裝置對從低能量（或高劑量）到高 能量（或低劑量）的廣泛范圍進(jìn)行處理。
[0092] 并且，離子注入裝置100以相同的注入方式，與注入條件的廣泛范圍相對應(yīng)。艮口， 離子注入裝置100以實(shí)際相同的射束線裝置104對廣泛的范圍進(jìn)行處理。此外，離子注入 裝置100具有最近成為主流的一種序列式結(jié)構(gòu)。因此，雖然會在后續(xù)進(jìn)行詳細(xì)說明，離子注 入裝置100適合用作現(xiàn)有的離子注入裝置（例如HC和/或MC)的通用構(gòu)件。
[0093] 能夠看做，射束線裝置104具備控制離子束的射束控制裝置、調(diào)整離子束的射束 調(diào)整裝置及對離子束進(jìn)行整形的射束整形裝置。射束線裝置104通過射束控制裝置、射束 調(diào)整裝置及射束整形裝置供給具有在注入處理室106中超過被處理物W的寬度的射束照射 區(qū)域105的離子束。在離子注入裝置100中，在第1射束線設(shè)定S1和第2射束線設(shè)定S2 下射束控制裝置、射束調(diào)整裝置及射束整形裝置可以具有相同的硬件結(jié)構(gòu)。此時，在第1射 束線設(shè)定S1和第2射束線設(shè)定S2中，射束控制裝置、射束調(diào)整裝置及射束整形裝置可以以 相同的布局配置。由此，離子注入裝置100可以在第1射束線設(shè)定S1和第2射束線設(shè)定S2 下具有相同的設(shè)置占地面積（所謂占用面積）。
[0094] 成為基準(zhǔn)的射束中心軌道為，在掃描射束的方式中不掃描射束時的射束剖面的幾 何中心的軌跡即射束的軌道。并且，為靜止射束即帶狀束時，盡管下游部分的注入離子束B2 中射束剖面形狀改變，成為基準(zhǔn)的射束中心軌道仍相當(dāng)于射束剖面的幾何中心的軌跡。
[0095] 射束控制裝置可以具備控制部116。射束調(diào)整裝置可具備射束照射區(qū)域決定部 110。射束調(diào)整裝置可具備能量過濾器或偏轉(zhuǎn)要件。射束整形裝置可以具備后述第1XY會 聚透鏡206、第2XY會聚透鏡208及Y會聚透鏡210。
[0096] 能夠看做，射束線裝置104的上游部分中初始離子束B1采用單一的射束軌道，而 在下游部分注入離子束B2采用基于在掃描射束的方式中以使成為基準(zhǔn)的射束中心軌道向 中心平行的掃描射束的多個射束軌道。但是，為帶狀束時，射束寬度因單一射束軌道的射束 剖面形狀發(fā)生變化而擴(kuò)大進(jìn)而成為照射區(qū)域，因此作為射束軌道仍然是單一的。根據(jù)這種 觀點(diǎn)，也能夠?qū)⑸涫丈鋮^(qū)域105稱為離子束軌道區(qū)域。因此，離子注入裝置100在第1射 束線設(shè)定S1和第2射束線設(shè)定S2下，具有注入離子束B2相同的離子束軌道區(qū)域。
[0097] 圖4是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的離子注入方法的流程圖。該離子注入 方法適用于離子注入裝置100中。通過控制部116執(zhí)行該方法。如圖4所示，該方法具備 射束線設(shè)定選擇步驟（S10)和離子注入步驟（S20)。
[0098] 控制部116在多個射束線設(shè)定中選擇與所給離子注入條件相符的任一個射束線 設(shè)定（S10)。多個射束線設(shè)定，如上所述包含適合輸送用于向被處理物進(jìn)行高劑量注入的高 電流射束的第1射束線設(shè)定S1和適合輸送用于向被處理物進(jìn)行低劑量注入的低電流射束 的第2射束線設(shè)定S2。例如，當(dāng)注入到基板W的所需離子劑量超過閾值時，控制部116選擇 第1射束線設(shè)定S1，當(dāng)所需的離子劑量低于其閾值時，控制部選擇第2射束線設(shè)定S2。另 外，如后述，多個射束線設(shè)定（或注入設(shè)定結(jié)構(gòu)）可以包括第3射束線設(shè)定（或第3注入設(shè) 定結(jié)構(gòu)）和/或第4射束線設(shè)定（或第4注入設(shè)定結(jié)構(gòu)）。
