專利名稱：離子束測(cè)定裝置、測(cè)定方法和離子束照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子束測(cè)定裝置、離子束測(cè)定方法和具有該離子束測(cè)定裝置的離子束照射裝置，該離子束測(cè)定裝置用在對(duì)基板照射從離子源引出的離子束，對(duì)該基板施行例如離子注入、離子摻雜(イオンド一ピング)(注冊(cè)商標(biāo))、離子銑削、離子束蝕刻、離子束定向處理等處理的離子束照射裝置等中，測(cè)定離子束的空間分布。
背景技術(shù)：
測(cè)定從離子源引出的離子束的發(fā)散角度等特性，對(duì)于例如對(duì)基板施行均勻性良好的處理等至關(guān)重要。
作為測(cè)定離子束的發(fā)散角度等的裝置的現(xiàn)有例，有專利文獻(xiàn)1和2所述的裝置。該測(cè)定裝置用具有使離子束通過(guò)的開(kāi)口的遮蔽板和具有多個(gè)檢測(cè)器(例如法拉第杯、檢測(cè)電極等)的檢測(cè)器單元，測(cè)定離子束的發(fā)散角度等。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2004-205223號(hào)公報(bào)(第0043-0054段，圖1、圖4)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2005-56698號(hào)公報(bào)(第0017-0019段，圖2)在上述現(xiàn)有的測(cè)定裝置中，在測(cè)定從具有帶有多個(gè)離子引出孔的多孔電極的離子源被引出來(lái)的離子束的特性，例如發(fā)散角度時(shí)，因?yàn)槎际菧y(cè)定從多個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子束混存而形成的離子束的總和，所以為了求取從離子引出孔出射時(shí)的離子束帶有的發(fā)散角度，必須相對(duì)于測(cè)定到的總和進(jìn)行如卷積積分(參照例如專利文獻(xiàn)1的第0046、0047段)的復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算處理。一般這種運(yùn)算處理因?yàn)楹軓?fù)雜，所以運(yùn)算需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因此這成為實(shí)用上的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種不需要復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠測(cè)定從具有多孔電極的離子源的離子引出孔出射時(shí)的離子束帶有的特性的裝置和方法。
本發(fā)明所涉及的第一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，其特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有使上述離子束的一部分通過(guò)的開(kāi)口；檢測(cè)器，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述檢測(cè)器橫穿上述遮蔽板的開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向移動(dòng)的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。
數(shù)式1{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)根據(jù)該離子束測(cè)定裝置，通過(guò)滿足上述數(shù)式1的關(guān)系，而成為不是從多個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子束同時(shí)入射到檢測(cè)器，而是在一個(gè)測(cè)定位置，只入射從一個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子束。因而，用上述檢測(cè)器測(cè)定的離子束的空間分布，就是將對(duì)從一個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子束順次進(jìn)行了測(cè)定的結(jié)果相連的分布。
根據(jù)該離子束測(cè)定裝置，因?yàn)槟軌驕y(cè)定如上所述的離子束的空間分布，所以不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極的離子引出孔出射時(shí)的離子束帶有的特性。
代替上述檢測(cè)器和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，也可以具備檢測(cè)器單元，該檢測(cè)器單元位于遮蔽板的下游側(cè)，具有在沿著x軸的方向配列的多個(gè)實(shí)質(zhì)上大小互相相同的檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)通過(guò)了遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流。此時(shí)，即使不移動(dòng)檢測(cè)器單元，也能夠測(cè)定如上所述的離子束的空間分布。
本發(fā)明所涉及的第二種離子束測(cè)定裝置，其特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上互相相同的多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口使上述離子束的一部分通過(guò)；檢測(cè)器，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述檢測(cè)器橫穿上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向移動(dòng)的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的各開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足數(shù)式1的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。而且，上述距離d形成為小于通過(guò)了上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到上述檢測(cè)器的距離。
該離子束測(cè)定裝置雖然遮蔽板具有多個(gè)開(kāi)口，但是因?yàn)槭咕嚯xd小于通過(guò)了多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到檢測(cè)器的距離，所以就遮蔽板的各開(kāi)口來(lái)看，產(chǎn)生和上述第一種離子束測(cè)定裝置同樣的作用。其結(jié)果，能夠在多處測(cè)定離子束的空間分布。
在遮蔽板具有多個(gè)開(kāi)口時(shí)，也可以具備多個(gè)檢測(cè)器和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，該多個(gè)檢測(cè)器位于遮蔽板的下游側(cè)，以和遮蔽板的開(kāi)口實(shí)質(zhì)上相同的間隔配列在沿著x軸的方向，該檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置具有使所述多個(gè)檢測(cè)器橫穿遮蔽板的對(duì)應(yīng)的開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向統(tǒng)一移動(dòng)的功能。
