特表 2024-532821 ビームラインイオン注入装置のための高速ビーム較正手順

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-10

(54)【発明の名称】ビームラインイオン注入装置のための高速ビーム較正手順

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/317 20060101AFI20240903BHJP

【ＦＩ】

H01J37/317 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024508987

(86)(22)【出願日】2022-06-23

(85)【翻訳文提出日】2024-03-22

(86)【国際出願番号】 US2022034676

(87)【国際公開番号】W WO2023022793

(87)【国際公開日】2023-02-23

(31)【優先権主張番号】63/235,508

(32)【優先日】2021-08-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/700,048

(32)【優先日】2022-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ギャンメル， ジョージ エム．

(72)【発明者】

【氏名】ウィルソン， エリック ドナルド

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA25

5C101BB03

5C101EE42

5C101EE43

5C101EE45

5C101EE48

5C101EE49

5C101EE68

5C101GG15

5C101GG33

5C101HH54

5C101LL05

(57)【要約】

方法は、スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、スポットイオンビームについての線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、スポットビームプロファイルおよび線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、計算された較正スポットプロファイルに基づいて、スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することとを含む。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットイオンビームについての線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットビームプロファイルおよび前記線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、
前記計算された較正スポットプロファイルに基づいて、前記スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記計算された較正スポットプロファイルを前記生成することが、前記スポットビームプロファイルに対して畳み込み演算を実行することによって、肥大スポットビームプロファイルを生成することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記計算された較正スポットプロファイルを前記生成することが、前記スポットイオンビームを制御するために使用されるコントローラのドーズコントローラ遅延だけ前記肥大スポットビームプロファイルを調整することによって、遅延肥大スポットビームプロファイルを生成することをさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記計算された較正スポットプロファイルを前記生成することが、エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルを生成するために、前記遅延肥大スポットビームプロファイルにエリアスカラーを適用することをさらに含み、ここで、前記エリアスカラーが、理想的な較正スポットビームプロファイルと、前記線形被走査ビームプロファイルのエリアとの比から決定される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記計算された較正スポットプロファイルを前記生成することが、前記線形被走査ビームプロファイルを生成するために使用される検出器フィルタについてのフィルタ応答に基づいて、前記エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルにプロファイル速さ過渡応答係数を適用することをさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記スポットビームプロファイルが、非偏向静止スポットビームにわたって電流検出器を走査することによって測定される、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記線形被走査ビームプロファイルが、一定の速度において、所定の水平走査距離にわたって前記スポットイオンビームを走査することによって生成される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

基板に関してスポットイオンビームを走査するためのビームスキャナと、
前記スポットイオンビームの電流を測定するための検出器と、
コントローラおよびメモリを備えるビーム較正構成要素であって、前記メモリが、
前記スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットイオンビームの線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットビームプロファイルおよび前記線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、
前記計算された較正スポットプロファイルに基づいて、前記スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することと
を行うように前記コントローラ上で動作可能な較正ルーチンを備える、ビーム較正構成要素と
を備える、イオンビームの走査を制御するための装置。

【請求項9】

前記較正ルーチンが、前記スポットビームプロファイルに対して畳み込み演算を実行することによって肥大スポットビームプロファイルを生成することによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コントローラ上で動作可能である、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記較正ルーチンが、前記スポットイオンビームを制御するために使用されるドーズコントローラのドーズコントローラ遅延だけ前記肥大スポットビームプロファイルを調整することによって、遅延肥大スポットビームプロファイルを生成することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コントローラ上で動作可能である、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記較正ルーチンは、エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルを生成するために、前記遅延肥大スポットビームプロファイルにエリアスカラーを適用することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することであって、ここで、前記エリアスカラーが、理想的な較正スポットビームプロファイルと、前記線形被走査ビームプロファイルのエリアとの比から決定される、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コントローラ上で動作可能である、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記較正ルーチンが、前記線形被走査ビームプロファイルを生成するために使用される検出器フィルタについてのフィルタ応答に基づいて、前記エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルにプロファイル速さ過渡応答係数を適用することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コントローラ上で動作可能である、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記スポットビームプロファイルが、非偏向静止スポットビームにわたって電流検出器を走査することによって測定される、請求項９に記載の装置。

【請求項14】

前記線形被走査ビームプロファイルが、一定の速度において、所定の水平走査距離にわたって前記スポットイオンビームを走査することによって生成される、請求項９に記載の装置。

【請求項15】

非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体であって、前記非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体が命令を含み、前記命令がコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、
スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットイオンビームの線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、
前記スポットビームプロファイルおよび前記線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、
前記計算された較正スポットプロファイルに基づいて、前記スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することと
を行わせる、非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体。

【請求項16】

前記命令が、前記スポットビームプロファイルに対して畳み込み演算を実行することによって肥大スポットビームプロファイルを生成することによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コンピュータをさらに構成する、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体。

【請求項17】

前記命令が、前記スポットイオンビームを制御するために使用されるドーズコントローラのドーズコントローラ遅延だけ前記肥大スポットビームプロファイルを調整することによって、遅延肥大スポットビームプロファイルを生成することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コンピュータをさらに構成する、請求項１６に記載の非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体。

【請求項18】

前記命令が、エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルを生成するために、前記遅延肥大スポットビームプロファイルにエリアスカラーを適用することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することであって、ここで、前記エリアスカラーが、理想的な較正スポットビームプロファイルと、前記線形被走査ビームプロファイルのエリアとの比から決定される、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コンピュータをさらに構成する、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体。

【請求項19】

前記命令が、前記線形被走査ビームプロファイルを生成するために使用される検出器フィルタについてのフィルタ応答に基づいて、前記エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルにプロファイル速さ過渡応答係数を適用することをさらに行うことによって、前記計算された較正スポットプロファイルを生成することを行うように前記コンピュータをさらに構成する、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、「ＦＡＳＴ ＢＥＡＭ ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＢＥＡＭＬＩＮＥ ＩＯＮ ＩＭＰＬＡＮＴＥＲ」と題する、２０２１年８月２０日に出願された、米国仮特許出願第６３／２３５，５０８号、および「ＦＡＳＴ ＢＥＡＭ ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＢＥＡＭＬＩＮＥ ＩＯＮ ＩＭＰＬＡＮＴＥＲ」と題する、２０２２年３月２１日に出願された、米国非仮特許出願第１７／７００，０４８号の優先権を主張し、これらの出願の内容全体は、参照により本明細書に援用される。

【0002】

本実施形態は、処理装置および方法に関し、より詳細には、イオン注入プロセスにおけるビーム電流を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

今日、様々なタイプの処理装置が、イオンを用いて基板を処置または処理するために採用されている。半導体基板などの基板を処理するために、イオンが、基板上の層または特徴をエッチングするために使用され得る。イオンはまた、基板上に層または構造を堆積させるか、基板に核種を注入するか、または基板をアモルファス化するために使用され得る。また、基板の処理を制御するために、基板の処理を監視するための技法が開発されている。

【0004】

被走査スポットビームを使用する基板のイオン注入についての正確なドーズ制御を提供するために、ファラデーカップモニタなどの電流モニタが、基板にまたは基板の近くに設けられ得る。いくつかのイオン注入装置では、ファラデーカップは、イオン注入手順を較正するために、第１の方向に沿って往復して走査されるスポットビームをインターセプトするために、基板に隣接して設けられ得る。一般に、一連の基板（ウエハ）の注入中に、ビーム較正手順が、適切なイオンドーズがウエハにわたって提供されることを保証するようにイオンビームの走査を「チューニングする」ために、そのような電流モニタを使用して周期的に実行される。

【0005】

ウエハ面にわたる均一な電流密度を用いるそのような較正プロセスのために採用される「チューン」時間の量を低減することによってイオン注入機の生産性を増加させるための取り組みが常にある。被走査スポットビームのイオン注入を較正するための所与のチューニング動作において、「静止」スポットビームプロファイル（ＳｐｏｔＢＰ）が、様々な被走査ビームプロファイル（ＳｃａｎｎｅｄＢＰ）に加えて得られ、ここで、スポットビームが、所定の走査方向に沿って往復して迅速に走査される間、ビーム電流が測定される。様々なプロファイルの各々は、実行するために所与の所要時間を必要とする。たとえば、１６個のＳｐｏｔＢＰからなる平均的集合は、３秒の所要時間を必要とし得、単一の被走査ビームプロファイルは、１２秒程度を必要とし得る。したがって、イオンビームのための合計較正時間は、少なくとも１つのＳｐｏｔＢＰと少なくとも２つのＳｃａｎｎｅｄＢＰとを含んで、少なくとも２７秒であり得る。その上、このシナリオにおけるイオンビームのための合計均一性チューニングまたは較正時間は、均一性チューニングが、２７秒の較正時間を含み、加えて、追加の１２秒を伴う、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}と呼ばれる、較正の後の少なくとも１つの調整済み走査を含むので、少なくとも３９秒を必要とし得る。所与のウエハ注入手順は、数秒の所要時間を必要とするにすぎないことがあり、したがって、２５個のウエハからなるバッチの注入は、数分またはそれ以下を要するにすぎないことがあることに留意されたい。したがって、ビーム較正があらゆるウエハバッチの注入の前に実行されたとき、ビーム較正は、合計注入時間の大部分を構成し得、これにより、ウエハスループットを制限する。

