JP2001210270A - 高周波電力印加電極に入射する高速中性粒子のエネルギーの分析方法及び分析装置 - Google Patents
高周波電力印加電極に入射する高速中性粒子のエネルギーの分析方法及び分析装置Info
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- JP2001210270A JP2001210270A JP2000015581A JP2000015581A JP2001210270A JP 2001210270 A JP2001210270 A JP 2001210270A JP 2000015581 A JP2000015581 A JP 2000015581A JP 2000015581 A JP2000015581 A JP 2000015581A JP 2001210270 A JP2001210270 A JP 2001210270A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高周波ノイズがなく、エネルギー依存性のない
基板入射高速中性粒子分析方法及び分析装置を提供する 【解決手段】高周波電力印加基板に直接エネルギー分析
器を接続し、分析されたイオンのエネルギーを常に一定
にして検出器に入射するように、エネルギー分析部電位
と検出部電位を制御し、制御信号及び検出信号を周波数
−電圧変換し、外部と光ファイバーを通して通信するよ
うにされる。
基板入射高速中性粒子分析方法及び分析装置を提供する 【解決手段】高周波電力印加基板に直接エネルギー分析
器を接続し、分析されたイオンのエネルギーを常に一定
にして検出器に入射するように、エネルギー分析部電位
と検出部電位を制御し、制御信号及び検出信号を周波数
−電圧変換し、外部と光ファイバーを通して通信するよ
うにされる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、エッチングプロセ
ス装置等の高周波印加電極に入射する高速中性粒子のエ
ネルギーを分析する方法及び装置に関するものである。
ス装置等の高周波印加電極に入射する高速中性粒子のエ
ネルギーを分析する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、マイクロ波や高周波放電によって
プラズマを形成するとともに真空チャンバー内に高周波
印加電極を設け、高周波印加電極上に基板を載置し、基
板上の物質に加工を施すエッチングプロセス装置におい
て、プラズマから基板に入射する負イオンのエネルギー
及び質量を分析する方法及び装置については本出願人は
先に提案してきた（特開平10−199473号公報参照）。す
なわち、高周波印加電極に入射する負の荷電粒子を、高
周波印加電極に設けた開口を通して引出し、引出した負
の荷電粒子の流入方向に対して垂直方向に閉じた磁気回
路を用いて垂直磁場を掛けることにより負の荷電粒子の
うちの電子を除去し、負イオンのみを取出して分析する
ように構成されている。
プラズマを形成するとともに真空チャンバー内に高周波
印加電極を設け、高周波印加電極上に基板を載置し、基
板上の物質に加工を施すエッチングプロセス装置におい
て、プラズマから基板に入射する負イオンのエネルギー
及び質量を分析する方法及び装置については本出願人は
先に提案してきた（特開平10−199473号公報参照）。す
なわち、高周波印加電極に入射する負の荷電粒子を、高
周波印加電極に設けた開口を通して引出し、引出した負
の荷電粒子の流入方向に対して垂直方向に閉じた磁気回
路を用いて垂直磁場を掛けることにより負の荷電粒子の
うちの電子を除去し、負イオンのみを取出して分析する
ように構成されている。
【０００３】また、この種のエッチングプロセス装置に
おいて、プラズマから基板に入射する正負イオン、中性
粒子のエネルギー及び質量を分析する方法及び装置につ
いても本出願人は先に提案してきた（特開平11−250854
号公報参照）。すなわち、高周波印加電極に入射するイ
オンを、高周波印加電極の電位を基準電位とする偏向型
イオンエネルギー分析器及び質量分析器へ通し、又中性
粒子の場合には高周波印加電極に入射する中性粒子をイ
オン化した後、偏向型イオンエネルギー分析器及び質量
分析器へ通して分析するように構成されている。
おいて、プラズマから基板に入射する正負イオン、中性
粒子のエネルギー及び質量を分析する方法及び装置につ
