專利名稱：調整射束的均勻性的離子束照射裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用離子束照射目標的離子束照射裝置，該離子束具有所謂的帶狀(也可以稱為片狀或條狀，在下文同樣適用)形狀，該形狀在與行進方向交叉的平面中的y方向(縱向)中的大小大于垂直于y方向的x方向上的大小，從而執行離子注入等等，還涉及調整射束的均勻性的方法，該方法提高離子束在y方向中的射束電流密度分布的均勻性。在該說明書中，帶狀離子束包括具有帶狀形狀而不進行y方向中的掃描的離子束，以及在進行y方向中的掃描后具有帶狀形狀的離子束。
背景技術：
在用這種帶狀離子束照射目標(例如半導體襯底或玻璃襯底)以便在該目標上執行諸如離子注入的工藝的情況下，為增強y方向中的工藝的均勻性，提高撞擊在目標上的離子束在y方向中的射束電流密度分布的均勻性是很重要的。
為提高在帶狀離子束的縱向中的射束電流密度分布的均勻性，在現有技術中，在離子束的縱向中的多個調整位置處，通過磁場發散或聚焦離子束來調整射束電流密度分布，如在例如專利文獻1(日本未審公開號No.6-342639(段落0007和0008，圖1))公開的那樣。
在現有技術中，由于在多個調整位置處發散或聚焦離子束以便調整射束電流密度分布，改變了通過調整位置的離子束的行進方向和發散角。因此，產生不利地影響離子束(整個離子束)的平行性和發散角的問題。即，存在這樣的問題難以將離子束的平行性和發散角保持在恒定水平，因此降低離子束的質量的問題。這也同樣適用通過電場發散或聚焦離子束的情形。
發明內容
本發明的實施例提供能提高離子束在y方向(縱向)中的射束電流密度分布的均勻性，而不會不利地影響離子束的平行性和發散角的裝置和方法。
本發明的第一離子束照射裝置為一種離子束照射裝置，其用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中，該裝置包括射束剖面監視器，其在該目標的位置附近，測量該離子束在至少y方向中的射束電流密度分布；多個可移動屏蔽板，其安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的至少一側上，可移動屏蔽板可沿x方向，相互獨立地移動，并阻擋該離子束；屏蔽板驅動設備，以相互獨立的方式，沿x方向往復驅動該多個可移動屏蔽板；以及屏蔽板控制設備，基于由該射束剖面監視器獲得的測量信息，控制該屏蔽板驅動設備，執行下述的至少一個對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對增加；以及對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對減小，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性的控制。
本發明的第二離子束照射裝置為一種離子束照射裝置，其用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中，該裝置包括射束剖面監視器，其在該目標的位置附近，測量該離子束的至少y方向中的射束電流密度分布；第一可移動屏蔽板組，具有多個可移動屏蔽板，它們安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的一側上的y方向中，該第一可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第二可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，它們安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的另一側上的y方向中，以便橫跨該離子束路徑與構成該第一可移動屏蔽板組的該屏蔽板在x方向中分別相對，該第二可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第一屏蔽板驅動設備，其以相互獨立的方式，沿x方向往復驅動構成該第一可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板；第二屏蔽板驅動設備，其以相互獨立的方式，沿x方向往復驅動構成該第二可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板；以及屏蔽板控制設備，其基于由該射束剖面監視器獲得的測量信息，控制該第一和第二屏蔽板驅動設備，在，將構成該第一和第二可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板沿著x方向在相反方向上移動基本相等的距離，以便執行下述的至少一個對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的該相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對增加；以及對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置處的該相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對減小，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性的控制。
