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JPH01500310A - Ion beam scanning method and device - Google Patents

Ion beam scanning method and device

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Publication number
JPH01500310A
JPH01500310A JP62502742A JP50274287A JPH01500310A JP H01500310 A JPH01500310 A JP H01500310A JP 62502742 A JP62502742 A JP 62502742A JP 50274287 A JP50274287 A JP 50274287A JP H01500310 A JPH01500310 A JP H01500310A
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scanning
ion beam
target
ion
deflection
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JP62502742A
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Japanese (ja)
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ベリアン、ドナルド・ダブリュー
ケイム、ロバート・イー
バンダーポット、ジョン・ダブリュー
Original Assignee
イクリプス・イオン・テクノロジー・インコーポレイテッド
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

イオン（二りＬＵ月よ Aeon (two LU moons)

【囚久ス一 本発明は、−ｉにイオンビーム走査のための方法および装置に関する。より詳細 には、イオンビーム高速平行走査のための新規な装置および技術に関する。本発 明の一応用例において、比較的コンパクトな機械によって、比較的大きな半導体 ウェファを高いドーズ精度でインプランテーション処理が容易になる。 ある従来技術は、一方向に平行な走査ビームを生成するために、２つの磁気偏向 器を用いている。たとえば、米国特許第４，２７６．４７７号を参照されたい、 この技術の不利点は、走査速度が遅い（典型的にはわずか１ヘルツの程度）、さ らに、この従来技術装置は、イオンビーム加速後に走査している。そのため、比 較的に大きな偏向場が要求される。またビームを一様に走査する点に問題がある 。たとえば、イオンビームインブランターなどの場合に、半導体ウェファ猷たけ 他のターゲット対象物にわたって空間的に一様なドーズ量をもならず必要がある 。 従来技術の中には、静電偏向体を用いてイオンビームを２次元走査する中電流イ オンインブランターが含まれる。しかしながらそのような装置は、平行走査ビー ムを生成せず、加速後に走査を行う、またビームの強度が変動して制御できない 。 さらに、半導体ウェファのイオンビームインプランテーションを用いた集積回路 の製造において、半導体の正確で高精度のイオンドーズ量が正常なＩＣ性能のた めに重要であることが知られている。欠陥のイオンインプランテーションは、補 正できる時期までに検出することはできない。そのため、ウェア了またはその一 部が、高価な処理の後に無価値になることがある。 従って、本発明の一目的は、新規で改良されたイオンインプランテーション装置 および方法を提供することである。 本発明の他の目的は、比較的大きな半導体ウェファに対して比較的高い処理量で かなり正確で高精度のイオンドーズ量をもたらし得るイオンビームインブランテ ィング方法および装置を提供することである。 さらに他の目的は、比較的幅の広いビーム走査をもたらすのに適しており、装置 の成分が低電力消費型で比較的コンパクトであるようなインブランティング装置 または方法を提供することである。 他の目的は、イオンビームを走査するための方法および装置に新規な改良を提供 することである。特に、ビーム走査および偏向、ビーム加速、装置の形状および コンパクト性についての改良を提供する。 本発明の他の目的は、以下の記載からより明らかとなろう。 〔発明の概要〕 本発明の一特色に従って、初期的には停留している（すなわち、時間的不変であ る）空間外形を存するイオンビームが、以下のような方法で高速１次元振動運動 を実行する。 （ｉ）全ての振動位相においてイオン軌跡が互いに平行のままである。 （ｉｉ）振動の振幅が容易に制御できる。かつ（ｉｉｉ）振動の波形が容易に制 御できる。 本発明の一特色に従ったイオンビーム走査装置および方法は、磁気的イオンビー ム偏向体を有し、その中の２つのセクター形状ポールピースがともに切頭されて いる。 イオンビームが走査偏向前にビーム走査器に進入するときのビーム軸が、切頭さ れていなければ各ポールピースが１点になるべき空間内の点と２つのポールピー ス間の間隙内の走査ビームの付近の側部との間を通過するように、１対の切頭ポ ールピースが位置されている。 より詳細には、本発明の特色に従って走査イオンビームをもたらす装置は代表的 には、選択した初期的軸線に沿って方向づけら４］、るイオンビームの源と、イ オンビームを前期軸線から偏向して実質的に平坦な走査ビームを形成するだめの 走査手段とを有する。走査イオンビームを平行または他の方向を有するように偏 向するための磁気偏向体が、少なくとも２つのポールピースを有するセクター磁 石を含む。ポールピースは互いにびっｔ；りと重なり合うように位置づけられ、 間隙をあけて配置される。 走査ビームがこの間隔を通過する。各ポールピースは、源の方向を向いた入射面 を有し、反対側に出射面を有する。さらに遠くの端部と切ｗ４端部とを有する。 もしポールピースが切頭されていなかったなら入射面と出射面とが交差する空間 内の点と遠くの端部との間に、切頭端部が位置される。走査ビームに平行な平面 内、ゆえに間隙に平行な各ポールピース断面は、切頭三角形セクター形状を有す る。切頭端部における入射面と出射面との間が最小幅であり、遠い端部において 大きい幅となっている。 さらに、各入射面がイオンビーム初期軸線方向を向き、間隙が走査ビームに同一 平面であるように、２つのセクター磁石ポールピースが配置される。セクター磁 石ポールピースはさらに、ポールピース両端部の中間の位置の間の間隙でビーム を受けるよう配置されている。さらに偏向されないビーム軸線は、入射面と出射 面との延長の仮想交点とポールピースの切頭端に近接した位置との間を通過する 。 磁気的ビーム偏向器は代表的には、一様な幅の間隙を有し、間隙の長さに沿って 空間的に一様な磁場を達成する。 走査イオンビームの路または軌跡を比り的高情度で互いに平行になるように偏向 するために、磁気偏向体を都合良く用いることができる。 本発明の他の特徴に従えば、走査イオンビームのための比較的コンパクトな静電 加速器が出射電極を有する。 そこから出射するビームが、ターゲットに向う。電極には、ビーム通過のだめの 細長いスロット状開口が設けられる。この非円形加速器通路の長さ対幅比は、３ 以上であり、代表的には約ｌＧの程度である。スロット付き加速器電極によって 、そこを通る平坦走査イオンビームが集束用周縁場に晒される。周縁場は、走査 エンベロブ内の全てのビーム軌跡に対して、実質的に一様な絶対値および方向を 有する。 図示した好適な加速器の一実施例においては、入射電極にもスロットがあけられ ている。このスロットによって、そこを通る走査ビームが集束用周縁場に晒され る。 この周縁場は、走査エンベロブに沿った全ての位置において絶対値および方向が 高度に一様である。さらに、中間または追加の加速電極は好適には、加速器を横 切るビームが通過するＩ；めの伸長したスロッＩ・通路を有する。 走査用ビームの軌跡が平行、すなわち平行走査ビームである場合には、加速器の 全ての電極が、走査ビームの中実軸線に沿って互いに重なり合う同一の伸長スロ ット状開口を有する。 本発明の他の特徴に従えば、出射軸線に対して平行または他の方向のビーム軌跡 を有する走査イオンビームを生成チるための方法および装置が、非常にコンパク トで対象形状を有する。磁気分析器が、イオン源からのビームを選択した方向に 選択した角度だけ偏向する。走査器がさらに、ビームと同じ方向に偏向する。偏 向器が走査ビームの軌跡を反対方向に屈曲し、所望の最終軌跡走査を達成する。 この走査ビーム形成は好適には、比較的低いビームエネルギーにおいて達成され る。その後、走査ビームが所望のエネルギーレベルに加速される。 本発明の他の特徴に従えば、半導体ウェファのイオンインプランテーションによ り集積回路の製造に特に利益ある方法および装置がもたらされる。半導体ウェフ ァがビームに晒されるところのステーションにおいてイオンビームが検知される 。露出量が制御されて、ターゲット対象物上の各位置において選択したイオンド ーズ量が達成される。そして全ターゲット表面にわたって高度に一様なドーズ量 が達成される。 本発明のこのドーズ量制御の背景を考えると、従来技術には３種のタイプのイオ ンインブランターがあった。 ある１つのタイプは、停止した半導体ウェファ（またはイオンビームで照射すべ き他のターゲット）にわたってイオンビームが２次元方向に掃引されるものであ る。第２のタイプは、イオンビームが停止したままであり、つ工７アまｔ；は他 のターゲットが２次元方向（直交座標Ｃｘ、　ｙ）または極座係（「、０））に 移動するものである。 第３のタイプは、ウェファが１つの座標方向に沿って移動し、イオンビームが他 の方向に沿って移動するというハイブリッド型である。これらのどのタイプにお いても、一方の走査の速度を他方のものより十分に速くして、準平行線の非重複 パターンがウェファ上に描かれる。すなわち、ターゲット上のビームの各トレー スが互いにずれているパターンである。 第１のタイプのインブランターは代表的には、中電流装置で実施されている。直 交する２対の掃引プレートまたは他のビーム偏向体によりイオンビームを静電的 に走査することによって、１度に１枚のウェファがインブラントされる。Ｘおよ びｙの走査周波数は通常はランダムである。もし安定化されるならば、イオンビ ームが定型パターンを反復しないように（たとえばリサージュ図形が形成されな いように）、設定される。 イオンインプランテーション動作中の任意の時刻におけるイオンビームの位置は 、大体知られていない。 第２のタイプのインブランターは、開口付き回転走査ディスクを用いた大電流装 置内で実施されている。この装置によってどのように一様性が得られるかという ことが、Ｒｏｂｅｒｔｓの米国特許３，７７８，６２６号に記載されている。 その方法は、Ｉ／Ｒ（Ｒはディスク軸線とビーム交差点との距離）に比例する、 角速度幾何学的変化を補償するためにディスクの径速度を変化させるものである 。Ｒｙｄｉｎ（の米国特許第３，２３４，７２７号は、測定Ｒを回避するために 、走査ディスク内の径方向に精密走査スロットを位置づけることを開示している 。他の従来の機構において、走査スロットは低速走査方向内にある必要がある。 擬似ウェファとして機能するｌまたはそれ以上の走査スロットを用いることによ って、ディスク後方に取付けられたファラデイーカップ内で測定されたビームパ ルスを用いて、径速度を連続的に調節することができる。それにより、同数のイ オンが、全てのＲ値においてスロットを通過する。ここでも、任意の時刻におけ るビーム位置は、大体分からない。 第３のタイプのインブランターの例は、イオンビームが一方向に静電的に走査さ れ、回転ドラムの内側または外側に取付けられたターゲットウェファに衝突する ものである。変形的には、低速変化磁場が、ビームを開口付き回転ディスクにわ たって径方向に走査する。 これらの従来技術とは対照的に、本発明の他の特徴に従った装置および方法にお いては、ウェファその他のターゲット上のビームの位置を連続的あるいはイオン インプランテーション中の少なくとも複数の時刻においてモニターしあるいは決 定する。また、インブラントの間、位置の関数としてのビーム強度が維持される 。本発明の装置および技術はさらに、ウェファその他のターゲットにインブラン トずべきドーズ量を速やかに補正することができる。もしインブラントの正常動 作中にドーズ量の変動を完全に補正できないようなときには、本発明に従って、 追加的にインブラントを行い、ドーズ量の欠陥が補償される。本発明に従った方 法および装置においてはさらに、ウェファをインブラント装置から取出すことが 可能であり、また−化インプランテーションを終えたウェファのドーズ量を調節 あるいは補正する！こめにウェファを装置に再度位置づけることが可能である。 本発明のドーズ量一様性制御は、上記した３つのタイプのインブランターのどれ にも適用可能である。後述する好適実施例は、特に第３のタイプであるハイブリ ッド型に関するものである。 本発明のドーズ量制御の１つの特徴に従った装置および方法は、イオンビームの 源、単一半導体ウェファまたは複数のウェファその他のターゲット対象物を含み うるターゲット表面、および２次元方向にターゲット表面にわたってイオンビー ムの相対移動をもたらす要素を用いる。一方の方向への相対移動は、第１の速度 でなされる。 この第１の速度は、他方の方向への第２の速度よりも著しく速い。本発明の装置 はさらに、イオンビーム電流を周期的あるいは特定の間隔をもって感知する要素 、電流感知の時刻におけるイオンビームのターゲット表面に対する位置を感知す る要素、ならびに感知したビーム電流および位置に応答してターゲット表面に対 するイオンビームの位置および／または第１の速度および／または第２の速度を 制御するための要素を含む。それにより、インブラントずべきイオンのドーズ量 の所望値からのずれが、全ターゲット表面にわたって減少される。 本発明のドーズ量制御特色のための一つの好適実施例が、ハイブリッド型イオン ビーム走査装置に関連して説明することができる。この装置において、１次元高 速静電走査器を用いてイオンビームの平行な高速走査が達成できる。また、ター ゲット対象物の機械的な線形走査または移動が達成される。しかしながら、本発 明の多くの特徴は他のタイプのインブランターやビーム走査装置にも都合良く組 込むことができる。 本発明のドーズ量制御特色に従った一つの好適実施例は、走査ビームが横切るタ ーゲット路に沿った少なくとも多数の位置においてイオンビーム電流を感知する ことを含む。各位置における感知したビーム電流に応答する電気信号が、ビーム 走査素子に印加され、ターゲット路に沿った各位置において特定のイオンビーム 電流が得られる。この実施例はこうして、ビーム電流に応答したビーム走査路に 沿った位置の関数としての電気信号をもたらす。そしてビームが走査路を横切る ときに時間の関数としてのビーム走査移動が制御される。ターゲット路に沿った 各点または位置において、特定のビーム電流が得られる。代表的には、所望の分 布は、高度に一様化された電流である。こうして本発明の装置は、高度に正確で 高精度の結果をもたらす。 この装置の実施において、イオンビームが比較的高速で走査され、走査中に走査 路に沿ってビーム電流が感知される。このビーム感知は、ターゲット対象物が適 所にないときに走査速度に対して遅い速度で走査路を横切る感知素子を用いて達 成される。 本発明のドーズ量制御特色に従った他の実施例においては、イオンビーム走査路 に対して横方向に半導体ウェファその他のターゲット対象物を移動するための方 法および装置が含まれる。それにより、連続的なビーム走査が、ターゲット対象 物上の隣接する異なる位置において交差する。イオンビームが、全ターゲット対 象物にわたって通過する間に特定の間隔で感知される。代表的にはターゲット対 象物にわたるｌ走査ごとに１回の割合である。各感知時におけるビーム走査路に 対するターゲット対象物の位置が記録される。このビーム測定および位置情報が 印加されて、ｌまたは複数回の走査の連続する組が制御され、連続的走査がター ゲット対象物上の位置について所望のドーズ量に正確に一致する。 他の実施例における装置および方法は、ビーム走査路に対するターゲット対象物 の横方向移動をモニターし、ターゲット対象物が特定の増分だけ前進したときに のみ１回または複数回のビーム走査の組を開始するものである。 こうして本発明のドーズ量制御特色に従った装置および方法は、ターゲット対象 物を露光するイオンビームを感知する。すなわち、両走査座標に沿ってビーム位 置をモニターするとともに、ビーム路に沿いかつ連続走査時にイオンビームを感 知するものである。本発明はこうして、ターゲット対象物の全ての露光点におい てのイオンビームのモニターをもたらす。そして、各測定点におけるターゲット 対象物上のビーム位置のモニターをもｔ；らず。この情報が用いられて、各走査 座漂に沿ったビーム移動が制御され、ターゲット対象物上のインブランＩ・ドー ズ量の特定の空間分布が達成される。本発明の実施例ではさらに、ターゲット対 象物にわｌ二って多数回イオンビームを走査し、特定のドーズ量分布が得られる 。また走査の回数が調節され、より高精度の結果が得られる。 本発明の前述の特徴に従っｔ；イオンビーム走査装置は、著しくコンパクトであ り、特定のビームエネルギについて低電力消費である。さらに、この装置は、比 較的に競争の激しい製造に適している。この装置は、走査対象に対してきわめて 正確で高精度のドーズ量をもｌ；らず。半導体製造において本発明を実施する場 合には、処理量の増大や製造欠陥の著しい減少など多くの利益が得られる。 上記のように本発明は数種の実施例により説明されるが、その真の範囲は請求の 範囲により定まる。 〔図面の簡単な説明〕 第１図は、本発明に従ったイオンビーム走査装置の図式表現図である。 第１Ａ図は、第１図の装置のビーム偏向のため、本発明に従ったセクター磁石の 斜視図である。 第２図は、走査後のイオンビームの加速を容易にする、本発明に従ったスロット 付き加速電極の斜視図である。 第２Ａおよび２Ｂ図は、本発明に従ってビームを走査するだめの、加速コラムの 構成を示す断面図である。 第３図は、本発明に従っＩ；イオンビーム走査装置の図式表現図である。 第３Ａ図は、本発明に従った変形的なイオンビーム走査装置の図式表現図である 。 第４図は、走査長を通してビーム強度を維持するのに有用な情報をもたらすファ ラディディテクタをゆっくりと並進している状態を示す。 第５図は、２次元ターゲット表面の一様照射を達成するために１次元の高速走査 ビームと低速機械走査機構とを有する、本発明に従った装置の図式表現図である 。 第６図は、本発明の実施例である、走査イオンビームインブランティング装置の ブロック図である。 第７Ａ〜７Ｆ図は、本発明に従って高速走査を実施するために静電偏向プレート に印加しうる走査波形を示している。 第８Ａ及び８Ｂ図は、本発明に従っｊ；ターゲット対象物のビーム位置とイオン ビームドーズ量との関係を図式％式％ 第９図は、本発明に従ったイオンインブランティング装置のブロック図である。 第１０図は、本発明に従ったイオンビ・−ムインプランテーションを示す７０− チャートである。 〔好適実施例の説明〕 図面、特に第１図を参照すると、本発明に従いイオン軌跡を静電および磁気偏向 するイオンビーム走査装置１０の素子を図式的に示しである。源（図示せず）か らのイオンビーム１２は先ず、静電偏向プレート■、１６の間を通過する。代表 的には１０００ヘルツの比較的高い周波数の振動電圧波形Ｉ８を静電偏向プレー トに印加する。この静電偏向場によって、プレート目、　１６からのイオン軌跡 の出射角度が第１図に示すように変化する。イオンビーム路＋２Ａ、　１２Ｂお よび１２ｃがそれぞれ、時間０、Ｔ／４およびＴ／２に対応する。ここにＴは、 波形１８の周期である。軌跡＋２Ａおよび１２Ｂはそれぞれ、時間Ｔおよび３Ｔ ／４にも対応する。静電走査後のイオンビームはその後、くさび形の一様な定磁 場磁石２０に進入する。磁石２０への入射角に拘りなく、そこから出射するイオ ンビームの軌跡＋２Ａ″、１２Ｂ’および１２ｃ’の全てが平行になるように、 くさび形の外形を調整する。しかしながら、磁石２Ｇから出射するイオンの位置 は、偏向プレート１４．１６に印加される振動電圧波形１８の周波数で急速に変 化している。 代表的には扇形ポールピースの周囲に巻いた巻線を有する電磁石である偏向磁石 ２０の一方を第１図に示す。この磁石２０は、切頭三角形状であり、狭い切頭端 ２０直、広い外端２０ｂ、静電偏向プレートに面する入射面２０ｃおよびその反 対側の出射２０ａを有する。走査偏向が無かったとした場合のビーム１２の初期 軸線２２が、磁石２０の入射面２０Ｃど出射面２０ｄの延長線の交点を通るもの として示しである。 第１Ａ図は、第１図に図式的に示した磁石２０をより詳細に示している。この偏 向磁石２６は同一切頭三角形状の一対の扇形ポールピース２ｇ、３０を有してお り、これらは間に一様幅の間隙をもって正確に重なって上下に配置されている。 各磁気ポールピースは、狭い切頭端Ｈａ、　３０ｇとそれに平行な広い外Ｅ２８ ｂ、　３０ｂとを有する。さらに各ポールは、切頭端と外端との間に延びてイオ ン源に面した入射面２ｇｃ、　３０ｃ、およびその反対側の出射面！８ｄ、　３ ０ｄを有する。 非偏向ビーム３２の初期軸線３４が切頭ポールピース端２８２．３０ａ付近で間 隙を通過するように、磁気偏向体２６がイオンビーム源に対して位置されている 様子が第１Ａ図に示されている。偏向体３６によるビーム偏向によって、非偏向 源ビームが走査ビームに変化する。走査ビームの外方軌跡３２Ａおよび３２Ｃは 、それぞれ図示のようにポールピース端２８ｍ、　３０ｍと２８ｂ、　３０ｂと の間に対する第１の位置３８と第２の位置４０との間で、磁石２６の間隙内を通 過する。 第１Ａ図に示す偏向磁石形状においては、第１図に比べて、初期軸線３４が走査 ビーム端軌跡３２Ａにより近くなっている。これに対し第１図の場合には、初期 軸線２２が、ポールピースの外方を通過し、切頭＠２０Ａを越えて、面交点２４ に向っている。第】へ図の構造は、物理的にコンパクトになり、偏向電圧が低く なるなどの利点を有する。 たとえば、初期軸線３４から所望の走査軌跡へとビームをシフトするための直流 バイアス電圧が小さくてすむ。 さらに、図示のような一様間隙幅をもって製作した第１図および第１Ａ図の磁石 構造によって、切頭＠２１＆と３０１との間および端部２８ｂと３０ｂとの間の 間隙に沿って極めて一様な磁場がもたらされる。このことは、ポールピースが切 頭されていない扇形磁石とは対照的である。切頭されずに入射面および出射面が １点またはそれに近い狭い幅に向って延びているような扇形磁石の場合には、そ の狭い部分における場が非一様となる。 第２図を参照すると、本発明に従ったスロット付き加速電極１２．４１が示され ている。この電極４２．１４は、第１図の偏向磁石２０が出射した低エネルギー 走査イオンビームに対して偏向後の加速をもｌ；らず。正のスロット付き電極４ ４と接地した電極１２とがこれらの間に軸方向加速場を確立し、軌跡＋２Ａ″、 １２Ｂ”および１２ｃ”にわたって走査イオンビーム中のエネルギーを鋭く増大 させる。走査場を通過した後のイオン加速は利点がある。何故ならば、加速後の 偏向に比べて、低エネルギーイオンに及ぼす静電および磁場偏向の強度は著しく 小さくてすむからである。 第２図を参照すると、各電極４２．１４にはそれぞれスロット４２＆、４４ａが 開けられており、これらは第１図のビーム１２の走査方向４３に横切る方向に一 様な幅を有する。ビーム走査方向４３にｉｏって測った各スロットの長さは、平 行走査ビームに用いる電極４２．４４について同じ長さである。 各電極が円形開口を有する従来のイオンビーム加速器とは対照的に、本発明によ るスロワｉ・状電極開口の場合には、走査ビームの全長すなわちスロット長に沿 って同一値の静電集束周縁場が走査イオンビームに印加される。 また、走査方向４３に垂直であって各電極の平面内の方向において同一の集束方 向を有する。走査ビームの各軌跡に対して加速器内で一様周縁場を達成すること は、正確で精密なビーム軌跡を得ることができるという利点がある。さらに、加 速電極にビーム通過スロワ１−を設けることによって、円形電極開口を有する等 測的加速器よりもコンパクト製作することが可能となる。 第１図および第２図に示すイオンビーム走査装置の一実施例においては、イオン ビームは、第１図に示すように偏向部で３５ギロボルト程度のエネルギーを有し 、第２図の加速器によって２００キロボルトレベルに加速される。 イオンビームの高さは第２図の加速器内で４分の１インチ（約６　ｆｆｉｍ）程 度の高さを有し、走査幅は１０インチ（約２５　、７ｍｍ）程度である。この実 施例の加速電極スロットは、１．６インチ（約４　ｃｍ）のスロット幅、および Ｈインチ（約３６ｃｍ）のスロット長を有する。こうして、各加速電極内のスロ ットは、ｌＯ程度、本実施例では８．７５の長さ対輻の縦横比を有する。より一 般的には、本発明は、３以上の長さ対幅比の加速電極スロットとともに実施され る。 第２Ａおよび２Ｂ図はさらに、平行走査イオンビームのための加速器の他の好適 実施例を示す。従来の構造と同じように、加速器は、互いに正確に重なり合い軸 方向に整列して配列された一連の電極４６５４６ｂ、　４６ｅ、　４６４゜４６ ｅおよび４６１を有する。これらの電極には、平行ビームを通過させるための同 一のスロット開口４９ａ、　４９ｂ、　４９ｃ、４９ｄ、　４９ｅおよび４９ｆ が設けられている。加速器用外部電源（８が入射電極４６ｆに接続され、これを 正の高電圧に維持する。抵抗器５１が図示のように電極間に接続され、連続する 電極の電位が入射電極４６【から出射電極１６ａまでの間で抵抗値に比例して低 下する。一連のカラー状ハウジングの電気絶縁材料５０ａ、　５０ｂ、　５０ｃ 、　Ｓｏｄおよび５０ｅが図示のように電極間にサンドイッチ状に軸方向に連続 的に組立てられ、加速コラムを形成し、走査ビームの入射および出射のために軸 方向両端にのみ開口部を有している。 従って加速器は、他のイオン注入機器とともに組立てられたどきに、外部真空系 により排気され、従来技術と同様に所望の真空を維持することができる。 第３図を参照すれば、多数の利点を伴ってイオンビームを生産するための、本発 明に従った複合イオンビーム光学装置５０が、図式的に示されている。質量分解 能は８０以上である。装置５０は、１０００ヘルツ以上の速度でビームを一方向 に走査する能力を有している。走査振幅と波形は容易に制御される。物理的レイ アウトはコンパクトである。ビーム寸法およびターゲットの形状は、比較的容易 に制御できる。 分析用磁石５１およびイメージスリット５６を用いて、好適な源５２からのイオ ンの質量選択が達成される。分析されたビーム５３は、磁気四重極レンズ６２お よび６４により集束される。レンズ６２．６４は、ターゲット６４上での走査ビ ーム５８の形状および寸法の制御を可能にする。集束されたビームは走査のため に偏向プレート６６に進入し、第１図および第１Ａ図を参照して上記したように 、次に磁気偏向体７２を通過する。その後ビームは、第２．２Ａおよび２Ｂを参 照して上記したように、スロット付き電極を含む加速コラム６ｇを通過する。高 電圧ケージ７０が、源５２、分析用磁石５４およびイメージスリット５６、集束 用磁石６２および６４、偏向プレート６６、ならびに磁気偏向体７２を包囲する 。さらに、この種の従来装置と同様に、真空チェンバおよび真空ポンプ系（図示 せず）が、源５２かもターゲット６４までのビーム５８の全長を、選択した高真 空に維持する。 第３Ａ図は、第３図の装置５０に類似する他のイオンビーム・インブランター装 置５０′を示しており、イオンビーム５Ｂ’の源５２′を有している。源５２′ からのビーム５１’が、分析用磁石５４°、分解スリン１−５６’、磁気四種極 ダブレット集束サブ装置６２″および６４′、ならびに代表的にはダイポール磁 気構造を採用する磁気偏向体７２′を通過する。 偏向体７２″は、第１およびＩＡ図の構造を採用しても良く、米国特許出願第８ ９９，９６６号に開示されｔ；構造を採用しても良い。装置５０゛の前記の素子 は、高電圧ケージ７０’内にある。高電圧電源７４が、ケージ７０′を接地電位 よりも代表的には数百キロボルト高い値に維持する。装置はさらに、真空ポンプ ７６および真空エンクロージャ７８を有する。真空エンクロージャ７８が真空気 密チャンバをもたらし、その内部でビーム５８が源５２′から真空気密端部ステ ーション８０内部のターゲット６１′へと通過する。 第３Ａ図を参照すると、図示の装置５０′は、第２．２人および２Ｂ図を参照し て上記したタイプの加速コラム６８°を含む。コラム６８°からの走査ビーム５ ８ｃが端部ステーション８０へと達する。そこには半導体ウェファまたは他のタ ーゲット４′をビームによって照射されるべく配置することができる。 図示の分析用磁石５４′は、源５２′から出射したビーム路に対して９０度より わずかに大きい角度だけ、イオンビーム５８の路に変化を与える。さらに、この ビーム路の曲すの方向は、走査器６６′がもたらすビーム偏向と同一の方向であ る（たとえば、第３Ａ図では時計回り）。走査ビームを平行軌跡にするための、 偏向体７２′による偏向は、反対方向（たとえば、半時計回り）である。この配 置の場合には、走査ビームは第３図のように装置の側部に位置されるということ はなく、第３Ａ図の右側に示すように装置の中央に位置する。 第３８よび３Ａ図に示すようにインブランターからターゲットへと出射する走査 ビームの相対的位置の設計が実際の設置上問題となり、第３Ａ図に示す形状が利 点があり好適である。第３Ａ図の配列および幾何学関係の利点は次のとおりであ る。ターゲット６４を納めた端部ステーション８０が、高電圧エンクロージャ７ ０′の中央、すなわち第３Ａ図の平面図において頂部と底部との中間に位置しう る点である。第３Ａ図の装置５０″は、幾何学的にコンパクトにすることが可能 であり、分析用磁石５１′を用いることによって部分的に対称にすることができ る。 分析用磁石５４′は、上述のように、イオンビーム路に９０度よりわずかに大き い変化をもたらす。好適実施例においては、第３図の分析用磁石５４はビーム路 に大体９０度の変化をもたらす。一方、第３Ａ図の磁石５４′は１００度の変化 をもたらす。走査偏向体６６°による追加的な角度偏向は、分析用磁石５４°と 同一方向、すなわち時計回りであり、第３Ａ図に示すように装置５０′の物理的 コンパクト性および対称性を達成する要素である。さらに、この追加的角度偏向 によって、第３Ａ図のグレート６６′の走査電圧に要する直流バイアスが第３図 のプレート６６に比べて直接的に減少される。 第４図を参照すると、ビーム強度を制御するために有用な信号をもたらすための 、低速で並進するファラディ。 ディテクタを図式的に表わしている。ファラディまたは他のイオンビーム測定装 置８２が、第１図において生成され走査されて第４図のスロット形加速コラム６ ａによって加速されＩ；イオンビームを通るように、低速で並進運動する。ファ ラディ・ディテクタ８２は、ビーム走査と同一方向にゆっくりと並進運動する。 