【0006】

これらおよび他の考慮事項に関して、本改善が、必要とされていることがある。

【発明の概要】

【0007】

本実施形態は、改善されたスポットビーム較正を実装するための方法、物品、およびイオン注入装置に関する。一実施形態では、方法は、スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、スポットイオンビームについての線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、スポットビームプロファイルおよび線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、計算された較正スポットプロファイルに基づいて、スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することとを含み得る。

【0008】

別の実施形態では、イオンビームの走査を制御するための装置が提供される。装置は、基板に関してスポットイオンビームを走査するためのビームスキャナと、イオンビームの電流を測定するための検出器と、コントローラおよびメモリを備えるビーム較正構成要素とを含み得る。メモリは、較正ルーチンを含み得る。較正ルーチンは、スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、スポットイオンビームの線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、スポットビームプロファイルおよび線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、計算された較正スポットプロファイルに基づいて、スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することとを行うようにコントローラ上で動作可能であり得る。

【0009】

別の実施形態では、命令のセットを含む、非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体が提供される。命令のセットは、コンピュータによって実行されると、コンピュータに、スポットイオンビームについてのスポットビームプロファイルを受け取ることと、スポットイオンビームの線形被走査ビームプロファイルを受け取ることと、スポットビームプロファイルおよび線形被走査ビームプロファイルに基づいて、計算された較正スポットプロファイルを生成することと、計算された較正スポットプロファイルに基づいて、スポットイオンビームについての調整済み被走査プロファイルを実装することとを行わせ得る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】スポットビームイオン注入システムにおいて実装され得る基準イオンビーム較正のための基本構成要素を図示する図である。

【図1B】本開示の実施形態による、スポットビームイオン注入システムにおいて実装され得るイオンビーム較正のための基本構成要素を図示する図である。

【図1C】本開示の別の実施形態による、スポットビームイオン注入システムにおいて実装され得るイオンビーム較正のための基本構成要素を図示する図である。

【図2A】本実施形態による、メニュー項目、およびスポットビームプロファイルに関連付けられた信号のグラフィカル表現を含む複合図示を示す図である。

【図2B】メニュー項目、および予測較正スポットプロファイルに関連付けられた信号のグラフィカル表現を含む複合図示である。

【図3】様々なスポットビーム較正および測定曲線の比較を示す図である。

【図4】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図5A-5B】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図6A-6B】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図7A】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図7B】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図7C】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図7D】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図7E】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図8A】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図8B】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図8C】本開示の様々な実施形態による、スポットビームプロファイルの、予測較正スポットプロファイルへの変換に関与する動作を描く図である。

【図9A】本開示の様々な実施形態による、ビームラインイオン注入装置のブロック形式での上面図を描く図である。

【図9B】スポットビーム較正ルーチンを含むメモリの例示的なブロック図を示す図である。

【図10】例示的なプロセスフローを描く図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本実施形態は、いくつかの実施形態が示されている、添付の図面を参照しながら以下でより十分に説明される。本開示の主題は、多くの異なる形態において具現され得、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。代わりに、これらの実施形態は、本開示が、周到で、完全なものになるように、および主題の範囲を当業者に十分に伝達するように提供される。図面中で、同様の番号は、全体にわたって同様の要素を指す。

【0012】

本明細書で説明される実施形態は、イオン注入装置のためのビーム較正、およびイオン注入スループットを改善するための新規の技法を提供する。

【0013】

本開示の様々な実施形態によれば、イオンビームチューニングまたはビームチューニングとも呼ばれる、イオンビーム較正のためのより迅速な手法が提供される。参考として、図１Ａは、スポットビームイオン注入システムにおいて実装され得るイオンビーム較正のための基本構成要素を図示し、ここで、イオン注入は、被走査スポットビームに基板を曝露することによって実行される。とりわけ、スポットビームは、たとえば、数ｋＨｚ程度のレートにおいて所与のビーム走査軸に沿って基板にわたって往復して走査されるかまたはラスタ処理され得る。基板全体の曝露は、スポットビームがビーム走査軸に沿って迅速に走査される間の、ビーム走査軸に直交する軸など、所与の軸に沿ったはるかにより低速のレートにおける基板ステージの走査によって達成され得る。基板の曝露の前に、イオンビーム走査速度が、基板が均一なイオン密度に曝露されるように、ビーム走査軸にわたって調整された、被走査イオンビームを均一性チューニングルーチンが生成する。イオンビーム密度均一性要件のために、イオンビームチューニングは、基板のバッチ（たとえば、２５個のウエハからなるバッチ）の各々が注入される前になど、定期的に、頻繁に実行され得る。所与のイオン種および注入条件の所与のセットを含む、所与の注入方策について、その実体がＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}と呼ばれることがある、この均一な密度の被走査ビームを生成するための所定の較正手順が、所与のウエハバッチが注入される前に実装され得る。以下の説明では、手順、ステップ、ルーチン、またはアルゴリズムなどは、動作または副動作と呼ばれることもある。

【0014】

図１Ａにおいて、メニュー項目、および較正手順１５０Ａを構成する一連の知られている動作に関連付けられた信号のグラフィカル表現を含む複合図示が示されている。ｙ軸は、たとえば、測定ビーム電流、または代替的にスポットビームの走査速度を表し得る。ｘ軸は、時間を表す。一連の基準動作は、番号Ｏｐ１～Ｏｐ９によって較正手順１５０Ａ中に示されている。少なくとも動作Ｏｐ１、Ｏｐ３、Ｏｐ５、Ｏｐ６、Ｏｐ７、Ｏｐ８およびＯｐ９を含む、図１ａの基準動作の選択されたサブセットグループが、本開示の実施形態に従って実行され得る。動作Ｏｐ１～Ｏｐ９を含む、図１Ａに示されている動作の全部の和は、基準較正手順を構成すると見なされ得る。

【0015】

動作Ｏｐ１において、ＳｐｏｔＢＰ手順が、均一性チューニングのために必要とされる２つのメトリック、すなわち、ＢｅａｍＣｅｎｔｅｒおよびＨａｌｆＷｉｄｔｈを得るために実行される。これらのパラメータは、（静電的に）走査されるスポットビームが、折り返す前にどのくらい遠くにウエハの内部「右」側およびウエハの外部「左」側に走査されるかを決定するために使用される。水平走査「折り返し」位置が決定されると、較正手順１５０Ａにおいて概説される標準的な較正手順は、較正手順の残りのためにＳｐｏｔＢＰ測定の（形状を含む）メトリックを採用しない。

【0016】

異なる実装形態では、ＳｐｏｔＢＰ測定は、静止ビームにわたるセンサの相対的な走査によって、または遅いビーム走査レートにおける静止センサにわたるスポットビームの相対的な走査によって実行され得る。動作Ｏｐ１ａにおいて、スポットビームプロファイルが、非偏向静止スポットビームにわたってプロファイラファラデーカップセンサを走査することによって測定される。この動作は、約１２秒かかり得、低速スポットプロファイルＳｐｏｔＢＰ_Ｓｌｏｗと呼ばれる。Ｏｐ１ｂの動作において、プロファイラファラデーカップセンサは、０ｍｍにあるウエハ面の中心に静止したままであり、スポットビームは、平均電流応答を得るために、１６回など、数回プロファイラファラデーカップセンサにわたって掃引される。このビーム掃引応答が、時間領域電流応答から位置領域電流応答にトランスフォームされたとき、結果は、ＳｐｏｔＢＰ_Ｓｌｏｗに密接に似ている。Ｏｐ１ｂのこの動作は、高速スポットプロファイルＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｓｔと呼ばれることがあり、約３秒を必要とし得る。ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を作成するためのこの方法は、スポットビームが、ＳｐｏｔＢＰ_ＳｌｏｗまたはＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｓｔのいずれかを用いて測定されたと仮定する。簡略化の目的で、このスポットビーム測定は、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を作成する方法を説明するとき、ＳｐｏｔＢＰ_ＳｌｏｗまたはＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｓｔの代わりにＳｐｏｔＢＰと呼ばれる。均一な電流ビーム密度の推定は、Ｏｐ１ａまたはＯｐ１ｂ中に計算され、較正手順１５０Ａ、１５０Ｂおよび１５０Ｃの値１５１に示されているように更新される。（この１５１の均一な密度推定をもたらす）このＳｐｏｔＢＰの総積分電流は、較正手順１５０Ａにおいて使用されない。しかしながら、総積分電流は、後に説明される較正手順１５０ｂおよび１５０Ｃの実施形態において使用される。