在該第一和第二離子束照射裝置中，根據在y方向中的射束電流密度的電平，執行其中移動該可移動屏蔽板以便解決電平改變的控制。因此，能提高在y方向中的射束電流密度分布的均勻性。
本發明的第三離子束照射裝置是在該第一或第二離子束照射裝置中，放置該可移動屏蔽板以便相對于y方向，傾斜該可移動屏蔽板，使該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板彼此分離，以及在該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板間，不形成該離子束的行進方向中的間隙。
調整本發明的射束的均勻性的第一方法是這樣的調節方法，其用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中，該方法使用射束剖面監視器，在該目標的位置附近，測量該離子束的在至少y方向中的射束電流密度分布；以及多個可移動屏蔽板，其沿著y方向安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的至少一側上，該可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束，以及基于由該射束剖面監視器獲得的測量信息，執行下述的至少一個沿x方向，移動對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的該可移動屏蔽板以便相對增加由該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的過程；以及沿x方向移動對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的該可移動屏蔽板以便相對減小由該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的過程，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性。
調整本發明的射束的均勻性的第二方法是這樣一種調整方法，其使用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中，該方法使用射束剖面監視器，在該目標的位置附近測量該離子束的至少y方向中的射束電流密度分布；以及第一可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，這些屏蔽板安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的一側上的y方向中，該第一可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第二可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，這些屏蔽板安置在該目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的另一側上的y方向中，以便橫跨該離子束路徑與構成該第一可移動屏蔽板組的屏蔽板在x方向中分別相對，該第二可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束，以及基于由該射束剖面監視器獲得的測量信息，將構成第一和第二可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板之中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板沿著x方向在相反方向移動基本相同的距離，以便執行下述的至少一個對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的該相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量相對增加；以及對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置處的該相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量相對減小，從而提高y方向射束電流密度分布的均勻性。
放置該可移動屏蔽板使得該可移動屏蔽板相對于y方向傾斜，且該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板彼此分離，以及在該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板間不形成該離子束的行進方向中的間隙。
調整本發明的射束的均勻性的第三方法為在該第一或第二調整方法中，放置該可移動屏蔽板使得該可移動屏蔽板相對于y方向傾斜，且該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板彼此分離，以及在該可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板之間不形成該離子束的行進方向中的間隙。
各種執行可以包括一個或多個下述優點。
根據第一離子束照射裝置，能自動地控制可移動屏蔽板阻擋該離子束的量，以便提高在離子束的y方向(縱向)中的射束電流密度分布的均勻性。在本發明中，此外，離子束不通過磁場或電場在調整位置處發散或聚焦，因此，不會不利地影響離子束的平行性和發散角。