そして集積されたビーム電流またはドーズ量が、ファラディ・ディテクタ８２の 位置の関数として測定され、位置の関数としてイオンビーム強度を表現する信号 をもたらす。この信号は、第１図の静電偏向プレートＨ〜！６にかかる振動電圧 （第１図）の波形１８を調節するのに利用することができる。それにより、走査 長を通して集積ビーム強度が一様となるようにすることができる。 電圧波形により発生されるイオンビーム走査速度を走査方向の位置Ｘの関数とし てＳ　（ｘ）で表わせると仮定する。 位置Ｘにおける測定電流を１（ｘ）とし、所望電流を１゜（所望一様ドーズ量ｄ ０に対応する）であるとすると、所望走査速度は次のようになる。 Ｓ’（Ｘ）　−５（ｘ）　ｘ　１（ｘ）／ｉｏ　（式１）走査速度は、電圧波形 の勾配ｄＶ／ｄｔに直接関係する。それにより全走査長にわたってｄｖ、’ａｔ を各点で補正することにより、すべてのＸについて一様なドーズ量（Ｄｏ）が維 持される。 本発明の有用性は、広範囲のイオン種やエネルギーにわたって半導体イオンイン プランテーションのドーズ量を一定にする必要性の結果である。ある特定の動作 パラメータについて必要とされる走査速度Ｓ　（Ｘ）は、ビーム径変化、まｔ； は静電・磁気偏向の非線形性により変化する。その変化の仕方は、理論的に容易 に予想できない。 第４図に示すように、これらの変化を迅速に測定し補償する能力は、著しく利益 がある。この技術を組込むための具体的な装置は当業者には周知であるので、こ こでは詳細に説明しない。 第５図を参照すると、ターゲットの２次元表面を一様に照射するためにイオンビ ームの高速走査方向に直交する方向にターゲットを機械的に低速走査する機械的 並進器を付加した様子を図式的に表わしている。ターゲット８４は、イオンビー ム走査方向に直交する方向に速度Ｖで機械的に並進される。走査領域の一端にお いて、輻Ｓの入射スロットを伴う固定７アラデイ・ディテクタ１６によって、ビ ームがサンプルされる。全ターゲット表面にわたって通過あたりの一様ドーズ量 ｄ０が要求される場合には、機械的走査の速度は次のようになる。 Ｖ（ｙ）　＝　１ｐ（ｙ）／２ｓｄｏ　（式２）ここに、ｉ、（ｙ）はフ７ラデ ィ・ディテクタ８６により１秒あたりの粒子数として測定して平均電流である。 走査速度は適切な制御機構によって連続的に更新される。かくして、ビーム電流 の絶対値の緩やかな変動にもかかわらず、一様なドーズ量が保証される。走査速 度を更新するための具体的な制御機構は、当業者に周知であるのでここでは詳細 に説明しない。 第６図の図式表現は、走査ビームとイオンインブラント装置９Ｇを示している。 インブラント装置９０は、処理中に要する回数および位置を定めてターゲット対 象物のイオンビームへの露光を制御する。空間的および時間的にも露光は連続的 であることが望ましい。これにより、ターゲソ］・表面にわたって一様なドーズ 量または他の選択したドーズ量が達成される。図示の装置９０は、この機能を果 し、ターゲットへのビーム入射時間を変化させることによってイオンビーム電流 の変動を少なくとも部分的に補１貢することができる。 図示の装置９０においては、イオン源９２がイオンビーム９４を偏向素子９６へ と方向づける。偏向素子９６が、ターゲット表面＋００にわたる走査路９８に沿 ってイオンビームを前後に偏向する。好適には静電走査および磁気偏向を用いた 偏向素子が、平行軌跡を有する平坦走査ビーム１０２を生じる。図示の走査軌跡 は、一端の初期位置！０２ａから他端の位置１０２ｄまで変化する。初期位置１ ０２１は偏向電位ｖ０に対応し、そのビームは走査路９８の端部におけるビーム ストップ１０１に当たる。他端＋１Ｂｄの軌跡は、走査路９８の他端を形成し、 ターゲット表面１００を越え、ファラディ電流ディテクタ＋０６を越える。図示 のディテクタ１０６はターゲット表面＋００に近接して位置され、走査路９８に 沿って測定した輻Ｓのスリットを有する。 このようにして、偏向素子９６の偏向プレートにわたって電圧■。（零ポルトで も良い）を印加したときに、走査ビーム軌跡ｌＧ２１が生じ、ビームストップ＋ ０４に入射する。このときには、ビームイオンはターゲット表面１００に衝突し ない。 ■、およびＶ１間の偏向電圧に対応して、偏向素子９６がビーム１０２を生じる 。その軌跡は、ターゲット路９８に沿ってターゲット表面＋００にわたり連続的 に走査し、そしてターゲット表面を越えてファラディ・ディテクタ１０６の開口 を横断する。 イオンビーム１０２の各走査に対応して、ディテクタ１０６が電流パルスをもた らす。このパルスは、走査中のイオン電流密度に比例する時間積分によって特徴 づけられる。 検出電流のこの時間積分は、偏向素子９６の動作を制御するドーズコントローラ １１８へと印加するフィードバック信号として利用される。 第６図の装置９０はさらに、並進ドライバ１０８を有し、これがシャフトを通じ てターゲット・トランスポート１１０に接続されている。半導体ウェファなどの ターゲット対象物１１２がターゲット・トランスポート１１０に載置されている 。並進ドライバ１０８は、走査路９８を横切る方向、すなわち矢印１目で示す方 向にターゲット・トランスポート１１０を移動させるよう動作可能である。ター ゲット・トランスボー１−１１０の移動は、ターゲット表面１００が走査路９８ から完全に脱した、たとえば下がった位置（図示せず）から、ターゲット表面が 他端、たとえば走査路９８の上方の位置までの移動である。位置センサ１１６が ターゲット・トランスポート１１０に接続され、ターゲット・トランスポート１ １０の位置をモニターする。これにより、矢印１目の並進軸線に治ったターゲッ ト対象物１１２の位置がモニターされる。センサが時間の関数としてのターゲッ ト位置信号をもたらし、これがドーズコントローラ１１８に印加され、ターゲッ ト対象物上のイオンインブランテーシ霞ンドーズ量をさらに制御する。図示のド ーズコントローラ１１８は、並進ドライバ１０８にも接続されてい第７Ａ〜７Ｆ 図は、時間の関数としての種々の走査電圧波形を示している。これら電圧波形が 第６図の装置９゜の偏向素子９６内の静電偏向プレートに印加され、入射ビーム ９４を偏向して平坦走査ビーム＋０２を形成する。各偏向波形の周波数は十分に 高く、たとえば１０００ヘルツである、ビームを路９８にわｌ；って比較的速い 第１の走査速度でビームを走査する。この第１の走査速度は、並進ドライバ１０ ８がターゲット・トランスポート１１０を機械的に並進させる第２の速度よりも 著しく速い。図示の装置９０内の第２の走査移動は、第６図に示すように走査ビ ーム１０２の軌跡に垂直であり、イオンビーム走査路９８に直交する。 第７Ａ図に示す偏向波形によって、走査ビーム＋０２はある時間間隔を内に一方 向そして反対方向に一様にターゲット表面＋００にわたって走査する。次に走査 ビームは軌跡１０２Ｒにおいて時間Ｔまで実質的に停留する。こうして、時間Ｅ とＴとの間の時間間隔の間、偏向電圧がＶ。に止どまり、そｉｔにより走査ビー ム１０２はターゲット表面！００に入射ぜず、ビームストップ＋０４に入射する 。この−往復の走査によってターゲット表面１００に供給される線形イオン密度 りは以下の敷きで表すことができる。 ｂ＝ｋｉ＋　（式３） ただし、 ｉ：路９４に沿っ１こ１往復走査の途中でファラディ電流ディテクタ１０６によ って測定したイオンビーム電流 に；装置の幾何形状に依存した定数走査あたりの所望ドーズ量がｂｏであり、か つドーズコントローラ１．１８が電流ディテクタ＋０６から受信する電流応答信 号によって太きいまｔ；は小さいドーズ量りが導入されるときに、もし所望のド ーズ量からの逸脱が完全に補償されないならばドーズコントローラがその逸脱を 減少させるように応答する。 特に、コントローラが、偏向素子９６によって走査偏向速度を変化（すなわち、 減少または増加）させる。それにより、次のビーム走査の走査時間が、次の式で 表わされる【′となる。 ｔ’−１，ｂ、／ｂ　（式４） このようにして装置ｇｏが、各走査ビームまたは１つもしくはそれ以上の走査を 含む各走査組の高速走査時間を変更し、それによりターゲット表面にわたるビー ムの低速走査の途中、すなわち矢印ｌｉ＋の方向のターゲット並進運動の途中で イオンビーム電流の変化を補償する。 さらに第６図および第７Ａ図を参照するど、各ビーム走査を開始するための時間 Ｔは好適には変化しない。それにより、対象物が定速で並進するときの連続的走 査中のターゲット対象物上のイオンビームの重ね露光の特定増分が維持される。 機械的並進方向に泊っｌ；タープ、１・・トランスポート１１０の機械的移動速 度が一定であり■。に等しい場合には、式４に述べた高速ビーム走査時間補正が 起こり、一定反復時間Ｔ０が、方向１！４に沿ったターゲット対象物＋１２の一 定反復距離 ＶａＴａ　（式５） に対応する。 装置９０は、以下の（弐６）で示す走査時間間隔を確立することによって、機械 的走査速度内の変化を補償することもできる。 ｔ’　＝　ｔｄａｖ／　ｄ　Ｖｏ　（弐６）ただし Ｖ　：矢印１０の方向に創ったターゲット・トランスボー１−１１０の並進速度 ｖｏ：所望の一定並進速度 変形的には、ドーズコントローラ１１ｇが反復時間Ｔを変化させて、並進速度Ｖ の変動を補償することができる。 このことは、ターゲット・トランスポート１１０が一定距離ｖａＴ０の並進移動 増分を完了するたびに、イオンビームの各走査を開始（すなわち、トリガー）す ることによって達成することができる。並進速度が異なる値Ｖに変化する場合に は、ドーズコン）・ローラ１１３が次のビーム走査を以下の（式７）で定まる反 復時間Ｔと同時に起こるように自動的にトリガーすることができる。 マＴ−マ。Ｔｏｌ　（式７） 第７Ｂ〜７Ｆ図が、偏向素子９６によるイオンビーム走査のための変形的波形を 示している。第７Ｂ図は、３回の往復走査を示している。３回の全走査の後、か つ第７Ａ図で説明したような補償動作の実効の前に、積分が起こる。 第７Ｃ図は、走査路９８にわｌこって一方向にのみ線形走査が行なわれ、その後 開始電圧Ｖ０へと急速、はとんど瞬時に戻る。各一方向走査の後に積分が起こる 。第７Ｄ図の波形は、第Ｃ図のものとほとんど同じであるが、ステップ状電圧が 付加されていて、軌跡１０２ａのターゲット外の位置からターゲット表面１（Ｈ の開始端へとビームを急速に進めている。第７Ｅ図は、第７Ａ図に示す波形の大 体反転したものであり、電圧Ｖ０が走査素子９６に印加される最大の走査電圧に なるようにビーム１０４がターゲット表面＋００の片側にある。第７Ｆ図は、非 線形走査波形を示し、たとえば偏向素子９６内の静電偏向プレートの電圧／偏向 角度特性などのイオン光学系内非線形性を補償するために都合良く用いられる。 第８八および８Ｂ図はともに、本発明のさらに利益ある実施例を図示的に示した ものである。第６図の装置９Ｇのビーム走査を横切ってターゲット対象物を８回 並進さセることにより、ターゲット対象物上の全イオンドーズ量を補償する。本 発明のこの実施例においては、インプランテーション動作の間に並進位置を時間 の関数として測定し、ターゲット対象物の連続的並進位置にお（プる蓄積イオン ドース量りを記憶するためのメモリ素子を使用する。 上述の装置ｔ９０か走査間隔１を調整して、イオンビーム電流内の微少変化を補 償することができる。しかしながら、ビーム電流ｌが減少して、それにより（式 ４）の所望の時間間隔１′が報告時間Ｔよりも大きく、Ｔがそれに対応して増大 しない場合には、ビーム電流減少の補償は不完全となることがある。しかし、第 ６図に示す本発明に従ったドーズ量制御装置は、適切な補償をもたらすことがで きる。第８Ａ図に示すターゲット表面１００は、ビーム路り８に横切る方向、す なわちＮ６回の並進軸１目の方向の位置ｙの関数として第８Ｂ図にグラフ表現で 示すイオンドーズ量の上方に整列している。ターゲット表面が位置ｙ−ｙｉにあ るたびに、すなわちターゲット対象物のＮ回目の並進走査のｔ；びに生じたドー ズ量をビームディテクタ１０６で測定し、同じターゲット対象物１１２が同一並 進位置にあるどきの従前までの全ての蓄積ドーズ量に付加する。この蓄積ドース 量情報をドーズコントローラ１１８（対６図参照）のフンピユータメモリ内に記 憶する。 ドーズ量上方は、ｙの異なる値に対応する異なるメモリ位置に記憶することかで きる。連続する測定位置間のステップサイズまたはｙの増分は、ｖｏＴｏに等し い。 次に並進ドライバ１０Ｂがターゲット表面１．００を同じ位置ｙ１にもってきた どきに、寓速静電走査時間亀が調節される。それによって位置ｙｉに供給される ドーズ量が、第８Ｂ図に示すような現在の並進の終了時に要求されるドーズ量と そのｙ位置における蓄積された測定ドーズ量りとの差に等しい。もしこの差が大 きすぎて、１回のビーム走査の可能反復時間Ｔ内では補償不可能である場合には 、ドーズコントロール素子１１８が、次のターゲット並進時に、すなわち次にタ ーゲット対象物＋１２が位置ｙｉにきた時に、補償を続行する。インブラント動 作のために初期的に定められたＮ０回の並進の最後において、あるターゲット位 Ｉｔ（すなわち、イオンドーズ量が要求される場合）ではｌ−０として並進走査 を実行することができ、また全蓄積ドーズ量が所定の最終ドーズ量Ｄ０よりも少 ないところでは露光を行うようにすることができる。このプロセスによって、ド ーズ量の一様性が改良され、この達成された一様性が記録され表示される。 第９図は、第６図の装置９０と本発明に従ったドーズコントローラ１１！の素子 とを結合させたブロック図を示している。ｒＪ！Ｊ示のドーズコントローラＩｌ ｌは、−ｉ性コントロールコンピュータＮｏを使用し、それとともにコンピュー タメモリＩＮおよびディスプレイターミナルまたは同様な出力素子ｍを有する。 第９図では、第６図の偏向素子９６とイオン源９２とを、別間の偏向電圧波形発 生器９６ａに接続した単一のイオンビーム源９２．９６としテ示している。 位置センサ１１６は、ウェファ表面のｙ位置、すなわち矢印１目に沿った並進位 置を表わす電気信号を生み出す。 この信号は一様性コントロールコンピュータに印加され、そして直接にあるいは コンピュータ＋２０を介してコンピュータメモリ１２２へと導かれる。本装置に とって選択的である図示のディスプレイターミナル１２４が、コンピュータ１２ ０およびコンピュータメモ１月２２に接続されて、並進位置（ｙ）の関数どして の累積されたイオンインブラントドーズ量を表示する。 第９図をさらに参照すると、代表的には電流積分器を含むイオンビームディテク タ＋０６が、集積ビーム電流に応答しＩ；信号を生み出し、それをコントロール コンピュータ１２０に印加する。図示の例においては、コンピュータ１２０は、 偏向発生器９６Ａからも走査時間間隔ｔを表わす信号を受ける。コントロールコ ンピュータ＋２０は、累積ドース量信号（すなわち、Ｄ−に目に対応した信号） を生み出す。コンピュータメモ１月２２は各並進位置についてのこの信号を記憶 することができ、上述のごとくディスプレイユニット１２１がこの信号を並進位 置の関数として表示することができる。 一様性コントロールコンピュータ＋２０が（弐６）に従って調整した間隔信号ｔ ′を生み出し、それを偏向発生器９６Ａに印加する。それにより、第７Ａ図を参 照して前述したように、走査速度を変化させて、そのインブラント動作時におけ る所望ドーズ量と実際のドーズ量との差を減少させる。このようにして第９図の 装置が、ドーズコントロール動作を実行し、第７Ａ、８Ａおよび８Ｂ図に関して 述べたプロセスを果す。 第９区をさらに参照すると、図示のドーズコントローラＩｌ＆は、第４図のディ テクタ８２に関して前述したようなトラベリングビームディテクタ１２４をも含 んでいる。 ディテクタ１２４は、ドライブおよび位置センシングユニット＋２６に接続され ている。センサ１２６は、イオンビームの走査に比して遅い速度でトラベリング ディテクタ１２４をビーム路９８に沿って移動させる。 ドライブおよびセンスユニット１２６は、トラベリングディテクタ１２４を路９ ８から外れた位置に維持し、かっターゲット対象物が走査路９８を横切って移動 するような位置にターゲット輸送手段１１０がきたときにこの輸送手段の路から 離すようにディテクタ１２１を維持する。図示のドライブおよび位置ユニッｌ− １２６が走査路に沿ってトラベリングディテクタ＋２１を移動させるのは、ター ゲット輸送手段１１０が走査路から完全に離れているときだけである。たとえば 、ターゲット輸送手段が、九理済み被加工物の取出しまたは未処理の被加工物の 装填のために装填または輸送ステーションへと移動するときだけである。 第９図の装置は、トラベリグディテクタ１２６および走査端ディテクタ１０６の 両方のために単一のイオンビームディテクタを利用することができる。しかしな がら、簡単のために、第９図は２個のビームディテクタを示している。代表的に はファラディ型ディテクタであるトラベリングディテクタは、走査ビーム１Ｇ２ がターゲット路９８にわたってゆっくりと移動しディテクタ１２４を掃引すると きに生み出される、多数の電流パルスの時間積分に応答する信号Ｊを検出する。 ドライブおよび位置ユニット１２６は、トラベリングディテクタ＋２４の移動制 御に加えて、信号Ｘをもたらず。信号Ｘは、時間の関数としての、走査路９８に 沿ったディテクタ＋２４の位置を特定する。この位置信号は、走査路に沿ってゆ っくりと移動するトラベリングディテクタ１２４の各瞬間における位置を特定す る。 そしてこの信号は、ある特定の時刻に路に沿ってディテクタがビーム電流を測定 する場所を特定する。 偏向電圧波形発生器Ｕｓは、ディテクタＨ４がら電流信号ｉを受け、ドライブお よび位置センシングユニットＨ６から位置信号工を受ける。これらの１３号に応 答して、代表的には一１７ｆ性コントロールコンピュータ＋２１に連係シて、波 形発生器９６１が、走査イオンビーム源９２．９６がイオンビームを走査するこ とに応じて、偏向電圧波形を生み出す。偏向発生器が波形を計算して、ビーム走 査をもたらす。これにより、ターゲット表面上の各点についてのイオン電流の一 様性レベルが達成される。あるいは、路に沿ったイオンビームの各高速走査上で 、走査路９８に沿っての電流の選択した空間分布が達成される。この計算された 偏向波形は、以下の式で表わすことができる。 ｄＶ／　ｄｔ＝　ｄｖ／　ｄｔｏＸ　Ｉ　！／　Ｉ　ｏ　（弐８）ｔ；だし、 Ｉｏ：所望の理想ビーム電流 ■ｘ：偏向波形の勾配がｄＶ／ｄｔｏであるときの、トラベリングディテクタ＋ ２４で測定した点Ｘにおけるビーム電流 ｄＶ／ｄｌｌｘと１０との差を補償するために要する波形のための勾配の計算値 要するに、第９図に示したような本発明のドーズ量一様性制御装置は、偏向波形 を調節かつ修正することができ、イオンビーム走査を制御して、高速走査に沿っ た各点におけるターゲット路上の一様性または他の選択的ビーム電流分布が達成 される。装置はさらに、各高速走査の間隔およびそれに応じた速度を調節するこ とができる。 時間間隔」を調節することによって、各走査ごとにターゲット対象物に対して選 択したイオンドーズ量を導入することができる。さらに、ターゲット対象物上の ビーム走査の位置、すなわちビーム走査方向に横切る座遠方向に沿ったビーム走 査の位置に従って、ドーズ量を選択することもできる。本装置はさらに、膚方向 走査（すなゎち、走査路に対してのターゲット対象物の並進）に一致して各ビー ム走査が開始するときの相対時間Ｔを調節することができる。本装置はまた、横 方向走査速度（すなわち、並進速度）をも制御することができ、ターゲラｉ・対 象物が横方向に走査される（すなわち、走査路９ｇを通過して並進される）回数 を選択することもできる。このようにして、本装置は、ターゲット対象物上の各 々の選択した横方向（すなわち、並進方向）位置において選択した累積イオンド ーズ量をもたらす。これらの結果をもたらすために、第６図のドーズコントロー ラ１１８が、プログラマブルディジタルコンピュータ、コンピュータメモリおよ びディスプレイターミナルを含む。本装置はさらに、図示のファラディディテク タ１０６．１２１によりもたらされるようなイオンビーム電流を検出する装置を 含む。 さらに、ドライブおよび位置センサ！２６ならびに位置センサ１１６により示し たようなドライブおよび位置センシング素子を含む。さらに、走査イオンビーム 源に連係して動作する偏向波形発生器９６ａを含む。 第１０図のフローチャートは、本発明に従った集積回路製造中の半導体ウェファ のイオンビームインプランテーション（たとえば、第９図の装置９０）のための 動作順序を示している。図示の順序（当業者は実際の実行に合わせて容易に変化 可能である）は、初期化動作１３０で始まっている。代表的にはこの動作中に設 定されるパラメータは、以下のものを含む。 半導体ウェファの所望の全プロセスドーズ量、走査路にわたってのウェファの並 進回数、トリガー時刻Ｔ０の公称値および走査時間【の公称値【。、ならびに ビーム走査の方向を横切る軸に沿ってのウェファの各位置における、走査あたり の所望ドーズ量。 順序は次に、更新および偏向波形に移る。すなわち、動作＋３２において、発生 器９６ａが波形を走査イオンビーム源９２．９６へと印加する。この更新動作は 代表的には、ターゲラ］・路９８を横切るイオンビームの多重高速走査を含む。 ターゲット輸送手段＋１０が道から外れて、トラベリングイオンディテクタ＋２ ４がビーム路９８に沿ってゆっくりと移動して、少なくともビーム路に沿って選 択した位置において（好適には連続して）イオンビーム電流を測定する。ドライ ブおよび位置センサ１２６によってトラベリングディテクタ位置が検出される。 図示の動作順序は次に動作１３３に進み、そこでウェファがターゲット輸送手段 ＋１０にロードされる。動作１３４において、ビーム走査を横切る方向にウェフ ァを並進ドライブ１０８で並進させる。走査ビーム路を横切るウェファ並進の間 、図示の順序は以下の段階を含む。動作１３８によってイオンビームを路９８を 横切って走査する段階、およびそれと同時に動作１３６によって位置センサ１１ ６で並進位置を検出する段階が含まれる。 図示の順序は動作＋３８によって、少なくとも照射すべきウェファの第１領域が ビーム路９８を通過して並進を開始する時までに、ビーム走査を始める。各走査 の間に、あるいは選択した数回のビーム走査の組ごとに、動作１ｉ０において、 第９図の７アラデイデイテクタ１０６によりビーム電流が測定される。動作＋４ ２に示すように、ビーム電流および並進位置の測定結果に応じて、ビームトリガ ー時刻Ｔおよびビーム走査時間間隔【が調節されうる。 決定動作１４１では、各走査の端部においてビーム路９ｇを横切るウェファの並 進が完了したか否かが決定される。 消極的な決定の場合には、順序は他のビーム走査を実行する段階に移る。すなわ ち、動作Ｈ８，１４０および目２が反復され、同時にウェファ並進および動作＋ ３４、＋３６の位置検出が続行される。図示の順序はゆえに、イオンビームをタ ーゲット対象物を横切って反復的に走査する。１回まｔ；は複数回の連続的ビー ム走査の各組について、走査時間間隔および走査開始時間の調節がなされる。 動作１４６において、ざらにドーズ量コントロール動作が実行される。動作１３ ６において、並進位置の検出に応答して少なくとも部分的に並進速度が調節され る。図示の順序は動作１４８を含み、そこでは第８八および８Ｂ図を参照して前 述したように各走査についての並進位置情報が記憶され、累積ドーズ量が表示さ れる。 動作口４からの肯定的な決定（すなわち、全ウェファ表面が照射されたという決 定）に応答して、図示の順序は次の決定動作１５０を実行する。そこでは、ウェ ファ表面上の全ての点において累積ドーズ量が所望のレベルにあるか否かを決定 する。すなわち、追加的な走査並進が必要か否かを決定する。肯定的な決定の場 合には、順序が動作＋５２に移り、並進走査の回数Ｎを調節し、さらにウェファ の並進を始める（動作１３４）。動作１５０の否定的な決定の場合には、順序が 動作１５４へと進み、その点においてイオンインプランテーションプロセスが完 了し、ウェファが輸送手段からアンロードされる。 本発明の他の実施例も、上述のような一般的なタイプのイオンインブランターの 各々に適用することができる。 高速走査ではなく低速走査がコントロールおよび操作のために有用であるような 変形例の場合には、応答時間が同様にゆっくりであり、適用される技術も応答が 早くない（効果的であるが）。 第１のタイプの静電走査ビームの場合には、線形ファラデイカツブまたは複数の ファラデイカツブの線形配列がウェファに沿って取付られうる。−好適実施例で は、１個または複数個のファラデイカツブが高速走査方向に垂直に整列される。 さらにウェファとイオンビームとの空間的関係を常に知るために、好適には低速 走査がウェファにわたってステップ状にラスターされる。この配列においては、 第６〜９図を参照して上述したものに実質的に等しい技術が用いられて、ドース 量一様性をモニターし、コントロールする。 第２のタイプの機械的走査されるインブランターの場合には、線形位置エンコー ダまたは回転位置エンコーダが高速走査および低速走査のいずれにも組入れられ て、どのようなウェファでもインブラント中常時、イオンビームの位置を表わす 信号をもｔ；らず。上述したように、電流測定に応答して、低速走査速度および ／またはビーム電流強度が連続的に調節されうる。スピニングディスクの場合に は、ディスク内の単一スロットにより、ウェファ間の複数スロットにより、ある いはディスクのスポーク上に複数のウェファを間隔をあけて取付けることにより 、電流を測定しうる。高速ビームゲート（好ましくは静電タイプ）またはビーム 電流パルサーを用いることによって、注目はされるがインブラント実行中には完 全に補正され得ないドーズ量変形が、その後に補正される。 このことは、本発明に従い１回または複数回の追加的走査を行なうことにより達 成される。すなわち、各ウェファ上のビームの位置および高速ビームゲートの使 用に関する知識が組合わされて、特定ウェファ上の所望領域のみがインブラント される。 ドラムまたはベルトを用いる第３のタイプのハイブリッドタイプインブランクの 場合には、固定ファラデイカツブがドラムまたはベル！・の一方何に取付けられ 、機械的に移動する回転または線形位置エンコーディング装置と協働して静電ま たは磁気ビーム走査の制御を可能にする。 ディスク上で静電的または磁気的に走査されるビームの場合には、ディスク内の １または複数のスロットを利用して、静電または磁気走査波形を制御することが できる。その間に、ディスク上の回転エンコーディング装置および高速ビームゲ ートを、前述のような異常接続のために用いることができる。 上記のように、本発明は、イオンビーム偏向のｊ；めのセクター磁石の改良をも ｊ；らし、ある特定の方向を向き互いに平行である走査ビーム軌跡を達成する。 本発明がさらにもたらすイオンビーム加速器は、イオンビームを通過させるため のスロット開口を有する電極を利用し、走査用イオンビーム装置のだめの新規な イオン光学幾何形状をもたらす。この新規な幾何形状は、分析装置中のビーム偏 向を走査のだめの他のビーム偏向と同一方向にしたり反対方向にしたりして、走 査ビーム軌跡を平行または他の選択的方向にすることができる。 本発明の他の特徴によれば、ハイレベルのドーズ量一様性のためのイオンビーム ドーズ量コントロールがもたらされる。ドーズ量一様性または他の選択的外形が 、ターゲット対象物にわたってのビームの各単一走査に沿つて得られる。また、 １図または複数回の走査の連続組の場合に、ターゲット表面上の座標に沿っＩ； 各点においである特定のドーズ量外形が得られる。ドーズ量コントロールの特徴 として、ターゲット対象物表面上の各点におけるイオンビームレベルのマツピン グがある。ゆえにイオンインブラント動作を通して、ターゲット位置が測定およ び記憶される。 集積回路製造における半導体ウェファのイオンビームインプランテーンヨンに対 する本発明の一応用例において、２００ｍｍの程度の径の半導体ウェファが、た とえば２００キロボルトのエネルギおよび２ミリアンペアの程度の大きさのビー ム電流を有するイオンビームに露光する。この実例では、偏差１パーセント以下 のドーズ量一様性を達成し、ウェファの全表面にわたって１７２パーセント偏差 以下に収まる。装置は、ビームをビーム路にわたって１．０００ヘルツの速度で 走査し、ターゲットを矢印１１４の横方向に約１ヘルツの速度で移動し、そして 第９図のディテクタ１２１なと゛のイオンディテクタをヒ゛−ム路１こわＩこり ５秒間程度に１回移動する。さらに、図示の実施例では、矢印１目の横方向に沿 ったイオンビーム幅は約１／４インチであり、１回のビーム走査の時間の間のこ の方向のターゲット対象物並進は１インチの１／＋００である。こうして、この 実施例におけるイオンビーム幅は、連続するビーム軌跡間でターゲット対象物が 並進する距離の２５倍である。 かくして、本発明によれば、上述のような対象物が効率的に得られる。請求の範 囲によって限定された本発明の真の範囲を外れることなく、多くの変形がなされ うる。 国際調査報告 １ＩｌＩｎｔａ勧（１１畠ｌＡｐ＠ｌ「ｃ畠”””ＰＣＴ／ＵＳ８７１０ｎＩ１ ０４ＰＣＴ１０Ｓ８７１００ＥＩＯ４ Ｃｏｎｔ　Ｖ工。 エエエ、Ｃｌａｉｍｓ　８−１８　ａｒｅ　ｄｒａｗｎ　ｔｏ　ｉｏｎ　ｉｍｐ ｌａｎｔａｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅｃｌａｓｓ４ｆｉｅｄ　ｉｎ　ｃｌａｓｓ　 ２５０　５ｕｂｃｌａｓｓ　４９２．２１゜工Ｖ、Ｃｌａｉｍｓ　１９−２０　 ａｒｅ　ｄｒａｗｎ　ｔｏ　ａ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎａｌｙｚ ｅｓａｎｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｍｅａｎｓ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎ 　ｃｌａｓｓ　２５０　５ｕｂｃｌａｓｓ・３９６Ｒ。 工ｎ　ａ　ｔ−ｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｉｎｔｅｒｖｉｅｗ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｅｘ ａｍｉｎｅｒ　Ａｎｄｅｒｓｏｎａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｒｔ’ｓ　ｒｅｐｒｅ ｓｅｎｔａヒｉｖｅ　Ｍｒ＋Ｌｉｅｐｍａｎｎ　ｏｎ　５−２０−８７＃Ｍｒ、 　Ｌｉｅｐｍａｎｎ　ｃｈｏｓｅ　ａｌｌ　４　Ｇｒｏｕｐｓ　ｆ’ｏｒ　５ｅ ａｒｃｈ　ｐｕｒｐｏｓｅｓａｕｔｈｏｒｉｚｉｎｇ　ａ　ｃｈａｒｇｅ　ｏｆ 　５４２０　ｔｏ　ＡＣＣ，Ｎｏ、１２−００８０．　Ｍｒ。 Ｌｉｅｐｍａｎｎ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ａｄｖｉｓｅｄ　ｔｈａヒａ、　ｈｅ　 ｈａｓ　ｎｏ　ｒｉｇｈｔ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ａｎｙ　ｇｒｏｕ ｐ　ｎｏｔｐａｉｄ　ｆｏｒ。 