【0017】

動作Ｏｐ３において、被走査スポットビームの水平角および頂角が、測定され、チューニングされる。これらの角度測定は、動作Ｏｐ４～Ｏｐ９からなる均一性チューンルーチン動作では使用されない。

【0018】

動作Ｏｐ５において、均一性チューンルーチンは、線形被走査ビームプロファイルＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}の生成および測定で開始する。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}は、一定の速度において（動作１において決定された）所定の水平走査距離にわたってスポットイオンビームを走査することによって生成される。スポットビームの走査速度は、曲線１５４ａによって表されている。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}のその後の測定は、示されているように、実行するのに約１２秒かかり得る。得られた測定ビーム電流密度は、曲線１５４Ｂに示されている。図示されているように、走査速さ（曲線１５４ａ）は定数値にとどまっている一方で、タイムインターバル中に、測定スポットビーム電流は、異なる位置に対応する、ビーム密度のいくつかのゆらぎを呈する。このＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}は、動作Ｏｐ７においてディップ較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐを得るために使用される。

【0019】

Ｏｐ６を説明する前に、μ傾斜（マイクロ傾斜）の定義が与えられる。イオンビームは、静電走査がビームを折り返す前にビームがウエハのエッジおよびサイドファラデーを完全に越えることを保証する、所定の水平走査距離にわたって高周波（約１ｋＨｚ）において水平方向に静電的に走査される。この水平走査距離は、ビーム幅など、数個のファクタによって決まり、一般に、３００ｍｍのウエハの場合、３５０ｍｍと６００ｍｍとの間にある。ウエハ場所にわたってビーム密度不均一性を充填し、「平坦化する」ために、ビーム走査システムは、それぞれ、ビーム密度「バンプ」および「ディップ」を平らにするために、走査速さを速さアップおよびスローダウンすることが可能でなければならない。ビーム走査速さが、どこで変更され、どのくらい変更されるかを追跡するために、水平走査距離（たとえば、４００ｍｍ）は、固定数の（たとえば、３０個の）別個の速さ変更ステップに分割され、ここで、各ステップは、そのロケーションにおけるビームの所望の速度を指定する。この例では、各μ傾斜は、１３．３３ｍｍの幅である（４００ｍｍの走査距離／３０個の速さ変更ロケーション）。本明細書の残りについて、μ傾斜は、マイクロ傾斜またはｕ傾斜、傾斜ピッチまたは傾斜と呼ばれることがある。それを変換するビームスキャナ電子回路に送られたこの一連の３０個のμ傾斜ビーム速度、水平走査距離にわたるイオンビームの単一の右から左への走査を構成する一連の静電走査速さ（正ｍｍ～負ｍｍ）。スキャナが逆方向に折り返したとき、スキャナは、左から右への走査速さが、右から左への走査速さと重なるように、このμ傾斜波形のミラーイメージを用いて走査する。μ傾斜速度変化が（この３０ポイントアレイを持つ）スキャナシステムに送出されるときと、そのμ傾斜速さ変化が実際に起こるときとの間に「マッチング回路」電子遅延がある。この遅延、およびそれが実施形態にどのように影響を及ぼすかが、考慮に入れられ、後に説明される。

【0020】

動作Ｏｐ６において、被走査ビームの速度が、ウエハ面の中心において約１０～１５ｍｍの距離（μ傾斜幅）にわたって２ｘだけ増加される間（曲線１５６ａ）、別の被走査プロファイル（曲線１５６ｂ）が取られる。言い換えれば、走査長さ（約合計４００ｍｍ）の小さい部分にわたって、スポットビーム走査は、２倍だけ故意に加速される。この動作は、ディップ較正被走査プロファイルＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐと呼ばれることがあり、同様に、実行するのに約１２秒かかり得る。

【0021】

動作Ｏｐ７において、いわゆるディップ較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐは、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}（曲線１５４ｂ）からＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐ（曲線１５６ｂ）を減じることによって作成される。これに基づいて、均一性チューンルーチンは、スポットビーム走査速さが特定の距離（μ傾斜幅）にわたって２ｘだけ増加されたときに生じる、故意に減少されたビーム密度の効果を得た。この情報は、ウエハの注入が開始する前に、必要とされる全体的に均一なビーム密度を生成するために均一性チューンルーチンが必要とする情報の中央ピースである。均一性チューンルーチンは、今や、均一な密度の被走査イオンビームを作成するために、ビーム密度ディップを「充填」し、ビーム密度バンプを「平らにする」ために、スポットビームが走査されているときにスポットビームの速さをどのくらい変更するべきかを「知っている」。

【0022】

動作Ｏｐ８において、第１の調整済み被走査プロファイルＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}が取られる（曲線１５８ｂ）。この動作は、被走査スポットビームの速さが、イオンビーム電流密度をウエハ面にわたって均一にするために、水平スポットビーム走査距離にわたってどのように変動されるべきであるかに関する（曲線１５８ａ）、チューニングルーチンにおける第１の推定の結果である。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}動作は、スポットビームに均一な走査速度（曲線１５４ａ）を適用するのではなく、曲線１５８Ａによって示されているようにスポットビーム走査速度を調整することを伴うことに留意されたい。したがって、スポットビームの走査速さパターンは、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}を用いる動作Ｏｐ５において測定されたビーム電流の不均一性について調整するための正しい補償を提供すべきである。同時に、ビーム電流密度は、曲線１５８ｂによって示されているように測定される。明らかなように、動作Ｏｐ８において、さらに平らにされる必要がある、ビーム電流密度のいくつかの「ディップ」および「バンプ」が依然としてある。動作Ｏｐ９におけるビームチューニングルーチンは、ビーム密度（曲線Ｖ１６０ｂ）のこれらの残留した変動を平らにするために、被走査ビーム速さ（曲線Ｖ１６０ａ）の変動を微調整し、結果が、第２のＯｐ９ ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}において測定される。各ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}は、最初に、走査速さに対する調整を伴った被走査ビーム波形を生成することと、次いで、水平ビーム走査軸に沿った測定電流密度が、均一性「平坦度」規格に合格したことを確認するために、ファラデー検出器の機械的な左から右への走査を用いて、得られたビーム密度を測定することとを伴う。全体的な均一性が、許容できる均一性シグマを下回るとき、均一性チューンルーチンは完了しており、ウエハ注入が開始され得る。図１Ａにおいて、動作Ｏｐ８は、単一のインスタンス（Ｏｐ９）において繰り返され、その結果、許容できるビーム均一性と見なされ得るものを生じるものとして示されている。各被走査プロファイル測定の計算されたシグマ値の変化が、ライン１６１への更新において示されている。これは、測定シグマ値であり、測定シグマ値は、ウエハ注入がスタートすることができる前に、測定シグマ値が限度を下回るかどうかを確かめるために、各ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}の後に規格限度と比較される。

【0023】

本開示の様々な実施形態では、図１Ａで概説されたビーム較正ルーチンは、とりわけ、較正手順１５０Ａ（図１Ａ）の約１２秒のＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐ動作Ｏｐ６を省略する能力をもたらす（較正手順１５０ｂ、図１Ｂに示されている）追加の新規の動作を実行することによって、修正され得る。その結果、予測較正スポットプロファイル（ＰＣＳＰ）ルーチンと本明細書では呼ばれる、較正ルーチンを使用して、全体的な較正時間は、図１Ｂの較正手順１５０Ｂの例を使用すると、著しく、最高で約１２秒だけ低減され得る。例として、本実施形態の（較正手順１５０Ｂによって概説された）修正された較正ルーチンにおいて、上記で概説された動作Ｏｐ１は、依然として、被走査ビームの水平走査距離および折り返し位置を決定するために、ビーム中心およびＨａｌｆＷｉｄｔｈを測定するために、実行される。しかしながら、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を得、ＰＳＣＰルーチンのためのＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐをスキップするために、このスポットプロファイルＳｐｏｔＢＰの形状および積分電流（エリア）は、後続する動作においても使用される。水平および垂直ビーム角を測定および調整するための動作Ｏｐ３は、一般に、上記で説明されたＰＣＳＰルーチンにおいても実行される。動作Ｏｐ３の後に、ＰＣＳＰルーチンの均一性チューン部分は、図１Ｂに関して上記で説明された動作Ｏｐ５（ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}）の実行で始まる。

