CN105374656A - 离子注入装置、离子注入方法及射束测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离子注入装置、离子注入方法及射束测量装置，其课题在于高精度地测量具有规定轨道的射束成分。本发明的离子注入装置具备：射束偏转装置(42)，使通过前段射束路径(P1)的离子束偏转，且向晶片(40)射出射束以便通过后段射束路径(P2)；射束过滤狭缝(52)，位于射束偏转装置(42)与晶片(40)之间，局部屏蔽在后段射束路径(P2)中行进的射束，以供具有规定轨道的射束成分向晶片(40)通过；剂量杯(50)，位于射束偏转装置(42)与射束过滤狭缝(52)之间，且测量出从射束偏转装置(42)射出的一部分射束以作为射束电流；及轨道限制机构(60)，位于射束偏转装置(42)与剂量杯(50)之间，防止从射束偏转装置(42)射出而朝向剂量杯(50)的射束中具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到剂量杯(50)的测量区域。

Description

离子注入装置、离子注入方法及射束测量装置

技术领域

本申请主张基于2014年8月8日申请的日本专利申请第2014-163051号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种离子注入装置及射束测量装置。

背景技术

半导体制造工序中，出于改变导电性以及半导体晶片的晶体结构的目的等而规范地实施向半导体晶片注入离子的工序(以下，有时称为“离子注入工序”)。在离子注入工序使用的装置被称为离子注入装置，该装置具有通过离子源生成离子，并使生成的离子加速以形成离子束的功能；及将该离子束传输至真空处理室，并向处理室内的晶片照射离子束的功能。

离子注入装置构成为，例如沿着射束线配置有离子源、质谱分析磁铁装置、射束扫描装置、射束平行化装置、角能量过滤器装置、晶片处理室等，以向半导体用基板即晶片注入离子。角能量过滤器装置通过施加电场或磁场而使离子束偏转，且将具有所希望的能量值的离子束导入晶片。并且，角能量过滤器装置的下游侧设有能够用于在向晶片注入离子过程中能够测量离子束电流值的法拉第杯，且测定不注入到晶片的一部分射束(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开2012-204327号公报

有时在成为处理对象的晶片表面形成有用于制作电路图的光致抗蚀层，通过离子注入构成光致抗蚀层的物质被分解而产生气体。有时所产生的气体降低晶片处理室和射束线的真空度，并且与朝向晶片的离子束进行相互作用而改变构成射束的离子的价数。若离子产生价数变化，则能量过滤装置等施加的电场或磁场与射束的相互作用的形式会产生变化，而导致射束脱离设计时所设定的轨道。因法拉第杯的配置的不同，脱离朝向晶片的轨道的轨道的射束成分可能会成为测量对象，因此会对离子注入量的控制造成影响。

发明内容

本发明的一种实施方式的例示目的之一在于，提供一种高精度地测量具有规定轨道的射束成分的技术。

为了解决上述课题，本发明的一种方式的离子注入装置具备：射束偏转装置，通过施加电场、磁场或电场及磁场而使通过前段射束路径而入射的离子束向y方向偏转，且向晶片射出射束以便通过向z方向延伸的后段射束路径；射束过滤狭缝，位于射束偏转装置与晶片之间的后段射束路径上，局部屏蔽朝向晶片而在后段射束路径中行进的射束，使后段射束路径中的射束中具有规定轨道的射束成分朝向晶片通过；剂量杯，位于射束偏转装置与射束过滤狭缝之间，测量从射束偏转装置射出的一部分射束以作为射束电流；及轨道限制机构，位于射束偏转装置与剂量杯之间，防止从射束偏转装置射出而朝向剂量杯的射束中具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到剂量杯的测量区域。

本发明的另一种方式为离子注入方法。该方法为使用离子注入装置的离子注入方法，其中，离子注入装置具备：射束偏转装置，通过施加电场、磁场或电场及磁场而使通过前段射束路径而入射的离子束向y方向偏转，且向晶片射出射束以便通过向z方向延伸的后段射束路径；射束过滤狭缝，位于射束偏转装置与晶片之间的后段射束路径上，局部屏蔽朝向晶片而在后段射束路径中行进的射束，使后段射束路径中的射束中具有规定轨道的射束成分朝向晶片通过；及剂量杯，位于射束偏转装置与射束过滤狭缝之间，测量从射束偏转装置射出的一部分射束以作为射束电流。该方法通过轨道限制机构测量入射到剂量杯的射束，其中，轨道限制机构位于射束偏转装置与剂量杯之间，防止从射束偏转装置射出而朝向剂量杯的射束中具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到剂量杯的测量区域。

本发明的另外一种方式为射束测量装置。该装置具备：法拉第杯，能够测量离子束的射束电流；及轨道限制机构，设置于法拉第杯的入口，防止具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到法拉第杯的测量区域。轨道限制机构包括：第1掩模部件，具有一个以上的第1开口部；及第2掩模部件，具有一个以上的第2开口部，第1掩模部件及第2掩模部件在射束行进方向对置而设，防止具有能够通过第1开口部及第2开口部这两者的轨道以外的轨道的射束成分入射到法拉第杯的测量区域。

另外，在方法、装置、***等之间相互替换以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现形式的发明，作为本发明的方式也同样有效。

发明效果

根据本发明能够高精度地测量具有规定轨道的射束成分，且提高剂量控制的精度。

附图说明

图1为概略表示本实施方式所涉及的离子注入装置的顶视图。

图2为表示图1所示的射束传输线单元的一部分概略结构的俯视图。

图3(a)为表示最终能量过滤器及基板处理供给单元的概略结构的顶视图，图3(b)为表示最终能量过滤器及基板处理供给单元的概略结构的侧视图。

图4为示意地表示比较例所涉及的离子注入装置中可入射到剂量杯的射束所具有的轨道的图。

图5为示意地表示本实施方式所涉及的离子注入装置中可入射到剂量杯的射束所具有轨道的图。

图6(a)为示意地表示轨道限制机构的结构的剖面图，图6(b)为示意地表示轨道限制机构的结构的主视图。

图7为示意地表示能够通过轨道限制机构的射束轨道的图。

图8(a)为表示形成于上游侧接地电极的第1开口部的主视图，图8(b)为表示形成于下游侧接地电极的第2开口部的主视图。

图9为示意地表示变形例8所涉及的轨道限制机构的结构的剖面图。

图10(a)为示意地表示变形例1所涉及的第1掩模部件61的结构的主视图，图10(b)为示意地表示变形例1所涉及的第2掩模部件62的结构的主视图。

图11为示意地表示能够通过变形例1所涉及的轨道限制机构的射束轨道的图。

图12为示意地表示向轨道限制机构入射的射束的y方向的入射位置与能够通过射束过滤狭缝的射束轨道的y方向的角度范围之间的关系的图。

图13(a)、(b)为示意地表示变形例2所涉及的轨道限制机构的结构的剖面图。

图14(a)为示意地表示变形例3所涉及的轨道限制机构的结构的剖面图，图14(b)为示意地表示变形例3所涉及的轨道限制机构的结构的主视图。

图15为示意地表示变形例4所涉及的轨道限制机构的开口部的形状的剖面图。

图16为示意地表示变形例5所涉及的轨道限制机构的结构的剖面图。

图17(a)、(b)为示意地表示变形例6所涉及的轨道限制机构的结构的主视图。

图18为示意地表示变形例7所涉及的剂量杯的结构的剖面图。

图19为示意地表示变形例8所涉及的轨道限制机构的结构的主视图。

图中：P1-前段射束路径，P2-后段射束路径，R2-有效注入区域，R3-端部区域，40-晶片，42-射束偏转装置，46-上游侧接地电极，47-抑制电极，48-下游侧接地电极，49-抑制电极装置，50-剂量杯，52-射束过滤狭缝，60-轨道限制机构，61-第1掩模部件，62-第2掩模部件，66-第1开口部，66c-第1中央开口部，66e-第1端部开口部，67-第2开口部，67c-第2中央开口部，67e-第2端部开口部，80-控制装置，100-离子注入装置。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，附图说明中对相同的要件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述的结构为示例，并不对本发明的范围做任何限定。

图1为概略表示本发明的一种实施方式所涉及的离子注入装置100的顶视图。图1中示出离子注入装置100的射束线部的构成要件的布局。离子注入装置100的射束线部具备离子源10及被处理物用处理室，构成为从离子源10向被处理物(例如基板或晶片40)传输离子束B。

本说明书中，为便于说明，将射束行进方向表示为z方向，将与z方向正交的方向表示为x方向。并且，将与z方向及x方向正交的方向表示为y方向。本实施方式中x方向为水平方向，y方向为铅垂方向。

离子注入装置100适于所谓的高能量离子注入装置。高能量离子注入装置为具有高频线性加速方式的离子加速器与高能量离子传输用射束线的离子注入装置。高能量离子注入装置将在离子源10产生的离子加速为高能量，并将借此获得的离子束B沿着射束线传输至被处理物，并将离子注入到被处理物。

如图1所示，离子注入装置100具备：离子束生成单元12，生成离子并进行质谱分析；高能量多段直线加速单元14，加速离子束使其成为高能量离子束；射束偏转单元16，使高能量离子束的轨道弯曲成U字形；射束传输线单元18，将高能量离子束传输至晶片40；及基板处理供给单元20，将所传输的高能量离子束均匀地注入到半导体晶片。