ｂ、　ａｎｙ　ｐｒｏｔｅｓセ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｆｉｌｅｄ　ｎｏ　ｌａａｓ ｒ　ヒｈａｎ　１５　ｄａｙｓｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｄａｔｅ　ｏｆ　ｍａｉｌｉ ｎｇ　ｏｆ　ヒｈｅ　５ｅａｒｃｈ　ｒｅｐｏｒｔ　ばｏｒｎｔ２１０）。 Ｒｅａｓｏｎｓ　ｆｏｒ　ｈｏｌｄｉｎｇ　１ａｃｋ　ｏｆ　ｕｎｉｔｙ　ｏｆ ヒｈａ　１ｎｖｅｎｔｉｏｎ：Ｔｈｅ　１ｎｖｅｎｔｉｏｎ　ｄｅｆｉｎｅｄ　 ａｓ　Ｇｒｏｕｐ工ｉｓ　ｄｒａｗｎ　ｔｏ　ｔｈｅｕｓｅ　ｏｆ　ｄｅｆｌｅ ｃｔｏｒ　ｍａｇｎｅｔｓ、　ｉ、ｅ、　５ｅｃｔｏｒ、　ｃｌａｓｓｉｆｉｅ ｄ　１ｎｃｌａｓｓ　２５０５ｕｂｃｌａｓｓ　３９６　ＭＬ　ｗｈｉｃｈ　ｂ ｅａｒ　ｎｏ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｔ。 ヒｈｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｇｒｏｕｐ　ＩＩ　ｃ ｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎ　ｃｌａｓｓ３１３　５ｕｂｃｌａｓｓ　３６０．１ ．　Ｌｉｋｅｗｉｓｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｘエエ　ｏｆ　ａｎ　ｉｏｎｉｍｐｌａｎ ｔｅｒ　ｍｅａｎｓ　ｈａｖｉｎｇ　ｍｏｖｅａｂｌｅ　ｆａｒａｄａｙ　ｃａ ｇｅｓ、　ｆｅｅｄｂａｃｋｃｊ、ｒｃｕｉｔ、ｒｙ　ｔｏ　ｄｅｆｌｅｃｔｉ ｏｎ　ｍｅａｎｓ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎ　ｃｌａｓｓ　２５０ＰＣＴ／ ＵＳ８７１００８０４ ｓｕｂｃｌａｓｓ　４９２．２１　ｂｅａｒｓ　ｎｏ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉ ｐ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍａｓｓ　ａｎａｌｙｚｅｒ　ｍｅ ａｎｓ　ａｎｄ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｏｆ　Ｇｒｏｕｐ　ＴＶ　ｃｌａｓｓｉｆ ｉｅｄｉｎ　ｃｌａｓｓ　２５０５ｕｂｃｌａｓｓ　３９６　Ｒ。 Ａｐｐｌｔｃａｎｔ　ｉｓ　ｈｅｒｅｂｙ　ｇｉｖｅｎ　長」狙ｕｆｒｏｍ七ｈ ｅ　ｍａｉｌｉｎｇｄａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　５ｅａｒｃｈ　ｒｅｐｏｒｔ　 ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｏ　ｆｉｌｅ　ａ　ｐｒｏｔｅｓセ　ｏＥｔｈｅ　ｈｏｌ ｄｉｎｇ　ｏｆ　１ａｃｋ　ｏｆ　ｕｎｉｔｙ　ｏｆ　１ｎｖｅｎセｉｏｎ、　 Ｉｎ　ａｃｃｏｒ−ｄａｎｃａ　ｗｉｔｈ　ＰＣＴ　Ｒｕ１．ｅ　４０．２　ａ ｐｐｌｉｃａｎｔ　ｍａｙ　ｐｒｏｔｅｓｔ　セｈｅｈｏｌｄｉｎｇ　ｏｆ　１ ａｃｋ　ｏｆ　ｕｎｉｔｙ　ｏｎｌｙ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｐｅｃｔ　ｔｏ　ヒｈ ｅＧｒｏｕｐ（ｓ）　ｐａｉｄ　ｆｏｒ。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for ion beam scanning. More particularly, the present invention relates to novel apparatus and techniques for high-speed parallel scanning of ion beams. Main departure In one modern application, a relatively compact machine facilitates the implantation process of relatively large semiconductor wafers with high dose accuracy. One prior art technique uses two magnetic deflectors to generate parallel scanning beams in one direction. See, e.g., U.S. Pat. No. 4,276,477. Additionally, this prior art device scans after ion beam acceleration. Therefore, the ratio A relatively large deflection field is required. There is also a problem in uniformly scanning the beam. For example, in some cases, such as ion beam inbulators, it is necessary to have a spatially uniform dose across a semiconductor wafer or other target object. Some conventional techniques include medium-current implants that scan the ion beam two-dimensionally using electrostatic deflectors. Includes on-in blunter. However, such devices require parallel scanning beams. The beam does not generate a beam, scans after acceleration, and the beam intensity fluctuates and cannot be controlled. Furthermore, in the fabrication of integrated circuits using ion beam implantation of semiconductor wafers, accurate and precise ion dosing of semiconductors is essential for successful IC performance. It is known to be important for Ion implantation of defects It is impossible to detect it in time to correct it. As a result, the hardware or parts thereof may become worthless after expensive processing. Accordingly, one object of the present invention is to provide a new and improved ion implantation device and method. It is another object of the present invention to provide an ion beam implanter that can provide fairly accurate and highly accurate ion doses at relatively high throughput for relatively large semiconductor wafers. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for Yet another object is to provide an implanting device or method that is suitable for providing relatively wide beam scans and whose components are relatively compact with low power consumption. Another object is to provide new improvements in methods and apparatus for scanning ion beams. In particular, it provides improvements in beam scanning and deflection, beam acceleration, device geometry and compactness. Other objects of the invention will become clearer from the description below. SUMMARY OF THE INVENTION According to one feature of the invention, initially stationary (i.e., time-invariant) An ion beam with a spatial contour executes high-speed one-dimensional oscillatory motion in the following manner. (i) The ion trajectories remain parallel to each other in all vibrational phases. (ii) The amplitude of vibration can be easily controlled. and (iii) the vibration waveform is easily controlled. I can control it. An ion beam scanning apparatus and method according to one aspect of the invention includes a magnetic ion beam scanning apparatus and method. the two sector-shaped pole pieces in which the two sector-shaped pole pieces are both truncated. The beam axis as the ion beam enters the beam scanner before scanning deflection is truncated. If not, each pole piece should be a point in space and two pole pieces. a pair of truncated points passing between the adjacent sides of the scanning beam in the gap between the beams; The loop piece is located. More specifically, an apparatus for providing a scanned ion beam in accordance with features of the invention typically includes a source of an ion beam oriented along a selected initial axis; scanning means for deflecting the on-beam from the axis to form a substantially flat scanning beam. Polarizes the scanning ion beam parallel or with other directions. The magnetic deflector for directing is a sector magnet having at least two pole pieces. Contains stones. The pole pieces are positioned so that they closely overlap each other and are spaced apart. A scanning beam passes through this interval. Each pole piece has an entrance face facing towards the source and an exit face on the opposite side. It has a further end and a cut w4 end. If the pole piece is not truncated, the truncated end is located between the far end and the point in space where the entrance and exit surfaces intersect. The cross section of each pole piece in the plane parallel to the scanning beam and therefore parallel to the gap has a truncated triangular sector shape. Ru. The minimum width is between the entrance and exit surfaces at the truncated end, and the widest at the far end. Furthermore, two sector magnet pole pieces are arranged such that each entrance face is oriented in the direction of the initial ion beam axis and the gap is coplanar with the scanning beam. sector magnet The stone pole piece is further positioned to receive the beam in the gap between the intermediate positions of the pole piece ends. Furthermore, the undeflected beam axis passes between the virtual intersection of the extensions of the entrance and exit surfaces and a position close to the truncated end of the pole piece. Magnetic beam deflectors typically have a gap of uniform width to achieve a spatially uniform magnetic field along the length of the gap. Magnetic deflectors can be advantageously used to deflect the paths or trajectories of the scanned ion beam so that they are relatively parallel to each other. According to another feature of the invention, a relatively compact electrostatic accelerator for a scanned ion beam has an exit electrode. The beam emitted from there is directed towards the target. The electrode is provided with an elongated slot-like opening for the passage of the beam. The length-to-width ratio of this non-circular accelerator path is greater than or equal to 3 and is typically on the order of about 1G. A slotted accelerator electrode exposes a flat scanned ion beam therethrough to a focusing fringe field. The fringe field has a substantially uniform absolute value and direction for all beam trajectories within the scanning envelope. In one embodiment of the preferred accelerator shown, the entrance electrode is also slotted. This slot exposes the scanning beam passing through it to a focusing fringe field. Ru. This fringe field is highly uniform in magnitude and direction at all locations along the scan envelope. In addition, intermediate or additional accelerating electrodes are preferably provided lateral to the accelerator. It has an elongated slot I through which the cutting beam passes. If the trajectories of the scanning beams are parallel, i.e. parallel scanning beams, then all electrodes of the accelerator have identical elongated slots that overlap each other along the solid axis of the scanning beam. It has a cut-shaped opening. According to another feature of the invention, a method and apparatus for producing a scanned ion beam having a beam trajectory parallel to the exit axis or in other directions is provided. It has a target shape at A magnetic analyzer deflects the beam from the ion source by a selected angle in a selected direction. The scanner is further deflected in the same direction as the beam. side A deflector bends the trajectory of the scanning beam in the opposite direction to achieve the desired final trajectory scan. This scanning beamforming is preferably accomplished at relatively low beam energies. The scanning beam is then accelerated to the desired energy level. According to another feature of the invention, by ion implantation of a semiconductor wafer. This provides a method and apparatus that is particularly advantageous for the manufacture of integrated circuits. semiconductor wafer The ion beam is detected at the station where the ion beam is exposed to the beam. Exposure is controlled to expose selected ion dors at each location on the target object. amount is achieved. A highly uniform dose is then achieved over the entire target surface. Considering the background of this dose control of the present invention, there are three types of iodine in the prior art. There was an in-blunter. One type is a semiconductor wafer that is stopped (or irradiated with an ion beam). The ion beam is swept in two dimensions across Ru. In the second type, the ion beam remains stationary and the other target moves in two dimensions (Cartesian coordinates Cx, y) or in the polar position (', 0). The third type is a hybrid type in which the wafer moves along one coordinate direction and the ion beam moves along the other direction. The speed of one scan is sufficiently faster than the other to produce a non-overlapping pattern of subparallel lines on the wafer. That is, each tray of the beam on the target This is a pattern in which the lines are shifted from each other. The first type of inblunter is typically implemented with medium current devices. straight One wafer is implanted at a time by electrostatically scanning the ion beam through two intersecting pairs of sweep plates or other beam deflectors. X and The scanning frequencies of y and y are usually random. If stabilized, ion bis The system should not repeat regular patterns (for example, Lissajous shapes may not form). ), is set. The position of the ion beam at any time during an ion implantation operation is generally unknown. The second type of inblunter is a high current device using an apertured rotating scanning disk. This is being carried out in-house. How uniformity is achieved with this device is described in Roberts, US Pat. No. 3,778,626. The method changes the radial velocity of the disk to compensate for the angular velocity geometric change, which is proportional to I/R (R is the distance between the disk axis and the beam intersection point). Rydin (U.S. Pat. No. 3,234,727) discloses positioning precision scanning slots radially within a scanning disk to avoid measurement R. In other conventional mechanisms, scanning slots must be in the slow scan direction.By using l or more scan slots that act as pseudo-wafers, Therefore, the beam path measured in the Faraday cup attached to the rear of the disk. The radial velocity can be continuously adjusted using the lasing. As a result, the same number of On passes through the slot at all R values. Again, at any time The beam position is generally unknown. An example of a third type of inbulator is one in which the ion beam is electrostatically scanned in one direction. The target wafer is attached to the inside or outside of the rotating drum. Deformatively, a slowly changing magnetic field wraps the beam into a rotating disk with an aperture. scan in the radial direction. In contrast to these prior art devices and methods according to other features of the invention. The beam position on the wafer or other target is monitored or determined continuously or at least at multiple times during the ion implantation. Set. Also, the beam intensity as a function of position is maintained during the implant. The apparatus and technique of the present invention further provides for in-embedding wafers and other targets. The amount of dose that should be applied can be quickly corrected. If the implant is functioning normally When it is not possible to completely correct dose variations during operation, an additional implant is performed in accordance with the present invention to compensate for dose deficiencies. Those who follow the invention The method and apparatus further include the ability to remove the wafer from the implant device and adjust or correct the dose of the wafer after the implantation. It is then possible to reposition the wafer in the apparatus. The dose uniformity control of the present invention is applicable to any of the three types of inplanters described above. The preferred embodiments described below are particularly suitable for the third type, hybrid. This is related to the head type. Apparatus and methods according to one aspect of the dose control of the present invention include a source of an ion beam, a target surface, which may include a single semiconductor wafer or multiple wafers, or other target object, and a method that includes a source of an ion beam, a target surface