代替上述檢測(cè)器和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，也可以具備多個(gè)檢測(cè)器單元，該多個(gè)檢測(cè)器單元分別位于遮蔽板的各開(kāi)口的下游部，分別檢測(cè)通過(guò)了遮蔽板的各開(kāi)口的離子束的束電流。各檢測(cè)器單元分別具有在沿著x軸的方向配列的多個(gè)實(shí)質(zhì)上大小互相相同的檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)通過(guò)了遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流。
也可以具備一個(gè)如上所述的檢測(cè)器單元和檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置，該檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置具有使所述檢測(cè)器單元在沿著x軸的方向移動(dòng)、并使檢測(cè)器單元順次位于遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的下游部的功能。
本發(fā)明所涉及的第一種離子束測(cè)定方法，其特征在于，利用如上所述的離子束測(cè)定裝置，測(cè)定從上述離子源引出來(lái)的離子束在沿著x軸方向的空間分布，將通過(guò)該測(cè)定而得到的空間分布用高斯分布近似并求取該高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，用該標(biāo)準(zhǔn)偏差σ、上述尺寸a、上述距離L和距離d，根據(jù)下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式，求取上述離子束在沿著x軸方向的發(fā)散角度θ。
數(shù)式2θ＝tan-1(σ/d-a/2L)本發(fā)明所涉及的第二種離子束測(cè)定方法，其特征在于，利用如上所述的離子束測(cè)定裝置，測(cè)定從上述離子源引出來(lái)的離子束在沿著x軸方向的空間分布，將通過(guò)該測(cè)定而得到的空間分布用高斯分布近似并求取該高斯分布的峰值的x坐標(biāo)x0，用該x坐標(biāo)x0、測(cè)定上述空間分布時(shí)使用了的遮蔽板的開(kāi)口中心的x坐標(biāo)xs和上述距離d，根據(jù)下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式，求取上述離子束在沿著x軸方向的偏差角度α。
數(shù)式3α＝tan-1{(x0-xs)/d}本發(fā)明所涉及的離子束照射裝置，其特征在于，具有離子源，具有多孔電極，當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，所述離子源將形成為沿著x軸方向的尺寸大于沿著y軸方向的尺寸的剖面形狀的離子束在沿著z軸的方向引出；基板驅(qū)動(dòng)裝置，具有在從上述離子源引出來(lái)的離子束的照射區(qū)域內(nèi)使基板在沿著y軸的方向移動(dòng)的功能；和如上所述的離子束測(cè)定裝置。
根據(jù)技術(shù)方案1所述的發(fā)明，因?yàn)槟軌蛟趶木哂卸嗫纂姌O的離子源的多個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子述不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器的狀態(tài)下，測(cè)定離子束在沿著x軸方向的空間分布，所以不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極的離子引出孔出射時(shí)的離子束帶有的特性。
根據(jù)技術(shù)方案2所述的發(fā)明，除了和技術(shù)方案1的上述效果同樣的效果之外，還產(chǎn)生以下的效果。即，即使不使檢測(cè)器或檢測(cè)器單元在沿著x軸的方向移動(dòng)，也能夠測(cè)定離子述的空間分布。其結(jié)果，因?yàn)椴辉傩枰撘苿?dòng)用的機(jī)械性驅(qū)動(dòng)裝置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。另外，因?yàn)椴恍枰撘苿?dòng)時(shí)間，所以能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
根據(jù)技術(shù)方案3所述的發(fā)明，除了和技術(shù)方案1的上述效果同樣的效果之外，還產(chǎn)生以下的效果。即，能夠在沿著x軸的方向的多處測(cè)定離子束的空間分布。
根據(jù)技術(shù)方案4所述的發(fā)明，除了和技術(shù)方案1的上述效果同樣的效果之外，還產(chǎn)生以下的效果。即，能夠在沿著x軸的方向的多處測(cè)定離子束的空間分布。而且，因?yàn)榫哂卸鄠€(gè)檢測(cè)器和使它們統(tǒng)一移動(dòng)的檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，所以和使一個(gè)檢測(cè)器移動(dòng)時(shí)相比，能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
根據(jù)技術(shù)方案5所述的發(fā)明，除了和技術(shù)方案1的上述效果同樣的效果之外，還產(chǎn)生以下的效果。即，能夠在沿著x軸的方向的多處測(cè)定離子束的空間分布。而且，因?yàn)榧词共皇箼z測(cè)器或檢測(cè)器單元在沿著x軸的方向移動(dòng)，也能夠測(cè)定離子束的空間分布，所以不再需要該移動(dòng)用的機(jī)械性驅(qū)動(dòng)裝置，而能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。另外，因?yàn)椴恍枰撘苿?dòng)時(shí)間，所以能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
根據(jù)技術(shù)方案6所述的發(fā)明，除了和技術(shù)方案1的上述效果同樣的效果之外，還產(chǎn)生以下的效果。即，能夠在沿著x軸的方向的多處測(cè)定離子束的空間分布。而且，因?yàn)榫哂袡z測(cè)器單元和使它順次移動(dòng)的檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置，所以和使一個(gè)檢測(cè)器移動(dòng)時(shí)相比，能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
根據(jù)技術(shù)方案7所述的發(fā)明，因?yàn)槟軌蛟趶木哂卸嗫纂姌O的離子源的多個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子述不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器的狀態(tài)下，測(cè)定離子束在沿著x軸方向的空間分布，并根據(jù)該測(cè)定結(jié)果，測(cè)定離子束在沿著x軸方向的發(fā)散角度，所以不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極的離子引出孔出射時(shí)的離子束的發(fā)散角度。
