ビーム検出器の不良チェック方法
【課題】 ビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法を提供する。
【解決手段】 ビームモニタ１０をイオンビーム２の経路に入れてそれにイオンビーム２が入射している状態で、まず最初に、複数のビーム検出器１２の内の任意の１個のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を測定してそのビーム電流値を記憶手段に記憶し、その後、ビームモニタ１０をＸ方向にビーム検出器１２の間隔ずつ移動させて、最初の測定と同じ位置において、複数のビーム検出器１２の内の残りのビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を順次測定してそのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、その後、記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器１２は不良であると判定する。
【解決手段】 ビームモニタ１０をイオンビーム２の経路に入れてそれにイオンビーム２が入射している状態で、まず最初に、複数のビーム検出器１２の内の任意の１個のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を測定してそのビーム電流値を記憶手段に記憶し、その後、ビームモニタ１０をＸ方向にビーム検出器１２の間隔ずつ移動させて、最初の測定と同じ位置において、複数のビーム検出器１２の内の残りのビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を順次測定してそのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、その後、記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器１２は不良であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばイオン注入装置等において、リボン状（これはシート状または帯状とも呼ばれる）をしているイオンビームの進行角、発散角等を測定するイオンビーム測定方法に関する。更には、イオンビームの測定に用いるビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的に平行走査されるイオンビームの走査方向（特許文献１ではＸ方向）における平行度を、イオンビームの上流側および下流側に設けられた二つの多点ビームモニタを用いて測定する測定方法が、特許文献１に記載されている。この平行度は、走査方向において、イオンビームの設計上の進行方向（即ち、本来進むべき進行方向。以下同様）に対する角度（即ち進行角）のことである。これは、後述するリボン状のイオンビームのＹ方向における進行角に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６９７８８号公報（第８欄、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記測定方法は、イオンビームの走査方向における進行角の測定方法であり、走査方向と実質的に直交する方向の進行角については、特許文献１では何も問題にしておらず、従ってその進行角の測定方法についても何も記載されていない。
【０００５】
しかし、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状をしているイオンビームについては、そのＸ方向（短手方向）における進行角が、Ｙ方向（長手方向）においてばらついていると、当該イオンビームを用いて例えば半導体基板にイオン注入を行う場合等に、不都合を生じる可能性がある。
【０００６】
例えば、上記のようなリボン状のイオンビームと、半導体基板を当該リボン状のイオンビームの主面と交差する方向に機械的に走査することとを併用して、半導体基板にイオンビームを照射してイオン注入を行う場合に、イオンビームのＸ方向における進行角がＹ方向においてばらついていると、半導体基板に対して均一なイオン注入を行うことが難しくなる。特に近年は、半導体基板の表面に形成される半導体デバイスの微細化が進んでいるので、上記進行角のばらつきの悪影響は大きい。
【０００７】
上記進行角は、イオンビーム全体の言わば巨視的な進行方向を表すものであるが、その測定以外に、イオンビームの発散角を測定することも重要である。イオンビームの発散角は、イオンビーム内の小さな領域におけるイオンビームの言わば微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。
そこでこの発明は、イオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角の測定を簡単な方法で行うことができる測定方法を提供することを一つの目的としている。また、イオンビームの測定に用いるビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法を提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るビーム検出器の不良チェック方法は、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）の測定に用いるビームモニタであって、前記イオンビームを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有しており、かつ少なくともＸ方向に可動のビームモニタ（１０）を構成する前記ビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法であって、前記ビームモニタを前記イオンビームの経路に入れて、前記ビームモニタに前記イオンビームが入射している状態で、まず最初に、前記複数のビーム検出器の内の任意の１個のビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を測定して、そのビーム電流値を記憶手段に記憶し、その後、前記ビームモニタをＸ方向に、前記ビーム検出器のＸ方向の間隔ずつ移動させて、前記最初の測定と同じ位置において、前記複数のビーム検出器の内の残りのビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を順次測定して、そのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、その後、前記記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器は不良であると判定する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、２に記載の発明によれば、ビームモニタを構成する各ビーム検出器の不良チェックを行うことができるので、不良のビーム検出器によるビーム電流の誤った測定値を用いずに済む。その結果、当該ビームモニタを用いて行うイオンビームの測定の精度および信頼性を高めることができる。例えば、イオンビームの進行角の測定、イオンビームの発散角の測定、イオンビームのプロファイル（ビーム電流密度分布）の測定の精度および信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。
【図２】イオンビーム測定方法の一例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図３】ビームモニタの一例を示す正面図である。
【図４】ビームモニタの他の例を示す正面図である。
【図５】ビームモニタの駆動装置の一例を示す図である。
【図６】ビームモニタの駆動装置の他の例を示す図である。