[0099] 第1射束線設(shè)定S1被選擇時，控制部116利用第1能量設(shè)定來設(shè)定能量調(diào)整系 統(tǒng)112。由此，能量調(diào)整系統(tǒng)112和其電源系統(tǒng)按照第1電源連接設(shè)定連接。并且，控制部 116利用第1射束電流設(shè)定來設(shè)定射束電流調(diào)整系統(tǒng)114。由此，按照第1開口設(shè)定來設(shè)定 離子束通過區(qū)域（或其調(diào)整范圍）。與此相同，當(dāng)?shù)?射束線設(shè)定S2被選擇時，控制部116 利用第2能量設(shè)定來設(shè)定能量調(diào)整系統(tǒng)112,利用第2射束電流設(shè)定設(shè)定射束電流調(diào)整系統(tǒng) 114〇
[0100] 該選擇處理可以包括，在與所選射束線設(shè)定相應(yīng)的調(diào)整范圍內(nèi)調(diào)整射束線裝置 104的處理。在該調(diào)整處理中，在射束線裝置104的各調(diào)整要件所對應(yīng)的調(diào)整范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào) 整，以生成所需注入條件的離子束。例如，控制部116決定與能量調(diào)整系統(tǒng)112的各調(diào)整要 件相對應(yīng)的電源的電壓，以便能夠獲得所需的注入能量。并且，控制部116決定射束電流調(diào) 整要件124的離子束通過區(qū)域，以便能夠獲得所需的注入劑量。
[0101] 以此，控制部116在所選射束線設(shè)定下運(yùn)轉(zhuǎn)離子注入裝置100 (S20)。生成具有射 束照射區(qū)域105的注入離子束B2,并供給到基板W。注入離子束B2協(xié)同基板W的機(jī)械掃描 (或射束獨(dú)自）照射整個基板W。其結(jié)果，離子以所需的離子注入條件的能量和劑量注入到 基板W上。
[0102] 用于設(shè)備生產(chǎn)的序列式高劑量高電流離子注入裝置中，以目前情況來看，采用混 合式掃描方式、二維機(jī)械掃描方式及帶狀束+晶片掃描方式。然而，二維機(jī)械掃描方式因機(jī) 械掃描的機(jī)械性驅(qū)動機(jī)構(gòu)的負(fù)荷，其掃描速度的高速化受到限制，因此，存在無法充分抑制 注入不均之類的問題。并且，帶狀束+晶片掃描方式，在橫向擴(kuò)大射束尺寸時容易產(chǎn)生均勻 性的下降。因此，尤其在低劑量條件（低射束電流條件）下，均勻性及射束角度的同一性上 存在問題。但是，獲得的注入結(jié)果在容許范圍內(nèi)時，可以以二維機(jī)械掃描方式或帶狀束+晶 片掃描方式構(gòu)成本發(fā)明的離子注入裝置。
[0103]另一方面，混合式掃描方式通過高精度地調(diào)整射束掃描速度，能夠在射束掃描方 向上實(shí)現(xiàn)良好的均勻性。并且，通過使射束掃描為充分高速，能夠充分抑制晶片掃描方向的 注入不均。因此，認(rèn)為混合式掃描方式最適合廣范圍的劑量條件。
[0104]圖5(a)是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置200的基本結(jié)構(gòu)的 俯視圖，圖5(b)是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的離子注入裝置200的基本結(jié)構(gòu)的側(cè) 視圖。離子注入裝置200是一種對圖2所示的離子注入裝置100應(yīng)用混合式掃描方式時的 實(shí)施例。并且，離子注入裝置200與圖2所示的離子注入裝置100同樣為序列式裝置。
