本申請主張基於2018年2月8日申請之日本專利申請第2018-020944號的優先權。該申請的所有內容藉由參閱援用於本說明書中。
本發明係有關一種離子植入裝置及測定裝置。
本發明係有關一種離子植入裝置及測定裝置。
半導體製造步驟中，出於改變半導體的導電性之目的、改變半導體的晶體結構之目的等，標準性地實施向半導體晶圓植入離子之步驟（亦稱為離子植入步驟）。已知依據照射至晶圓之離子束的角度，離子束與晶圓的相互作用的態樣發生變化，並影響離子植入的處理結果，因此在離子植入前測定離子束的角度分佈。例如，利用沿狹縫寬度方向排列之複數個電極來測定通過狹縫之射束的電流值，藉此能夠獲得狹縫寬度方向的角度分佈（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2016-4614號公報
（先前技術文獻）
（專利文獻）
專利文獻1：日本特開2016-4614號公報
（本發明所欲解決之課題）
為了準確掌握離子束的角度資訊，不僅獲得射束截面內的特定位置的角度分佈，還獲得射束捆束整體的角度分佈為較佳。然而，為了測定射束捆束整體的角度分佈，需要一邊使狹縫沿橫切射束之方向移動一邊在射束截面內的複數個位置測定角度，因此至測定結束為止需要時間。為了提高半導體製造步驟的生產量，能夠在更短的時間內評價射束的角度分佈為較佳。
本發明的一態樣的例示性目的之一為，提供一種高速評價離子束的角度分佈之技術。
（用以解決課題之手段）
本發明的一態樣的離子植入裝置具備：射束線裝置，傳輸照射於晶圓之離子束；及測定裝置，測定離子束的角度資訊。測定裝置包括：複數個狹縫，使離子束入射；射束電流測定部，設置於從複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部。射束電流測定部構成為在與射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置能夠測定射束電流，複數個狹縫以第1方向與狹縫寬度方向一致之方式沿第1方向隔著間隔配置，且構成為可沿第1方向移動，測定控制部一邊使複數個狹縫沿第1方向移動，一邊藉由射束電流測定部獲取在第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
本發明的其他態樣為測定裝置。該裝置測定離子束的角度資訊，該測定裝置具備：複數個狹縫，使離子束入射；射束電流測定部，設置於從複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部。射束電流測定部構成為能夠在與射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流，複數個狹縫構成為以第1方向與狹縫寬度方向一致的方式沿第1方向隔著間隔配置，且可沿第1方向移動，測定控制部一邊使複數個狹縫沿第1方向移動，一邊藉由射束電流測定部獲取在第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上的構成要件的任意組合、本發明的構成要件和表現形式者，作為本發明的態樣亦有效。
（發明之效果）
依本發明，能夠實現離子束的角度分佈的評價的高速化。
為了準確掌握離子束的角度資訊，不僅獲得射束截面內的特定位置的角度分佈，還獲得射束捆束整體的角度分佈為較佳。然而，為了測定射束捆束整體的角度分佈，需要一邊使狹縫沿橫切射束之方向移動一邊在射束截面內的複數個位置測定角度，因此至測定結束為止需要時間。為了提高半導體製造步驟的生產量，能夠在更短的時間內評價射束的角度分佈為較佳。
本發明的一態樣的例示性目的之一為，提供一種高速評價離子束的角度分佈之技術。
（用以解決課題之手段）
本發明的一態樣的離子植入裝置具備：射束線裝置，傳輸照射於晶圓之離子束；及測定裝置，測定離子束的角度資訊。測定裝置包括：複數個狹縫，使離子束入射；射束電流測定部，設置於從複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部。射束電流測定部構成為在與射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置能夠測定射束電流，複數個狹縫以第1方向與狹縫寬度方向一致之方式沿第1方向隔著間隔配置，且構成為可沿第1方向移動，測定控制部一邊使複數個狹縫沿第1方向移動，一邊藉由射束電流測定部獲取在第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
本發明的其他態樣為測定裝置。該裝置測定離子束的角度資訊，該測定裝置具備：複數個狹縫，使離子束入射；射束電流測定部，設置於從複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部。射束電流測定部構成為能夠在與射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流，複數個狹縫構成為以第1方向與狹縫寬度方向一致的方式沿第1方向隔著間隔配置，且可沿第1方向移動，測定控制部一邊使複數個狹縫沿第1方向移動，一邊藉由射束電流測定部獲取在第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上的構成要件的任意組合、本發明的構成要件和表現形式者，作為本發明的態樣亦有效。
（發明之效果）
依本發明，能夠實現離子束的角度分佈的評價的高速化。
以下，參閱圖示對用於實施本發明的形態進行詳細說明。另外，圖示說明中對相同要件標註相同符號，並適當省略重複說明。又，以下所述之結構為示例，並不對本發明的範圍進行任何限定。
圖1係示意地表示本發明的一實施形態之離子植入裝置100之頂視圖。離子植入裝置100為所謂高能量離子植入裝置。高能量離子植入裝置為具有高頻直線加速方式的離子加速器和高能量離子輸送用射束線之離子植入裝置，對在離子源10產生之離子進行加速，且將如此獲得之離子束B沿射束線輸送至被處理物（例如基板或晶圓W），並在被處理物植入離子。
高能量離子植入裝置100具備：離子束生成單元12，生成離子並進行質譜分析；高能量多段直線加速單元14，對離子束進行加速而使其成為高能量離子束；射束偏轉單元16，進行高能量離子束的能量分析、軌道校正、能量分散的控制；射束輸送線路單元18，將經過分析之高能量離子束輸送至晶圓W；及基板傳送處理單元20，將輸送之高能量離子束植入於半導體晶圓。
離子束生成單元12具有離子源10、引出電極11及質譜分析裝置22。離子束生成單元12中，射束從離子源10通過引出電極11被引出的同時被加速，被引出加速之射束藉由質譜分析裝置22被質譜分析。質譜分析裝置22具有質譜分析磁鐵22a、質譜分析狹縫22b。質譜分析狹縫22b有時還配置於質譜分析磁鐵22a的正後方，但實施例中，配置於其下一個結構亦即高能量多段直線加速單元14的入口部內。藉由質譜分析裝置22進行之質譜分析的結果，只選出植入所需的離子種，被選之離子種的離子束被導入下一個高能量多段直線加速單元14。
高能量多段直線加速單元14具備進行離子束的加速之複數個直線加速裝置亦即隔著一個以上的高頻共振器之加速間隙。高能量多段直線加速單元14能夠藉由高頻（RF）電場的作用來對離子進行加速。高能量多段直線加速單元14具備具有高能量離子植入用的基本的複數段的高頻共振器之第1直線加速器15a。高能量多段直線加速單元14亦可以額外具備具有超高能量離子植入用的附加的複數段的高頻共振器之第2直線加速器15b。藉由高能量多段直線加速單元14而進一步被加速之離子束的方向藉由射束偏轉單元16而發生變化。
從將離子束加速至高能量之高頻方式的高能量多段直線加速單元14出來之高能量離子束具有一定範圍的能量分佈。因此，為了在高能量多段直線加速單元14的下游對高能量的離子束進行射束掃描及射束平行化而照射至晶圓，需要預先實施高精度的能量分析、軌道校正及射束收斂發散的調整。
射束偏轉單元16進行高能量離子束的能量分析、軌道校正、能量分散的控制。射束偏轉單元16具備至少兩個高精度偏轉電磁鐵、至少一個能量寬度限制狹縫、至少一個能量分析狹縫、至少一個橫向收斂設備。複數個偏轉電磁鐵構成為進行高能量離子束的能量分析、離子植入角度的精密的校正及能量分散的抑制。
射束偏轉單元16具有能量分析電磁鐵24、抑制能量分散之橫向收斂四極透鏡26、能量分析狹縫28及提供轉向（軌道校正）之偏轉電磁鐵30。另外，能量分析電磁鐵24有時亦被稱為能量過濾電磁鐵（EFM）。高能量離子束藉由射束偏轉單元16而轉換方向，並朝向晶圓W的方向。
射束輸送線路單元18為輸送從射束偏轉單元16出來之離子束B之射束線裝置，其具有由收斂/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及最終能量過濾38（包括最終能量分離狹縫）。射束輸送線路單元18的長度配合將離子束生成單元12與高能量多段直線加速單元14加在一起之長度而設計，在射束偏轉單元16被連結，整體形成U字形的佈局。
在射束輸送線路單元18的下游側的終端設置有基板傳送處理單元20。在基板傳送處理單元20設置有保持離子植入中的晶圓W並向與射束掃描方向成直角的方向移動晶圓W之壓板驅動裝置40。又，在基板傳送處理單元20設置有用於測定離子束B的射束電流及角度分佈的測定裝置50。測定裝置50具備設置有複數個狹縫之遮罩板52、測定通過遮罩板52之射束之射束電流測定部54及依據射束電流的測定值計算射束的角度分佈之測定控制部56。測定裝置50的結構另行詳述。
離子植入裝置100的射束線部構成為具有對置之2條長直線部之水平的U字形的折返型射束線。上游的長直線部由對離子束生成單元12中生成之離子束B進行加速之複數個單元構成。下游的長直線部由對相對於上游的長直線部被轉換方向之離子束B進行調整而植入至晶圓W之複數個單元構成。2條長直線部構成為大致相同的長度。2條長直線部之間為了維護作業而設置有足夠寬的作業空間R1。
圖2係詳細表示基板傳送處理單元20的結構之側視圖，且表示自最終能量過濾38至下游側的結構。離子束B藉由最終能量過濾38的角度能量過濾（AEF；Angular Energy Filter）電極64向下方偏轉並入射至基板傳送處理單元20。基板傳送處理單元20包括執行離子植入步驟之植入處理室60及設置有用於傳送晶圓W的傳送機構之基板傳送部62。植入處理室60及基板傳送部62經由基板傳送口61而相連。
植入處理室60具備保持1片或複數片晶圓W之壓板驅動裝置40。壓板驅動裝置40包括晶圓保持裝置42、往復運動機構44、扭轉角調整機構46及傾斜角調整機構48。晶圓保持裝置42包括用於保持晶圓W的靜電吸盤等。往復運動機構44藉由使晶圓保持裝置42沿與射束掃描方向（x方向）正交之往復運動方向（y方向）進行往復運動來使被晶圓保持裝置42保持之晶圓W沿y方向進行往復運動。圖2中，以箭頭Y1例示出晶圓W的往復運動。