根據第二離子束照射裝置，能獲得與第一離子束照射裝置相同的效果。此外，執行控制以便將在構成第一和第二可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板中的橫跨離子束路徑彼此相對的屏蔽板沿x方向在相反方向中移動基本上相同的距離。因此，即使改變該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量時，也可以獲得不改變通過相對可移動屏蔽板之間的離子束的x方向中的中心位置的效果。
根據第三離子束照射裝置，可以獲得另外的效果在防止相鄰可移動屏蔽板彼此摩擦產生顆粒的同時，防止離子束從相鄰可移動屏蔽板之間的間隙向著下游側泄漏。
根據第一調整方法，能調整該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量，以便提高離子束在y方向(縱向)中的射束電流密度分布的均勻性。在本發明中，此外，不通過磁場或電場在調整位置處發散或聚焦離子束，因此，不會不利地影響離子束的平行性和發散角。
根據第二調整方法，獲得與該第一調整方法相同的效果。此外，將在構成第一和第二可移動屏蔽板組的可移動屏蔽板中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板沿x方向在相反方向上移動基本相同的距離。因此，可以獲得這樣的效果即使改變該可移動屏蔽板阻擋該離子束的量時，也不改變通過相對可移動屏蔽板之間的離子束在x方向中的中心位置。
根據第三調整方法，可以獲得另外的效果，即在防止相鄰可移動屏蔽板彼此摩擦產生顆粒的同時，防止離子束從相鄰可移動屏蔽板之間的間隙向著下游側泄漏。
從下述詳細描述、附圖和權利要求書，其他特征和優點可以是顯而易見的。
圖1是表示本發明的離子束照射裝置的實施例的平面圖。
圖2是局部表示在箭頭p的方向中看到的圖1中的可移動屏蔽板的外圍的側視圖。
圖3A是放大表示在可移動屏蔽板阻擋離子束的量很小的情況下的例子的平面圖。
圖3B是放大表示在阻擋量大的情況下的例子的平面圖。
圖4是表示通過使用圖1中的屏蔽板控制設備調整射束均勻性的控制的內容的一個例子的流程圖。
圖5是表示通過使用圖1中的屏蔽板控制設備調整射束均勻性的控制的內容的另一例子的流程圖。
圖6是表示通過使用圖1中的屏蔽板控制設備調整射束均勻性的控制的內容的又一例子的流程圖。
圖7A是表示在圖4中所示的控制內容的情況下在均勻性調整前射束電流密度分布的例子的圖。
圖7B是表示可移動屏蔽板阻擋離子束的阻擋率的例子的視圖。
圖7C是表示在均勻性調整后射束電流密度分布的理想形狀的例子的視圖。
圖8A是表示在圖5所示的控制內容的情況下在一定y方向位置處射束電流密度在X方向中的積分值的例子的視圖。
圖8B是表示在圖5所示的控制內容的情況下在一定y方向位置處射束電流密度在x方向中的積分值的另一例子的視圖。
圖9是表示可移動屏蔽板的布置的另一例子的視圖，以及對應于圖2。
圖10是表示可移動屏蔽板的布置的另一例子的視圖，以及對應于圖2。
圖11是局部表示另一屏蔽板布置在可移動屏蔽板的上游側的例子的平面視圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發明的離子束照射裝置的實施例的平面圖，以及圖2是局部表示從箭頭P的方向看到的圖1中的可移動屏蔽板的外圍的側視圖。
構造離子束照射裝置以便從離子源2得到(extract)的離子束4通過質量分離器6來經受質量分離過程，根據需要進一步加速或減速，此后，撞擊到由支架10支撐的目標8上以便在目標8上施加諸如離子注入的過程。離子束4的路徑維持到真空。在一些情況下，不配置質量分離器6。在目標8上執行離子流入的情況下，該裝置也稱為離子注入裝置。
將要撞擊在目標8上的離子束4具有在與行進方向z交叉(例如垂直)的平面中的y方向(縱向，例如垂直方向)中的大小Wy大于在垂直于y方向的x方向(例如水平方向)中的大小Wx的形狀。具有這種形狀的離子束4稱為帶狀離子束，有時稱為片狀或條狀離子束。然而，這不表示x方向中的大小Wx與紙一樣薄。例如，y方向中的大小Wy為約350至400mm，而x方向中的大小Wx為約80至100mm。
在該實施例中，在離子束4中，在y方向中未經受掃描即作為從離子源2抽取(extraction)的結果獲得的形狀本身形成為帶狀形狀。如上所述，然而，將要撞擊到目標8上的離子束4，在例如在質量分離器6的下游側離子束在y方向中經受掃描(例如平行掃描)后，也可以具有帶狀形狀。
例如，目標8是半導體襯底、玻璃襯底等等。
在實施例中，由支架8支撐目標8，如由箭頭A所示，該目標8通過目標驅動設備12在x方向中機械地往復運動(機械掃描)。離子束4在y方向中的大小Wy稍微大于目標8在同一方向中的大小。因為該大小關系和上述往復驅動，可以離子束4照射目標8的整個表面。
在位于離子束4的照射位置處的目標8附近，或在該實施例中，例如，在目標8的后側附近，放置射束剖面監視器14，其接收離子束4，以及測量在目標8的位置附近離子束4至少在y方向中的射束電流密度分布。在由該監視器的測量期間，可以將目標8移動到它不防礙該測量的位置。射束剖面監視器14輸出測量信息DA。
射束剖面監視器14可以是一維測量儀器，其測量離子束4在y方向中的射束電流密度分布；或二維測量儀器，其測量離子束4在y和x方向中的射束電流密度分布。例如，射束剖面監視器14具有這樣的結構，其中在y方向中或在y和x方向中，并置用于測量離子束4的射束電流密度的很多測量儀器(例如法拉第筒)。