离子束生成单元12具有离子源10、引出电极11及质谱分析装置22。离子束生成单元12中，射束从离子源10通过引出电极11而被引出，并且被加速，被引出加速的射束通过质谱分析装置22进行质谱分析。质谱分析装置22具有质谱分析磁铁22a及质谱分析狭缝22b。质谱分析狭缝22b有时配置于质谱分析磁铁22a紧跟着的后方，而在实施例中，配置于其下一个结构即高能量多段直线加速单元14的入口部内。

经质量分析装置22进行质量分析的结果，仅筛选出注入所需的离子种类，所选离子种类的离子束被导入下一个高能量多段直线加速单元14。高能量多段直线加速单元14具备第1线性加速器15a，其具备用于高能量离子注入的基本的多级高频谐振器。高能量多段直线加速单元14也可以具备第2线性加速器15b，且具备用于超高能量离子注入的新增的多级高频谐振器。通过高能量多段直线加速单元14加速的离子束的方向因射束偏转单元16而发生改变。

从将离子束高加速的高频(交流方式)的高能量多段直线加速单元14离开的高能量离子束具有一定范围的能量分布。因此，为了使后一段高能量离子束射束扫描及射束平行以照射到机械地扫描移动中的晶片，需要预先实施高精度的能量分析、中心轨道补正及射束收敛发散的调整。

射束偏转单元16进行高能量离子束的能量分析、中心轨道补正及能量分散的控制。射束偏转单元16具备至少2个高精度偏转电磁铁和至少1个能量宽度限制狭缝及能量分析狭缝以及至少1个橫向收敛设备。多个偏转电磁铁构成为，进行高能量离子束的能量分析、精确补正离子注入角度以及抑制能量分散。

射束偏转单元16具有：能量分析电磁铁24；抑制能量分散的橫向收敛四极透镜26；能量分析狭缝28；提供转向(轨道补正)的转向电磁铁30。能量分析电磁铁24为处于射束偏转单元16的多个偏转电磁铁中最上游侧的1个。转向电磁铁30为处于射束偏转单元16的多个偏转电磁铁中最下游侧的1个。另外，能量分析电磁铁24也被称为能量过滤电磁铁(EFM)。高能量离子束的方向通过射束偏转单元16被转换，而朝向晶片40的方向。

离心力与洛伦兹力作用于通过射束偏转单元16的各偏转电磁铁的离子上，通过这些力的平衡作用描绘出圆弧型的轨迹。若以公式表示，则为mv＝qBr。m为离子的质量，v为速度，q为离子价，B为偏转电磁铁的磁通量密度，r为轨迹的曲率半径。只有该轨迹的曲率半径r与偏转电磁铁的磁极中心的曲率半径相一致的离子才能够通过偏转电磁铁。换言之，当离子价相同时，能够通过被施加恒定磁场B的偏转电磁铁的离子才是具有特定的动量mv的离子。EFM还被称为能量分析电磁铁，实际上为分析离子的动量的装置。BM和离子生成单元的质谱分析电磁铁均为动量过滤器。

并且，射束偏转单元16通过使用多个电磁铁能够使离子束进行180°偏转。由此，能够以简单的结构实现射束线为U字形的高能量离子注入装置。

如上所述，通过使发生在离子源的离子加速而传输至晶片，以进行打入的离子注入装置中，射束偏转单元16在高能量多段直线加速单元14与射束传输线单元18之间，利用多个电磁铁来使离子束进行180°的偏转。能量分析电磁铁24及转向电磁铁30构成为，偏转角度分别成90°，其结果，构成总偏转角度为180°。另外，由一个电磁铁进行的偏转量不限于90°，也可以是下列组合。

(1)1个偏转量为90°的磁铁+2个偏转量为45°的磁铁

(2)3个偏转量为60°的磁铁

(3)4个偏转量为45°的磁铁

(4)6个偏转量为30°的磁铁

(5)1个偏转量为60°的磁铁+1个偏转量为120°的磁铁

(6)1个偏转量为30°的磁铁+1个偏转量为150°的磁铁

能量分析电磁铁24需要较高的磁场精度，因此安装有进行精密的磁场测定的高精度磁场测定器86。磁场测定器86为适当组合还被称为MRP(磁共振探头)的NMR(核磁共振)探头与霍尔探头的测定器，因此MRP与霍尔探头分别用于霍尔探头的校正与磁场恒定的反馈控制。并且，能量分析电磁铁24以严格的精度制作，以使磁场的不均匀性小于0.01％。转向电磁铁30上也同样设有磁场测定器86。另外，转向电磁铁30的磁场测定器86上可以仅安装有霍尔探头。此外，各能量分析电磁铁24及转向电磁铁30上连接着电流设定精度与电流稳定度为1×10^-4以内的电源及其控制设备。

射束传输线单元18传输从射束偏转单元16离开的离子束B，其具有包括收敛/发散透镜组构成的射束整形器32、射束扫描器34、射束平行化器36及静电式最终能量过滤器38(包含最终能量分析狭缝)。设计上，射束传输线单元18的长度为离子束生成单元12与高能量多段直线加速单元14的长度之和。射束传输线单元18通过射束偏转单元16与高能量多段直线加速单元14连结，整体形成U字形布局。

图2为表示射束传输线单元18的一部分的概略结构的俯视图。通过射束偏转单元16(参考图1)仅分离出必要的离子种类，被视为必要的能量值的离子的射束，被射束整形器32整形为所期望的剖面形状。如图所示，射束整形器32由Q(四极)透镜等(电场式或磁场式)的收敛/发散透镜组构成。具有被整形的剖面形状的射束通过射束扫描器34向与图2中纸面平行的方向进行扫描。例如，构成为包括橫向收敛(纵向发散)透镜QF/横向发散(纵向收敛)透镜QD/橫向收敛(纵向发散)透镜QF构成的三极Q透镜组。射束整形器32能够视需要单独以橫向收敛透镜QF或横向发散透镜QD构成，或组合多个橫向收敛透镜QF和横向发散透镜QD来构成。

射束扫描器34构成为，通过使离子束在扫描原点S以周期性变化的偏转角度向x方向偏转来扫描离子束。扫描原点S为射入射束扫描器34的射束轨道L1(37b)的延长线与从射束扫描器34射出的射束轨道37a、37c的延长线的交点。

射束扫描器34为通过周期性变动的电场而向与离子束的行进方向正交的水平方向周期性往复扫描离子束的偏转扫描装置。如图2所示，射束扫描器34在射束行进方向上具备一对(2片)隔着离子束的通过区域对置配置的扫描电极34a、34b(二极式偏转扫描电极)，近似于以0.5Hz～4000Hz范围的一定频率正负变动的三角波的扫描电压分别以相反符号施加在2片扫描电极34a、34b。该扫描电压在2片扫描电极34a、34b的间隙内生成使通过该处的射束偏转的变动电场。而且，通过扫描电压的周期性变动，通过间隙的射束沿水平方向进行扫描。

射束扫描器34的下游侧，于2个接地电极78a、78b之间配置有在离子束的通过区域具有开口的抑制电极74。上游侧在扫描电极的前方配置有接地电极76a，但视需要能够配置结构与下游侧相同的抑制电极。抑制电极抑制电子侵入到正电极。

扫描室内构成为，于射束扫描器34的下游侧的较长区间设有射束扫描空间部34c，以便即使射束扫描角度小也可获得充分的扫描宽度。位于射束扫描空间部34c下游的扫描室的后方设有射束平行化器36，该射束平行化器将偏转的离子束调整为射束扫描偏转之前的离子束的方向，即，将其弯回以与射束线L1平行。

在射束平行化器36中产生的像差(射束平行化器的中心部与左右端部的焦点距离之差)与射束扫描器34的偏转角的平方成比例，因此通过将射束扫描空间部34c设长以缩小偏转角，这对于抑制射束平行化器36的像差起到很大作用。若像差大，则将离子束注入到半导体晶片时，晶片中心部与左右端部的射束尺寸与射束发散角不同，因此会产生产品的质量偏差。

并且，通过调整该射束扫描空间部34c的长度，能够使射束传输线单元的长度与高能量多段直线加速单元14的长度一致。

射束平行化器36构成为将从射束扫描器34入射的离子束平行化，在射束平行化器36的下游形成沿x方向(水平方向)扩展的射束通过区域。射束平行化器36例如为静电式射束平行化器。

射束平行化器36上配置有电场式平行化透镜84。如图2所示，平行化透镜84由大致呈双曲线形状的多个加速电极对与减速电极对构成。各电极对隔着不引起放电程度的宽的加速/减速间隙相对，加速/减速间隙中形成有电场，该电场兼有引起离子束的加减速的轴向成分及按基准轴的距离成比例加强且对离子束起到橫向收敛作用的横向成分。

隔着加速间隙配置的电极对中下游侧的电极、减速间隙的上游侧的电极及减速间隙的下游侧的电极与后一个加速间隙的上游侧的电极分别形成一体结构体，以成为同一电位。

从上游侧观察平行化透镜84时，头一个电极即入射电极84a和最后一个电极即出射电极84g被保持为接地电位。由此，在通过平行化透镜84的前后，射束的能量不会发生变化。

平行化透镜84的中间电极结构体中，在构成加速间隙的出口侧电极与减速间隙的入口侧电极的第1电极群体84b、84d、84f上连接有用于施加可变式定电压的平行化透镜用负电源91a。并且，在构成减速间隙的出口侧电极与加速间隙的入口侧电极的第2电极群体84c、84e上连接有用于施加可变式定电压的平行化透镜用正电源91b。由此，离子束在重复加速与减速的同时逐级朝向与射束线的基准轨道平行的方向。并且，最终进入到与偏转扫描前的离子束的行进方向(射束线轨道方向)平行的轨道上。