扭轉角調整機構46為調整晶圓W的旋轉角之機構，藉由以晶圓處理面的法線為軸而使晶圓W旋轉來調整設置於晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角。在此，晶圓的對準標記是指設置於晶圓的外周部之定向平面，是指成為晶圓的結晶軸方向和晶圓的周方向的角度位置的基準之標記。扭轉角調整機構46設置於晶圓保持裝置42與往復運動機構44之間，且與晶圓保持裝置42一起往復運動。
傾斜角調整機構48為調整晶圓W的斜率之機構，其調整朝向晶圓處理面之離子束B的行進方向（z方向）與晶圓處理面的法線之間的傾斜角。本實施形態中，作為傾斜角對晶圓W的傾斜角中以x方向的軸為旋轉的中心軸之角度進行調整。傾斜角調整機構48設置於往復運動機構44與植入處理室60的壁面之間，且構成為藉由使包括往復運動機構44之壓板驅動裝置40整體沿R方向旋轉來調整晶圓W的傾斜角。
在植入處理室60沿離子束B的軌道從上游側朝向下游側設置有遮罩板52、能量狹縫66、電漿噴淋裝置68及射束電流測定部54（亦稱為第1射束電流測定部54）。在植入處理室60設置有第2射束電流測定部70，該第2射束電流測定部70構成為能夠插入於配置有離子植入中的晶圓W之“植入位置”。
遮罩板52為設置有複數個狹縫之射束屏蔽體。在遮罩板52設置有狹縫寬度方向成為x方向之縱向狹縫及狹縫寬度方向成為y方向之橫向狹縫。通過設置於遮罩板52之狹縫之射束的一部份藉由下游側的第1射束電流測定部54和第2射束電流測定部70被測定。遮罩板52安裝於遮罩驅動機構58，並構成為可沿y方向移動。遮罩驅動機構58構成為使遮罩板52沿y方向移動。遮罩板52在測定時沿y方向移動，藉此設置於遮罩板52之狹縫改變切出之射束部分在射束截面內之位置。遮罩板52在測定時配置於射束軌道上，植入時從射束軌道退避。
能量狹縫66設置於AEF電極64的下游側，進行與AEF電極64一起入射於晶圓W之離子束B的能量分析。能量狹縫66為由沿射束掃描方向（x方向）橫長的狹縫構成之能量限制狹縫（EDS；Energy Defining Slit）。能量狹縫66使所希望的能量值或能量範圍的離子束B朝向晶圓W通過，屏蔽除此以外的離子束。
電漿噴淋裝置68位於能量狹縫66的下游側。電漿噴淋裝置68依據離子束B的射束電流量向離子束及晶圓處理面供給低能量電子，並抑制離子植入中產生之晶圓處理面的正電荷的充電。電漿噴淋裝置68例如包括離子束B通過之噴淋管及向噴淋管內供給電子之電漿產生裝置。
第1射束電流測定部54設置於射束軌道的最下游，例如安裝於基板傳送口61的下方。因此，射束軌道上不存在晶圓W和第2射束電流測定部70時，離子束B入射至射束電流測定部54。射束電流測定部54構成為能夠與遮罩板52一起測定離子束B的y方向的角度分佈。將射束電流測定部54設置於遠離遮罩板52之最下游，藉此能夠提高角度分辨率。
第2射束電流測定部70係用於測定晶圓W的表面（晶圓處理面）中之射束電流者。第2射束電流測定部70為可動式，植入時從晶圓位置退避，晶圓W不在植入位置時插入於晶圓位置。第2射束電流測定部70例如一邊沿x方向移動一邊測定射束電流量，並測定射束掃描方向（x方向）的射束電流密度分佈。第2射束電流測定部70可以構成為能夠與遮罩板52一起測定離子束B的x方向及y方向中至少一個方向上的角度分佈。
圖3（a）、圖3（b）係概略地表示遮罩板52及射束電流測定部54的結構之俯視圖。圖3（a）表示遮罩板52的結構。在遮罩板52設置有複數個縱向狹縫71、72、73及複數個橫向狹縫74a、74b、74c、75a、75b、75c。
在遮罩板52的中央設置有三個第1縱向狹縫71，在遮罩板52的左方設置有兩個第2縱向狹縫72，在遮罩板52的右方設置有兩個第3縱向狹縫73。各縱向狹縫71～73的狹縫寬度為x方向，且沿x方向隔著間隔配置。縱向狹縫71～73使用於離子束B的x方向的角度資訊的測定。圖示之例中，在中央三處、左右各兩處設置有縱向狹縫，但縱向狹縫的個數及配置並不限於此。可以不設置圖示之縱向狹縫71～73中的任一個，此外還可以追加其他縱向狹縫。
在遮罩板52的中央左側設置有複數個第1橫向狹縫74a、74b、74c（亦總稱為第1橫向狹縫74），在遮罩板52的中央右側設置有複數個第2橫向狹縫75a、75b、75c（亦總稱為第2橫向狹縫75）。橫向狹縫74、75的狹縫寬度w為y方向，且沿y方向隔著間隔配置。橫向狹縫74、75使用於離子束B的y方向的角度資訊的測定。
圖示之例中，複數個第1橫向狹縫74由第1中央橫向狹縫74a、第1上側橫向狹縫74b及第1下側橫向狹縫74c這三個構成。同樣，複數個第2橫向狹縫75由第2中央橫向狹縫75a、第2上側橫向狹縫75b及第2下側橫向狹縫75c這三個構成。另外，橫向狹縫的個數及配置並不限於此。例如，在遮罩板52的中央亦可以代替縱向狹縫而配置有橫向狹縫。又，沿y方向排成一列之橫向狹縫的個數可以是兩個，亦可以是四個以上的偶數（4、6等）或奇數（5、7等）。
第1橫向狹縫74a～74c及第2橫向狹縫75a～75c分別以相等的間隔（間距）d沿y方向排列配置。橫向狹縫74、75的y方向的間隔d例如構成為狹縫寬度w的整數倍，且構成為成為狹縫寬度的5倍以上。圖示之例中，橫向狹縫74、75的y方向的間隔d被設定為狹縫寬度w的7倍（亦即，d=7w）。另外，橫向狹縫74、75的y方向的間隔d並不限於此，能夠依據設為測定對象之離子束B的標準性的角度分佈的大小而適當設定。
在第1橫向狹縫74a～74c的各自的開口的周圍設置有第1電流檢測部76a、76b、76c（亦總稱為第1電流檢測部76）。在第1中央橫向狹縫74a的周圍設置有第1中央電流檢測部76a，在第1上側橫向狹縫74b的周圍設置有第1上側電流檢測部76b，在第1下側橫向狹縫74c的周圍設置有第1下側電流檢測部76c。第1電流檢測部76a～76c與相對應之第1橫向狹縫74a～74c相鄰而設置為較佳。使第1電流檢測部76a～76c靠近第1橫向狹縫74a～74c而設置，藉此能夠檢測與通過第1橫向狹縫74a～74c之射束部分相對應之值的射束電流。同樣，在第2橫向狹縫75a～75c各自的開口的周圍設置有第2電流檢測部77a、77b、77c（亦總稱為第2電流檢測部77）。各電流檢測部76、77的檢測結果被發送至測定控制部56。
遮罩板52中形成有縱向狹縫71～73及橫向狹縫74、75之位置及範圍依據以虛線表示之能量狹縫66的y方向的位置來確定為較佳。例如，形成縱向狹縫71～73之y方向的範圍Ly比能量狹縫66的y方向的寬度Sy寬為較佳，比寬度Sy足夠寬為更佳。另一方面，形成橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy比能量狹縫66的y方向的寬度Sy窄為較佳，考慮到射束的y方向的偏轉和發散/收斂，比寬度Sy足夠窄為更佳。又，從左端的第2縱向狹縫72至右端的第3縱向狹縫73為止的x方向的範圍Dx在離子束B的掃描方向的掃描範圍以內為較佳，例如與植入對象的晶圓W的x方向的寬度相對應為較佳。
圖3（b）表示射束電流測定部54的結構。在射束電流測定部54設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79。複數個第1電極78沿y方向排成一列而配置。同樣，複數個第2電極79沿y方向排成一列而配置。複數個第1電極78及複數個第2電極79沿y方向以等間隔的間距p配置，例如構成為間距p與上述橫向狹縫74、75的狹縫寬度w相同。射束電流測定部54藉由複數個第1電極78及複數個第2電極79來在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流值。第1電極78及第2電極79的測定結果被發送至測定控制部56。
複數個第1電極78配置於射束電流測定部54的中央左側，並設置於通過第1橫向狹縫74a～74c之射束所入射之位置。亦即，複數個第1電極78在將遮罩板52配置於射束軌道上時設置於與複數個第1橫向狹縫74在射束行進方向（z方向）上對置之位置。同樣，複數個第2電極79配置於射束電流測定部54的中央右側，且設置於通過第2橫向狹縫75a～75c之射束所入射之位置。
設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy比設置有橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy大，例如比第1上側橫向狹縫74b至第1下側橫向狹縫74c為止的y方向的距離Dy（=2d）大。設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy與設置有橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy之差例如為橫向狹縫74、75的y方向的間隔（間距）d的2倍以上（亦即，Cy-Dy≥2d）。圖示之例中，複數個第1電極78及複數個第2電極79各自的個數為31個，設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy的長度為橫向狹縫74、75的y方向的間隔（間距）d的4倍以上。又，考慮到射束的y方向的偏轉和發散/收斂，設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy比能量狹縫66的y方向的寬度Sy大為較佳。
複數個第1電極78包括位於y方向的中央之第1中央電極78a、位於y方向的上端之第1上端電極78p1及位於y方向的下端之第1下端電極78p2。複數個第1電極78還包括配置於第1中央電極78a與第1上端電極78p1之間之複數個（例如14個）第1上側電極78b1～78o1、配置於第1中央電極78a與第1下端電極78p2之間之複數個（例如14個）第1下側電極78b2～78o2。同樣，複數個第2電極79包括位於y方向的中央之第2中央電極79a、位於y方向的上端之第2上端電極79p1及位於y方向的下端之第2下端電極79p2。複數個第2電極79還包括配置於第2中央電極79a與第2上端電極79p1之間之複數個（例如14個）第2上側電極79b1～79o1、配置於第2中央電極79a與第2下端電極79p2之間之複數個（例如14個）第2下側電極79b2～79o2。
圖4係模式地表示基於測定裝置50之射束角度分佈的測定例之側視圖，且表示分別通過遮罩板52的第1橫向狹縫74a～74c而入射至射束電流測定部54的複數個第1電極78之射束部分B1、B2、B3。本圖中，以第1中央電極78a位於第1中央橫向狹縫74a的正面的方式配置有遮罩板52。其結果，第7個第1上側電極78h1位於第1上側橫向狹縫74b的正面，第7個第1下側電極78h2位於第1下側橫向狹縫74c的正面。