いても本出願人は先に提案してきた（特開平11−250854
号公報参照）。すなわち、高周波印加電極に入射するイ
オンを、高周波印加電極の電位を基準電位とする偏向型
イオンエネルギー分析器及び質量分析器へ通し、又中性
粒子の場合には高周波印加電極に入射する中性粒子をイ
オン化した後、偏向型イオンエネルギー分析器及び質量
分析器へ通して分析するように構成されている。
【０００４】中性粒子の測定に関しては、特開平11−25
0854号公報に開示している先に提案の方法により、質量
分析器で中性粒子種を特定、分離できるが、高速（数10
0eV）の中性粒子についてはそれのイオン化効率が相当
に低く、そのため質量分析器に通すと、信号がかなり小
さくなり、検出できなくなる恐れがあった。すなわち、
高速中性粒子のフラックス量は圧力に依存するが、通常
のエッチング条件（圧力20mTorr、プラズマ密度1×1011
cm-3）におけるイオン電流密度とほぼ同程度の、〜1016
cm2s-1程度である。0.05cmのオリフィス径を通過するフ
ラックス量は更に三桁低くなり、電子によるイオン化効
率が低いので、最終的に検出される電流値はnA（10
-9A）の領域になるため、接地電位を基準とする通常の
測定では高周波ノイズの中に埋もれて検出できない。
0854号公報に開示している先に提案の方法により、質量
分析器で中性粒子種を特定、分離できるが、高速（数10
0eV）の中性粒子についてはそれのイオン化効率が相当
に低く、そのため質量分析器に通すと、信号がかなり小
さくなり、検出できなくなる恐れがあった。すなわち、
高速中性粒子のフラックス量は圧力に依存するが、通常
のエッチング条件（圧力20mTorr、プラズマ密度1×1011
cm-3）におけるイオン電流密度とほぼ同程度の、〜1016
cm2s-1程度である。0.05cmのオリフィス径を通過するフ
ラックス量は更に三桁低くなり、電子によるイオン化効
率が低いので、最終的に検出される電流値はnA（10
-9A）の領域になるため、接地電位を基準とする通常の
測定では高周波ノイズの中に埋もれて検出できない。
【０００５】また、従来のエネルギー分析器では検出部
の基準電位が、粒子のエネルギーに依存せず、固定され
ている。検出部の量子効率は、エネルギーに依存する。
従って、検出部の量子効率を常に一定にして測定しない
と、エネルギーによって感度が異なる結果になる。
の基準電位が、粒子のエネルギーに依存せず、固定され
ている。検出部の量子効率は、エネルギーに依存する。
従って、検出部の量子効率を常に一定にして測定しない
と、エネルギーによって感度が異なる結果になる。
【０００６】さらに、特開平11−250854号公報に開示し
ているように偏向型エネルギー分析器及び質量分析器を
用いる場合にはそれらの入口までイオン化された中性粒
子を導くためにレンズ系の制御等が必要であり、構造上
の観点から複雑となる。
ているように偏向型エネルギー分析器及び質量分析器を
用いる場合にはそれらの入口までイオン化された中性粒
子を導くためにレンズ系の制御等が必要であり、構造上
の観点から複雑となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来のものの持つ問題点を解決するもので、高周波ノ
イズがなく、エネルギー依存性のない基板入射高速中性
粒子分析方法及び分析装置を提供することを目的として
いる。
な従来のものの持つ問題点を解決するもので、高周波ノ
イズがなく、エネルギー依存性のない基板入射高速中性
粒子分析方法及び分析装置を提供することを目的として
いる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1の発明によれば、マイクロ波や高周
波放電によってプラズマを形成するとともに真空チャン
バー内に高周波基板電極を設け、高周波基板電極上に基
板を載置して基板上の物質に加工を施すプロセス装置に
おける高速中性粒子のエネルギーの分析方法は、高周波
基板電極に設けたオリフィスを通して入射する粒子から
荷電粒子を偏向板により除去し、高速中性粒子のみをイ
オン化して、イオン化した高速中性粒子のエネルギーを
エネルギー分析部で分析し、分析したイオンのエネルギ
ーを常に一定にして検出部に入射するようにエネルギー
分析部の電位と検出部の電位を制御することを特徴とし
ている。
めに、本発明の第1の発明によれば、マイクロ波や高周
波放電によってプラズマを形成するとともに真空チャン
