TWI469189B - Ion implantation device, ion implantation method and ion implantation control program - Google Patents

Ion implantation device, ion implantation method and ion implantation control program Download PDF

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TWI469189B TW98110741A TW98110741A TWI469189B TW I469189 B TWI469189 B TW I469189B TW 98110741 A TW98110741 A TW 98110741A TW 98110741 A TW98110741 A TW 98110741A TW I469189 B TWI469189 B TW I469189B
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Description

離子注入裝置、離子注入方法及離子注入控制程式
本發明，係有關於對處理對象基板照射帶狀離子束並進行離子注入之離子注入裝置及離子注入方法，更進一步，係有關於對帶狀離子束之電流密度分佈作調整的電腦可實行之程式、或是將此程式作了編碼化之電腦可讀取的記錄媒體。
現今，對於在液晶方式或是使用有機LED之平面型顯示裝置中所被使用的玻璃基板或是半導體基板而使用離子注入裝置來進行離子注入之處理，係為盛行。特別是，為了對於大型之基板而有效率且正確地進行離子注入，係要求使用：相對於基板之橫寬幅而所照射之離子束的橫寬幅係為廣，且電流密度分佈係被控制在所期望之分佈的帶狀離子束。
藉由使用將離子束之橫寬幅設為較基板之橫寬幅為更廣的帶狀之離子束，能夠對於基板之橫寬幅方向的區域一次性地作處理，此時，藉由使基板在縱方向上移動，而成為能夠對於基板全體而一次性地進行離子注入，處理效率係提升。
另一方面，帶狀離子束，由於係對基板之橫寬幅方向上的相同位置而在縱方向上作處理，因此，當此帶狀離子束之電流密度分佈在橫寬幅方向上並非為均一的情況時，在基板上被不均一地注入了離子之部分，係會呈現為線狀，而無法進行正確之離子注入處理。因此，帶狀離子束，係期望以使其成為所期望之電流密度分佈的方式而正確地作調整。
在下述專利文獻1中，係記載有一種離子注入裝置，其係對於離子束的束剖面形狀為具備有橫切方向之長度以及寬幅之維度的形狀之帶狀離子束，而使多極之磁場作用，以對帶狀離子束之電流密度分佈的不均一作抑制。
同樣的，在下述專利文獻2中，係與專利文獻1相同的，記載有：使多極之磁場作用於帶狀離子束之電流密度分佈上，而進行電流密度分佈之調整。同時，係記載有：此時，電流密度分佈之調整，係根據帶狀離子束與作為目標之分佈間的偏差來進行。
進而，在下述專利文獻3中，係記載有下述一般之離子注入裝置。亦即是，在該當裝置中，係從離子源而產生包含有所期望之離子種且寬幅為較基板之短邊寬幅更廣的薄片狀之離子束，並藉由質量分離磁鐵，來將薄片狀之離子束彎曲至與該薄片面相正交之方向上並選別出所期望之離子種而將其導出，此時，係使用分離槽隙，來與質量分離磁鐵共同作用而對所期望之離子種作選別並使其通過。而後，在通過了分離槽隙之離子束的照射區域內，將基板在與離子束之薄片面實質正交的方向上作往返驅動，而進行離子注入。
[專利文獻1]日本專利2878112號公報
[專利文獻2]日本專利3730666號公報
[專利文獻3]日本特開2005-327713號公報
然而，在上述專利文獻1～3中，對於離子束之調整，更具體而言，對於如何從所計測之電流密度分佈來對於為了進行離子束之調整所使用的磁場或電場作設定一事，係均未對於該設定方法有所記載。
為了以使所計測之電流密度分佈成為與作為目標之分佈最為近似的方式而對所欲控制之磁場或電場的強度作最適當之設定，係可以利用使用有類神經網路或是基因演算法的最適化手法。但是，在此些之方法中，於計算處理係耗費時間，且處理內容亦為繁雜，進而，亦會產生對於電流密度分佈之些微的變化而使最適當之磁場或電場的強度大幅變化之所謂的穩健(ROBUST)性之惡化。
因此，本發明，係為了解決上述問題點，而以提供一種：能夠以使帶狀離子束之電流密度分佈高精確度地成為作為目標之分佈的方式，而有效率地作調整之離子注入裝置及離子注入方法，還有對於帶狀離子束之電流密度分佈作調整的電腦可實行之程式以及將此程式作了編碼化的電腦可讀取之記錄媒體為目的。
為了達成上述目的，本發明，係提供一種離子注入裝置，係為對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束，並進行離子注入的離子注入裝置，其特徵為，具備有：束整形部，係具備有產生離子束之離子源，並將所產生之離子束整形為帶狀離子束；和處理部，係將前述帶狀離子束照射至處理對象基板；和束調整部，係為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定；和束控制部，係具備有計測部和設定部，該計測部，係對藉由前述束調整部而被作了調整的前述帶狀離子束之電流密度分佈作計測，該設定部，係因應於此計測結果，而求取出在前述束調整部而作調整之前述單位透鏡要素所作出的磁場或是電場之調整強度，並將所求取出之前述調整強度，加上至現在之前述束調整部處所設定的磁場或是電場之強度上，藉由此來對磁場或是電場之強度作再設定，前述設定部，係將前述複數之單位透鏡要素中，對應於在前述所計測之電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，其所作出之磁場或電場的調整強度，從藉由前述計測部所計測出之電流密度分佈來求取出來，同時，對於鄰接於前述對應單位透鏡要素之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所求取出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來，並使用前述求取出來之調整強度，來進行磁場或電場之強度的再設定。
此時，較理想，前述束調整部，係對前述單位透鏡要素所作出之電場作調整，而在前述電流密度分佈中所欲進行調整之位置，係為所計測之電流密度分佈中的相對於特定之分佈而誤差為最大的位置，前述一定之比例，係為1以下，對於與對應於前述誤差為最大之位置的前述對應單位透鏡要素相鄰接之單位透鏡要素，將在所設定之前述對應單位透鏡要素的電場之調整強度上乘算了前述一定之比例的值，作為電場之調整強度而求取出來。
或是，相同的，較理想，前述束調整部，係對前述單位透鏡要素所作出之磁場作調整，而在前述電流密度分佈中所欲進行調整之位置，係為所計測之電流密度分佈中的相對於特定之分佈的誤差之分佈中，誤差之梯度為最大的位置，前述一定之比例，係為1以下，對於與對應於前述梯度為最大之位置的前述對應單位透鏡要素相鄰接之單位透鏡要素，將在所設定之前述對應單位透鏡要素的磁場之調整強度上乘算了前述一定之比例的值，作為磁場之調整強度而求取出來。
於此，前述梯度，係指電流密度分佈之斜率的絕對值(大小)，雖係朝向左右之其中一方而傾斜，但是，斜率之正負係並不列入考慮。
