專利名稱:離子注入裝置、離子注入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，是有關(guān)于對處理對象基板照射帶狀離子束并進行離子注入的離子注入裝置及離子注入方法，更進一步，是有關(guān)于對帶狀離子束的電流密度分布作調(diào)整的電腦可實行的程序、或是將此程序作出編碼化的電腦可讀取的記錄媒體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，對于液晶方式或是使用有機LED的平面型顯示裝置中使用的玻璃基板或是半導(dǎo)體基板，使用離子注入裝置來進行離子注入的處理，是為盛行。特別是，為了對于大型的基板有效率且正確地進行離子注入，是要求使用相對于基板的橫寬幅，所照射的離子束的橫寬幅更寬，且電流密度分布是控制在所期望的分布的帶狀離子束。
通過使用將離子束的橫寬幅設(shè)為比基板的橫寬幅更寬的帶狀的離子束，能夠?qū)τ?基板的橫寬幅方向的區(qū)域一次性地作處理，此時，通過使基板在縱方向上移動，而能夠?qū)τ诨迦w一次性地進行離子注入，處理效率得到提升。
另一方面，帶狀離子束，由于是在縱方向上對基板的橫寬幅方向上的相同位置作處理，因此，當此帶狀離子束的電流密度分布在橫寬幅方向上不均一的情況時，在基板上不均一地注入了離子的部分，會呈現(xiàn)為線狀，而無法進行正確的離子注入處理。因此期望正確地對帶狀離子束以使其成為所期望的電流密度分布的方式而作出調(diào)整。
在下述專利文獻I中，是記載有一種離子注入裝置，其是對于離子束的束剖面形狀為具備有橫切方向的長度以及寬幅的維度的形狀的帶狀離子束，而使多極的磁場作用，以對帶狀離子束的電流密度分布的不均一作抑制。
同樣的，在下述專利文獻2中，是與專利文獻I相同的，記載有使多極的磁場作用于帶狀離子束的電流密度分布上，而進行電流密度分布的調(diào)整。此時是記載有電流密度分布的調(diào)整，是根據(jù)帶狀離子束與作為目標的分布間的偏差來進行。
進而，在下述專利文獻3中，是記載有下述這樣的離子注入裝置。亦即是，在該當裝置中，是從離子源而產(chǎn)生包含有所期望的離子種且寬幅為比基板的短邊寬幅更寬的薄片狀的離子束，并通過質(zhì)量分離磁鐵，來將薄片狀的離子束彎曲至與該薄片面相正交的方向上并選別出所期望的離子種而將其導(dǎo)出，此時，是使用分離槽隙，來與質(zhì)量分離磁鐵共同作用而對所期望的離子種作選別并使其通過。而后，在通過了分離槽隙的離子束的照射區(qū)域內(nèi)，將基板在與離子束的薄片面實質(zhì)正交的方向上作往返驅(qū)動，而進行離子注入。
[專利文獻I]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

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所欲解決的課題]
然而，在上述專利文獻I 3中，對于離子束的調(diào)整，更具體而言，對于如何從計測出的電流密度分布來對于為了進行離子束的調(diào)整所使用的磁場或電場作設(shè)定一事，均未對于該設(shè)定方法有所記載。
使計測出的電流密度分布成為與作為目標的分布最為近似的方式，從而對所欲控制的磁場或電場的強度作最適當?shù)脑O(shè)定，是可以利用使用有類神經(jīng)網(wǎng)路或是基因演算法的最適化手法。但是，在此些的方法中，于計算處理是耗費時間，且處理內(nèi)容亦為繁雜，進而，亦會產(chǎn)生由于電流密度分布的些微的變化，而使最適當?shù)拇艌龌螂妶龅膹姸却蠓兓乃^的穩(wěn)健(ROBUST)性的惡化。
因此，本發(fā)明，是為了解決上述問題點，而提供能夠以使帶狀離子束的電流密度分布高精確度地成為作為目標的分布的方式，而有效率地作調(diào)整的離子注入裝置及離子注入方法；還有對于帶狀離子束的電流密度分布作調(diào)整的電腦可實行的程序以及將此程序作出編碼化的電腦可讀取的記錄媒體為目的。
[用以解決課題的手段]
為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種離子注入裝置，其是對處理對象基板照射帶狀離子束，并進行離子注入的離子注入裝置，該帶狀離子束具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅，它具有束整形部，其是具備有產(chǎn)生離子束的離子源，并將所產(chǎn)生的離子束整形為帶狀離子束；和處理部，其是將前述帶狀離子束照射至處理對象基板；和束調(diào)整部，其是為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，該帶狀離子束的電流密度分布是用前述束寬幅的方向的分布表示前述帶狀離子束的前述離子束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向排列若干個的單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素生成的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定；和束控制部，其具備計測部和設(shè)定部，該計測部是對通過前述束調(diào)整部而作出調(diào)整的前述帶狀離子束的電流密度分布作計測，該設(shè)定部是按照該計測結(jié)果，而求取出通過前述束調(diào)整部作出調(diào)整的前述單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的調(diào)整強度，并將所求取出的前述調(diào)整強度，加在現(xiàn)在前述束調(diào)整部處所設(shè)定的磁場或是電場的強度上，從而對磁場或是電場的強度作再設(shè)定，前述設(shè)定部是將前述若干個單位透鏡要素中，對應(yīng)于在前述計測出的電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，通過前述計測部從計測出的電流密度分布中求取出來，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將對前述所求取出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來，并使用前述求取出來的調(diào)整強度，來進行磁場或電場的強度的再設(shè)定。
此時，前述束調(diào)整部，優(yōu)選是對前述單位透鏡要素所作出的電場作調(diào)整，而前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置，是指相對于計測出的電流密度分布中既定的分布的誤差為最大的位置，前述一定的比例是為I以下，
對于與對應(yīng)于前述誤差為最大的位置的前述對應(yīng)單位透鏡要素相鄰接的單位透鏡要素，將在所設(shè)定的前述對應(yīng)單位透鏡要素的電場的調(diào)整強度上乘以前述一定的比例的值，作為電場的調(diào)整強度而求取出來。
或是，相同的，前述束調(diào)整部，優(yōu)選是對前述單位透鏡要素所作出的磁場作調(diào)整，而前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置，是指相對于計測出的電流密度分布中的既定的分布的誤差的分布中，誤差的梯度為最大的位置，前述一定的比例是為I以下，對于與對應(yīng)、于前述梯度為最大的位置的前述對應(yīng)單位透鏡要素相鄰接的單位透鏡要素，將所設(shè)定的前述對應(yīng)單位透鏡要素的磁場的調(diào)整強度乘以前述一定的比例的值，作為磁場的調(diào)整強度而求取出來。
于此，前述梯度，是指電流密度分布的斜率的絕對值(大小)，雖是朝向左右的其中一方而傾斜，但是，斜率的正負并不列入考慮。
又，前述一定的比例，優(yōu)選是為O. 3 O. 6。