入射至遮罩板52之離子束B沿y方向具有角度分佈，因此分別通過第1橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3可通過狹縫之後沿y方向擴展而入射至射束電流測定部54。其結果，通過狹縫之後的各射束部分B1～B3可入射至位於相比y方向的狹縫寬度w沿y方向寬的測定範圍C1～C3之複數個第1電極78。例如，通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1可入射至位於以第1中央電極78a為中心之第1測定範圍C1之複數個第1電極78d1～78d2。同樣，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2可入射至位於以第7個第1上側電極78h1為中心之第2測定範圍C2之複數個第1電極78e1～78k1。通過第1下側橫向狹縫74c之第3射束部分B3可入射至位於以第7個第1下側電極78h2為中心之第3測定範圍C3之複數個第1電極78e2～78k2。
另外，各射束部分B1～B3實際入射之測定範圍C1～C3可依據離子束B的y方向的角度分佈而不同。圖5（a）～（d）係模式地表示具有不同的角度分佈之射束的測定例之側視圖。只要是如圖5（a）所示的角度分佈相對小的射束，則可僅在更少數的電極上入射射束部分B1～B3。如圖5（b）所示離子束B的行進方向相對於z方向傾斜時，亦可在與圖4所示之測定範圍C1～C3不同的範圍入射射束部分B1～B3。又，為如圖5（c）所示的發散射束和如圖5（d）所示的收斂射束時，亦可在與圖4所示之測定範圍C1～C3不同的範圍入射射束部分B1～B3。
測定裝置50構成為為了便於能夠準確地測定圖4和圖5（a）～（d）所示之入射射束B的角度分佈而分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3不相重為較佳。亦即，構成為與通過各橫向狹縫74a～74c之各射束部分B1～B3相對應之測定範圍C1～C3相互不重複為較佳。具體而言，以相對於具有離子植入處理中容許之角度分佈之離子束B能夠充分分離分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3的方式設定橫向狹縫74a～74c的間隔（間距）d為較佳。例如，構成為通過第1上側橫向狹縫74b及第1下側橫向狹縫74c之第2射束部分B2及第3射束部分B3不入射至通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1可入射之第1測定範圍C1內的第1電極78。
圖6（a）、圖6（b）係模式地表示基於測定裝置50之射束電流的測定結果之曲線圖。圖6（a）係表示藉由射束電流測定部54測定之射束電流值80之曲線圖。圖6（a）中，橫軸表示y方向的測定位置，縱軸表示電流值I。y=0與第1中央電極78a相對應，y=+1～+14分別與第1上側電極78b1～78o1相對應，y=+15與第1上端電極78p1相對應，y=-1～-14分別與第1下側電極78b2～78o2相對應，y=-15與第1下端電極78p2相對應。圖6（a）中，第1測定範圍C1與y=-3～+3的範圍相對應，第2測定範圍C2與y=+4～+10的範圍相對應，第3測定範圍C3與y=-10～-4的範圍相對應。
圖6（b）係表示分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3的角度分佈80a、80b、80c之曲線圖。圖6（b）中，曲線圖的橫軸y’為藉由射束電流測定部54測定之y方向的角度，能夠以y’=dy/dz表示。角度y’例如能夠藉由距射束電流測定部54的測定位置y的基準位置yo的偏離除以遮罩板52至射束電流測定部54為止的z方向的距離L來求出（亦即，y’=（y-yo）/L）。曲線圖中，作為角度值“1”對複數個電極78的間距p除以距離L之值（p/L）進行規格化。曲線圖的縱軸I為藉由射束電流測定部54測定之射束電流值。
圖6（b）所示之角度分佈80a～80c分別依據圖6（a）的測定結果而計算測定控制部56。關於測定控制部56，將圖6（a）的射束電流值80的曲線圖按每個測定範圍C1～C3進行分割，並依據橫向狹縫74a～74c各自的y方向的位置來個別設定角度y’的中心坐標（y’=0）的位置。例如，為第1測定範圍C1時，第1中央橫向狹縫74a的y位置為y1=0（參閱圖4），因此圖6（a）的射束電流值80的曲線圖的y=0的位置成為角度y’的中心坐標。另一方面，為第2測定範圍C2時，第1上側橫向狹縫74b的y位置為y2=+7（參閱圖4），因此射束電流值80的曲線圖的y=+7的位置成為角度y’的中心坐標。同樣，為第3測定範圍C3時，第1下側橫向狹縫74c的y位置為y3=-7（參閱圖4），因此射束電流值80的曲線圖的y=-7的位置成為角度y’的中心坐標。藉此，計算以橫向狹縫74a～74c各自的y位置（0,+7,-7）為基準之角度y’的分佈（亦即，角度分佈）。
本實施形態中，同時測定通過複數個橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3，藉此能夠同時測定離子束B的射束捆束整體中不同的複數個y位置的角度成分。本實施形態中，進一步使遮罩板52沿y方向移動，藉此測定離子束B的射束捆束整體之角度分佈。
圖7係模式地表示移動遮罩板52之狀態之側視圖，表示將y方向的位置按橫向狹縫74的狹縫寬度w的距離錯開之遮罩板52d2、52c2、52b2、52a、52b1、52c1、52d1。圖示之7片遮罩板52d2～52d1分別與使第1中央橫向狹縫74a的y位置在y1=-3～+3的範圍進行移動之位置對應。此時，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為y2=+4～+10，第1下側橫向狹縫74c的y位置成為y3=-10～-4。其結果，使遮罩板52在與橫向狹縫74的間隔（間距）d對應之範圍（例如，狹縫寬度w的6倍的距離）內進行移動，藉此能夠測定在y=-10～+10的範圍內離子束B的角度分佈。
圖8係模式地表示基於測定裝置50之射束的角度分佈的測定例之側視圖，且表示以遮罩板52的y位置的移動量成為+3的方式進行移動之情況。圖8中，第1中央橫向狹縫74a的y位置成為y1=+3，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為y2=+10，第1下側橫向狹縫74c的y位置成為y3=-4。其結果，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為入射至遮罩板52之離子束B的大致上端的位置。
圖9（a）、圖9（b）係模式地表示基於測定裝置50之射束電流的測定結果之曲線圖，且表示採用了圖8的遮罩板52的配置之情況。圖9（a）表示藉由射束電流測定部54測定之射束電流值80。第1測定範圍C1與y=0～+6的範圍相對應，第2測定範圍C2與y=+7～+13的範圍相對應，第3測定範圍C3與y=-7～-1的範圍相對應。圖9（b）的角度分佈80a～80c依據圖9（a）的射束電流值80而計算，且與以橫向狹縫74a～74c各自的y位置（+3，+10，-4）為基準之角度分佈相對應。
如圖7所示，測定裝置50一邊使遮罩板52移動一邊在各自的遮罩位置測定射束電流值80。藉此，能夠計算y=-10～+10的範圍的各自的y位置的射束部分的角度成分。
遮罩板52可以階段性地移動，亦可以連續移動。例如，亦可以使遮罩板52按狹縫寬度w的距離移動而在複數個遮罩位置執行測定。該情況下，藉由射束電流測定部54測定射束電流期間，遮罩板52的位置被固定，移動遮罩板52之期間射束電流的測定被中斷。亦可以一邊使遮罩板52連續移動一邊藉由射束電流測定部54測定射束電流，例如亦可以一邊使遮罩板52以恆定速度移動一邊測定射束電流。該情況下，亦可以將在橫向狹縫74移動規定距離之期間測定之射束電流值進行累計而用作角度分佈的值。例如，作為y=0的位置的射束部分的角度成分，亦可以採用在第1中央橫向狹縫74a的y方向的中心位置自-0.5至+0.5為止移動之期間測定之射束電流的累計值。
圖10係模式地表示射束捆束整體的相位空間分佈之圖，且係將y=-10～+10的範圍的各個y位置上之射束部分的角度分佈80a～80c整合為一個曲線圖者。圖10中，橫軸y為各射束部分的y位置，縱軸y’為y方向的角度。圖10的與紙面正交之軸為電流值I。測定控制部56藉由生成該種三維曲線圖來計算離子束B的射束捆束整體的y方向的角度分佈（相位空間分佈）。
測定控制部56亦可以藉由包圍射束電流值I成為規定值以上之區域的外緣來計算射束的相位空間上的分佈形狀（亦稱為相位空間輪廓E）。例如，圖10中以虛線表示之相位空間輪廓E的面積值相當於發射率。測定控制部56亦可以將圖10所示之資料用橫軸y進行積分，藉此計算以角度y’和電流值I這兩個軸表示之射束捆束整體的角度分佈。測定控制部56亦可以將圖10所示之資料用縱軸y’進行積分，藉此計算以位置y及電流值I這兩個軸表示之射束捆束整體的y方向的射束輪廓。
測定控制部56為了縮短計算圖10所示之相位空間輪廓E所需之時間，亦可以僅獲取用複數個第1電極78測定之射束電流值的一部份。例如，獲取圖6（a）所示之射束電流值80時，所需的資料僅為y=-10～+10的範圍，而不需要其他y=-15～-11及y=+11～+15的範圍。同樣，獲取圖9（a）所示之射束電流值80時，所需的資料僅為y=-7～+13的範圍，而不需要其他範圍。因此，測定控制部56僅依據與測定範圍C1～C3分別對應之範圍的第1電極78獲取電流值的資料，而不獲取其他資料，藉此亦可以縮短資料獲取所需之時間。藉此，能夠縮短計算相位空間輪廓E為止的時間。
測定控制部56亦可以依據藉由一部份第1電極78測定之電流值來驗證該測定是否正常進行。例如，亦可以藉由分別位於複數個第1電極78中y方向的兩端之第1上端電極78p1及第1下端電極78p2中的至少一個來測定之電流值成為規定的閾值以上時測定被視為異常，而輸出警告。藉由第1上端電極78p1及第1下端電極78p2中的至少一個來測定規定閾值以上的射束電流時，推定射束還到達設置有複數個第1電極78之區域之外，所測定之角度分佈的妥當性存在問題。
測定控制部56亦可以依據藉由複數個第1電極78測定之電流值與由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值來驗證測定是否正常進行。例如，亦可以確認藉由複數個第1電極78測定之第1測定範圍C1、第2測定範圍C2及第3測定範圍C3各自的射束電流值的大小關係與藉由複數個第1電流檢測部76a～76c分別檢測之射束電流值的大小關係是否相對應。例如，射束電流測定部54的測定結果如圖6（a）所示時，若第1中央電流檢測部76a的電流檢測量相對大且第1上側電流檢測部76b及第1下側電流檢測部76c的電流檢測量相對小，則認為合理。又，射束電流測定部54的測定結果如圖9（a）所示時，若第1中央電流檢測部76a及第1下側電流檢測部76c的電流檢測量相對大且第1上側電流檢測部76b的電流檢測量相對非常小，則認為合理。另一方面，若違反該種關係型，則認為測定異常。該情況下，射束電流測定部54可以輸出警告。