又，較理想，前述一定之比例，係為0.3～0.6。
進而，本發明，係提供一種離子注入方法，係為使用有對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置之離子注入方法，其特徵為：前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段，該離子注入方法，在將離子束照射於處理對象基板並進行離子之注入時，係具備有以下步驟：對藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整的離子束之電流密度分佈作計測的步驟；和從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所計測之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，從前述所計測出之電流密度分佈來求取出來，同時，對於鄰接於前述對應透鏡之前述單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所設定之強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來，並藉由將所求取出來之前述調整強度，加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上，來進行磁場或電場之強度的再設定之步驟；和將被作了再設定之強度，適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中，而對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之步驟。
進而，本發明，係提供一種電腦可實行之程式，以及將此程式作了編碼化並記錄的電腦可讀取之記錄媒體，該程式，係為在對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置中，為了在前述帶狀離子束處使磁場或是電場作用並對於前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整，而對前述磁場或電場之強度作設定。此時，前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段。
此程式，在將藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整之離子束照射於處理對象基板並進行離子之注入時，係具備有以下處理程序：從離子束之被作了計測的電流密度之資料，來在電腦之演算手段中算出電流密度分佈，並記憶在電腦之記憶手段中的處理程序；和在前述演算手段中，從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所算出之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在前述演算手段中而從前述所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於前述對應透鏡之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為前述磁場或電場之調整強度而在前述演算手段中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在前述演算手段中進行再設定的處理程序；和在前述演算手段中，作成將被作了再設定之強度適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中而用以對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
進而，本發明，係提供一種電腦可實行之程式，以及將此程式作了編碼化並記錄的電腦可讀取之記錄媒體，該程式，係為在對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置中，為了在前述帶狀離子束處使磁場或是電場作用並對於前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整，而對前述磁場或電場之強度作設定。
此時，前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段。
此程式，在將藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整之離子束照射於處理對象基板並進行離子之注入時，係具備有以下處理程序：從離子束之被作了計測的電流密度之資料，來在電腦之演算手段中算出電流密度分佈，並記憶在電腦之記憶手段中的處理程序；和在前述演算手段中，從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所算出之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在前述演算手段中而從前述所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於前述對應單位透鏡之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為前述磁場或電場之調整強度而在前述演算手段中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在前述演算手段中進行再設定的處理程序；和在前述演算手段中，藉由模擬來計算出使用被作了在設定之強度而被作了調整的離子束之電流密度分佈的處理程序；和在前述演算手段中，反覆進行磁場或電場之強度的再設定與前述模擬，直到藉由前述模擬所得到了的電流密度分佈與目標分佈略一致為止的處理程序；和在前述演算手段中，作成將藉由前述模擬所得到之電流密度分佈與前述目標分佈為略一致時之前述強度適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中而用以對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
在本發明之離子注入裝置以及方法還有程式中，係從複數之單位透鏡要素中，將對應於所欲進行電流密度分佈之調整之位置的對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，由所計測出之電流密度分佈來求取出來，同時，對於鄰接於此對應單位透鏡要素之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在藉由對應單位透鏡要素所求取出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來。因此，相較於先前技術之使用有類神經網路或是基因演算法等的最適化手法之情況，求取出調整強度之時間係為短，且為簡單的處理內容，而能夠有效率地以良好精確度來將電流密度分佈調整為作為目標之分佈。並且，由於係將磁場或電場之調整強度，對於對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場而以一定比例來乘算並求取出各磁場或各電場之調整強度，並設定磁場或電場之強度，因此，穩健性亦為佳。
