離子植入方法及離子植入裝置
[0001] 本發明係有關一種離子植入方法及離子植入裝置。
[0002] 能夠輸出高能量（例如，1MeV以上）的離子束之離子植入裝置中，使用多段式的高頻直線加速器（LINAC）對離子束進行加速。高頻直線加速器中，對各段的電壓振幅、頻率及相位等高頻參數進行最佳化計算，以便得到所希望之能量（例如，參閱專利文獻1）。由直線加速器加速之離子束因高頻電場的影響而能量分佈產生擴散，因此使用設置於下游側之偏向電磁鐵進行能量分析，以僅使所希望之能量的離子通過（例如，參閱專利文獻2）。 （先前技術文獻） （專利文獻） [0003] 專利文獻1：日本專利第3448731號公報 專利文獻2：日本專利第5963662號公報
（本發明所欲解決之課題） [0004] 近年來，在使用了高能量射束之離子植入處理中要求進一步提高能量精確度，並要求以非常高的精確度來對準所希望之能量值。若使能量分析狹縫變狹窄，則能夠提高能量精確度，但導致所得到之射束電流量的下降，因此無法稱為現實性的對策。認為若能夠以高精確度設定直線加速器的高頻參數，則能夠兼顧射束電流量和能量精確度。然而，在射束能量的目標值與測定值之差較大的情況等，需要執行複數次基於測定之參數的最佳化計算，導致調整中需要相當多的時間。 [0005] 本發明的一態樣的例示性目的之一為提供一種用於以高精確度迅速調整從直線加速器輸出之離子束的能量之技術。 （用以解決課題之手段） [0006] 本發明的一態樣係使用了具備高能量多段直線加速單元之離子植入裝置之離子植入方法。高能量多段直線加速單元具有複數段的高頻諧振器，且構成為依據規定各段的高頻諧振器的電壓振幅、頻率及相位之高頻參數進行動作。該離子植入方法具備以下步驟：測定從依據暫定的高頻參數進行動作之高能量多段直線加速單元輸出之離子束的射束能量之步驟；基於測定出之射束能量來調整高頻參數的值，以便得到目標射束能量之步驟；及使用從依據經調整之高頻參數進行動作之高能量多段直線加速單元輸出之離子束進行離子植入之步驟。暫定的高頻參數規定為對複數段的高頻諧振器中至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器賦予與賦予設計上的最大加速之高頻參數的值不同之值，調整步驟包括變更對至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器設定之電壓振幅及相位中的至少一方之步驟。 [0007] 本發明的另一態樣係離子植入裝置。該裝置具備：高能量多段直線加速單元，具有複數段的高頻諧振器；及控制裝置，控制規定高能量多段直線加速單元的各段的高頻諧振器的電壓振幅、頻率及相位之高頻參數。控制裝置構成為測定從依據暫定的高頻參數進行動作之高能量多段直線加速單元輸出之離子束的射束能量，並基於測定出之射束能量來調整高頻參數的值，以便得到目標射束能量，暫定的高頻參數被規定為對複數段的高頻諧振器中至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器賦予與賦予設計上的最大加速之高頻參數的值不同之值，控制裝置藉由變更對至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器設定之電壓振幅及相位中的至少一方來調整高頻參數的值，以便得到目標射束能量。 [0008] 另外，在方法、裝置、系統等之間將以上構成要件的任意組合、或本發明的構成要件或表達相互替換者，亦作為本發明的態樣而有效。 （發明之效果） [0009] 依本發明，能夠以高精確度迅速調整從直線加速器輸出之離子束的能量。
[0011] 以下，參閱圖式對用於實施本發明之形態進行詳細說明。另外，在圖式說明中，對同一要件標註同一符號，並適當省略重複之說明。又，以下敘述之構成為例示，並不係對本發明的範圍進行任何限定者。 [0012] 圖1係概略地表示本發明的某一實施形態之離子植入裝置100之頂視圖。離子植入裝置100適合於所謂的高能量離子植入裝置。高能量離子植入裝置係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，對由離子源10產生之離子進行加速，使如此得到之離子束B沿著射束線輸送至被處理物（例如基板或晶圓40），並將離子植入被處理物中。 [0013] 圖1中示有離子植入裝置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和用於對被處理物進行離子植入處理之處理室21，且構成為從離子源10朝向被處理物輸送離子束B。 [0014] 如圖1所示，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；射束偏向單元16，進行高能量離子束的能量分析、基準軌道補正、能量分散的控制；射束輸送線單元18，將經分析之高能量離子束輸送至晶圓40；及基板處理供給單元20，將被輸送之高能量離子束均勻地植入半導體晶圓中。 [0015] 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在通過引出電極11被引出之同時被加速，被引出加速之射束藉由質譜分析裝置22進行質譜分析。質譜分析裝置22具有質譜分析磁鐵22a及質譜分析狹縫22b。質譜分析狹縫22b有時亦會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構成亦即高能量多段直線加速單元14的入口部內。由質譜分析裝置22進行質譜分析之結果，僅挑選出植入所需之離子種類，被挑選出之離子種類的離子束被引導至下一個高能量多段直線加速單元14。 [0016] 圖2係表示包括高能量多段直線加速單元14的概略構成之整體佈局之平面圖。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諧振器14a之加速間隙。高能量多段直線加速單元14能夠藉由高頻（RF）電場的作用而對離子進行加速。 [0017] 高能量多段直線加速單元14具備第1直線加速器15a，該第1直線加速器15a具備高能量離子植入用的基本的複數段的高頻諧振器14a。高能量多段直線加速單元14亦可以具備第2直線加速器15b，該第2直線加速器15b具備超高能量離子植入用的追加的複數段的高頻諧振器14a。藉由高能量多段直線加速單元14進一步被加速之離子束，藉由射束偏向單元16而使方向發生變化。 [0018] 在使用了高頻（RF）加速之離子植入裝置中，作為高頻的參數，必須考慮電壓的振幅V[kV]、頻率f[Hz]。另外，當進行複數段的高頻加速時，將彼此的高頻相位φ[deg]作為參數而加進去。此外，需要用於藉由收斂/發散效果來控制離子束在加速中途或加速後向上下左右擴散之磁場透鏡（例如，四極電磁鐵）或電場透鏡（例如，電場四極電極），關於該等的運行參數，其最佳值藉由通過該處之時刻的離子能量而發生變化，而且加速電場的強度對收斂/發散帶來影響，因此，在規定高頻參數之後規定該等的值。 [0019] 圖3係表示以直線狀排列有複數個高頻諧振器前端的加速電場（間隙）之高能量多段直線加速單元14及收斂發散透鏡的控制部120的構成之方塊圖。 [0020] 高能量多段直線加速單元14中包括一個以上的高頻諧振器14a。作為控制高能量多段直線加速單元14所需之構成要件需要：輸入裝置52，用於操作人員輸入所需之條件；控制演算裝置54，用於依據所輸入之條件數值計算各種參數，進而控制各構成要件；振幅控制裝置56，用於調整高頻電壓振幅；相位控制裝置58，用於調整高頻相位；頻率控制裝置60，用於控制高頻頻率；高頻電源62；收斂發散透鏡電源66，用於收斂發散透鏡64；顯示裝置68，用於顯示運行參數；及記憶裝置70，用於記憶已被決定之參數。又，控制演算裝置54中內置有用於預先數值演算各種參數之數值計算碼（程式）。 [0021] 高頻直線加速器的控制演算裝置54中，藉由內藏之數值計算碼，以所輸入之條件為基礎，對離子束的加速及收斂/發散進行模擬來計算出高頻參數（電壓振幅、頻率、相位），以便得到最佳輸送效率。又，同時還計算出用於有效地輸送離子束之收斂發散透鏡64的參數（Q線圈電流、或Q電極電壓）。計算出之各種參數顯示於顯示裝置68。對於超過高能量多段直線加速單元14的能力之加速條件，表示無解之顯示內容顯示於顯示裝置68。 [0022] 電壓振幅參數從控制演算裝置54被送至振幅控制裝置56，振幅控制裝置56調整高頻電源62的振幅。