that may include a single semiconductor wafer or multiple wafers, or other target object; AEON B element that causes relative movement of the frame. The relative movement in one direction is at a first speed. This first speed is significantly faster than the second speed in the other direction. The device of the present invention further includes an element that senses the ion beam current periodically or at specific intervals, and an element that senses the position of the ion beam relative to the target surface at the time of current sensing. element relative to the target surface in response to the sensed beam current and position. The ion beam includes elements for controlling the position and/or the first velocity and/or the second velocity of the ion beam. Thereby, the deviation of the implant ion dose from the desired value is reduced over the entire target surface. One preferred embodiment for the dose control feature of the present invention may be described in connection with a hybrid ion beam scanning device. In this device, one-dimensional height High-speed parallel scanning of the ion beam can be achieved using a fast electrostatic scanner. Also, tar Mechanical linear scanning or movement of the target object is achieved. However, the main Many of the features of the light can be conveniently combined with other types of inblunters and beam scanning devices. can be included. One preferred embodiment in accordance with the dose control feature of the present invention is to sensing the ion beam current at at least a plurality of locations along the target path. An electrical signal responsive to the sensed beam current at each location is applied to the beam scanning element to obtain a specific ion beam current at each location along the target path. This embodiment thus provides an electrical signal as a function of position along the beam scan path in response to beam current. The beam scanning movement as a function of time is then controlled as the beam traverses the scan path. At each point or location along the target path, a specific beam current is obtained. Typically, the desired amount Cloth is a highly uniform current. The device of the invention thus provides highly accurate and precise results. In implementing this device, the ion beam is scanned at a relatively high speed and the beam current is sensed along the scan path during the scan. This beam sensing means that the target object is is reached using a sensing element that traverses the scanning path at a speed slower than the scanning speed when will be accomplished. In another embodiment in accordance with the dose control aspect of the present invention, a method for moving a semiconductor wafer or other target object laterally with respect to the ion beam scan path is provided. Includes laws and devices. Successive beam scans thereby intersect at adjacent different locations on the target object. The ion beam targets all targets. is sensed at specific intervals during its passage across the object. Typically target vs. Once every l scans across the object. Beam scanning path at each sensing time The position of the target object relative to the target object is recorded. This beam measurement and position information is applied to control successive sets of one or more scans such that successive scans are Accurately match the desired dose for the location on the target object. In other embodiments, the apparatus and method monitors lateral movement of a target object relative to a beam scan path and initiates a set of one or more beam scans only when the target object advances by a specified increment. It is something to do. Thus, apparatus and methods according to the dose control feature of the present invention sense an ion beam exposing a target object. That is, the beam position along both scanning coordinates is monitor the ion beam position and sense the ion beam along the beam path and during continuous scans. It is something to know. The invention thus provides Provides full ion beam monitoring. There is also no need to monitor the beam position on the target object at each measurement point. This information is used to control the beam movement along each scan drift and in-branch I dosing on the target object. A specific spatial distribution of the amount of noise is achieved. In embodiments of the present invention, the target By scanning the ion beam multiple times across the object, a specific dose distribution can be obtained. The number of scans is also adjusted to obtain more accurate results. In accordance with the foregoing features of the invention; the ion beam scanning device is extremely compact; and low power consumption for a given beam energy. Furthermore, this device Suitable for relatively competitive manufacturing. This device delivers extremely accurate and precise doses to the scanned object. Where the present invention is implemented in semiconductor manufacturing In this case, many benefits can be obtained, including increased throughput and a significant reduction in manufacturing defects. As mentioned above, the present invention will be explained by several embodiments, but its true scope will be determined by the claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic representation of an ion beam scanning device according to the invention. 1A is a perspective view of a sector magnet according to the invention for beam deflection of the apparatus of FIG. 1; FIG. FIG. 2 is a perspective view of a slotted acceleration electrode according to the present invention that facilitates acceleration of the ion beam after scanning. Figures 2A and 2B are cross-sectional views of an acceleration column configuration for scanning a beam in accordance with the present invention. FIG. 3 is a schematic representation of an ion beam scanning device according to the present invention. FIG. 3A is a schematic representation of a modified ion beam scanning device according to the present invention. Figure 4 shows a file that provides useful information for maintaining beam intensity throughout the scan length. This shows the state in which the radio detector is slowly translated. FIG. 5 is a schematic representation of an apparatus according to the invention having a one-dimensional fast scanning beam and a slow mechanical scanning mechanism to achieve uniform illumination of a two-dimensional target surface. FIG. 6 is a block diagram of a scanning ion beam imblanting device, which is an embodiment of the present invention. Figures 7A-7F illustrate scanning waveforms that may be applied to an electrostatic deflection plate to perform high speed scanning in accordance with the present invention. Figures 8A and 8B are diagrams showing the relationship between the beam position of the target object and the ion beam dose according to the present invention. Figure 9 is a block diagram of an ion implantation apparatus according to the present invention. be. FIG. 10 is a 70-chart illustrating ion beam implantation in accordance with the present invention. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to the drawings, and in particular to FIG. 1, there is shown schematically the elements of an ion beam scanning device 10 for electrostatic and magnetic deflection of ion trajectories in accordance with the present invention. Source (not shown) The ion beam 12 first passes between electrostatic deflection plates 16. Typically, an oscillating voltage waveform I8 with a relatively high frequency of 1000 Hz is applied to an electrostatic deflection plate. applied to the Due to this electrostatic deflection field, the exit angle of the ion trajectory from the plate 16 changes as shown in FIG. Ion beam path +2A, 12B and 12c correspond to times 0, T/4 and T/2, respectively. Here, T is the period of waveform 18. Trajectories +2A and 12B also correspond to times T and 3T/4, respectively. After electrostatic scanning, the ion beam is then shaped into a wedge-shaped uniform constant magnetic field. Enter the field magnet 20. Regardless of the angle of incidence on the magnet 20, the ions emitted from it Adjust the wedge-shaped profile so that the trajectories of the beam +2A'', 12B' and 12c' are all parallel. However, the position of the ions exiting the magnet 2G depends on the vibrations applied to the deflection plate The voltage waveform changes rapidly at the frequency of 18. It has become One of the deflecting magnets 20, typically an electromagnet having a winding wound around a sector-shaped pole piece, is shown in FIG. The magnet 20 has a truncated triangular shape with a narrow truncated end 20 straight, a wide outer end 20b, an entrance surface 20c facing the electrostatic deflection plate and an entrance surface 20c facing the electrostatic deflection plate. It has a contralateral output 20a. The initial axis 22 of the beam 12 in the case of no scanning deflection is shown as passing through the intersection of the extension of the entrance surface 20C and the exit surface 20d of the magnet 20. FIG. 1A shows the magnet 20 diagrammatically shown in FIG. 1 in more detail. This bias The directed magnet 26 has a pair of fan-shaped pole pieces 2g and 30 having the same triangular shape. These are arranged one above the other, exactly overlapping each other, with gaps of uniform width between them. Each magnetic pole piece has a narrow truncated end Ha, 30g and a wide outer E28b, 30b parallel to it. Additionally, each pole extends between the truncated end and the outer end to The entrance faces 2gc, 30c facing the source, and the exit face on the opposite side! It has 8d and 30d. The initial axis 34 of the undeflected beam 32 is centered near the truncated pole piece end 282.30a. A magnetic deflector 26 is shown in FIG. 1A positioned relative to the ion beam source so as to pass through the gap. Beam deflection by deflector 36 changes the undeflected source beam into a scanning beam. The outer trajectories 32A and 32C of the scanning beams are located between a first position 38 and a second position 40 relative to the pole piece ends 28m, 30m and 28b, 30b, respectively, as shown in the gap of the magnet 26. through the inside pass In the deflection magnet shape shown in FIG. 1A, the initial axis 34 is closer to the scanning beam end trajectory 32A than in FIG. In contrast, in the case of FIG. 1, the initial axis 22 passes outside the pole piece, beyond the truncated end 20A, and towards the plane intersection 24. The structure shown in Figure 5 has the advantages of being physically compact and having a low deflection voltage. For example, less DC bias voltage is required to shift the beam from the initial axis 34 to the desired scan trajectory. Additionally, the magnet structure of FIGS. 1 and 1A made with a uniform gap width as shown provides a very uniform gap along the gap between truncations 21& and 301 and between ends 28b and 30b. Various magnetic fields are generated. This is in contrast to sector magnets where the pole pieces are not truncated. In the case of sector magnets which are not truncated and whose entrance and exit faces extend toward a narrow width at or near a point, The field in a narrow part of the field becomes non-uniform. Referring to FIG. 2, a slotted accelerating electrode 12.41 according to the present invention is shown. This electrode 42.14 does not accelerate the low energy scanning ion beam emitted by the deflection magnet 20 of FIG. 1 after deflection. The positive slotted electrode 44 and the grounded electrode 12 establish an axial acceleration field between them, sharply increasing the energy in the scanned ion beam over trajectories +2A'', 12B'' and 12c''. Post-pass ion acceleration is advantageous because the electrostatic and magnetic field deflections exert significantly less strength on low-energy ions compared to post-acceleration deflection.See Figure 2. , each electrode 42.14 is provided with a respective slot 42&, 44a, which has a uniform width transverse to the scanning direction 43 of the beam 12 in FIG. The measured length of each slot is The same length is used for the electrodes 42, 44 used for the row scanning beams. In contrast to conventional ion beam accelerators in which each electrode has a circular aperture, the present invention In the case of a throat I-shaped electrode aperture, along the entire length of the scanning beam, that is, the slot length. An electrostatic focusing fringe field of the same value is applied to the scanning ion beam. Also, the same focusing method is used in the direction perpendicular to the scanning direction 43 and within the plane of each electrode. has a direction. Achieving a uniform fringe field within the accelerator for each trajectory of the scanning beam has the advantage that accurate and precise beam trajectories can be obtained. In addition, The provision of a beam passing thrower 1- in the fast electrode allows for a more compact construction than isometric accelerators with circular electrode apertures. In one embodiment of the ion beam scanning device shown in FIGS. 1 and 2, the ion beam has an energy of about 35 gigovolts at the deflection section as shown in FIG. accelerated to kilovolt level. The height of the ion beam is about 1/4 inch (approximately 6 ffim) in the accelerator shown in Figure 2. The scanning width is approximately 10 inches (approximately 25.7 mm). This fruit The example accelerating electrode slot has a slot width of 1.6 inches (about 4 cm) and a slot length of H inches (about 36 cm). In this way, the slots within each accelerating electrode The cut has a length-to-radius aspect ratio of the order of 10, in this example 8.75. Yoriichi Generally, the invention