以下，針對本發明之離子注入裝置，根據在添附圖面中所示之合適實施形態來作詳細說明。
圖1，係為身為本發明之離子注入裝置的其中一種實施形態之離子注入裝置10的平面圖。圖2，係為離子注入裝置10之側面圖。
離子注入裝置10，係從離子束之上流側起，而依序具備有：具備離子源之束整形部20、和具備有身為束調整部之透鏡要素以及質量分離磁鐵之束輸送部30、和對處理對象基板(以後，稱為處理基板)進行離子注入之處理部60、和控制部80。束整形部20、束輸送部30以及處理部60，係被未圖示之真空外罩所包圍，並成為藉由真空幫浦來維持在一定之真空度(10-5 ~10-3 Pa)。
在本發明中，係根據從離子源而朝向處理基板前進之離子束的流向，而將離子源側稱為上流側，並將處理基板側稱為下流側。
束整形部20，係具備有小型之離子源22。離子源22，係為產生離子束之部分，並使用有伯納型或弗利曼型之電漿產生機，而以使離子束從小型之離子源22而輻散的方式而被拉出。在伯納型離子源中，係在金屬處理室內具備有燈絲與反射板，並於其外側具備有磁石。在此離子源22之真空中的金屬處理室內，供給包含有在離子注入中所使用之原子的氣體，並在燈絲處流動電流而放出熱電子，而使其在被設置在金屬處理室之兩側處的反射板間作往返。在此狀態下，藉由在金屬處理室處施加特定之電弧電壓，來產生電弧放電，並藉由此而使被供給至金屬處理室內之氣體電離，而產生電漿。藉由使用拉出電極來將此產生了的電漿從被設置在金屬處理室之側壁上的取出孔而作電漿拉出，離子束24係從金屬處理室而輻射。
本實施形態之離子源22，係使用小型之離子源而產生輻散之離子束。在本發明中，除了小型之離子源以外，亦可採用從大型之離子源而產生具備有略一定之束寬幅的略平行之帶狀的離子束之構成。又，亦可藉由複數之離子源而產生離子束。
所產生之離子束24，由於係從離子束之端近旁的電流密度為低之區域起直到成為離子束之主區域的電流密度為高之區域為止，而隨著位置之改變作電流密度之連續的變化，因此，本質上，其邊界係並不明確。不過，在本發明中，係將離子束之端近旁的電流密度超過了特定之值的部分作為離子束之端，而制訂離子束24之線。
從離子源22所產生之離子束，係如圖2中所示一般，在離子束之端25a、25b處而輻散，另一方面，如圖1所示一般，在離子束之端25c、25d處，雖然亦會輻散，但是，在離子束之端25c、25d處的輻散之程度係為低。此種離子束之輻散的程度之差異，係能夠經由離子源22之取出孔的形狀以及拉出電極之構成來制訂。
如此這般所產生之離子束的剖面形狀，係成為所謂的帶狀，亦即是，身為在離子束之端25c、25d間之長度的束厚度，相較於身為離子束之端25a、25b間之長度的束寬幅，係為薄的形狀。此離子束之束寬幅，係被整形為具備有較處理基板之寬幅為更廣的束寬幅。
另外，離子束，由於係為持有正電荷之離子的流動，因此，如圖1所示一般，到達處理部70處之帶狀的離子束之端25c、25d，係藉由離子束之電荷所致的斥力之作用，而顯示有輻散。但是，在本發明中，不論是此種輻散之離子束，或是收束之離子束，在本發明中均可作適用。
在離子源22處所產生之離子束24，係成為帶狀並前進至束輸送部30。
束輸送部30，係具備有質量分離磁鐵32、透鏡要素40以及分離槽隙50。束輸送部30，係構成為將離子束24之束厚度方向(在圖1中之端25c～25d間的厚度方向)的厚度變薄並使離子束收束，而後將離子束24照射至處理部60之處理基板上。
質量分離磁鐵32，係在藉由軛34而被形成之角型的筒構造之內側，如圖2所示一般地而將一對之磁極36相對向地設置，並在磁極36之周圍捲繞線圈38，所構成的電磁石。線圈38，係以使一對之磁極36所作出的磁場成為相同方向的方式而被串聯連接，並被連接於未圖示之電源，而被供給有電流。
離子束24，係如同由圖1所示之離子束的端25c、25d之軌道而能夠得知一般，而成為僅些許擴散之離子束24，並入射至質量分離磁鐵32處。此離子束24，係通過一對之磁極36之間，並以在帶狀之離子束的厚度方向上具有曲率的方式，而使離子束24之前進方向彎曲，並以在後述之分離槽隙的位置處而收束的方式而被整形。
一對之磁極36間的朝向內側之面，係藉由使其部分性傾斜或是改變其之傾斜位置並作調整，而成為藉由曲率相異之圓柱面的連續面或是環面(torus surface)等之複雜的連續曲面所構成。又，係構成為使磁極36之一部份動作，而相對於離子束24之兩側的磁極端面37所成之角度係被作調整。另外，在質量分離磁鐵32處，係亦可設置從軛34起而在離子束24之側越過線圈34並延伸之場夾鉗(field clamp)。又，亦可採用對線圈38之形狀作調整並使其成為所期望之離子束形狀的構成。
通過了質量分離磁鐵之離子束24，係在離子源22之電漿密度以及未圖示之拉出電極還有質量分離磁鐵32之磁場的影響下，而以使電流密度之偏差成為一定以下、例如成為5%以下的方式，來對電漿密度以及拉出電極之電壓還有質量分離磁鐵32之磁場作調整。此離子束24，係經由後述之透鏡要素40而將電流密度之偏差降低至了1%左右。
於此，所謂離子束之電流密度，係指沿著離子束24之厚度方向、亦即是沿著離子束之端25c、25d之間的方向而對電流密度作了積分之積分值(亦即是合計後之合計值)。所謂電流密度之偏差，係指身為電流密度之束寬幅方向(於圖2中之端25a～25b之間的長度方向)上的分佈之電流密度分佈，其相對於作為目標之分佈(例如均一之分佈)的偏移寬幅之標準偏差的程度，更具體而言，所謂偏差為1%以下，係指偏移寬幅之標準偏差的對於平均電流密度之值的比為1%以下。
另外，在本發明中，電流密度分佈，除了均一之分佈以外，亦可為不均一之所期望的分佈。例如，亦有著為了配合於在處理基板62上藉由CVD法等所形成之薄膜的不均一或是熱處理的不均一，而意圖地將離子注入量因應於場所來作改變，而以使電流密度分佈成為作為目標之不均一地分佈的方式來作調整的情況。
透鏡要素40，係為將帶狀之離子束24的一部份在此帶狀離子束24之面內而朝向束寬幅之方向來彎曲，以對離子束24之束寬幅方向上的電流密度分佈作調整的束調整部。透鏡要素40，係被配置在離子束24之厚度相較於通過質量分離磁鐵32之離子束24的厚度而成為較薄之離子束的收束位置52近旁的區域處，並在此區域處來對離子束24之電流密度分佈作調整。另外，在本實施形態中，透鏡要素40，雖係被配置在離子束之收束位置52近旁的區域處，但是，在本發明中，係並非一定需要將其配置在收束位置52近旁之區域處。
透鏡要素40，係藉由在挾持著離子束24之兩側的軛42處，將電磁石44成對地且使此對在離子束24之束寬幅方向上成為一列地配置，而設置有複數個的單位透鏡要素。單位透鏡要素之各電磁石44，係將離子束24之束厚度方向的中心面作為中心，而被設置在兩側之相對稱的位置處。亦即是，電磁石44所作出之磁場，係相對於離子束24之中心面而成為對稱之分佈。電磁石44，係藉由以電磁軟鐵所製作之磁極46、和被捲繞在磁極46之周圍的線圈48所構成，以使成對之電磁石44的其中一方之電磁石所作出的磁場朝向另外一方之電磁石44的方式，線圈48之線係對於一對之電磁石44而被作串聯連接。如此這般，相對向之成對的電磁石44，係在軛42之上，以橫斷束寬幅全體的方式而被設置有複數組，並構成有複數組之單位透鏡要素。單位透鏡要素之個數，係為10～20左右。