根據(jù)技術(shù)方案8所述的發(fā)明，因?yàn)槟軌蛟趶木哂卸嗫纂姌O的離子源的多個(gè)離子引出孔出射出來(lái)的離子述不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器的狀態(tài)下，測(cè)定離子束在沿著x軸方向的空間分布，并根據(jù)該測(cè)定結(jié)果，測(cè)定離子束在沿著x軸方向的偏差角度，所以不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極的離子引出孔出射時(shí)的離子束的偏差角度。
根據(jù)技術(shù)方案9所述的發(fā)明，因?yàn)榫哂屑夹g(shù)方案1至6的任何一項(xiàng)所述的離子述測(cè)定裝置，所以產(chǎn)生和對(duì)應(yīng)的技術(shù)方案的上述效果同樣的效果。


圖1是表示具有本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的離子束照射裝置的一實(shí)施方式的概略主視圖。
圖2是表示圖1中的離子束的剖面和基板的一例的概略俯視圖。
圖3是將遮蔽板的開(kāi)口附近的一例放大表示的剖視圖。
圖4是表示多孔電極、遮蔽板和檢測(cè)器的位置關(guān)系的圖。
圖5是表示入射到檢測(cè)器的離子束的概略圖。
圖6是表示離子束的空間分布的一例的概略圖。
圖7是用于說(shuō)明離子束的空間分布的概略圖，(A)表示原來(lái)的空間分布，(B)表示通過(guò)了遮蔽板的開(kāi)口的空間分布。
圖8是用于說(shuō)明離子束的發(fā)散角度的圖。
圖9是用于說(shuō)明離子束的偏差角度的圖。
圖10是表示本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的另外的實(shí)施方式的概略圖。
圖11是表示具有本本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的離子束照射裝置的另外的實(shí)施方式的概略主視圖。
圖12是表示遮蔽板的兩個(gè)開(kāi)口和檢測(cè)器的位置關(guān)系的圖。
圖13是表示具有本本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的離子束照射裝置的進(jìn)一步另外的實(shí)施方式的概略主視圖。
圖14是表示本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的進(jìn)一步另外的實(shí)施方式的概略圖。
圖15是表示本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的進(jìn)一步另外的實(shí)施方式的概略圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明2離子源6多孔電極8離子引出孔10離子束12遮蔽板14開(kāi)口18檢測(cè)器24檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置25檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置26基板30基板驅(qū)動(dòng)裝置32檢測(cè)器單元40a～40f離子束測(cè)定裝置具體實(shí)施方式
在本說(shuō)明書和附圖中，為了表示各設(shè)備的朝向、離子束的行進(jìn)方向等，使用了在一點(diǎn)互相正交的三個(gè)軸，即x軸、y軸和z軸。該x軸、y軸和z軸只要是在一點(diǎn)互相正交的軸即可，不一定限于圖示例的方向。例如，z軸也可以取在垂直方向、水平方向或?qū)ζ鋬A斜的方向。
圖1是表示具有本發(fā)明所涉及的離子束測(cè)定裝置的離子束照射裝置的一種實(shí)施方式的概略主視圖。該離子束照射裝置具有將離子束10在沿著z軸方向引出的離子源2；基板驅(qū)動(dòng)裝置30，該基板驅(qū)動(dòng)裝置30具有在從該離子源2引出來(lái)的離子束10的照射區(qū)域內(nèi)，使基板26和對(duì)它進(jìn)行保持的支架28一起如箭頭B所示，在沿著y軸的方向直線移動(dòng)的功能；和離子束測(cè)定裝置40a，該離子束測(cè)定裝置40a測(cè)定從離子源2引出來(lái)的離子束10的空間分布。離子束10的路徑，在未圖示的真空容器內(nèi)保持在真空氣氛中。
在本說(shuō)明書中，“沿著…的方向”是指例如平行或?qū)嵸|(zhì)上平行的方向，但不一定限于此。
從離子源2引出來(lái)的離子束10，在此例中，形成為例如如圖2所示，沿著x軸方向的尺寸大于沿著y軸方向的尺寸的剖面為長(zhǎng)方形的形狀，但是并不限于此。形成為如該例的形狀的離子束10，有時(shí)被稱為連帶狀(ribbon)、板狀或帶狀離子束。但是，并非是指沿著y軸方向的尺寸如紙一樣薄。
離子源2具有生成等離子體3的等離子體生成部4、和從該等離子體3借助電場(chǎng)的作用引出離子束10的多孔電極6。多孔電極6在圖示例中為3枚，但是并不限于此，只要在1枚以上，可以是任意數(shù)量。各多孔電極6沿著xy平面配置。
各多孔電極6以實(shí)質(zhì)上相等的間隔p具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上互相相同的尺寸a的多個(gè)(更具體地說(shuō)是很多個(gè))離子引出孔8。
各離子引出孔8為例如圓孔，但是并不限于此。也可以是例如在沿著y軸方向長(zhǎng)的狹縫狀的孔。在各離子引出孔8為如圓孔的小孔時(shí)，各多孔電極6也可以以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有在沿著y軸的方向也實(shí)質(zhì)上尺寸互相相同的多個(gè)離子引出孔8。
離子束測(cè)定裝置40a，在離子源2和基板26之間，測(cè)定從具有如上所述多孔電極6的離子源2在沿著z軸方向被引出來(lái)的離子束10的空間分布，更具體地說(shuō)測(cè)定沿著x軸方向的空間分布。另外，下面只要不提及沿著y軸方向，就是指沿著x軸方向。
離子束測(cè)定裝置40a在本實(shí)施方式中，具有遮蔽板12，其位于離子源2的下游側(cè)(在離子束10的行進(jìn)方向看的下游側(cè)，下面相同)，具有使從離子源2被引出來(lái)的離子束10的一部分通過(guò)的一個(gè)開(kāi)口14；一個(gè)檢測(cè)器18，其位于該遮蔽板12的下游側(cè)，檢測(cè)(換言之測(cè)定，下面相同)通過(guò)了遮蔽板12的開(kāi)口14的離子束10的束電流；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24，其具有使該檢測(cè)器18，在本實(shí)施方式中經(jīng)由支撐體22如箭頭C所示，橫穿遮蔽板12的開(kāi)口14的下游部，在沿著x軸的方向直線移動(dòng)的功能。標(biāo)號(hào)20是檢測(cè)器18(更具體地說(shuō)是其入口)的移動(dòng)平面。
上述開(kāi)口14是指離子束10的空間分布測(cè)定中使用的開(kāi)口，不論遮蔽板12上是否設(shè)置了該測(cè)定中不使用的開(kāi)口。
檢測(cè)器18從支撐體22進(jìn)行了電絕緣，使之不會(huì)對(duì)由其進(jìn)行的離子束10的束電流檢測(cè)有妨礙。在后述的另外的實(shí)施方式中也一樣。