如图2所示，射束平行化器36在基准轨道(例如图2所示的射束线L1)上具有焦点Fo。被设计成，入射射束平行化器36的多个射束轨道37a、37b、37c各自相对于基准轨道具有不同的角度。射束平行化器36按照入射角度以不同的偏转角度使多个射束轨道37a、37b、37c分别偏转，由此，使得多个射束轨道37a、37b、37c与基准轨道平行。射束平行化器36接收按所给的离子注入条件(例如包括目标射束能量)预先设定的电输入(例如电压)而作动。

多个射束轨道37a、37b、37c位于在包括基准轨道在内的一平面上，该平面上，自焦点Fo至射束平行化器36以各自不同的入射角度定向。本实施方式中，多个射束轨道37a、37b、37c为由射束扫描器34进行扫描的结果，因此该平面相当于射束扫描器34的扫描面(xz面)。这些轨道中的任意一个轨道(图2中射束轨道37b)均可与基准轨道一致。图2所示的实施方式中，基准轨道不在射束平行化器36中偏转而直线通往射束平行化器36。

本实施方式所涉及的离子注入装置100构成为，射束平行化器36的焦点Fo与射束扫描器34的扫描原点S一致。由此，扫描原点S上被射束扫描器34扫描的射束通过包含电场平行化透镜等的射束平行化器36被收敛，相对于与扫描前的离子束行进方向(射束线轨道方向)平行的偏转角0度的轴(基准轴)平行。此时，扫描区域关于基准轴左右对称。

射束传输线单元18如此进行高能量离子束的射束扫描及射束平行化。被平行化的离子束通过最终能量过滤器38供给到基板处理供给单元20。被平行化的离子束高精度地照射到进行机械扫描移动中的晶片40，并向晶片40注入离子。

图3(a)为表示最终能量过滤器38及基板处理供给单元20的概略结构的顶视图，图3(b)为表示最终能量过滤器38及基板处理供给单元20的概略结构的侧视图。离开射束平行化器36的离子束被送往角能量过滤器(AEF；AngularEnergyFilter)即最终能量过滤器38。最终能量过滤器38中，进行有关注入到晶片之前的离子束的能量的最终分析，仅选出必要的能量值的离子种类，并且，去除被中和的无价中性粒子或离子价不同的离子。

最终能量过滤器38包括通过在离子束施加电场、磁场或电场及磁场来使其行进方向偏转的射束偏转装置42。本实施方式中，示出使用电场式射束偏转装置42的情形，但射束偏转装置42也可是磁场式，或也可以是组合电场与磁场这两者的装置。

射束偏转装置42由AEF电极装置44构成，其为由与射束线轨道方向的上下方向对置的至少一对平面或曲面构成的板状的偏转电极。AEF电极装置44在射束线轨道方向的上下方向，配合通过射束偏转装置42本身的偏转作用而向下方弯曲的离子束轨道而弯曲。

如图3(b)所示，AEF电极装置44由至少一对AEF电极对构成，且以在上下方向夹持离子束的方式配置。至少一对AEF电极对之中，上侧AEF电极44a上连接有用于施加正电压的AEF电极用正电源92a，下侧AEF电极44b上连接有用于施加负电压的AEF电极用负电源92b。因电场而偏转时，通过在AEF电极44a、44b之间产生的电场的作用，使离子束以约10～20度的角度θ向下方偏转，而仅选出目标能量的离子束。并且，在最终能量过滤器38中选中的价数的离子束才以设定的轨道角度θ向下方偏转。由如此选中的离子种类构成的离子束，以准确的角度相同地照射到被照射物即晶片40中。

实际在使高能量射束偏转时，如图3(b)所示，在上下方向上对置的至少一对板状的AEF电极装置44设成如下电极时，在制作精度和经济效益方面优异，即配合离子束轨道而弯曲时，配合偏转角和曲率半径而前后分成n个(n为2以上的整数)，且每个上部电极及下部电极为各自保持相同电位的板状电极。例如，AEF电极装置44如图所示被分成3个。另外，前后被分成n个的板状偏转电极除了使上部电极及下部电极分别保持相同电位的结构之外，还可以作为分成n个的上下成对的板状电极而分别设定不同电位。

通过采取这种结构，能够将电场式能量过滤器搭载到高能量扫描射束传输线上。由于通过电场使射束向与射束扫描面正交的方向偏转，因此不会影响射束扫描方向的注入离子密度分布(均匀性)，而能够进行能量分析。

而且，通过搭载最终能量过滤器38，该射束线上搭载有高能量多段直线加速单元14的高频线性加速装置、射束偏转单元16的能量分析电磁铁24及转向电磁铁30共3种类型的射束过滤器。如上所述，高能量多段直线加速单元14为速度(v)过滤器，射束偏转单元16为动量(mv)过滤器，最终能量过滤器38如其名为能量(mv²/2)过滤器。这样通过搭上方式不同的三重过滤器，与以往相比，能够将能量纯度高且粒子和金属污染较少的很纯的离子束供给到晶片。

另外，功能上而言，能量分析电磁铁24可以以高分解能进行穿过高能量多段直线加速单元14的能量污染的去除和能量宽度的限制。并且，最终能量过滤器38以较低的分解能，在通过能量分析电磁铁24进行能量分析之后的射束传输线单元，主要承担去除价数因抗蚀剂释气(Resistoutgassing)而改变的离子的作用。

射束偏转装置42包括设置于AEF电极装置44的上游侧的接地电极45及设置于下游侧的抑制电极装置49。抑制电极装置49具有上游侧接地电极46、下游侧接地电极48、以及设置于上游侧接地电极46与下游侧接地电极48之间的抑制电极47。抑制电极装置49抑制电子侵入到施加有正电压的上侧AEF电极44a。

另外，本说明书中，还将入射到射束偏转装置42的离子束所通过的路径称为“前段射束路径”，从射束偏转装置42射出的离子束所通过的路径称为“后段射束路径”。通过前段射束路径的离子束的行进方向与通过后段射束路径的离子束的行进方向在AEF电极装置44产生的电场的作用下向y方向偏离，其偏转角度θ约为10～20度。

并且，入射到射束偏转装置42的离子束为在x方向及y方向具有宽度的点状射束，且由具有各种轨道的多个离子构成。构成射束的每个离子具有与如图3(b)所示的射束轨道Z大致相同的轨道，但也会有具有脱离射束轨道Z的轨道。本说明书中，为了区别朝向晶片40的射束中具有特定轨道的射束，有时称为“具有某一轨道的射束成分”。所谓“射束成分”是指，构成射束的一部分的离子或注入粒子的集团。

最终能量过滤器38的最下游侧的抑制电极装置49的左右端分别设有剂量杯50(50L、50R)。剂量杯50由能够测量射束电流的法拉第杯构成。本实施方式中，示出具备设置于左右的左剂量杯50L及右剂量杯50R这两者的结构，而在变形例中，可以仅在左右任一侧设置一个法拉第杯以作为剂量杯50。另外，本说明书中，有时将设置于左侧的左剂量杯50L称为第1剂量杯，将设置于右侧的右剂量杯50R称为第2剂量杯。

剂量杯50配置于，位于比向晶片有効注入离子的有效注入区域R2更靠外侧的端部区域R3。通过射束扫描器34扫描的离子束遍及包含有效注入区域R2及端部区域R3的照射范围X而扫描。因此，剂量杯50不会屏蔽朝向晶片40所在的有效注入区域R2的离子束，而能够测量朝向端部区域R3的离子束的一部分。利用由剂量杯50所测量的射束电流值，推断注入到晶片40的离子的照射量，且能够控制注入到晶片40的离子注入量。

剂量杯50的入口设有，限制能够入射到剂量杯50的射束的轨道的轨道限制机构60(60L、60R)。轨道限制机构60在后段射束路径上设置于射束偏转装置42与剂量杯50之间的位置，例如，设置于抑制电极装置49的位置。轨道限制机构60可以与抑制电极装置49分体设置，也可以与抑制电极装置49一体设置。轨道限制机构60与抑制电极装置49被一体化时，轨道限制机构60也可以由设置于上游侧接地电极46及下游侧接地电极48的至少一方的开口部构成。

轨道限制机构60防止从射束偏转装置42射出而朝向剂量杯50的射束之中，具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到剂量杯50的测量区域。在此所谓“规定轨道”是指，通过最终能量过滤器38之后，再通过设置于基板处理供给单元20的射束过滤狭缝52而成为能够入射到晶片40的射束轨道。轨道限制机构60防止剂量杯50测量脱离能够入射到晶片40的规定轨道的轨道即具有无法入射到晶片40的轨道的射束成分。通过使剂量杯50测量能够入射到晶片40的射束成分，使得能够高精度地推断离子照射量。另外，对于能够入射到晶片40的射束的轨道或脱离规定轨道的轨道另行进行详述。

最终能量过滤器38的下游侧设有基板处理供给单元20。基板处理供给单元20的注入处理室中设有射束过滤狭缝52、等离子淋浴器54、往复运动机构56、剖面仪杯57、射束监视器58。往复运动机构56上置有将被实施离子注入的晶片40。

射束过滤狭缝52为由射束扫描方向(x方向)横长的狭缝构成的能量限制狭缝(EDS；EnergyDefiningSlit)。射束过滤狭缝52局部屏蔽朝向晶片而在后段射束路径中行进的射束，使后段射束路径中的射束当中具有规定轨道的射束成分朝向晶片通过。由此，限制具有所需之外的能量值与价数的离子束通过，仅分离出通过AEF具有所需能量值与价数的离子束。因此，射束过滤狭缝52与最终能量过滤器38同时进行对入射到晶片40的离子束的能量分析。