在該實施例中，第一可移動屏蔽板組18a和第二可移動屏蔽板組18b放置在目標8的位置的上游側上的離子束4的路徑的x方向中的兩側上。可移動屏蔽板組18a、18b的每一個具有多個可移動屏蔽板16，其以多級方式安置在y方向中的基本線性線路上，并且其沿x方向可相互獨立地移動，且其用于阻擋離子束4。將構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板16放置為橫跨離子束4的路徑在x方向中彼此分別相對。即，可移動屏蔽板在x方向上關于離子束在x方向的中心4x對稱地布置。
在該實施例中，參考圖2，將構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板16放置成這樣可移動屏蔽板如在百葉窗中相對于y方向傾斜，以及可移動屏蔽板16的相鄰板彼此分離。此外，將可移動屏蔽板16放置為使得一個可移動屏蔽板16的上端的位置，以及上部可移動屏蔽板16的下端的位置在y方向中稍微彼此重疊，以及如在離子束4的行進方向z中所看到的，在相鄰可移動屏蔽板16之間不形成間隙。如由圖2的箭頭C所示，因此，離子束4不能通過位于相同x方向位置處的相鄰可移動屏蔽板16之間。
盡管在圖2中僅示出了第一可移動屏蔽板組18a，在板面的向后方向中橫跨離子束4放置有以與第一可移動屏蔽板組18a相同的方式構造的第二可移動屏蔽板組18b。這同樣適用于圖9和10。
如圖1中的箭頭B所示，使用第一屏蔽板驅動設備22a，經聯接桿20，以相互獨立的方式沿x方向往復驅動構成第一可移動屏蔽板組18a的可移動屏蔽板16。類似地，使用第二屏蔽板驅動設備22b，經聯接桿20，以相互獨立的方式沿x方向往復驅動構成第二可移動屏蔽板組18b的可移動屏蔽板16。根據該結構，可移動屏蔽板16可阻擋一部分離子束4，以及能調整可移動屏蔽板阻擋離子束的量(阻擋量)。
以與可移動屏蔽板16相同的方式，放置屏蔽板驅動設備22a，以便每一屏蔽板驅動設備22a驅動每一可移動屏蔽板，如上所述。另外，以上述所述的方式，一個屏蔽板驅動設備22a可以驅動多個可移動屏蔽板16。在該實施例中，采用前一結構。這同樣適用于屏蔽板驅動設備22b。
該實施例進一步包括屏蔽板控制設備24。基于從射束剖面監視器14提供的測量信息DA，屏蔽板控制設備24控制屏蔽板驅動設備22a、22b，以便將構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板16沿著x方向在相對方向上移動基本相同的距離(也就是，關于離子束在x方向上的中心4x對稱)。因此，通過執行(a)和(b)的至少一個來執行提高離子束4在y方向上的射束電流密度分布的均勻性的控制。其中，(a)對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的相對可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對增加，以及(b)對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的相對可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對減小的。稍后，將描述通過使用屏蔽板控制設備24來調整射束均勻性的控制的內容的具體例子。術語“相對”是指將該量與另一量進行比較。
根據該離子束照射裝置，因此，能自動地控制可移動屏蔽板16阻擋離子束的量，以便提高離子束4在y方向(縱向)中的射束電流密度分布的均勻性。在該離子束照射裝置中，與專利參考文獻1中所公開的技術不同，離子束4不通過磁場或電場在調整位置處發散或聚焦，因此，不會不利地影響離子束4的平行性和發散角。即，能提高離子束4的y方向射束電流密度分布的均勻性，而沒有不利地影響離子束4的質量，諸如平行性和發散角。因此，能增強目標8上y方向處理的均勻性。
在實施例中，執行控制，將構成第一和第二可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板16中的橫跨離子束路徑的彼此相對的可移動屏蔽板16沿著x方向在相反方向上移動基本相同的距離(即以如上所述的對稱方式)。因此，即使當改變可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量時，也不改變通過相對可移動屏蔽板16之間的離子束4在x方向中的中心位置。
將參考圖3描述。圖3A表示在阻擋量小的情形下的例子，以及圖3B表示在阻擋量大的情形下的例子。在兩種情況下，通過相對可移動屏蔽板16之間的離子束在x方向中的中心4x的位置基本上與在離子束通過可移動屏蔽板16之間以前的中心4x的位置相同。即，中心4x不依照阻擋量的大小而改變。如果改變中心4x，那么根據阻擋量的大小改變截斷離子束的位置，從而導致稍微改變離子束4的質量，諸如平行性和發散角的情形。根據該實施例，可以防止這種情況發生。
在該實施例中，如上所述，這樣布置構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板16，使得在相鄰可移動屏蔽板16之間不形成間隙，如在離子束4的行進方向z中所看到的。因此，能防止離子束4從相鄰可移動屏蔽板16之間的間隙朝下游側泄漏。如果發生向著下游側泄漏，必須增加目標8在x方向中的驅動距離以避開該泄漏的離子束4。根據該實施例，可以防止這種情況發生。