【0024】

図１Ａの例とは異なり、動作Ｏｐ６ ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐは、図１ＢのＰＣＳＰルーチンでは省略され、較正時間のほぼ１２秒を節約する。この時間節約は、チューニングルーチン全体における約１３％の改善に対応し得る。本実施形態による手法では、動作Ｏｐ７の修正バージョンにおいて、調整済み波形が、以下で詳述される予測較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を利用することによって作成される。このＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐはスキップされるので、μ傾斜幅（約１０～１５ｍｍ）にわたって２ｘだけビーム速度を増加させることの測定された効果は、未知である。

【0025】

２Ｘだけビーム速度を増加させることの効果を直接的に測定しないことを補償するために、たとえば、ＰＣＳＰルーチンは、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を作成し、そのプロファイルは、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐが何であったのかの正確な予測を提供する。本開示の様々な実施形態によれば、ＰＣＳＰルーチンは、以下の測定値の大部分またはすべてに基づく。ＰＣＳＰルーチンの一部を形成し得る測定値のリスティングが、これらの測定値において使用されるパラメータについてのいくつかの非限定的な範囲とともに、以下に提供される。
●静止ＳｐｏｔＢＰ形状（ＨａｌｆＷｉｄｔｈ）、中心および積分電流（エリア）
●μ傾斜幅（たとえば、１０～１５ｍｍ）の幅および位置
●ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｃａｎＤｉｓｔａｎｃｅ（たとえば、４００ｍｍ～６００ｍｍ）
●ビーム走査時間（たとえば、４００μ秒～２，０００μ秒）
●機械的プロファイラの速さ（たとえば、３２ｍｍ／秒または９６ｍｍ／秒）
●μ傾斜速さ変化についてのドーズコントローラマッチング回路遅延（たとえば、６μ秒）

【0026】

このＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}の作成は、較正手順１５０Ｂ（図１Ｂ）のＯｐ２において行われ、以下で説明される。これらの測定値のすべては、ＰＣＳＰの均一性チューンルーチン部分が開始する前に収集されることに留意されたい。それゆえ、本開示の実施形態によれば、ＰＣＳＰ均一性較正は、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}（動作Ｏｐ５）が完了した直後に、第１のＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}で開始することができる。

【0027】

ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}およびＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}が得られた後、１つまたは複数のＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}が、標準的な均一性チューニングの動作Ｏｐ８およびＯｐ９において説明されたように取られる。図１Ａにおいて概説された追加のＯｐ６ ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐを用いて作成されたＯｐ７ ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐを使用する代わりに、ＰＣＳＰ均一性ルーチンは、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐにわたってスキップし、スポットビームが、ウエハ面にわたって均一なビーム密度を達成するために走査されるときにスポットビームの速度に必要な変更を行うために、（較正手順１５０ＢのＯｐ１、Ｏｐ２、Ｏｐ３、Ｏｐ５、Ｏｐ８およびＯｐ９を含む）図１Ｂにおいて概説されたＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を使用する。

【0028】

上述の実施形態は、初めての実装など、新しい方策が実装されているときのスポットビーム走査較正のための手順をハイライトすることに留意されたい。これらのシナリオでは、上記で概括的に説明された、一般的な動作Ｏｐ１～Ｏｐ９を含む動作および副動作が、実装される。とりわけ、真新しい方策のための最初の被走査プロファイルは、常に、図１Ａおよび図１Ｂにおいて上記で説明されたＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}として実装され得る。本開示の様々な実施形態によれば、方策がチューンアップされる（上記で説明された較正が実行される）と、方策は、将来の使用のために方策にμ傾斜（曲線１６０Ａ）ビーム速度波形をセーブする。（動作Ｏｐ９において反映された）均一なビーム密度を達成したこれらのμ傾斜は、別個のμ傾斜の（たとえば、３０から１００にわたる）アレイとして方策に保存され得る。これらのμ傾斜は、ビーム密度を均一にするためにどのビーム走査速さ変更をウエハ面に沿った特定のロケーションにおいて適用すべきかを、イオンビーム制御システムに伝える。

【0029】

本開示の実施形態によれば、イオンビーム注入方策が（注入手順の直後に、またはその後の週になど）再ダウンロードされるとき、較正ルーチンは、当該のイオンビーム注入方策が、一般に上述の手順に従って、前に較正されたことを自動的に認識する。これらの実施形態では、新たに（較正手順１５０ｂの）動作Ｏｐ１、Ｏｐ２、Ｏｐ３、Ｏｐ５、Ｏｐ８およびＯｐ９（ならびにその中の副動作）のすべてを実装する代わりに、前の較正が当該の方策に対して実行されたという認識が、図１Ｃの較正手順１５０Ｃに示されている動作（Ｏｐ１、Ｏｐ２、Ｏｐ３、Ｏｐ４、Ｏｐ８、Ｏｐ９）の一層より速いセットを実行するように較正ルーチンをトリガする。たとえば、前の（初期）スポットビーム走査較正中に得られたμ傾斜を無視し、新しい一定の速度ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}（動作Ｏｐ５）でゼロからスタートするのではなく、較正ルーチンは、以下で説明されるように、代わりにＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}（動作Ｏｐ４）を実装する。

【0030】

ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}を作成するために、較正ルーチンは、ダウンロードされたμ傾斜アレイ（たとえば、３０～１００μ傾斜）（曲線１５２ａ）を取り出し、それに応じてスポットビームの走査を始動し、次いで、プロファイルファラデー検出器など、プロファイル検出器を用いてその被走査スポットビームの機械的プロファイル（曲線１５２ｂ）を実装する。この動作は、同じく、１２秒など、数秒を消費する。被走査スポットビームが、最後のスポットビーム較正が実行されてから著しくは変化していない場合、方策からのμ傾斜は、依然として、均一性規格限度を下回るビーム密度（曲線１５２ｂ）を生成し得る。そうである場合、被走査ビームプロファイルをこれ以上作る必要はなく、当該の方策を使用するウエハイオン注入が、開始または再開し得る。

【0031】

その上、（動作Ｏｐ４として実装される）ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}が、規格を上回るが、「それほど悪く」ないビーム密度均一性をもたらす場合、ＰＣＳＰルーチンは、依然として、（ゼロからスタートする）ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}曲線の代わりにＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}曲線を使用する、低減された較正動作を始動し得る。

【0032】

規格を上回るどの結果が許容できるまたは「それほど悪くない」かの決定は、以下の考慮事項に従って行われ得る。しばしば、均一性ビーム密度シグマ規格は、０．３％～０．５％に設定され得る（「シグマ」は、（ファラデーカップ検出器など、機械的に走査されたプロファイル検出器によって測定された）ウエハ面にわたる測定ビーム密度の「平坦度」の統計的測定値である）。これにより、一実施形態では、シグマが、規格を上回る０．５％未満である場合、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}（曲線１５２ｂ）が使用され得る。一方、シグマが、規格限度を上回る０．５％を超える場合、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}は無視され、スポットビーム較正ルーチンは、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}を使用してゼロからスタートする。

【0033】

要約すれば、本開示の実施形態によれば、スポットビーム較正ルーチンがＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}を実装するとき、較正手順１５０Ｃにおける動作（Ｏｐ５、Ｏｐ６およびＯｐ７）は、すべて、低減されたスポットビーム較正ルーチンの実施中に省略され得る。動作Ｏｐ５、Ｏｐ６、およびＯｐ７のこの省略は、上記の例を使用すると、２４秒など、かなりの較正時間を節約する。これにより、低減されたスポットビーム較正ルーチンは、以下の動作順序、すなわち、Ｏｐ１、Ｏｐ２、Ｏｐ３、Ｏｐ４、Ｏｐ８、Ｏｐ９の順序で進展し得る。ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}は、動作Ｏｐ１と動作Ｏｐ４との間のどこででも作成され得るので、ルーチンは、直ちに調整を行い、それらを測定する（動作Ｏｐ８）ことをスタートすることができる。図１Ｃ中に示されている較正手順１５０Ｃは、本開示の実施形態による、較正手順の実装形態の違いをハイライトする。基本較正は、示されている動作Ｏｐ１～Ｏｐ９を実装し得、新しい方策のためのＰＣＳＰルーチンの第１の実装形態では、その後の実装は、Ｏｐ４ ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｒｅｃｉｐｅ}を使用するが、動作Ｏｐ５、Ｏｐ６およびＯｐ７は省略され得る。