進而，本發(fā)明，是提供一種離子注入方法，其是使用離子注入裝置對處理對象基板照射，并進行離子注入的離子注入方法，該離子注入裝置具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅的帶狀離子束；前述離子注入裝置，具有調(diào)整以及設(shè)定各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度的手段，為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度 分布，其中，該帶狀離子束的電流密度分布用前述束寬幅的方向的分布表示前述束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向來排列若干個單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定；該離子注入方法，在將離子束照射于處理對象基板并進行離子的注入時，是具備有以下步驟計測步驟，該步驟為，對通過前述各單位透鏡要素的磁場或電場而作出調(diào)整的離子束的電流密度分布作計測的步驟；和磁場或電場的強度的再設(shè)定的步驟，該步驟為，從前述若干個單位透鏡要素中，確定對應(yīng)于在計測出的前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素，并將該對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，從前述計測出的電流密度分布來求取出來，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)透鏡的前述單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將前述所設(shè)定的強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來，并將所求取出來的前述調(diào)整強度，加上至現(xiàn)在于前述各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強度上，從而進行磁場或電場的強度的再設(shè)定的步驟；和調(diào)整電流密度分布的步驟，該步驟為，將再設(shè)定的強度應(yīng)用于前述若干個單位透鏡要素的電場或磁場中，而對前述帶狀離子束的電流密度分布作調(diào)整的步驟。
進而，本發(fā)明，是提供一種電腦可實行的程序，以及將此程序作出編碼化并記錄的電腦可讀取的記錄媒體，該程序，其是在對處理對象基板照射帶狀離子束并進行離子注入的離子注入裝置中，該帶狀離子束具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅，為了在前述帶狀離子束中使磁場或是電場起作用，而調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，對前述磁場或電場的強度進行設(shè)定的電腦可實行的程序
前述離子注入裝置具有調(diào)整以及設(shè)定各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度的手段，為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，其中，該帶狀離子束的電流密度分布用前述束寬幅的方向的分布表示前述束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向來排列若干個單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定；
通過前述各單位透鏡要素的磁場或電場調(diào)整離子束，將該離子束照射于處理對象基板并進行離子的注入時，該程序具有以下處理程序記憶處理程序，其是從離子束的被作出計測的電流密度的數(shù)據(jù)中，用電腦的演算手段算出電流密度分布，并記憶在電腦的記憶手段中的處理程序；和再設(shè)定的處理程序，其是從前述若干個單位透鏡要素中，在前述演算手段中確定對應(yīng)于在所算出的前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素，并將該對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，在前述演算手段中從前述計測出的電流密度分布來中算出，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)透鏡的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將前述所算出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為前述磁場或電場的調(diào)整強度而在前述演算手段中算出，并將把這些所算出的調(diào)整強度加上至現(xiàn)在于前述各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強度上的所得數(shù)據(jù)，作為磁場或電場的強度，來在前述演算手段中進行再設(shè)定的處理程序；和作成控制訊號的處理程序，其是將再設(shè)定的強度應(yīng)用于前述若干個單位透鏡要素的電場或磁場中，在前述演算手段中，作成調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布的控制訊號。
進而，本發(fā)明，是提供一種電腦可實行的程序，以及將此程序作出編碼化并記錄的電腦可讀取的記錄媒體，該程序，其是在對處理對象基板照射帶狀離子束并進行離子注入的離子注入裝置中，該帶狀離子束具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅，為了在前述帶狀離子束中使磁場或是電場起作用，而調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，對前述磁場或電場的強度進行設(shè)定的電腦可實行的程序前述離子注入裝置具有調(diào)整以及設(shè)定各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度的手段，為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，其中，該帶狀離子束的電流密度分布用前述束寬幅的方向的分布表示前述束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向來排列若干個單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定；
通過前述各單位透鏡要素的磁場或電場調(diào)整離子束，將該離子束照射于處理對象基板并進行離子的注入時，該程序具有以下處理程序記憶處理程序，其是從離子束的被作出計測的電流密度的數(shù)據(jù)中，用電腦的演算手段算出電流密度分布，并記憶在電腦的記憶手段中的處理程序；和再設(shè)定的處理程序，其是從前述若干個單位透鏡要素中，在前述演算手段中確定對應(yīng)于在所算出的前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素，并將該對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，在前述演算手段中從前述計測出的電流密度分布來中算出，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)透鏡的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將前述所算出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為前述磁場或電場的調(diào)整強度而在前述演算手段中算出，并將把這些所算出的調(diào)整強度加上至現(xiàn)在于前述各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強度上的所得數(shù)據(jù)，作為磁場或電場的強度，來在前述演算手段中進行再設(shè)定的處理程序；和計算處理程序，其是在前述演算手段中，通 過模擬來計算出使用再設(shè)定的強度而作出調(diào)整的離子束的電流密度分布的處理程序；和反復(fù)進行處理程序，其是在前述演算手段中，反復(fù)進行磁場或電場的強度的再設(shè)定與前述模擬，直到通過前述模擬所得到了的電流密度分布與目標分布大體上一致為止的處理程序；和作成控制訊號的處理程序，其是在前述演算手段中，當通過前述模擬所得到的電流密度分布與前述目標分布為大體上一致時，將電流密度分布與前述目標分布為大體上一致時的前述強度應(yīng)用于前述若干個單位透鏡要素的電場或磁場中，而用以對前述帶狀離子束的電流密度分布作調(diào)整，作成調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布的控制訊號的處理程序。