另外，於圖1以及2中所示之透鏡要素40，係為其中一例，在本發明中，係並不被限定於此。離子束24，係藉由離子源22以及離子源22之未圖示的拉出電極、並更進而藉由質量分離磁鐵32，而被某種程度地以成為接近於特定之電流密度分佈的方式而作了調整，因此，透鏡要素40所致之調整亦僅需為緩和之調整即可。因此，透鏡要素40所致之磁場的產生，亦僅需為平穩者即可。
又，透鏡要素40，係除了使用磁場而進行離子束24之調整以外，亦可如同後述一般地使用電場來進行離子束24之調整。但是，從下述之點來看，透鏡要素40係以使用有磁場者為理想。亦即是，在離子束24之周圍而圍繞成雲狀的低速且不一致地運動之電子，係經由離子束24中之正電荷彼此的斥力，而對於離子束24本身之欲輻散的特性作了抑制，但是，為了不對此電子造成大的影響，透鏡要素40係以使用磁場為理想。
在透鏡要素40之成對的電磁石44之間，係被設置有分離槽隙50。分離槽隙50，在圖2中雖並未展示，但是，係藉由以橫斷離子束24之端25a、25b的方式而被設置有細長之孔(槽隙)的非磁性體構件所構成。在質量分離磁鐵32處而被彎曲之離子束24，係在質量分離磁鐵32之下流側處而在束厚度方向上於收束位置52處作收束，但是，在此收束位置52處，係被設置有分離槽隙50，而成為僅使具備有特定之質量與電荷的離子粒子通過。亦即是，分離槽隙50，係被設置在離子束24於束厚度方向上作收束之收束位置52處，透鏡要素40，係被設置在與分離槽隙50重疊之位置處。
離子束24中，不具備有特定之質量以及電荷的離子粒子，由於在收束位置處係並不會收束，因此，係與分離槽隙50之壁面相衝突，而其之朝向下流側的移動係被阻止。因此，分離槽隙50，係有必要使用對於與離子粒子間之衝突所致的磨耗而具有耐性的素材，例如，係適合使用石墨。離子粒子之衝突，由於若是相對於垂直而具備有傾斜角度地與壁面相衝突，則磨耗係變的激烈，因此，分離槽隙50，係以具備有使離子粒子相對於壁面而略垂直地衝突一般之形狀為理想。
在分離槽隙50處，當離子粒子衝突時，分離槽隙50之材料的一部份係受到離子粒子之衝突能量，而作為粒子來物理性地飛散，或是藉由熱所致之氣化，而成為氣體並飛散。此時，由於束輸送部30係成為低壓氛圍，因此，上述飛散係有直線性地擴散之虞。故而，有必要以使飛散之粒子或氣體等的材料成分不會到達下流側之處理基板處的方式，來將分離槽隙50之形狀制訂為不會從處理基板而見到離子粒子之產生衝突的部分。例如，如圖1中所示一般，在分離槽隙50之上流側的離子粒子產生衝突之部分處，設置具有廣面積之衝突面的鍔54，並藉由此鍔54來對於飛散之材料成分到達處理基板處一事作阻止。
分離槽隙50，係有必要設為不會對透鏡要素40所作出之磁場造成影響的非磁性體。進而，亦可不將分離槽隙50以重疊於透鏡要素40之位置的方式來作配置，而以使分離槽隙50與透鏡要素40相鄰接的方式來作配置。
如同後述一般，當代替透鏡要素40而使用以電場來對離子束24作調整之透鏡要素90的情況時，由於選擇不會對電場造成影響之材料一事係為困難、以及在分離槽隙50之表面上會堆積導電性之膜並對電場造成影響，因此，考慮上述事項，透鏡要素90，係以與分離槽隙50相鄰接的方式來配置為理想。於此情況，分離槽隙50，由於係有必要配置在離子束24之收束位置52處，因此，係以使透鏡要素90對於分離槽隙50而相鄰接的方式來作配置。
進而，分離槽隙50之離子束24的厚度方向上之槽隙的開口寬幅，係可為被作了固定者，但是，係以可進行可變調整者為理想。因應於應注入至處理基板處的離子之量，或是因應於高純度之離子的注入之必要性的有無，而能夠對於槽隙之開口寬幅作調整，藉由此，能夠對於離子粒子之分離性能作適當的調整。又，係會有將在收束位置52處之離子束24的厚度薄化為10數mm左右的情況，而另一方面，離子束24之軌道，係會被離子之種類、離子束之能量以及離子粒子之電荷所影響，而並非恆常為一定。故而，槽隙之開口寬幅，係以能夠因應於情況而作調整為理想。
在分離槽隙50處而被與不必要之離子粒子作分離並僅由特定之離子粒子所構成，且在透鏡要素40處被作了電流密度分佈之調整的離子束24，係一面將束厚度擴張，一面朝向處理部60而前進。
處理部60，係具備有：一面將處理基板62從圖1之下側而朝向上側來搬送一面進行離子注入之未圖示的移動機構、和對於離子束24之電流密度分佈作計測的法拉第杯64。
處理基板62，係被例示為半導體晶圓或是玻璃基板。離子束24之束寬幅，係藉由質量分離磁鐵32所致之調整，而如圖2所示一般，相較於處理基板62之橫寬幅而成為較廣。
又，被照射於處理基板62處之離子束24，係如圖2中所示一般，以隨著朝向下流側之處理基板62前進而位置降低的方式，而朝向圖中之下側傾斜。此係因為，處理基板62係經由未圖示之基台而從處理基板62之背面處來利用重力而作保持，且為了使離子束24對於處理基板62來垂直入射之故。將處理基板62從背面來作保持的原因，係因為無法在被暴露於離子束中之處理基板62的前面設置夾鉗治具等的保持機構之故。
當處理基板62為玻璃基板的情況時，則多係為1邊為1m的四方之正方形形狀且厚度為0.5mm之板，而容易彎曲。進而，由於在玻璃板之前面處係被施加有用以形成細微之電路元件等的加工，因此，為了避免細微之塵埃或是粒子的附著，亦無法經由夾鉗等而從處理面之側來作接觸。故而，係以如圖2中所示一般，使處理基板42傾斜並利用重力來從背面而作保持為理想。
在處理基板62之配置位置的下流側，係被設置有法拉第杯64。法拉第杯64，係在束寬幅之方向上，於較離子束24之束寬幅為更廣的範圍中被設置有複數個。各法拉第杯64之接收離子束24的面之束厚度方向上的長度，係成為較離子束24之束厚度為更長，而被夠成為能夠一次地對沿著離子束24之束厚度方向上的電流密度分佈之合計值作計測。在束寬幅方向上，法拉第杯64係被相鄰接地並排有複數，故而，在束寬幅方向上，電流密度之合計值，係在法拉第杯64之各位置的每一處被離散性地作計測。
法拉第杯64，係具備有接收離子粒子之杯部分，和未圖示之2次電子捕捉機構。2次電子捕捉機構，係為用以對於由於離子粒子在法拉第杯64之內面處衝突所產生的2次電子漏洩出至法拉第杯64之外一事作防止的捕捉機構。此係因為，若是2次電子漏洩至法拉第杯64之外，則會對於電流密度之計測賦予誤差之故。2次電子捕捉機構，係可為使用有磁場之捕捉功能，此外，亦可利用使用有電場之捕捉功能。
法拉第杯64之個數，係只要因應於需要來增加即可，當欲將計測精確度提升的情況時，只要增加個數即可，其與透鏡要素40之單位透鏡要素的設置個數間，係並沒有相關。為了以良好精確度來對於電流密度之數%的偏差作計算，法拉第杯64之設置個數係以100個左右為理想，但是，就算是20～40個左右，亦能夠由電流密度分佈來對於離子束24之調整以良好精確度而進行。
法拉第杯64，係除了於圖1、2中所示一般之作複數個並排的形態以外，亦可將單一之法拉第杯在離子束24之束寬幅方向上而以從一端起來橫斷至另一端的方式而作移動，並將位置與電流密度成對地作計測。在此方法中，僅需使用1個的法拉第杯，即可進行良好精確度之計測。
本實施形態之處理部60，係為使處理基板62在上下方向上作移動並進行離子注入者，但是，在本發明中，除此之外，亦可採用使處理基板做圓弧狀運動，或是將其載置在圓盤上並使其作旋轉運動，並照射離子束的方式。當圓弧狀之運動或是旋轉運動的情況時，由於旋轉半徑係隨場所而相異，因此，處理基板之各位置係相對於離子束而移動。故而，為了進行均一之離子注入，係有必要對於處理基板之各位置的移動作考慮，並對離子束之電流密度分佈作調整。