圖11係模式地表示判定為異常之射束的測定例之側視圖。圖11中，離子束B相對於z方向大幅度傾斜，通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1入射到第3測定範圍C3，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2入射到第1測定範圍C1。其結果，導致三個橫向狹縫74a～74c與三個測定範圍C1～C3的對應關係偏離。該種情況下，僅依據射束電流測定部54的測定結果，若假定三個橫向狹縫74a～74c與三個測定範圍C1～C3相對應之基礎上計算角度成分，則導致計算出與實際大為不同的相位空間分佈。
其另一方面，參閱三個第1電流檢測部76a～76c的電流檢測值，藉此能夠確認如上所述的對應關係的偏離。為圖11時，即便藉由第1上側電流檢測部76b檢測出電流，亦不在第2測定範圍C2測定射束電流，又，即便藉由第1下側電流檢測部76c檢測不出電流，亦在第3測定範圍C3測定射束電流，因此能夠發現上述對應關係的偏離。如此，比較藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值，藉此能夠驗證測定是否正常。
測定控制部56例如亦可以依據在測定範圍C1～C3分別測定之射束電流量的合計值IC1 ～IC3 與藉由第1電流檢測部76a～76c分別檢測之射束電流量ID1 ～ID3 之比ICi /IDi （i=1、2、3）的值，來判定測定是否正常。例如，只要電流比ICi/IDi的偏差在規定的範圍內，則視為測定為正常，否則視為測定為異常。另外，代替在測定範圍C1～C3分別測定之射束電流量的合計值，亦可以將射束電流量的峰值用作指標。
測定裝置50亦可以構成為在複數個測定模式下動作並在第1模式及第2模式中任一種模式下動作。第1模式係測定射束捆束整體的角度分佈之動作模式，第2模式係僅測定射束捆束的一部份的角度分佈之動作模式。第1模式中，標繪出如圖10所示的相位空間輪廓E。另一方面，第2模式中，依據比圖10更少的資料數標繪出相位空間輪廓。第2模式中，資料數變少，相應地使測定精度下降，但測定時間變短，因此能夠在短時間內獲得粗略的角度分佈資訊。
圖12係模式地表示射束捆束的局部相位空間輪廓E’之圖，且表示第2模式下的測定例。圖12所示之相位空間分佈僅由三個角度分佈80a、80b、80c構成，因此無需移動遮罩板52便能夠在短時間內進行測定。又，三個角度分佈80a～80c分別沿y方向分開，因此僅依據該等三個資訊亦能夠掌握概略性（局部性）的相位空間輪廓E’。例如，離子植入處理開始前先在第1模式標繪整體的相位空間輪廓E，離子植入處理中途在第2模式下標繪概略性的相位空間輪廓E’並與事先標繪之高精度的相位空間輪廓E進行比較，藉此能夠簡便地確認射束品質。第2模式下之測定時間相對短，因此例如亦能夠在晶圓W的更換過程中結束測定。又，亦可以在任意的複數個時機進行射束調整時，首次射束調整中在第1模式下獲取相位空間輪廓E的標繪，第2次以後的任意時機的射束調整中在第2模式下獲取概略性的相位空間輪廓E’的標繪而與首次的相位空間輪廓E的標繪進行比較，藉此簡便地確認射束品質。藉由採用該種第2模式，不對植入處理的生產量造成顯著的影響便能夠簡便地確認射束品質。
另外，亦可以在第2模式下一邊使遮罩板52移動一邊進行測定。例如，亦可以在比第1模式下的遮罩板52的第1方向的移動距離（第1距離，例如狹縫寬度w的6倍）小的第2距離（例如狹縫寬度w的3倍）移動遮罩板52而執行第2模式下的測定。此時，亦可以在第2模式下測定2處或3處等少數的複數個遮罩位置的射束電流值。藉此，能夠實現相對短的測定時間與測定精度的提高。
上述中，依據參閱圖4～圖10對使用複數個第1橫向狹縫74a～74c及複數個第1電極78來計算射束的y方向的相位空間分佈之方法進行了說明，但亦能夠藉由使用複數個第2橫向狹縫75a～75c及複數個第2電極79同樣地計算y方向的相位空間分佈。亦可以組合複數個第1電極78及複數個第2電極79的測定結果來計算離子束B的相位空間分佈，亦可以比較雙方的測定結果來確認射束品質。
圖13係表示實施形態之離子植入方法的流程之流程圖。使設置複數個狹縫之遮罩板52移動至射束軌道上（S10），在y方向的位置不同的複數個測定位置（複數個電極）測定通過各狹縫之射束（S12）。若測定為正常（S14的“是”），則計算通過各狹縫之射束的角度成分（S16）。若測定還未結束（S18的“否”），則移動遮罩板52而變更狹縫的y方向的位置（S10），並執行S12～S16的處理。之後，直至測定結束為止反覆進行S10～S16的處理。若測定結束（S18的“是”），測定模式為第1模式（S20的“是”），則計算射束捆束整體的相位空間輪廓E（S22），若所計算之相位空間輪廓E在容許值內且射束的角度分佈良好（S26的“是”），則執行離子植入處理（S28），結束本流程。
S20中測定模式不是第1模式而是第2模式時（S20的“否”），計算射束捆束的局部相位空間輪廓E’（S24）。比較過去在第1模式下計算之射束捆束整體的相位空間輪廓E與在第2模式下計算之局部相位空間輪廓E’（S26），若其比較結果在容許值內且射束的角度分佈良好（S26的“是”），則執行離子植入處理（S28），結束本流程。
S26中，若第1模式中測定之相位空間輪廓E在容許值外且射束的角度分佈出錯（S26的“否”），射束的累積的調整次數在規定次數內（S30的“是”），則調整射束的角度分佈（S32），再次執行S10～S22的處理而計算相位空間輪廓E。又，S26中，若第2模式中測定之相位空間輪廓E’在容許值外且射束的角度分佈為出錯（S26的“否”），射束的累積的調整次數在規定次數內（S30的“是”），則調整射束的角度分佈（S32），選擇第1模式並執行S10～S22的處理而計算相位空間輪廓E。之後相位空間輪廓E亦在容許值外（S26的“否”），且射束的累積的調整次數超過規定次數時（S30的“否”），輸出警告（S34），結束本流程。又，S14中，若測定上存在異常（S14的“否”），則輸出警告（S34），結束本流程。
依本實施形態，使用沿y方向排列之複數個橫向狹縫74、75來測定y方向的角度分佈，藉此能夠縮短測定離子束B的y方向的角度分佈所需之時間。測定射束捆束整體的角度分佈時，使用三個橫向狹縫74、75，藉此能夠以僅使用一個橫向狹縫時的1/3的時間結束測定。又，即使在測定射束捆束的局部角度分佈之情況下，不移動橫向狹縫的位置，而能夠同時測定沿y方向分離之複數處（例如3處）的射束部分的角度分佈。因此，能夠在極短的時間內獲得射束捆束整體的概略性的角度分佈，且能夠高速精確地對射束的角度分佈進行簡便的評價。
以上，依據實施形態對本發明進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，能夠進行各種設計變更，且能夠存在各種變形例，又該種變形例亦在本發明的範圍內，這亦被本領域技術人員所理解。
圖14係模式地表示基於變形例之測定裝置150之射束的角度分佈之側視圖。本變形例中，代替藉由複數個第1電極78及複數個第2電極79來測定射束電流，使用具備能夠沿y方向移動的至少一個電極之法拉第杯154a來測定射束電流。射束電流測定部154包括法拉第杯154a及移動機構154b。移動機構154b使法拉第杯154a沿y方向移動，使得法拉第杯154a配置於y方向的位置不同的複數個測定位置。法拉第杯154a所能夠配置之複數個測定位置與上述實施形態之複數個第1電極78或複數個第2電極79的位置相對應。
本變形例中，將遮罩板52配置於射束軌道上之後，使法拉第杯154a沿箭頭Y3移動，並在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。接著，使遮罩板52沿y方向移動而作為其他遮罩位置之後，再次使法拉第杯154a沿箭頭Y3移動，並在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。反覆該步驟，藉此能夠計算離子束B的射束捆束整體的角度分佈。
上述實施形態中，示出了藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值不對應時，視為測定為異常而輸出警告之情況。變形例中，亦可以依據藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值的對應關係來調整計算角度分佈時的角度y’的中心坐標的位置。例如，入射如圖11所示的離子束B時，依據上述對應關係獲知通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1在第3測定範圍C3被測定，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2在第1測定範圍C1被測定。因此，亦可以將在第3測定範圍C3測定之射束電流量作為第1射束部分B1的角度分佈來採用，將在第1測定範圍C1測定之射束電流量作為第2射束部分B2的角度分佈來採用。此時，第1中央橫向狹縫74a的y位置為y1=0，因此在第3測定範圍C3的射束電流量的角度分佈的計算中，亦可以將y=0的位置作為角度y’的中心坐標。同樣，第1上側橫向狹縫74b的y位置為y2/E=+7，因此在第1測定範圍C1的射束電流量的角度分佈的計算中，亦可以將y=+7的位置作為角度y’的中心坐標。亦即，亦可以依據上述對應關係而變更角度分佈的y’的中心坐標的設定方法。
上述實施形態中，設為了圍繞複數個橫向狹縫74、75而設置電流檢測部76、77之結構，但變形例中亦可以不設置電流檢測部76、77。
上述實施形態中，示出了構成為測定裝置50測定離子束B的y方向的角度分佈之情況。變形例中，亦可以構成為測定裝置50測定離子束B的x方向的角度分佈，亦可以構成為測定與射束行進方向正交之任意方向的角度分佈。
圖1係示意地表示本發明的一實施形態之離子植入裝置100之頂視圖。離子植入裝置100為所謂高能量離子植入裝置。高能量離子植入裝置為具有高頻直線加速方式的離子加速器和高能量離子輸送用射束線之離子植入裝置，對在離子源10產生之離子進行加速，且將如此獲得之離子束B沿射束線輸送至被處理物（例如基板或晶圓W），並在被處理物植入離子。
高能量離子植入裝置100具備：離子束生成單元12，生成離子並進行質譜分析；高能量多段直線加速單元14，對離子束進行加速而使其成為高能量離子束；射束偏轉單元16，進行高能量離子束的能量分析、軌道校正、能量分散的控制；射束輸送線路單元18，將經過分析之高能量離子束輸送至晶圓W；及基板傳送處理單元20，將輸送之高能量離子束植入於半導體晶圓。
離子束生成單元12具有離子源10、引出電極11及質譜分析裝置22。離子束生成單元12中，射束從離子源10通過引出電極11被引出的同時被加速，被引出加速之射束藉由質譜分析裝置22被質譜分析。質譜分析裝置22具有質譜分析磁鐵22a、質譜分析狹縫22b。質譜分析狹縫22b有時還配置於質譜分析磁鐵22a的正後方，但實施例中，配置於其下一個結構亦即高能量多段直線加速單元14的入口部內。藉由質譜分析裝置22進行之質譜分析的結果，只選出植入所需的離子種，被選之離子種的離子束被導入下一個高能量多段直線加速單元14。