相位參數被送至相位控制裝置58，相位控制裝置58調整高頻電源62的相位。頻率參數被送至頻率控制裝置60。頻率控制裝置60控制高頻電源62的輸出頻率，並且控制高能量多段直線加速單元14的高頻諧振器14a的諧振頻率。控制演算裝置54還藉由計算出之收斂發散透鏡參數來控制收斂發散透鏡電源66。 [0023] 在高頻直線加速器的內部或其前後配置有所需數量的用於有效地輸送離子束之收斂發散透鏡64。亦即，在複數段的高頻諧振器14a的前端的加速間隙的前後交替地具備發散透鏡或收斂透鏡。又，在第2直線加速器15b的末端的橫向收斂透鏡64a的後方配置有追加的縱向收斂透鏡64b，其調整通過高能量多段直線加速單元14之高能量加速離子束的收斂和發散而使最佳的二維射束輪廓（beam profile）的離子束入射到後段的射束偏向單元16。 [0024] 如圖1及圖2所示，射束偏向單元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（軌道補正）之偏向電磁鐵30。另外，能量分析電磁鐵24有時還被稱為能量過濾電磁鐵（EFM）。高能量離子束藉由射束偏向單元16行進方向轉換，並朝向晶圓40的方向。 [0025] 射束輸送線單元18係輸送從射束偏向單元16出射之離子束B者，並具有由收斂/發散透鏡組群構成之射束整形器32、射束掃描器34、射束平行化器36及最終能量過濾器38（包括最終能量分析狹縫）。射束輸送線單元18的長度配合離子束生成單元12和高能量多段直線加速單元14的長度而設計，由射束偏向單元16連結而形成整體為U字狀的佈局。 [0026] 在射束輸送線單元18的下游側的終端設置有基板處理供給單元20，在處理室21中收納有：射束監測器，計測離子束B的射束電流、位置、植入角度、收斂發散角、上下左右方向的離子分佈等；帶電防止裝置，防止由離子束B引起之晶圓40的帶電；晶圓搬送機構，搬入和搬出晶圓40並設置到適當的位置/角度；ESC（Electro Static Chuck：靜電卡盤），在離子植入中保持晶圓40；及晶圓掃描機構，在植入中以與射束電流的變動相應之速度使晶圓40向射束掃描方向和直角方向移動。 [0027] 如此，離子植入裝置100的射束線部構成為具有對向之2條長直線部之水平的U字狀折返型射束線。上游的長直線部包括對由離子源10生成之離子束B進行加速之複數個單元。下游的長直線部包括調整相對於上游的長直線部被轉換方向之離子束B而向晶圓40植入之複數個單元。2條長直線部構成為大致相同的長度。在2條長直線部之間為了進行維護作業而設置有充分廣的作業空間R1。 [0028] 如此以U字狀配置有各單元之高能量離子植入裝置100抑制設置面積，且確保良好的作業性。又，在高能量離子植入裝置100中，藉由將各單元或各裝置設為模組構成，能夠配合射束線基準位置而進行裝卸、組裝。 [0029] 又，由於高能量多段直線加速單元14和射束輸送線單元18被折返配置，因此能夠抑制高能量離子植入裝置100的總長。習知裝置中，該等配置成大致直線狀。又，構成射束偏向單元16之複數個偏向電磁鐵的曲率半徑以使裝置寬度最小之方式被最佳化。藉由該等，使裝置的設置面積最小化，並且在被夾在高能量多段直線加速單元14與射束輸送線單元18之間之作業空間R1中，能夠進行對高能量多段直線加速單元14或射束輸送線單元18的各裝置之作業。又，由於維護間隔比較短的離子源10與基板的供給/取出所需之基板處理供給單元20相鄰配置，因此作業人員的移動較少。 [0030] 圖4係表示射束輸送線單元18的一部分的概略構成之平面圖。藉由射束偏向單元16（參閱圖1），僅有所需之離子種類被分離，成為僅為所需能量值的離子之射束，藉由射束整形器32被整形為所希望之剖面形狀。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/發散透鏡組群構成。具有經整形之剖面形狀之射束藉由射束掃描器34沿與圖4的紙面平行的方向被掃描。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之三極Q透鏡組群。射束整形器32視需要，能夠分別由橫向收斂透鏡QF、橫向發散透鏡QD單獨構成，或者組合複數個而構成。 [0031] 射束掃描器34係藉由週期變動之電場使離子束沿與離子束的行進方向正交之水平方向週期性地往復掃描之偏向掃描裝置（亦被稱為射束掃描儀）。 [0032] 射束掃描器34具備在射束行進方向上以隔著離子束的通過區域之方式對向配置之一對（2片）對向電極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之掃描電壓，分別以相反符號被施加於2片對向電極34a、34b。該掃描電壓在2片對向電極34a、34b的間隙內生成使通過該處之射束偏向之變動電場。並且，藉由掃描電壓的週期性變動，通過間隙之射束沿水平方向被掃描。 [0033] 在射束掃描器34的下游側，在離子束的通過區域具有開口之抑制電極74配置於2個接地電極78a、78b之間。在上游側，在掃描電極的前方配置有接地電極76a，但視需要，能夠配置與下游側相同構成的抑制電極。抑制電極抑制電子侵入正電極。 [0034] 掃描室內部構成為，在射束掃描器34的下游側的較長的區間設置有射束掃描空間部34c，即使在射束掃描角度較窄的情況下，亦可得到充分的掃描寬度。在位於射束掃描空間部34c的下游之掃描室的後方設置有射束平行化器36，該射束平行化器36將經偏向之離子束調整為射束掃描偏向前的離子束的方向，亦即使經偏向之離子束除去彎曲，以便與射束線L1平行。 [0035] 由射束平行化器36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）係與射束掃描器34的偏向角的平方成比例，因此延長射束掃描空間部34c而減小偏向角，這非常有助於抑制射束平行化器36的像差。若像差較大，則向半導體晶圓植入離子束時，在晶圓的中心部和左右端部，射束尺寸和射束發散角不同，因此有時會在產品的品質上產生偏差。 [0036] 又，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。 [0037] 在射束平行化器36中配置有電場平行化透鏡84。如圖4所示，電場平行化透鏡84由大致雙曲線狀的複數個加速電極對和減速電極對構成。各電極對隔著不引起放電之程度的寬度的加速/減速間隙而相對向，加速減速間隙中形成有電場，該電場兼具引起離子束的加減速之軸方向的成分、及與離基準軸之距離成比例地增強而對離子束引起橫向的收斂作用之橫向成分。 [0038] 在隔著加速間隙之電極對之中的下游側的電極和減速間隙的上游側的電極、及減速間隙的下游側的電極和下一個加速間隙的上游側的電極分別形成一體的構造體，以便形成相同電位。 [0039] 從電場平行化透鏡84的上游側起，最初的電極（入射電極）和最後的電極（出射電極）被保持為接地電位。藉此，在通過平行化透鏡84之前後，射束的能量不發生變化。 [0040] 在中間的電極構造體中，在加速間隙的出口側電極和減速間隙的入口側電極上連接有可變式定電壓的負電源90，在減速間隙的出口側電極和加速間隙的入口側電極上連接有可變式定電壓的正電源（n段時為負正負正負……）。藉此，離子束重複加速/減速，且段階性地朝向與射束線的基準軌道平行的方向。並且，最終踏入與偏向掃描前的離子束行進方向（射束線軌道方向）平行的軌道。 [0041] 如圖4所示，射束平行化器36在設計上的射束基準軌道（例如，圖4所示之射束線L1）上具有焦點F。入射到射束平行化器36之複數個射束軌道37a、37b、37c分別相對於射束基準軌道具有不同之角度。射束平行化器36被設計成，使複數個射束軌道37a、37b、37c分別按照入射角度以不同之偏向角度偏向，藉此使複數個射束軌道37a、37b、37c與射束基準軌道平行。射束平行化器36接受按照給定的離子植入條件（例如包括目標射束能量）預先規定之電輸入（例如電壓）而作動。 [0042] 複數個射束軌道37a、37b、37c位於包括射束基準軌道之一平面上，在該平面內，從焦點F至射束平行化器36分別以不同之入射角度定向。在本實施形態中，複數個射束軌道37a、37b、37c係由射束掃描器34進行掃描之結果，因此該平面相當於射束掃描器34的掃描平面（xz面）。