[0105] 如圖所示，離子注入裝置200具備多個射束線構(gòu)成要件。離子注入裝置200的射 束線上游部分從上游側(cè)依次具備離子源201、質(zhì)譜分析磁鐵202、射束收集器203,鑒別孔隙 204、電流抑制機(jī)構(gòu)205、第1XY會聚透鏡206、射束電流測量儀207及第2XY會聚透鏡208。 在離子源201與質(zhì)譜分析磁鐵202之間設(shè)有用于從離子源201引出離子的引出電極218 (參 考圖6及圖7)。
[0106] 在射束線上游部分和下游部分之間設(shè)有掃描儀209。射束線下游部分從上游側(cè)依 次具備Y會聚透鏡210、射束平行化機(jī)構(gòu)211、AD(加速/減速）柱212及能量過濾器213。 在射束線下游部分的最下游部配置有晶片214。自離子源201到射束平行化機(jī)構(gòu)211為止 的射束線構(gòu)成要件被收容在終端216。
[0107] 電流抑制機(jī)構(gòu)205為上述射束電流調(diào)整系統(tǒng)114的一例。電流抑制機(jī)構(gòu)205為 切換低劑量模式和高劑量模式而設(shè)。電流抑制機(jī)構(gòu)205作為一例具備CVA(Continuously VariableAperture)。CVA為能夠通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)整開口尺寸的孔徑。因此，電流抑制機(jī)構(gòu) 205構(gòu)成為，在低劑量模式中以比較小的開口尺寸調(diào)整范圍動作，在高劑量模式中以比較大 的開口尺寸調(diào)整范圍開動。一種實(shí)施方式中構(gòu)成為，與電流抑制機(jī)構(gòu)205 -同或代替此，具 有不同開口寬度的多個鑒別孔隙204,在低劑量模式和高劑量模式下以不同的設(shè)定動作。
[0108] 電流抑制機(jī)構(gòu)205具有通過限制到達(dá)下游的離子束量來協(xié)助低射束電流條件下 的射束調(diào)整的作用。電流抑制機(jī)構(gòu)205設(shè)在射束線上游部分（即，自從離子源201引出離 子之后到掃描儀209的上游側(cè)為止之間）。因此，能夠擴(kuò)大射束電流的調(diào)整范圍。另外，電 流抑制機(jī)構(gòu)205可以設(shè)置在射束線下游部分。
[0109] 射束電流測量儀207例如為可動式旗標(biāo)法拉第。
[0110] 由第1XY會聚透鏡206、第2XY會聚透鏡208及Y會聚透鏡210構(gòu)成用于調(diào)整縱橫 方向的射束形狀（XY面內(nèi)的射束剖面）的射束整形裝置。如此，射束整形裝置具備在質(zhì)譜 分析磁鐵202和射束平行化機(jī)構(gòu)211之間沿射束線配設(shè)的多個透鏡。射束整形裝置通過這 些透鏡的會聚/發(fā)散效果，能夠以廣泛的能量/射束電流的條件將離子束適當(dāng)?shù)剌斔椭料?游。即，在低能量/低射束電流、低能量/高射束電流、高能量/低射束電流及高能量/高 射束電流中的任一條件下，均能夠?qū)㈦x子束適當(dāng)?shù)剌斔椭辆?14。
[0111] 第1XY會聚透鏡206例如為Q透鏡，第2XY會聚透鏡208例如為XY方向單透鏡，Y 會聚透鏡210例如為Y方向但透鏡Q透鏡。第1XY會聚透鏡206、第2XY會聚透鏡208及Y 會聚透鏡210可以分別為單一的透鏡，也可以是透鏡組。以此，射束整形裝置被設(shè)計(jì)成，能 夠從射束勢較大且射束自散焦稱為問題的低能量/高射束電流的條件，至射束勢較小且射 束的剖面形狀控制成為問題的高能量/低射束電流的條件，適當(dāng)控制離子束。
[0112] 能量過濾器213例如為具備偏轉(zhuǎn)電極、偏轉(zhuǎn)電磁鐵或同時具備這兩者的 AEF(AngularEnergyFilter)。