為防止離子束4從相鄰可移動屏蔽板16之間向下游側泄漏，如圖10的例子中所示，可以采用這樣的結構，其中在y方向中以及約平行于y方向中的基本線性線路上安置有多個可移動屏蔽板16，并且消除相鄰可移動屏蔽板16間的界面26中的間隙。然而，在該結構中，相鄰可移動屏蔽板16在該界面26中彼此摩擦，產生顆粒，從而產生的顆粒會污染目標8的表面的問題。在該實施例中，作為對比，傾斜可移動屏蔽板16，以及使相鄰可移動屏蔽板16彼此分離，如圖2所示，因此，可以防止相鄰可移動屏蔽板16彼此摩擦產生顆粒。根據該實施例，在防止相鄰可移動屏蔽板16彼此摩擦產生顆粒的同時，還能防止離子束4從相鄰可移動屏蔽板16之間的間隙向著下游側泄漏。
接著，圖4至6分別表示通過使用屏蔽板控制設備24調整射束均勻性的控制的內容的更具體例子。圖4和6表示假定離子束4的x方向射束電流密度為恒定的以及不考慮射束電流密度的不均勻性的情形的例子。圖5表示考慮離子束4的x方向射束電流密度的不均勻性的情形的例子。
在圖4所示的例子中，射束剖面監視器14測量離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)(步驟50)。基于測量信息DA，屏蔽板控制設備24執行下述過程。在上文中，(y)表示y方向中的位置的函數。圖7A表示射束電流密度分布D(y)的例子。
首先，根據例如下文的等式(1)，計算射束電流密度分布D(y)的均勻性U(步驟51)。
U＝σ/M在表達式中，M是射束電流密度分布D(y)的平均值，以及σ是由下述等式2表示的標準偏差。在等式2中，Di是以離散量形式的射束電流密度分布D(y)，n是y方向中的測量點的數量，以及i是測量點(i＝1，2，...，n)。
σ=1nΣi=1n(Di-M)2]]>然后，確定所計算的均勻性U是否在預定標準內(步驟52)。如果均勻性U在標準內，就不需要移動可移動屏蔽板16，因此，結束調整射束均勻性的過程。在結束該調整過程后，例如，可以執行用離子束4照射目標8的過程(例如離子注入)(在下文中同樣適用)。如果均勻性U不在標準內，通過例如下文的等式3，計算在y方向的每一點處可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量S(y)(步驟53)。
S(y)＝R(y)·Wx在表達式中，R(y)是由下述等式4表示的在y方向中的每一點處的阻擋率，Wx是離子束4在x方向中的上述大小，以及Dmin是離子束電流密度在y方向中的最小值。在該例子中，簡單地說，計算阻擋率R(y)，以便使y方向中的射束電流密度與最小值相符。圖7B表示阻擋率R(y)的例子。
R(y)＝(Dy)-Dmin)/D(y)然后，利用阻擋量S(y在y方向上驅動每一可移動屏蔽板16(步驟54)。更具體地說，向內側(離子束4的中心4x的側面)將y方向中的每一可移動屏蔽板16移動阻擋量s(y)的距離。在這種情況下，阻擋量S(y)是在離子束4的x方向中的兩側上的阻擋量的總和。當如在該實施例中，對稱地驅動橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板16時，將一側上的可移動屏蔽板16的移動距離設置成阻擋量S(y)的一半。
因此，能自動地控制可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量，以便提高離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)的均勻性。理論上，可使得射束電流密度分布D(y)均勻為如圖7C所示。
在圖5所示的例子中，通過射束剖面監視器14，測量離子束4在x和y方向中的二維射束電流密度分布D(x，y)(步驟60)，以及基于測量信息DA通過屏蔽板控制設備24執行下述過程。
以與上述步驟51相同的方式，計算離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)的均勻性U(步驟61)。以與上述步驟52相同的方式，確定所計算的均勻性U是否在預定標準范圍內(步驟62)。如果均勻性不在標準內，例如，以下述方式，計算可移動屏蔽板16在每一y方向點處阻擋離子束4的量。
計算可移動屏蔽板16在每一y方向位置阻擋離子束4的量，以便對每一y方向位置，射束電流密度D在x方向中的積分值是常數。在某一y方向位置y1(例如，y1＝100mm)處離子束4在x方向中的射束電流密度分布如圖8A和8B所示的情況下，例如，在y方向位置y1處的積分值對應于圖8A和8B中的陰影線區面積G1。
例如，假定在每一y方向點處的積分值的最小值為G0，以及在移動可移動屏蔽板16之前的某一y方向位置y1處的積分值為G1(＞G0)，如圖8A所示。在該例子中，計算可移動屏蔽板16的移動距離，需要該移動距離用于將可移動屏蔽板16移動到離子束4的內側以稍微阻擋離子束4的兩側，從而基本上使積分值G1與最小積分值G0相等。在圖8B所示的例子中，當將相對可移動屏蔽板16的尖端從兩個各自的側面向著內側分別移動到位置x1和-x1時，獲得G1＝G0。對y方向點的每一個執行移動距離(阻擋量)的計算。
然后，將y方向中的可移動屏蔽板16驅動由此獲得的移動距離(步驟64)。更具體地說，使板移向內側。
因此，能自動地控制可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量，使得積分值基本上恒定，以及能提高離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)的均勻性。