另外，於圖1、圖2中所示之法拉第杯64的各個，係被與控制部80中之計測器82作連接，藉由各法拉第杯64所計測之電流密度的合計值，係被送至計測模組82處。
控制部80，係具備有：電腦，係具備有藉由實行程式來實施本發明方法之計測模組82與控制模組84；和電源控制部86。從控制部80所輸出之控制訊號，係經由電源驅動部，而成為被供給至單位透鏡要素之各單位透鏡要素的電磁石44處之電流。
形成計測模組82與控制模組84之電腦，，係具備有：記憶體85、和實質進行計測模組82以及控制模組84之演算的CPU86、和I/O87。
計測模組82，係為使用從各法拉第杯64所送來之資料而計算出電流密度分佈的部分。例如，如圖3A中所示一般，得到有不均一之電流密度分佈。此不均一之電流密度分佈，係如圖3A中所示一般，對應於束寬幅方向之透鏡要素40所作出的磁場之範圍，而被區分為區域A1 ~A11 。於此，區域A4 ～A6 係從作為目標之均一的分佈而大幅度的偏差。
控制模組84，係為根據所得到之電流密度分佈而對於透鏡要素40之各單位透鏡要素的電磁石44所作出之磁場的強度作設定之部分。對於在計測模組82中所得到之電流密度分佈的從目標之偏差幅度，而從區域A1 ～A11 中來將成為調整之中心的區域取出，並將對應於此區域之單位透鏡要素(對應單位透鏡要素)的電磁石44作為中心，而求取出磁場之調整強度，並藉由此來設定磁場之強度。針對具體之操作程序，係於後述。被設定了的強度之資訊，係作為控制訊號而被送至電源驅動部88處。
電源驅動部88，係為根據被送來之控制訊號而求取出供給至透鏡要素40之各電磁石44處的電流值並將電流作供給之部分。
針對在此種離子注入裝置10中之離子注入方法作說明。
首先，藉由離子源22所產生之離子束24，係在質量分離磁鐵32處而被整形成束寬幅被作了擴張之帶狀的離子束24，而後，在分離槽隙50處，係僅有由具備特定之質量以及電荷的離子粒子所成的離子束24會通過，並被供給至處理部60處。此時，透鏡要素40，係藉由預先所做了設定或是被作了初期設定之磁場的強度來對離子束24作調整。在處理部60處，係在處理基板62處而進行有離子注入，但是，在離子注入前，係在法拉第杯64處而對離子束24之電流密度作計測(步驟S10)。
被作了計測之電流密度的資料，係被送至計測模組82處，並被求取出電流密度分佈。此電流密度分佈，係被記憶在記憶體85中，而後，從控制模組84而被叫出，並被求取出其與被預先記憶在記憶體85中的作為目標之分佈間的誤差，而被計算出偏差幅度之分佈。在此偏差幅度之分佈中，具備有偏差幅度之最大梯度的位置(欲進行調整之位置)，係從圖3A中所示之對應於透鏡要素40之各單位透鏡要素的區域A1 ～A11 中，來作為基準位置而被抽出(步驟S20)。在圖3A中所示之分佈的情況時，區域A4 係被設為基準位置。
接著，求取出對應於身為被制訂的基準位置之區域A4 的對應單位透鏡要素所應作出之磁場的調整強度Ia(步驟S30)。具體而言，因應於在電流密度分佈之區域A4 中的上述最大梯度，而求取出能作出與此梯度相抵銷一般之電流密度的磁場之調整強度Ia。與電磁石44所產生之磁場相正交而移動的離子束24之正的離子粒子，由於係在與磁場中之磁場方向之向量以及離子粒子之移動方向之向量相正交的方向上(亦即是在離子束24之寬幅方向上)受到有力並彎曲，因此，電磁石44所產生之磁場，係作出具備有在區域A4 的其中一側處使電流密度增大並在另外一側處使電流密度減少的梯度之分佈。亦即是，對應於區域A4 之對應單位透鏡要素的電磁石44所應作出之磁場的調整強度Ia ，係以使其與圖3A中之電流密度的最大梯度相抵銷的方式而被求取，並產生如圖3B中所示一般之電流密度分佈的變化。
在本實施形態中，磁場之調整強度Ia ，係以與電流密度之最大梯度相抵銷的方式而被作求取，但是，在本發明中，亦可使用充分小之特定值、例如使用因應於作為離子束之目標的能量所制訂的值。
接著，針對與對應於身為基準位置之區域A4 的對應單位透鏡要素相鄰接之單位透鏡要素的電磁石44，而求取出其所應產生之磁場的調整強度Ib (步驟S40)。將相鄰接之單位透鏡要素的電磁石44亦作為控制對象的原因，係因為，雖然如上述一般而作出了在其中一側使電流密度增大並在另外一側使電流密度減少之分佈，但是，受到此分佈之影響，在基準位置周圍之區域的電流密度亦會產生變化之故。故而，鄰接於基準位置之單位透鏡要素的電磁石44所應產生之磁場的調整強度Ib ，係作為在上述磁場之調整強度Ia 上乘上了一定之比例後的值而被求取出來。此調整強度Ib 之磁場，係顯示有如圖3C中所示一般之電流密度的變化，其結果，係能夠抑制在區域A4 處之調整強度Ia 的磁場之對於區域A3 、A5 之範圍所造成的電流密度之影響。
進而，將在區域A3 、A5 處之調整強度Ib 的磁場上乘算上了上述一定之比例後的值，作為對應於區域A2 、A6 之單位透鏡要素的電磁石44之調整強度而求取出來。藉由此磁場，能夠抑制在區域A3 、A5 處之磁場之對於區域A2 、A6 所造成的電流密度之影響。
如此這般，將對應於區域A4之位置作為基準位置，並將在從基準位置而相離之相鄰接的區域處之磁場的調整強度，作為乘算上了一定比例後之值而求取出來。另外，上述一定之比例，係為1以下，較理想，係為0.3～0.6之範圍內的一定值。如此這般所求取出之各調整強度，係被加算至現在所設定之透鏡要素40的磁場之強度上，此加算結果，係作為適用在欲進行調整之離子束24中的磁場之強度而被設定。
被設定了的各單位透鏡要素處之磁場的強度，係作為控制訊號而被送至電源驅動部88處。
在電源驅動部88處，係因應於控制訊號，而設定在各電磁石44中所應流動之電流值，並在各電磁石44中流動電流。藉由此，在各電磁石44處係產生有所設定之強度的磁場，而離子束24之電流密度分佈係被作調整(步驟S50)。
進而，電流密度被作了調整之離子束24的電流密度，係藉由法拉第杯64而被計測(步驟S60)。
其結果，在控制模組84中，當所計測了的電流密度分佈與作為目標之分佈間的誤差，係成為在容許範圍內，而判斷所計測之電流密度分佈係與作為目標之分佈略一致的情況時(在步驟S70中為YES的情況時)，離子束24之電流密度分佈的調整係結束。另一方面，當判斷所計測之電流密度分佈與作為目標之分佈係並非為一致的情況(步驟S70中為NO的情況)時，離子束24之電流密度分佈的調整係再度被進行。亦即是，係回到步驟S20處。如此這般，在步驟S70中，係反覆進行步驟S20～步驟S60，直到判斷所計測之電流密度分佈係與作為目標之分佈成為一致為止。此時，係以在進行一連串之調整前，先藉由計測來確認磁場係對於電流密度分佈而具備有何種程度之調整力為理想。
如此這般，在本實施形態中，對於離子束24之電流密度的不均一性之調整，由於係並非對單位透鏡要素之電磁石44分別各別地作調整，而係將在相鄰接之單位透鏡要素的電磁石之磁場的調整強度上乘算上了一定之比例的值，作為磁場之調整強度而求取出來，並將此調整強度加算至現在所設定之透鏡要素40的強度上，而設定磁場之強度，並將複數之單位透鏡要素視為一體地來作調整，因此，能夠實現效率佳之調整。並且，由於係將各磁場之調整強度，以對於作為中心之磁場的調整強度而乘算上一定之比例來求取出來，因此，穩健性亦為佳。