[0113] 在離子源201生成的離子通過引出電場（未圖示）被加速。被加速的離子通過質(zhì) 譜分析磁鐵202而偏轉(zhuǎn)。以此，只有具有規(guī)定能量和質(zhì)量電荷比的離子通過鑒別孔隙204。 接著，離子經(jīng)由電流抑制機(jī)構(gòu)（CVA) 205、第1XY會聚透鏡206及第2XY會聚透鏡208被引到 掃描儀209。
[0114] 掃描儀209通過施加周期性的電場或磁場（或這兩者）橫向（可以是縱向或斜 向）往復(fù)掃描離子束。通過掃描儀209離子束被調(diào)整為能夠在晶片214上均勻地橫向注入。 通過掃描儀209掃描的離子束215通過利用施加電場或磁場（或這兩者）的射束平行化機(jī) 構(gòu)211對齊行進(jìn)方向。之后，離子束215通過施加電場以AD柱212加速或減速至規(guī)定的能 量。出自AD柱212的離子束215達(dá)到最終的注入能量（低能量模式下調(diào)整為高于注入能 量的能量，并且使其在能量過濾器內(nèi)減速的同時使其偏轉(zhuǎn)）。AD柱212的下游的能量過濾 器213通過施加基于偏轉(zhuǎn)電極或偏轉(zhuǎn)電磁鐵的電場或磁場（或這兩者），使離子束215向晶 片214側(cè)偏轉(zhuǎn)。由此，具有除目標(biāo)能量以外的能量的污染成分被排除。如此被凈化的離子 束215被注入到晶片214。
[0115] 另外，在質(zhì)譜分析磁鐵202和鑒別孔隙204之間配置有射束收集器203。射束收集 器203根據(jù)需要施加電場，由此使離子束偏轉(zhuǎn)。由此，射束收集器203能夠高速控制離子束 到達(dá)下游。
[0116] 接著，參考圖6及圖7所示的高電壓電源系統(tǒng)230的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖，對圖5所示的離 子注入裝置200中低能量模式及高能量模式進(jìn)行說明。在圖6中示出低能量模式的電源切 換狀態(tài)，圖7中示出高能量模式的電源切換狀態(tài)。在圖6及圖7中示出，圖5所示的射束線 構(gòu)成要件中與離子束的能量調(diào)整相關(guān)的主要要件。在圖6及圖7中以箭頭表示離子束215。
[0117] 如圖6及圖7所示，射束平行化機(jī)構(gòu)211 (參考圖5)具備雙重P透鏡220。該雙 重P透鏡220具有沿著離子的移動方向分開配置的第1電壓間隙221及第2電壓間隙222。 第1電壓間隙221位于上游，第2電壓間隙222位于下游。
[0118] 第1電壓間隙221形成在一組電極223與電極224之間。在配置于這些電極223、 224的下游的另一組電極225與電極226之間，形成有第2電壓間隙222。第1電壓間隙 221及形成該第1電壓間隙的電極223、224具有朝向上游側(cè)的凸形形狀。相反，第2電壓 間隙222及形成該第2電壓間隙的電極225、226具有朝向下游側(cè)的凸形形狀。另外，以下 為便于說明，有時將這些電極分別稱為第1P透鏡上游電極223、第1P透鏡下游電極224、第 2P透鏡上游電極225、第2P透鏡下游電極226。
[0119] 雙重P透鏡220通過組合施加于第1電壓間隙221及第2電壓間隙222的電場， 對射入離子束進(jìn)行平行化之后射出，并且調(diào)整離子束的能量。即，雙重P透鏡220通過第1 電壓間隙221及第2電壓間隙222的電場使離子束加速或減速。
[0120] 并且，離子注入裝置200具備高電壓電源系統(tǒng)230,該高電壓電源系統(tǒng)具備用于射 束線構(gòu)成要件的電源。高電壓電源系統(tǒng)230具備第1電源部231、第2電源部232、第3電 源部233、第4電源部234及第5電源部235。如圖所示，高電壓電源系統(tǒng)230具備用于將 第1電源部231至第5電源部235連接到離子注入裝置200的連接電路。