檢測(cè)器18是例如法拉第杯、板狀電極、和金屬絲電極等檢測(cè)電極。另外，在該法拉第杯等的上游側(cè)附近，也可以具有抑制放出二次電子的逃逸的抑制電極。
基于檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24的檢測(cè)器18的上述移動(dòng)，在實(shí)質(zhì)上將后述的距離L、d保持恒定的狀態(tài)下進(jìn)行。該移動(dòng)方向可以是單向方向，但是優(yōu)選的是往返方向。在后述的另外的實(shí)施方式中的基于檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24、檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置25的檢測(cè)器18、檢測(cè)器單元32的移動(dòng)也一樣。
遮蔽板12在本實(shí)施方式中，由遮蔽板驅(qū)動(dòng)裝置16使之在測(cè)定離子束10的空間分布時(shí)，位于離子源2的下游側(cè)，在對(duì)基板26照射離子束時(shí)，移動(dòng)(退避)到不會(huì)造成妨礙的位置。檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24在該實(shí)施方式中，還具有如下功能使檢測(cè)器18在測(cè)定離子束10的空間分布時(shí)，位于遮蔽板12的下游側(cè)的測(cè)定位置，在對(duì)基板26照射離子束時(shí)，移動(dòng)(退避)到不會(huì)造成妨礙的位置。在后述的另外的實(shí)施方式中也一樣。
然后，在該離子束測(cè)定裝置40a中，如果設(shè)多孔電極6和檢測(cè)器18間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，遮蔽板12和檢測(cè)器18間的沿著z軸方向的距離為d，遮蔽板12的開(kāi)口14的沿著x軸方向的尺寸為b，檢測(cè)器18的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。該數(shù)式4是和上述數(shù)式1相同的數(shù)式。如前面所述，a為多孔電極6的各離子引出孔8的沿著x軸方向的尺寸，b為該離子引出孔8的沿著x軸方向的間隔。當(dāng)離子引出孔8、開(kāi)口14、檢測(cè)器18的平面形狀為圓形時(shí)，尺寸a、b、w分別為其直徑。
數(shù)式4{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)在此，多孔電極6為多個(gè)時(shí)，上述距離L為從最下游側(cè)的多孔電極6的下面測(cè)的距離。當(dāng)檢測(cè)器18在沿著z軸的方向有進(jìn)深(奧行き)時(shí)，上述距離L和d如圖1所示，是從檢測(cè)器18的入口測(cè)的距離。更具體地說(shuō)，上述距離d為檢測(cè)器18和遮蔽板12的開(kāi)口14部分之間的沿著z軸方向的距離。
遮蔽板12可以是整體厚度相同的板，也可以是如圖3所示的例那樣，開(kāi)口14的周邊部薄于其他部分的板。無(wú)論如何，因?yàn)檎诒伟?2的開(kāi)口14部分的厚度通常與上述距離L和d相比足夠地小，例如相對(duì)于距離L為380mm左右、距離d為320mm左右，開(kāi)口14部分的厚度為1mm左右，要小兩位數(shù)左右，在確定上述數(shù)式4的關(guān)系時(shí)，在實(shí)用上忽略遮蔽板12的厚度也無(wú)妨，所以形成為如此。如果一定要意識(shí)到厚度，上述距離d也可以如圖3所示，從開(kāi)口14部分的板厚的中心來(lái)測(cè)。
參照?qǐng)D4說(shuō)明導(dǎo)出上述數(shù)式4(即數(shù)式1，下面相同)的過(guò)程。在沿著x軸的方向，如果設(shè)可從檢測(cè)器18通過(guò)遮蔽板12的開(kāi)口14看到多孔電極6的尺寸為t，以該尺寸t在x坐標(biāo)上的始點(diǎn)為原點(diǎn)O，遮蔽板12的開(kāi)口14的一端(靠近原點(diǎn)O的一邊)的x坐標(biāo)為s，則檢測(cè)器18的一端e的x坐標(biāo)xe和另一端f的x坐標(biāo)xf可分別用數(shù)式5和數(shù)式6來(lái)表示。
數(shù)式5xe＝Ls/(L-d)數(shù)式6xf＝L(s-t+b)/(L-d)+t然后，因?yàn)闄z測(cè)器18的尺寸w為xe-xf，即，w＝xe-xf，所以如果將數(shù)式5和數(shù)式6代入其中進(jìn)行整理，則上述尺寸t可用下式表示。
數(shù)式7t＝{w(L-d)+bL}/d在此，如下式所示，通過(guò)使該尺寸t小于多孔電極6的不是離子引出孔8的部分9的尺寸、即p-a，從而在檢測(cè)器18被測(cè)定的離子束10就成為總是從一個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束。換言之，能夠在從多個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束10不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器18的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。這在檢測(cè)器18位于沿著x軸的方向的任何位置(即使移動(dòng))都成立。
數(shù)式8t＜(p-a)
如果將數(shù)式7代入該數(shù)式8，則可得到上述數(shù)式4。
通過(guò)滿足該數(shù)式4的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系，如果由檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24使檢測(cè)器18如上所述在沿著x軸的方向移動(dòng)，則從多個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束10就不會(huì)同時(shí)入射到檢測(cè)器18，在一個(gè)測(cè)定位置，只有從一個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束10入射到檢測(cè)器18。如果參照?qǐng)D5更詳細(xì)地對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明，就是從多孔電極6的例如離子引出孔8a～8g分別出射出來(lái)的離子束10a～10g，通過(guò)遮蔽板12的開(kāi)口14，在沿著x軸方向的位置x1～x7，分別入射到檢測(cè)器18。此時(shí)，因?yàn)闈M足上述數(shù)式4的關(guān)系，所以多個(gè)離子束10a等不會(huì)同時(shí)入射到檢測(cè)器18。
因而，用檢測(cè)器18測(cè)定的離子束10的空間分布，就成為將對(duì)從一個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束10順次進(jìn)行了測(cè)定的結(jié)果相連的空間分布。如此測(cè)定的離子束電流在沿著x軸方向的分布的概略例在圖6中表示。圖6中的黑點(diǎn)為在上述各位置x1～x7的束電流。虛線34為將該離散的束電流值連起來(lái)了的線條，通常成近似高斯分布的形狀。