該等射束軌道中的任一個（在圖4中為射束軌道37b）可以與射束基準軌道一致。在本實施形態中，射束基準軌道在射束平行化器36中不偏向而直線通過射束平行化器36。 [0043] 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F與射束掃描器34的掃描原點一致。藉此，在掃描原點上被射束掃描器34掃描之射束藉由包括電場平行化透鏡等之射束平行化器36被收斂，從而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。 [0044] 如上所述，射束平行化器36構成為使從射束掃描器34入射之離子束平行化，在與射束輸送方向垂直的平面內，在射束平行化器36的下游形成沿著與射束輸送方向垂直的x方向（水平方向）擴散之射束通過區域。射束平行化器36例如係靜電式的射束平行化器。 [0045] 如圖1所示，離子植入裝置100中設置有射束能量測定裝置200。射束能量測定裝置200具備平行度測定部202和能量演算部204。平行度測定部202構成為對於通過射束平行化器36之離子束，在射束平行化器36的下游測定離子束的平行度（以下，亦稱為“射束平行度”或“平行度”）。平行度測定部202例如設置於用於對被處理物進行離子植入處理之處理室21。 [0046] 射束平行度係表示離子束中之射束角度誤差之指標，詳細內容後述。例如，作為射束平行度，可以使用表示在由通過射束平行化器36之複數個射束軌道37a、37b、37c規定之上述平面內，在與射束線L1垂直的方向（x方向）上之射束角度的誤差之指標。就本實施形態之射束平行度而言，與其說係表示離子束整體相對於設計上的射束基準軌道之角度誤差之指標，不如說係表示離子束的局部之間的相對的角度誤差。 [0047] 平行度測定部202例如具備：發散遮罩，具有複數個狹縫；及輪廓儀杯（profiler cup），測定射束電流。發散遮罩通過狹縫來限制藉由射束平行化器36平行化之掃描射束。輪廓儀杯從發散遮罩相隔既定距離L而配置。在現有的離子植入裝置100的處理室21中一般設置有如輪廓儀杯之類的射束電流檢測器。藉由沿用這樣的現有的檢測器，能夠以低成本構成射束能量測定裝置200。 [0048] 平行度測定部202沿著掃描方向（x方向）測定射束電流作為位置的函數。在通過射束掃描器34及射束平行化器36之離子束的中心與射束線L1一致之理想的情況下，平行度測定部202例如可以依據射束電流成為最大之位置與預計設計上電流成為最大之位置之差δx及既定距離L計算出平行度。關於用於測定這樣的平行度之構成之詳細內容，將於後面進行敘述。 [0049] 能量演算部204構成為依據測定出之平行度演算離子束的能量。能量演算部204基於射束平行度演算離子束的能量相對於目標射束能量之偏離量。能量演算部204可以係上述控制部120的一部分，亦可以與其分開設置。或者，能量演算部204可以係構成為控制離子植入裝置100之控制裝置的一部分，亦可以與其分開設置。 [0050] 然而，射束平行化器36藉由離子束的偏向或收斂而使離子束平行化，因此為了這樣的平行化所需之偏向力或收斂力依賴於離子束所具有之能量。亦即，能量越大，所需之偏向力或收斂力亦越大。射束平行化器36的偏向力或收斂力按照對射束平行化器36之電輸入（例如，電場平行化透鏡84時為電壓）發生變化。 [0051] 因此，在離子植入裝置100中，預先規定有將離子束的目標射束能量和該離子束的平行化所需之對射束平行化器36之電輸入建立對應關係之射束平行化器36的設定。在給定的離子植入條件（包括目標射束能量）下，依據該設定而規定之電輸入被賦予至射束平行化器36，使射束平行化器36進行動作。藉此，若入射到射束平行化器36之離子束的能量與目標射束能量一致，則如圖5（a）所示，射束平行化器36能夠使該離子束完全平行化。在圖5（a）中，將射束平行化器36的焦點距離標記為F0。 [0052] 但是，若離子束的能量與目標射束能量不同，則在與該目標射束能量相應之設定下，無法藉由射束平行化器36使離子束完全平行化。 [0053] 例如，當離子束的能量小於目標射束能量時，藉由射束平行化器36，離子束被過度收斂或偏向，導致射束平行度脫離完全平行。如圖5（b）所示，這相當於使射束平行化器36的焦點F靠近射束平行化器36而減小焦點距離（F1＜F0）。又，當離子束的能量大於目標射束能量時，由射束平行化器36產生之離子束的收斂或偏向不足（射束發散），導致射束平行度脫離完全平行。如圖5（c）所示，這相當於使射束平行化器36的焦點F遠離射束平行化器36而加大焦點距離（F2＞F0）。 [0054] 該能量偏離與平行度偏離的關係能夠藉由平行化透鏡84周邊的電場計算及離子束的軌道計算來求出。假設當能量成為α倍時，焦點距離成為β倍。對於某一個α的值，能夠計算出從分別與射束掃描器34的掃描範圍內的若干掃描角度相對應之平行化透鏡84出射之角度。依據該等掃描角度（亦即，入射到平行化透鏡84之角度）和從平行化透鏡84出射之角度，求出與該能量比α相對應之焦點距離比β。藉由求出分別與複數個能量比α的值相對應之焦點距離比β，得到能量比α與焦點距離比β之間的關係。依本發明者的分析，能量比α與焦點距離比β具有線性關係，亦即表示為α=A·β+B（A、B為常數）。另外，該關係不依賴於掃描角度。由於焦點距離比β相當於平行度的偏離，因此能夠藉由測定平行度來計算出能量比α。 [0055] 例如，將目標射束能量E0的離子束通過平行化透鏡84時之偏向角度（亦即，入射角與出射角之差）設為Φ時，假設實際偏向之角度為Φ+δΦ。作為理想的情況，若假設離子束的中心與射束線L1一致，則能夠使用角度偏離δΦ作為射束平行度。角度偏離δΦ與能量偏離δE成比例。亦即，δE=E0×（δΦ/Φ）。能量演算部204依據這樣的已知的關係將測定出之射束平行度（亦即角度偏離δΦ）換算為能量偏離量δE。 [0056] 平行化透鏡84預先精確地設計為，實現用於使目標能量E0的離子束平行化之偏向角度Φ。又，平行度係植入處理中主要的參數之一，因此平行度測定部202構成為能夠準確地測定平行度（亦即δΦ）。目標能量E0被決定為所進行之植入處理的規格。因此，射束能量測定裝置200能夠精確度良好地求出能量的偏離量δE亦即離子束的能量E0+δE。 [0057] 關於射束平行度的測定，參閱圖5（b）及圖5（c）對具體例進行說明。平行度測定部202對於離子束的複數個射束部分測定在與射束基準軌道垂直的方向（x方向）上之射束角度。使用複數個射束部分中第1射束部分206的射束角度δΦ1與第2射束部分208的射束角度δΦ2之差來定義射束平行度δΦ。例如定義為δΦ=（δΦ1-δΦ2）/2。 [0058] 第1射束部分206在x方向上位於離子束的外緣部，第2射束部分208在x方向上位於與第1射束部分206相反的一側的離子束的外緣部。第2射束部分208與第1射束部分206關於射束線L1對稱。測定點的間隔在x方向上盡可能較大為較佳。這是因為，當離子束在射束平行化器36中收斂或發散時，測定點彼此相隔時，角度差變大。藉此，測定的靈敏度得到提高。 [0059] 圖5（b）及圖5（c）中圖示有離子束的中心與射束線L1一致，但離子束的能量與目標射束能量不同之情況。如圖5（b）中所例示，當δΦ1=-δΦ2=ξ時，δΦ=（ξ-（-ξ））/2=ξ。又，如圖5（c）中所例示，當δΦ2=-δΦ1=ξ時，δΦ=（-ξ-ξ）/2=-ξ。將如此得到之射束平行度δΦ換算為能量偏離δE，能夠使用該能量偏離求出離子束的能量。 [0060] 相對於此，圖6中圖示有離子束的能量與目標射束能量一致，但離子束的中心偏離射束線L1之情況。如圖6中所例示，當δΦ1=δΦ2=ξ時，δΦ=（ξ-ξ）/2=0。由於射束平行度δΦ為零，因此能量偏離δE亦為零。亦即，在第1射束部分206及第2射束部分208沒有能量偏離，離子束的能量與目標射束能量一致。 [0061] 由於射束平行度δΦ為零，因此第1射束部分206與第2射束部分208藉由射束平行化器36被平行化。但是，由圖6可知，在射束平行化器36的上游，離子束偏離射束線L1，因此在射束平行化器36的下游，第1射束部分206和第2射束部分208亦分別偏離設計上的射束軌道（傾斜）。 [0062] 亦能夠使用藉由某1個測定點上之射束角度定義之量作為射束平行度。但是，在該情況下，如圖6所示，若離子束偏離射束線L1，則由這樣的軌道偏離引起之誤差包含於測定射束角度。其結果，得到不準確的射束平行度。