【図７】イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図８】イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す側面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図９】マスク板に、Ｙ方向に複数の小孔を設けた例を示す側面図であり、図８（Ａ）に対応している。
【図１０】ビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。この明細書および図面においては、イオンビーム２の設計上の進行方向をＺ方向とし、このＺ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向としている。例えば、Ｘ方向およびＺ方向は水平方向であり、Ｙ方向は垂直方向である。この明細書において「設計上の進行方向」というのは、所定の進行方向、即ち本来進むべき進行方向のことである。
【００１２】
イオンビーム２は、走査を経ることなく、Ｘ方向の寸法ＷX よりもＹ方向の寸法ＷY が大きいリボン状をしている。イオンビーム２は、リボン状と言ってもＸ方向の寸法ＷX が紙や布のように薄いという意味ではない。例えば、イオンビーム２のＸ方向の寸法ＷX は３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、Ｙ方向の寸法ＷY は、対象とする基板の寸法等にも依るが、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度である。
【００１３】
上記イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定するイオンビーム測定方法（これは進行角測定方法と呼ぶこともできる）の一例を図２を参照して説明する。
【００１４】
この測定方法では、イオンビーム２の進行方向Ｚの相対的に上流側および下流側にそれぞれ設けられていて、Ｙ方向に可動の二つのビームモニタ１０および２０を用いる。
【００１５】
第１の（上流側の）ビームモニタ１０は、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有している。即ち、Ｘ方向に配置された複数のビーム検出器１２を有している多点のビームモニタである。各ビーム検出器１２は、例えばファラデーカップである。後述する各ビーム検出器２２も同様である。
【００１６】
複数のビーム検出器１２は、例えば図３に示す例のように、Ｘ方向に１行に直線状に並べたものでも良いし、例えば図４に示す例のように、Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器１２をＹ方向に２行、千鳥状に配置したものでも良い。どちらの例においても、複数のビーム検出器１２はＸ方向に一定の間隔ｄで配置されている。千鳥状配置にすると、複数のビーム検出器１２をＸ方向により高密度で（例えば、１行配置の場合の２倍程度の密度で）配置することが可能になり、Ｘ方向における測定の分解能をより高めることができる。
【００１７】
第２の（下流側の）ビームモニタ２０も、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器２２をＸ方向に有している多点のビームモニタである。このビームモニタ２０は、上記ビームモニタ１０と同じ構造をしているので、その説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。即ち、上記説明のビーム検出器１２をビーム検出器２２と読み替えれば良い。
【００１８】
ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の数は、図２では、図示を簡略化するために、それぞれ７個ずつ図示しているが、それに限られるものではない。例えば、ビームモニタ１０、２０は、イオンビーム入口の直径が５ｍｍのビーム検出器（ファラデーカップ）１２、２２を合計１９個ずつ、図４に示すように千鳥状に配置したものでも良い。
【００１９】
再び図２を参照して、上記二つのビームモニタ１０、２０を用いて、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ1 、ｘ2 をそれぞれ測定する。例えば、まずイオンビーム２をビームモニタ１０で受けて測定し、次にビームモニタ１０をイオンビーム２から退避させておいてビームモニタ２０でイオンビーム２を受けて測定する。これとは逆の順でも良い。
【００２０】
イオンビーム２が、例えば図２に示す例のように設計上の進行方向Ｚからずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。イオンビーム２は、図２等では図示の都合上、その端部を線で表しているが、実際はイオンビーム２の端部は広がりを持っているので、図２Ｂに示すように広がりを持ってビーム電流が流れる。ｆ1 〜ｆ7 は、各ビーム検出器１２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第５番目のビーム検出器１２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３０が得られる。このビーム電流分布３０の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ1 とする。
【００２１】
重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ1 としても良い。もっとも、隣り合うビーム検出器１２に流れるビーム電流の値が互いに似た値になってピーク位置を定めにくい場合があるので、重心位置の方がイオンビーム２の中心位置を決定しやすい。ビームモニタ２０においても同様である。後述するマスク板６０の小孔６２（図７〜図９参照）を通過したイオンビーム２ａの中心位置を決定する場合も同様である。
【００２２】
同様に、ビームモニタ２０の各ビーム検出器２２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。ｂ1 〜ｂ7 は、各ビーム検出器２２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第３番目のビーム検出器２２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３２が得られる。このビーム電流分布３２の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ2 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ2 としても良い。
【００２３】
上記測定した二つの中心位置ｘ1 、ｘ2 間のＸ方向における距離Ｌ2 （即ちｘ1 −ｘ2 またはｘ2 −ｘ1 ）および二つのビームモニタ１０、２０間のＺ方向における距離Ｌ1 に基づいて、イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定する。進行角θは、イオンビーム２の設計上の進行方向Ｚに対する、現実のイオンビーム２のＸ方向における角度である。この進行角θは、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。
【００２４】
［数１］
θ＝ｔａｎ-1（Ｌ2 ／Ｌ1 ）
【００２５】
しかも、二つのビームモニタ１０、２０をＹ方向に移動させて、上記進行角θの測定をＹ方向における複数の位置において行う。例えば、イオンビーム２のＹ方向における上部、中央部、下部において測定する。その場合、上述したように、二つのビームモニタ１０、２０は、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２の中心位置ｘ1 、ｘ2 を測定する。
【００２６】
この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動の二つのビームモニタ１０、２０を用いるので、簡単な方法で、リボン状のイオンビーム２のＸ方向における進行角θを、Ｙ方向における複数の位置において測定することができる。その結果、上記進行角θのＹ方向におけるばらつきを簡単な方法で知ることができる。