[發(fā)明的效果]
在本發(fā)明的離子注入裝置以及方法還有程序中，是從若干個單位透鏡要素中，將對應(yīng)于所欲進行電流密度分布的調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，由計測出的電流密度分布來求取出來，同時，對于鄰接于此對應(yīng)單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將通過對應(yīng)單位透鏡要素所求取出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來。因此，相比于先前技術(shù)的使用有類神經(jīng)網(wǎng)路或是基因演算法等的最適化手法的情況，求取出調(diào)整強度的時間較短，且為簡單的處理內(nèi)容，而能夠有效率地以良好精確度來將電流密度分布調(diào)整為作為目標的分布。并且，由于是將磁場或電場的調(diào)整強度，以一定比例乘以對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場，從而求取出各磁場或各電場的調(diào)整強度，并設(shè)定磁場或電場的強度，因此，穩(wěn)健性亦較佳。


圖I是本發(fā)明的離子注入裝置的其中一種實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)模式性平面圖。
圖2是圖I中所示的離子注入裝置的模式性側(cè)面圖。圖3和3A，是對通過圖I所示的離子注入裝置所得到的離子束的電流密度分布的其中一例作展示的說明圖。
圖B以及圖3C，是對使用磁場而作調(diào)整時的離子束的電流密度的變化作說明的說明圖。
圖4是本發(fā)明的離子注入方法的其中一種實施形態(tài)的流程圖。
圖5是本發(fā)明的離子注入方法的另外一種實施形態(tài)的流程圖。
圖6A，是對代替在圖I所示的離子注入裝置中所使用的透鏡要素而使用的其他形態(tài)的透鏡要素的構(gòu)成作模式性展示的剖面圖，圖6B，是對圖A中所展示的透鏡要素的內(nèi)部作說明的模式性剖面圖。
圖7A以及圖7B，是對使用電場而作調(diào)整時的離子束的電流密度的變化作說明的說明示意圖。
主要組件標號說明
10離子注入裝置
20束整形部
22、22a、22b、22c 離子源
24、24a、b24b、24c 離子束
25a、25b、25c、25d 端
30束輸送部
32質(zhì)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[0055]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
86CPU
87I/O
88電源驅(qū)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
具體實施方式
以下，針對本發(fā)明的離子注入裝置，根據(jù)在附圖中所示的合適實施形態(tài)來作詳細說明。
圖1，是為身為本發(fā)明的離子注入裝置的其中一種實施形態(tài)的離子注入裝置10的平面圖。圖2，是為離子注入裝置10的側(cè)面圖。
離子注入裝置10，是從離子束的上流側(cè)起，而依序具備有具備離子源的束整形部20、和具備有身為束調(diào)整部的透鏡要素以及質(zhì)量分離磁鐵的束輸送部30，和對處理對象基板(下文簡稱為處理基板)進行離子注入的處理部60和控制部80。束整形部20、束輸送部30和處理部60是被未圖示的真空外罩所包圍，并成為通過真空泵來維持在一定的真空度(1(Γ5 I(T3Pa)。
在本發(fā)明中，是根據(jù)從離子源而朝向處理基板前進的離子束的流向，而將離子源側(cè)稱為上流側(cè)，并將處理基板側(cè)稱為下流側(cè)。
束整形部20，是具備有小型的離子源22。離子源22，是為產(chǎn)生離子束的部分，其是使用有伯納型或弗利曼型的電漿產(chǎn)生機，而以使離子束從小型的離子源22輻散的方式拉出。在伯納型離子源中，是在金屬處理室內(nèi)具備有燈絲與反射板，并于其外側(cè)具備有磁石。在此離子源22的真空中的金屬處理室內(nèi)，供給包含有在離子注入中所使用的原子的氣體，并在燈絲處使電流流動而放出熱電子，而使其在被設(shè)置在金屬處理室的兩側(cè)處的反射板間作往返。在此狀態(tài)下，通過在金屬處理室處施加既定的電弧電壓，來產(chǎn)生電弧放電，并以此使被供給至金屬處理室內(nèi)的氣體電離，而產(chǎn)生電漿。通過使用拉出電極來將該產(chǎn)生的電漿從被設(shè)置在金屬處理室的側(cè)壁上的取出孔拉出，從金屬處理室輻射出離子束24。
本實施形態(tài)的離子源22，是使用小型的離子源而產(chǎn)生輻散的離子束。在本發(fā)明中，除了小型的離子源以外，亦可采用從大型的離子源而產(chǎn)生具備有大體上一定的束寬幅的大體上平行的帶狀的離子束的構(gòu)成。又，亦可通過若干個離子源而產(chǎn)生離子束。
所產(chǎn)生的離子束24，由于是從離子束的端近旁的電流密度低的區(qū)域起直到成為離子束的主區(qū)域的電流密度高的區(qū)域為止，而隨著位置的改變作電流密度的連續(xù)的變化，因此，本質(zhì)上，其邊界是并不明確。不過，在本發(fā)明中，是將離子束的端近旁的電流密度超過了既定的值的部分作為離子束的端，而制訂離子束24的線。
從離子源22所產(chǎn)生的離子束，是如圖2中所示一般，在離子束的端25a，25b處輻、散，另一方面，如圖I所示一般，在離子束的端25c，25d處，雖然亦會輻散，但是，在離子束的端25c，25d處的輻散的程度低。此種離子束的輻散的程度的差異，是能夠經(jīng)由離子源22的取出孔的形狀以及拉出電極的構(gòu)成來確定。
如此這般所產(chǎn)生的離子束的剖面形狀，是成為所謂的帶狀，亦即是，身為在離子束的端25c，25d間的長度的束厚度，相比于作為離子束的端25a，25b間的長度的束寬幅，較薄的形狀。此離子束的束寬幅，被整形為比處理基板的寬幅更寬的束寬幅。
另外，離子束，由于是持有正電荷粒子的流動，因此，如圖I所示一般，到達處理部60處的帶狀的離子束的端25c，25d，是通過離子束的電荷所致的斥力的作用，而顯示有輻散。但是，在本發(fā)明中，不論是此種輻散的離子束，或是收束的離子束，在本發(fā)明中均可作適用。
在離子源22處所產(chǎn)生的離子束24，是成為帶狀并前進至束輸送部30。
束輸送部30,是具備有質(zhì)量分離磁鐵32、透鏡要素40以及分離槽隙50。束輸送部30，是構(gòu)成為將離子束24的束厚度方向(在圖I中的端25c 25d間的厚度方向)的厚度變薄并使離子束收束，而后將離子束24照射至處理部60的處理基板62上。