在該例子中，設置積分值做為參考，以及執行控制使得積分值基本上恒定。這是有效的，因為如在圖1所示的實施例中在x方向往復驅動目標8的情況下，目標8上的離子束照射量(例如離子注入量)與積分值成比例。
在圖6所示的例子中，以與步驟50相同的方式，射束剖面監視器14測量離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)(步驟70)，并且基于測量信息DA，屏蔽板控制設備24執行下述過程。
即，以與步驟51相同的方式，計算離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)的均勻性U(步驟71)。以與步驟52相同的方式，確定所計算的均勻性U是否在預定標準內(步驟72)。如果均勻性不在標準內，將在射束電流密度D大于最小值Dmin的位置處的可移動屏蔽板16在阻擋離子束4的方向上驅動微小距離(步驟73)。重復步驟70至73直到均勻性U在標準內為止。
結果，能自動地控制可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量，從而能提高離子束4在y方向中的射束電流密度分布D(y)的均勻性。理想地，能將射束電流密度分布D(y)均勻化為如圖7C所示。
在上文中，已經描述了包括屏蔽板控制設備24的裝置，用于執行將對應于y方向射束電流密度相對大的位置的可移動屏蔽板16移動到內側以相對地增加該可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的控制。比較起來，該裝置可以包括屏蔽板控制設備24，用于執行這樣的控制將由可移動屏蔽板16稍微阻擋離子束4的狀態設置做為初始狀態，以及將對應于y方向射束電流密度相對小的位置的可移動屏蔽板16移動到外側，以便相對減小可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量。
另外，該裝置可以包括屏蔽板控制設備24，用于執行(a)相對地增加對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的控制，以及(b)相對地減小對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的控制。
從提高離子束4的y方向射束電流密度分布的均勻性的觀點看，不必采用該結構，或如在上述實施例中對稱地移動相對可移動屏蔽板16。
例如，可以將諸如上述的多個可移動屏蔽板16，以及用于這些板并如上所述的屏蔽板驅動設備布置在離子束4的路徑的x方向中的至少一側上。例如，布置兩個可移動屏蔽板組18a、18b的一個(例如組18a)以及用于該組的屏蔽板驅動設備(例如設備22a)。在相對側，不布置屏蔽板，或布置在y方向中延伸的單固定屏蔽板。基于由射束剖面監視器14所獲得的測量信息DA，屏蔽板控制設備24控制屏蔽板驅動設備22a執行(a)和(b)的至少一個(a)對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對增加，以及(b)對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對減小，從而提高y方向射束電流密度分布的均勻性。
在將可移動屏蔽板組和用于該組的屏蔽板驅動設備布置在離子束的一側的情況下，具有能簡化結構的優點。
代替采用執行上述自動控制的屏蔽板控制設備24，可以采用調整射束的均勻性的下述方法。在該方法中，使用射束剖面監視器14和第一和第二可移動屏蔽板組18a、18b，以及基于由射束剖面監視器14獲得的測量信息DA，通過手動操作等等，將在構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板16沿x方向在相反方向中移動基本相同距離，以便執行(a)和(b)的至少一個(a)對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的相對可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對增加，以及(b)對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的相對可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的相對減小，從而提高y方向射束電流密度分布的均勻性。調整方法可以是例如其中以人為介入方式執行圖6中所示的過程的方法(這同樣適用于稍后所述的調整方法)。在這種情況下，可以配置或不配置屏蔽板驅動設備22a、22b。當配置這些設備時，能容易移動可移動屏蔽板16。
根據射束均勻性調整方法，能調整可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量，以及能提高離子束4在y方向(縱向)中的射束電流密度分布的均勻性。同時，在該調整方法中，離子束4不通過磁場或電場在調整位置處發散或聚焦，因此，不會不利地影響離子束4的平行性和發散角。即，能提高離子束4的y方向射束電流密度分布的均勻性，而不會不利地影響離子束4的質量，諸如平行性和發散角。因此，能增強目標8上y方向過程的均勻性。