高能量多段直線加速單元14具備進行離子束的加速之複數個直線加速裝置亦即隔著一個以上的高頻共振器之加速間隙。高能量多段直線加速單元14能夠藉由高頻（RF）電場的作用來對離子進行加速。高能量多段直線加速單元14具備具有高能量離子植入用的基本的複數段的高頻共振器之第1直線加速器15a。高能量多段直線加速單元14亦可以額外具備具有超高能量離子植入用的附加的複數段的高頻共振器之第2直線加速器15b。藉由高能量多段直線加速單元14而進一步被加速之離子束的方向藉由射束偏轉單元16而發生變化。
從將離子束加速至高能量之高頻方式的高能量多段直線加速單元14出來之高能量離子束具有一定範圍的能量分佈。因此，為了在高能量多段直線加速單元14的下游對高能量的離子束進行射束掃描及射束平行化而照射至晶圓，需要預先實施高精度的能量分析、軌道校正及射束收斂發散的調整。
射束偏轉單元16進行高能量離子束的能量分析、軌道校正、能量分散的控制。射束偏轉單元16具備至少兩個高精度偏轉電磁鐵、至少一個能量寬度限制狹縫、至少一個能量分析狹縫、至少一個橫向收斂設備。複數個偏轉電磁鐵構成為進行高能量離子束的能量分析、離子植入角度的精密的校正及能量分散的抑制。
射束偏轉單元16具有能量分析電磁鐵24、抑制能量分散之橫向收斂四極透鏡26、能量分析狹縫28及提供轉向（軌道校正）之偏轉電磁鐵30。另外，能量分析電磁鐵24有時亦被稱為能量過濾電磁鐵（EFM）。高能量離子束藉由射束偏轉單元16而轉換方向，並朝向晶圓W的方向。
射束輸送線路單元18為輸送從射束偏轉單元16出來之離子束B之射束線裝置，其具有由收斂/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及最終能量過濾38（包括最終能量分離狹縫）。射束輸送線路單元18的長度配合將離子束生成單元12與高能量多段直線加速單元14加在一起之長度而設計，在射束偏轉單元16被連結，整體形成U字形的佈局。
在射束輸送線路單元18的下游側的終端設置有基板傳送處理單元20。在基板傳送處理單元20設置有保持離子植入中的晶圓W並向與射束掃描方向成直角的方向移動晶圓W之壓板驅動裝置40。又，在基板傳送處理單元20設置有用於測定離子束B的射束電流及角度分佈的測定裝置50。測定裝置50具備設置有複數個狹縫之遮罩板52、測定通過遮罩板52之射束之射束電流測定部54及依據射束電流的測定值計算射束的角度分佈之測定控制部56。測定裝置50的結構另行詳述。
離子植入裝置100的射束線部構成為具有對置之2條長直線部之水平的U字形的折返型射束線。上游的長直線部由對離子束生成單元12中生成之離子束B進行加速之複數個單元構成。下游的長直線部由對相對於上游的長直線部被轉換方向之離子束B進行調整而植入至晶圓W之複數個單元構成。2條長直線部構成為大致相同的長度。2條長直線部之間為了維護作業而設置有足夠寬的作業空間R1。
圖2係詳細表示基板傳送處理單元20的結構之側視圖，且表示自最終能量過濾38至下游側的結構。離子束B藉由最終能量過濾38的角度能量過濾（AEF；Angular Energy Filter）電極64向下方偏轉並入射至基板傳送處理單元20。基板傳送處理單元20包括執行離子植入步驟之植入處理室60及設置有用於傳送晶圓W的傳送機構之基板傳送部62。植入處理室60及基板傳送部62經由基板傳送口61而相連。
植入處理室60具備保持1片或複數片晶圓W之壓板驅動裝置40。壓板驅動裝置40包括晶圓保持裝置42、往復運動機構44、扭轉角調整機構46及傾斜角調整機構48。晶圓保持裝置42包括用於保持晶圓W的靜電吸盤等。往復運動機構44藉由使晶圓保持裝置42沿與射束掃描方向（x方向）正交之往復運動方向（y方向）進行往復運動來使被晶圓保持裝置42保持之晶圓W沿y方向進行往復運動。圖2中，以箭頭Y1例示出晶圓W的往復運動。
扭轉角調整機構46為調整晶圓W的旋轉角之機構，藉由以晶圓處理面的法線為軸而使晶圓W旋轉來調整設置於晶圓的外周部之對準標記與基準位置之間的扭轉角。在此，晶圓的對準標記是指設置於晶圓的外周部之定向平面，是指成為晶圓的結晶軸方向和晶圓的周方向的角度位置的基準之標記。扭轉角調整機構46設置於晶圓保持裝置42與往復運動機構44之間，且與晶圓保持裝置42一起往復運動。
傾斜角調整機構48為調整晶圓W的斜率之機構，其調整朝向晶圓處理面之離子束B的行進方向（z方向）與晶圓處理面的法線之間的傾斜角。本實施形態中，作為傾斜角對晶圓W的傾斜角中以x方向的軸為旋轉的中心軸之角度進行調整。傾斜角調整機構48設置於往復運動機構44與植入處理室60的壁面之間，且構成為藉由使包括往復運動機構44之壓板驅動裝置40整體沿R方向旋轉來調整晶圓W的傾斜角。
在植入處理室60沿離子束B的軌道從上游側朝向下游側設置有遮罩板52、能量狹縫66、電漿噴淋裝置68及射束電流測定部54（亦稱為第1射束電流測定部54）。在植入處理室60設置有第2射束電流測定部70，該第2射束電流測定部70構成為能夠插入於配置有離子植入中的晶圓W之“植入位置”。
遮罩板52為設置有複數個狹縫之射束屏蔽體。在遮罩板52設置有狹縫寬度方向成為x方向之縱向狹縫及狹縫寬度方向成為y方向之橫向狹縫。通過設置於遮罩板52之狹縫之射束的一部份藉由下游側的第1射束電流測定部54和第2射束電流測定部70被測定。遮罩板52安裝於遮罩驅動機構58，並構成為可沿y方向移動。遮罩驅動機構58構成為使遮罩板52沿y方向移動。遮罩板52在測定時沿y方向移動，藉此設置於遮罩板52之狹縫改變切出之射束部分在射束截面內之位置。遮罩板52在測定時配置於射束軌道上，植入時從射束軌道退避。
能量狹縫66設置於AEF電極64的下游側，進行與AEF電極64一起入射於晶圓W之離子束B的能量分析。能量狹縫66為由沿射束掃描方向（x方向）橫長的狹縫構成之能量限制狹縫（EDS；Energy Defining Slit）。能量狹縫66使所希望的能量值或能量範圍的離子束B朝向晶圓W通過，屏蔽除此以外的離子束。
電漿噴淋裝置68位於能量狹縫66的下游側。電漿噴淋裝置68依據離子束B的射束電流量向離子束及晶圓處理面供給低能量電子，並抑制離子植入中產生之晶圓處理面的正電荷的充電。電漿噴淋裝置68例如包括離子束B通過之噴淋管及向噴淋管內供給電子之電漿產生裝置。
第1射束電流測定部54設置於射束軌道的最下游，例如安裝於基板傳送口61的下方。因此，射束軌道上不存在晶圓W和第2射束電流測定部70時，離子束B入射至射束電流測定部54。射束電流測定部54構成為能夠與遮罩板52一起測定離子束B的y方向的角度分佈。將射束電流測定部54設置於遠離遮罩板52之最下游，藉此能夠提高角度分辨率。
第2射束電流測定部70係用於測定晶圓W的表面（晶圓處理面）中之射束電流者。第2射束電流測定部70為可動式，植入時從晶圓位置退避，晶圓W不在植入位置時插入於晶圓位置。第2射束電流測定部70例如一邊沿x方向移動一邊測定射束電流量，並測定射束掃描方向（x方向）的射束電流密度分佈。第2射束電流測定部70可以構成為能夠與遮罩板52一起測定離子束B的x方向及y方向中至少一個方向上的角度分佈。
圖3（a）、圖3（b）係概略地表示遮罩板52及射束電流測定部54的結構之俯視圖。圖3（a）表示遮罩板52的結構。在遮罩板52設置有複數個縱向狹縫71、72、73及複數個橫向狹縫74a、74b、74c、75a、75b、75c。
在遮罩板52的中央設置有三個第1縱向狹縫71，在遮罩板52的左方設置有兩個第2縱向狹縫72，在遮罩板52的右方設置有兩個第3縱向狹縫73。各縱向狹縫71～73的狹縫寬度為x方向，且沿x方向隔著間隔配置。縱向狹縫71～73使用於離子束B的x方向的角度資訊的測定。圖示之例中，在中央三處、左右各兩處設置有縱向狹縫，但縱向狹縫的個數及配置並不限於此。可以不設置圖示之縱向狹縫71～73中的任一個，此外還可以追加其他縱向狹縫。
在遮罩板52的中央左側設置有複數個第1橫向狹縫74a、74b、74c（亦總稱為第1橫向狹縫74），在遮罩板52的中央右側設置有複數個第2橫向狹縫75a、75b、75c（亦總稱為第2橫向狹縫75）。橫向狹縫74、75的狹縫寬度w為y方向，且沿y方向隔著間隔配置。橫向狹縫74、75使用於離子束B的y方向的角度資訊的測定。
圖示之例中，複數個第1橫向狹縫74由第1中央橫向狹縫74a、第1上側橫向狹縫74b及第1下側橫向狹縫74c這三個構成。同樣，複數個第2橫向狹縫75由第2中央橫向狹縫75a、第2上側橫向狹縫75b及第2下側橫向狹縫75c這三個構成。另外，橫向狹縫的個數及配置並不限於此。例如，在遮罩板52的中央亦可以代替縱向狹縫而配置有橫向狹縫。又，沿y方向排成一列之橫向狹縫的個數可以是兩個，亦可以是四個以上的偶數（4、6等）或奇數（5、7等）。
第1橫向狹縫74a～74c及第2橫向狹縫75a～75c分別以相等的間隔（間距）d沿y方向排列配置。橫向狹縫74、75的y方向的間隔d例如構成為狹縫寬度w的整數倍，且構成為成為狹縫寬度的5倍以上。圖示之例中，橫向狹縫74、75的y方向的間隔d被設定為狹縫寬度w的7倍（亦即，d=7w）。另外，橫向狹縫74、75的y方向的間隔d並不限於此，能夠依據設為測定對象之離子束B的標準性的角度分佈的大小而適當設定。
在第1橫向狹縫74a～74c的各自的開口的周圍設置有第1電流檢測部76a、76b、76c（亦總稱為第1電流檢測部76）。在第1中央橫向狹縫74a的周圍設置有第1中央電流檢測部76a，在第1上側橫向狹縫74b的周圍設置有第1上側電流檢測部76b，在第1下側橫向狹縫74c的周圍設置有第1下側電流檢測部76c。第1電流檢測部76a～76c與相對應之第1橫向狹縫74a～74c相鄰而設置為較佳。使第1電流檢測部76a～76c靠近第1橫向狹縫74a～74c而設置，藉此能夠檢測與通過第1橫向狹縫74a～74c之射束部分相對應之值的射束電流。同樣，在第2橫向狹縫75a～75c各自的開口的周圍設置有第2電流檢測部77a、77b、77c（亦總稱為第2電流檢測部77）。各電流檢測部76、77的檢測結果被發送至測定控制部56。
遮罩板52中形成有縱向狹縫71～73及橫向狹縫74、75之位置及範圍依據以虛線表示之能量狹縫66的y方向的位置來確定為較佳。例如，形成縱向狹縫71～73之y方向的範圍Ly比能量狹縫66的y方向的寬度Sy寬為較佳，比寬度Sy足夠寬為更佳。另一方面，形成橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy比能量狹縫66的y方向的寬度Sy窄為較佳，考慮到射束的y方向的偏轉和發散/收斂，比寬度Sy足夠窄為更佳。又，從左端的第2縱向狹縫72至右端的第3縱向狹縫73為止的x方向的範圍Dx在離子束B的掃描方向的掃描範圍以內為較佳，例如與植入對象的晶圓W的x方向的寬度相對應為較佳。
圖3（b）表示射束電流測定部54的結構。在射束電流測定部54設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79。複數個第1電極78沿y方向排成一列而配置。同樣，複數個第2電極79沿y方向排成一列而配置。複數個第1電極78及複數個第2電極79沿y方向以等間隔的間距p配置，例如構成為間距p與上述橫向狹縫74、75的狹縫寬度w相同。射束電流測定部54藉由複數個第1電極78及複數個第2電極79來在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流值。第1電極78及第2電極79的測定結果被發送至測定控制部56。