質(zhì)量分離磁鐵32，是在軛34而被形成的角型的筒構(gòu)造的內(nèi)側(cè)，如圖2所示一般地將一對磁極36相對向地設(shè)置，并在磁極36的周圍卷繞線圈38，所構(gòu)成的電磁石。通過讓一對磁極36所作出的磁場成為相同方向的方式，使線圈38串聯(lián)連接，并連接于未圖示的電源，從而實現(xiàn)電流供給。
離子束24，是如同由圖I所示的離子束的端25c，25d的軌道而能夠得知一般，而成為僅些許擴散的離子束24，并入射至質(zhì)量分離磁鐵32處。此離子束24，是通過一對的磁極36之間，并以在帶狀的離子束的厚度方向上具有曲率的方式，而使離子束24的前進方向彎曲，并以在后述的分離槽隙的位置處收束的方式整形。
一對的磁極36間的朝向內(nèi)側(cè)的面，是通過使其部分性傾斜或是改變其的傾斜位置來作調(diào)整，而以曲率相異的圓柱面的連續(xù)面或是環(huán)面(torus surface)等的復(fù)雜的連續(xù)曲面所構(gòu)成。又，是構(gòu)成為使磁極36的一部份動作，而對于離子束24的兩側(cè)的磁極端面37所成的角度作調(diào)整。另外，在質(zhì)量分離磁鐵32處，是亦可設(shè)置從軛34起而在離子束24的側(cè)部越過線圈34并延伸的場夾鉗(fieldclamp)。又,亦可采用對線圈38的形狀作調(diào)整并使其成為所期望的離子束形狀的構(gòu)成。
通過了質(zhì)量分離磁鐵32的離子束24，是在離子源22的電漿密度以及未圖示的拉出電極還有質(zhì)量分離磁鐵32的磁場的影響下，而以使電流密度的偏差成為一定以下，b例如成為5%以下的方式，來對電漿密度以及拉出電極的電壓還有質(zhì)量分離磁鐵32的磁場作調(diào)整。此離子束24，是經(jīng)由后述的透鏡要素40而將電流密度的偏差降低至了 1%左右。
于此，所謂離子束的電流密度，是指沿著離子束24的厚度方向、亦即是沿著離子束的端25c，25d之間的方向而對電流密度作出積分的積分值(亦即是合計后的合計值)。所謂電流密度的偏差，是指身為電流密度的束寬幅方向(于圖2中的端25a 25b之間的長度方向)上的分布的電流密度分布，其相對于作為目標的分布(例如均一的分布)的偏移寬幅的標準偏差的程度，更具體而言，所謂偏差為1%以下，是指偏移寬幅的標準偏差的對于平均電流密度的值的比為1%以下。
另外，在本發(fā)明中，電流密度分布，除了均一的分布以外，亦可為不均一的所期望 的分布。例如，亦有著為了配合于在處理基板62上通過CVD法等所形成的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(yīng)于場所來作改變，而以使電流密度分布成為作為目標的不均一地分布的方式來作調(diào)整的情況。
透鏡要素40，是將帶狀的離子束24的一部分在此帶狀離子束24的面內(nèi)而朝向束寬幅的方向來彎曲，以對離子束24的束寬幅方向上的電流密度分布作調(diào)整的束調(diào)整部。透鏡要素40，是被配置在離子束24的厚度相比于通過質(zhì)量分離磁鐵32的離子束24的厚度較薄的離子束的收束位置52近旁的區(qū)域處，并在此區(qū)域處來對離子束24的電流密度分布作調(diào)整。另外，在本實施形態(tài)中，透鏡要素40，雖是被配置在離子束的收束位置52近旁的區(qū)域處，但是，在本發(fā)明中，是并非一定需要將其配置在收束位置52近旁的區(qū)域處的。
透鏡要素40，是通過在夾著離子束24的兩側(cè)的軛42處，將電磁石44成對地，且使該對電磁石在離子束24的束寬幅方向上成為一列地配置，而設(shè)置有若干個的單位透鏡要素。單位透鏡要素的各電磁石44，是將離子束24的束厚度方向的中心面作為中心，設(shè)置在兩側(cè)的相對稱的位置處。亦即是，電磁石44所作出的磁場，是相對于離子束24的中心面而呈對稱的分布。電磁石44，是通過以電磁軟鐵所制作的磁極46、和被卷繞在磁極46的周圍的線圈48所構(gòu)成，以使成對的電磁石44的其中一方的電磁石所作出的磁場朝向另外一方的電磁石44的方式，線圈48的線是對于一對的電磁石44而被作串聯(lián)連接。如此這般，相對向的成對的電磁石44，是在軛42的上方，以橫斷束寬幅全體的方式而被設(shè)置有若干組，并構(gòu)成有若干組的單位透鏡要素。單位透鏡要素的個數(shù)，是為10 20左右。
另外，于圖I以及2中所示的透鏡要素40，是為其中一例，在本發(fā)明中，是并不被限定于此。離子束24，是通過離子源22以及離子源22的未圖示的拉出電極、并更進而通過質(zhì)量分離磁鐵32，而被某種程度地以成為接近于既定的電流密度分布的方式而作出調(diào)整，因此，透鏡要素40所致的調(diào)整亦僅需為緩和的調(diào)整即可。因此，透鏡要素40所致的磁場的產(chǎn)生，亦僅需平穩(wěn)即可。
又，透鏡要素40，除了使用磁場而進行離子束24的調(diào)整以外，亦可如同后述一般地使用電場來進行離子束24的調(diào)整。但是，從下述的點來看，透鏡要素40優(yōu)選使用磁場。亦即是，在離子束24的周圍而圍繞成云狀的低速且不一致地運動的電子，是經(jīng)由離子束24中的正電荷彼此的斥力，而對于離子束2 4本身的欲輻散的特性作出抑制，但是，為了不對此電子造成大的影響，透鏡要素40優(yōu)選使用磁場。在透鏡要素40的成對的電磁石44之間，是被設(shè)置有分離槽隙50。分離槽隙50，在圖2中雖并未展示，但是，是通過以橫斷離子束24的端25a，25b的方式而設(shè)置有細長的孔(槽隙)的非磁性體構(gòu)件所構(gòu)成。在質(zhì)量分離磁鐵32處彎曲的離子束24，是在質(zhì)量分離磁鐵32的下流側(cè)處而在束厚度方向上于收束位置52處作收束，但是，在此收束位置52處，是被設(shè)置有分離槽隙50，而成為僅使具備有既定的質(zhì)量與電荷的離子粒子通過。亦即是，分離槽隙50，是被設(shè)置在離子束24于束厚度方向上作收束的收束位置52處，透鏡要素40，是被設(shè)置在與分離槽隙50重疊的位置處。
離子束24中，不具備有既定的質(zhì)量以及電荷的離子粒子，由于在收束位置處并不會收束，因此，與分離槽隙50的壁面相沖撞，而其朝向下流側(cè)的移動是被阻止的。因此，分離槽隙50，有必要使用對于與離子粒子間的沖撞所致的磨耗具有耐性的素材，例如，適合使用石墨。離子粒子的沖撞，相對于垂直，如果具有傾斜角度地與壁面相沖撞則磨耗變的激烈，因此，分離槽隙50，優(yōu)選以具備有使離子粒子相對于壁面大體上垂直地沖撞那樣的形狀。
在分離槽隙50處，當離子粒子沖撞時，分離槽隙50的材料的一部份是受到離子粒子的沖撞能量，而作為粒子來物理性地飛散，或是通過熱所致的氣化，而成為氣體并飛散。此時，由于束輸送部30是成為低壓氛圍，因此，上述飛散是有直線性地擴散之虞。故而，有 必要以使飛散的粒子或氣體等的材料成分不會到達下流側(cè)的處理基板處的方式，來將分離槽隙50的形狀制訂為不會從處理基板見到離子粒子的產(chǎn)生沖撞的部分。例如，如圖I中所示一般，在分離槽隙50的上流側(cè)的離子粒子產(chǎn)生沖撞的部分處，設(shè)置具有大面積的沖撞面的鍔54，并通過此鍔54來對于飛散的材料成分到達處理基板處一事作阻止。
分離槽隙50，是有必要設(shè)為不會對透鏡要素40所作出的磁場造成影響的非磁性體。進而，亦可不將分離槽隙50以重疊于透鏡要素40的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。
如同后述一般，當代替透鏡要素40而使用以電場來對離子束24作調(diào)整的透鏡要素90的情況時，由于選擇不會對電場造成影響的材料較困難，以及在分離槽隙50的表面上會堆積導(dǎo)電性的膜并對電場造成影響，因此，考慮上述事項，透鏡要素90，優(yōu)選與分離槽隙50相鄰接的方式來配置。于此情況，分離槽隙50，由于有必要配置在離子束24的收束位置52處，因此，是以使透鏡要素90鄰接于分離槽隙50的方式來作配置。