此外，在構成可移動屏蔽板組18a、18b的可移動屏蔽板16中，將橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板16沿x方向在相反方向上移動基本相同距離(即，如上所述以對稱方式)。因此，即使當改變可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量時，不改變通過相對可移動屏蔽板16之間的離子束4在x方向中的中心位置。
當采用參考圖2所述配置和放置的可移動屏蔽板16時，防止離子束4從相鄰可移動屏蔽板16之間的間隙向下游側泄漏，同時防止相鄰可移動屏蔽板16彼此摩擦以產生顆粒。
從提高離子束4的y方向射束電流密度分布的均勻性的觀點看，不必需采用上述方法，或其中對稱移動相對可移動屏蔽板16的方法。
例如，可以采用調整射束的均勻性的下述方法。在離子束4的路徑的x方向中的至少一側上放置諸如上述的多個可移動屏蔽板16。放置兩個可移動屏蔽板組18a、18b的一個(例如組18a)。在相對側，不放置屏蔽板，或放置在y方向中延伸的單一固定屏蔽板。基于由射束剖面監視器14獲得的測量信息DA，通過手動操作，執行(a)和(b)的至少一個過程(a)其中將對應于測量到的y方向射束電流密度相對大的位置的可移動屏蔽板16沿著x方向移動以便相對增加該可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量的過程，以及(b)其中將對應于所測量到的y方向射束電流密度相對小的位置的可移動屏蔽板16沿著x方向移動以便相對減小該可移動屏蔽板16阻擋離子束的量的過程，以便提高y方向射束電流密度分布的均勻性。在這種情況下，可以配置或不配置屏蔽板驅動設備(例如設備22a)。當配置這些設備時，可以容易地移動可移動屏蔽板16。
在離子束照射裝置和射束均勻性調整方法的上述例子的任何一個中，如在圖11所示的例子中那樣在上游側上的離子束路徑的x方向中附近的兩側上配置可移動屏蔽板16的情況下，或僅在一側上配置可移動屏蔽板的情況下，可以在相同一側配置屏蔽板28。不需要屏蔽板28可移動。當配置這種屏蔽板28時，板28與位于下游側上的可移動屏蔽板16協作，以便移除離子束4的發散角的部件4a(虛線部)，由此防止部件4a撞擊在目標8上。
權利要求
1.一種離子束照射裝置，其使用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，所述裝置包括射束剖面監視器，其在所述目標的位置附近測量該離子束在至少y方向中的射束電流密度分布；多個可移動屏蔽板，其安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的至少一側上，所述可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；屏蔽板驅動設備，其以相互獨立的方式，沿x方向往復驅動所述多個可移動屏蔽板；以及屏蔽板控制設備，其基于由所述射束剖面監視器獲得的測量信息控制所述屏蔽板驅動設備，且其執行下述的至少一個對應于所測量到的y方向射束電流密度相對大的位置的所述可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對增加；以及對應于所測量到的y方向射束電流密度的位置的所述可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對減小，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性的控制。
2.一種離子束照射裝置，其使用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，所述裝置包括射束剖面監視器，其在所述目標的位置附近測量該離子束在至少y方向中的射束電流密度分布；第一可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，該可移動屏蔽板安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的一側上的y方向中，所述第一可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第二可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，該可移動屏蔽板沿著y方向安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的另一側上，以便橫跨該離子束路徑與構成所述第一可移動屏蔽板組的所述屏蔽板在x方向上分別相對，所述第二可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第一屏蔽板驅動設備，其以相互獨立的方式沿x方向往復驅動構成所述第一可移動屏蔽板組的所述可移動屏蔽板；第二屏蔽板驅動設備，其以相互獨立的方式沿x方向往復驅動構成所述第二可移動屏蔽板組的所述可移動屏蔽板；以及屏蔽板控制設備，其基于由所述射束剖面監視器獲得的測量信息，控制所述第一和第二屏蔽板驅動設備，以及將構成所述第一和第二可移動屏蔽板組的所述可移動屏蔽板之中的橫跨離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板沿x方向在相反方向上移動基本上相同的距離，以便執行下述的至少一個對應于所測量到的y方向射束電流密度相對大的位置的所述相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對增加；以及對應于所測量的y方向射束電流密度的位置的所述相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對減小，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性的控制。