另外，在本發明中，代替圖4中所示之流程，亦可依據圖5中所示之流程來進行離子束之電流密度分佈的調整。
亦即是，係將透鏡要素40之初期強度的設定全部設為0(步驟S110)。接著，對離子束之電流密度的分佈作計測(步驟S120)。而後，判斷所計測之電流密度分佈是否與目標之分佈為略一致(步驟S120)。當所計測之電流密度分佈係與目標之分佈略一致的情況時，則離子注入裝置10之啟動的處理係結束，並前進至離子注入之處理。另一方面，當所計測之電流密度分佈並非與目標之分佈為略一致的情況時，則前進至步驟S140～步驟S160。步驟S140～步驟S160，係與圖4中所示之步驟S20～S40為相同的內容。而後，調整強度係被加算至在透鏡要素40中所設定的強度上，此加算值，係在透鏡要素40處作為強度而被再設定。由於初期強度係被設定為0，因此，在第1次之再設定中，調整強度本身係被作為強度而再設定。如此這般，步驟S120～S170係被反覆進行，直到在步驟S130中成為肯定為止。
本實施形態之透鏡要素40，雖然係為使用磁場而對離子束24之電流密度分佈作調整者，但是，亦可為使用電場來對電流密度分佈作調整者。
圖6A，係為代替透鏡要素40而使用的透鏡要素90之模式性的正面剖面圖，圖6B，係為對透鏡要素90之內部作說明的圖，而係為將與圖6A相差90°之剖面作模式性展示的剖面圖。
透鏡要素90，係被設置在離子束24之收束位置52的下流側。
在本實施形態中，透鏡要素90，係以在相較於通過位置在上流側之質量分離磁鐵32的離子束24之束厚度而離子束成為較薄的收束位置52之近旁的區域處而使離子束之電流密度分佈被作調整的方式而被設置，但是，在本發明中，透鏡要素90之位置亦並未被特別作限定。
在圖6A以及圖6B所示之實施形態中，係以鄰接於分離槽隙50之位置的方式而被設置有透鏡要素90。
透鏡要素90，係經由絕緣導入端子93而被連接有真空殼體110之外側的端子92與內側之支持器94，而在支持器94之前端側處係被設置有電極91。端子92，係被與圖1中所示之控制部80的電源驅動部88相連接。
如同由圖6A以及圖6B而可得知一般，電極91、端子92、絕緣端子93、支持器94之組，係從離子束24之端25a起直到端25b為止而在束寬幅方向上並排有複數個。以與此組相對應的方式，設為了同一構造之電極91、端子92、絕緣端子93、支持器94之組，係在挾持著離子束24之相反側的對稱之位置處，而於束寬幅方向上並排有複數個，並形成有複數組之單位透鏡要素。
單位透鏡要素之個數，係與在上述之透鏡要素40中的單位透鏡要素之個數同樣的，而為10～20左右。
在透鏡要素90之電極91處，係被施加有DC電壓之同極的同電壓，並在電極91之間而作出有相對於離子束24之束厚度方向的中心面而為線對稱之電場。例如，藉由在電極91處施加正的電壓，離子束24，係如同避開電場一般地朝向電場之兩側而彎曲，利用此事，來對離子束之電流密度作調整。
如圖6A以及圖6B中所示一般，在透鏡要素90之上流側以及下流側處，係從真空殼體110起而立起設置有遮蔽電極95a、95b。遮蔽電極95a、95b，係以電極91為中心而被設置在對稱之位置處，並以使透鏡要素90所作出之電場不會在透鏡要素90之區域以外的部分而對離子束24造成影響的方式，來對電場作遮蔽。
亦可藉由將分離槽隙50之下流側的端面56之形狀加工為與遮蔽電極95a相同之形狀並使其延伸至真空殼體110之內面，而使其具有與遮蔽電極95a相同之功能。此時，係以在以電極91為中心而與分離槽隙50之端面56的位置相對稱之位置處設置遮蔽電極95b為理想。
在此種透鏡要素90中，藉由與使用磁場來對電流密度分佈作調整之透鏡要素40相同的方法，而進行對於離子束24之電流密度分佈的調整。具體之處理方法，係藉由圖4中所示之流程來進行。
在使用電場而進行調整之透鏡要素90中，係求取出電流密度分佈之從作為目標之分佈所偏差的幅度，並將具有此偏差幅度之最大偏差位置的區域設為基準位置。因應於此基準位置之偏差幅度，而求取出能夠作出將此偏差幅度抵銷之電流密度的電場之調整強度Ia 。另一方面，在上述之透鏡要素40的情況時，基準位置，係使用具備有偏差幅度之最大梯度位置的區域之位置，並因應於基準位置之最大梯度，而求取出能夠作出將此最大梯度抵銷的電流密度之磁場的調整強度Ia 。
藉由使用電場，離子束24係如同避開電場一般地而朝向兩側彎曲。因此，經由電場所作出之離子束24的電流密度，係以在產生有電場之位置處而電流密度降低的方式而大幅地變化，而在其之兩側處，電流密度係以對稱性地增大的方式而變化。
在圖3A中所示之電流密度分佈的情況時，由於係在區域A5 處成為與分佈間之偏差幅度為最大，因此，係以使此區域A5 之最大偏差幅度消失的方式來求取出電場之調整強度Ia 。藉由此，而產生如同圖7A中所示一般之電流密度分佈的變化。
進而，將在調整強度Ia 上乘算了一定之比例的值，作為在區域A4 、A6 處所應作出之電場的調整強度Ib ，並將此調整強度Ib 加算至現在於透鏡要素處所設定之強度上，而設定透鏡要素之強度。
此電場，由於係產生如同圖7B中所示一般之電流密度變化，因此，能夠抑制在區域A5 處之電場之對於區域A4 、A6 所造成的電流密度之影響。
如此這般，將對應於區域A5之對應單位透鏡要素的電場作為基準位置，並作為在從基準位置而相離之相鄰接的區域處之電場的調整強度，而求取出在基準位置處之電場的調整強度上乘算上了一定之比例後的值。另外，上述一定之比例，係為1以下，較理想，係為0.3~0.6之範圍內的一定值。
被設定了的各單位透鏡要素之電極91處的電場之強度，係作為控制訊號而被送至電源驅動部88處。
在電源驅動部88處，係因應於控制訊號，而設定應施加在各電極91處之電壓值，並在各電極91處施加電壓。藉由此，在各電極91處係產生有所設定之強度的電場，而離子束24之電流密度分佈係被作調整。
進而，電流密度被作了調整之離子束24的電流密度，係藉由法拉第杯64而被計測。
其結果，在控制模組84中，當所計測了的電流密度分佈與作為目標之分佈間的誤差，係成為在容許範圍內，而判斷所計測之電流密度分佈係與作為目標之分佈略一致的情況時，離子束24之電流密度分佈的調整係結束。另一方面，當判斷所計測之電流密度分佈與作為目標之分佈係並非為一致的情況時，離子束24之電流密度分佈的調整係再度被進行。如此這般，電流密度分佈之調整係被反覆進行，直到判斷所計測之電流密度分佈係與作為目標之分佈成為一致為止。此時，係以在進行一連串之調整前，先藉由計測來確認電場係對於電流密度分佈而具備有何種程度之調整力為理想。
在上述離子注入方法中之磁場或是電場之強度的設定，係藉由控制部80之電腦而進行，並藉由實行以下之程式而被實現。