【0034】

本実施形態のＰＣＳＰ手法の目標は、均一性チューニング収束ルーチンのために使用されるＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}に、測定実体（ＳｐｏｔＢＰ）を変換することである。以下の動作は、ＳｐｏｔＢＰ（図２Ａ）とＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ（図２Ｂ）との間の主要な違いをハイライトする。ＳｐｏｔＢＰからＣａｌＢＰ_Ｄｉｐへの変換は、これらの違いのすべてを予測しなければならない。このＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}の全体的な形状は、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}が、それの被走査速度が約１０～１５ｍｍの距離にわたって２ｘだけ増加されるときのＳｐｏｔＢＰ形状の畳み込みであるので、ＳｐｏｔＢＰの形状に強く似ていることになる。

【0035】

次に図２Ａを参照すると、メニュー項目、およびＳｐｏｔＢＰに関連付けられた信号のグラフィカル表現を含む複合図示が示されている。図２Ｂも参照すると、メニュー項目、およびＣａｌＢＰ_Ｄｉｐに関連付けられた信号のグラフィカル表現を含む複合図示が示されている。これらのグラフにおいて、ｘ軸は、ウエハ面に沿った位置をプロットし、ｙ軸は、ビーム電流をプロットする。これらの場合、ビーム電流は、０ｍｍにあるウエハ中心の近くでピーク形状を呈する。考慮に入れるべき第１の違いは、２つの形状の大きさの違いである。ＳｐｏｔＢＰは、４ｅ^－５のピークを有するのに対して、７．４ｅ^－７ＡのＣａｌＢＰ_Ｄｉｐピークは、そのピークがこのビーム電流全体のうちの小さい部分を捕捉するにすぎないので、はるかにより小さい。この大きさ変換のための必要なスカラーを生成することは、後で解説される。

【0036】

第２の主要な違いは、２つの異なるスポットプロファイルの幅である。ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐは、プロファイルが、水平走査中の約１０～１５ｍｍの２ｘ速さアップ距離にわたるＳｐｏｔＢＰ形状の畳み込みの結果であるので、より広い幅を有する。理論的には、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ幅は、２ｘ速さアップ距離が非常に小さい距離である場合、ＳｐｏｔＢＰ幅と同等である。第３の主要な違いは、スポットプロファイルの水平中心の違いである。ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ中心は、被走査ビームが、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐを作成するために使用される「ディップ」をもたらす２ｘだけ加速される、μ傾斜のロケーションに応じてＳｐｏｔＢＰ中心の右または左にシフトされる。１０～１５ｍｍの２ｘ速さアップロケーションが、０ｍｍを中心として対称的であった場合、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ中心は、ＳｐｏｔＢＰ中心に極めて近くなる。

【0037】

図３は、標準的な測定ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ（曲線３０６）（動作Ｏｐ７、図１も参照されたい）と、予測ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線３０８）との比較を示す。曲線３０２は、（一定のビーム速さにおける）ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}である（動作Ｏｐ５、図１Ａも参照されたい）。曲線３０４は、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐである（０ｍｍにある１つのμ傾斜にわたって２ｘだけ速さアップする）（動作Ｏｐ６、図１も参照されたい）。測定ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐは、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}からＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐを減じた結果である。わかるように、測定ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐおよび予測ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線３０６および曲線３０８）は、互いに密接に重なり、その密接した対応は、（後で説明される）計算方法が、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐが何であったかを正確に予測することができることを実証する。

【0038】

本開示の実施形態によれば、図３中の予測ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線３０８）は、一般に、以下のシーケンスにおいて解説されるように導出される。
ａ）既存の手法において、上述のように、ＳｐｏｔＢＰを測定した後の、均一な被走査ビームをセットアップする際の次の副動作は、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}を記録することであり、その後にＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐが続き、ここで、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐは、規定されたピッチ間隔にわたって１つのμ傾斜を増加させることによって得られる。μ傾斜は、被走査ビーム速さが、ウエハ面の中央部に意図的なビーム密度「ディップ」を作成するために２ｘに増加される、（通常、０ｍｍの近くにセンタリングされた）約１０～１５ｍｍの小さい距離である。
ｂ）これらの２つのプロファイルの間の違いは、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐである。
ｃ）しかしながら、このＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}は、実際は、（測定）ＳｐｏｔＢＰならびに摂動された傾斜の振幅およびロケーションから予測され得る。したがって、実際のＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐを記録することは、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を決定するために必要とされない。そうではなく、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}は、約１０～１５ｍｍのμ傾斜速さ変更距離にわたるＳｐｏｔＢＰの畳み込みとして得られ得る。

【0039】

本開示の様々な実施形態によれば、図４～図８Ｃは、ＳｐｏｔＢＰの、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}への変換に関与する動作（および副動作）をハイライトする。このＳｐｏｔＢＰからＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}への変換のための副動作４～２７（ＳＯ４～ＳＯ２７）は、すべて、Ｏｐ２算出において完了され、実行するのに合計で１秒の何分の１かを消費するにすぎない。図４を参照すると、一連の曲線が示されており、ここで、曲線４０２は、ＳｐｏｔＢＰを表し、曲線４０４は、「理想的な」較正スポットビームプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}を表し、曲線４０６は、実際の較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐを表す。プロファイルは、ウエハ面に沿った位置（図中の水平軸を意味するｘ軸）に応じた電流（垂直軸を意味するｙ軸）として示されている。ＳｐｏｔＢＰについての電流スケール（左ｙ軸）は、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}についての、および実際のＣａｌＢＰ_Ｄｉｐについての電流スケール（右ｙ軸）よりもほぼ２桁大きいことに留意されたい。ＳｐｏｔＢＰに関するＣａｌＢＰ_Ｄｉｐのウエハ面に沿った相対位置のシフティングの程度は、説明の明快のために誇張されている。これにより、図４は、後続する図における（ＳＯ１によって表される）様々な副動作の結果の概要を提示する。

【0040】

図５Ａは、ＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）が、大きさが正規化されたとき、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に、より密接に似ている形状（曲線５０１）を有するいわゆる肥大スポットプロファイルＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔに、副動作を用いてどのくらい「肥大」化されるべきであるかの定性図示（その図示はＳＯ２とラベル付けされている）を示す。同じく、ＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）およびＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔ（曲線５０１）についての電流値は、電流値およびＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に関してほぼ２桁、より高く、ここで、後者のプロファイルは、右方Ｙ軸によって表されている。

【0041】

次に図５Ｂを参照すると、最左スライスにＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）の鳥瞰図（Ｖ３）が示されており、ここで、ＳｐｏｔＢＰは、６ｍｍの中心位置を有する。ウエハ面の方向は、この図において垂直軸にシフトされており、ここで、ＳｐｏｔＢＰ中心の位置は、この垂直軸に沿って指し示されていることに留意されたい。

【0042】

とりわけ、図５Ｂの動作は、ＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔ（曲線５０１）を作成するための畳み込みルーチンを用いたＳｐｏｔＢＰの肥大化を図示する。副動作ＳＯ１１において、ルーチンは、知られている均一性較正手順のためのものを考慮に入れ、ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐは、最初に、所定の距離（たとえば、９．３２ｍｍ）（μ傾斜幅）にわたって２ｘだけ被走査ビーム速さを増加させ、次いで、前に得られた（一定の走査速さの）ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}からこの「ディップ」ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐの被走査プロファイルを減じることによって作成された。スポットビーム走査のこの９．３２ｍｍ／２ｘ速さアップは、一般に、０ｍｍにあるウエハ中心位置を中心として厳密に対称的には実行されない。これにより、実際のスタートおよびエンド位置（この例では、－２．２３ｍｍおよび７．０９ｍｍ）が、同様に、考慮に入れられなければならない。

【0043】

その上、実際のスポットビーム走査では、ビームは、左から右におよび右から左に往復して走査され、走査が、ウエハ面に沿ってビームを走査するために行われることを意味する（図５Ｂ中のｙ軸。これにより、このコンテキストにおける「右から左」または「左から右」という用語は、図５Ｂ、また、後続する図６Ｂに示されているように、下から上または上から下によって表されることが理解されよう）。この理想的な場合において、副動作ＳＯ４は、スポットビームが右から左に走査するときとまったく同じスポットにおいてスポットビームが左から右に走査するときの、９．３２ｍｍ ２ｘ速さアップを仮定する。注：図６Ａおよび図６Ｂは、この仮定が一般に真ではないことを示すが、さしあたって、この理想的な例が仮定される。