等离子淋浴器54根据离子束的射束电流量向离子束和晶片40的前表面供给低能量电子，抑制在离子注入中产生的晶片40表面中的正电荷的充电。往复运动机构56在注入离子时保持晶片40，以与注入中的射束电流的变动对应的速度向与射束扫描方向成直角方向(y方向)移动晶片40。

剖面仪杯57测定离子注入位置的射束电流。剖面仪杯57在射束扫描范围测定注入之前的离子注入位置上的离子束密度。测定射束剖面的结果，若离子束的预想不均匀性(PNU；PredictedNonUniformity)不符合工艺要求，则补正射束扫描器34的施加电压的控制函数，以调整为符合工艺条件。并且，剖面仪杯57也可以构成为，测定注入位置上的射束形状、射束宽度或射束中心位置，或通过组合可动式孔隙而能够确认射束的注入角度或射束发散角。

射束监视器58为具有在晶片区域能够全部测量扫描范围的离子束的射束电流测量功能的横长法拉第杯，且配置于射束线的最下游。射束监视器58构成为，测量最终设置射束。射束监视器58为了减少交叉污染，也可以是具有根据离子种类能够切换三角柱的3个面的三重面结构的法拉第杯的切换式底面。并且，射束监视器58也可以构成为，测定射束形状或射束上下位置，而能够监视注入位置处的上下方向的注入角度或射束发散角。

如图1所示，离子注入装置100具备用于控制离子注入装置100的整体或其一部分(例如射束线部的整体或其一部分)的控制装置80。控制装置80根据设置于最终能量过滤器38的剂量杯50或设置于基板处理供给单元20的剖面仪杯57及射束监视器58的测定结果，推断在注入处理中入射到晶片的射束照射量，并控制相对于晶片的剂量。

控制装置80获取在向晶片照射射束之前利用剂量杯50及剖面仪杯57测量的射束电流值，预先求出两者的相关关系。控制装置80获取向晶片照射射束过程中由剂量杯50测量的射束电流值，利用预先求出的相关关系计算入射到晶片位置的射束照射量。若在晶片位置配置剖面仪杯57，则会导致屏蔽朝向有效注入区域R2的射束，因此难以直接测定在离子注入处理过程中晶片位置上的射束照射量。控制装置80利用位于不屏蔽朝向有效注入区域R2的射束的位置的剂量杯50所测量的射束电流值，由此不影响对于晶片的注入处理即可推断注入处理过程中入射到晶片的射束照射量。

控制装置80根据所推断的射束照射量调整通过往复运动机构56往复运动的晶片的速度，且将照射到晶片的射束的照射量及照射量分布控制成达到期望值。例如，所计算的射束照射量增加时，提高晶片的往复运动的速度，且使得照射到晶片所在地点的剂量不增加。另一方面，当所计算的射束照射量减少时，降低晶片的往复运动的速度，使得照射到晶片所在地点的剂量不减。控制装置80如此在进行离子注入处理的时间内控制剂量，以便实现整个晶片的所期望的剂量及剂量分布。

控制装置80可以在推断射束照射量时，进行补正因注入处理过程中的真空度恶化造成的影响的处理。有时在成为处理对象的晶片表面形成有用于制作电路图的光致抗蚀层，通过离子注入使构成光致抗蚀层的物质分解，并产生被称为抗蚀剂释气的气体。产生的气体降低晶片处理室或射束线的真空度，并且有时会与朝向晶片的离子束进行相互作用而改变构成射束的离子的价数。剂量杯50测量基于离子的电荷的电流值，因此若离子价发生变化，则能够使电流值与离子的个数之间的对应关系产生偏差。例如，若引起1价离子产生价数变化而中和，则导致其中性粒子不被剂量杯50所测量。如此一来，入射到剂量杯50的实际射束量(相当于剂量)与根据所测量的电流值导出的射束量之间会产生偏差。

因此，控制装置80为了补正致使因真空度恶化而导出的射束量产生偏差的影响(以下还称为压力补正)，可利用规定的补正系数补正射束量。可由控制装置80根据有意或经常导入到射束线部的导入气体的分压值或因离子注入而从晶片表面的抗蚀剂膜附随产生的抗蚀剂释气的分圧值等的测定结果和与分圧值测定同時进行的射束电流测定的结果，计算该补正系数的值。

另外，本实施方式中，为了抑制因抗蚀剂释气而在入射到剂量杯50的实际射束量(相当于剂量)与根据所测量的射束电流值导出的射束量之间产生的偏差的影响，从晶片40错开剂量杯50的位置。推断注入处理过程中入射到晶片40的射束照射量时，优选在晶片40附近配置剂量杯50以测量射束。然而，晶片40附近的抗蚀剂释气密度较高，且因抗蚀剂释气引起的离子的价数变化的影响较大。因此，本实施方式中，如图3(a)、(b)所示，将剂量杯50配置于射束过滤狭缝52的上游侧，配置于射束偏转装置42与射束过滤狭缝52之间即射束偏转装置42的附近。

其另一方面，通过将剂量杯50配置于射束偏转装置42的下游侧附近，有可能使具有不入射到晶片的轨道的射束成分能够入射到剂量杯50。从射束偏转装置42射出以在后段射束路径中行进的射束，其一部分被射束过滤狭缝52屏蔽，仅使具有规定轨道的射束成分通过射束过滤狭缝52而入射到晶片。假设，剂量杯配置于射束过滤狭缝52的下游侧，则被射束过滤狭缝52屏蔽的射束成分不入射到剂量杯，而仅使朝向晶片的射束成分成为测量对象。然而，若剂量杯50配置于射束过滤狭缝52的上游，则具有被射束过滤狭缝52屏蔽的轨道的射束成分，即具有不入射到晶片的轨道的射束成分包含在测量对象中。如此一来，导致使不应当作为测量对象的射束成分通过剂量杯50得到测量，并导致影响由控制装置80推断的射束照射量的计算结果。关于对这种射束照射量的推断造成影响的射束成分，参考图4及图5进行说明。

图4为示意地表示比较例所涉及的离子注入装置中能够入射到剂量杯50的射束所具有的轨道的图。本图相当于示意地表示图3(b)所示的射束偏转装置42、剂量杯50、射束过滤狭缝52、晶片40的配置关系的图，但在未设有轨道限制机构60这一点上与实施方式不同。本图中，用粗线表示具有所希望的能量及价数的离子所通过的轨道即“基准轨道Z”，这于图3(b)所示的射束轨道Z相对应。沿着基准轨道Z行进的离子束，通过前段射束路径P1入射到射束偏转装置42，受到AEF电极装置44的电场作用而偏转，以通过朝向晶片40的后段射束路径P2的方式从射束偏转装置42射出。并且本图中，作为脱离基准轨道Z的射束轨道，例示出第1轨道Z1、第2轨道Z2、第3轨道Z3。

第1轨道Z1为入射到射束偏转装置42的射束直接向前行进，而与AEF电极装置44碰撞的轨道。第1轨道Z1例如在入射到射束偏转装置42之前产生离子价变化，由于离子中和，而相当于在射束偏转装置42中射束行进方向未偏转的轨道。通过第1轨道Z1的射束成分无法从射束偏转装置42射出，因此，不入射到晶片40，并且也不入射到剂量杯50。因此，通过第1轨道Z1的射束成分，不会影响剂量杯50的测量结果，也不会影响对于晶片的注入结果。

第2轨道Z2为基于射束偏转装置42的偏转量比基准轨道Z小的轨道，虽然从射束偏转装置42射出，但使被射束过滤狭缝52屏蔽的射束成分通过的轨道。第2轨道Z2相当于，例如在通过射束偏转装置42过程中产生离子价变化，因此在射束偏转装置42的中途脱离基准轨道Z的轨道。通过第2轨道Z2的射束成分由于被射束过滤狭缝52屏蔽而不入射到晶片40，但由于从射束偏转装置42射出，因此入射到剂量杯50。因此，若致使通过第2轨道Z2的射束成分被剂量杯50测量，则可能成为计算入射到晶片40的射束照射量时产生偏差的原因。

第3轨道Z3为基于射束偏转装置42的偏转量比基准轨道Z小，但不被射束过滤狭缝52屏蔽，而使能够入射到晶片40的射束成分通过的轨道。第3轨道Z3相当于，例如在通过射束偏转装置42的过程中在射束偏转装置42的出口附近产生离子价变化，因此稍微脱离基准轨道Z的轨道。通过第3轨道Z3的射束成分由于不被射束过滤狭缝52屏蔽而能够入射到晶片40，并且，能够入射到剂量杯50。因此，通过第3轨道Z3的射束成分为具有上述规定轨道的射束成分，为应当作为剂量杯50中的测量对象的射束成分。

另外，图4所示的多个射束轨道的意义在于，将后段射束路径P2所延伸的方向作为z方向，将基于射束偏转装置42而偏转的射束的偏转方向作为y方向时，表示yz平面内的射束的轨道。即，初衷在于，关注yz平面内的各个位置中射束的行进方向与z方向所成的y方向角度为何值，而不再关注因射束扫描而引起的射束轨道的x方向的位置。入射到晶片的射束与入射到剂量杯的射束在x方向上通过不同的轨道，但入射到晶片的射束与入射到剂量杯的射束相同地通过如图4所示从x轴方向观察的yz平面内的射束轨道。例如，具有基准轨道Z的射束是指，包括根据射束扫描的扫描量朝向有效注入区域R2的射束及朝向端部区域R3的射束这两者的概念。因此，在具有基准轨道Z的射束中，朝向有效注入区域R2的射束入射到晶片40，而朝向端部区域R3的射束的一部分入射到剂量杯50。并且，具有第2轨道Z2的射束中，朝向有效注入区域R2的射束被射束过滤狭缝52屏蔽，朝向端部区域R3的射束的一部分入射到剂量杯50。