【００２７】
上記ビームモニタ１０、２０を、イオンビーム２が輸送される真空容器６（図５、図６参照）内で、Ｙ方向に移動させる駆動装置の例を図５、図６にそれぞれ示す。両図では、ビームモニタとしてビームモニタ１０を例に説明しているが、ビームモニタ２０の駆動装置もこれと同様である。ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２の配置は、図２に示したような直線状配置でも良い。ビームモニタ２０を構成するビーム検出器２２についても同様である。
【００２８】
図５に示す駆動装置４０ａは、イオンビーム２が輸送される真空容器６内に設けられたボールナット部４６と、このボールナット部４６と螺合しているボールねじ４４と、このボールねじを往復回転させる可逆転式のモータ部４２と、ボールねじ４４が真空容器６を貫通する部分を真空シールする機能を有する軸受部４８とを備えており、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部４６に支持されている。
【００２９】
モータ部４２によってボールねじ４４を矢印Ａで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部４６およびビームモニタ１０を矢印Ｂで示すようにＹ方向に上下に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２のＹ方向における複数位置に位置させることができる。モータ部４２はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＹ方向の位置情報を出力することができる。
【００３０】
図６に示す駆動装置４０ｂは、上記駆動装置４０ａに、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させる機構を付加したものである。即ち、真空容器６内に設けられたボールナット部５４と、このボールナット部５４と螺合しているボールねじ５２と、上記ボールナット部４６に支持されていてボールねじ５２を往復回転させるモータ部５０とを付加したものであり、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部５４に支持されている。
【００３１】
この駆動装置４０ｂにおいては、ビームモニタ１０のＹ方向の移動は、上記駆動装置４０ａの場合と同様にモータ部４２によって行うことができる。また、モータ部５０を矢印Ｃで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部５４およびビームモニタ１０を矢印Ｄで示すようにＸ方向に左右に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２の入射領域内でＸ方向に移動させることができる。モータ部５０はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＸ方向の位置情報を出力することができる。なお、ビームモニタ１０とボールねじ４４とはイオンビーム進行方向Ｚの前後に互いにずらして配置して、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させても、それがボールねじ４４に当たることがないようにしている。
【００３２】
この駆動装置４０ｂのように、ビームモニタ１０をＹ方向だけでなくＸ方向にも移動させることができるようにすると、例えば、ビームモニタ１０を、複数のビーム検出器１２のＸ方向における間隔ｄ（図３、図４、図１０参照）の１／２程度の距離だけＸ方向に移動させることができ、それによって、ビームモニタ１０によるＸ方向の測定の分解能を高めることができる。また、後述するビーム検出器１２の不良チェックに用いることもできる。ビームモニタ２０の移動についても同様である。
【００３３】
次に、上記イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角を測定するイオンビーム測定方法（これは発散角測定方法と呼ぶこともできる）を図７〜図９を参照して説明する。上記進行角θは、イオンビーム２全体の巨視的な進行方向を表すものであり、以下に述べる発散角αX 、αY は、イオンビーム２内の小さな領域におけるイオンビームの微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。
【００３４】
なお、上記ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは互いに同じ構造をしているので、以下の測定方法においては、どちらのビームモニタを用いても良い。以下では、ビームモニタ１０を用いる場合を例に説明する。
【００３５】
このイオンビーム測定方法は、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる小孔６２をＹ方向に１以上有するマスク板６０と、このマスク板６０の下流側に設けられていて、上記小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動の上記ビームモニタ１０とを用いて、ビームモニタ１０をＹ方向に移動させることによって、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置ｘ3 、ｙ3 をそれぞれ測定し、上記測定した中心位置ｘ3 、ｙ3 とそれに対応する上記小孔６２間のＸ方向およびＹ方向における距離Ｌ4 、Ｌ5 ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ3 に基づいて、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY をそれぞれ測定するものである。
【００３６】
これを詳述すると、図７、図８に示す例では、上記ビームモニタ１０の上流側に、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる１個の小孔６２を有するマスク板６０を配置している。小孔６２は、例えば、円形の小孔である。この小孔６２を通過したイオンビーム２ａは細いものである。
【００３７】
ビームモニタ１０は、前述したような構成をしている。即ち、ビームモニタ１０は、マスク板６０の下流側に設けられていて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有しており、かつＹ方向に可動である。このビームモニタ１０をＹ方向に駆動する駆動装置の例は、先に図５、図６を参照して説明したとおりである。
【００３８】
そして、ビームモニタ１０を図８中に矢印Ｂで示すようにＹ方向に移動させることによって、マスク板６０の小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置をそれぞれ測定する。
【００３９】
Ｘ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図７に示す例のように、小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ4 からずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図７Ｂに示すようなビーム電流分布３４のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３４は、図２Ｂの場合と同様に、離散的なビーム電流分布を曲線で結んで表示したものである。このビーム電流分布３４の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＸ方向における中心位置ｘ3 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ3 としても良い。小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ4 は予め分かっているから、二つの中心位置ｘ3 、ｘ4 間のＸ方向における距離Ｌ4 （即ちｘ3 −ｘ4 またはｘ4 −ｘ3 ）を求めることができる。