進而，分離槽隙50的離子束24的厚度方向上的槽隙的開口寬幅，是可為被作出固定的，但是，優(yōu)選可進行可變調(diào)整的?；趹?yīng)注入至處理基板處的離子的量，或是基于高純度的離子的注入的必要性的有無，而能夠?qū)τ诓巯兜拈_口寬幅作調(diào)整，從而能夠?qū)τ陔x子粒子的分離性作適當?shù)恼{(diào)整。又，是會有將在收束位置52處的離子束24的厚度薄化為10數(shù)_左右的情況，而另一方面，離子束24的軌道，是會被離子的種類、離子束的能量以及離子粒子的電荷所影響，而并非恒定。故而，槽隙的開口寬幅，優(yōu)選能夠基于情況而作調(diào)整的。
在分離槽隙50處而被與不必要的離子粒子作分離并僅由既定的離子粒子所構(gòu)成，且在透鏡要素40處被作出電流密度分布的調(diào)整的離子束24，是一面將束厚度擴張，一面朝向處理部60而前進。
處理部60，是具備有一面將處理基板62從圖I的下側(cè)而朝向上側(cè)來搬送一面進行離子注入的未圖示的移動機構(gòu)，和對于離子束24的電流密度分布作計測的法拉第杯64。
處理基板62，是被例示為半導(dǎo)體晶圓或是玻璃基板。離子束24的束寬幅，是通過質(zhì)量分離磁鐵32所致的調(diào)整，而如圖2所示一般，相比于處理基板62的橫寬幅更寬。[0105]又，被照射于處理基板62處的離子束24，是如圖2中所示一般，以隨著朝向下流側(cè)的處理基板62前進而位置降低的方式，而朝向圖中的下側(cè)傾斜。此是因為，處理基板62是經(jīng)由未圖示的基臺而從處理基板62的背面處來利用重力而作保持，且為了使離子束24對于處理基板62垂直入射之故。將處理基板62從背面來作保持的原因，是因為無法在被暴露于離子束中的處理基板62的前面設(shè)置夾鉗治具等保持機構(gòu)之故。
當處理基板62為玻璃基板的情況時，則多是為I邊為Im的四方的正方形形狀且厚度為O. 5mm的板,而容易彎曲。進而，由于在玻璃板的前面處施加有用以形成細微的電路元件等的加工，因此，為了避免細微的塵埃或是粒子的附著，亦無法經(jīng)由夾鉗等從處理面的側(cè)部來作接觸。故而，如圖2中所示一般，優(yōu)選使處理基板42傾斜并利用重力來從背面而作保持。
在處理基板62的配置位置的下流側(cè)，設(shè)置有法拉第杯64。法拉第杯64，是在束寬幅的方向上，于比離子束24的束寬幅更寬的范圍中設(shè)置有若干個。各法拉第杯64的接收離子束24的面的束厚度方向上的長度，比離子束24的束厚度更長，且能夠被一次地對沿著 離子束24的束厚度方向上的電流密度分布的合計值作計測。在束寬幅方向上，法拉第杯64相鄰接地排列有若干個，故而，在束寬幅方向上，電流密度的合計值，是在法拉第杯64的各位置的每一處離散性地作計測。
法拉第杯64，是具備有接收離子粒子的杯部分，和未圖示的2次電子捕捉機構(gòu)。2次電子捕捉機構(gòu)，是為用以對于由于離子粒子在法拉第杯64的內(nèi)面處沖撞所產(chǎn)生的2次電子漏泄出至法拉第杯64之外一事作防止的捕捉機構(gòu)。此是因為，若是2次電子漏泄至法拉第杯64之外，則會使電流密度的計測產(chǎn)生誤差之故。2次電子捕捉機構(gòu)，是可為使用有磁場的捕捉功能，此外，亦可利用使用有電場的捕捉功能。
法拉第杯64的個數(shù)，是只要基于需要來增加即可，當欲將計測精確度提升的情況時，只要增加個數(shù)即可，其與透鏡要素40的單位透鏡要素的設(shè)置個數(shù)間，并無相關(guān)。為了以良好精確度來對于電流密度的百分數(shù)的偏差作計算，法拉第杯64的設(shè)置個數(shù)是以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布來對于離子束24以良好精確度進行調(diào)整。
法拉第杯64，是除了于圖1、2中所示一般的作若干個排列的形態(tài)以外，亦可將單一的法拉第杯在離子束24的束寬幅方向.以從一端起來橫斷至另一端的方式而作移動，并將位置與電流密度成對地作計測。在此方法中，僅需使用I個的法拉第杯，即可進行良好精確度的計測。
本實施形態(tài)的處理部60，其是使處理基板62在上下方向上作移動并進行離子注入，但是，在本發(fā)明中，除此之外，亦可采用使處理基板做圓弧狀運動，或是將其載置在圓盤上并使其作旋轉(zhuǎn)運動，并照射離子束的方式。當圓弧狀的運動或是旋轉(zhuǎn)運動的情況時，由于旋轉(zhuǎn)半徑是隨場所而相異，因此，處理基板的各位置是相對于離子束而移動。故而，為了進行均一的離子注入，是有必要對于處理基板的各位置的移動作考慮，并對離子束的電流密度分布作調(diào)整。
另外，于圖I、圖2中所示的各個法拉第杯64，是與控制部80中的計測器82作連接，通過各法拉第杯64計測出的電流密度的合計值，被送至計測模組82處。
控制部80，是具備有電腦，其具備有通過實行程序來實施本發(fā)明方法的計測模組82與控制模組84 ;和電源控制部860從控制部80所輸出的控制訊號，其是經(jīng)由電源驅(qū)動部，而成為被供給至單位透鏡要素的各單位透鏡要素的電磁石44處的電流。
形成計測模組82與控制模組84的電腦，是具備有記憶體85、和實質(zhì)進行計測模組82以及控制模組84的演算的CPU86、和1/087。
計測模組82，是為使用從各法拉第杯64所送來的數(shù)據(jù)來計算出電流密度分布的部分。例如，如圖3A中所示一般，得到有不均一的電流 密度分布。此不均一的電流密度分布，是如圖3A中所示一般，對應(yīng)于束寬幅方向的透鏡要素40所作出的磁場的范圍，而被區(qū)分為區(qū)域A1 A11,于此，區(qū)域A4 A6相對作為目標的均一的分布大幅度的偏差。
控制模組84，是為根據(jù)所得到的電流密度分布而對于透鏡要素40的各單位透鏡要素的電磁石44所作出的磁場的強度作設(shè)定的部分。對于在計測模組82中所得到的電流密度分布從目標的偏差幅度，而從區(qū)域A1 A11中將成為調(diào)整的中心的區(qū)域取出，并將對應(yīng)于此區(qū)域的單位透鏡要素(對應(yīng)單位透鏡要素)的電磁石44作為中心，而求取出磁場的調(diào)整強度，從而來設(shè)定磁場的強度。具體的操作程序見后述。被設(shè)定了的強度的訊息，是作為控制訊號而被送至電源驅(qū)動部88處。
電源驅(qū)動部88，是根據(jù)被送來的控制訊號而求取出供給至透鏡要素40的各電磁石44處的電流值并將電流作供給的部分。
針對在此種離子注入裝置10中的離子注入方法作說明。
首先，通過離于源22所產(chǎn)生的離子束24，是在質(zhì)量分離磁鐵32處整形成束寬幅被作出擴張的帶狀的離子束24，而后，在分離槽隙50處，僅有由具備既定的質(zhì)量以及電荷的離子粒子組成的離子束24能通過，并被供給至處理部60處。此時，透鏡要素40，是通過預(yù)先設(shè)定或是初期設(shè)定的磁場的強度來對離子束24作調(diào)整。在處理部60處，是在處理基板62處進行離子注入，但是，在離子注入前，在法拉第杯64處對離子束24的電流密度作計測(步驟S10)。
被作出計測的電流密度的數(shù)據(jù)，被送至計測模組82處，并求取出電流密度分布。此電流密度分布，是記憶在記憶體85中，而后，從控制模組84叫出，并求取出其與預(yù)先記憶在記憶體85中的作為目標分布間的誤差，從而計算出偏差幅度的分布。在此偏差幅度的分布中，具備有偏差幅度的最大梯度的位置(欲進行調(diào)整的位置)，是從圖3A中所示的對應(yīng)于透鏡要素40的各單位透鏡要素的區(qū)域A1 An中，來作為基準位置抽出(步驟S20)。在圖3A中所示的分布的情況時，區(qū)域A4是被設(shè)為基準位置。