複數個第1電極78配置於射束電流測定部54的中央左側，並設置於通過第1橫向狹縫74a～74c之射束所入射之位置。亦即，複數個第1電極78在將遮罩板52配置於射束軌道上時設置於與複數個第1橫向狹縫74在射束行進方向（z方向）上對置之位置。同樣，複數個第2電極79配置於射束電流測定部54的中央右側，且設置於通過第2橫向狹縫75a～75c之射束所入射之位置。
設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy比設置有橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy大，例如比第1上側橫向狹縫74b至第1下側橫向狹縫74c為止的y方向的距離Dy（=2d）大。設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy與設置有橫向狹縫74、75之y方向的範圍Dy之差例如為橫向狹縫74、75的y方向的間隔（間距）d的2倍以上（亦即，Cy-Dy≥2d）。圖示之例中，複數個第1電極78及複數個第2電極79各自的個數為31個，設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy的長度為橫向狹縫74、75的y方向的間隔（間距）d的4倍以上。又，考慮到射束的y方向的偏轉和發散/收斂，設置有複數個第1電極78及複數個第2電極79之y方向的區間Cy比能量狹縫66的y方向的寬度Sy大為較佳。
複數個第1電極78包括位於y方向的中央之第1中央電極78a、位於y方向的上端之第1上端電極78p1及位於y方向的下端之第1下端電極78p2。複數個第1電極78還包括配置於第1中央電極78a與第1上端電極78p1之間之複數個（例如14個）第1上側電極78b1～78o1、配置於第1中央電極78a與第1下端電極78p2之間之複數個（例如14個）第1下側電極78b2～78o2。同樣，複數個第2電極79包括位於y方向的中央之第2中央電極79a、位於y方向的上端之第2上端電極79p1及位於y方向的下端之第2下端電極79p2。複數個第2電極79還包括配置於第2中央電極79a與第2上端電極79p1之間之複數個（例如14個）第2上側電極79b1～79o1、配置於第2中央電極79a與第2下端電極79p2之間之複數個（例如14個）第2下側電極79b2～79o2。
圖4係模式地表示基於測定裝置50之射束角度分佈的測定例之側視圖，且表示分別通過遮罩板52的第1橫向狹縫74a～74c而入射至射束電流測定部54的複數個第1電極78之射束部分B1、B2、B3。本圖中，以第1中央電極78a位於第1中央橫向狹縫74a的正面的方式配置有遮罩板52。其結果，第7個第1上側電極78h1位於第1上側橫向狹縫74b的正面，第7個第1下側電極78h2位於第1下側橫向狹縫74c的正面。
入射至遮罩板52之離子束B沿y方向具有角度分佈，因此分別通過第1橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3可通過狹縫之後沿y方向擴展而入射至射束電流測定部54。其結果，通過狹縫之後的各射束部分B1～B3可入射至位於相比y方向的狹縫寬度w沿y方向寬的測定範圍C1～C3之複數個第1電極78。例如，通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1可入射至位於以第1中央電極78a為中心之第1測定範圍C1之複數個第1電極78d1～78d2。同樣，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2可入射至位於以第7個第1上側電極78h1為中心之第2測定範圍C2之複數個第1電極78e1～78k1。通過第1下側橫向狹縫74c之第3射束部分B3可入射至位於以第7個第1下側電極78h2為中心之第3測定範圍C3之複數個第1電極78e2～78k2。
另外，各射束部分B1～B3實際入射之測定範圍C1～C3可依據離子束B的y方向的角度分佈而不同。圖5（a）～（d）係模式地表示具有不同的角度分佈之射束的測定例之側視圖。只要是如圖5（a）所示的角度分佈相對小的射束，則可僅在更少數的電極上入射射束部分B1～B3。如圖5（b）所示離子束B的行進方向相對於z方向傾斜時，亦可在與圖4所示之測定範圍C1～C3不同的範圍入射射束部分B1～B3。又，為如圖5（c）所示的發散射束和如圖5（d）所示的收斂射束時，亦可在與圖4所示之測定範圍C1～C3不同的範圍入射射束部分B1～B3。
測定裝置50構成為為了便於能夠準確地測定圖4和圖5（a）～（d）所示之入射射束B的角度分佈而分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3不相重為較佳。亦即，構成為與通過各橫向狹縫74a～74c之各射束部分B1～B3相對應之測定範圍C1～C3相互不重複為較佳。具體而言，以相對於具有離子植入處理中容許之角度分佈之離子束B能夠充分分離分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3的方式設定橫向狹縫74a～74c的間隔（間距）d為較佳。例如，構成為通過第1上側橫向狹縫74b及第1下側橫向狹縫74c之第2射束部分B2及第3射束部分B3不入射至通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1可入射之第1測定範圍C1內的第1電極78。
圖6（a）、圖6（b）係模式地表示基於測定裝置50之射束電流的測定結果之曲線圖。圖6（a）係表示藉由射束電流測定部54測定之射束電流值80之曲線圖。圖6（a）中，橫軸表示y方向的測定位置，縱軸表示電流值I。y=0與第1中央電極78a相對應，y=+1～+14分別與第1上側電極78b1～78o1相對應，y=+15與第1上端電極78p1相對應，y=-1～-14分別與第1下側電極78b2～78o2相對應，y=-15與第1下端電極78p2相對應。圖6（a）中，第1測定範圍C1與y=-3～+3的範圍相對應，第2測定範圍C2與y=+4～+10的範圍相對應，第3測定範圍C3與y=-10～-4的範圍相對應。
圖6（b）係表示分別通過橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3的角度分佈80a、80b、80c之曲線圖。圖6（b）中，曲線圖的橫軸y’為藉由射束電流測定部54測定之y方向的角度，能夠以y’=dy/dz表示。角度y’例如能夠藉由距射束電流測定部54的測定位置y的基準位置yo的偏離除以遮罩板52至射束電流測定部54為止的z方向的距離L來求出（亦即，y’=（y-yo）/L）。曲線圖中，作為角度值“1”對複數個電極78的間距p除以距離L之值（p/L）進行規格化。曲線圖的縱軸I為藉由射束電流測定部54測定之射束電流值。
圖6（b）所示之角度分佈80a～80c分別依據圖6（a）的測定結果而計算測定控制部56。關於測定控制部56，將圖6（a）的射束電流值80的曲線圖按每個測定範圍C1～C3進行分割，並依據橫向狹縫74a～74c各自的y方向的位置來個別設定角度y’的中心坐標（y’=0）的位置。例如，為第1測定範圍C1時，第1中央橫向狹縫74a的y位置為y1=0（參閱圖4），因此圖6（a）的射束電流值80的曲線圖的y=0的位置成為角度y’的中心坐標。另一方面，為第2測定範圍C2時，第1上側橫向狹縫74b的y位置為y2=+7（參閱圖4），因此射束電流值80的曲線圖的y=+7的位置成為角度y’的中心坐標。同樣，為第3測定範圍C3時，第1下側橫向狹縫74c的y位置為y3=-7（參閱圖4），因此射束電流值80的曲線圖的y=-7的位置成為角度y’的中心坐標。藉此，計算以橫向狹縫74a～74c各自的y位置（0,+7,-7）為基準之角度y’的分佈（亦即，角度分佈）。
本實施形態中，同時測定通過複數個橫向狹縫74a～74c之射束部分B1～B3，藉此能夠同時測定離子束B的射束捆束整體中不同的複數個y位置的角度成分。本實施形態中，進一步使遮罩板52沿y方向移動，藉此測定離子束B的射束捆束整體之角度分佈。
圖7係模式地表示移動遮罩板52之狀態之側視圖，表示將y方向的位置按橫向狹縫74的狹縫寬度w的距離錯開之遮罩板52d2、52c2、52b2、52a、52b1、52c1、52d1。圖示之7片遮罩板52d2～52d1分別與使第1中央橫向狹縫74a的y位置在y1=-3～+3的範圍進行移動之位置對應。此時，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為y2=+4～+10，第1下側橫向狹縫74c的y位置成為y3=-10～-4。其結果，使遮罩板52在與橫向狹縫74的間隔（間距）d對應之範圍（例如，狹縫寬度w的6倍的距離）內進行移動，藉此能夠測定在y=-10～+10的範圍內離子束B的角度分佈。
圖8係模式地表示基於測定裝置50之射束的角度分佈的測定例之側視圖，且表示以遮罩板52的y位置的移動量成為+3的方式進行移動之情況。圖8中，第1中央橫向狹縫74a的y位置成為y1=+3，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為y2=+10，第1下側橫向狹縫74c的y位置成為y3=-4。其結果，第1上側橫向狹縫74b的y位置成為入射至遮罩板52之離子束B的大致上端的位置。
圖9（a）、圖9（b）係模式地表示基於測定裝置50之射束電流的測定結果之曲線圖，且表示採用了圖8的遮罩板52的配置之情況。圖9（a）表示藉由射束電流測定部54測定之射束電流值80。第1測定範圍C1與y=0～+6的範圍相對應，第2測定範圍C2與y=+7～+13的範圍相對應，第3測定範圍C3與y=-7～-1的範圍相對應。圖9（b）的角度分佈80a～80c依據圖9（a）的射束電流值80而計算，且與以橫向狹縫74a～74c各自的y位置（+3，+10，-4）為基準之角度分佈相對應。
如圖7所示，測定裝置50一邊使遮罩板52移動一邊在各自的遮罩位置測定射束電流值80。藉此，能夠計算y=-10～+10的範圍的各自的y位置的射束部分的角度成分。
遮罩板52可以階段性地移動，亦可以連續移動。例如，亦可以使遮罩板52按狹縫寬度w的距離移動而在複數個遮罩位置執行測定。該情況下，藉由射束電流測定部54測定射束電流期間，遮罩板52的位置被固定，移動遮罩板52之期間射束電流的測定被中斷。亦可以一邊使遮罩板52連續移動一邊藉由射束電流測定部54測定射束電流，例如亦可以一邊使遮罩板52以恆定速度移動一邊測定射束電流。該情況下，亦可以將在橫向狹縫74移動規定距離之期間測定之射束電流值進行累計而用作角度分佈的值。例如，作為y=0的位置的射束部分的角度成分，亦可以採用在第1中央橫向狹縫74a的y方向的中心位置自-0.5至+0.5為止移動之期間測定之射束電流的累計值。