3.如權利要求1或2所述的離子束照射裝置，其中，所述可移動屏蔽板放置為關于y方向傾斜，使所述可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板彼此分離，以及在所述可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板之間不形成在該離子束的行進方向上的間隙。
4.一種在離子束照射裝置中調整射束的均勻性的方法，該離子束照射裝置使用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中所述方法使用射束剖面監視器，其在所述目標的位置附近測量該離子束在至少y方向中的射束電流密度分布；以及多個可移動屏蔽板，其沿y方向安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的至少一側上，所述可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束，所述方法包括基于由所述射束剖面監視器獲得的測量信息，執行下述的至少一個沿x方向移動對應于所測量到的y方向射束電流密度相對大的位置的所述可移動屏蔽板以相對增加所述可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的過程；以及沿x方向移動對應于所測量到的y方向射束電流密度相對小的位置的所述可移動屏蔽板以便相對減小所述可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的過程，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性。
5.一種在離子束照射裝置中調整射束的均勻性的方法，該離子束照射裝置使用具有在與行進方向交叉的平面中的y方向中的大小大于垂直于y方向的x方向中的大小的形狀的離子束照射目標，其中所述方法使用射束剖面監視器，其在所述目標的位置附近測量該離子束在至少y方向中的射束電流密度分布；第一可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，這些可移動屏蔽板沿著y方向安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的一側上，所述第一可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束；第二可移動屏蔽板組，其具有多個可移動屏蔽板，這些可移動屏蔽板沿著y方向安置在所述目標的位置的上游側上的離子束路徑的x方向中的另一側上，以便橫跨該離子束路徑與構成所述第一可移動屏蔽板組的所述屏蔽板在x方向中分別相對，所述第二可移動屏蔽板可沿x方向相互獨立地移動，并阻擋該離子束，所述方法包括基于由所述射束剖面監視器獲得的測量信息，將構成所述第一和第二可移動屏蔽板組的所述可移動屏蔽板中的橫跨該離子束路徑彼此相對的可移動屏蔽板沿著x方向在相反方向上移動基本相同的距離，以便執行下述的至少一個對應于所測量到的y方向射束電流密度相對大的位置的所述相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對增加；以及對應于所測量的y方向射束電流密度相對小的位置的所述相對可移動屏蔽板阻擋該離子束的量的相對減小，從而執行提高y方向射束電流密度分布的均勻性的控制。
6.如權利要求4或5所述的調整射束的均勻性的方法，其中，所述可移動屏蔽板放置為使得所述可移動屏蔽板相對于y方向傾斜，使所述可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板彼此分離，以及在所述可移動屏蔽板的相鄰屏蔽板之間不形成該離子束在行進方向中的間隙。
7.如權利要求1或2所述的離子束照射裝置，進一步包括屏蔽板，其放置在所述可移動屏蔽板的位置的上游側上與所述可移動屏蔽板相同的一側上，所述屏蔽板與位于下游側上的可移動屏蔽板協作。
全文摘要
離子束照射裝置具有射束剖面監視器14，其在目標8的附近測量離子束4在y方向中的射束電流密度分布；可移動屏蔽板組18a、18b，它們分別具有在y方向中安置的以便在該目標的位置的上游側上橫跨離子束路徑彼此相對的多個可移動屏蔽板16，該可移動屏蔽板可在x方向中相互獨立地移動；屏蔽板驅動設備22a、22b，它們以相互獨立的方式在x方向中往復驅動構成該組的可移動屏蔽板16；以及屏蔽板控制設備24，其基于由該監視器14獲得的測量數據控制屏蔽板驅動設備22a、22b以便相對增加對應于所測量的y方向射束電流密度相對大的位置的相對可移動屏蔽板16阻擋離子束4的量，從而提高在y方向中的射束電流密度分布的均勻性。
文檔編號H01L21/265GK1988107SQ20061016862
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月19日 優先權日2005年12月20日
發明者池尻忠司 申請人:日新意旺機械股份有限公司