【0044】

ＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）が、左（負ｍｍ）から右（正ｍｍ）に進む９．３２ｍｍにわたる２ｘ速さアップ中にどのくらい「肥大化される」かをシミュレートするために、副動作ＳＯ６において、ＳｐｏｔＢＰは、０ｍｍのＳｐｏｔＢＰについての非偏向ロケーションが、－２．２３ｍｍにおいて起こる走査速さアップの始まりと並ぶように、後方にシフトされる。

【0045】

その後の副動作ＳＯ７において、この高速プロファイル形状が、（末尾において小さい丸め誤差を持つ）９．３２ｍｍの距離にわたって好適な増分（示されている例では、０．１ｍｍの増分）で段があるように、２次元（２Ｄ）アレイは充填される。

【0046】

後続の副動作ＳＯ８において、ＳｐｏｔＢＰが、右（正ｍｍ）から左（負ｍｍ）に進む９．３２ｍｍにわたる２ｘ速さアップ中にどのくらい「肥大化される」かをシミュレートするために、高速プロファイルは、０ｍｍのＳｐｏｔＢＰについての非偏向ロケーションが、７．０９ｍｍにおける走査速さアップの終わりと並ぶように、副動作ＳＯ８において前方にシフトされる。

【0047】

副動作ＳＯ９において、２Ｄアレイは、このＳｐｏｔＢＰ形状が、（末尾において小さい丸め誤差を持つ）９．３２ｍｍの距離にわたって０．１ｍｍの増分または他の好適な増分で段があるので、充填し続ける。

【0048】

この接合部において、２Ｄアレイは、０．０１ｍｍの増分で左から右に進む多くのＳｐｏｔＢＰ（図５Ｂの例では、９３２個のＳｐｏｔＢＰ）、ならびに右から左に進む多くのＳｐｏｔＢＰ（図５Ｂの例では、９３２個のＳｐｏｔＢＰ）で充填された。副動作ＳＯ１０において、すべてのプロファイル（特定の例では、１８６４個のプロファイル）からの電流が、図５Ｂの最右ストリップの影付き部分に示されているＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔ（曲線５０１）を作成するために、０．０１ｍｍの増分において合計され、次いで、１，８６４で除算される。この「肥大化された」ＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔは、元のＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）と同じ量のエリア（スポット電流）を含んでいるように正規化された。

【0049】

図５Ａにおいて副動作ＳＯ１１によって示されているように、このＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔ（曲線５０１）は、依然として、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）の幅に一致しないことに留意されたい。本開示の実施形態によれば、別の「肥大化」ファクタが、図６Ａおよび図６Ｂにおいて詳述されているように、曲線４０４を生成するために適用され得る。

【0050】

次に図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、ＳｐｏｔＢＰ_Ｆａｔをさらに肥大化させるために適用され得る副動作がさらに示されている。図６Ａに要約されているように、（副動作ＳＯ１２としてまとめて示されている）これらの副動作が完了された後、遅延肥大スポットビームプロファイルＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}（曲線６０１）が、曲線４０４ ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}の幅に、より密接に一致するように作成されていることになる。特に図６Ａに示されているように、ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}プロファイル（曲線６０１）の電流スケール（左ｙ軸）は、ＳｐｏｔＢＰ（曲線４０２）についての電流スケールと同じである。

【0051】

次に図６Ｂを参照すると、走査制御に検出可能なラグを導入し得る制御遅延を考慮するために採用され得る、一連のさらなる副動作が図示されている。副動作ＳＯ１３において、（副動作ＳＯ６において指定されたように）－２．２３ｍｍにシフトバックされたＳｐｏｔＢＰで２Ｄアレイをスタートする代わりに、（ドーズコントローラマッチング回路と呼ばれる）コントローラ回路において引き起こされる遅延をより正確に考慮するために、ＳｐｏｔＢＰは、実際に、わずかにさらに右（より正）にスタートするようにシフトされ得る。同じく、ウエハ面に関する左右の用語法は、図６Ｂのビューにおける上下方向にマッピングする。既存のイオン注入装置において、ドーズコントローラが水平走査中に古い走査速度から新しい走査速度に切り替わるとき、マイクロ秒程度、示されている例では６μ秒、の固有の遅延（ドーズコントローラ遅延）を含むドーズコントローラ電子回路が使用され得る。この６μ秒の遅延は、スポットビームがどのくらい早く走査しているかに比例する、スポットビームの実際の応答の水平（ウエハ面、図６Ｂにおいて垂直方向に示されている）シフトをもたらす。

【0052】

副動作Ｓ１４において、ドーズコントローラマッチング回路に基づくμ傾斜（ビーム速度）変更における水平（ウエハ面）シフトが決定される。このシフトは、マッチング回路遅延（ｍｍ）＝［マッチング回路遅延（６ｕＳｅｃ）／ＢｅａｍＳｗｅｅｐＴｉｍｅ］／ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｃａｎＤｉｓｔａｎｃｅ、と決定され得る。６．４μ秒の「マッチ回路」遅延（ビーム走査速度の変更（μ傾斜）を要求することからμ傾斜ビーム走査速度変更が実際に起こるときまでの時間）は、ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}（曲線６０１）を拡大する効果を有し、ここでは、ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}計算に含まれる。様々な実施形態では、このシフトは、ビームの掃引時間、およびスポットビームを走査するために採用された水平走査距離に応じて、約１ｍｍから約８ｍｍまでの範囲をスパンする値であり得る。

【0053】

副動作ＳＯ１５において、ＳｐｏｔＢＰが、左（負ｍｍ）から右（正ｍｍ）に進む９．３２ｍｍにわたる２ｘ速さアップ中にどのくらい「肥大化される」かをシミュレートするために、高速プロファイルは、０ｍｍの非偏向ロケーションが、－２．２３ｍｍ、プラス、その遅延が図６Ｂの例では２．５ｍｍである、マッチング回路遅延における速さアップの始まりと並ぶように、後方にシフトされる。このマッチング回路遅延部分は、より大きい走査矩形に隣接する、より小さい矩形として図式的に示されている。

【0054】

後続の副動作ＳＯ１６において、２Ｄアレイは、このＳｐｏｔＢＰ形状が、（末尾において小さい丸め誤差を持つ）９．３２ｍｍなど、好適な距離にわたって、０．１ｍｍの増分など、好適な増分で段があるように充填される。

【0055】

副動作ＳＯ１７において、高速プロファイルが、右（正ｍｍ）から左（負ｍｍ）に進む９．３２ｍｍにわたる２ｘ速さアップ中にどのくらい「肥大化される」かをシミュレートするために、高速プロファイルは、０ｍｍの非偏向ロケーションが、７．０９ｍｍ、マイナス、示されている例における２．５ｍｍなど、マッチング回路遅延における速さアップの終わりと並ぶように、前方にシフトされる。

【0056】

副動作ＳＯ１８において、２Ｄアレイは、このＳｐｏｔＢＰ形状が、（末尾において小さい丸め誤差を持つ）９．３２ｍｍなど、好適な距離にわたって、０．１ｍｍの増分など、好適な増分で段があるように充填し続ける。

【0057】

この接合部において、図６Ｂの例では、２Ｄアレイは、０．０１ｍｍの増分で左から右に進む９３２個のＳｐｏｔＢＰと、右から左に進む９３２個のＳｐｏｔＢＰとを用いて充填された。動作ＳＯ１９において、すべての１，８６４個のプロファイルからの電流が、（図６Ｂの最右ストリップの影付き部分において示されており、図６Ｂにおいて曲線６０１として示されている）ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}プロファイルを作成するために、０．０１ｍｍの増分において合計され、次いで、１，８６４で除算される。この「肥大化された」ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}は、ＳｐｏｔＢＰと同じ量のエリア（スポット電流）を含んでいるように正規化された。その上、このＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}は、マッチング回路遅延をも含み、それにより、ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}は、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）の幅に、より密接に一致する。

【0058】

この接合部において、ＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}（曲線６０１）幅は、幅がＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に対して密接に一致するように、計算された。図７Ａを参照すると、動作ＳＯ２０において、エリアスカラーが、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）と同じ高さを有するＣａｌＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙＡｒｅａ}（曲線７０２）形状を作成するために適用される。このスカラーが適用された後、（ＣａｌＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙＡｒｅａ}（曲線７０２）によって表されている）予測Ｃａｌスポット形状は、図７Ａに示されているように、同じ垂直電流軸を使用すると、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）上に密接に重畳するはずである。

【0059】

図７Ｂは、このエリアスカラーが以下の様式、すなわち、スカラー＝［μ傾斜幅］／ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｃａｎＤｉｓｔａｎｃｅ／２でＳｐｏｔＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙ}（曲線６０１）アレイ中の各電流要素を乗算することによって適用される、副動作ＳＯ２１を描く。このスカラーは、図７Ｃに示されているように、スポットビームが後続のステップにおいて走査されるとき、スポットビームの密度がどのくらい変化するかを追跡することによって幾何学的に解説され得る。