圖10係模式地表示射束捆束整體的相位空間分佈之圖，且係將y=-10～+10的範圍的各個y位置上之射束部分的角度分佈80a～80c整合為一個曲線圖者。圖10中，橫軸y為各射束部分的y位置，縱軸y’為y方向的角度。圖10的與紙面正交之軸為電流值I。測定控制部56藉由生成該種三維曲線圖來計算離子束B的射束捆束整體的y方向的角度分佈（相位空間分佈）。
測定控制部56亦可以藉由包圍射束電流值I成為規定值以上之區域的外緣來計算射束的相位空間上的分佈形狀（亦稱為相位空間輪廓E）。例如，圖10中以虛線表示之相位空間輪廓E的面積值相當於發射率。測定控制部56亦可以將圖10所示之資料用橫軸y進行積分，藉此計算以角度y’和電流值I這兩個軸表示之射束捆束整體的角度分佈。測定控制部56亦可以將圖10所示之資料用縱軸y’進行積分，藉此計算以位置y及電流值I這兩個軸表示之射束捆束整體的y方向的射束輪廓。
測定控制部56為了縮短計算圖10所示之相位空間輪廓E所需之時間，亦可以僅獲取用複數個第1電極78測定之射束電流值的一部份。例如，獲取圖6（a）所示之射束電流值80時，所需的資料僅為y=-10～+10的範圍，而不需要其他y=-15～-11及y=+11～+15的範圍。同樣，獲取圖9（a）所示之射束電流值80時，所需的資料僅為y=-7～+13的範圍，而不需要其他範圍。因此，測定控制部56僅依據與測定範圍C1～C3分別對應之範圍的第1電極78獲取電流值的資料，而不獲取其他資料，藉此亦可以縮短資料獲取所需之時間。藉此，能夠縮短計算相位空間輪廓E為止的時間。
測定控制部56亦可以依據藉由一部份第1電極78測定之電流值來驗證該測定是否正常進行。例如，亦可以藉由分別位於複數個第1電極78中y方向的兩端之第1上端電極78p1及第1下端電極78p2中的至少一個來測定之電流值成為規定的閾值以上時測定被視為異常，而輸出警告。藉由第1上端電極78p1及第1下端電極78p2中的至少一個來測定規定閾值以上的射束電流時，推定射束還到達設置有複數個第1電極78之區域之外，所測定之角度分佈的妥當性存在問題。
測定控制部56亦可以依據藉由複數個第1電極78測定之電流值與由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值來驗證測定是否正常進行。例如，亦可以確認藉由複數個第1電極78測定之第1測定範圍C1、第2測定範圍C2及第3測定範圍C3各自的射束電流值的大小關係與藉由複數個第1電流檢測部76a～76c分別檢測之射束電流值的大小關係是否相對應。例如，射束電流測定部54的測定結果如圖6（a）所示時，若第1中央電流檢測部76a的電流檢測量相對大且第1上側電流檢測部76b及第1下側電流檢測部76c的電流檢測量相對小，則認為合理。又，射束電流測定部54的測定結果如圖9（a）所示時，若第1中央電流檢測部76a及第1下側電流檢測部76c的電流檢測量相對大且第1上側電流檢測部76b的電流檢測量相對非常小，則認為合理。另一方面，若違反該種關係型，則認為測定異常。該情況下，射束電流測定部54可以輸出警告。
圖11係模式地表示判定為異常之射束的測定例之側視圖。圖11中，離子束B相對於z方向大幅度傾斜，通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1入射到第3測定範圍C3，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2入射到第1測定範圍C1。其結果，導致三個橫向狹縫74a～74c與三個測定範圍C1～C3的對應關係偏離。該種情況下，僅依據射束電流測定部54的測定結果，若假定三個橫向狹縫74a～74c與三個測定範圍C1～C3相對應之基礎上計算角度成分，則導致計算出與實際大為不同的相位空間分佈。
其另一方面，參閱三個第1電流檢測部76a～76c的電流檢測值，藉此能夠確認如上所述的對應關係的偏離。為圖11時，即便藉由第1上側電流檢測部76b檢測出電流，亦不在第2測定範圍C2測定射束電流，又，即便藉由第1下側電流檢測部76c檢測不出電流，亦在第3測定範圍C3測定射束電流，因此能夠發現上述對應關係的偏離。如此，比較藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值，藉此能夠驗證測定是否正常。
測定控制部56例如亦可以依據在測定範圍C1～C3分別測定之射束電流量的合計值IC1 ～IC3 與藉由第1電流檢測部76a～76c分別檢測之射束電流量ID1 ～ID3 之比ICi /IDi （i=1、2、3）的值，來判定測定是否正常。例如，只要電流比ICi/IDi的偏差在規定的範圍內，則視為測定為正常，否則視為測定為異常。另外，代替在測定範圍C1～C3分別測定之射束電流量的合計值，亦可以將射束電流量的峰值用作指標。
測定裝置50亦可以構成為在複數個測定模式下動作並在第1模式及第2模式中任一種模式下動作。第1模式係測定射束捆束整體的角度分佈之動作模式，第2模式係僅測定射束捆束的一部份的角度分佈之動作模式。第1模式中，標繪出如圖10所示的相位空間輪廓E。另一方面，第2模式中，依據比圖10更少的資料數標繪出相位空間輪廓。第2模式中，資料數變少，相應地使測定精度下降，但測定時間變短，因此能夠在短時間內獲得粗略的角度分佈資訊。
圖12係模式地表示射束捆束的局部相位空間輪廓E’之圖，且表示第2模式下的測定例。圖12所示之相位空間分佈僅由三個角度分佈80a、80b、80c構成，因此無需移動遮罩板52便能夠在短時間內進行測定。又，三個角度分佈80a～80c分別沿y方向分開，因此僅依據該等三個資訊亦能夠掌握概略性（局部性）的相位空間輪廓E’。例如，離子植入處理開始前先在第1模式標繪整體的相位空間輪廓E，離子植入處理中途在第2模式下標繪概略性的相位空間輪廓E’並與事先標繪之高精度的相位空間輪廓E進行比較，藉此能夠簡便地確認射束品質。第2模式下之測定時間相對短，因此例如亦能夠在晶圓W的更換過程中結束測定。又，亦可以在任意的複數個時機進行射束調整時，首次射束調整中在第1模式下獲取相位空間輪廓E的標繪，第2次以後的任意時機的射束調整中在第2模式下獲取概略性的相位空間輪廓E’的標繪而與首次的相位空間輪廓E的標繪進行比較，藉此簡便地確認射束品質。藉由採用該種第2模式，不對植入處理的生產量造成顯著的影響便能夠簡便地確認射束品質。
另外，亦可以在第2模式下一邊使遮罩板52移動一邊進行測定。例如，亦可以在比第1模式下的遮罩板52的第1方向的移動距離（第1距離，例如狹縫寬度w的6倍）小的第2距離（例如狹縫寬度w的3倍）移動遮罩板52而執行第2模式下的測定。此時，亦可以在第2模式下測定2處或3處等少數的複數個遮罩位置的射束電流值。藉此，能夠實現相對短的測定時間與測定精度的提高。
上述中，依據參閱圖4～圖10對使用複數個第1橫向狹縫74a～74c及複數個第1電極78來計算射束的y方向的相位空間分佈之方法進行了說明，但亦能夠藉由使用複數個第2橫向狹縫75a～75c及複數個第2電極79同樣地計算y方向的相位空間分佈。亦可以組合複數個第1電極78及複數個第2電極79的測定結果來計算離子束B的相位空間分佈，亦可以比較雙方的測定結果來確認射束品質。
圖13係表示實施形態之離子植入方法的流程之流程圖。使設置複數個狹縫之遮罩板52移動至射束軌道上（S10），在y方向的位置不同的複數個測定位置（複數個電極）測定通過各狹縫之射束（S12）。若測定為正常（S14的“是”），則計算通過各狹縫之射束的角度成分（S16）。若測定還未結束（S18的“否”），則移動遮罩板52而變更狹縫的y方向的位置（S10），並執行S12～S16的處理。之後，直至測定結束為止反覆進行S10～S16的處理。若測定結束（S18的“是”），測定模式為第1模式（S20的“是”），則計算射束捆束整體的相位空間輪廓E（S22），若所計算之相位空間輪廓E在容許值內且射束的角度分佈良好（S26的“是”），則執行離子植入處理（S28），結束本流程。
S20中測定模式不是第1模式而是第2模式時（S20的“否”），計算射束捆束的局部相位空間輪廓E’（S24）。比較過去在第1模式下計算之射束捆束整體的相位空間輪廓E與在第2模式下計算之局部相位空間輪廓E’（S26），若其比較結果在容許值內且射束的角度分佈良好（S26的“是”），則執行離子植入處理（S28），結束本流程。
S26中，若第1模式中測定之相位空間輪廓E在容許值外且射束的角度分佈出錯（S26的“否”），射束的累積的調整次數在規定次數內（S30的“是”），則調整射束的角度分佈（S32），再次執行S10～S22的處理而計算相位空間輪廓E。又，S26中，若第2模式中測定之相位空間輪廓E’在容許值外且射束的角度分佈為出錯（S26的“否”），射束的累積的調整次數在規定次數內（S30的“是”），則調整射束的角度分佈（S32），選擇第1模式並執行S10～S22的處理而計算相位空間輪廓E。之後相位空間輪廓E亦在容許值外（S26的“否”），且射束的累積的調整次數超過規定次數時（S30的“否”），輸出警告（S34），結束本流程。又，S14中，若測定上存在異常（S14的“否”），則輸出警告（S34），結束本流程。
依本實施形態，使用沿y方向排列之複數個橫向狹縫74、75來測定y方向的角度分佈，藉此能夠縮短測定離子束B的y方向的角度分佈所需之時間。測定射束捆束整體的角度分佈時，使用三個橫向狹縫74、75，藉此能夠以僅使用一個橫向狹縫時的1/3的時間結束測定。又，即使在測定射束捆束的局部角度分佈之情況下，不移動橫向狹縫的位置，而能夠同時測定沿y方向分離之複數處（例如3處）的射束部分的角度分佈。因此，能夠在極短的時間內獲得射束捆束整體的概略性的角度分佈，且能夠高速精確地對射束的角度分佈進行簡便的評價。
以上，依據實施形態對本發明進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，能夠進行各種設計變更，且能夠存在各種變形例，又該種變形例亦在本發明的範圍內，這亦被本領域技術人員所理解。
圖14係模式地表示基於變形例之測定裝置150之射束的角度分佈之側視圖。本變形例中，代替藉由複數個第1電極78及複數個第2電極79來測定射束電流，使用具備能夠沿y方向移動的至少一個電極之法拉第杯154a來測定射束電流。射束電流測定部154包括法拉第杯154a及移動機構154b。移動機構154b使法拉第杯154a沿y方向移動，使得法拉第杯154a配置於y方向的位置不同的複數個測定位置。法拉第杯154a所能夠配置之複數個測定位置與上述實施形態之複數個第1電極78或複數個第2電極79的位置相對應。
本變形例中，將遮罩板52配置於射束軌道上之後，使法拉第杯154a沿箭頭Y3移動，並在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。接著，使遮罩板52沿y方向移動而作為其他遮罩位置之後，再次使法拉第杯154a沿箭頭Y3移動，並在y方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。反覆該步驟，藉此能夠計算離子束B的射束捆束整體的角度分佈。