图5为示意地表示本实施方式所涉及的离子注入装置100中能够入射到剂量杯的射束所具有的轨道的图。本图中示出，具有第2轨道Z2的射束成分被轨道限制机构60所限制，而不入射到剂量杯50的情形。上述图4所示的比较例中，若将剂量杯50配置于射束过滤狭缝52的前方，则虽然被射束过滤狭缝52屏蔽而不入射到晶片40，但会产生具有致使成为剂量杯50的测量对象的轨道(例如，第2轨道Z2)的射束成分。因此，本实施方式中，在剂量杯50的入口设置轨道限制机构60来防止具有如同第2轨道Z2的轨道的射束成分入射到剂量杯50的测量区域。由此，即便在射束过滤狭缝52的正前方配置剂量杯50，也能够仅将具有通过射束过滤狭缝52而能够入射到晶片40的轨道的射束成分作为剂量杯50的测量对象。

图6(a)为示意地表示轨道限制机构60的结构的剖面图，图6(b)为示意地表示轨道限制机构60的结构的主视图。轨道限制机构60包括：第1掩模部件61，其具有多个第1开口部66；及第2掩模部件62，其具有多个第2开口部67。第1掩模部件61及第2掩模部件62在后段射束路径所延伸的z方向上对置而设。第1掩模部件61及第2掩模部件62由不锈钢等金属材料或石墨(C)构成，为了抑制晶片被污染的影响优选使用石墨。

第1开口部66具有x方向细长的狭缝形状，且在与剂量杯50的测量区域D对置的部位沿y方向排列设有多个。同样，第2开口部67具有x方向细长的狭缝形状，且在与剂量杯50的测量区域D对置的部位沿y方向排列设有多个。另外，第1开口部66及第2开口部67的形状不限于细长的狭缝形状，只要是能够限制y方向的开口宽度的形状，即可具有圆形孔隙等其他形状。本图中，x方向为射束扫描方向，y方向为与后段射束路径P2所延伸的z方向及x方向这两个方向正交的方向。

多个第1开口部66例如以相同的开口宽度w1及相同的间隔d1配置，多个第2开口部67同样也以相同的开口宽度w2及相同的间隔d2配置。并且，多个第2开口部67分别设置于与多个第1开口部66中的每个开口部对置的位置。本实施方式中示出各设5个第1开口部66及第2开口部67的情形，但第1开口部66及第2开口部67的数量并不限于此，可以设有不同数量的开口部。

轨道限制机构60使具有能够通过第1开口部66及第2开口部67这两者的轨道的射束成分入射到剂量杯50，另一方面，防止无法通过第1开口部66及第2开口部67中的任一开口部的射束成分入射到轨道限制机构60。由此，轨道限制机构60从射束偏转装置42射出之后，使具有能够入射到晶片40的上述规定轨道的射束成分通过，防止规定轨道以外的射束成分通过。轨道限制机构60构成为，例如使具有上述基准轨道Z及第3轨道Z3的射束成分通过，另一方面，防止具有第2轨道Z2的射束成分通过。轨道限制机构60所限制的轨道通过第1掩模部件61及第2掩模部件62所对置的距离L、第1开口部66及第2开口部67的开口宽度w1、w2和间隔d1、d2、相对置的第1开口部66及第2开口部67的y方向的相对位置等而得到调整。

图7为示意地表示能够通过轨道限制机构60的射束轨道的图，且为示出后段射束路径上的第1掩模部件61、第2掩模部件62及射束过滤狭缝52的配置关系的图。第1掩模部件61、第2掩模部件62及射束过滤狭缝52配置成，z方向的位置分别成为z1、z2、z3，第1掩模部件61与第2掩模部件62的z方向距离设为L2，第1掩模部件61与射束过滤狭缝52的z方向距离设为L3。并且，设有第1掩模部件61的z＝z1的位置的y1轴上，规定第1开口部66a、66b、……、66i、……的y方向的坐标。同样，设有第2掩模部件62的z＝z2的位置的y2轴上，规定第2开口部67a、67b、……、67i、……的y方向的坐标，设有射束过滤狭缝52的z＝z3的位置的y3轴上，规定狭缝的上端位置y31及下端位置y32的坐标。

本图中，示意地示出能够通过相对应的第1开口部及第2开口部这两者的射束轨道限度，例如，作为能够通过位于上端的第1开口部66a及第2开口部67a这两者的射束轨道，示出上限射束轨道Z4a及下限射束轨道Z5a。实线所示的上限射束轨道Z4a为从第1开口部66a的下端位置y12a朝向第2开口部67a的上端位置y21a的射束轨道，且虽然脱离z方向的基准轨道而朝向+y方向，但能够勉强通过轨道限制机构60的轨道。其中，为了能够使具有能够通过射束过滤狭缝52的轨道的射束成分通过轨道限制机构60，上限射束轨道Z4a能够通过射束过滤狭缝52的上端位置y31与下端位置y32之间即可。这种条件能够表示为下式(1)。

y31＜y12a+(y21a-y12a)/L2×L3＜y32……(1)

同样，虚线所示的下限射束轨道Z5a为从第1开口部66a的上端位置y11a朝向第2开口部67a的下端位置y22a的射束轨道，且虽然脱离z方向的基准轨道而朝向-y方向，但能够勉强通过轨道限制机构60的轨道。该下限射束轨道Z5a用于通过射束过滤狭缝52的条件式能够表示为下式(2)。

y31＜y11a+(y22a-y11a)/L2×L3＜y32……(2)

将上式(1)、(2)一般化，若适用于能够通过第i个第1开口部66i与第i个第2开口部67i的上限射束轨道Z4i及下限射束轨道Z5i，则其条件式变成下式(3)、(4)。

y31＜y12i+(y21i-y12i)/L2×L3＜y32……(3)

y31＜y11i+(y22i-y11i)/L2×L3＜y32……(4)

因此，轨道限制机构60使上述条件满足，而规定第1掩模部件61及第2掩模部件62所对置的距离L2、第1开口部66及第2开口部67的开口宽度或间隔、相对置的第1开口部66及第2开口部67的y方向的相对位置即可。由此，能够防止朝向剂量杯50的射束中具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到剂量杯50的测量区域D。

另一方面，由于在剂量杯50的入口设置轨道限制机构60，有可能会使入射到剂量杯50的射束量减少，且降低测量精度。因此，第1掩模部件61及第2掩模部件62的开口部优选将开口率设大，以便使入射到剂量杯50的射束量变大。其中，所谓开口率是指，与图6(b)所示的剂量杯50的测量区域D对置的区域(以下，还称为掩模区域)中的第1掩模部件61及第2掩模部件62的开口率。本实施方式所涉及的第1开口部66及第2开口部67具有x方向细长的狭缝形状，因此轨道限制机构60的开口率取决于图6(b)所示的第1开口部66及第2开口部67的y方向的开口宽度w1、w2与间隔d1、d2的比率。例如，图6(b)所示的第1掩模部件61的掩模区域中的开口率为w1/(w1+d1)，第2掩模部件62的掩模区域中的开口率为w2/(w2+d2)。

优选尽量将第1掩模部件61及第2掩模部件62的开口率设大，但若将开口率设定得过大，则有可能无法适当地限制射束轨道，或第1掩模部件61及第2掩模部件62的结构性强度下降。当作为第1掩模部件61及第2掩模部件62的材料使用石墨时，若考虑石墨的结构性强度或易加工性等，则优选设将开口率设为1/3以上、2/3以下的值。通过设定这种开口率，限制具有规定轨道以外的轨道的射束成分，并且能够确保入射到剂量杯50的射束量。

接着，示出使轨道限制机构60与抑制电极装置49一体时的例子。图8(a)为表示形成于上游侧接地电极46的第1开口部66的主视图，图8(b)为表示形成于下游侧接地电极48的第2开口部67的主视图。该图为从射束偏转装置42所在的上游侧朝向射束行进方向(z方向)观察上游侧接地电极46或下游侧接地电极48的俯视图。

如图8(a)所示，上游侧接地电极46包括用于使朝向有效注入区域R2的射束通过的电极开口46a及分别设置于电极开口46a的左右的多个第1开口部66(66L、66R)。多个第1开口部66L、66R设置于位于电极开口46a的左右端部区域R3的第1掩模区域64(64L、64R)。设有左侧的第1开口部66L的第1左掩模区域64L为与左剂量杯50L的测量区域相对应的部位，设有右侧的第1开口部66R的第1右掩模区域64R为与右剂量杯50R的测量区域相对应的部位。如此，通过在上游侧接地电极46形成第1开口部66，由此能够使上游侧接地电极46具有与上述第1掩模部件61相同的功能。

图8(b)所示的下游侧接地电极48也相同。下游侧接地电极48包括主要用于使朝向有效注入区域R2的射束通过的电极开口48a及分别设置于电极开口48a的左右的多个第2开口部67(67L、67R)。多个第2开口部67L、67R设置于位于电极开口48a的左右端部区域R3的第2掩模区域65(65L、65R)。设有左侧的第2开口部67L的第2左掩模区域65L为与左剂量杯50L的测量区域相对应的部位，设有右侧的第2开口部67R的第2右掩模区域65R为与右剂量杯50R的测量区域相对应的部位。如此，通过在下游侧接地电极48形成第2开口部67，由此能够使上游侧接地电极46具有与上述第2掩模部件62相同的功能。