【0060】

図７Ｃは、基板７１０の上面図、ならびに基板７１０のウエハ面（ｘ軸または水平軸）に沿った位置に応じたビーム電流（Ｙまたは垂直軸）を示すグラフを描く複合図示である。ｘ軸に沿ったｍｍ単位のスケールは、基板７１０、ならびにウエハ面またはｘ軸に沿った水平位置に応じた電流として示されている、（図７ＣのＳｐｏｔＢＰが曲線４０２に対応することを示すために、参照番号「４０２」が使用されている）ＳｐｏｔＢＰの描写について同じあることに留意されたい。示されている例では、基板７１０は、３００ｍｍのウエハであり、ここで、ビューＶ２２は、シェーディングで元のＳｐｏｔＢＰ（「４０２」）を示し、基板７１０に対するＳｐｏｔＢＰ（「４０２」）の水平位置を示す。

【0061】

次に図７Ｄを参照すると、基板７１０の平面図を含む別の複合図示が示されている。このビューにおけるスポットビームについてのウエハ面に沿った走査方向も、図において右から左である。例示的な走査ルーチンの走査距離が、両方向矢印によって示されており、示されているように、３００ｍｍのウエハを処置するために４２６ｍｍであり得る。図７Ｄでは、副動作ＳＯ２３において、ビーム密度は、スポットビームが４２６ｍｍのＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｃａｎＤｉｓｔａｎｃｅにわたって走査されるとき、理想的な「矩形」で広げられる。線形被走査プロファイル（矩形７４０）の総エリアは、ＳｐｏｔＢＰエリア（エリア７３０、図７Ｃを参照されたい）＝２．９９ｅ－３（Ａ ｘ ｍｍ）と同じである。被走査ＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}ピークは、ＳｐｏｔＢＰエリア（エリア７３０）／被走査距離（４２６ｍｍ）＝７．０２ｅ－６（Ａ）に等しいことに留意されたい。

【0062】

次に図７Ｅを参照すると、この図は、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}エリアとＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}エリア全体との比が計算される、副動作２４の構成要素を図式的に図示する。スポットビーム走査レートが１６ｍｍのμ傾斜距離にわたって２ｘだけ速さアップされたときのＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}におけるＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}「ディップ」の相対的なエリアが、矩形７５０として示されている（この例では、２ｘ速さアップμ傾斜幅は、０ｍｍを中心として対称的であり、－８ｍｍから８ｍｍまで延びている）。スポットビーム走査レートが、２ｘだけ速さアップされたとき、ビームの密度は、１／２だけ低減されるので、「ディップ」の高さは、線形被走査プロファイル高さの１／２の高さである。「ディップ」矩形の幅は、１６ｍｍである。副動作ＳＯ２４において、これらの矩形寸法を使用すると、矩形７５０に対応するＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}「Ｄｉｐ」エリアと、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}エリア全体との比＝ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（エリア比）＝［μ傾斜幅／ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＳｃａｎＤｉｓｔａｎｃｅ］／２＝［１６ｍｍ／４２６ｍｍ］／２＝０．０１８８である。ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}「Ｄｉｐ」エリアは、（そのエリアが総積分ＳｐｏｔＢＰ電流である）総ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}エリア全体の１．８８％にすぎない。

【0063】

次に図８Ａを参照すると、位置に応じたビーム電流を示す一連の曲線が示されており、ここで、エリアスケールド遅延肥大スポットビームプロファイルＣａｌＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙＡｒｅａ}（曲線７０２）が作成されており、そのプロファイルは、「理想的な」ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に対して極めて密接に一致する。この接合部まで、較正ルーチンは、「理想的な」ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）を指している。このＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}形状は、ファラデーカップなどのセンサが、（線形被走査プロファイルおよびディップ被走査プロファイルを得るために）極めて低速の速さで被走査スポットビームにわたってプロファイルされたとき、達成され得る。ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}の理想的な形状を改変する係数は、プロファイル速さ過渡応答と呼ばれる。本開示の様々な実施形態によれば、較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}の予測は、この過渡応答を考慮に入れ得る。

【0064】

ビーム制御システムが、（ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_ＤｉｐおよびＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}の集合について行われるように）可動プロファイラファラデーカップなど、電流検出器を使用してウエハ面にわたって被走査スポットビーム電流密度を測定するとき、検出器からの検出された信号は、ハイ速さ静電走査によって作成された高周波雑音を除去および平均化するためのローパスフィルタなど、検出器フィルタによってフィルタ処理される（被走査スポットビームの走査レートは、たいてい、数キロヘルツの範囲内にあることを想起されたい）。現在のイオンビーム制御システムにおいて、ローパスフィルタは、３Ｈｚの一極ローパスフィルタであり得る。フィルタのフィルタ応答は、低速の過渡応答であるので、ローパスフィルタは、機械的プロファイル速さに従ってＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}をフィルタ処理する。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐ中の「ディップ」は、プロファイラがウエハ面にわたって左（負）から右（正）に進行するように測定される。例示の目的で、プロファイラファラデーカップ検出器が極めて低速（約４ｍｍ／ｓｅｃ）で移動するように設定された場合、ファラデーカップ検出器電子回路中の３Ｈｚフィルタの過渡応答は、ファラデーカップがビーム密度の２ｘ低減（ディップ）にわたって通過するとき、充電および放電するための時間を有する。このファラデーが低速で移動する状況は、副動作ＳＯ２６によって示されているように、「理想」較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に近接して作成する。

【0065】

しかしながら、４ｍｍ／秒でプロファイルされる単一の被走査ビームをプロファイルすることは、プロファイルを完成するのにほぼ８ｘ、より長く時間がかかり（９６秒対１２秒）、その状況は、較正時間の許容できない増加を引き起こす。約１２秒の、プロファイルを収集するための目標所要時間を達成するために、プロファイラ検出器速度は、３２ｍｍ／秒に設定される。プロファイラ検出器の速度が３２ｍｍ／秒に速さアップされたとき、プロファイラ検出器は、ビーム電流の２ｘ低減（ディップ）によってより急速に掃引されるので、３Ｈｚフィルタの過渡応答は、ビーム電流の変化についていけないことがある。それゆえ、副動作２７において、３２ｍｍ／秒のプロファイル速さに基づくプロファイル速さ過渡応答係数が、最終ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線８０２）を作成するために、ＣａｌＢＰ_{Ｉｄｅａｌ}（曲線４０４）に適用される。プロファイラ検出器は、左から右に移動するときにビーム電流を測定するので、この曲線は、この例では、電流の大きさが低減され、ウエハ面に沿って水平方向に伸張され、右にシフトされる。この最終ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線８０２）は、元のＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ（曲線４０６）に極めて密接に重なるはずである。

【0066】

図８Ｂを参照すると、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線８０２）を最終的に生成するために、ＣａｌＢＰ_{ＦａｔＤｅｌａｙＡｒｅａ}（曲線７０２）に（副動作ＳＯ２８によって指し示されているように）適用されるべきであるファラデーカップフィルタ過渡応答が概略的に示されている。この例は、プロファイラファラデーカップ走査速度が、４ｍｍ／秒の理想的な速さから３２ｍｍ／秒の実際的な速さに速さアップされると仮定する。他の実施形態によれば、プロファイラ検出器速さは、一層より速い９６ｍｍ／秒に設定され得ることに留意されたい。そのような場合において、副動作ＳＯ２８は、さらに、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線８０２）の大きさを低下させ、幅を伸張し、図８Ａ中のさらに右にＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}（曲線８０２）の位置をシフトする。

【0067】

図８Ｃは、連続するＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}およびＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐプロファイルのプロファイル検出器速さを増加させることの効果、ならびにそれらの得られた較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐの概要Ｖ２９を示す。とりわけ、同じホウ素２２０ｋＶビームについての異なるプロファイル速さにおける一連の較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}およびＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐを収集するために８ｍｍ／秒のプロファイラ検出器速さに基づいて得られた左端の最も高いＣａｌスポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ、ここで、（ＣａｌＢＰ_Ｄｉｐ＝ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}－ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_Ｄｉｐ）。プロファイラがこの例において１２８ｍｍ／秒で移動されたとき、最も短く、最も右方向にシフトされたＣａｌＢＰ_Ｄｉｐが測定された、被走査プロファイルフィルタ処理はオフにされる。本開示の実施形態によれば、この過渡応答は、それゆえ、プロファイラ検出器の速さに応じてモデル化される。