バー内に高周波基板電極を設け、高周波基板電極上に基
板を載置して基板上の物質に加工を施すプロセス装置に
おける高速中性粒子のエネルギーの分析方法は、高周波
基板電極に設けたオリフィスを通して入射する粒子から
荷電粒子を偏向板により除去し、高速中性粒子のみをイ
オン化して、イオン化した高速中性粒子のエネルギーを
エネルギー分析部で分析し、分析したイオンのエネルギ
ーを常に一定にして検出部に入射するようにエネルギー
分析部の電位と検出部の電位を制御することを特徴とし
ている。
【０００９】エネルギー分析部及び検出部の電位の制御
は、好ましくは外部の分析制御手段からの制御信号によ
ってエネルギー分析部と検出部との電位差を一定に保つ
ことにより行われ得る。また、好ましくは検出部で検出
された検出信号は光ファイバー又は赤外線伝送手段を介
して外部の分析制御手段へ伝送され、エネルギー分布が
算出され得る。
は、好ましくは外部の分析制御手段からの制御信号によ
ってエネルギー分析部と検出部との電位差を一定に保つ
ことにより行われ得る。また、好ましくは検出部で検出
された検出信号は光ファイバー又は赤外線伝送手段を介
して外部の分析制御手段へ伝送され、エネルギー分布が
算出され得る。
【００１０】また、本発明の第２の発明によれば、マイ
クロ波や高周波放電によってプラズマを形成するととも
に真空チャンバー内に高周波基板電極を設け、高周波基
板電極上に基板を載置して基板上の物質に加工を施すプ
ロセス装置における高速中性粒子のエネルギーの分析装
置は、高周波基板電極に設けたオリフィスを通して入射
する粒子から荷電粒子を除去する偏向手段と、高速中性
粒子のみをイオン化するイオン化手段と、イオン化した
高速中性粒子のエネルギーを分析する阻止電位型エネル
ギー分析部と、分析したイオンの検出部と、阻止電位型
エネルギー分析部とイオンの検出部との電位差を制御し
て阻止電位型エネルギー分析部で分析したイオンのエネ
ルギーを常に一定にして検出部に入射させる電位差制御
手段とを有することを特徴としている。
クロ波や高周波放電によってプラズマを形成するととも
に真空チャンバー内に高周波基板電極を設け、高周波基
板電極上に基板を載置して基板上の物質に加工を施すプ
ロセス装置における高速中性粒子のエネルギーの分析装
置は、高周波基板電極に設けたオリフィスを通して入射
する粒子から荷電粒子を除去する偏向手段と、高速中性
粒子のみをイオン化するイオン化手段と、イオン化した
高速中性粒子のエネルギーを分析する阻止電位型エネル
ギー分析部と、分析したイオンの検出部と、阻止電位型
エネルギー分析部とイオンの検出部との電位差を制御し
て阻止電位型エネルギー分析部で分析したイオンのエネ
ルギーを常に一定にして検出部に入射させる電位差制御
手段とを有することを特徴としている。
【００１１】好ましくは、本発明の第２の発明による高
速中性粒子エネルギー分析装置はさらに、光ファイバー
から成る伝送手段又は赤外線伝送手段を介して接続され
る外部の分析制御手段を有することができる。また、阻
止電位型エネルギー分析部とイオンの検出部との電位差
を制御する電位差制御手段は、イオンの検出部に接続さ
れた制御可能な電源を備え、この電源を外部の分析制御
手段からの制御信号により制御するように構成され得
る。さらに、外部の分析制御手段は光ファイバーから成
る伝送手段又は赤外線伝送手段及び周波数−電圧変換器
を介してイオン検出部から検出信号を受けるように構成
され得る。
速中性粒子エネルギー分析装置はさらに、光ファイバー
から成る伝送手段又は赤外線伝送手段を介して接続され
る外部の分析制御手段を有することができる。また、阻
止電位型エネルギー分析部とイオンの検出部との電位差
を制御する電位差制御手段は、イオンの検出部に接続さ
れた制御可能な電源を備え、この電源を外部の分析制御
手段からの制御信号により制御するように構成され得
る。さらに、外部の分析制御手段は光ファイバーから成
る伝送手段又は赤外線伝送手段及び周波数−電圧変換器
を介してイオン検出部から検出信号を受けるように構成
され得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１には、本発明の実
施の形態による高速中性粒子エネルギー分析装置を概略
的に示している。図面において1は図示していないプラ
ズマ室に配置され、高周波電力が印加されている基板電
極で、プラズマ中で発生した粒子を通すオリフィス１ａ