亦即是，程式，係具備有以下處理程序：從藉由各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整的離子束24之被作了計測的電流密度之資料，來在電腦之CPU86中算出電流密度分佈，並記憶在記憶體85中的處理程序；和從複數之單位透鏡要素中，將對應於在所算出之電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素之對應位置設定在CPU86中，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在CPU86中而從所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於對應單位透鏡要素之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而在CPU86中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在CPU86中進行再設定的處理程序；和在CPU86中，作成將被作了再設定之強度適用於複數之透鏡要素的電場或磁場中而用以對離子束24之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
又，程式，係亦可為具備有下述之處理程序者。
亦即是，係具備有：從離子束之被作了計測的電流密度之資料，來在CPU86中算出電流密度分佈，並記憶在記憶體85中的處理程序；和從複數之單位透鏡要素中，將對應於在所算出之電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素設定在CPU86中，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在CPU86中而從所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於對應單位透鏡要素之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而在CPU86中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在CPU86中進行再設定的處理程序；和在CPU86中來藉由模擬而計算出使用被作了再設定之強度而被作了調整後之離子束之電流密度分佈的處理程序；和反覆進行磁場或電場之強度的再設定、以及模擬，直到藉由模擬所得到之電流密度分佈成為與作為目標之分佈略一致為止的處理程序；和在CPU86中，產生將藉由模擬所得到之電流密度分佈成為與作為目標之分佈略一致時的強度，適用在複數之單位透鏡要素的電場或磁場中，而對離子束之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
上述一般之程式，係以被編碼化並記憶在電腦可讀取之記錄媒體中為理想。
如此這般，在本發明中，係因應於離子束24之電流密度分佈的計測結果，而對透鏡要素40或透鏡要素90所作出之磁場或電場的強度作設定，並在此時制訂出欲進行調整之基準位置，而對於鄰接於此基準位置之單位透鏡要素的磁場或是電場之調整強度，將在基準位置處之磁場或電場的調整強度上乘算上了一定之比例後的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來，並對強度作設定，因此，能夠將離子束之電流密度分佈有效率地調整為作為目標之分佈。
以上，係針對本發明之離子注入裝置、離子注入方法以及程式、或是將此程式作編碼化並作了記錄的電腦可讀取之記錄媒體，而作了詳細說明，但是，本發明，係並不被限定於上述實施形態，不用說，在不脫離本發明之主旨的範圍內，亦可進行各種之改良或變更。
10．．．離子注入裝置
20．．．束整形部
22、22a、22b、22c．．．離子源
24、24a、24b、24c．．．離子束
25a、25b、25c、25d．．．端
30．．．束輸送部
32．．．質量分離磁鐵
34．．．軛
36．．．磁極
37．．．磁極端面
38．．．線圈
40、90．．．透鏡要素
42．．．軛
44．．．電磁石
46．．．磁極
48．．．線圈
49、52．．．收束位置
50．．．分離槽隙
54．．．鍔
60．．．處理部
62．．．處理基板
64．．．法拉第杯
80．．．控制部
82．．．計測模組
84．．．控制模組
85．．．記憶體
86．．．CPU
87．．．I/O
88．．．電源驅動部
91．．．電極
92．．．端子
93．．．絕緣端子
94．．．支持器
95a、95b．．．遮蔽電極
110．．．真空外罩
[圖1]展示本發明之離子注入裝置的其中一種實施形態之構成的模式性平面圖。
[圖2]圖1中所示之離子注入裝置的模式性側面圖。
[圖3]圖3A，係為對藉由圖1所示之離子注入裝置所得到的離子束之電流密度分佈的其中一例作展示之說明圖，圖B以及圖3C，係為對使用磁場而作調整時之離子束的電流密度之變化作說明的說明圖。
[圖4]展示本發明之離子注入方法的其中一種實施形態之流程圖。
[圖5]展示本發明之離子注入方法的另外一種實施形態之流程圖。
[圖6]圖6A，係為對代替在圖1所示之離子注入裝置中所使用的透鏡要素而使用之其他形態的透鏡要素之構成作模式性展示的剖面圖，圖6B，係為對圖A中所展示之透鏡要素的內部作說明之模式性剖面圖。
[圖7]圖7A以及圖7B，係為對使用電場而作調整時之離子束的電流密度之變化作說明的說明圖。
10．．．離子注入裝置
20．．．束整形部
22．．．離子源
24．．．離子束
25c、25d．．．端
30．．．束輸送部
32．．．質量分離磁鐵
34．．．軛
36．．．磁極
37．．．磁極端面
38．．．線圈
40．．．透鏡要素
42．．．軛
44．．．電磁石
46．．．磁極
48．．．線圈
50．．．分離槽隙
52．．．收束位置
54．．．鍔
60．．．處理部
62．．．處理基板
64．．．法拉第杯
80．．．控制部
82．．．計測模組
84．．．控制模組
85．．．記憶體
86．．．CPU
87．．．I/O
88．．．電源驅動部

Claims (7)

  1. 一種離子注入裝置，係為對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束，並進行離子注入的離子注入裝置，其特徵為，具備有：束整形部，係具備有產生離子束之離子源，並將所產生之離子束整形為帶狀離子束；和處理部，係將前述帶狀離子束照射至處理對象基板；和束調整部，係為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定；和束控制部，係具備有計測部和設定部，該計測部，係對藉由前述束調整部而被作了調整的前述帶狀離子束之電流密度分佈作計測，該設定部，係因應於此計測結果，而求取出在前述束調整部而作調整之前述單位透鏡要素所作出的磁場或是電場之調整強度，並將所求取出之前述調整強度，加上至現在之前述束調整部處所設定的磁場或是電場之強度上，藉由此來對磁場或是電場之強度作再設定，前述設定部，係將前述複數之單位透鏡要素中的對應於在前述所計測之電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，從藉由 前述計測部所計測出之電流密度分佈來求取出來，同時，對於鄰接於前述對應單位透鏡要素之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所求取出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來，並使用前述求取出來之調整強度，來進行磁場或電場之強度的再設定。