【００４０】
同様に、Ｙ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図８に示す例のように、小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ4 からずれている場合、イオンビーム２ａが入射する、ある一つのビーム検出器１２に着目すると、当該ビーム検出器１２には、ビームモニタ１０のＹ方向の移動に伴って例えば図８Ｂに示すようなビーム電流分布３６のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３６は、一つのＹ方向に移動するビーム検出器１２で測定したものであるので連続的なものである。このビーム電流分布３６の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＹ方向における中心位置ｙ3 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｙ3 としても良い。小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ4 は予め分かっているから、二つの中心位置ｙ3 、ｙ4 間のＹ方向における距離Ｌ5 （即ちｙ3 −ｙ4 またはｙ4 −ｙ3 ）を求めることができる。
【００４１】
そして、上記距離Ｌ4 およびＬ5 ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ3 に基づいて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向における発散角αX およびＹ方向における発散角αY をそれぞれ測定する。両発散角αX 、αY は、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。
【００４２】
［数２］
αX ＝ｔａｎ-1（Ｌ4 ／Ｌ3 ）
【００４３】
［数３］
αY ＝ｔａｎ-1（Ｌ5 ／Ｌ3 ）
【００４４】
この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動のビームモニタ１０を用いるので、簡単な方法で、マスク板６０の小孔６２の位置におけるイオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の発散角αX 、αY を測定することができる。ビームモニタ１０の代わりにビームモニタ２０を用いる場合も同様である。
【００４５】
上記マスク板６０に、小孔６２をＹ方向に複数個設けておいても良い。その一例を図９に示す。図９は小孔６２が３個の場合の例であるが、それに限られるものではない。この場合、各小孔６２は、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａがビームモニタ１０に入射する位置で互いに重ならないようにＹ方向に離しておくのが好ましい。重なりによる測定誤差を排除するためである。
【００４６】
小孔６２を上記のように複数個設けておくと、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａについて、図７、図８を参照して説明した測定方法によって、イオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY を測定することができる。その結果、リボン状のイオンビーム２のＹ方向における複数の位置において、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY を測定することができる。
【００４７】
次に、上記ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の不良をチェックする方法を図１０を参照して説明する。ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは前述したように互いに同じ構造をしているので、以下においてはビームモニタ１０を例に説明するけれども、ビームモニタ２０についても同様である。
【００４８】
ビームモニタ１０をイオンビーム２の経路内に入れて、ビームモニタ１０にイオンビーム２が入射している状態で、例えば第１行１４のビーム検出器１２に着目すると、まず最初に第１行１４内の任意の１個のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を測定し、このビーム電流値を図示しない記憶手段に記憶する。その後、ビームモニタ１０をＸ方向に、ビーム検出器１２の間隔ｄずつ移動させて、最初の測定と同じ位置において、他のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を順次測定し、そのビーム電流値を記憶する。このようにして、第１行１４の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定を行い、測定したビーム電流値を記憶する。
【００４９】
その後、上記のようにして記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、そのビーム電流値を測定したビーム検出器１２は不良であると判定する。更に必要に応じて、当該不良のビーム検出器１２を正常なものと交換する。これは、イオンビーム２の同じ位置においてビーム電流を測定するので、全てのビーム検出器１２が正常であれば、全てのビーム電流値は所定の範囲内に入るはずだからである。
【００５０】
ビームモニタ１０のビーム検出器１２が上述したように千鳥状配置の場合は、第２行１６のビーム検出器１２についても、上記と同様にして、第２行１６の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定、記憶、比較、不良判定を行えば良い。更に必要に応じて、不良のビーム検出器１２を正常なものと交換すれば良い。
【００５１】
ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２が図３に示した例のように１行に配置されている場合は、上記第１行１４のビーム検出器１２について説明したのと同様の方法でチェック等を行えば良い。
【００５２】
上記方法によってビーム検出器１２の不良チェックを行うことにより、不良のビーム検出器１２による誤った測定値を用いずに済むので、前述したイオンビーム２の進行角θの測定およびイオンビーム２の発散角αX 、αY の測定の精度および信頼性を高めることができる。
【００５３】
Ｘ方向に多点でしかもＹ方向に可動の上記ビームモニタ１０を用いて、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の２次元のプロファイル（ビーム電流密度分布）を測定することも可能であるが、この場合も、上記方法によってビーム検出器１２の不良チェック等を行うことにより、上記プロファイル測定の精度および信頼性を高めることができる。ビームモニタ２０を用いる場合も同様である。
【符号の説明】
【００５４】
２、２ａ イオンビーム
１０ ビームモニタ
１２ ビーム検出器
２０ ビームモニタ
２２ ビーム検出器
４０ａ、４０ｂ 駆動装置
６０ マスク板