を備えている。このオリフィス１ａと同軸に二枚の偏向
電極２が配置され、二枚の偏向電極２のうちオリフィス
１ａに隣接した方の偏向電極２ａは図示実施の形態では
500Ｖと−500Ｖの電源３、４に接続されている。偏向電
極２は基板電極１におけるオリフィス１ａを通過して入
ってきた荷電粒子を取り除く働きをする。
の実施の形態について説明する。図１には、本発明の実
施の形態による高速中性粒子エネルギー分析装置を概略
的に示している。図面において1は図示していないプラ
ズマ室に配置され、高周波電力が印加されている基板電
極で、プラズマ中で発生した粒子を通すオリフィス１ａ
を備えている。このオリフィス１ａと同軸に二枚の偏向
電極２が配置され、二枚の偏向電極２のうちオリフィス
１ａに隣接した方の偏向電極２ａは図示実施の形態では
500Ｖと−500Ｖの電源３、４に接続されている。偏向電
極２は基板電極１におけるオリフィス１ａを通過して入
ってきた荷電粒子を取り除く働きをする。
【００１３】二枚の偏向電極２の後段には、高速中性粒
子のみを電子衝撃でイオン化するイオン化室５が配置さ
れ、イオン化室５は図示実施の形態では８Ｖの電源６に
接続されている。またこのイオン化室５はフィラメント
７を備え、フィラメント７は電源８に接続されている。
子のみを電子衝撃でイオン化するイオン化室５が配置さ
れ、イオン化室５は図示実施の形態では８Ｖの電源６に
接続されている。またこのイオン化室５はフィラメント
７を備え、フィラメント７は電源８に接続されている。
【００１４】イオン化室５の後段には、イオン化された
高速中性粒子のエネルギーを分析する阻止電位型エネル
ギー分析用電極９が設けられ、この阻止電位型エネルギ
ー分析用電極９は後で説明するように制御可能な電源１
０に接続されている。阻止電位型エネルギー分析用電極
９に隣接してイオン検出部１１の第１電極１２が配置さ
れ、この第１電極１２は制御可能な電源１３に接続され
ている。イオン検出部１１の第１電極１２の制御可能な
電源１３は、阻止電位型エネルギー分析用電極９とイオ
ン検出部１１の第１電極１２との間の電位差を制御する
ために設けられている。またイオン検出部１１は二次電
子増倍管１４を備え、この二次電子増倍管１４はカバー
１５で覆われ、そして電流検出手段１６に接続されてい
る。
高速中性粒子のエネルギーを分析する阻止電位型エネル
ギー分析用電極９が設けられ、この阻止電位型エネルギ
ー分析用電極９は後で説明するように制御可能な電源１
０に接続されている。阻止電位型エネルギー分析用電極
９に隣接してイオン検出部１１の第１電極１２が配置さ
れ、この第１電極１２は制御可能な電源１３に接続され
ている。イオン検出部１１の第１電極１２の制御可能な
電源１３は、阻止電位型エネルギー分析用電極９とイオ
ン検出部１１の第１電極１２との間の電位差を制御する
ために設けられている。またイオン検出部１１は二次電
子増倍管１４を備え、この二次電子増倍管１４はカバー
１５で覆われ、そして電流検出手段１６に接続されてい
る。
【００１５】電流検出手段１６で得られた検出信号は周
波数−電圧変換器１７及び光ファイバー１８を介して例
えば適当なコンピューターシステムから成り得る外部の
分析制御手段１９に伝送され、検出された電流値をエネ
ルギーで微分することによりエネルギー分布が得られ
る。また、外部の分析制御手段１９は、阻止電位型エネ
ルギー分析用電極９の制御可能な電源１０及びイオン検
出部１１の第１電極１２の制御可能な電源１３に対する
制御信号を発生し、この制御信号は、二次電子増倍管１
４に入射するイオンのエネルギーを一定にするため、阻
止電位型エネルギー分析用電極９とイオン検出部１１の
第１電極１２における電位差が常に一定となるように両
電源を制御する。なお、本実施の形態においては、光フ
ァイバー１８に代えて、適当な赤外線伝送手段を使用す
ることも可能である。
波数−電圧変換器１７及び光ファイバー１８を介して例
えば適当なコンピューターシステムから成り得る外部の
分析制御手段１９に伝送され、検出された電流値をエネ
ルギーで微分することによりエネルギー分布が得られ
る。また、外部の分析制御手段１９は、阻止電位型エネ
ルギー分析用電極９の制御可能な電源１０及びイオン検
出部１１の第１電極１２の制御可能な電源１３に対する
制御信号を発生し、この制御信号は、二次電子増倍管１
４に入射するイオンのエネルギーを一定にするため、阻
止電位型エネルギー分析用電極９とイオン検出部１１の