is practiced with accelerating electrode slots having a length-to-width ratio of 3 or more. Figures 2A and 2B further illustrate another preferred embodiment of an accelerator for parallel scanning ion beams. As with conventional construction, the accelerator has a series of electrodes 46546b, 46e, 464°46e and 461 arranged exactly overlapping each other and axially aligned. These electrodes have parallel beams that pass through them. One slot opening 49a, 49b, 49c, 49d, 49e and 49f is provided. An external power source (8) for the accelerator is connected to the input electrode 46f to maintain it at a positive high voltage.A resistor 51 is connected between the electrodes as shown in the figure, and the potential of the continuous electrode is changed from the input electrode 46f to the output voltage. The resistance is low in proportion to the resistance up to the electrode 16a. down. A series of collar-shaped housings of electrically insulating material 50a, 50b, 50c, Sod and 50e are successively assembled axially in a sandwich between electrodes as shown to form an accelerating column and to control the entrance and exit of the scanning beam. Because of this, it has openings only at both ends in the axial direction. Thus, the accelerator, when assembled with other ion implantation equipment, can be evacuated by an external vacuum system and maintain the desired vacuum as in the prior art. Referring to Figure 3, the present invention for producing ion beams has numerous advantages. A composite ion beam optical device 50 according to the present invention is schematically shown. mass decomposition ability is 80 or higher. Device 50 has the ability to unidirectionally scan the beam at speeds of over 1000 hertz. Scan amplitude and waveform are easily controlled. physical ray The out is compact. Beam dimensions and target shape can be controlled relatively easily. Ions from a suitable source 52 are collected using an analysis magnet 51 and an image slit 56. mass selection is achieved. The analyzed beam 53 is passed through a magnetic quadrupole lens 62 and and 64. Lenses 62,64 provide scanning beams on target 64. control of the shape and dimensions of the beam 58. The focused beam enters deflection plate 66 for scanning and then passes through magnetic deflector 72, as described above with reference to FIGS. 1 and 1A. The beam then As previously discussed above, it passes through an acceleration column 6g containing slotted electrodes. A high voltage cage 70 surrounds source 52, analysis magnet 54 and image slit 56, focusing magnets 62 and 64, deflection plate 66, and magnetic deflector 72. Additionally, as with conventional equipment of this type, a vacuum chamber and vacuum pump system (as shown) are included. The total length of the beam 58 from the source 52 to the target 64 is Keep it empty. FIG. 3A shows another ion beam inbulator device similar to device 50 of FIG. 50' is shown having a source 52' of an ion beam 5B'. A beam 51' from a source 52' is coupled to an analytical magnet 54°, a resolving sinter 1-56', a magnetic quadrupole doublet focusing subsystem 62'' and 64', and typically a dipole magnet. The light passes through a magnetic deflector 72' that employs a magnetic structure. Deflector 72'' may adopt the structure of FIGS. 1 and 1A, and may adopt the structure disclosed in U.S. Patent Application No. 899,966. The aforementioned elements of device 50' are , within the high voltage cage 70'. A high voltage power supply 74 maintains the cage 70' at a value typically several hundred kilovolts above ground potential. The apparatus further includes a vacuum pump 76 and a vacuum enclosure 78. .The vacuum enclosure 78 is a vacuum providing a tight chamber within which beam 58 is directed from source 52' to a vacuum tight end station. the target 61' inside the station 80. Referring to Figure 3A, the illustrated apparatus 50' includes an acceleration column 68° of the type described above with reference to Figures 2.2 and 2B. Scanning beam 58c from column 68° reaches end station 80. There may be semiconductor wafers or other A target 4' can be arranged to be irradiated by the beam. The illustrated analyzer magnet 54' varies the path of the ion beam 58 by an angle slightly greater than 90 degrees relative to the beam path exiting the source 52'. Furthermore, the direction of this beam path bend is in the same direction as the beam deflection provided by scanner 66'. (eg, clockwise in Figure 3A). The deflection by deflector 72' to bring the scanning beam into parallel trajectories is in the opposite direction (eg, counterclockwise). This arrangement In this case, the scanning beam is not located at the side of the device as in FIG. 3, but in the center of the device as shown on the right side of FIG. 3A. As shown in Figures 38 and 3A, the design of the relative position of the scanning beam exiting from the inblunter to the target becomes an issue in actual installation, and the shape shown in Figure 3A is useful. It is suitable for this reason. The advantages of the arrangement and geometric relationships shown in Figure 3A are as follows. Ru. An end station 80 containing target 64 may be located in the center of high voltage enclosure 70', midway between the top and bottom in the plan view of FIG. 3A. This is the point. The apparatus 50'' of FIG. 3A can be made geometrically compact and partially symmetrical by using an analysis magnet 51'. Ru. The analysis magnet 54' is positioned slightly more than 90 degrees into the ion beam path, as described above. bring about great change. In the preferred embodiment, analysis magnet 54 of FIG. 3 provides an approximately 90 degree change in the beam path. On the other hand, magnet 54' of FIG. 3A provides a 100 degree change. The additional angular deflection by the scanning deflector 66° is in the same direction as the analysis magnet 54°, i.e. clockwise, and is an element that achieves the physical compactness and symmetry of the device 50' as shown in Figure 3A. It is. Furthermore, this additional angular deflection directly reduces the DC bias required for the scanning voltage of the grating 66' of FIG. 3A compared to the plate 66 of FIG. Referring to FIG. 4, a slowly translating Faraday provides a signal useful for controlling beam intensity. Fig. 3 schematically represents a detector. Faraday or other ion beam measurement equipment An ion beam 82 is generated in FIG. 1 and is scanned and accelerated by the slot-shaped acceleration column 6a in FIG. 4 in a slow translational motion through the ion beam. Fa Radi detector 82 slowly translates in the same direction as the beam scan. The integrated beam current or dose is then measured as a function of Faraday detector 82 position, resulting in a signal representing ion beam intensity as a function of position. This signal is generated by the electrostatic deflection plate H~! of FIG. 6 can be used to adjust the waveform 18 of the oscillating voltage (FIG. 1). This allows the integrated beam intensity to be uniform throughout the scan length. Let the ion beam scanning speed generated by the voltage waveform be a function of the position X in the scanning direction. S (x). If the measured current at position X is 1(x) and the desired current is 1° (corresponding to the desired uniform dose d 0 ), the desired scanning speed is S'(X) -5(x) x 1(x)/io (Equation 1) The scanning speed is directly related to the slope dV/dt of the voltage waveform. By correcting dv,'at at each point over the entire scanning length, a uniform dose (Do) is maintained for all X. held. The utility of the present invention is a result of the need for consistent semiconductor ion implantation doses over a wide range of ion species and energies. The required scanning speed S (X) for a particular operating parameter will vary due to changes in beam diameter or due to nonlinearities in electrostatic and magnetic deflections. The manner in which it changes cannot be easily predicted theoretically. As shown in Figure 4, the ability to quickly measure and compensate for these changes would be of significant benefit. The specific equipment for incorporating this technique is well known to those skilled in the art; It will not be explained in detail here. Referring to Figure 5, the ion beam is used to uniformly irradiate the two-dimensional surface of the target. This diagram schematically represents the addition of a mechanical translator that mechanically scans the target at low speed in a direction perpendicular to the high-speed scanning direction of the system. Target 84 is ion beam The image is mechanically translated at a speed V in a direction perpendicular to the scan direction. at one end of the scanning area. and a fixed 7 Alladay detector 16 with an entrance slot for the radiation S. sampled. If a uniform dose per pass d0 is required over the entire target surface, the speed of mechanical scanning is: V(y) = 1p(y)/2sdo (Formula 2) Here, i and (y) are The average current is measured by the detector 86 as particles per second. The scan rate is continuously updated by a suitable control mechanism. Thus, a uniform dose is guaranteed despite slow fluctuations in the absolute value of the beam current. scanning speed The specific control mechanism for updating the degree is well known to those skilled in the art and will not be described in detail here. The diagrammatic representation of FIG. 6 shows a scanning beam and ion implant device 9G. The implant device 90 targets the target by determining the number of times and positions required during the process. control the exposure of the object to the ion beam. It is desirable that the exposure be continuous both spatially and temporally. This achieves a uniform dose or other selected dose across the target surface. The illustrated apparatus 90 performs this function and is capable of at least partially compensating for variations in ion beam current by varying the time of beam incidence on the target. In the illustrated apparatus 90, an ion source 92 directs an ion beam 94 to a deflection element 96. A deflection element 96 extends along a scan path 98 across the target surface +00. deflects the ion beam back and forth. A deflection element, preferably using electrostatic scanning and magnetic deflection, produces a flat scanning beam 102 with parallel trajectories. The scanning trajectory shown is the initial position of one end! 02a to the other end position 102d. Initial position 1 021 corresponds to the deflection potential v0, and the beam at the end of the scanning path 98 Hit stop 101. The trajectory at the other end +1Bd forms the other end of the scan path 98, past the target surface 100, and past the Faraday current detector +06. The illustrated detector 106 is positioned proximate to the target surface +00 and has a slit of radiation S measured along the scan path 98. In this way, a voltage across the deflection plates of deflection element 96. (At Zero Porto When a scanning beam trajectory lG21 is applied, the scanning beam trajectory lG21 is incident on the beam stop +04. At this time, the beam ions collide with the target surface 100. do not have. , and V1, deflection element 96 produces beam 102. The trajectory continuously scans across target surface +00 along target path 98 and beyond the target surface to traverse the aperture of Faraday detector 106. In response to each scan of the ion beam 102, the detector 106 delivers a current pulse. Ras. This pulse is characterized by a time integral that is proportional to the ion current density during the scan. This time integral of the sensed current is utilized as a feedback signal applied to the dose controller 118 which controls the operation of the deflection element 96. The apparatus 90 of FIG. 6 further includes a translation driver 108 that allows the shaft to pass through the and is connected to the target transport 110. A target object 112, such as a semiconductor wafer, is mounted on target transport 110. The translation driver 108 moves in the direction across the scanning path 98, that is, in the direction indicated by the first arrow. The target transport 110 is operable to move the target transport 110 in the direction. Tar The movement of the Get Transbow 1-110 is from a position (not shown) in which the target surface 100 is completely out of the scan path 98, e.g., down, to a position where the target surface is at the other end, e.g., above the scan path 98. This is the movement of A position sensor 116 is connected to target transport 110 and monitors the position of target transport 110. As a result, the target fixed on the translational axis of the first arrow The position of target object 112 is monitored. The sensor detects the target as a function of time. target position signal, which is applied to the dose controller 118 to locate the target. further controls the ion implantation haze dose on the target object. The door shown The pulse controller 118 is also connected to the translation driver 108. Figures 7A-7F illustrate various scan voltage waveforms as a function of time. These voltage waveforms are applied to an electrostatic deflection plate within the deflection element 96 of apparatus 9° of FIG. 6 to deflect the incident beam 94 to form a flat scanned beam +02. The frequency of each deflection waveform is sufficiently high, for example 1000 hertz, to scan the beam along path 98 at a relatively fast first scan rate. This first scanning speed is significantly faster than the second speed at which translation driver 108 mechanically translates target transport 110 . A second scanning movement within the illustrated apparatus 90 includes a scanning beam as shown in FIG. It