如此一來，藉此得到之能量偏離亦變得不準確。 [0063] 相對於此，如圖5（b）及圖5（c）中所例示，若將藉由2個測定點上之射束角度差定義之量用作射束平行度，則能夠排除由上述軌道偏離產生之誤差。由軌道偏離產生之誤差在離子束的局部之間係共同的。換言之，由於射束平行化器36的上游之軌道偏離，在射束平行化器36的下游的任何射束部分亦產生相同的角度偏離。因此，藉由取測定射束角度之差，能夠得知其中一方的測定射束角度中所包含之誤差與另一方的測定射束角度中所包含之誤差。如此，能夠準確地得知射束部分之間的相對的角度偏離。 [0064] 射束角度的測定點亦可以係3個以上。平行度測定部202亦可以測定第1射束部分206、第2射束部分208及第3射束部分210。如圖7（a）中所例示，第1射束部分206及第2射束部分208可以如上述那樣在x方向上位於彼此相反的一側，第3射束部分210可以位於離子束的中心附近。將基於平行度測定部202之第1射束部分206、第2射束部分208及第3射束部分210的x方向測定位置分別設為X1、X2、X3。 [0065] 平行度測定部202基於測定出之3個射束角度δΦ1、δΦ2、δΦ3生成x方向射束角度相對於x方向位置之誤差分佈。誤差分佈藉由公知的任意方法（例如?最小平方法）來求出。將誤差分佈例示於圖7（b）。能夠使用該誤差分佈中之x方向位置的變化量δx和與其相對應之x方向射束角度的變化量δΦ之比來定義射束平行度。例如，射束平行度亦可以定義為比δΦ/δx。亦即，射束平行度係x方向的每單位長度的角度差，其係誤差分佈的斜率。 [0066] 若離子束產生軌道偏離，則按照該偏離量，測定出之3個射束角度δΦ1、δΦ2、δΦ3相同地增加或減少。這相當於圖7（b）所示之誤差分佈的平行移動。亦即，誤差分佈的斜率不變。藉此，藉由使用比δΦ/δx來定義射束平行度，能夠從射束平行度中排除由軌道偏離產生之誤差。 [0067] 另外，亦可以在射束角度的測定點為2個時生成該種誤差分佈。在該情況下，可以依據與2個射束部分的x方向測定位置相對應之x方向射束角度測定值演算比δΦ/δx。 [0068] 如參閱圖1所說明，離子植入裝置100具備高能量多段直線加速單元14、能量分析電磁鐵24及能量分析狹縫28。由高能量多段直線加速單元14進行之加速在原理上對離子束賦予能量分佈。離子植入裝置100設計為當高能量多段直線加速單元14在適當的參數下進行動作時，能量分佈的中心與狹縫的中心一致。通過狹縫之後的射束能量成為目標射束能量。 [0069] 然而，當高能量多段直線加速單元14在與適當的參數稍微不同之參數下進行動作時，由於該參數差異而離子束的能量稍微增減。如此一來，由能量分析電磁鐵24產生之離子束的偏向角度發生改變，離子束的能量分佈的中心偏離能量分析狹縫28的中心。若射束中心偏離狹縫中心，則與此相應地，通過狹縫之後的射束能量偏離目標射束能量。 [0070] 因此，測定出之離子束的能量可以用於控制高能量多段直線加速單元14。例如，控制部120可以基於演算出之離子束的能量來控制高能量多段直線加速單元14，以使離子束具有目標能量。 [0071] 在該情況下，控制部120可以控制至少1個高頻諧振器14a中之電壓振幅V[kV]。控制電壓相當於直接操作離子束的能量。較佳為至少1個高頻諧振器14a包括最終段的高頻諧振器。如此，藉由在最終段的高頻諧振器中控制電壓，能夠容易調整離子束的能量。 [0072] 或者，控制部120可以控制至少1個高頻諧振器14a中之高頻相位φ[deg]。藉由調整相位，能夠使射束被加速時所接受之能量的比例發生變化。 [0073] 如此一來，則能夠精確度良好地調整射束能量。藉此，例如能夠精確地控制向基板W植入之深度。 [0074] 控制部120可以判定測定出之能量偏離量是否超過預先規定之第1臨界值。當能量偏離量超過第1臨界值時，控制部120可以以將離子束的能量補正為接近目標射束能量之方式控制高能量多段直線加速單元14。當能量偏離量不超過第1臨界值時，控制部120可以判定為離子束的能量在容許範圍內。 [0075] 又，控制部120亦可以判定測定出之能量偏離量是否超過預先規定之第2臨界值。當能量偏離量超過第2臨界值時，控制部120可以中斷離子植入處理。第2臨界值可以大於第1臨界值。第2臨界值亦可以與第1臨界值相等。當測定出之能量偏離量超過預先規定之臨界值時，控制部120可以選擇離子植入處理的中斷或能量偏離的補正。 [0076] 另外，控制部120亦可以判定依據能量偏離量求出之離子束的能量是否在預先規定之容許範圍內，來代替比較能量偏離量和臨界值。又，可以由與離子植入裝置100相關之其他控制裝置代替控制部120來執行該等判定。 [0077] 圖8係例示本發明的某一實施形態之射束測定方法之流程圖。該射束測定方法具備能量測定步驟（S10）及控制步驟（S20）。例如在離子植入處理的準備製程中以既定的頻度反覆執行該方法。 [0078] 在能量測定步驟（S10）中，首先，使用射束能量測定裝置200的平行度測定部202，在離子植入裝置100的射束平行化器36的下游測定離子束的平行度（S11）。接著，使用射束能量測定裝置200的能量演算部204，依據測定出之平行度演算離子束的能量（S12）。 [0079] 射束能量測定裝置200或控制部120判定演算出之離子束的能量是否適當（S15）。例如，當演算出之能量與目標能量一致時，或者演算出之能量在目標能量附近的容許範圍內時，判定為離子束的能量適當。當演算出之能量適當時（S15的是），無需調整能量，本方法結束。當演算出之能量不適當時（S15的否），執行控制步驟（S20）。 [0080] 在控制步驟（S20）中，基於演算出之離子束的能量，控制離子植入裝置100的高能量多段直線加速單元14，以使離子束具有目標能量。藉由控制部120控制高能量多段直線加速單元14。 [0081] 首先，基於演算出之離子束的能量計算出補正電壓（S21）。補正電壓係用於對離子束賦予目標能量之最終段的高頻諧振器中之RF加速電壓的補正量。接著，控制部120確認最終段的高頻諧振器的電壓餘力（S22）。亦即，判定最終段的高頻諧振器是否能夠追加產生補正電壓。當電壓餘力超出補正電壓時（S22的是），以產生補正電壓之方式設定最終段的高頻諧振器（S23）。如此，適當地調整離子束的能量，本方法結束。另外，亦可以以產生補正電壓之方式設定最終段的高頻諧振器之後，執行能量測定步驟（S10），並再次判定演算出之離子束的能量是否適當（S15）。 [0082] 另一方面，當最終段的高頻諧振器中電壓餘力不足於補正電壓時（S22的否），進行用於對離子束賦予目標能量之代替處理（S24）。例如，在至少1個高頻諧振器14a中進行相位調整。或者，亦可以在最終段的高頻諧振器以外的高頻諧振器中調整RF加速電壓。另外，亦可以藉由組合這樣的代替處理、及將補正電壓的一部分設定於最終段的高頻諧振器來對離子束賦予目標能量。如此，本方法結束。亦可以在該等調整之後執行能量測定步驟（S10），並再次判定演算出之離子束的能量是否適當（S15）。 [0083] 圖9中概略地示有本發明的某一實施形態之射束能量測定裝置200的一例。如上所述，離子植入裝置100構成為對被處理物W的表面進行離子植入處理。被處理物W例如係基板，例如係半導體晶圓。藉此，本說明書中，為了便於說明，有時將被處理物W稱為基板W，但這並非要將植入處理的對象限定於特定的物體。 [0084] 離子植入裝置100構成為，藉由射束掃描及機械掃描中的至少一方，對基板W整體照射離子束B。本說明書中，為了便於說明，將設計上的離子束B的行進方向定義為z方向，將與z方向垂直的面定義為xy面。如後述，對被處理物W掃描離子束B時，將掃描方向設為x方向，將與z方向及x方向垂直的方向設為y方向。藉此，沿x方向進行射束掃描，沿y方向進行機械掃描。 [0085] 處理室21具備物體保持部（未圖示），該物體保持部構成為保持1片或複數片基板W，並視需要向基板W提供相對於離子束B之例如y方向的相對移動（所謂的機械掃描）。在圖9中用箭頭D例示機械掃描。又，處理室21具備射束擋板92。當離子束B上不存在基板W時，離子束B入射到射束擋板92。 [0086] 處理室21中設置有射束能量測定裝置200。如上所述，射束能量測定裝置200具備平行度測定部202和能量演算部204。平行度測定部202具備：遮罩102，用於將原來的離子束B整形為測定用離子束Bm；及檢測部104，構成為檢測測定用離子束Bm。 [0087] 如圖9中所例示，當向基板W照射離子束B時，遮罩102及檢測部104位於偏離離子束B之後撤位置。此時，離子束B不會照射到遮罩102及檢測部104。在進行測定時，遮罩102及檢測部104藉由未圖示之移動機構移動至橫穿離子束B之測定位置（參閱圖10）。此時，遮罩102位於在離子束B的路徑上的最終能量過濾器38（參閱圖1）與檢測部104之間，檢測部104位於在離子植入處理中放置有基板W的表面之z方向位置。 [0088] 又，平行度測定部202具備用於執行離子束測定處理之測定控制部106。測定控制部106可以係構成為控制離子植入裝置100之控制裝置的一部分，亦可以與其分開設置。能量演算部204可以係測定控制部106的一部分，亦可以與其分開設置。測定控制部106可以構成為支配如上所述的遮罩102及檢測部104的後撤位置與測定位置之間的移動。在某一實施形態中，離子植入裝置100可以構成為基於由平行度測定部202測定之結果控制離子植入處理。 [0089] 測定控制部106具備射束角度演算部108，該射束角度演算部108構成為，基於表示檢測結果之檢測部104的輸出，演算實際的離子束B的行進方向相對於設計上的行進方向亦即z方向所成之角度。射束角度演算部108構成為，使用測定用離子束Bm的通過了y狹縫110y之射束部分的x方向位置演算x方向射束角度，並使用測定用離子束Bm的通過了x狹縫110x之射束部分的y方向位置演算y方向射束角度。 [0090] 圖10係概略地表示圖9所示之平行度測定部202之圖。圖11係在遮罩102的y方向中央切斷圖10所示之平行度測定部202並從y方向觀察之圖。圖12係在遮罩102的y狹縫110y的x方向位置切斷圖10所示之平行度測定部202並從x方向觀察之圖。圖13係在遮罩102的x狹縫110x的x方向位置切斷圖10所示之平行度測定部202並從x方向觀察之圖。 [0091] 遮罩102構成為使從上游供給之離子束B部分透射並生成測定用離子束Bm。測定用離子束Bm具備y射束部分112y及x射束部分112x（參閱圖11至圖13）。y射束部分112y在xy面上具有沿y方向細長的剖面。x射束部分112x在xy面上具有沿x方向細長的剖面。 [0092] 遮罩102具備具有使離子束B通過之複數個狹縫或開口之板狀的構件。遮罩102上的複數個狹縫包括沿y方向細長的y狹縫110y和沿x方向細長的x狹縫110x。本說明書中，有時將形成有y狹縫110y之遮罩102部分稱為“第1遮罩部分”，將形成有x狹縫110x之遮罩102部分稱為“第2遮罩部分”。 [0093] 圖10所示之遮罩102在原來的離子束B所入射之遮罩102上的被照射區域具備3個第1遮罩部分及2個第2遮罩部分。該等第1遮罩部分及第2遮罩部分在x方向上配置為彼此交替。各第1遮罩部分具備1條y狹縫110y，各第2遮罩部分具備1條x狹縫110x。 [0094] 藉此，遮罩102具有3條y狹縫110y和2條x狹縫110x,y狹縫110y和x狹縫110x在x方向上排列成彼此交替。中央的y狹縫110y配置於在離子束B所入射之遮罩102上的被照射區域中的x方向中央。其餘的2條y狹縫110y分別配置於在遮罩102上的被照射區域中的x方向端部。另一方面，2條x狹縫110x在y方向上位於相同的位置，並配置於遮罩102上的被照射區域中的y方向中央。 [0095] y狹縫110y係具有與y射束部分112y相對應之形狀之貫穿孔。因此，y狹縫110y在x方向上具有某一狹窄的狹縫寬度，在y方向上具有比其長的狹縫長度。另一方面，x狹縫110x係具有與x射束部分112x相對應之形狀之貫穿孔。因此，x狹縫110x在y方向上具有某一狹窄的狹縫寬度，在x方向上具有比其長的狹縫長度。 [0096] y狹縫110y及x狹縫110x的狹縫長度明顯長於狹縫寬度，狹縫長度為狹縫寬度的例如至少10倍。當重視測定精確度時，縮小狹縫寬度為較佳，當重視縮短測定時間時，加寬狹縫寬度為較佳。按照離子束B的y方向的寬度規定y狹縫110y的狹縫長度。 [0097] 又，遮罩102中相鄰之2個狹縫的間隔被規定為使測定用離子束Bm入射到檢測部104時相鄰之2個射束部分彼此分離。如圖11所示，相鄰之y狹縫110y和x狹縫110x的x方向的間隔被規定為不使相鄰之y射束部分112y和x射束部分112x在檢測部104的z方向位置上彼此重合。如此一來，能夠避免各射束部分從遮罩102到達檢測部104之前，由於各射束部分的發散而使得相鄰之射束部分彼此混合之情況。 [0098] 離子束B照射到第1遮罩部分並通過y狹縫110y，藉此生成y射束部分112y。離子束B照射到第2遮罩部分並通過x狹縫110x，藉此生成x射束部分112x。與遮罩102上的y狹縫110y及x狹縫110x的配置相對應而生成3條y射束部分112y和2條x射束部分112x在x方向上排列成彼此交替之測定用離子束Bm。 [0099] 由檢測部104進行檢測期間，遮罩102保持靜止。藉此，y射束部分112y及x射束部分112x相當於從原來的離子束B切出之特定的一部分。因此，y射束部分112y及x射束部分112x保持xy面上離子束B在特定位置上的射束角度。 [0100] 檢測部104構成為檢測y射束部分112y的x方向位置，並檢測x射束部分112x的y方向位置。檢測部104具備移動檢測器，該移動檢測器能夠以橫穿測定用離子束Bm之方式沿x方向移動。在圖10中用箭頭E例示檢測部104沿x方向之移動。藉由檢測器的x方向移動來檢測y射束部分112y的x方向位置。又，檢測部104具備在y方向上排列之複數個檢測要件114。依據檢測部104中之x射束部分112x的到達位置來檢測x射束部分112x的y方向位置。 [0101] 如此一來，檢測部104能夠在移動檢測器橫穿1次測定用離子束Bm之期間檢測y射束部分112y的x方向位置及x射束部分112x的y方向位置。 [0102] 檢測部104或各檢測要件114例如具備按照所入射之離子的量生成電流之元件，或者亦可以係能夠檢測離子束之任意的構成。檢測部104或各檢測要件114例如可以係法拉第杯。又，圖示之檢測部104代表性地例示有5個檢測要件114，但檢測部104亦可以典型地具備比該數量更多（例如至少10個）的檢測要件114的排列。 [0103] 如圖11所示，當檢測部104為了檢測測定用離子束Bm而沿x方向移動時，例如在x方向位置xa上，檢測部104接受來自遮罩102上的x方向端部的y狹縫110y之y射束部分112y。又，檢測部104例如在x方向位置xb上接受來自其中一方的x狹縫110x之x射束部分112x。另外，檢測部104例如在x方向位置xc上接受來自x方向中央的y狹縫110y之y射束部分112y。同樣地，檢測部104例如在x方向位置xd上接受來自另一方的x狹縫110x之x射束部分112x，並且例如在x方向位置xe上接受來自x方向端部的y狹縫110y之y射束部分112y。 [0104] 檢測部104向射束角度演算部108輸出x方向移動的結果所得到之x方向位置與射束電流之間的關係。射束角度演算部108依據x方向位置與射束電流之間的關係來特定y射束部分112y的x方向位置。射束角度演算部108例如將與y射束部分112y相對應之射束電流峰值的x方向位置決定為該y射束部分112y的x方向位置。 [0105] 如圖12所示，y射束部分112y遍及沿y方向排列之若干個檢測要件114而入射。因此，在本實施形態中，將從每個檢測要件114輸出之射束電流進行合計，並將該合計的射束電流用於特定y射束部分112y的x方向位置。 [0106] 如習知，依據z方向上之第1位置與第2位置之間的x方向的射束變位量和第1位置與第2位置的z方向距離之比，能夠演算x方向射束角度θx。由於在檢測中遮罩102被保持於規定的位置，因此遮罩102上的各狹縫的z方向位置及該z方向位置上之各狹縫的xy面內位置係已知的。又，檢測部104的z方向位置亦係已知的。因此，使用該等已知的位置關係和檢測出之y射束部分112y的x方向位置，能夠演算x方向射束角度θx。 [0107] 在此，射束平行度例如可以定義為2個測定點之間的角度差δθ=θx1-θx2。測定點的間隔係在掃描平面內盡可能相隔為較佳。這是因為，當射束成為收斂軌道或發散軌道時，計測位置盡可能相隔時角度差變大，因此靈敏度變高。 [0108] 如圖11所示，y射束部分112y的x方向的寬度對應於y狹縫110y的x方向的寬度而較細。因此，容易特定與y射束部分112y相對應之射束電流峰值的x方向位置。