如上所述，根據(jù)該離子束測(cè)定裝置，因?yàn)槟軌蛟趶木哂卸嗫纂姌O6的離子源2的多個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器18的狀態(tài)下，測(cè)定離子束10在沿著x軸方向的空間分布，所以，不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極6的離子引出孔8出射時(shí)的離子束10帶有的特性。其結(jié)果，能夠縮短特性的運(yùn)算處理所需的時(shí)間，從而能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
通過(guò)例如如下所述的單純的測(cè)定方法，能夠求取離子束10在沿著x軸方向的發(fā)散角度θ和偏差角度α。
參照?qǐng)D7(A)，當(dāng)不存在遮蔽板12時(shí)，從位于中心的x坐標(biāo)為xi的位置的離子引出孔8出射出來(lái)的離子束10在從多孔電極6離開(kāi)了距離L的平面(即檢測(cè)器18的入口的移動(dòng)平面)20形成的離子束強(qiáng)度分布(即束電流分布，下面相同)，可用下式表示的高斯分布Ii來(lái)近似。
數(shù)式9Ii=K11δi2πexp-(xi-x)22δi2]]>在此，K1為常數(shù)，σi為上述高斯分布Ii的標(biāo)準(zhǔn)偏差。該標(biāo)準(zhǔn)偏差σi和從離子引出孔8出射時(shí)的離子束10的發(fā)散角度θ，在此也參照?qǐng)D8，用下式的關(guān)系來(lái)定義。a為離子引出孔8的上述尺寸。
數(shù)式10σi＝a/2+L·tanθ對(duì)于存在具有以x＝xs為中心的開(kāi)口14的遮蔽板12時(shí)，如果一個(gè)一個(gè)地考慮可使離子束10入射到檢測(cè)器18的離子引出孔8，則如圖7(B)所示，上述的內(nèi)容可以說(shuō)和離子束10從中心的x坐標(biāo)為xs的位置出射出來(lái)時(shí)等效。圖7(A)中的離子束10a～10e和圖7(B)中的離子束10a～10e分別相對(duì)應(yīng)。雖然相對(duì)于圖7(A)中的離子束10a～10e是從一個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束，圖7(B)中的離子束10a～10e是從多個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束，但是因?yàn)樵摱鄠€(gè)離子引出孔8是互相相同的尺寸a，而且互相很近地存在，所以，可以說(shuō)圖7(A)中的離子束10a～10e和圖7(B)中的離子束10a～10e是分別等同的物體。
在圖7(B)時(shí)，如果設(shè)檢測(cè)器18的中心的x坐標(biāo)為xd，因使檢測(cè)器18如上所述移動(dòng)而測(cè)定的離子束強(qiáng)度分布，可以用下式表示的高斯分布I0來(lái)近似。
數(shù)式11I0=K21δ2πexp-(x0-xd)22δ2]]>在此，K2為常數(shù)，x0為上述高斯分布I0的峰值的x坐標(biāo)，σ為上述高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差。該高斯分布I0因?yàn)槭菍D7(A)的高斯分布Ii縮小成實(shí)質(zhì)上相似形狀的分布，所以標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為上述標(biāo)準(zhǔn)偏差σi的d/L倍。d為上述距離。因而，根據(jù)數(shù)式10，可用下式表示。
數(shù)式12σ＝(a/2+L·tanθ)(d/L)將該數(shù)式12進(jìn)行變形，可以從下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式求取從多孔電極6的離子引出孔8出射時(shí)的離子束10在沿著x軸方向的發(fā)散角度θ。該數(shù)式13是和上述數(shù)式2相同的數(shù)式。
數(shù)式13θ＝tan-1(σ/d-a/2L)另外，參照?qǐng)D9，根據(jù)下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式，從上述x坐標(biāo)xd、x0和距離d可以求取從多孔電極6的離子引出孔8出射時(shí)的離子束10在沿著x軸方向的偏差角度α。該數(shù)式14是和上述數(shù)式3相同的數(shù)式。
數(shù)式14α＝tan-1{(x0-xs)/d}如上所述，根據(jù)上述離子束測(cè)定方法，因?yàn)槟軌蛟趶木哂卸嗫纂姌O6的離子源2的多個(gè)離子引出孔8出射出來(lái)的離子束不同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器18的狀態(tài)下，測(cè)定離子束10在沿著x軸方向的空間分布，并根據(jù)該測(cè)定結(jié)果測(cè)定離子束10在沿著x軸方向的發(fā)散角度θ和偏差角度α，所以，不需要卷積積分等復(fù)雜的運(yùn)算處理就能夠簡(jiǎn)單地測(cè)定從多孔電極6的離子引出孔8出射時(shí)的離子束10的發(fā)散角度θ和偏差角度α。其結(jié)果，能夠縮短運(yùn)算處理所需的時(shí)間，從而能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
另外，在上述離子束測(cè)定裝置40a和離子束測(cè)定方法中，因?yàn)槿缟纤鰶](méi)有著眼于在沿著y軸方向的離子束10的分布，所以上述開(kāi)口14也可以是在沿著y軸的方向長(zhǎng)的狹縫狀的物體。此時(shí)，檢測(cè)器18也可以是在沿著y軸的方向長(zhǎng)的物體。如此能夠加大在檢測(cè)器18檢測(cè)的束電流，從而提高檢測(cè)靈敏度。在后述的另外的實(shí)施方式中也一樣。
圖1所示的離子述照射裝置，具有如上所述的離子述測(cè)定裝置40a，可以切換進(jìn)行基于離子束測(cè)定裝置40a的離子束10的測(cè)定和對(duì)基板26照射離子束10，在基板26上施行處理。
再參照?qǐng)D1，基板驅(qū)動(dòng)裝置30在圖示例中，是使支架28和被它保持的基板26實(shí)質(zhì)上在水平方向移動(dòng)的物體，但是不限于此。例如，也可以是使支架28和被它保持的基板26在實(shí)質(zhì)上豎立在垂直方向的狀態(tài)下移動(dòng)的物體。z軸如前面所述，沒(méi)必要一定是垂直方向，例如也可以按照該基板26的朝向，形成為垂直方向、水平方向或從它們傾斜的方向。也可以將z軸相對(duì)于基板26的表面，不是垂直而是斜著傾斜。此時(shí)，通常將x軸和基板26的表面實(shí)質(zhì)上保持平行。
為了使得z軸的角度能夠容易地如上所述進(jìn)行改變，也可以使離子源2、進(jìn)一步根據(jù)需要使離子束測(cè)定裝置40a也能夠以和x軸實(shí)質(zhì)上平行的軸為中心而旋轉(zhuǎn)，并使離子束10相對(duì)于基板26的表面的入射角度可變。如此能夠使該入射角度在例如小于90度的范圍內(nèi)可變。
基于基板驅(qū)動(dòng)裝置30的基板26的移動(dòng)，可以是單向方向，也可以是往返方向(往返掃描)，但是優(yōu)選的是使之以等速度移動(dòng)。另外，因?yàn)橐部梢匀缟纤鱿鄬?duì)于基板26的表面斜著取z軸，所以使基板26在沿著y軸的方向移動(dòng)，是指使之在從正面看基板表面沿著y軸的方向移動(dòng)(參照?qǐng)D2)。
基板26為例如半導(dǎo)體基板、玻璃基板、帶定向膜的基板和其他基板。帶定向膜的基板是在玻璃基板等基板的表面形成了用于使液晶分子在一定方向定向的定向膜的物體。