is perpendicular to the locus of the beam 102 and perpendicular to the ion beam scanning path 98. The deflection waveform shown in Figure 7A causes the scanning beam +02 to move to one side within a certain time interval scan uniformly across the target surface +00 in both directions and in the opposite direction. The scanning beam then remains substantially at trajectory 102R until time T. Thus, during the time interval between times E and T, the deflection voltage is V. The scanning beam remains at Mu 102 is the target surface! It does not enter 00, but enters beam stop +04. The linear ion density supplied to the target surface 100 by this back-and-forth scanning can be expressed by the following equation. b=ki+ (Formula 3) However, i: During each reciprocating scan along the path 94, the Faraday current detector 106 The desired dose per scan is bo, which is a constant depending on the instrument geometry; The current response signal received by the dose controller 1.18 from the current detector +06 If a small dose scale is introduced, the desired dose If the deviation from the dose amount is not fully compensated for, the dose controller responds to reduce the deviation. In particular, the controller changes (ie, decreases or increases) the scanning deflection speed by the deflection element 96. As a result, the scanning time of the next beam scan becomes [' expressed by the following equation. t'-1,b,/b (Equation 4) In this way, the device go changes the fast scan time of each scanned beam or each set of scans containing one or more scans, thereby increasing the speed across the target surface. Bee The change in the ion beam current is compensated for during the low-speed scanning of the ion beam, that is, during the translational movement of the target in the direction of the arrow li+. Further, referring to FIGS. 6 and 7A, the time T for starting each beam scan preferably does not vary. This allows continuous movement when the object is translated at a constant speed. A specific increment of overexposure of the ion beam on the target object under investigation is maintained. In the mechanical translation direction: Tarp, 1...Mechanical movement speed of the transport 110 The degree is constant. If the fast beam scanning time correction described in Equation 4 occurs, the constant repetition time T0 is equal to the target object+12 along direction 1! It corresponds to the constant repetition distance VaTa (Equation 5). Apparatus 90 can also compensate for changes in mechanical scan speed by establishing a scan time interval as shown below. t' = tdav/dVo (26) where V: translational speed of the target translation 1-110 created in the direction of the arrow 10 vo: desired constant translational speed Variantly, the dose controller 11g controls the repetition time T can be varied to compensate for variations in translational velocity V. This means that each scan of the ion beam is initiated (i.e., triggered) each time the target transport 110 completes a translational increment of a fixed distance vaT0. This can be achieved by When the translational speed changes to a different value V, the dozecon roller 113 scans the next beam according to the reaction determined by the following (Equation 7). It can be automatically triggered to occur simultaneously with return time T. MaT-ma. Tol (Equation 7) Figures 7B to 7F show modified waveforms for scanning the ion beam by the deflection element 96. Figure 7B shows three round trip scans. After three full scans, Integration occurs before the compensation operation takes effect as described in FIG. 7A. In FIG. 7C, linear scanning is performed in only one direction along the scanning path 98, and then the voltage returns rapidly to the starting voltage V0 almost instantaneously. Integration occurs after each unidirectional scan. The waveform in FIG. 7D is almost the same as that in FIG. Figure 7E shows the size of the waveform shown in Figure 7A. The beam 104 is on one side of the target surface +00 such that voltage V0 is the maximum scanning voltage applied to scanning element 96. Figure 7F shows non- It exhibits a linear scanning waveform and is conveniently used to compensate for nonlinearities within the ion optics, such as the voltage/deflection angle characteristics of electrostatic deflection plates within deflection element 96. Figures 88 and 8B both illustrate diagrammatically a further advantageous embodiment of the invention. Translating the target object eight times across the beam scan of apparatus 9G of FIG. 6 compensates for the total ion dose on the target object. In this embodiment of the invention, the translational position is measured as a function of time during the implantation operation, and accumulated ions are measured at successive translational positions of the target object. A memory element is used to store the dose measurement. Adjust the device t90 or scan interval 1 described above to compensate for small changes in the ion beam current. can be compensated. However, if the beam current l decreases so that the desired time interval 1' in (Eq. It can be complete. However, the dose control device according to the invention shown in FIG. 6 is capable of providing adequate compensation. Wear. The target surface 100 shown in FIG. In other words, they are aligned above the ion dose shown graphically in FIG. 8B as a function of the position y in the direction of the first axis of translation N6 times. The target surface is at position y-yi. i.e., each time t of the Nth translational scan of the target object. The amount of shift is measured by the beam detector 106, and the same target object 112 is It is added to all previously accumulated doses when in the advanced position. This accumulated dose amount information is recorded in the computer memory of the dose controller 118 (see Figure 6). I remember. The upper dose can be stored in different memory locations corresponding to different values of y. Wear. The step size or y increment between successive measurement positions is equal to voTo. stomach. Next, when the translation driver 10B brings the target surface 1.00 to the same position y1, the electrostatic scanning time scale is adjusted. The dose thereby delivered to position yi is equal to the difference between the dose required at the end of the current translation and the accumulated measured dose at that y position, as shown in FIG. 8B. If this difference is large If it is so strong that it cannot be compensated for within the possible repetition time T of one beam scan, the dose control element 118 is activated at the next target translation, i.e. at the next target translation. Compensation continues when target object +12 is at position yi. Imbrandt motion At the end of the N0 translations initially determined for the operation, a translational scan can be performed as l-0 at a certain target position It (i.e., if the ion dose is required), and the total The accumulated dose is less than the predetermined final dose D0. Exposure can be performed in areas where there is no light. This process The uniformity of the amount of leakage is improved and this achieved uniformity is recorded and displayed. FIG. 9 shows the apparatus 90 of FIG. 6 and the dose controller 11 according to the invention! A block diagram is shown in which the elements are combined. rJ! The dose controller shown in J uses -i control computer No. It has a data memory IN and a display terminal or similar output element m. In FIG. 9, the deflection element 96 and the ion source 92 in FIG. 6 are connected to separate deflection voltage waveform generators. A single ion beam source 92.96 is shown connected to a generator 96a. The position sensor 116 detects the y position of the wafer surface, that is, the translational position along the first arrow. It produces an electrical signal that represents the position. This signal is applied to the uniformity control computer and is routed to computer memory 122, either directly or via computer+20. to this device The illustrated display terminal 124, which is optional, is connected to the computer 120 and the computer notebook 22 to display the accumulated ion implant dose as a function of translational position (y). With further reference to FIG. 9, an ion beam detector typically includes a current integrator. A controller 06 generates an I signal in response to the integrated beam current and applies it to a control computer 120. In the illustrated example, computer 120 also receives a signal representative of the scan time interval t from deflection generator 96A. control control Computer +20 produces a cumulative dose signal (ie, the signal corresponding to the eye at D-). The computer memo 22 can store this signal for each translational position and the display unit 121 converts this signal into translational positions as described above. can be displayed as a function of position. Uniformity control computer +20 produces an adjusted spacing signal t' according to (26) and applies it to deflection generator 96A. As a result, see Figure 7A. In contrast, as mentioned above, by changing the scanning speed, the decrease the difference between the desired dose and the actual dose. In this manner, the apparatus of Figure 9 performs dose control operations and accomplishes the processes described with respect to Figures 7A, 8A, and 8B. With further reference to Section 9, the illustrated dose controller Il& of FIG. Also includes a traveling beam detector 124 as described above with respect to detector 82. I'm reading. Detector 124 is connected to drive and position sensing unit +26. Sensor 126 moves traveling detector 124 along beam path 98 at a slow speed compared to the scanning of the ion beam. The drive and sense unit 126 maintains the traveling detector 124 in a position off the path 98 and detects when the target vehicle 110 is in a position such that the target object moves across the scan path 98. Keep the detector 121 away from the road. The illustrated drive and position unit l-126 moves the traveling detector +21 along the scanning path. Only when the target vehicle 110 is completely away from the scan path. For example, only when the target vehicle moves to a loading or transport station for removal of processed workpieces or loading of unprocessed workpieces. The apparatus of FIG. 9 may utilize a single ion beam detector for both traveling detector 126 and scanning edge detector 106. However However, for simplicity, FIG. 9 shows two beam detectors. A traveling detector, typically a Faraday-type detector, is configured such that the scanning beam 1G2 moves slowly across the target path 98 and sweeps the detector 124. Detects a signal J responsive to the time integration of a large number of current pulses produced at the same time. The drive and position unit 126 controls the movement of the traveling detector +24. In addition to control, it does not bring signal X. Signal X identifies the position of detector +24 along scan path 98 as a function of time. This position signal is transmitted along the scan path. Identifying the position of the slowly moving traveling detector 124 at each moment. Ru. This signal then identifies where along the path a detector should measure beam current at a particular time. The deflection voltage waveform generator Us receives the current signal i from the detector H4 and generates a drive signal. and receives position signal processing from position sensing unit H6. In response to these No. 13 In response, the wave is typically connected to the 117f control computer A shape generator 961 causes the scanning ion beam source 92.96 to scan the ion beam. A deflection voltage waveform is generated in response to the deflection voltage waveform. A deflection generator calculates the waveform and directs the beam. bring about an investigation. This achieves a level of ion current uniformity for each point on the target surface. Alternatively, a selected spatial distribution of current along the scan path 98 is achieved on each fast scan of the ion beam along the path. This calculated deflection waveform can be expressed by the following equation. dV/ dt= dv/ dtoX I! / I o (28) t; Io: Desired ideal beam current x: Beam current at point X measured by traveling detector + 24 when the slope of the deflection waveform is dV/dllx and The calculated value of the slope for the waveform required to compensate for the difference from , the ion beam scan is controlled to achieve uniformity or other selective beam current distribution on the target at each point along the fast scan. The device is further capable of adjusting the interval of each fast scan and the speed accordingly. I can do it. By adjusting the time interval, the target object can be selected for each scan. A selected ion dose can be introduced. Furthermore, the position of the beam scan on the target object, i.e. the beam scan along the far direction transverse to the beam scan direction. The dose can also be selected according to the location of the scan. The device furthermore scans each beam in accordance with the skin direction scan (i.e., the translation of the target object relative to the scan path). The relative time T when the system scan starts can be adjusted. The device can also control the lateral scanning speed (i.e., translational speed) and It is also possible to select the number of times the object is laterally scanned (ie translated through the scanning path 9g). In this way, the device can selected cumulative ion dors at each selected lateral (i.e., translational) position. bring about the amount of To achieve these results, the dose control shown in Figure 6 is used. A programmable digital computer, computer memory and and display terminals. The device further includes the Faraday detector shown in the figure. 