６２ 小孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばイオン注入装置等において、リボン状（これはシート状または帯状とも呼ばれる）をしているイオンビームの進行角、発散角等を測定するイオンビーム測定方法に関する。更には、イオンビームの測定に用いるビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的に平行走査されるイオンビームの走査方向（特許文献１ではＸ方向）における平行度を、イオンビームの上流側および下流側に設けられた二つの多点ビームモニタを用いて測定する測定方法が、特許文献１に記載されている。この平行度は、走査方向において、イオンビームの設計上の進行方向（即ち、本来進むべき進行方向。以下同様）に対する角度（即ち進行角）のことである。これは、後述するリボン状のイオンビームのＹ方向における進行角に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６９７８８号公報（第８欄、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記測定方法は、イオンビームの走査方向における進行角の測定方法であり、走査方向と実質的に直交する方向の進行角については、特許文献１では何も問題にしておらず、従ってその進行角の測定方法についても何も記載されていない。
【０００５】
しかし、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状をしているイオンビームについては、そのＸ方向（短手方向）における進行角が、Ｙ方向（長手方向）においてばらついていると、当該イオンビームを用いて例えば半導体基板にイオン注入を行う場合等に、不都合を生じる可能性がある。
【０００６】
例えば、上記のようなリボン状のイオンビームと、半導体基板を当該リボン状のイオンビームの主面と交差する方向に機械的に走査することとを併用して、半導体基板にイオンビームを照射してイオン注入を行う場合に、イオンビームのＸ方向における進行角がＹ方向においてばらついていると、半導体基板に対して均一なイオン注入を行うことが難しくなる。特に近年は、半導体基板の表面に形成される半導体デバイスの微細化が進んでいるので、上記進行角のばらつきの悪影響は大きい。
【０００７】
上記進行角は、イオンビーム全体の言わば巨視的な進行方向を表すものであるが、その測定以外に、イオンビームの発散角を測定することも重要である。イオンビームの発散角は、イオンビーム内の小さな領域におけるイオンビームの言わば微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。
そこでこの発明は、イオンビームのＸ方向およびＹ方向における発散角の測定を簡単な方法で行うことができる測定方法を提供することを一つの目的としている。また、イオンビームの測定に用いるビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法を提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るビーム検出器の不良チェック方法は、イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）の測定に用いるビームモニタであって、前記イオンビームを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有しており、かつ少なくともＸ方向に可動のビームモニタ（１０）を構成する前記ビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法であって、前記ビームモニタを前記イオンビームの経路に入れて、前記ビームモニタに前記イオンビームが入射している状態で、まず最初に、前記複数のビーム検出器の内の任意の１個のビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を測定して、そのビーム電流値を記憶手段に記憶し、その後、前記ビームモニタをＸ方向に、前記ビーム検出器のＸ方向の間隔ずつ移動させて、前記最初の測定と同じ位置において、前記複数のビーム検出器の内の残りのビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を順次測定して、そのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、その後、前記記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器は不良であると判定する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、２に記載の発明によれば、ビームモニタを構成する各ビーム検出器の不良チェックを行うことができるので、不良のビーム検出器によるビーム電流の誤った測定値を用いずに済む。その結果、当該ビームモニタを用いて行うイオンビームの測定の精度および信頼性を高めることができる。例えば、イオンビームの進行角の測定、イオンビームの発散角の測定、イオンビームのプロファイル（ビーム電流密度分布）の測定の精度および信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。
【図２】イオンビーム測定方法の一例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図３】ビームモニタの一例を示す正面図である。
【図４】ビームモニタの他の例を示す正面図である。
【図５】ビームモニタの駆動装置の一例を示す図である。
【図６】ビームモニタの駆動装置の他の例を示す図である。
【図７】イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図８】イオンビーム測定方法の他の例を説明するための図であり、（Ａ）はビームモニタ等の配置の一例を示す側面図、（Ｂ）は測定されたビーム電流分布の一例を示す図である。
【図９】マスク板に、Ｙ方向に複数の小孔を設けた例を示す側面図であり、図８（Ａ）に対応している。
【図１０】ビームモニタを構成するビーム検出器の不良をチェックする方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、リボン状のイオンビームの一例を部分的に示す斜視図である。この明細書および図面においては、イオンビーム２の設計上の進行方向をＺ方向とし、このＺ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向としている。例えば、Ｘ方向およびＺ方向は水平方向であり、Ｙ方向は垂直方向である。この明細書において「設計上の進行方向」というのは、所定の進行方向、即ち本来進むべき進行方向のことである。
【００１２】
イオンビーム２は、走査を経ることなく、Ｘ方向の寸法ＷX よりもＹ方向の寸法ＷY が大きいリボン状をしている。イオンビーム２は、リボン状と言ってもＸ方向の寸法ＷX が紙や布のように薄いという意味ではない。例えば、イオンビーム２のＸ方向の寸法ＷX は３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、Ｙ方向の寸法ＷY は、対象とする基板の寸法等にも依るが、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度である。
【００１３】
上記イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定するイオンビーム測定方法（これは進行角測定方法と呼ぶこともできる）の一例を図２を参照して説明する。
【００１４】
この測定方法では、イオンビーム２の進行方向Ｚの相対的に上流側および下流側にそれぞれ設けられていて、Ｙ方向に可動の二つのビームモニタ１０および２０を用いる。
【００１５】
第１の（上流側の）ビームモニタ１０は、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有している。即ち、Ｘ方向に配置された複数のビーム検出器１２を有している多点のビームモニタである。各ビーム検出器１２は、例えばファラデーカップである。後述する各ビーム検出器２２も同様である。
【００１６】
複数のビーム検出器１２は、例えば図３に示す例のように、Ｘ方向に１行に直線状に並べたものでも良いし、例えば図４に示す例のように、Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器１２をＹ方向に２行、千鳥状に配置したものでも良い。どちらの例においても、複数のビーム検出器１２はＸ方向に一定の間隔ｄで配置されている。千鳥状配置にすると、複数のビーム検出器１２をＸ方向により高密度で（例えば、１行配置の場合の２倍程度の密度で）配置することが可能になり、Ｘ方向における測定の分解能をより高めることができる。