上述實施形態中，示出了藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值不對應時，視為測定為異常而輸出警告之情況。變形例中，亦可以依據藉由複數個第1電極78測定之電流值與藉由複數個第1電流檢測部76檢測之電流值的對應關係來調整計算角度分佈時的角度y’的中心坐標的位置。例如，入射如圖11所示的離子束B時，依據上述對應關係獲知通過第1中央橫向狹縫74a之第1射束部分B1在第3測定範圍C3被測定，通過第1上側橫向狹縫74b之第2射束部分B2在第1測定範圍C1被測定。因此，亦可以將在第3測定範圍C3測定之射束電流量作為第1射束部分B1的角度分佈來採用，將在第1測定範圍C1測定之射束電流量作為第2射束部分B2的角度分佈來採用。此時，第1中央橫向狹縫74a的y位置為y1=0，因此在第3測定範圍C3的射束電流量的角度分佈的計算中，亦可以將y=0的位置作為角度y’的中心坐標。同樣，第1上側橫向狹縫74b的y位置為y2/E=+7，因此在第1測定範圍C1的射束電流量的角度分佈的計算中，亦可以將y=+7的位置作為角度y’的中心坐標。亦即，亦可以依據上述對應關係而變更角度分佈的y’的中心坐標的設定方法。
上述實施形態中，設為了圍繞複數個橫向狹縫74、75而設置電流檢測部76、77之結構，但變形例中亦可以不設置電流檢測部76、77。
上述實施形態中，示出了構成為測定裝置50測定離子束B的y方向的角度分佈之情況。變形例中，亦可以構成為測定裝置50測定離子束B的x方向的角度分佈，亦可以構成為測定與射束行進方向正交之任意方向的角度分佈。
W‧‧‧晶圓
50‧‧‧測定裝置
54‧‧‧射束電流測定部
56‧‧‧測定控制部
74、75‧‧‧横向狹縫
76、77‧‧‧電流檢測部
78、79‧‧‧電極
100‧‧‧離子植入裝置
150‧‧‧測定裝置
154‧‧‧射束電流測定部
154a‧‧‧法拉第杯
154b‧‧‧移動機構
圖1係示意地表示實施形態之離子植入裝置之頂視圖。
圖2係詳細表示基板傳送處理單元的結構之側視圖。
圖3（a）、圖3（b）係概略地表示遮罩板及射束電流測定部的結構之俯視圖。
圖4係模式地表示基於測定裝置之射束的角度分佈的測定例之側視圖。
圖5（a）～圖5（d）係模式地表示具有不同的角度分佈之射束的測定例之側視圖。
圖6（a）、圖6（b）係模式地表示基於測定裝置之射束電流的測定結果之曲線圖。
圖7係模式地表示移動遮罩板之狀態之側視圖。
圖8係模式地表示基於測定裝置之射束的角度分佈的測定例之側視圖。
圖9（a）、圖9（b）係模式地表示基於測定裝置之射束電流的測定結果之曲線圖。
圖10係模式地表示射束捆束整體的相位空間分佈之圖。
圖11係模式地表示判定為異常之射束的測定例之側視圖。
圖12係模式地表示射束捆束的局部相位空間分佈之圖。
圖13係表示實施形態之離子植入方法的流程之流程圖。
圖14係模式地表示基於變形例之測定裝置之射束的角度分佈的測定例之側視圖。
Claims (23)
- 一種離子植入裝置，其特徵為，具備：射束線裝置，輸送照射於晶圓之離子束；及測定裝置，測定前述離子束的角度資訊， 前述測定裝置包括：複數個狹縫，使前述離子束入射；射束電流測定部，設置於從前述複數個狹縫沿射束行進方向分離之位置；及測定控制部， 前述射束電流測定部構成為在與前述射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置能夠測定射束電流， 前述複數個狹縫以前述第1方向與狹縫寬度方向一致之方式沿前述第1方向隔著間隔配置，且構成為可沿前述第1方向移動， 前述測定控制部一邊使前述複數個狹縫沿前述第1方向移動，一邊藉由前述射束電流測定部獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
- 如申請專利範圍第1項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部依據前述複數個狹縫的前述第1方向的位置及在與前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值來計算前述離子束的射束捆束整體的前述第1方向的角度分佈。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部依據前述複數個狹縫的前述第1方向的位置及在與前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值來計算前述離子束的前述第1方向的相位空間分佈。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部一邊使前述複數個狹縫沿前述第1方向以與狹縫寬度相同的距離移動一邊獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部一邊使前述複數個狹縫沿前述第1方向以恆定速度移動一邊獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部使前述複數個狹縫移動與前述複數個狹縫的前述第1方向的間隔相同的距離。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述複數個狹縫的前述第1方向的間隔為狹縫寬度的整數倍。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述複數個狹縫包括第1狹縫及與前述第1狹縫在前述第1方向上相鄰設置之第2狹縫， 前述複數個狹縫的前述第1方向的間隔被設定為通過前述第2狹縫之前述離子束的第2部分不入射到可測定通過前述第1狹縫之前述離子束的第1部分之一個以上的測定位置。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定裝置具備包括前述複數個狹縫之一個射束屏蔽體。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述複數個狹縫包括分別配置於前述第1方向的兩端之第1端部狹縫及第2端部狹縫， 前述射束電流測定部構成為在比前述第1端部狹縫至前述第2端部狹縫為止的前述第1方向的距離長的區間，能夠在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。
- 如申請專利範圍第10項所述之離子植入裝置，其中 前述射束電流測定部構成為在比前述第1端部狹縫至前述第2端部狹縫為止的前述第1方向的距離和前述複數個狹縫的前述第1方向的移動距離的合計長的區間，能夠在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部在前述射束電流測定部的前述複數個測定位置中分別位於前述第1方向的兩端之第1端部測定位置及第2端部測定位置的至少一個位置測定之電流值成為規定的閾值以上時輸出警告。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中具備如下模式： 第1模式，一邊使前述複數個狹縫沿前述第1方向移動第1距離，一邊獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值；及第2模式，一邊保持固定前述複數個狹縫的位置之狀態或沿前述第1方向移動比前述第1距離小的第2距離，一邊獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
- 如申請專利範圍第13項所述之離子植入裝置，其中 比較在前述第2模式中測定之前述離子束的角度資訊與過去在前述第1模式中測定之前述離子束的角度資訊而比較結果滿足規定條件時將前述離子束照射到晶圓。
- 如申請專利範圍第13項所述之離子植入裝置，其中 比較在前述第2模式中測定之前述離子束的角度資訊與過去在前述第1模式中測定之前述離子束的角度資訊而比較結果不滿足規定條件時輸出警告。
- 如申請專利範圍第13項所述之離子植入裝置，其中 在比較前述第2模式中測定之前述離子束的角度資訊與過去在前述第1模式中測定之前述離子束的角度資訊而比較結果不滿足規定條件時，在前述第1模式中重新測定前述離子束的角度資訊，並依據前述第1模式下的重新測定結果調整前述射束線裝置的動作參數。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述射束線裝置具備沿與前述射束行進方向及前述第1方向正交之第2方向往復掃描前述離子束之掃描器， 前述測定裝置測定沿前述第2方向往復掃描之離子束的前述第1方向的角度資訊。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述射束電流測定部具有分別設置於前述第1方向的位置不同的複數個測定位置之複數個電極。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述射束電流測定部具有至少一個電極及使前述至少一個電極移動至前述第1方向的位置不同的複數個測定位置之移動機構。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之離子植入裝置，其中 前述測定裝置還包括分別與前述複數個狹縫相鄰設置之複數個電流檢測部。
- 如申請專利範圍第20項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部在比較藉由前述複數個電流檢測部檢測之射束電流值與藉由前述射束電流測定部在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值而比較結果不滿足規定條件時輸出警告。
- 如申請專利範圍第20項所述之離子植入裝置，其中 前述測定控制部依據藉由前述複數個電流檢測部檢測之射束電流值、前述複數個狹縫的前述第1方向的位置及在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值來計算前述離子束的前述第1方向的相位空間分佈。
- 一種測定裝置，其測定離子束的角度資訊，該測定裝置的特徵為，具備：複數個狹縫，使前述離子束入射；射束電流測定部，設置於沿射束行進方向從前述複數個狹縫分離之位置；及測定控制部， 前述射束電流測定部構成為能夠在與前述射束行進方向正交之第1方向的位置不同的複數個測定位置測定射束電流， 前述複數個狹縫以前述第1方向與狹縫寬度方向一致的方式沿前述第1方向隔著間隔配置，且構成為可沿前述第1方向移動， 前述測定控制部一邊使前述複數個狹縫沿前述第1方向移動，一邊藉由前述射束電流測定部獲取在前述第1方向的位置不同的複數個測定位置測定之複數個射束電流值。
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