106 and 121 for detecting the ion beam current. Plus drive and position sensors! 26 and position sensor 116. Further included is a deflection waveform generator 96a operative in conjunction with the scanning ion beam source. The flowchart of FIG. 10 illustrates a sequence of operations for ion beam implantation of a semiconductor wafer (eg, apparatus 90 of FIG. 9) during integrated circuit fabrication in accordance with the present invention. The illustrated order (which can be easily modified by those skilled in the art to suit actual implementation) begins with initialization operation 130. Typically, the settings are made during this operation. The parameters defined include the following: The desired total process dose for the semiconductor wafer, the alignment of the wafer across the scan path. number of digits, the nominal value of the trigger time T0, and the nominal value of the scanning time [. , and the desired dose per scan at each location on the wafer along an axis transverse to the direction of beam scan. The sequence then moves to the update and deflection waveforms. That is, in operation +32, generator 96a applies a waveform to scanning ion beam source 92.96. This update operation typically involves multiple high speed scans of the ion beam across the Targera path 98. The target vehicle +10 moves out of the way and the traveling ion detector +24 moves slowly along the beam path 98 to at least select along the beam path. The ion beam current is measured (preferably continuously) at selected locations. dry The traveling detector position is detected by the detector and position sensor 126. The illustrated sequence of operations then proceeds to operation 133 where the wafer is loaded into target vehicle +10. In operation 134, the wafer is moved across the beam scan. The camera is translated by a translation drive 108. During wafer translation across the scanning beam path, the illustrated sequence includes the following steps. It includes scanning the ion beam across path 98 by act 138 and simultaneously detecting the translational position with position sensor 116 by act 136. The illustrated sequence begins beam scanning by operation +38 at least by the time the first area of the wafer to be irradiated passes through beam path 98 and begins translation. During each scan, or for each selected set of several beam scans, the beam current is measured by the seven-all day detector 106 of FIG. 9 in operation 1i0. Operation +4 As shown in 2, the beam trigger is - time T and beam scanning time interval can be adjusted. A determining operation 141 determines the alignment of the wafer across the beam path 9g at the end of each scan. It is determined whether the progress is complete. In case of a negative decision, the sequence moves on to performing another beam scan. Sunawa Then, operations H8, 140 and item 2 are repeated, while the wafer translation and position detection of operations +34, +36 continue. The illustrated order therefore allows the ion beam to be Scan repeatedly across the target object. One or more consecutive beeps For each set of system scans, adjustments are made to the scan time interval and scan start time. In operation 146, a coarse dose control operation is performed. In operation 136, the translational speed is adjusted, at least in part, in response to the detection of the translational position. The illustrated sequence includes act 148, in which the sequence described above with reference to FIGS. 88 and 8B. The translational position information for each scan is stored as described above, and the cumulative dose is displayed. It will be done. A positive determination from operating port 4 (i.e., a determination that the entire wafer surface has been irradiated) In response to the determination, the illustrated sequence performs the next decision operation 150. There, we Determine whether the cumulative dose is at the desired level at all points on the surface. That is, it is determined whether additional scanning translation is required. a place for positive decisions If so, the sequence moves to operation +52, the number N of translational scans is adjusted, and further translation of the wafer is started (operation 134). In the case of a negative determination of operation 150, the sequence advances to operation 154, at which point the ion implantation process is completed. The wafer is unloaded from the transport vehicle. Other embodiments of the invention may also be applied to each of the general types of ion implanters described above. In the case of variants where slow rather than fast scanning is useful for control and manipulation, the response time is similarly slow and the technique applied is not as responsive (although effective). . In the case of the first type of electrostatic scanning beam, a linear Faraday cube or a linear array of Faraday cubes can be mounted along the wafer. - In a preferred embodiment In this case, one or more Faraday cubes are aligned perpendicular to the fast scan direction. In addition, a slow scan is preferably rastered across the wafer in steps to keep the spatial relationship of the wafer and the ion beam visible. In this arrangement, techniques substantially equivalent to those described above with reference to FIGS. 6-9 are used to monitor and control dose uniformity. In the case of a second type of mechanically scanned inblunter, a linear position encoder A rotary position encoder is incorporated in both fast and slow scans to provide a signal representative of the ion beam position at all times during implantation of any wafer. As discussed above, the slow scan speed and/or beam current intensity may be continuously adjusted in response to current measurements. In the case of spinning disks, a single slot in the disk allows for multiple slots between the wafers to Alternatively, the current can be measured by mounting multiple spaced wafers on the spokes of the disk. By using a fast beam gate (preferably an electrostatic type) or a beam current pulser, the Dose variations that cannot be completely corrected are then corrected. This is achieved by performing one or more additional scans according to the invention. will be accomplished. i.e., the position of the beam on each wafer and the use of high-speed beam gates. Combined with application knowledge, only the desired areas on a particular wafer are implanted. In the case of a third type of hybrid type-in-blank using a drum or belt, the fixed Faraday tube is attached to the drum or bell!・On the other hand, electrostatic or or magnetic beam scanning. For beams that are electrostatically or magnetically scanned on a disk, one or more slots in the disk can be utilized to control the electrostatic or magnetic scanning waveform. Meanwhile, a rotary encoding device on the disk and a high-speed beam generator are used. The ports can be used for abnormal connections as described above. As mentioned above, the present invention provides for an improvement in sector magnets for ion beam deflection to achieve scanning beam trajectories that are oriented in a particular direction and parallel to each other. The present invention further provides an ion beam accelerator that utilizes electrodes with slotted openings for passing the ion beam, resulting in a novel ion optical geometry for the scanning ion beam device. This novel geometry allows for beam polarization in the analyzer. The beam deflection can be made in the same direction as the other beam deflections in the scanning chamber, or in the opposite direction. The scanning beam trajectory can be parallel or in other selective directions. Another feature of the invention provides ion beam dose control for high levels of dose uniformity. Dose uniformity or other selective profile is obtained along each single scan of the beam across the target object. Also, in the case of a continuous set of one or more scans, a certain dose contour is obtained at each point along the coordinate I on the target surface. As a feature of dose control, the ion beam level at each point on the target object surface is There is a Therefore, through the ion implant operation, the target position can be measured and and memorized. For ion beam implantation of semiconductor wafers in integrated circuit manufacturing In one application of the invention, a semiconductor wafer with a diameter on the order of 200 mm is For example, a beam with an energy of 200 kilovolts and a magnitude of the order of 2 milliamps. exposure to an ion beam with a beam current. In this example, we achieved dose uniformity with less than 1 percent deviation and less than 172 percent deviation over the entire surface of the wafer. The apparatus scans the beam across the beam path at a speed of 1.000 hertz, moves the target transversely to arrow 114 at a speed of about 1 hertz, and scans an ion detector, such as detector 121 of FIG. Road 1 stiffness I stiffness Moves once every 5 seconds. Furthermore, in the illustrated embodiment, along the lateral direction of arrow 1, The width of the ion beam was approximately 1/4 inch, and the width of the ion beam was approximately 1/4 inch. The target object translation in the direction is 1/+00 of an inch. Thus, the ion beam width in this example is 25 times the distance that the target object is translated between successive beam trajectories. Thus, according to the present invention, the object as described above can be efficiently obtained. scope of claim Many modifications may be made without departing from the true scope of the invention as defined by the following. International search report eviceclass4fied in class 250 5ubclass 492.21゜Work V, Claims 19-20 are drawn to a combination of analysis and deflection means classified in class 250 5ubclass・396R. interview between Examiner Anderson and applicart's repre sentahive Mr+Liepmann on 5-20-87#Mr, Liepmann choose all 4 Groups f'or 5e arch purpose authorizing a charge of 5420 to ACC, No, 12-0080. Mr. Liepmann was also advised tha He has no right to protest for any group not paid for. b, any protes 15 days from the date of mailing of he 5earch report port 210). Reasons for holding 1ack of unity of hiha 1nvention: The 1nvention defined as Group is drawn to the use of defle ctor magnets , i, e, 5ector, classifie d 1nclass 2505ubclass 396 ML which bear no relationship. He acceleration means of Group II classified in class313 5ubclass 360.1. Likewise Group lassified in class 250PCT/ US87100804 subclass 492.21 bears no relationship p to the combination mass analyzer me ans and d ector of Group TV classif iedin class 2505ubclass 396 R. Appltcant is hereby given the mailing date of this 5arch report in which to file a protesse oEthe holding of 1ac k of unity of 1invention, In accor-danca with PCT Ru1. e 40.2 a pplicant may protect holding of 1 ack of unity only with respect to eGroup(s) paid for.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] １．選択した第１の軸線に沿って方向づけられるイオンビームの源； 前記イオンビームを前記第１の軸線から偏向して実質的に平坦な走査ビームを形 成するための走査手段；ならびに 前記走査イオンビームを選択した方向のビーム路を有するように偏向するための 偏向手段；を有し、以下の特徴を有する、走査イオンビームをもたらす装置： Ａ．前記偏向手段が、間隙を挟んで互いに重なり合う少なくとも第１および第２ のポールピースを有するセクター磁石を含み、 前記走査イオンビームが前記間隙を通過できるように前記ポールピースが配置さ れること；Ｂ．各ポールピースが、入射面と、それに対向する出射面と、遠い端 部と、前記両面の延長の仮想交点と前記遠い端部との間に位置された切頭端部と 、を有すること； Ｃ．各ポールピースが、前記走査ビームに平行な平面において、切頭三魚セクタ ーの形状の断面を有し、前記切頭端部において前記入射面と出射面との間の最小 幅を有し、かつ前記遠い端部においてより大きい第２の幅を有する二と；ならび に Ｄ．前記入射面が前記源に向けて方向づけられ、前記間隙が前記走査ビームと同 一平面であって、前記ポールピース両端部間に位置する前記ポールピース上の第 １および第２の位置の間で前記ビームを受け、かつ前記第１の軸線が前記交点と 前記切頭端部に近い一方の前記位置との間を通過するように前記セクター磁石ポ ールピースが配置されていること。1. a source of an ion beam directed along a selected first axis; deflecting the ion beam from the first axis to form a substantially flat scanning beam; scanning means for producing; and for deflecting the scanning ion beam to have a beam path in a selected direction; An apparatus for producing a scanning ion beam, having deflection means; and having the following characteristics: A. The deflecting means includes at least first and second deflecting means overlapping each other with a gap in between. includes a sector magnet with a pole piece of The pole piece is arranged so that the scanning ion beam can pass through the gap. to be; B. Each pole piece has an entrance surface, an opposite exit surface, and a far end. a truncated end located between the virtual intersection of the extensions of the two surfaces and the far end; , having; C. Each pole piece has a truncated three-fish sector in a plane parallel to the scanning beam. The minimum distance between the incident surface and the exit surface at the truncated end is a second width having a width and a second width that is greater at the distal end; and to D. the entrance surface is oriented toward the source and the gap is coextensive with the scanning beam. A first plane on the pole piece located between both ends of the pole piece. said beam is received between a first and second position, and said first axis intersects said intersection point. the sector magnet point so as to pass between one of the positions near the truncated end; the loop piece is placed. ２．特許請求の範囲第１項に記載された装置であって：前記第１の軸線が前記セ クター磁石の間隙を通過するために前記切頭端部と各ポールピースの前記一方の 位置との間を通過するように、前記セクター磁石ポールピースが配置されている こと； を特徴とする装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the first axis is said truncated end and said one of each pole piece in order to pass through the gap of the vector magnet. The sector magnet pole piece is arranged so as to pass between the thing; A device featuring: ３．特許請求の範囲第１項に記載された装置であって；前記セクター磁石が、前 記第１と第２のポールピースとの間に実質的に一様な幅の間隙を有し、該間隙の 中に実質的に空間的に一様な磁場を有すること；を特徴とする装置。