【００１７】
第２の（下流側の）ビームモニタ２０も、イオンビーム２を受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器２２をＸ方向に有している多点のビームモニタである。このビームモニタ２０は、上記ビームモニタ１０と同じ構造をしているので、その説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。即ち、上記説明のビーム検出器１２をビーム検出器２２と読み替えれば良い。
【００１８】
ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の数は、図２では、図示を簡略化するために、それぞれ７個ずつ図示しているが、それに限られるものではない。例えば、ビームモニタ１０、２０は、イオンビーム入口の直径が５ｍｍのビーム検出器（ファラデーカップ）１２、２２を合計１９個ずつ、図４に示すように千鳥状に配置したものでも良い。
【００１９】
再び図２を参照して、上記二つのビームモニタ１０、２０を用いて、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ1 、ｘ2 をそれぞれ測定する。例えば、まずイオンビーム２をビームモニタ１０で受けて測定し、次にビームモニタ１０をイオンビーム２から退避させておいてビームモニタ２０でイオンビーム２を受けて測定する。これとは逆の順でも良い。
【００２０】
イオンビーム２が、例えば図２に示す例のように設計上の進行方向Ｚからずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。イオンビーム２は、図２等では図示の都合上、その端部を線で表しているが、実際はイオンビーム２の端部は広がりを持っているので、図２Ｂに示すように広がりを持ってビーム電流が流れる。ｆ1 〜ｆ7 は、各ビーム検出器１２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第５番目のビーム検出器１２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３０が得られる。このビーム電流分布３０の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ1 とする。
【００２１】
重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ1 としても良い。もっとも、隣り合うビーム検出器１２に流れるビーム電流の値が互いに似た値になってピーク位置を定めにくい場合があるので、重心位置の方がイオンビーム２の中心位置を決定しやすい。ビームモニタ２０においても同様である。後述するマスク板６０の小孔６２（図７〜図９参照）を通過したイオンビーム２ａの中心位置を決定する場合も同様である。
【００２２】
同様に、ビームモニタ２０の各ビーム検出器２２には、図２Ｂ中に実線で示すように、それぞれ異なった値のビーム電流が流れる。ｂ1 〜ｂ7 は、各ビーム検出器２２のＸ方向における中心の位置である。図示例では、第３番目のビーム検出器２２付近のビーム電流が他に比べて大きくなる。この離散的なビーム電流分布を曲線で結ぶと、ビーム電流分布３２が得られる。このビーム電流分布３２の例えば重心位置を、イオンビーム２のＸ方向における中心位置ｘ2 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ2 としても良い。
【００２３】
上記測定した二つの中心位置ｘ1 、ｘ2 間のＸ方向における距離Ｌ2 （即ちｘ1 −ｘ2 またはｘ2 −ｘ1 ）および二つのビームモニタ１０、２０間のＺ方向における距離Ｌ1 に基づいて、イオンビーム２のＸ方向における進行角θを測定する。進行角θは、イオンビーム２の設計上の進行方向Ｚに対する、現実のイオンビーム２のＸ方向における角度である。この進行角θは、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。
【００２４】
［数１］
θ＝ｔａｎ-1（Ｌ2 ／Ｌ1 ）
【００２５】
しかも、二つのビームモニタ１０、２０をＹ方向に移動させて、上記進行角θの測定をＹ方向における複数の位置において行う。例えば、イオンビーム２のＹ方向における上部、中央部、下部において測定する。その場合、上述したように、二つのビームモニタ１０、２０は、互いにＹ方向における実質的に同じ位置において、イオンビーム２の中心位置ｘ1 、ｘ2 を測定する。
【００２６】
この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動の二つのビームモニタ１０、２０を用いるので、簡単な方法で、リボン状のイオンビーム２のＸ方向における進行角θを、Ｙ方向における複数の位置において測定することができる。その結果、上記進行角θのＹ方向におけるばらつきを簡単な方法で知ることができる。
【００２７】
上記ビームモニタ１０、２０を、イオンビーム２が輸送される真空容器６（図５、図６参照）内で、Ｙ方向に移動させる駆動装置の例を図５、図６にそれぞれ示す。両図では、ビームモニタとしてビームモニタ１０を例に説明しているが、ビームモニタ２０の駆動装置もこれと同様である。ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２の配置は、図２に示したような直線状配置でも良い。ビームモニタ２０を構成するビーム検出器２２についても同様である。
【００２８】
図５に示す駆動装置４０ａは、イオンビーム２が輸送される真空容器６内に設けられたボールナット部４６と、このボールナット部４６と螺合しているボールねじ４４と、このボールねじを往復回転させる可逆転式のモータ部４２と、ボールねじ４４が真空容器６を貫通する部分を真空シールする機能を有する軸受部４８とを備えており、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部４６に支持されている。
【００２９】
モータ部４２によってボールねじ４４を矢印Ａで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部４６およびビームモニタ１０を矢印Ｂで示すようにＹ方向に上下に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２のＹ方向における複数位置に位置させることができる。モータ部４２はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＹ方向の位置情報を出力することができる。
【００３０】
図６に示す駆動装置４０ｂは、上記駆動装置４０ａに、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させる機構を付加したものである。即ち、真空容器６内に設けられたボールナット部５４と、このボールナット部５４と螺合しているボールねじ５２と、上記ボールナット部４６に支持されていてボールねじ５２を往復回転させるモータ部５０とを付加したものであり、ビームモニタ１０はこの例ではボールナット部５４に支持されている。
【００３１】
この駆動装置４０ｂにおいては、ビームモニタ１０のＹ方向の移動は、上記駆動装置４０ａの場合と同様にモータ部４２によって行うことができる。また、モータ部５０を矢印Ｃで示すように左右に回転させることによって、ボールナット部５４およびビームモニタ１０を矢印Ｄで示すようにＸ方向に左右に移動させることができる。それによって、ビームモニタ１０を、イオンビーム２の入射領域内でＸ方向に移動させることができる。モータ部５０はエンコーダを有しており、ビームモニタ１０のＸ方向の位置情報を出力することができる。なお、ビームモニタ１０とボールねじ４４とはイオンビーム進行方向Ｚの前後に互いにずらして配置して、ビームモニタ１０をＸ方向に移動させても、それがボールねじ４４に当たることがないようにしている。