又，如圖12所示，y射束部分112y對應於y狹縫110y而在y方向上寬度較寬。因此，與如以往那樣使用具有圓形小孔之遮罩之情況相比，能夠加大檢測部104所接受之射束電流。 [0109] 同樣地，依據z方向上之第1位置與第2位置之間的y方向的射束變位量和第1位置與第2位置的z方向距離之比，能夠演算y方向射束角度θy。如圖13所示，x射束部分112x的y方向的寬度對應於x狹縫110x的y方向的寬度而較細。x射束部分112x到達檢測部104的某一特定的檢測要件114，能夠將該檢測要件114的y方向位置視為x射束部分112x的y方向位置。使用如此檢測出之x射束部分112x的y方向位置、及遮罩102與檢測部104之間的已知的位置關係，能夠演算y方向射束角度θy。如圖11所示，由於x射束部分112x對應於x狹縫110x而在x方向上寬度較寬，因此能夠加大檢測部104所接受之射束電流。 [0110] 如此，藉由在單一的遮罩102上形成x方向狹縫及y方向狹縫，能夠以1個遮罩102同時測定x方向射束角度θx及y方向射束角度θy。 [0111] 藉由將複數個y狹縫110y分別設置於x方向上不同之位置，能夠求出離子束B的x方向射束角度θx的x方向分佈。例如，能夠將從中央的y射束部分112y得到之x方向射束角度θx用作離子束B的x方向射束角度的代表值。又，作為表示x方向射束角度θx的均勻性之指標，例如亦能夠使用該代表值與從端部的y射束部分112y得到之x方向射束角度θx之差。 [0112] 又，藉由將複數個x狹縫110x分別設置於x方向上不同之位置，能夠求出離子束B的y方向射束角度θy的x方向分佈。 [0113] 在上述實施形態中，檢測部104以一定速度沿x方向移動。這有檢測部104的動作變得簡單之優點。但是，在某一實施形態中，為了加大檢測部104所接受之射束電流量，檢測部104可以構成為在移動檢測器橫穿1次測定用離子束Bm之期間調整其移動速度。例如，為了接受x射束部分112x，移動檢測器可以減速或靜止。具體而言，例如移動檢測器可以在即將要接受x射束部分112x之前減速，並持續減速至通過該x射束部分112x。或者，移動檢測器亦可以在接受x射束部分112x之位置停止既定時間。 [0114] 圖14係用於說明使用圖9所示之平行度測定部202之平行度測定處理的一例之流程圖。首先，在離子束所通過之位置設置遮罩（S31）。該操作機械地進行。如上所述，遮罩上設置有y狹縫及x狹縫。之後，直至本方法結束為止，遮罩被保持於該位置，在測定期間遮罩保持靜止。 [0115] 接下來，開始離子束的照射（S32）。離子束通過遮罩的狹縫，藉此準備測定用離子束。如上所述，測定用離子束具備：y射束部分，沿與離子束行進方向垂直的y方向較長；及x射束部分，沿與前述行進方向及y方向垂直的x方向較長。 [0116] 接著，測定射束角度（S33）。使用檢測部測定通過了遮罩之離子束的到達位置。檢測y射束部分的x方向位置，並檢測x射束部分的y方向位置。此時，視需要，檢測部相對於測定用離子束而移動。使用檢測出之x方向位置演算x方向射束角度（亦即平行度），並使用檢測出之y方向位置演算y方向射束角度。然後，結束離子束的照射（S34），最後解除遮罩的設置（S35）。遮罩返回到後撤位置。如此，本方法結束。 [0117] 在上述實施形態中，離子植入裝置100具備靜電型的射束平行化器36，但本發明並不限於此。在某一實施形態中，離子植入裝置100可以具備磁場型的射束平行化器。在該情況下，藉由將上述說明中之電壓替換為磁場，同樣能夠測定能量。 [0118] 又，在某一實施形態中，測定出之離子束的能量亦可以用於控制高能量多段直線加速單元14以外的離子植入裝置100的構成要件。 [0119] 在某一實施形態中，離子植入裝置100亦可以構成為向處理室21賦予有時亦被稱為帶狀射束之在與z方向垂直的一方向上具有較長的剖面之離子束。在該情況下，離子束例如具有比y方向的寬度長的x方向的寬度。藉此，射束能量測定裝置可以具備：平行度測定部，在射束平行化器的下游測定帶狀射束的平行度；及能量演算部，依據測定出之平行度演算離子束的能量。 [0120] 接著，對高能量多段直線加速單元14的高頻參數的調整方法進行詳細說明。在本實施形態中，高能量多段直線加速單元14具有n段（例如18段）的高頻諧振器。例如，前段的第1直線加速器15a具有m段（例如12段）的高頻諧振器，後段的第2直線加速器15b具有n-m段（例如6段）的高頻諧振器。在各段的高頻諧振器之間配置有被施加靜電壓之電極（典型地為接地電極），利用施加於電極與高頻諧振器之間的間隙之電位差，對通過該間隙之離子束進行加速或減速。亦能夠使配置於各段的高頻諧振器之間之電極作為Q透鏡（收斂或發散透鏡）發揮功能。例如，藉由調整用於設定施加電壓之Q透鏡參數，能夠控制通過高能量多段直線加速單元14之離子束的射束輪廓。藉由適當地控制Q透鏡參數，例如能夠以使從高能量多段直線加速單元14輸出之射束電流量最大化之方式調整輸出射束。 [0121] 關於高能量多段直線加速單元14，藉由調整規定各段的高頻諧振器的電壓振幅、頻率及相位之高頻參數來控制作為加速單元整體之加速能量的量。藉由將目標射束能量作為輸入並使用了既定的演算法之最佳化計算來演算高頻參數的值。例如，對模擬了高能量多段直線加速單元14的光學配置之模擬模型設定適當的高頻參數，一邊改變高頻參數的值一邊演算輸出能量的值。藉此，計算出用於得到目標射束能量之高頻參數。若有過去的最佳化計算的執行結果，則亦能夠利用該結果來計算出高頻參數。 [0122] 另外，在複數段的高頻諧振器中最上段（例如第1段及第2段）的高頻諧振器進行將藉由靜電壓的引出電極11從離子源10引出之連續射束（DC射束）固定於特定的加速相位之“聚束（bunching）”。因此，最上段的高頻諧振器亦被稱為“聚束器（buncher）”。聚束器支配下游側的高頻諧振器中的射束捕獲效率，對從高能量多段直線加速單元14輸出之射束電流量帶來較大影響。在高頻參數的最佳化計算中，藉由一邊改變聚束器的相位一邊進行模擬來導出輸送效率成為最佳之相位的組合。 [0123] 即使基於藉由上述最佳化計算而得到之高頻參數使高能量多段直線加速單元14進行動作，亦有無法得到所希望之射束能量之情況。其原因可以考慮到幾點，例如可以舉出高頻諧振器中之高頻電極的製作誤差或安裝誤差、施加於高頻電極之高頻電壓的振幅誤差等。射束能量的目標值與實測值之差在容許範圍內即可，但近年來對能量精確度之要求逐漸高漲，為了將射束能量的值控制在容許範圍內,需進行高頻參數的微調。此時，如上述圖8的S22的處理所示，若有補正電壓的產生餘力，則或許能夠進行能量的微調。然而，若沒有餘力，則能量的微調並不容易，必須再次執行花費時間之最佳化計算。 [0124] 因此，在本實施形態中，在對複數段的高頻諧振器中至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器設為與賦予設計上的最大加速之高頻參數不同之值之制約條件下，執行最佳化計算來求出暫定的高頻參數。在此，“與賦予設計上的最大加速之高頻參數不同之值”係有目的地偏離用於賦予最大加速之最佳值之參數值。藉由設定有目的地偏離最佳值之參數，能夠編入用於能量的微調之調整餘力。其結果，僅藉由對至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器調整參數，便能夠微調輸出射束的能量值。因此，依本實施形態，無需重新進行花費時間之最佳化計算，能夠更簡便地得到能量精確度高的射束。 [0125] 圖15係模式地表示基於高頻諧振器14a之射束加減速的原理之圖。高頻電極140具有圓筒形狀，離子束B通過圓筒的內部。高頻電極140上連接有高頻電源138，並被施加規定為高頻參數之電壓振幅、頻率及相位的高頻電壓VRF