另外，在设置于上游侧接地电极46与下游侧接地电极48之间的抑制电极47上设有，至少y方向宽度比上游侧接地电极46及下游侧接地电极48的电极开口46a、48a宽且x方向宽度比第1掩模区域64及第2掩模区域65的x方向的两端位置宽的电极开口。因此，通过上游侧接地电极46的第1开口部66的射束成分通过抑制电极47的电极开口而朝向下游侧接地电极48的第2开口部67。

接着，对本实施方式所涉及的离子注入装置100所起到的效果进行说明。

根据离子注入装置100，由于利用远离晶片40的剂量杯50来测量注入中的射束照射量，因此能够减少在晶片40中产生的抗蚀剂释气的影响。并且，通过在剂量杯50的近前方设置轨道限制机构60，能够从测量对象排除被射束过滤狭缝52屏蔽而具有不会入射到晶片40的轨道的射束成分。由此，能够仅将具有能够入射到晶片40的规定轨道的射束成分作为测量对象，并能够高精度地推断入射到晶片的射束照射量。并且，构成轨道限制机构60的掩模部件的开口率较大，因此能够抑制入射到剂量杯50的射束量的下降。由此，能够高精度地推断入射到晶片的射束照射量。

并且，根据离子注入装置100，对由剂量杯50所测量的射束电流值加以压力补正，因此能够更加高精度地推断入射到晶片的射束照射量。轨道限制机构60因抗蚀剂释气引起的价数变化而使射束轨道产生变化，并防止致使测量不会入射到晶片40的轨道的射束成分的影响，相对于此，压力补正处理在测量入射到晶片40的轨道的射束时，防止因离子的价数变化而致使注入量与电流值的对应关系偏离所造成的影响。即，压力补正处理将与通过轨道限制机构60而要防止的影响不同的现象作为对象。因此，通过组合轨道限制机构60与压力补正处理，能够进一步提高射束照射量的推断精度。

根据离子注入装置100，尤其能够在将由多价离子构成的离子束照射到晶片40时，提高推断射束照射量的精度。例如，使用由1价离子构成的离子束时，若价数产生变化，则从1价离子转换成中性粒子或2价离子，因此由射束偏转装置42带来的价数变化引起的偏转量的差异较大。因此，射束轨道因价数变化而较大变化，且因与射束偏转装置42的AEF电极装置44产生碰撞等，而使无法从射束偏转装置42射出的射束成分变多。另一方面，3价或4价的多价离子中价数产生变化，则变成价数减少为2价或3价的离子，或变成价数增加为4价或5价的离子时，由价数变化引起的偏转量的差异相对较小。因此，射束轨道不会因价数变化而产生大的变化，因此从射束偏转装置42射出之后，被射束过滤狭缝52屏蔽的射束成分变多。可以说轨道限制机构60由于具备防止具有这种轨道的射束成分的作用，因此使用由多价离子构成的离子束时尤其有效。

以下，示出上述实施方式所涉及的轨道限制机构60的变形例。

(变形例1)

图9为示意地表示变形例1所涉及的轨道限制机构60的结构的剖面图。上述实施方式中示出多个设置于掩模部件的开口部的开口宽度w及间隔d配置得均匀的情形。本变形例中，第1掩模部件61及第2掩模部件62中开口部的开口宽度及间隔配置得不均等。并且，多个开口部中，位于从中央附近向y方向偏离的位置的第1端部开口部66e及第2端部开口部67e被配置于彼此向y方向偏离的位置。

图10(a)为示意地表示变形例1所涉及的第1掩模部件61的结构的主视图。本变形例所涉及的第1掩模部件61具有：设置于y方向的中央附近的第1中央开口部66c；设置于从中央附近向y方向偏离的位置的第1端部开口部66e；及设置于第1中央开口部66c与第1端部开口部66e之间位置的第1中间开口部66d。

第1端部开口部66e的y方向的开口宽度w1e比第1中央开口部66c的y方向的开口宽度w1c小。第1中间开口部66d的y方向的开口宽度w1d等于第1中央开口部66c的开口宽度w1c，或是第1中央开口部66c的开口宽度w1c与第1端部开口部66e的开口宽度w1e之间的值(满足w1e＜w1d≤w1c的值)。并且，和与第1端部开口部66e相邻的第1开口部(第1中间开口部66d)的间隔d1e比和与第1中央开口部66c相邻的第1开口部(第1中间开口部66d)的间隔d1d小。

图10(b)为示意地表示变形例1所涉及的第2掩模部件62的结构的主视图。本变形例所涉及的第2掩模部件62与第1掩模部件61同样具有：设置于y方向的中央附近的第2中央开口部67c；设置于向y方向远离中央附近的第2端部开口部67e；及设置于第2中央开口部67c与第2端部开口部67e之间的位置的第2中间开口部67d。

第2端部开口部67e的y方向的开口宽度w2e比第2中央开口部67c的y方向的开口宽度w2c小。第2中间开口部67d的y方向的开口宽度w2d等于第2端部开口部67e的开口宽度w2e，或是第2中央开口部67c的开口宽度w2c与第2端部开口部67e的开口宽度w2e之间的值(满足w2e≤w2d＜w2c的值)。并且，和与第2端部开口部67e相邻的第2开口部(第2中间开口部67d)的间隔d2e比和与第2中央开口部67c相邻的第2开口部(第2中间开口部67d)的间隔d2d更小。

如图9所示，第1中央开口部66c与第2中央开口部67c设置于互相对置的部位，配置成在y方向的位置相同。另一方面，第1端部开口部66e与第2端部开口部67e配置成y方向的位置偏离，第2端部开口部67e配置于比与第1端部开口部66e对置的部位更靠近第2中央开口部67c的位置。同样，第1中间开口部66d与第2中间开口部67d在y方向偏离配置，第2中间开口部67d设置于靠近y方向的中央附近的位置。

第1中央开口部66c与第2中央开口部67c被设置成开口宽度w1c、w2c相等。同样，第1端部开口部66e与第2端部开口部67e被设置成，开口宽度w1e、w2e相等。另一方面，第1中间开口部66d与第2中间开口部67d被设置成第2中间开口部67d的开口宽度w2d比第1中间开口部66d的开口宽度w1d更小。

如此设置，变形例1所涉及的轨道限制机构60中，分别设置于第1掩模部件61及第2掩模部件62的开口部的宽度及间隔不均等。并且，多个开口部中，位于y方向远离中央附近的位置的第1端部开口部66e及第2端部开口部67e配置于在y方向上相互偏离的位置。

图11为示意地表示能够通过变形例1所涉及的轨道限制机构60的射束轨道的图，是与上述图7对应的图。首先，若关注能够通过第1中央开口部66c及第2中央开口部67c这两者的轨道Z4c、Z5c，则上限射束轨道Z4c及下限射束轨道Z5c相对于z方向的轴在y方向上对称。另一方面，若关注能够通过第1端部开口部66e及第2端部开口部67e这两者的轨道Z4e、Z5e，则上限射束轨道Z4e及下限射束轨道Z5e相对于z方向的轴在y方向上不对称。如此，本变形例所涉及的轨道限制机构60中，因构成射束的射束成分入射到任一个开口部，换言之，根据入射到轨道限制机构60的射束成分的y方向的入射位置，改变能够通过的射束轨道的y方向的角度范围。这是因为，根据入射到轨道限制机构60的射束成分的y方向的入射位置，成为具有能够通过射束过滤狭缝52的规定轨道的射束成分的条件的射束轨道的y方向的角度范围不同。

图12为示意地表示入射到轨道限制机构60的射束的y方向的入射位置与能够通过射束过滤狭缝52的射束轨道的y方向的角度范围之间的关系的图。本图中，示出射束入射到第1中央开口部66c的位置之后，能够通过射束过滤狭缝52的射束轨道Z7c、Z8c以及入射到第1端部开口部66e的位置之后，能够通过射束过滤狭缝52的射束轨道Z7e、Z8e。

如图所示，通过第1中央开口部66c的位置的上限射束轨道Z7c的y方向角度θ1与下限射束轨道Z8c的y方向角度θ2的大小几乎相同。其另一方面，通过第1端部开口部66e的位置的上限射束轨道Z7e的y方向的角度θ3与下限射束轨道Z8e的y方向角度θ4的大小不对称，包含于上限射束轨道Z7e与下限射束轨道Z8e之间的角度范围的射束成分成为主要朝向中央方向(-y方向)的射束成分。即，成为能够通过射束过滤狭缝52的规定轨道的射束轨道的角度范围取决于y方向的入射位置。

根据本变形例所涉及的轨道限制机构60，使与图12所示的射束轨道对应，根据y方向的入射位置改变成为能够通过射束轨道的角度范围，因此能够仅将能够通过射束过滤狭缝52的射束成分入射到剂量杯50。换言之，能够使轨道限制机构60具有与通过射束过滤狭缝52实现的射束限制功能相同的功能。由此，即便将剂量杯50配置于射束过滤狭缝52的上游，也能够在与在射束过滤狭缝52的下游测量射束时相同的条件下测量射束。由此，能够高精度地推断注入处理中的射束照射量。

(变形例2)

图13(a)、(b)为示意地表示变形例2所涉及的轨道限制机构60的结构的剖面图。上述实施方式中示出，使用两片掩模部件构成轨道限制机构60的情形。本变形例中，利用三片以上的掩模部件来构成轨道限制机构60，这一点与上述实施方式不同。