【００３２】
この駆動装置４０ｂのように、ビームモニタ１０をＹ方向だけでなくＸ方向にも移動させることができるようにすると、例えば、ビームモニタ１０を、複数のビーム検出器１２のＸ方向における間隔ｄ（図３、図４、図１０参照）の１／２程度の距離だけＸ方向に移動させることができ、それによって、ビームモニタ１０によるＸ方向の測定の分解能を高めることができる。また、後述するビーム検出器１２の不良チェックに用いることもできる。ビームモニタ２０の移動についても同様である。
【００３３】
次に、上記イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角を測定するイオンビーム測定方法（これは発散角測定方法と呼ぶこともできる）を図７〜図９を参照して説明する。上記進行角θは、イオンビーム２全体の巨視的な進行方向を表すものであり、以下に述べる発散角αX 、αY は、イオンビーム２内の小さな領域におけるイオンビームの微視的な進行方向（広がり方）を表すものである。
【００３４】
なお、上記ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは互いに同じ構造をしているので、以下の測定方法においては、どちらのビームモニタを用いても良い。以下では、ビームモニタ１０を用いる場合を例に説明する。
【００３５】
このイオンビーム測定方法は、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる小孔６２をＹ方向に１以上有するマスク板６０と、このマスク板６０の下流側に設けられていて、上記小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有していて、Ｙ方向に可動の上記ビームモニタ１０とを用いて、ビームモニタ１０をＹ方向に移動させることによって、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置ｘ3 、ｙ3 をそれぞれ測定し、上記測定した中心位置ｘ3 、ｙ3 とそれに対応する上記小孔６２間のＸ方向およびＹ方向における距離Ｌ4 、Ｌ5 ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ3 に基づいて、上記各小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY をそれぞれ測定するものである。
【００３６】
これを詳述すると、図７、図８に示す例では、上記ビームモニタ１０の上流側に、上記リボン状のイオンビーム２の一部を通過させる１個の小孔６２を有するマスク板６０を配置している。小孔６２は、例えば、円形の小孔である。この小孔６２を通過したイオンビーム２ａは細いものである。
【００３７】
ビームモニタ１０は、前述したような構成をしている。即ち、ビームモニタ１０は、マスク板６０の下流側に設けられていて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出（測定）する複数のビーム検出器１２をＸ方向に有しており、かつＹ方向に可動である。このビームモニタ１０をＹ方向に駆動する駆動装置の例は、先に図５、図６を参照して説明したとおりである。
【００３８】
そして、ビームモニタ１０を図８中に矢印Ｂで示すようにＹ方向に移動させることによって、マスク板６０の小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における中心位置をそれぞれ測定する。
【００３９】
Ｘ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図７に示す例のように、小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ4 からずれている場合、ビームモニタ１０の各ビーム検出器１２には、図７Ｂに示すようなビーム電流分布３４のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３４は、図２Ｂの場合と同様に、離散的なビーム電流分布を曲線で結んで表示したものである。このビーム電流分布３４の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＸ方向における中心位置ｘ3 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｘ3 としても良い。小孔６２のＸ方向における中心位置ｘ4 は予め分かっているから、二つの中心位置ｘ3 、ｘ4 間のＸ方向における距離Ｌ4 （即ちｘ3 −ｘ4 またはｘ4 −ｘ3 ）を求めることができる。
【００４０】
同様に、Ｙ方向については、イオンビーム２ａの進行方向が、例えば図８に示す例のように、小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ4 からずれている場合、イオンビーム２ａが入射する、ある一つのビーム検出器１２に着目すると、当該ビーム検出器１２には、ビームモニタ１０のＹ方向の移動に伴って例えば図８Ｂに示すようなビーム電流分布３６のビーム電流が流れる。このビーム電流分布３６は、一つのＹ方向に移動するビーム検出器１２で測定したものであるので連続的なものである。このビーム電流分布３６の例えば重心位置を、イオンビーム２ａのＹ方向における中心位置ｙ3 とする。重心位置の代わりにピーク位置を中心位置ｙ3 としても良い。小孔６２のＹ方向における中心位置ｙ4 は予め分かっているから、二つの中心位置ｙ3 、ｙ4 間のＹ方向における距離Ｌ5 （即ちｙ3 −ｙ4 またはｙ4 −ｙ3 ）を求めることができる。
【００４１】
そして、上記距離Ｌ4 およびＬ5 ならびにマスク板６０とビームモニタ１０間のＺ方向における距離Ｌ3 に基づいて、小孔６２を通過したイオンビーム２ａのＸ方向における発散角αX およびＹ方向における発散角αY をそれぞれ測定する。両発散角αX 、αY は、具体的には、次式で表すことができるので、それを求める。
【００４２】
［数２］
αX ＝ｔａｎ-1（Ｌ4 ／Ｌ3 ）
【００４３】
［数３］
αY ＝ｔａｎ-1（Ｌ5 ／Ｌ3 ）
【００４４】
この測定方法によれば、上記のようなＸ方向に多点でしかもＹ方向に可動のビームモニタ１０を用いるので、簡単な方法で、マスク板６０の小孔６２の位置におけるイオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の発散角αX 、αY を測定することができる。ビームモニタ１０の代わりにビームモニタ２０を用いる場合も同様である。
【００４５】
上記マスク板６０に、小孔６２をＹ方向に複数個設けておいても良い。その一例を図９に示す。図９は小孔６２が３個の場合の例であるが、それに限られるものではない。この場合、各小孔６２は、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａがビームモニタ１０に入射する位置で互いに重ならないようにＹ方向に離しておくのが好ましい。重なりによる測定誤差を排除するためである。
【００４６】
小孔６２を上記のように複数個設けておくと、各小孔６２を通過したイオンビーム２ａについて、図７、図８を参照して説明した測定方法によって、イオンビーム２ａのＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY を測定することができる。その結果、リボン状のイオンビーム２のＹ方向における複数の位置において、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向における発散角αX 、αY を測定することができる。
【００４７】
次に、上記ビームモニタ１０、２０を構成するビーム検出器１２、２２の不良をチェックする方法を図１０を参照して説明する。ビームモニタ１０とビームモニタ２０とは前述したように互いに同じ構造をしているので、以下においてはビームモニタ１０を例に説明するけれども、ビームモニタ２０についても同様である。