。在高頻電極140的上游側配置有第1電極142，在高頻電極140的下游側配置有第2電極144。第1電極142及第2電極144被施加靜電壓，例如被施加接地電壓。在第1電極142及第2電極144的內部可以設置有作為Q透鏡發揮功能之四極電極。四極電極可以係使射束在與射束軌道正交之x方向上收斂之橫向收斂（縱向發散）透鏡QF或使射束在y方向上收斂之縱向收斂（橫向發散）透鏡QD。 [0126] 在高頻電極140與第1電極142之間設置有第1間隙146。第1間隙146中產生由高頻電極140與第1電極142的電位差引起之電場。同樣地，在高頻電極140與第2電極144之間設置有第2間隙148，第2間隙148中產生由高頻電極140與第2電極144的電位差引起之電場。位於第1間隙146之離子132接受第1間隙146中產生之電場而被加速或減速。同樣地，位於第2間隙148之離子134接受第2間隙148中產生之電場而被加速或減速。另一方面，高頻電極140、第1電極142及第2電極144的內部實質上為等電位，因此通過第1電極142、高頻電極140及第2電極144的內部之離子131、133、135實質上不會被加減速。 [0127] 圖16係模式地表示高頻電壓VRF
的時間波形及通過高頻諧振器14a之離子所接受之能量的一例之圖表。圖表所示之時刻t=t1
、t2
、t3
、t4
、t5
對應於圖15所示之離子131～135分別通過第1電極142、第1間隙146、高頻電極140、第2間隙148及第2電極144時之時刻。本說明書中，將離子133通過高頻電極140時（t=t3
）的高頻電壓VRF
的相位φ0
亦稱為“加速相位”。藉由改變高頻參數的值來控制加速相位的值。若加速相位φ0
發生變化，則由射束通過高頻諧振器14a而引起之加減速能量的量發生變化。因此，加速相位φ0
在控制射束能量的值之方面係重要的參數之一。 [0128] 圖16係表示加速相位設定為φ0
=0°之情況。在該情況下，在通過比高頻電極140更上游的第1間隙146之時刻t=t2
，高頻電壓VRF
成為負值（-VA
），在通過比高頻電極140更下游的第2間隙148之時刻t=t4
，高頻電壓VRF
成為正值（+VA
）。在時刻t=t2
時，由於第1電極142的電位（接地）高於高頻電極140的電位（-VA
），因此離子132得到由該電位差VA
引起之加速能量。又，在時刻t=t4
時，由於高頻電極140的電位（+VA
）高於第2電極144的電位（接地），因此離子134得到由該電位差VA
引起之加速能量。其結果，藉由通過第1間隙146和第2間隙148雙方，得到合計相當於2VA
的電壓之加速能量。 [0129] 另外，當加速相位φ0
已固定時，藉由高頻諧振器14a賦予之加速能量的值依賴於高頻電壓VRF
的電壓振幅和離子從第1間隙146到達第2間隙148之相位差Δφgap
。相位差Δφgap
由高頻電極140的電極長度L0
、第1間隙146的間隙長度L1
、第2間隙148的間隙長度L2
、離子的通過速度（平均速度v）、高頻電壓VRF
的頻率f規定。若概略地計算相位差Δφgap
，則對應於從第1間隙146至第2間隙148之通過時間τ≈（L0
+L1
/2+L2
/2）/v。離子的通過速度（平均速度v）由離子的質量及能量規定。高頻直線加速器中，考慮該等各種參數而決定高頻諧振器14a的高頻參數，以便得到所希望之加速能量。 [0130] 圖17係模式地表示高頻電壓VRF
的時間波形及通過高頻諧振器14a之離子所接受之能量的一例之圖表，表示加速相位設定為φ0
=-45°之情況。高頻電壓VRF
的振幅及頻率、從第1間隙146至第2間隙148之相位差Δφgap
與圖16相同。藉由相位發生偏離，第1間隙146（t=t2
）中，被賦予由電位差VB1
引起之加速能量，第2間隙148（t=t4
）中，被賦予由電位差VB2
引起之加速能量，得到合計相當於VB1
+VB2
的電壓之加速能量。該加速能量小於相當於圖16的例子所示之2VA
的電壓之加速能量。 [0131] 圖18係模式地表示高頻電壓VRF
的時間波形及通過高頻諧振器14a之離子所接受之能量的一例之圖表，表示加速相位設定為φ0
=-90°之情況。高頻電壓VRF
的振幅及頻率、從第1間隙146至第2間隙148之相位差Δφgap
與圖16相同。藉由相位偏離90°，第1間隙146（t=t2
）中，被賦予由電位差VC
引起之加速能量，另一方面，第2間隙148（t=t4
）中，被賦予由電位差-VC
引起之減速能量。其結果，作為合計而得到之加減速能量成為0。 [0132] 如此，能夠藉由調整高頻諧振器14a的加速相位φ0
來調整高頻諧振器14a所賦予之加減速能量的量。 [0133] 圖19係模式地表示加速相位φ0
與加減速能量E之間的關係的一例之圖表。圖表的細線所示之曲線151、152分別表示第1間隙146的加減速能量E1
及第2間隙148中之加減速能量E2
，粗線所示之曲線150表示高頻諧振器14a中之總加減速能量E0
（=E1
+E2
）。圖表中，示有合計的加減速能量E0
成為正之加速相位φ0
的範圍（-90°≤φ0
≤ 90°）。 [0134] 如圖所示，加速相位φ0
=0°時所得到之加速能量成為最大，隨著加速相位φ0
發生偏離而得到之加速能量下降，在加速相位φ0
=±90°時加速能量成為0。又，加速相位φ0
=±60°時所得到之加速能量成為最大值的一半。另外，在未圖示之加速相位φ0
的範圍（-180°≤φ0
＜-90°、90°＜φ0
＜180°）內，所得到之能量的正負相反，被賦予使離子減速之負的能量。 [0135] 依據圖19所示之圖表，若假設藉由最佳化計算而計算出之加速相位為φ0
=0°、亦即為得到最大加速之值，則即使藉由加速相位φ0
的調整而減小能量的量，亦無法增加調整餘力。亦即，為了得到高能量射束而設定最大加速條件，導致削減使能量微增之餘力。另一方面，若為偏離最大加速條件之加速相位，則既能夠沿增加之方向調整能量，亦能夠沿減少之方向進行調整。例如，若將加速相位φ0
的基準值（亦稱為基準相位）設定為-90°至-30°的範圍（或30°至90°的範圍）中的任意一個，則能夠使能量以一定程度的比例增減。尤其，若將基準相位設定為 -60°（或+60°），則能夠藉由加速相位φ0
的變更而加大使能量增減之餘力，因此較佳。 [0136] 另外，對複數段的高頻諧振器中最終段的高頻諧振器進行基於高頻參數的變更之能量的微調為較佳。這是因為，若假設已變更上游側的高頻參數，則有可能會發生位於比經參數調整之高頻諧振器更下游之高頻諧振器的參數的重新調整。另一方面，若為最終段的高頻諧振器，則不存在比其更下游的高頻諧振器，因此無需配合上游側的參數變更而調整下游側的參數。 [0137] 例如，高能量多段直線加速單元14的高頻諧振器的段數為18段，將最上游的2段用作聚束器，以最下游的1段進行能量調整，而欲以其餘15段對離子束進行加速時，各段中的加速能量的量成為最終射束能量的4%～8%左右。此時，若將最下段的高頻諧振器的加速相位φ0
設定為-60°（或+60°），則能夠賦予各段的加速能量的量的一半左右、亦即±2%～±4%左右的調整餘力。 [0138] 另外，認為1段量的調整餘力不充分時，亦可以使用包括最終段之兩段以上的高頻諧振器進行能量調整。在該情況下，亦可以藉由對於兩段以上的高頻諧振器，將加速相位φ0
設定為偏離最大加速條件之基準值，在測定射束能量之後，調整兩段以上的高頻諧振器的加速相位φ0
，來調整最終射束能量。對兩段以上的高頻諧振器之參數調整可以同時執行，亦可以分別執行。例如，可以在進行對最終段僅跟前（例如第17段）之調整之後，再次測定射束能量，然後進行對最終段（例如第18段）之調整來確定射束能量。 [0139] 當使用本實施形態之能量調整方法時，必須限制最終段的加速能量，因此無法得到設計上的最大加速。因此，在比能量精確度更優先射束能量的絕對量之情況下，可以在將最終段的加速相位φ0
作為最大加速條件之制約條件下執行最佳化計算。在該情況下，在最終段中，難以沿增加能量之方向進行微調，但能夠盡量輸出高能量的射束。可以預先準備能夠進行能量的微調之第1模式、及難以進行能量的微調但能夠進行高能量的輸出之第2模式，使得用戶能夠選擇在任意一種模式下設定高頻參數。 [0140] 在高頻參數之中，不僅可以藉由改變加速相位來實現能量的微調，還可以藉由改變高頻電壓VRF
的電壓振幅來實現能量的微調。例如，可以藉由將最終段的高頻諧振器的電壓振幅設定為比設計上的最大值低的值，在測定射束能量之後，改變電壓振幅來調整能量。例如，可以藉由在將最終段的電壓振幅設為設計上的最大值的一半之制約條件下進行最佳化計算，來使其具備由電壓振幅的變更產生之調整餘力。在該情況下，可以變更加速相位和電壓振幅雙方來調整射束能量，亦可以僅變更電壓振幅來調整射束能量。 [0141] 為了支援高頻參數的調整，可以計算出使最終段的高頻參數由基準值段階性地變化時之射束能量的變化量。例如，計算出相對於作為基準值之-60°的加速相位φ0