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之離子注入裝置，其中，前述束調整部，係對前述單位透鏡要素所作出之電場作調整，而在前述電流密度分佈中所欲進行調整之位置，係為所計測之電流密度分佈中的相對於特定之分佈而誤差為最大的位置，前述一定之比例，係為1以下，對於與對應於前述誤差為最大之位置的前述對應單位透鏡要素相鄰接之單位透鏡要素，將在所設定之前述對應單位透鏡要素的電場之調整強度上乘算了前述一定之比例的值，作為電場之調整強度而求取出來。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之離子注入裝置，其中，前述束調整部，係對前述單位透鏡要素所作出之磁場作調整，而在前述電流密度分佈中所欲進行調整之位置，係為所計測之電流密度分佈中的相對於特定之分佈的誤差之分佈中，誤差之梯度為最大的位置，前述一定之比例，係為1以下，對於與對應於前述梯度為最大之位置的前述對應單位 透鏡要素相鄰接之單位透鏡要素，將在所設定之前述對應單位透鏡要素的磁場之調整強度上乘算了前述一定之比例的值，作為磁場之調整強度而求取出來。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之離子注入裝置，其中，前述一定之比例，係為0.3~0.6。
  5. 一種離子注入方法，係為使用有對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置之離子注入方法，其特徵為：前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段，該離子注入方法，在將離子束照射於處理對象基板並進行離子之注入時，係具備有以下步驟：對藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整的離子束之電流密度分佈作計測的步驟；和從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所計測之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，從前述所計測出之電流密度分佈來求取出來，同 時，對於鄰接於前述對應透鏡之前述單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所設定之強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為磁場或電場之調整強度而求取出來，並將所求取出來之前述調整強度，加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上，藉由此，來進行磁場或電場之強度的再設定之步驟；和將被作了再設定之強度，適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中，而對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之步驟。
  6. 一種離子注入控制程式，係為在對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置中，為了在前述帶狀離子束處使磁場或是電場作用並對於前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整，而對前述磁場或電場之強度作設定的電腦可實行之離子注入控制程式，其特徵為：前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段，該程式，在將藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整之離子束照射於處理對象基板並進行離子之 注入時，係具備有以下處理程序：從離子束之被作了計測的電流密度之資料，來在電腦之演算手段中算出電流密度分佈，並記憶在電腦之記憶手段中的處理程序；和在前述演算手段中，從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所算出之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在前述演算手段中而從前述所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於前述對應透鏡之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為前述磁場或電場之調整強度而在前述演算手段中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在前述演算手段中進行再設定的處理程序；和在前述演算手段中，作成將被作了再設定之強度適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中而對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
  7. 一種離子注入控制程式，係為在對處理對象基板照射具有較此處理對象基板之橫寬幅更廣的束寬幅之帶狀離子束並進行離子注入的離子注入裝置中，為了在前述帶狀離子束處使磁場或是電場作用並對於前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整，而對前述磁場或電場之強度作設定的 電腦可實行之離子注入控制程式，其特徵為：前述離子注入裝置，係具備有：為了對前述帶狀離子束之將在前述束的厚度方向上之電流密度的合計值藉由前述束寬幅之方向的分佈來作了表示之前述帶狀離子束的電流密度分佈作調整，而沿著前述帶狀離子束之前述束寬幅方向來並排複數之單位透鏡要素，並對各單位透鏡要素所作出之磁場或是電場的強度作調整，而進行設定的手段，該程式，在將藉由前述各單位透鏡要素之磁場或電場而被作了調整之離子束照射於處理對象基板並進行離子之注入時，係具備有以下處理程序：從離子束之被作了計測的電流密度之資料，來在電腦之演算手段中算出電流密度分佈，並記憶在電腦之記憶手段中的處理程序；和在前述演算手段中，從前述複數之單位透鏡要素中，定出對應於在所算出之前述電流密度分佈中所欲作調整之位置的對應單位透鏡要素，並將此對應單位透鏡要素所作出之磁場或電場的調整強度，在前述演算手段中而從前述所計測出之電流密度分佈來算出，同時，對於鄰接於前述對應單位透鏡之單位透鏡要素所作出之磁場或電場，而將在前述所算出之調整強度中乘算上了一定之比例所得到的值，作為前述磁場或電場之調整強度而在前述演算手段中算出，並將把此些所算出之調整強度加上至現在於前述各單位透鏡要素處所設定的磁場或電場之強度上所得者，作為磁場或電場之強度，來在前述演算手段中進行再設定的 處理程序；和在前述演算手段中，藉由模擬來計算出使用被作了再設定之強度而被作了調整的離子束之電流密度分佈的處理程序；和在前述演算手段中，反覆進行磁場或電場之強度的再設定與前述模擬，直到藉由前述模擬所得到了的電流密度分佈與目標分佈略一致為止的處理程序；和在前述演算手段中，作成將當藉由前述模擬所得到之電流密度分佈與前述目標分佈為略一致時之前述強度適用於前述複數之單位透鏡要素的電場或磁場中而用以對前述帶狀離子束之電流密度分佈作調整之控制訊號的處理程序。
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