【００４８】
ビームモニタ１０をイオンビーム２の経路内に入れて、ビームモニタ１０にイオンビーム２が入射している状態で、例えば第１行１４のビーム検出器１２に着目すると、まず最初に第１行１４内の任意の１個のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を測定し、このビーム電流値を図示しない記憶手段に記憶する。その後、ビームモニタ１０をＸ方向に、ビーム検出器１２の間隔ｄずつ移動させて、最初の測定と同じ位置において、他のビーム検出器１２によってイオンビーム２のビーム電流を順次測定し、そのビーム電流値を記憶する。このようにして、第１行１４の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定を行い、測定したビーム電流値を記憶する。
【００４９】
その後、上記のようにして記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、そのビーム電流値を測定したビーム検出器１２は不良であると判定する。更に必要に応じて、当該不良のビーム検出器１２を正常なものと交換する。これは、イオンビーム２の同じ位置においてビーム電流を測定するので、全てのビーム検出器１２が正常であれば、全てのビーム電流値は所定の範囲内に入るはずだからである。
【００５０】
ビームモニタ１０のビーム検出器１２が上述したように千鳥状配置の場合は、第２行１６のビーム検出器１２についても、上記と同様にして、第２行１６の全てのビーム検出器１２によって、イオンビーム２の同じ位置において、イオンビーム２のビーム電流の測定、記憶、比較、不良判定を行えば良い。更に必要に応じて、不良のビーム検出器１２を正常なものと交換すれば良い。
【００５１】
ビームモニタ１０を構成するビーム検出器１２が図３に示した例のように１行に配置されている場合は、上記第１行１４のビーム検出器１２について説明したのと同様の方法でチェック等を行えば良い。
【００５２】
上記方法によってビーム検出器１２の不良チェックを行うことにより、不良のビーム検出器１２による誤った測定値を用いずに済むので、前述したイオンビーム２の進行角θの測定およびイオンビーム２の発散角αX 、αY の測定の精度および信頼性を高めることができる。
【００５３】
Ｘ方向に多点でしかもＹ方向に可動の上記ビームモニタ１０を用いて、イオンビーム２のＸ方向およびＹ方向の２次元のプロファイル（ビーム電流密度分布）を測定することも可能であるが、この場合も、上記方法によってビーム検出器１２の不良チェック等を行うことにより、上記プロファイル測定の精度および信頼性を高めることができる。ビームモニタ２０を用いる場合も同様である。
【符号の説明】
【００５４】
２、２ａ イオンビーム
１０ ビームモニタ
１２ ビーム検出器
２０ ビームモニタ
２２ ビーム検出器
４０ａ、４０ｂ 駆動装置
６０ マスク板
６２ 小孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）の測定に用いるビームモニタであって、前記イオンビームを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有しており、かつ少なくともＸ方向に可動のビームモニタ（１０）を構成する前記ビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法であって、
前記ビームモニタを前記イオンビームの経路に入れて、前記ビームモニタに前記イオンビームが入射している状態で、
まず最初に、前記複数のビーム検出器の内の任意の１個のビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を測定して、そのビーム電流値を記憶手段に記憶し、
その後、前記ビームモニタをＸ方向に、前記ビーム検出器のＸ方向の間隔ずつ移動させて、前記最初の測定と同じ位置において、前記複数のビーム検出器の内の残りのビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を順次測定して、そのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、
その後、前記記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器は不良であると判定する、ことを特徴とするビーム検出器の不良チェック方法。
【請求項２】
前記ビームモニタは、前記Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器を前記Ｙ方向に２行に、千鳥状に配置した構成をしており、
前記２行の内の第１行の前記複数のビーム検出器について、請求項１に記載のビーム検出器の不良チェック方法を実施し、
かつ、前記２行の内の第２行の前記複数のビーム検出器について、請求項１に記載のビーム検出器の不良チェック方法を実施する、ことを特徴とするビーム検出器の不良チェック方法。
【請求項１】
イオンビームの設計上の進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｘ方向の寸法よりもＹ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビーム（２）の測定に用いるビームモニタであって、前記イオンビームを受けてそのビーム電流をそれぞれ検出する複数のビーム検出器（１２）をＸ方向に有しており、かつ少なくともＸ方向に可動のビームモニタ（１０）を構成する前記ビーム検出器の不良をチェックする不良チェック方法であって、
前記ビームモニタを前記イオンビームの経路に入れて、前記ビームモニタに前記イオンビームが入射している状態で、
まず最初に、前記複数のビーム検出器の内の任意の１個のビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を測定して、そのビーム電流値を記憶手段に記憶し、
その後、前記ビームモニタをＸ方向に、前記ビーム検出器のＸ方向の間隔ずつ移動させて、前記最初の測定と同じ位置において、前記複数のビーム検出器の内の残りのビーム検出器によって前記イオンビームのビーム電流を順次測定して、そのビーム電流値を記憶手段にそれぞれ記憶し、
その後、前記記憶したビーム電流値同士をそれぞれ比較して、所定の許容範囲内から外れたビーム電流値があるか否かを判定し、外れたビーム電流値があれば、当該外れたビーム電流値を測定したビーム検出器は不良であると判定する、ことを特徴とするビーム検出器の不良チェック方法。
【請求項２】
前記ビームモニタは、前記Ｘ方向に直線状に並べた複数のビーム検出器を前記Ｙ方向に２行に、千鳥状に配置した構成をしており、
前記２行の内の第１行の前記複数のビーム検出器について、請求項１に記載のビーム検出器の不良チェック方法を実施し、
かつ、前記２行の内の第２行の前記複数のビーム検出器について、請求項１に記載のビーム検出器の不良チェック方法を実施する、ことを特徴とするビーム検出器の不良チェック方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６５５７８（Ｐ２０１３−６５５７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−３１２６（Ｐ２０１３−３１２６）
【出願日】平成２５年１月１１日（２０１３．１．１１）
【分割の表示】特願２００９−２７３３５３（Ｐ２００９−２７３３５３）の分割
【原出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月１１日（２０１３．１．１１）
【分割の表示】特願２００９−２７３３５３（Ｐ２００９−２７３３５３）の分割
【原出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
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