如图13(a)所示，变形例2所涉及的轨道限制机构60还包括设置于第1掩模部件61与第2掩模部件62之间的第3掩模部件63。第3掩模部件63上设有多个第3开口部68。多个第3开口部68中的每个开口部设置于与第1开口部66及第2开口部67相对应的位置。本变形例中，轨道限制机构60使具有均能够通过第1开口部66、第2开口部67及第3开口部68的轨道的射束成分通过，并屏蔽具有除此之外的轨道的射束成分。

变形例2中，通过增加掩模部件的片数，能够屏蔽无法由两片掩模部件防止的轨道。例如，通过第1开口部66及与和第1开口部66对置的第2开口部67a相邻的第2开口部67b的轨道Z6，仅由第1掩模部件61和第2掩模部件62是无法防止的。这种轨道Z6可能因将掩模部件的开口率设大而产生。根据本变形例，即便将轨道限制机构60的开口率设大时，也能够通过增加掩模部件的片数来屏蔽所希望的射束轨道。

另外，掩模部件的片数可以是四片以上。如图13(b)所示，可以在第1掩模部件61与第2掩模部件62之间设置多个第3掩模部件63a、63b。也可以分别在第3掩模部件63a、63b设置第3开口部68a、68b。

并且，也可以将本变形例适用于上述变形例1。即，设置三片以上的掩模部件时，无需使对应的开口部彼此位置一定位于相对置的部位，只要根据应当限制的射束轨道向y方向错开配置即可。并且，也无需将设置于各掩模部件的开口部的开口宽度或间隔设得均匀，只要根据应当限制的射束轨道不均等配置即可。

(变形例3)

图14(a)为示意地表示变形例3所涉及的轨道限制机构60的结构的剖面图，图14(b)为示意地表示变形例3所涉及的轨道限制机构60的结构的主视图。本变形例中的轨道限制机构60由设有多个开口部71的一片掩模部件70构成。掩模部件70为如同连结上述实施方式所涉及的第1掩模部件61与第2掩模部件62之间的z方向厚度L较大的部件，相比开口部71的y方向宽度w，z方向厚度L大。本变形例所涉及的轨道限制机构60也与上述实施方式同样能够限制能够入射到剂量杯50的射束轨道。

图14(a)中示出，设置于掩模部件70的开口部71向z方向延伸的情形，而在另一变形例中，也可以形成相对于z方向向y方向倾斜的方向延伸的开口部。并且，为了对应上述变形例1所涉及的轨道限制机构60，根据开口部位于中央附近还是端部附近，来对开口部所延伸的方向的倾斜度施加差。

(变形例4)

图15为示意地表示变形例4所涉及的轨道限制机构60的开口部71的形状的剖面图。本变形例中的轨道限制机构60与上述变形例3同样由z方向厚度L较大的掩模部件70构成。并且本变形例中，在开口部71的内表面71a形成有凹凸，且具有使入射到内表面71a的射束成分难以向剂量杯50反射的结构。例如，在开口部71的内表面71a形成为锯齿刀片状，形成为若脱离规定轨道的第2轨道Z2入射到内表面71a，则向与原来的射束行进方向即+z方向相反的-z方向反射。由此，防止致使具有应当从剂量杯50的测量对象排除的轨道的射束成分向内表面71a反射而到达剂量杯50的情形。由此，能够提高轨道限制机构60的轨道限制功能。

(变形例5)

图16为示意地表示变形例5所涉及的轨道限制机构60的结构的剖面图。上述实施方式中示出，设有多个第1开口部66及第2开口部67的轨道限制机构60。本变形例中，第1掩模部件61具有一个第1开口部66，第2掩模部件62具有一个第2开口部67，这一点与上述实施方式不同。即便开口部为一个，也能够防止与上述轨道限制机构60同样具有规定轨道以外的轨道的射束成分入射到剂量杯50。

(变形例6)

图17(a)、(b)为示意地表示变形例6所涉及的轨道限制机构的结构的主视图。图17(a)示出设置于左剂量杯50L的第1轨道限制机构60L，图17(b)示出设置于右剂量杯50R的第2轨道限制机构60R。上述实施方式中，如图8(a)、(b)所示，作为分别设于左右的剂量杯50L、50R的近前方的轨道限制机构60L、60R示出设置左右结构相同的轨道限制机构60的情形。本变形例中，设置开口部的设置位置左右互不相同的轨道限制机构60L、60R。具体而言，设置于第1轨道限制机构60L的开口部66L、67L的位置与设置于第2轨道限制机构60R的开口部66R、67R的位置在y方向相互偏离配置。换言之，设置于第2轨道限制机构60R的开口部66R、67R设置于第1轨道限制机构60L的非开口部所处的部位。

使用轨道限制机构60时，朝向轨道限制机构60的非开口部的射束成分即便是具有上述规定轨道的射束成分也被屏蔽。如此一来，关于轨道限制机构60的非开口部所处的部分，无法测量射束。本变形例中构成为具有规定轨道的射束成分之中，具有被第1轨道限制机构60L的非开口部屏蔽的轨道的射束成分入射到第2轨道限制机构60R的开口部。因此，能够经由第2轨道限制机构60R由右剂量杯50R测量受到第1轨道限制机构60L限制而无法由左剂量杯50L测量的射束成分。换言之，无法由一个剂量杯测量的范围的射束测量能够由另一个剂量杯进行补充。由此，通过组合左右双方的剂量杯来扩大能够测量的范围，且能够进一步提高射束照射量推断的精度。

另外，作为变形例6的另一变形例，可以将设有第1轨道限制机构的剂量杯和设有第2轨道限制机构的剂量杯相邻配置。例如，可以在左右端部区域R3中的一方，配置设有第1轨道限制机构的剂量杯及设有第2轨道限制机构的剂量杯这两者。并且，也可以分别在左右端部区域R3配置设有第1轨道限制机构的剂量杯及设有第2轨道限制机构的剂量杯这两者。此时，可以左右各设两个，共设置四个轨道限制机构及剂量杯。

(变形例7)

图18为示意地表示变形例7所涉及的抑制电极装置49及剂量杯50L、50R、50S的结构的剖面图。本变形例中，在设有轨道限制机构60(60L、60R)的剂量杯50(50L、50R)的基础上还设有轨道限制机构60不在入口处的第3剂量杯50S。

第3剂量杯50S与上述剂量杯50同样设置于最终能量过滤器38的最下游侧的端部区域R3，且与左剂量杯50L和右剂量杯50R相邻而设。第3剂量杯50S配置于设有抑制电极装置49的电极开口49a的位置，因此入射到第3剂量杯50S的射束B2与朝向有效注入区域R2的射束B1同样不受轨道限制机构60的轨道限制。通过设置第3剂量杯50S，能够测量被轨道限制机构60限制的射束B3及不受轨道限制机构60的限制的射束B2这两者。

设有轨道限制机构60的剂量杯50L、50R与未设有轨道限制机构60的第3剂量杯50S根据离子注入条件等而被区分使用。例如，使用1价离子束时，因产生价数变化而使轨道脱离的射束成分难以到达第3剂量杯50S，因此可以主要利用第3剂量杯50S的测量结果。另一方面，使用多价离子束时，因产生价数变化而使轨道脱离的射束成分容易到达第3剂量杯50S，因此可以主要利用设有轨道限制机构60的剂量杯50L、50R的测量结果。另外，可以对两者的测量结果进行比较之后利用到剂量控制中。

(变形例8)

图19(a)、(b)为示意地表示变形例8所涉及的轨道限制机构60的结构的主视图。本变形例中构成为，轨道限制机构60的位置可以位移。轨道限制机构60能够在如图19(a)所示的能够限制朝向剂量杯50的一部分射束的第1位置与如图19(b)所示的能够在不限制朝向剂量杯50的射束的第2位置之间位移。通过切换轨道限制机构60的位置，能够用一个剂量杯50测量被轨道限制机构60限制的射束成分与不受轨道限制机构60的限制的射束成分这两者。

以上，参考上述各实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于上述各实施方式，适当组合或置换各实施方式的构成方式也属于本发明。并且，能够根据本领域技术人员的知识适当对各实施方式的组合或处理顺序进行重新排列或对实施方式加以各种设计变更等变形，加以这种变形的实施方式也属于本发明的范围。

上述实施方式中，示出在剂量杯50的近前方设有轨道限制机构60的离子注入装置100的例子。其他实施方式可以是具备法拉第杯、设置于法拉第杯的入口的轨道限制机构的射束测量装置。该射束测量装置可用于离子注入装置100，也可以在用于测量离子束等的带电粒子束的离子注入装置100以外的用途中使用。

该射束测量装置具备能够测量离子束的射束电流的法拉第杯及设置于法拉第杯的入口且防止具有脱离规定轨道的轨道的射束成分入射到法拉第杯的测量区域的轨道限制机构。作为轨道限制机构使用在上述实施方式及变形例中示出的轨道限制机构60即可。例如，轨道限制机构包括第1掩模部件，其具有一个以上的第1开口部；及第2掩模部件，其具有一个以上的第2开口部。第1掩模部件及第2掩模部件在射束行进方向上对置而设，防止具有能够通过第1开口部及第2开口部这两者的轨道以外的轨道的射束成分入射到法拉第杯的测量区域。

根据本实施方式所涉及的射束测量装置，能够防止具有规定轨道以外的轨道的射束成分入射到法拉第杯，因此能够高精度地测量具有规定轨道的射束成分。该射束测量装置例如用作图3(a)、(b)所示的剖面仪杯57，也能够用作设置于射束线的上游的法拉第杯。此外，能够广泛地用于仅测量带电离子束中具有所希望的轨道的射束成分的情况。

Claims (28)