接著，求取出對應(yīng)于既定基準位置的區(qū)域A4的對應(yīng)單位透鏡要素所應(yīng)作出的磁場的調(diào)整強度Ia (步驟S30)。具體而言，基于在電流密度分布的區(qū)域A4中的上述最大梯度，而求取出能作出與此梯度相抵銷那樣的電流密度的磁場的調(diào)整強度Ia。與電磁石44所產(chǎn)生的磁場相正交而移動的離子束24的正離子粒子，由于是在與磁場中的磁場方向的向量以及離子粒子的移動方向的向量相正交的方向上(亦即是在離子束24的寬幅方向上)受力并彎曲，因此，電磁石44所產(chǎn)生的磁場，是作出在區(qū)域A4的其中一側(cè)處使電流密度增大并在另外一側(cè)處使電流密度減少的梯度的分布。亦即是，對應(yīng)于區(qū)域A4的對應(yīng)單位透鏡要素的電磁石44所應(yīng)作出的磁場的調(diào)整強度Ia，是以使其與圖3A中的電流密度的最大梯度相抵銷的方式來求取，并產(chǎn)生如圖3B中所示那樣的電流密度分布的變化。
在本實施形態(tài)中，磁場的調(diào)整強度Ia，是以與電流密度的最大梯度相抵銷的方式來求取，但是，在本發(fā)明中，亦可使用充分小的既定值、例如使用基于作為離子束的目標的能量所制訂的值。
接著，針對與對應(yīng)于作為基準位置的區(qū)域A4的對應(yīng)單位透鏡要素相鄰接的單位透鏡要素的電磁石44，而求取出其所應(yīng)產(chǎn)生的磁場的調(diào)整強度Ib (步驟S40)。將相鄰接的單位透鏡要素的電磁石44亦作為控制對象的原因，是因為，雖然如上述一般作出了在其中一側(cè)使電流密度增大并在另外一側(cè)使電流密度減少的分布，但是，受到此分布的影響，在基準位置周圍的區(qū)域的電流密度亦會產(chǎn)生變化之故。故而，鄰接于基準位置的單位透鏡要素的電磁石44所應(yīng)產(chǎn)生的磁場的調(diào)整強度Ib，是作為在上述磁場的調(diào)整強度Ia上乘以一定的比例后的值而求取出來。此調(diào)整強度Ib的磁場，是顯示有如圖3C中所示一般的電流密度的變化，其結(jié)果，是能夠抑制在區(qū)域A4處的調(diào)整強度Ia的磁場的對于區(qū)域A3、A5的范圍所造成的電流密度的影響。
進而，將在區(qū)域A3、A5處的調(diào)整強度Ib的磁場乘以上述一定的比例后的值，作為對應(yīng)于區(qū)域4、慫的單位透鏡要素的電磁石44的調(diào)整強度而求取出來。通過此磁場，能夠抑制在區(qū)域A3、A5處的磁場的對于區(qū)域A2、A6所造成的電流密度的影響。
如此這般，將對應(yīng)于區(qū)域A4的位置作為基準位置，并將在從基準位置而相離的相鄰接的區(qū)域處的磁場的調(diào)整強度，作為乘以一定比例后的值而求取出來。另外，上述一定的比例，是為I以下，優(yōu)選為O. 3 O. 6的范圍內(nèi)的一定值。如此這般所求取出的各調(diào)整強度，加算至現(xiàn)在所設(shè)定的透鏡要素40的磁場的強度上，此加算結(jié)果，是作為適用在欲進行調(diào)整的離子束24中的磁場的強度而設(shè)定。
被設(shè)定了的各單位透鏡要素處的磁場的強度，是作為控制訊號而被送至電源驅(qū)動部88處。
在電源驅(qū)動部88處，是基于控制訊號，而設(shè)定在各電磁石44中所應(yīng)流動的電流值，并在各電磁石44中使電流流動。從而，在各電磁石44處產(chǎn)生所設(shè)定的強度的磁場，從而調(diào)整離子束24的電流密度分布(步驟S50)。
進而，電流密度被作出調(diào)整的離子束24的電流密度，是通過法拉第杯64計測(步驟 S60)。
其結(jié)果，在控制模組84中，當計測出了的電流密度分布與作為目標的分布間的誤差，是為在容許范圍內(nèi)，而判斷計測出的電流密度分布是與作為目標的分布大體上一致的情況時(在步驟S70中為YES的情況時)，離子束24的電流密度分布的調(diào)整結(jié)束。另一方面，當判斷計測出的電流密度分布與作為目標的分布不一致的情況(步驟S70中為NO的情況)時，離子束24的電流密度分布的調(diào)整再度進行。亦即是，回到步驟S20處。如此這般，在步驟S70中，是反復(fù)進行步驟S20 步驟S60，直到判斷計測出的電流密度分布是與作為目標的分布成為一致為止。此時，優(yōu)選在進行一連串的調(diào)整前，先通過計測來確認磁場是對于電流密度分布而具備有何種程度的調(diào)整力。
如此這般，在本發(fā)明中，對于離子束24的電流密度的不均一性的調(diào)整，由于是并非對單位透鏡要素的電磁石44分別各別地作調(diào)整，而是將相鄰接的單位透鏡要素的電磁石的磁場的調(diào)整強度乘以一定的比例的值，作為磁場的調(diào)整強度而求取出來，并將此調(diào)整強度加算至現(xiàn)在所設(shè)定的透鏡要素40的強度上，而設(shè)定磁場的強度，并將若干個單位透鏡要素視為一體地來作調(diào)整，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)效率較佳的調(diào)整。并且，由于是將各磁場的調(diào)整強度，以對于作為中心的磁場的調(diào)整強度而乘算上一定的比例來求取出來，因此，穩(wěn)健性亦較佳。
另外，在本發(fā)明中，代替圖4中所示的流程，亦可依據(jù)圖5中所示的流程來進行離子束的電流密度分布的調(diào)整。
亦即是，是將透鏡要素40的初期強度的設(shè)定全部設(shè)為O (步驟S110)。接著，對離子束的電流密度的分布作計測(步驟S120)。而后，判斷計測出的電流密度分布是否與目標的分布為大體上一致(步驟S120)。當計測出的電流密度分布是與目標的分布大體上一致的情況時，則離子注入裝置10的啟動的處理結(jié)束，并前進至離子注入的處理。另一方面，當計測出的電流密度分布并非與目標的分布為大體上一致的情況時，則前進至步驟S140 步驟S160。步驟S140 步驟S160，是與圖4中所示的步驟S20 S40為相同的內(nèi)容。而后，調(diào)整強度是被加算至在透鏡要素40中所設(shè)定的強度上，此加算值，是在透鏡要素40處作為強度而被再設(shè)定。由于初期強度是被設(shè)定為0，因此，在第I次的再設(shè)定中，調(diào)整強度本身是被作為強度而再設(shè)定。如此這般，步驟S120 S170是被反復(fù)進行，直到在步驟S130中的結(jié)果為肯定為止。
本實施形態(tài)的透鏡要素40，是使用磁場而對離子束24的電流密度分布作調(diào)整，其亦可是使用電場來對電流密度分布作調(diào)整。
圖6A，是為代替透鏡要素40而使用的透鏡要素90的模式性的正面剖面圖；
圖6B，是為對透鏡要素90的內(nèi)部作說明的圖，且是為將與圖6A相差90度的剖面作模式性展示的剖面圖。
透鏡要素90，其是設(shè)置在離子束24的收束位置52的下流側(cè)。
在本實施形態(tài)中，透鏡要素90，是以在相較于通過位置在上流側(cè)的質(zhì)量分離磁鐵32離子束24的束厚度而離子束成為較薄的收束位置52的近旁的區(qū)域處而使離子束的電流密度分布被作調(diào)整的方式而被設(shè)置。但是，在本發(fā)明中，透鏡要素90的位置亦并未被特別作限定。
在圖6A以及圖6B所示的實施形態(tài)中，是以鄰接于分離槽隙50的位置的方式，設(shè)
置有透鏡要素90。
透鏡要素90，是經(jīng)由絕緣導(dǎo)入端子93，連接真空殼體110的外側(cè)的端子92與內(nèi)側(cè)的支持器94，而在支持器94的前端側(cè)處設(shè)置有電極91。端子92，是與圖I所示的控制部80的電源驅(qū)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的組，是從離子束24的端25a起到端25b為止沿束寬幅方向上并排設(shè)置有若干個。以與此組相對應(yīng)的方式，設(shè)有具同一構(gòu)造的電極91、端子92、絕緣端子93、支持器94的組，該組是在挾持著離子束24的相反側(cè)的對稱的位置處，沿束寬幅方向上并排設(shè)置有若干個，并形成有若干組的單位透鏡要素。
單位透鏡要素的個數(shù)，是與在上述的透鏡要素40中的單位透鏡要素的個數(shù)同樣的，為10 20左右。