【0068】

図９Ａは、本開示の様々な実施形態による、イオン注入装置１００として示されている、ビームラインイオン注入装置のブロック形式での上面図を描く。イオン注入装置１００は、イオンビーム１０４を生成するように構成されたイオン源１０２を含む。イオンビーム１０４は、Ｘ方向などの方向に沿って走査されるスポットビームとして提供され得る。本明細書で使用される取り決めにおいて、Ｚ方向は、イオンビーム１０４の中央光線軌道に平行な軸の方向を指す。これにより、Ｚ方向ならびにＸ方向の絶対方向は、示されているイオン注入装置１００内の異なる点において変動し得、ここで、Ｘ方向はＺ方向に対して直角である。イオンビーム１０４は、基板ステージ１１４上に配設された基板１１６に衝突する前に、分析磁石１０６、質量分解スリット１０８、およびコリメータ１１２を通過し得る。基板ステージ１１４は、いくつかの実施形態では、少なくともＹ方向に沿って基板１１６を走査するように構成され得る。図１に示されている例では、イオン注入装置１００は、ビームスキャナ１１０を含む。イオンビーム１０４がスポットビームとして提供されたとき、ビームスキャナ１１０は、Ｘ方向に沿ってイオンビーム１０４を走査し、被走査イオンビームであって、同じくＸ方向に沿って基板において走査される被走査イオンビームをもたらし得る。得られた被走査スポットビームの幅は、基板１１６の幅Ｗに相当し得る。

【0069】

様々な非限定的な実施形態では、イオン注入装置１００は、一価イオンの場合の１ｋｅＶ～３００ｋｅＶの注入エネルギー範囲に対応する、１ｋＶ～３００ｋＶの電圧範囲など、「低」エネルギーまたは「中間」エネルギーイオン注入のためのイオンビームを送出するように構成され得る。以下で論じられるように、基板１１６に提供されるイオンビームの走査は、被走査イオンビームを使用する基板イオン注入の前に、較正測定値に応じて調整され得る。

【0070】

イオン注入装置１００は、基板１１６に提供されるビーム電流を監視するための、閉ループ電流検出器、とりわけ閉ループファラデー電流検出器（ＣＬＦ）など、電流検出器１１８をさらに含む。電流検出器１１８は、イオンビーム１０４をインターセプトするように配設され、上記で論じられた様々な較正動作中にイオンビーム１０４のビーム電流を記録するように構成され得る。

【0071】

イオン注入装置１００は、ビーム較正構成要素１２０をも含む。ビーム較正構成要素１２０は、ビームスキャナ１１０ならびに電流検出器１１８に結合され得る。ビーム較正構成要素１２０は、較正手順の結果としてより均一なイオン注入を基板１１６に提供するために、イオンビーム１０４の走査を調整するための１つまたは複数の構成要素に結合され得る。ビーム較正構成要素１２０は、上述の例において説明されたように、較正されたスポットプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を予測するために、様々なビーム測定値の適用に基づいて較正されたスポットプロファイルＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}を決定するための、およびこれらの測定値に基づいてルーチンの適用を決定するための論理を含み得る。論理は、さらに、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}に基づいて、イオンビーム１０４の走査を調整するための調整信号を生成し得る。いくつかの事例では、ビーム較正構成要素１２０の論理は、ソフトウェアとハードウェアとの組合せまたはファームウェアで実装され得る。いくつかの例では、ビーム較正構成要素１２０は、コントローラ１２０－Ａ、およびＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}の決定に基づいてイオンビーム１０４の走査を調整するための命令を実行するためのソフトウェアに結合されたメモリ１２０－Ｂなど、回路構成を含み得る。実施形態は、このコンテキストにおいて限定されない。

【0072】

図９Ｂを参照すると、スポットビーム較正ルーチン９０２を含むメモリ１２０－Ｂのブロック図が示されている。スポット較正ルーチン９０２は、上記で概括的に説明された動作Ｏｐ１、Ｏｐ３、Ｏｐ５、Ｏｐ８、およびＯｐ９、とりわけ、副動作ＳＯ４－ＳＯ３１を含む、上述の動作を実装するための命令を記憶し得る。スポットビーム較正ルーチン９０２のこれらの動作は、スタンドアロン形態の、またはコントローラ１２０－Ａなどの電子処理回路構成に常駐する、のいずれかの論理によって実装され得る。

【0073】

図１０は、本開示の実施形態による、プロセスフロー１０００を図示する。ブロック１０１０において、スポットビームプロファイルＳｐｏｔＢＰが、スポットイオンビームについて受け取られる。一実施形態では、ＳｐｏｔＢＰは、非偏向静止スポットビームにわたってプロファイラファラデーカップ検出器を走査することによって測定される。別の実施形態では、ＳｐｏｔＢＰは、プロファイラファラデーカップセンサが、０ｍｍにあるウエハ面の中心において静止したままであり、スポットビームが、数回プロファイラファラデーカップセンサにわたって掃引されるとき、得られる。

【0074】

ブロック１０２０において、計算されたＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}が、図４～図８Ｃに関して概括的に説明された、いわゆる予測較正スポットプロファイルＰＣＳＰルーチンを実装することによって決定され得る。とりわけ、ＰＣＳＰルーチン、ならびに上述のルーチンのうちのいずれかは、コンピュータの構成要素による命令としての実行のために、メモリまたはメモリユニットなど、コンピュータ可読媒体に記憶され得る。これらの命令は、電子処理回路構成を使用して実装され得、その回路構成は、コントローラ、プロセッサ、または電子プロセッサと呼ばれることがある。とりわけ、ＰＣＳＰルーチンは、たとえば、図４～図８Ｃにおいて詳述された動作を実行するために、１つまたは複数の電子プロセッサで具現されたコントローラを使用して実装され得る。

【0075】

特定の実施形態では、ＰＣＳＰルーチンは、以下を含み得る。

【0076】

ＳｐｏｔＢＰ形状および位置、

【0077】

水平ビーム走査距離、

【0078】

ビーム密度「ディップ」を作成するために一般的に使用されるμ傾斜のサイズおよび位置、

【0079】

ビーム走査電子回路におけるマッチング回路遅延、

【0080】

プロファイラファラデー電子回路および機械的運動速度によるフィルタ過渡応答アーティファクト。

【0081】

前に述べられたように、副動作４－２７（図４～図８Ｃ）は、計算する、ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}は、すべて、Ｏｐ２算出において完成され、合計で１秒の何分の１かを消費するにすぎない。

【0082】

ブロック１０３０において、線形被走査ビームプロファイルＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}が受け取られる。ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}は、ブロック１０１０のスポットイオンビームが、一定の速度で所定の水平走査距離にわたって走査される間に電流が測定されたとき、生成され得る。スポットビームの走査速度は、曲線４０４によって表されている。このＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}は、実行するのに、約１２秒など、数秒かかり得る。

【0083】

ブロック１０４０において、スポットビームが、ウエハ面にわたって均一なビーム密度を達成するために走査されるとき、スポットビームの速度に対して必要な変更を行うために、ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｌｉｎｅａｒ}およびＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}に基づいて、調整済み被走査プロファイルＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ａｄｊｕｓｔｅｄ}が、スポットビームのために取られる。

【0084】

本実施形態は、少なくとも以下の利点を提供する。第１の利点として、上記で列挙された動作に従うことによって、ＳｐｏｔＢＰは、ディップ較正スポットプロファイルＣａｌＢＰ_Ｄｉｐの形状、サイズおよび位置を正確に予測する（ＣａｌＢＰ_{Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ}）ために使用され得る。第２の利点として、ディップ較正被走査プロファイル（ＳｃａｎｎｅｄＢＰ_{Ｓｃａｎｎｅｄ}）を実行する必要性をなくすことによって、この手法は、中間電流イオン注入装置のビームチューン時間が近づいたとき、最高１３％の著しいチューン時間改善をもたらす。

【0085】

本開示は、本明細書で説明された特定の実施形態によって範囲を限定されるべきではない。実際、本明細書で説明されたものに加えて、本開示の他の様々な実施形態および本開示に対する変更形態が、上記の説明および添付の図面から当業者には明らかであろう。これにより、そのような他の実施形態および変更形態は、本開示の範囲内に入ることが意図される。その上、本開示は、特定の目的のための特定の環境における特定の実装形態のコンテキストにおいて本明細書で説明されたが、当業者は、有用性がそれに限定されず、本開示が任意の数の目的のために任意の数の環境において有益に実装され得ることを認識するであろう。これにより、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書で説明される本開示の全幅および趣旨に鑑みて解釈されるべきである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A-5B】

【図6A-6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【国際調査報告】