如圖2所示例，使離子束10的沿著x軸方向的長(zhǎng)度略大于基板26的該方向的長(zhǎng)度，通過(guò)并用其與基板26的上述移動(dòng)，即使基板26為大型的物體，也能夠在基板26的整個(gè)面上照射離子束10，施行離子注入、離子摻雜(注冊(cè)商標(biāo))、離子銑削、離子束蝕刻、離子束定向處理等處理。
下面，說(shuō)明離子束測(cè)定裝置的另外的實(shí)施方式。對(duì)和上述實(shí)施方式的離子束測(cè)定裝置40a相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)以同一標(biāo)號(hào)，在下面以和上述實(shí)施方式的不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說(shuō)明。
代替上述一個(gè)檢測(cè)器18和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24，也可以如圖10所示的離子束測(cè)定裝置40b那樣，具備檢測(cè)器單元32，該檢測(cè)器單元32位于遮蔽板12的下游側(cè)，具有在沿著x軸的方向直線配列的多個(gè)如上所述的檢測(cè)器18。各檢測(cè)器18具有在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上互相相同的大小(即尺寸w)。各檢測(cè)器18間，在圖中雖然看似互相相接，但是實(shí)際上互相進(jìn)行了電絕緣，能夠互相獨(dú)立地檢測(cè)(測(cè)定)離子束10的束電流。在后述的另外的實(shí)施方式中也一樣。
關(guān)于構(gòu)成該檢測(cè)器單元32的各檢測(cè)器18，滿足上述數(shù)式4所示的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。
根據(jù)該離子束測(cè)定裝置40b，除了和就上述離子束測(cè)定裝置40a進(jìn)行了說(shuō)明的上述效果同樣的效果之外，還起到如下所述的效果。即，即使不使檢測(cè)器18和檢測(cè)器單元32在沿著x軸的方向移動(dòng)，也能夠測(cè)定離子束10的空間分布。其結(jié)果，因?yàn)椴辉傩枰撘苿?dòng)用的機(jī)械性驅(qū)動(dòng)裝置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。另外，因?yàn)椴恍枰撘苿?dòng)時(shí)間，所以能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
遮蔽板12也可以如圖11所示的離子束測(cè)定裝置40c那樣，具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上互相相同大小(即尺寸b)的多個(gè)開(kāi)口14。開(kāi)口14的數(shù)量，不限于如圖11所示的3個(gè)。相鄰的開(kāi)口14間的間隔q1、q2…可以互相相同，也可以是不同的間隔。
對(duì)于該實(shí)施方式，檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24具有如下功能使檢測(cè)器18如箭頭C所示，橫穿遮蔽板12的多個(gè)開(kāi)口14的下游部，并在沿著x軸的方向直線移動(dòng)。
關(guān)于該檢測(cè)器18，滿足上述數(shù)式4所示的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。而且，在該離子束測(cè)定裝置40c中，上述距離d形成為小于通過(guò)了遮蔽板12的多個(gè)開(kāi)口14的離子束10同時(shí)入射到檢測(cè)器18的距離。在下面詳述該關(guān)系。
參照?qǐng)D12，如果設(shè)離子源2的多孔電極6的構(gòu)成上，離子束10的理論上可能的最大發(fā)散角度為β，則通過(guò)了相鄰的兩個(gè)開(kāi)口14的離子束10不同時(shí)入射到檢測(cè)器18的條件可用下式表示。在此，q為多個(gè)開(kāi)口14的間隔q1、q2…之中的最小間隔。其他的標(biāo)號(hào)是前述的標(biāo)號(hào)。
數(shù)式15q＞2d·tanβ+w+b將該數(shù)式15進(jìn)行變形，如果著眼于上述距離d，可得到下式。
數(shù)式16d＜(q-w-b)/2tanβ該離子束測(cè)定裝置40c中，雖然遮蔽板12具有多個(gè)開(kāi)口14，但是因?yàn)槿缟纤鍪咕嚯xd形成為小于通過(guò)了多個(gè)開(kāi)口14的離子束10同時(shí)入射到檢測(cè)器18的距離，所以就遮蔽板12的各開(kāi)口14來(lái)看，起到和上述離子束測(cè)定裝置40a同樣的作用。其結(jié)果，根據(jù)該離子束測(cè)定裝置40c，除了和就上述離子束測(cè)定裝置40a進(jìn)行了說(shuō)明的上述效果同樣的效果之外，還起到如下所述的效果。即，能夠在沿著x軸方向上的多處測(cè)定離子束10的空間分布。而且，能夠根據(jù)該測(cè)定結(jié)果，按照需要，在沿著x軸方向上的多處，測(cè)定離子束10的上述發(fā)散角度θ和偏差角度α。
該離子束測(cè)定裝置40c的各距離、尺寸等的具體例表示如下。在該例中，離子引出孔8為圓孔。遮蔽板12的多個(gè)開(kāi)口14間的間隔互相相等，為q。
離子引出孔8的尺寸a2mm(直徑2mm)離子引出孔8的間隔p3mm檢測(cè)器18的尺寸w2mm距離L380mm距離d320mm開(kāi)口14的尺寸b0.5mm開(kāi)口14的間隔q80mm離子束10的最大發(fā)散角度β5度在該例時(shí)，上述數(shù)式7中所示的尺寸t為0.96mm，滿足上述數(shù)式8的條件，而且滿足數(shù)式4的條件。另外，因?yàn)樯鲜鰯?shù)式5的右邊所示的2d·tanβ+w+b＝58mm，所以滿足上述數(shù)式15的條件，而且滿足數(shù)式16的條件。
在遮蔽板12具有多個(gè)開(kāi)口時(shí)，也可以如圖13所示的離子束測(cè)定裝置40d那樣，具備多個(gè)檢測(cè)器18和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24，該檢測(cè)器18位于遮蔽板12的下游側(cè)，以和遮蔽板12的開(kāi)口14實(shí)質(zhì)上相同的間隔q1、q2…在沿著x軸的方向成直線配置，該檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24具有如下功能使上述多個(gè)檢測(cè)器18如箭頭C所示，橫穿遮蔽板12的對(duì)應(yīng)的開(kāi)口14的下游部，并在沿著x軸的方向統(tǒng)一地直線移動(dòng)。
各檢測(cè)器18由上述支撐體22進(jìn)行了支撐，在它和支撐體22之間以及互相之間進(jìn)行了電絕緣。因而，各檢測(cè)器18能夠互相獨(dú)立地檢測(cè)離子束10的束電流。
關(guān)于該各檢測(cè)器18，滿足上述數(shù)式4和數(shù)式16所示的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。
根據(jù)該離子束測(cè)定裝置40d，除了和就上述離子束測(cè)定裝置40c進(jìn)行了說(shuō)明的上述效果同樣的效果之外，還起到如下所述的效果。即，因?yàn)榫哂卸鄠€(gè)檢測(cè)器18和使之統(tǒng)一移動(dòng)的檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24，所以和使一個(gè)檢測(cè)器18移動(dòng)時(shí)相比，能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