在透鏡要素90的電極91處，施加有DC電壓的同極的同電壓，并在電極91之間作出有相對于離子束24的束厚度方向的中心面而為線對稱的電場。例如，通過在電極91處施加正的電壓，離子束24，是如同避開電場一般地朝向電場的兩側(cè)而彎曲，利用此事，來對、離子束的電流密度作調(diào)整。
如圖6A以及圖6B中所示一般，在透鏡要素90的上流側(cè)以及下流側(cè)處，是從真空殼體110起而豎立設(shè)置有遮蔽電極95a、95b。遮蔽電極95a、95b，是以電極91為中心而設(shè)置在對稱的位置處，并以使透鏡要素90所作出的電場不會在透鏡要素90的區(qū)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。
亦可將分離槽隙50的下流側(cè)的端面56的形狀加工為與遮蔽電極95a相同的形狀并使其延伸至真空殼體110的內(nèi)面，從而使其具有與遮蔽電極95a相同的功能。此時，優(yōu)選在以電極91為中心而與分離槽隙50的端面56的位置相對稱的位置處，設(shè)置遮蔽電極95b。
在此種透鏡要素90中，通過與使用磁場來對電流密度分布作調(diào)整的透鏡要素40相同的方法，而進行對于離子束24的電流密度分布的調(diào)整。具體的處理方 法，是通過圖4中所示的流程來進行。
在使用電場進行調(diào)整的透鏡要素90中，是求取出電流密度分布從作為目標的分布所偏差的幅度，并將具有此偏差幅度的最大偏差位置的區(qū)域設(shè)為基準位置。通過此基準位置的偏差幅度，而求取出能夠作出將此偏差幅度抵銷的電流密度的電場的調(diào)整強度Ia。另一方面，在上述的透鏡要素40的情況時，基準位置，是使用具備有偏差幅度的最大梯度位置的區(qū)域的位置，并通過基準位置的最大梯度，而求取出能夠作出將此最大梯度抵銷的電流密度的磁場的調(diào)整強度Ia。
通過使用電場，離子束24是如同避開電場一般地朝向兩側(cè)彎曲。因此，經(jīng)由電場所作出的離子束24的電流密度，是以在產(chǎn)生有電場的位置處電流密度降低的方式而大幅地變化，而在其兩側(cè)處，電流密度是以對稱性地增大的方式變化。
在圖3A中所示的電流密度分布的情況時，由于是在區(qū)域A5處成為與分布間的偏差幅度為最大，因此，是以使此區(qū)域A5的最大偏差幅度消失的方式來求取出電場的調(diào)整強度Ia。從而，產(chǎn)生出如同圖7A中所示的電流密度分布的變化。
進而，將調(diào)整強度Ia乘以一定的比例的值，作為在區(qū)域A4、A6處所應(yīng)作出的電場的調(diào)整強度Ib，并將此調(diào)整強度Ib加算至現(xiàn)在于透鏡要素處所設(shè)定的強度上，而設(shè)定透鏡要素的強度。
此電場，由于是產(chǎn)生如同圖7B中所示的電流密度變化，因此，能夠抑制在區(qū)域A5處的電場的對于區(qū)域A4、A6所造成的電流密度的影響。
如此這般，將對應(yīng)于區(qū)域A5的對應(yīng)單位透鏡要素的電場作為基準位置，并作為在從基準位置而相離的相鄰接的區(qū)域處的電場的調(diào)整強度，而求取出基準位置處的電場的調(diào)整強度乘以一定的比例后的值。另外，上述一定的比例，是為I以下，優(yōu)選為O. 3 O. 6的范圍內(nèi)的一定值。
被設(shè)定了的各單位透鏡要素的電極91處的電場的強度，是作為控制訊號而被送至電源驅(qū)動部88處。
在電源驅(qū)動部88處，是按照控制訊號，而設(shè)定應(yīng)施加在各電極91處的電壓值，并在各電極91處施加電壓。從而，在各電極91處產(chǎn)生已設(shè)定強度的電場，并對離子束24的電流密度分布作調(diào)整。
進而，計測出通過法拉第杯64對電流密度作出調(diào)整的離子束24的電流密度。
其結(jié)果，在控制模組84中，計測出的電流密度分布與作為目標的分布間的誤差是在容許范圍內(nèi)，且判斷計測出的電流密度分布是與作為目標的分布大體上一致的情況時，離子束24的電流密度分布的調(diào)整結(jié)束。另一方面，當判斷計測出的電流密度分布與作為目標的分布不一致的情況時，則再度進行離子束24的電流密度分布的調(diào)整。如此這般，反復(fù)進行電流密度分布的調(diào)整，直到判斷計測出的電流密度分布是與作為目標的分布一致為止。此時，優(yōu)選在進行一系列的調(diào)整前，先通過計測來確認電場對于電流密度分布來說具有何種程度的調(diào)整力。
在上述離子注入方法中的磁場或是電場的強度的設(shè)定，是通過控制部80的電腦而進行，并通過實行以下的程序而被實現(xiàn)。
亦即是，該程序，是具備有以下處理程序從通過各單位透鏡要素的磁場或電場而作出調(diào)整的離子束24的計測出的電流密度的數(shù)據(jù)，來在電腦的CPU86中算出電流密度分布，并記憶在記憶體85中的處理程序；和從若干個單位透鏡要素中，將對應(yīng)于在所算出的電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素的對應(yīng)位置設(shè)定在CPU86中，并將此對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，在CPU86中從計測出的電流密度分 布來算出，同時，對于鄰接于對應(yīng)單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，將所算出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而在CPU86中算出，并將把該些所算出的調(diào)整強度加上至現(xiàn)在于各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強度上的所得數(shù)據(jù)，作為磁場或電場的強度，從而在CPU86中進行再設(shè)定的處理程序和在CPU86中，作成將被作出再設(shè)定的強度適用于若干個透鏡要素的電場或磁場中而用以對離子束24的電流密度分布作調(diào)整的控制訊號的處理程序。
又，該程序，亦可具備有下述的處理程序。
亦即是，具備有從離子束的被作出計測的電流密度的數(shù)據(jù)，來在CPU86中算出電流密度分布，并記憶在記憶體85中的處理程序；和從若干個單位透鏡要素中，將對應(yīng)于在所算出的電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素設(shè)定在CPU86中，并將此對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，在CPU86中從計測出的電流密度分布來算出，同時，對于鄰接于對應(yīng)單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將在所算出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而在CPU86中算出，并將把此些所算出的調(diào)整強度加上至現(xiàn)在于各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強度上所得的，作為磁場或電場的強度，來在CPU86中進行再設(shè)定的處理程序；和在CPU86中來通過模擬而計算出使用被作出再設(shè)定的強度而被作出調(diào)整后的離子束的電流密度分布的處理程序；和反復(fù)進行磁場或電場的強度的再設(shè)定、以及模擬，直到通過模擬所得到的電流密度分布成為與作為目標。的分布略一致為止的處理程序；和在CPU86中，產(chǎn)生將通過模擬所得到的電流密度分布成為與作為目標的分布略一致時的強度，適用在若干個單位透鏡要素的電場或磁場中，而對離子束的電流密度分布作調(diào)整的控制訊號的處理程序。
上述這樣的程序，是以被編碼化并記憶在電腦可讀取的記錄媒體中為較佳。