，使相位值以10°刻度在-90°～0°的範圍內變化時可得到之複數個射束能量值。此時，複數個射束能量可以在進行最佳化計算的同時使用模擬模型來計算出，亦可以藉由對射束能量的實測值應用如圖19所示之加速相位與加速能量之間的相關關係來計算出。又，亦可以在射束能量的變化量相對於相位變化相對大的-90°～-60°的範圍內，增加段階數（例如以5°刻度）執行計算，另一方面，在變化量相對小的-60°～0°的範圍內，則減少段階數（例如以10°刻度）執行計算。此外，亦可以以能量的變化量變均等之方式設定加速相位φ0
的刻度幅度。 [0142] 控制演算裝置54可以藉由選擇計算出之複數個射束能量值中接近目標值之值，並變更為與所選擇之射束能量值相對應之加速相位φ0
的值來進行參數調整。控制演算裝置54亦可以將計算出之複數個射束能量值顯示於顯示裝置68，使得用戶能夠進行選擇操作。控制演算裝置54亦可以通過輸入裝置52從用戶接收選擇作為選擇項而提示之複數個射束能量中的任意一個之操作，並採用與所接收之射束能量的值相對應之參數作為調整後的參數。 [0143] 本實施形態之能量調整方法中，為了以高精確度調整射束能量，需以高精確度測定射束能量。射束能量的測定方法並沒有特別限定，能夠藉由基於上述射束平行度的計測來以高精確度特定射束能量。此外，可以基於從高能量多段直線加速單元14輸出之離子束的飛行時間（TOF：Time-of-Flight）的計測來特定射束能量，亦可以計測被照射了射束之晶圓等對象物的特性X射線的能量來特定射束能量。又，亦可以基於照射對象物的二次離子質譜分析（SIMS）輪廓（profile）的計測來特定射束能量。 [0144] 當已完成射束能量的調整時，與調整前相比，射束能量的量發生變化，因此有時位於比高能量多段直線加速單元14更下游之機器的動作參數未被最佳化。例如，能量分析電磁鐵24或偏向電磁鐵30的磁場參數需按照所通過之射束能量來進行調整。同樣地，射束平行化器36或最終能量過濾器38的電壓參數亦有可能需要調整。因此，可以按照射束能量的調整量來調整位於比高能量多段直線加速單元14更下游之機器的參數，使得射束輸送變得更為最佳化。 [0145] 接著，對本實施形態之離子植入方法進行說明。圖20係例示實施形態之離子植入方法之流程圖。控制演算裝置54將目標射束能量作為輸入並在對複數段的高頻諧振器中至少包括最終段之一部分段的高頻諧振器設為與賦予最大加速之高頻參數不同之值之制約條件下，演算各段的暫定的高頻參數（S40）。控制演算裝置54例如在將最終段的高頻諧振器的加速相位φ0
設為既定的基準值（例如-60°或60°）之制約條件下演算高頻參數，以便得到目標射束能量。 [0146] 接著，依據演算出之暫定的高頻參數，使高能量多段直線加速單元14進行動作而輸出射束（S42），並以使射束電流量最大化之方式調整高能量多段直線加速單元14的動作參數（S43）。射束電流量的調整在將至少包括最終段之一部分段的高頻參數的值固定於與賦予最大加速之高頻參數的值不同之值之條件下進行。例如，調整成為聚束器之最上游的高頻參數或Q透鏡參數，另一方面，不讓最終段的高頻諧振器的加速相位φ0
由基準值發生變更。藉此，在維持剩有微調射束能量之餘力之狀態之情況下，使所得到之射束電流量最大化。 [0147] 接著，測定從高能量多段直線加速單元14輸出之離子束的射束能量（S44）。當比較了射束能量的測定值和目標值時之差偏離容許範圍而需要進行能量調整時（S46的是），調整最終段的高頻參數，以便得到目標射束能量（S48）。例如，若射束能量不足，則將加速相位φ0
變更為接近0°，若射束能量過剩，則將加速相位φ0
變更為接近-90°或90°。此時，按照射束能量的調整量，還適當調整比高能量多段直線加速單元14更下游的機器的設定值。在完成能量調整之後，依據經調整之高頻參數輸出離子束，並執行離子植入處理（S50）。另外，當射束能量的測定值與目標值之差在容許範圍內而無需進行能量調整時（S46的否），跳過S48的處理並依據演算出之高頻參數，藉由輸出之離子束執行離子植入處理（S50）。 [0148] 依本實施形態，能夠以預先編入調整餘力之方式演算暫定的高頻參數。其結果，即使在射束能量的測定值與目標值之間產生超過容許範圍之誤差，亦能夠使用預先準備之調整餘力高精確度地進行能量值的調整。因此，無需為了對準射束能量而執行複數次花費時間之最佳化計算，能夠減少調整所花費之時間或勞力。藉此，能夠高精確度且簡便地調整從多段式的直線加速器輸出之射束能量的值。 [0149] 以上，基於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，能夠實施各種設計變更，當業者可理解能夠實施各種各樣的變形例，並且這樣的變形例亦在本發明的範圍內。 [0150] 上述實施形態中，示出了藉由基於控制演算裝置54之最佳化計算來決定調整能量前的暫定的高頻參數之情況。在變形例中，可以從外部輸入既定的參數集作為調整能量前的高頻參數，而非每次都執行最佳化計算。該參數集可以係在離子植入裝置100的外部預先計算者，亦可以係由離子植入裝置100藉由過去執行之最佳化計算而求出者。藉由對至少包括最終段之一部分段使用與最大加速條件不同之值的參數集作為調整前的參數，能夠進行與上述實施形態相同的能量調整。 [0151] 上述實施形態中，示出了在植入處理中將離子植入中所使用之射束能量的值調整為一定目標值之方法。在變形例中，可以在對1片晶圓進行之植入處理中，為了使射束能量的值可變而調整最終段的高頻參數。例如，可以按照晶圓表面的植入位置而使最終段的高頻諧振器的加速相位φ0
的值發生變化，並按照植入位置照射不同能量的射束。 [0152] 在該情況下，控制裝置可以決定按照晶圓表面的植入位置而使加速相位φ0
的值發生變化之可變參數。可變參數中規定有加速相位φ0
隨著時間經過而變化之既定的模式（pattern）。當在晶圓的機械掃描方向（y方向）上按照不同位置而使射束能量值發生變化時，可以配合晶圓的機械掃描的週期來規定可變參數。另一方面，當在射束掃描的方向（x方向）上按照不同位置而使射束能量值發生變化時，可以配合射束掃描的週期來規定可變參數。藉由依據所規定之可變參數使射束能量發生變化，能夠在1次離子植入處理中按每個植入區域進行能量的分配。
[0153]14‧‧‧高能量多段直線加速單元14a‧‧‧高頻諧振器16‧‧‧射束偏向單元24‧‧‧能量分析電磁鐵28‧‧‧能量分析狹縫30‧‧‧偏向電磁鐵34‧‧‧射束掃描器36‧‧‧射束平行化器54‧‧‧控制演算裝置56‧‧‧振幅控制裝置58‧‧‧相位控制裝置60‧‧‧頻率控制裝置62‧‧‧高頻電源100‧‧‧離子植入裝置138‧‧‧高頻電源140‧‧‧高頻電極142‧‧‧第1電極144‧‧‧第2電極146‧‧‧第1間隙148‧‧‧第2間隙
[0010] 圖1係概略地表示本發明的某一實施形態之離子植入裝置之頂視圖。 圖2係表示包括圖1所示之高能量多段直線加速單元的概略構成之整體佈局之平面圖。 圖3係用於說明圖1所示之高能量多段直線加速單元的控制部的功能及構成之方塊圖。 圖4係表示圖1所示之射束輸送線單元的一部分的概略構成之平面圖。 圖5（a）、圖5（b）及圖5（c）係用於說明本發明的某一實施形態之射束平行度的測定之圖。 圖6係用於說明本發明的某一實施形態之射束平行度的測定之圖。 圖7（a）及圖7（b）係用於說明本發明的某一實施形態之射束平行度的測定之圖。 圖8係例示本發明的某一實施形態之射束測定方法之流程圖。 圖9係概略地表示本發明的某一實施形態之射束能量測定裝置的一例之圖。 圖10係概略地表示圖9所示之平行度測定部之圖。 圖11係在遮罩的y方向中央切斷圖10所示之平行度測定部並從y方向觀察之圖。 圖12係在遮罩的y狹縫的x方向位置切斷圖10所示之平行度測定部並從x方向觀察之圖。 圖13係在遮罩的x狹縫的x方向位置切斷圖10所示之平行度測定部並從x方向觀察之圖。 圖14係用於說明使用圖9所示之平行度測定部之平行度測定處理的一例之流程圖。 圖15係模式地表示基於高頻諧振器之射束加減速原理之圖。 圖16係模式地表示高頻電壓的時間波形及通過高頻諧振器之離子所接受之能量的一例之圖表。 圖17係模式地表示高頻電壓的時間波形及通過高頻諧振器之離子所接受之能量的一例之圖表。 圖18係模式地表示高頻電壓的時間波形及通過高頻諧振器之離子所接受之能量的一例之圖表。 圖19係模式地表示加速相位與加減速能量之間的關係的一例之圖表。 圖20係例示實施形態之離子植入方法之流程圖。