[0121] 第1電源部231具備第1電源241和第1開關(guān)251。第1電源241設(shè)在離子源201 和第1開關(guān)251之間，是向離子源201供給正電壓的直流電源。第1開關(guān)251在低能量模 式下將第1電源241連接到地面217 (參考圖6)，在高能量模式下將第1電源241連接到終 端216 (參考圖7)。因此，第1電源241在低能量模式下以接地電位作為基準(zhǔn)向離子源201 供給電壓VHV。這就相當(dāng)于直接供給離子的總能量。另一方面，在高能量模式下，第1電源 241以終端電位作為基準(zhǔn)向離子源201供給電壓VHV。
[0122] 第2電源部232具備第2電源242和第2開關(guān)252。第2電源242設(shè)在終端216 和地面217之間，是通過第2開關(guān)252的切換向終端216供給正負(fù)電壓中的任一個電壓的 直流電源。第2開關(guān)252在低能量模式下將第2電源242的負(fù)極連接到終端216 (參考圖 6)，在高能量模式下將第2電源242的正極連接到終端216 (參考圖7)。因此，第2電源242 在低能量模式下以接地電位作為基準(zhǔn)向終端216供給電SVT(VT< 0)。另一方面，在高能量 模式下，第2電源242以接地電位作為基準(zhǔn)向終端216供給電壓VT(VT> 0)。第2電源242 的電壓VT大于第1電源241的電壓VHV。
[0123] 因此，引出電極218的引出電壓VEXT在低能量模式下為VEXT=VHV_VT，在高能量模 式下為VEXT=VHV。將離子的電荷設(shè)為q時，最終能量在低能量模式下成為qVHV，在高能量模 式下成為q(VHV+VT)。
[0124] 第3電源部233具備第3電源243和第3開關(guān)253。第3電源243設(shè)在終端216 和雙重P透鏡220之間。第3電源243具備第1P透鏡電源243-1和第2P透鏡電源243-2。 第1P透鏡電源243-1為以終端電位作為基準(zhǔn)向第1P透鏡下游電極224及第2P透鏡上游 電極225供給電壓VAP的直流電源。第2P透鏡電源243-2為以終端電位作為基準(zhǔn)，經(jīng)第3 開關(guān)253向連接端供給電壓VDP的直流電流。第3開關(guān)253設(shè)在終端216和雙重P透鏡220 之間，以便通過切換將第1P透鏡電源243-1及第2P透鏡電源243-2中的任一電源與第2P 透鏡下游電極226連接。另外，第1P透鏡上游電極223與終端216連接。
[0125] 第3開關(guān)253在低能量模式下將第2P透鏡電源243-2與第2P透鏡下游電極226 連接（參考圖6)，在高能量模式下將第1P透鏡電源243-1與第2P透鏡下游電極226連接 (參考圖7)。因此，第3電源243在低能量模式下以終端電位作為基準(zhǔn)向第2P透鏡下游電 極226供給電壓VDP。另一方面，在高能量模式下第3電源243以終端電位作為基準(zhǔn)向第2P 透鏡下游電極226供給電壓VAP。
[0126] 第4電源部234具備第4電源244和第4開關(guān)254。第4電源244設(shè)在第4開關(guān) 254和地面217之間，是用于向AD柱212的出口（即下游側(cè)末端）供給負(fù)電壓的直流電源。 第4開關(guān)254在低能量模式下將第4電源244連接到AD柱212的出口（參考圖6)，在高能 量模式下將AD柱212的出口連接到地面217 (參考圖7)。因此，第4電源244在低能量模 式下以接地電位為基準(zhǔn)向AD柱212的出口供給電壓Vad。另一方面，在高能量模式下不使 用第4電源244。
[0127] 第5電源部235具備第5電源245和第5開關(guān)255。第5電源245設(shè)在第5開關(guān) 255和地面217之間。第5電源245為能量過濾器（AEF) 213而設(shè)。第5開關(guān)255為