在遮蔽板12具有多個(gè)開(kāi)口14時(shí)，代替上述多個(gè)檢測(cè)器18和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置24，也可以如圖14所示的離子束測(cè)定裝置40e那樣，具有分別位于各開(kāi)口14的下游部的如上所述的多個(gè)檢測(cè)器單元32。
關(guān)于構(gòu)成該檢測(cè)器單元32的各檢測(cè)器18，滿足上述數(shù)式4和數(shù)式16所示的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。
根據(jù)該離子束測(cè)定裝置40e，除了和就上述離子束測(cè)定裝置40c進(jìn)行了說(shuō)明的上述效果同樣的效果之外，還起到如下所述的效果。即，因?yàn)榧词共皇箼z測(cè)器18和檢測(cè)器單元32在沿著x軸的方向移動(dòng)，也能夠測(cè)定離子束10的空間分布，所以不再需要該移動(dòng)用的機(jī)械性驅(qū)動(dòng)裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。另外，因?yàn)椴恍枰撘苿?dòng)時(shí)間，所以能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
在遮蔽板12具有多個(gè)開(kāi)口14時(shí)，也可以如圖15所示的離子束測(cè)定裝置40f那樣，具有位于遮蔽板12的下游側(cè)的一個(gè)如上所述的檢測(cè)器單元32和檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置25，該檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置25具有如下功能使該檢測(cè)器單元32如例如箭頭C1、C2…所示，在沿著x軸的方向以和上述間隔q1、q2…實(shí)質(zhì)上相同的間隔直線移動(dòng)，使檢測(cè)器單元32順次位于各開(kāi)口14的下游部。
構(gòu)成該檢測(cè)器單元32的各檢測(cè)器18和支撐體22，而且各檢測(cè)器18間互相進(jìn)行了電絕緣，各檢測(cè)器18能夠獨(dú)立地檢測(cè)離子束10。
關(guān)于構(gòu)成該檢測(cè)器單元32的各檢測(cè)器18，滿足上述數(shù)式4和數(shù)式16所示的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系。
根據(jù)該離子束測(cè)定裝置40f，除了和就上述離子束測(cè)定裝置40c進(jìn)行了說(shuō)明的上述效果同樣的效果之外，還起到如下所述的效果。即，因?yàn)榫哂袡z測(cè)器單元32和使之順次移動(dòng)的檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置25，所以和使一個(gè)檢測(cè)器18移動(dòng)時(shí)相比，能夠縮短測(cè)定所需的時(shí)間。
另外，作為上述各實(shí)施方式的發(fā)展方式，也可以形成為使檢測(cè)器18或檢測(cè)器單元32在包括沿著y軸方向的二維上配列或移動(dòng)，測(cè)定離子束10在二維(沿著x軸的方向和沿著y軸的方向)上的空間分布。而且也可以根據(jù)該測(cè)定結(jié)果，求取在二維上的離子束10的發(fā)散角度α和偏差角度β。
權(quán)利要求
1.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有使上述離子束的一部分通過(guò)的開(kāi)口；檢測(cè)器，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述檢測(cè)器橫穿上述遮蔽板的開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向移動(dòng)的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)。
2.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有使上述離子束的一部分通過(guò)的開(kāi)口；和檢測(cè)器單元，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，具有在沿著x軸方向配列的多個(gè)實(shí)質(zhì)上大小互相相同的檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流，而且，如果設(shè)上述多孔電極和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述各檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)。
3.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上互相相同的多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口使上述離子束的一部分通過(guò)；檢測(cè)器，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述檢測(cè)器橫穿上述遮蔽板的開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向移動(dòng)的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的各開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)，而且，上述距離d形成為小于通過(guò)了上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到上述檢測(cè)器的距離。
4.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上互相相同的多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口使上述離子束的一部分通過(guò)；多個(gè)檢測(cè)器，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，分別檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的各開(kāi)口的離子束的束電流，至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上相互相同，而且以和上述遮蔽板的開(kāi)口實(shí)質(zhì)上相同的間隔配列在沿著x軸的方向；和檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述多個(gè)檢測(cè)器橫穿上述遮蔽板的對(duì)應(yīng)的開(kāi)口的下游部、并在沿著x軸的方向統(tǒng)一移動(dòng)的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的各開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述各檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)，而且，上述距離d形成為小于通過(guò)了上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到一個(gè)檢測(cè)器的距離。