如此這般，在本發(fā)明中，是按照離子束24的電流密度分布的計測結(jié)果，而對透鏡要素40或透鏡要素90所作出的磁場或電場的強度作設(shè)定，并在此時制訂出欲作調(diào)整的基準位置，而對于鄰接于此基準位置的單位透鏡要素的磁場或是電場的調(diào)整強度，將基準位置處的磁場或電場的調(diào)整強度乘以一定的比例后的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來，并對強度作設(shè)定，因此，能夠?qū)㈦x子束的電流密度分布有效率地調(diào)整為作為目標的分布。
以上，是針對本發(fā)明的離子注入裝置，離子注入方法 以及程序，或是將此程序作編碼化并作出記錄的電腦可讀取的記錄媒體，而作出詳細說明，但是，本發(fā)明，并不被限定于上述實施形態(tài)，毫無疑問的，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，亦可進行各種的改良或變更。
權(quán)利要求
1.一種離子注入裝置，其是對處理對象基板照射帶狀離子束，并進行離子注入的離子注入裝置，該帶狀離子束具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅，其特征在于，它具有 束整形部，其是具備有產(chǎn)生離子束的離子源，并將所產(chǎn)生的離子束整形為帶狀離子束；和 處理部，其是將前述帶狀離子束照射至處理對象基板；和 束調(diào)整部，其是為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，該帶狀離子束的電流密度分布是用前述束寬幅的方向的分布表示前述帶狀離子束的前述離子束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向排列若干個的單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素生成的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定；和 束控制部，其具備計測部和設(shè)定部，該計測部是對通過前述束調(diào)整部而作出調(diào)整的前述帶狀離子束的電流密度分布作計測，該設(shè)定部是按照該計測結(jié)果，而求取出通過前述束調(diào)整部作出調(diào)整的前述單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的調(diào)整強度，并將所求取出的前述調(diào)整強度，加在現(xiàn)在前述束調(diào)整部處所設(shè)定的磁場或是電場的強度上，從而對磁場或是電場的強度作再設(shè)定， 前述設(shè)定部是將前述若干個單位透鏡要素中，對應(yīng)于在前述計測出的電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，通過前述計測部從計測出的電流密度分布中求取出來，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將對前述所求取出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來，并使用前述求取出來的調(diào)整強度，來進行磁場或電場的強度的再設(shè)定。
2.權(quán)利要求
I所記載的離子注入裝置，其中， 前述束調(diào)整部，是對前述單位透鏡要素所作出的電場作調(diào)整，而前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置，是指相對于計測出的電流密度分布中既定的分布的誤差為最大的位置，前述一定的比例是為I以下， 對于與對應(yīng)于前述誤差為最大的位置的前述對應(yīng)單位透鏡要素相鄰接的單位透鏡要素，將在所設(shè)定的前述對應(yīng)單位透鏡要素的電場的調(diào)整強度上乘以前述一定的比例的值，作為電場的調(diào)整強度而求取出來。
3.權(quán)利要求
I記載的離子注入裝置，其中， 前述束調(diào)整部，是對前述單位透鏡要素所作出的磁場作調(diào)整，而前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置，是指相對于計測出的電流密度分布中的既定的分布的誤差的分布中，誤差的梯度為最大的位置，前述一定的比例是為I以下， 對于與對應(yīng)于前述梯度為最大的位置的前述對應(yīng)單位透鏡要素相鄰接的單位透鏡要素，將所設(shè)定的前述對應(yīng)單位透鏡要素的磁場的調(diào)整強度乘以前述一定的比例的值，作為磁場的調(diào)整強度而求取出來。
4.如權(quán)利要求
I 3中的任意一項記載的離子注入裝置，其中，前述一定的比例是為0.3 0. 6。
5.一種離子注入方法，其是使用離子注入裝置對處理對象基板照射，并進行離子注入的離子注入方法，該離子注入裝置具有比該處理對象基板的橫寬幅更寬的束寬幅的帶狀離子束，其特征在于 前述離子注入裝置，具有調(diào)整以及設(shè)定各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度的手段，為了調(diào)整前述帶狀離子束的電流密度分布，其中，該帶狀離子束的電流密度分布用前述束寬幅的方向的分布表示前述束厚度方向上的電流密度的合計值，而沿著前述帶狀離子束的前述束寬幅方向來排列若干個單位透鏡要素，并對各單位透鏡要素所作出的磁場或是電場的強度作調(diào)整以及設(shè)定； 該離子注入方法，在將離子束照射于處理對象基板并進行離子的注入時，是具備有以下步驟 計測步驟，該步驟為，對通過前述各單位透鏡要素的磁場或電場而作出調(diào)整的離子束的電流密度分布作計測的步驟；和 磁場或電場的強度的再設(shè)定的步驟，該步驟為，從前述若干個單位透鏡要素中，確定對應(yīng)于在計測出的前述電流密度分布中所欲作調(diào)整的位置的對應(yīng)單位透鏡要素，并將該對應(yīng)單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，從前述計測出的電流密度分布來求取出來，同時，對于鄰接于前述對應(yīng)透鏡的前述單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將前述所設(shè)定的強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來，并將所求取出來的前述調(diào)整強度，加上至現(xiàn)在于前述各單位透鏡要素處所設(shè)定的磁場或電場的強 度上，從而進行磁場或電場的強度的再設(shè)定的步驟，前述一定的比例是為I以下；和 調(diào)整電流密度分布的步驟，該步驟為，將再設(shè)定的強度應(yīng)用于前述若干個單位透鏡要素的電場或磁場中，而對前述帶狀離子束的電流密度分布作調(diào)整的步驟。
專利摘要
此離子注入裝置，是為了對離子束的電流密度分布作調(diào)整，而具備有透鏡要素，是沿著帶狀離子束的束寬幅方向來排列若干個單位透鏡要素，并對于各單位透鏡要素所作出的磁場或電場作調(diào)整；和控制部，是按照計測出的電流密度分布，而對在透鏡要素中所調(diào)整的單位透鏡要素所作出的磁場或電場的強度作設(shè)定。從透鏡要素的若干個單位透鏡要素中，將對應(yīng)于所欲作調(diào)整的位置的單位透鏡要素所作出的磁場或電場的調(diào)整強度，由計測出的電流密度分布來求取出來，同時，對于鄰接于前述單位透鏡要素的單位透鏡要素所作出的磁場或電場，而將所求取出的調(diào)整強度乘以一定的比例所得到的值，作為磁場或電場的調(diào)整強度而求取出來。
文檔編號H01L21/265GKCN101983413SQ200980112060
公開日2012年11月7日 申請日期2009年3月24日
發(fā)明者辻康之 申請人:三井造船株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),