3. An apparatus as claimed in claim 1, wherein the sector magnet is a gap of substantially uniform width between the first and second pole pieces; 1. A device having a substantially spatially uniform magnetic field therein. ４．イオンビーム加速器手段；ならびにイオンビームを生成し該ビームをビーム 軸線に沿って前記加速器手段を通ってそこから出射するよう方向づけるための走 査ビーム源であって、その線形走査の走査幅が少なくとも前記加速器手段からの ビームの出射時における走査高さの多数倍であるところの走査ビーム源； を有し、以下の特徴を有する、加速走査イオンビームを生成する装置： Ａ．前記加速器手段が、前記ビーム軸線に沿って離間されそれらの間にビーム加 速用軸方向場を支持するための少なくとも第１および第２の電極を有すること； Ｂ．前記走査ビームの通過のために、各電極手段がそこを通る通路を形成するこ と；ならびにＣ．前記加速器から前記ビームの出射口に近接する少なくとも第２ の前記電極手段がスロット形状の前記通路を形成し、該スロットのスロット長が スロット幅および瞬時ビーム幅の多数倍であり、前記走査幅が前記スロット長に 整列しているような前記走査ビームを受けるように前記スロットが方向づけられ 、かつ前記走査ビームの各瞬時軌跡において実質的に一様な絶対値および方向を 有する静電周縁場に前記走査ビームを晒すように前記スロットが方向づけられて いること。4. Ion beam accelerator means; as well as generating an ion beam and directing the beam a trajectory for directing radiation through and out of said accelerator means along an axis; a scanning beam source, the scan width of the linear scan being at least as wide as the width of the scanning beam from the accelerator means; a scanning beam source that is many times the scanning height at the time of exit of the beam; An apparatus for generating an accelerated scanning ion beam having the following characteristics: A. The accelerator means are spaced apart along the beam axis and have beam processing between them. having at least first and second electrodes for supporting an axial field; B. each electrode means forming a passage therethrough for passage of said scanning beam; and; and C. at least a second one adjacent to the exit of the beam from the accelerator; said electrode means form said passage in the shape of a slot, said slot having a slot length. a multiple of the slot width and the instantaneous beam width, and the scanning width is equal to the slot length. the slot is oriented to receive the scanning beam as aligned; , and having substantially uniform absolute value and direction in each instantaneous trajectory of said scanning beam. the slot is oriented to expose the scanning beam to an electrostatic fringe field having To be there. ５．特許請求の範囲第４項に記載された装置であって：Ａ．前記走査ビーム源が 、前記加速器手段の横断中に平行なビーム路を有する前記ビームを生成すること ；ならびに Ｂ．前記第１の電極手段の前記通路が前記第２の電極手段の前記通路に軸方向に 整列して重なり、前記第１の電極手段の前記通路が前記第２の電極手段の前記通 路に等しいスロット状形状を有すること；を特徴とする装置。5. The apparatus according to claim 4, comprising: A. the scanning beam source is , producing said beam having parallel beam paths during traversal of said accelerator means; ; and B. The passageway of the first electrode means axially extends into the passageway of the second electrode means. aligned and overlapping, said passageway of said first electrode means said passageway of said second electrode means. A device characterized in that it has a slot-like shape that is equal to the channel. ６．特許請求の範囲第４項に記載された装置であって：前記第２の電極手段が、 長さ対幅の比が３を越える前記スロット状通路を形成すること： を特徴とする装置。6. The apparatus according to claim 4, wherein: the second electrode means comprises: forming said slot-like passageway with a length-to-width ratio greater than 3; A device featuring: ７．特許請求の範囲第４項に記載された装置であって：前記第２の電極手段が、 長さ対幅の比が１０の程度である前記スロット状形状を有する前記通路を形成す ること； を特徴とする装置。7. The apparatus according to claim 4, wherein: the second electrode means comprises: forming the passage having a slot-like shape with a length to width ratio of the order of 10; thing; A device featuring: ８．第１の軸線に沿ったビーム内に方向づけられ、質量が選択されたイオンの源 ；ならびに 前記イオンのビームを偏向して、ターゲット位置においてターゲット路にわたっ て走査するための走査用イオンビームを形成する、走査用偏向器手段；を有し、 以下の手段を有する、走査用イオンビームを生成する装置： Ａ．前記ターゲット路に沿って少なくとも多数の位置において前記イオンビーム 内の電流を感知するためのイオン検出手段；ならびに Ｂ．前記イオン検出手段および前記偏向器手段に接続された偏向器ドライブ手段 であり、前記ターゲット路にわたって前記イオンビームの偏向を調節し、前記タ ーゲット路に沿った前記各位置において選択されたイオンビーム電流を得るため の偏向器ドライブ手段。8. a source of mass-selected ions directed into a beam along a first axis; ; and Deflecting the beam of ions to cross the target path at the target location. scanning deflector means for forming a scanning ion beam for scanning; An apparatus for generating a scanning ion beam having the following means: A. the ion beam at at least a plurality of locations along the target path; an ion detection means for sensing the current in the; B. deflector drive means connected to the ion detection means and the deflector means; and adjusting the deflection of the ion beam across the target path; to obtain selected ion beam currents at each of said locations along the target path. deflector drive means. ９．特許請求の範囲第８項に記載された装置であって：さらに Ａ．前記ターゲット位置において前記ターゲット路にわたってターゲット対象物 の相対移動をもたらすための手段； Ｂ．前記ターゲット路の選択した端部において前記イオンビーム内の電流を感知 して、路端部ビーム信号をもたらすための手段；ならびに Ｃ．前記路端部信号に応答する手段であって、前記ターゲット対象物移動手段に 接続され、前記ターゲット対象物の移動を調節し、前記ターゲット対象物上の選 択したターゲット位置において選択したイオンドーズ量を得るための手段； からなる装置。9. The apparatus according to claim 8, further comprising: A. a target object across the target path at the target location; means for bringing about the relative movement of; B. sensing a current in the ion beam at a selected end of the target path; means for providing a roadside beam signal; and C. means responsive to said roadside signal, said means for moving said target object; connected to adjust the movement of the target object and to adjust the selection on the target object. means for obtaining a selected ion dose at a selected target location; A device consisting of １０．特許請求の範囲第９項に記載された装置であって：前記調節手段が、前記 ターゲット対象物にわたるビーム走査の時間の間のターゲット対象物移動の量ま たは速度のうち少なくとも１つ、または前記ターゲット路にわたるターゲット対 象物の移動の回数を調節して、前記選択したイオンドーズ量を得ること；を特徴 とする装置。10. 9. The device according to claim 9, wherein the adjusting means The amount or amount of target object movement during the time of beam scanning across the target object. or velocity, or a pair of targets across said target path. adjusting the number of times the object moves to obtain the selected ion dose; A device that does this. １１．特許請求の範囲第８項に記載された装置であって：さらに Ａ．前記ターゲット位置において前記ターゲット路にわたってターゲット対象物 の相対移動をもたらすための手段； Ｂ．前記ターゲット位置に入射する前記イオンビーム内の電流を感知して、ビー ム応答信号をもたらすための手段；ならびに Ｃ．前記ビーム信号に応答し、前記ターゲット対象物ビームの相対位置に応答す る手段であって、前記走査用イオンビームを調節し、前記ターゲット対象物上の 選択したターゲット位置の各々において選択したイオンドーズ量を得るための手 段；から成る装置。11. The apparatus according to claim 8, further comprising: A. a target object across the target path at the target location; means for bringing about the relative movement of; B. sensing the current in the ion beam incident on the target location; means for providing a system response signal; and C. responsive to the beam signal and responsive to the relative position of the target object beam; means for adjusting the scanning ion beam so as to align the scanning ion beam with the target object; Procedure for obtaining selected ion doses at each selected target location A device consisting of stages. １２．特許請求の範囲第１１項に記載された装置であって：前記調節手段が、前 記ターゲット路において前記ターゲット対象物にわたって各イオンビームの間隔 を調節するための手段を含むこと； を特徴とする装置。12. 12. The device according to claim 11, wherein the adjusting means spacing of each ion beam across the target object in the target path; including means for adjusting; A device featuring: １３．電気走査用信号に応答して、選択したターゲット表面におけるターゲット 路に沿った実質的に平坦走査を伴う粒子ビームを生成するための粒子ビーム源を 有し、以下の手段から成る、走査粒子ビームでターゲット対象物を照射するため の装置： Ａ．前記ターゲット路に沿った走査中に走査ビームに晒され、ビーム粒子密度に 応答する信号をもたらすための、ビーム検出手段； Ｂ．該検出手段が前記走査ビームに晒されるときに、選択した座標軸に沿った前 記ターゲット表面に対するビームの位置に応答する信号をもたらすための、位置 手段；ならびに Ｃ．前記ビーム信号および前記位置信号に応答し、電気補正信号を生成して走査 源に印加するためのドーズ量制御手段であって、前記走査ビームをもたらして前 記ターゲット路に沿って選択した位置において選択したビームを得る、ドーズ量 制御手段。13. target at a selected target surface in response to electrical scanning signals; a particle beam source for producing a particle beam with substantially flat scanning along a path; for irradiating the target object with a scanning particle beam, comprising: Equipment: A. exposed to the scanning beam during scanning along the target path, resulting in a beam particle density beam detection means for providing a responsive signal; B. When the detection means is exposed to the scanning beam, the front along the selected coordinate axis position to provide a signal responsive to the position of the beam relative to the target surface; means; and C. generating and scanning an electrical correction signal in response to the beam signal and the position signal; dose control means for applying the scanning beam to the source; dose amount to obtain the selected beam at the selected location along the target path. control means. １４．以下の手段から成るイオンインブランティング装置：Ａ．イオンビームの 源： Ｂ．前記イオンビームからイオンを受けるための、ターゲット表面手段； Ｃ．前記ターゲット表面手段に交差する偏向路に沿って比較的速い第１の速度で 前記イオンビームを偏向するための走査用波形により特徴づけられる走査手段； Ｄ．前記第１の速度より小さい第２の速度で、前記偏向路に対して横方向に前記 ターゲット表面を走査するための手段； Ｅ．前記偏向路に沿った前記走査イオンビームのイオンビーム強度を表わす電流 信号をもたらすための感知手段；ならびに Ｆ．前記ビームから前記ターゲット表面手段が受けるイオンドーズ量と予め定め た所望のドーズ量の値との偏差を減少するよう前記走査ビームを制御するための 前記電流信号に応答する手段。14. Ion implantation device consisting of the following means:A. ion beam source: B. target surface means for receiving ions from said ion beam; C. at a relatively high first speed along a deflection path intersecting said target surface means; scanning means characterized by a scanning waveform for deflecting the ion beam; D. the deflection path transversely to the deflection path at a second speed less than the first speed; means for scanning the target surface; E. a current representing the ion beam intensity of the scanning ion beam along the deflection path; sensing means for providing a signal; and F. a predetermined ion dose received by the target surface means from the beam; controlling the scanning beam to reduce the deviation from the desired dose value; means responsive to said current signal; １５．特許請求の範囲第１４項に記載された装置であって：さらに以下の手段か ら成る装置： Ａ．前記偏向路に対する前記ターゲット表面手段の位置を感知し、それに応答し て位置信号をもたらすための位置感知手段；ならびに Ｂ．前記位置信号に応答する制御手段であって、前記走査用イオンビームをさら に制御し、位置の関数として前記ターゲット表面上に選択したイオンドーズ量を もたらすための制御手段。15. The apparatus according to claim 14, further comprising: Equipment consisting of: A. sensing and responding to the position of said target surface means relative to said deflection path; position sensing means for providing a position signal; and B. control means responsive to the position signal, further controlling the scanning ion beam; and control the selected ion dose onto the target surface as a function of position. Control measures to bring about. １６．特許請求の範囲第１５項に記載された装置であって：さらに以下の手段か ら成る装置： Ａ．前記位置信号を記憶し、前記偏向路に沿っての１回または複数回の選択した 回数の前記イオンビーム走査の組におけるドーズ量を表わす、前記制御手段から のドーズ量信号を記憶するための、メモリ手段；ならびに Ｂ．該メモリ手段に応答して、前記ターゲット表面手段上の位置の関数としての ドーズ量の知覚可能表現をもたらすための手段。16. The device according to claim 15, further comprising: Equipment consisting of: A. The position signal is stored and one or more selected times along the deflection path are recorded. from said control means representing a dose amount in said set of said ion beam scans; memory means for storing the dose signal of; and B. in response to said memory means as a function of position on said target surface means. Means for providing a perceivable representation of dose. １７．特許請求の範囲第１４項に記載された装置であって：さらに以下の手段お よび特徴から成る装置：Ａ．走査中に前記ターゲット表面手段上の前記偏向路に 前記イオンビームが衝突する時間間隔を表わす信号をもたらすための手段；なら びに Ｂ．該手段内において前記制御手段が、前記電流信号および前記間隔信号に応答 して前記走査手段に時間間隔制御信号をもたらし前記偏向路に沿って連続する走 査の時間間隔を変更し前記ターゲット表面手段上のドーズ量と所望ドーズ量との 間の偏差を減少する手段を含むこと。17. The apparatus according to claim 14, further comprising: and features:A. in said deflection path on said target surface means during scanning. means for providing a signal representative of the time interval during which said ion beam impinges; every day B. Within the means, the control means is responsive to the current signal and the interval signal. to provide a time interval control signal to said scanning means for successive scans along said deflection path. The time interval between scans is varied to match the dose on the target surface means with the desired dose. including means for reducing the deviation between １８．特許請求の範囲第１４項に記載された装置であって：さらに 前記走査手段の前記走査波形を制御し、前記走査イオンビームをもたらし、各ビ ーム走査上のイオンビームドーズ量と所定値との間の差を減少させるための手段 ： から成る装置。18. An apparatus according to claim 14, further comprising: controlling the scanning waveform of the scanning means to provide the scanning ion beam; means for reducing the difference between the ion beam dose on beam scanning and a predetermined value; : A device consisting of １９．選択された方向のビーム路を有する走査イオンビームをもたらし、初期軸 線に沿って方向づけられたイオンビームの源を有し、以下の手段から成る装置： Ａ．前記初期軸線に沿って前記イオンビームを受けかつ第１の偏向方向内で選択 した分析角度だけ前記ビームを前記初期軸線から偏向するための、ビーム分析器 手段； Ｂ．前記分析器手段から前記ビームを受けかつ前記第１の偏向内でビーム走査偏 向を導入するための、ビーム走査手段；ならびに Ｃ．前記走査ビームを受けかつその各ビーム軌跡に対し前記偏向方向とは反対方 向の偏向を導入するための追加的ビーム偏向手段であって当該手段から出射する ビームの軌跡が前記の選択された方向を有する、ところの手段。19. yielding a scanning ion beam with a beam path in the selected direction, with the initial axis An apparatus having a source of an ion beam directed along a line and consisting of: A. receiving the ion beam along the initial axis and selecting within a first deflection direction; a beam analyzer for deflecting the beam from the initial axis by an analysis angle of means; B. receiving said beam from said analyzer means and receiving a beam scanning deflection within said first deflection; beam scanning means for introducing the direction; and C. receiving the scanning beam and opposite to the deflection direction with respect to each beam trajectory; additional beam deflection means for introducing a deflection of the beam emitted from the means; Means wherein the trajectory of the beam has said selected direction. ２０．特許請求の範囲第１９項に記載された装置であって：前記分析器手段、前 記走査手段および前記追加的偏向手段によりもたらされた前記偏向が、前記最終 走査ビームを生成し、 前記最終走査ビームが、互いに実質的に平行方向であり、前記初期軸線から前記 第１の偏向方向に測ってほぼ９０度の方向であること； を特徴とする装置。20. Apparatus according to claim 19, characterized in that: said analyzer means, The deflection provided by the scanning means and the additional deflection means generate a scanning beam; The final scanned beams are substantially parallel to each other and extend from the initial axis to the oriented at approximately 90 degrees as measured in the first deflection direction; A device featuring:
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