5.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上互相相同的多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口使上述離子束的一部分通過(guò)；和多個(gè)檢測(cè)器單元，分別位于上述遮蔽板的各開(kāi)口的下游部，分別檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的各開(kāi)口的離子束的束電流，上述各檢測(cè)器單元分別具有在沿著x軸的方向配列的多個(gè)大小實(shí)質(zhì)上相互相同的檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流，而且，如果設(shè)上述多孔電極和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的各開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述各檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)，而且，上述距離d形成為小于通過(guò)了上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到構(gòu)成上述各檢測(cè)器單元的檢測(cè)器中的任意一個(gè)的距離。
6.一種離子束測(cè)定裝置，用于測(cè)定離子束的空間分布，該離子束是當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，從具有多孔電極的離子源在沿著z軸的方向被引出來(lái)的離子束，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，該離子束測(cè)定裝置的特征在于，具有遮蔽板，沿著xy平面位于上述離子源的下游側(cè)，具有至少在沿著x軸的方向大小實(shí)質(zhì)上互相相同的多個(gè)開(kāi)口，該開(kāi)口使上述離子束的一部分通過(guò)；檢測(cè)器單元，位于上述遮蔽板的下游側(cè)，具有在沿著x軸的方向配列的多個(gè)實(shí)質(zhì)上大小互相相同的檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)通過(guò)了上述遮蔽板的開(kāi)口的離子束的束電流；和檢測(cè)器單元驅(qū)動(dòng)裝置，具有使上述檢測(cè)器單元在沿著x軸的方向移動(dòng)、并使上述檢測(cè)器單元順次位于上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的下游部的功能，而且，如果設(shè)上述多孔電極和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為L(zhǎng)，上述遮蔽板和各檢測(cè)器間的沿著z軸方向的距離為d，上述多孔電極的各離子引出孔的沿著x軸方向的尺寸為a，該離子引出孔的沿著x軸方向的間隔為p，上述遮蔽板的各開(kāi)口的沿著x軸方向的尺寸為b，上述各檢測(cè)器的沿著x軸方向的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系或與之在數(shù)學(xué)上等效的關(guān)系{w(L-d)+bL}/d＜(p-a)，而且，上述距離d形成為小于通過(guò)了上述遮蔽板的多個(gè)開(kāi)口的離子束同時(shí)入射到構(gòu)成上述檢測(cè)器單元的檢測(cè)器中的任意一個(gè)的距離。
7.一種離子束測(cè)定方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至6的任何一項(xiàng)所述的離子束測(cè)定裝置，測(cè)定從上述離子源引出來(lái)的離子束在沿著x軸方向的空間分布，將通過(guò)該測(cè)定而得到的空間分布用高斯分布近似并求取該高斯分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，用該標(biāo)準(zhǔn)偏差σ、上述尺寸a、上述距離L和距離d，根據(jù)下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式，求取上述離子束在沿著x軸的方向的發(fā)散角度θθ＝tan-1(σ/d-a/2L)。
8.一種離子束測(cè)定方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至6的任何一項(xiàng)所述的離子束測(cè)定裝置，測(cè)定從上述離子源引出來(lái)的離子束在沿著x軸方向的空間分布，將通過(guò)該測(cè)定而得到的空間分布用高斯分布近似并求取該高斯分布的峰值的x坐標(biāo)x0，用該x坐標(biāo)x0、測(cè)定上述空間分布時(shí)使用了的遮蔽板的開(kāi)口中心的x坐標(biāo)xs和上述距離d，根據(jù)下式或與之在數(shù)學(xué)上等效的公式，求取上述離子束在沿著x軸方向的偏差角度αα＝tan-1{(x0-xs)/d}。
9.一種離子束照射裝置，其特征在于，具有離子源，具有多孔電極，當(dāng)以在一點(diǎn)相互正交的三條軸為x軸、y軸和z軸時(shí)，該多孔電極為沿著xy平面的電極，以實(shí)質(zhì)上相等的間隔具有至少在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上大小互相相同的多個(gè)離子引出孔，上述離子源將形成為沿著x軸方向的尺寸大于沿著y軸方向的尺寸的剖面形狀的離子束在沿著z軸的方向引出；基板驅(qū)動(dòng)裝置，具有在從上述離子源引出來(lái)的離子束的照射區(qū)域內(nèi)使基板在沿著y軸的方向移動(dòng)的功能；和權(quán)利要求1至6的任何一項(xiàng)所述的離子束測(cè)定裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不需要復(fù)雜的運(yùn)算處理，就能夠測(cè)定從具有多孔電極的離子源的離子引出孔出射時(shí)的離子束帶有的特性的裝置和方法。該離子束測(cè)定裝置(40a)具有使從離子源(2)的多孔電極(6)被引出來(lái)的離子束(10)的一部分通過(guò)的開(kāi)口(14)的遮蔽板(12)；檢測(cè)通過(guò)了開(kāi)口(14)的離子束(10)的束電流的檢測(cè)器(18)；和使之在x方向移動(dòng)的檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)裝置(24)。而且，如果設(shè)多孔電極(6)和檢測(cè)器(18)間的距離為L(zhǎng)，遮蔽板(12)和檢測(cè)器(18)間的距離為d，在x方向的多孔電極(6)的各離子引出孔(8)的尺寸為a，其間隔為p，開(kāi)口(14)的尺寸為b，檢測(cè)器(18)的尺寸為w，則滿足下式的關(guān)系{w(L－d)+bL}/d＜(p－a)。
文檔編號(hào)H01L21/265GK101051086SQ200710092028
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者松本武, 安東靖典 申請(qǐng)人:日新意旺機(jī)械股份有限公司