1.一种离子注入装置，其特征在于，具备：

射束偏转装置，施加电场、磁场或电场及磁场而使通过前段射束路径而入射的离子束向y方向偏转，且向晶片射出射束以便通过向z方向延伸的后段射束路径；

射束过滤狭缝，位于所述射束偏转装置与所述晶片之间的所述后段射束路径上，局部屏蔽朝向所述晶片而在所述后段射束路径中行进的射束，使所述后段射束路径中的射束中具有规定轨道的射束成分朝向所述晶片通过；

剂量杯，位于所述射束偏转装置与所述射束过滤狭缝之间，测量从所述射束偏转装置射出的一部分射束以作为射束电流；及

轨道限制机构，位于所述射束偏转装置与所述剂量杯之间，防止从所述射束偏转装置射出而朝向所述剂量杯的射束中具有脱离了所述规定轨道的轨道的射束成分入射到所述剂量杯的测量区域。

2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，

所述轨道限制机构包括具有一个以上的开口部的掩模部件。

3.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，

所述开口部在与所述后段射束路径所延伸的所述z方向正交的所述y方向上排列设有多个。

4.根据权利要求3所述的离子注入装置，其特征在于，

所述开口部形成于与所述剂量杯的测量区域对置的所述掩模部件的掩模区域，

所述掩模区域中所述y方向的开口率为1/3以上2/3以下。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述开口部在与所述y方向及所述z方向这两个方向正交的x方向具有细长的狭缝形状。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述轨道限制机构包括：第1掩模部件，具有一个以上的第1开口部；及第2掩模部件，具有一个以上的第2开口部，所述第1掩模部件及所述第2掩模部件在所述z方向对置而设，防止具有能够通过所述第1开口部及所述第2开口部这两者的轨道以外的轨道的射束成分入射到所述剂量杯的所述测量区域。

7.根据权利要求6所述的离子注入装置，其特征在于，

所述第2掩模部件具有设置在与所述第1开口部对置的位置的所述第2开口部。

8.根据权利要求6所述的离子注入装置，其特征在于，

所述第1掩模部件具有在所述y方向排列设置的多个第1开口部，

所述第2掩模部件具有与所述多个第1开口部对应地在所述y方向排列设置的多个第2开口部，且设置于所述第1掩模部件的下游侧，

所述多个第1开口部及所述多个第2开口部分别具有在与所述y方向及所述z方向这两个方向正交的x方向上细长的狭缝形状，

所述多个第1开口部包括：第1中央开口部，设置于所述y方向的中央附近；及第1端部开口部，从所述第1中央开口部在所述y方向上分离而设，

所述多个第2开口部包括：第2中央开口部，设置于所述y方向的中央附近；及第2端部开口部，从所述第2中央开口部远离所述y方向而设，

所述第2掩模部件设置于所述第2中央开口部与所述第1中央开口部对置的部位，所述第2端部开口部设置于，相比与所述第1端部开口部对置的部位靠近所述第2中央開口部的位置。

9.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，

所述第2掩模部件构成为，所述第2端部开口部中相邻第2开口部之间的间隔比所述第2中央开口部中相邻第2开口部之间的间隔更小。

10.根据权利要求8或9所述的离子注入装置，其特征在于，

所述第2掩模部件构成为，所述第2端部开口部的y方向开口宽度比所述第2中央开口部的y方向开口宽度更小。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述轨道限制机构设置于所述第1掩模部件与所述第2掩模部件之间，包括具有一个以上的第3开口部的一个以上的第3掩模部件，防止具有能够通过所述第1开口部、所述第2开口部及所述第3开口部的轨道以外的轨道的射束成分入射到所述剂量杯的所述测量区域。

12.根据权利要求2至4中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述掩模部件具有所述z方向厚度比所述y方向开口宽度更大的开口部。

13.根据权利要求12所述的离子注入装置，其特征在于，

所述掩模部件在所述开口部的内表面形成有凹凸，并具有入射到所述内表面的射束不易向所述剂量杯反射的结构。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述射束偏转装置具有至少一对偏转用电极，通过产生于所述至少一对偏转用电极之间的电场的作用使所述离子束偏转，

构成所述离子束的离子的一部分价数在入射到所述偏转装置之前或通过所述射束偏转装置过程中产生变化，因此由所述射束偏转装置引起的所述y方向偏转量发生变化，而且其一部分通过所述射束偏转装置之后被所述射束过滤狭缝屏蔽，

所述轨道限制机构防止具有在通过所述射束偏转装置的过程中产生价数变化而脱离所述规定轨道，被所述射束过滤狭缝屏蔽的轨道的射束成分入射到所述剂量杯的所述测量区域。

15.根据权利要求14所述的离子注入装置，其特征在于，

入射到所述射束偏转装置的离子束由多价离子构成。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述剂量杯设置于比所述射束过滤狭缝靠近所述射束偏转装置的下游侧出口的位置。

17.根据权利要求16所述的离子注入装置，其特征在于，

所述射束偏转装置包括：至少一对偏转用电极，通过电场作用使所述离子束偏转；及抑制电极装置，设置于所述至少一对偏转用电极的下游侧出口，且具有两个接地电极与设置于所述两个接地电极之间的抑制电极，

所述剂量杯设置于所述抑制电极装置的下游侧附近。

18.根据权利要求17所述的离子注入装置，其特征在于，

所述轨道限制机构通过形成于所述两个接地电极的至少一方的开口部得以实现。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述射束偏转装置构成为，在包括所述晶片所在的有效注入区域和位于所述有效注入区域之外的端部区域的照射范围射出射束，

所述剂量杯设置于朝向所述端部区域的射束所入射的位置，以免屏蔽朝向所述有效注入区域的射束。

20.根据权利要求19所述的离子注入装置，其特征在于，

该离子注入装置还具备：

射束扫描器，位于所述偏转装置的上游侧，向与所述y方向及所述z方向这两个方向正交的x方向往复扫描离子束，和

射束平行化装置，位于所述射束扫描器与所述偏转装置之间，使所述往复扫描的离子束平行，

所述射束扫描器构成为，在包括所述有效注入区域及所述端部区域的照射范围能够往复扫描离子束。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

该离子注入装置还具备控制装置，该控制装置利用通过设有所述轨道限制机构的所述剂量杯测量的射束电流值，推断通过所述射束过滤狭缝而入射到所述晶片的射束照射量。

22.根据权利要求21所述的离子注入装置，其特征在于，

该离子注入装置还具备在设有所述晶片的位置测量射束电流的剖面仪杯，

所述控制装置利用在各个所述剂量杯及所述剖面仪杯中向所述晶片照射射束之前测量的射束电流值的相关关系和在所述剂量杯中向所述晶片照射射束过程中测量的射束电流值，推断入射到所述晶片的射束照射量。

23.根据权利要求22所述的离子注入装置，其特征在于，

该离子注入装置还具备使晶片向y方向往复运动的往复运动装置，

所述控制装置根据入射到所述晶片的射束照射量的推断值，将使所述晶片往复运动的速度调整为，使照射到所述晶片的射束的照射量及照射量分布达到所期望的值。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

所述轨道限制机构构成为，能够在可限制朝向所述剂量杯的射束的一部分的第1位置与不限制朝向所述剂量杯的射束的第2位置之间进行位移。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

将所述轨道限制机构作为第1轨道限制机构，将所述剂量杯作为第1剂量杯时，

该离子注入装置还具备第2剂量杯，其位于所述射束偏转装置和所述射束过滤狭缝之间，且在与所述射束偏转装置之间设有第2轨道限制机构，

设置于所述第1轨道限制机构的开口部及设置于所述第2轨道限制机构的开口部相互在所述y方向偏移配置，

所述第2轨道限制机构使在具有所述规定轨道的射束成分中具有被所述第1轨道限制机构的非开口部屏蔽的轨道的射束成分通过而入射到所述第2剂量杯。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，

该离子注入装置还具备第3剂量杯，其位于所述射束偏转装置与所述射束过滤狭缝之间，且在与所述射束偏转装置之间未设有所述轨道限制机构。

27.一种离子注入方法，其使用离子注入装置，该方法的特征在于，

所述离子注入装置具备：

射束偏转装置，通过施加电场、磁场或电场及磁场而使通过前段射束路径而入射的离子束向y方向偏转，且向晶片射出射束以便通过向z方向延伸的后段射束路径；

射束过滤狭缝，位于所述射束偏转装置与所述晶片之间的所述后段射束路径上，局部屏蔽朝向所述晶片而在所述后段射束路径中行进的射束，使所述后段射束路径中的射束中具有规定轨道的射束成分朝向所述晶片通过；及

剂量杯，位于所述射束偏转装置与所述射束过滤狭缝之间，测量从所述射束偏转装置射出的一部分射束以作为射束电流，

测量经由轨道限制机构入射到所述剂量杯的射束，其中所述轨道限制机构位于所述射束偏转装置与所述剂量杯之间，防止从所述射束偏转装置射出而朝向所述剂量杯的射束中具有脱离了所述规定轨道的轨道的射束成分入射到所述剂量杯的测量区域。

28.一种射束测量装置，其特征在于，

该射束测量装置具备：

法拉第杯，能够测量离子束的射束电流；及

轨道限制机构，设置于所述法拉第杯的入口，防止具有脱离了规定轨道的轨道的射束成分入射到所述法拉第杯的测量区域，

所述轨道限制机构包括：第1掩模部件，具有一个以上的第1开口部；及第2掩模部件，具有一个以上的第2开口部，所述第1掩模部件及所述第2掩模部件在射束行进方向对置而设，防止具有能够通过所述第1开口部及所述第2开口部这两者的轨道以外的轨道的射束成分入射到所述法拉第杯的所述测量区域。