第１電極１２における電位差が常に一定となるように両
電源を制御する。なお、本実施の形態においては、光フ
ァイバー１８に代えて、適当な赤外線伝送手段を使用す
ることも可能である。
【００１６】図２には、分析時に各電極に印加される電
位を示している。プラズマシース中で荷電交換により発
生した高速中性粒子は、数百eVのエネルギーを持ち、イ
オンや電子と共に基板電極１のオリフィス１ａを通過し
て分析装置内に入射する。高速中性粒子と共に入射して
きたイオンと電子は偏向電極２において除かれ、高速中
性粒子のみがイオン化室５に入射し、電子衝撃によりイ
オン化される。この時、イオン化された高速中性粒子の
エネルギーは、初期エネルギー＋イオン化室５の電位
（図示実施の形態では８Ｖ）となって、阻止電位型エネ
ルギー分析用電極９に入射する。阻止電位型エネルギー
分析用電極９では、分析電位よりも大きなエネルギーを
持つイオンのみが通過できる。通過したイオンは二次電
子増倍管１４で増幅され、そして電流検出手段１６で検
出される。こうして検出された電流値は、周波数−電圧
変換器１７及び光ファイバー１８を介して外部の分析制
御手段１９に伝送され、この電流値をエネルギーで微分
することによりエネルギー分布を得るように処理され
る。
位を示している。プラズマシース中で荷電交換により発
生した高速中性粒子は、数百eVのエネルギーを持ち、イ
オンや電子と共に基板電極１のオリフィス１ａを通過し
て分析装置内に入射する。高速中性粒子と共に入射して
きたイオンと電子は偏向電極２において除かれ、高速中
性粒子のみがイオン化室５に入射し、電子衝撃によりイ
オン化される。この時、イオン化された高速中性粒子の
エネルギーは、初期エネルギー＋イオン化室５の電位
（図示実施の形態では８Ｖ）となって、阻止電位型エネ
ルギー分析用電極９に入射する。阻止電位型エネルギー
分析用電極９では、分析電位よりも大きなエネルギーを
持つイオンのみが通過できる。通過したイオンは二次電
子増倍管１４で増幅され、そして電流検出手段１６で検
出される。こうして検出された電流値は、周波数−電圧
変換器１７及び光ファイバー１８を介して外部の分析制
御手段１９に伝送され、この電流値をエネルギーで微分
することによりエネルギー分布を得るように処理され
る。
【００１７】二次電子増倍管１４に入射するイオンのエ
ネルギーが変わると、二次電子増倍管１４の量子効率が
変わるので、一定のエネルギーで入射させることが必要
になる。そのため、上記で説明したように、外部の分析
制御手段１９からの制御信号により、阻止電位型エネル
ギー分析用電極９とイオン検出部１１の第１電極１２に
おける電位差が常に一定となるようにこれらの電源を制
御している。
ネルギーが変わると、二次電子増倍管１４の量子効率が
変わるので、一定のエネルギーで入射させることが必要
になる。そのため、上記で説明したように、外部の分析
制御手段１９からの制御信号により、阻止電位型エネル
ギー分析用電極９とイオン検出部１１の第１電極１２に
おける電位差が常に一定となるようにこれらの電源を制
御している。
【００１８】図３及び図４には、図1に示す分析装置を
用いて測定した高速中性子のエネルギー分布を示し、エ
ッチング条件はＡｒ２５sccm、Ｏ23.5sccmの混合ガス、
圧力２８mTorr、約１×１０10cm-3のプラズマ密度であ
る。図３の測定例は高周波バイアス電力が１４０Ｗであ
る場合であり、また図４の測定例は高周波バイアス電力
が３１０Ｗの場合である。
用いて測定した高速中性子のエネルギー分布を示し、エ
ッチング条件はＡｒ２５sccm、Ｏ23.5sccmの混合ガス、
圧力２８mTorr、約１×１０10cm-3のプラズマ密度であ
る。図３の測定例は高周波バイアス電力が１４０Ｗであ
る場合であり、また図４の測定例は高周波バイアス電力
が３１０Ｗの場合である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の分析
方法によれば、高周波基板電極に設けたオリフィスを通
して入射する粒子から荷電粒子を偏向板により除去し、
高速中性粒子のみをイオン化して、イオン化した高速中
性粒子のエネルギーをエネルギー分析部で分析し、分析
したイオンのエネルギーを常に一定にして検出部に入射
するようにエネルギー分析部の電位と検出部の電位を制
御するように構成しているので、検出部のエネルギー依
存性がなく、高速中性粒子エネルギー分析が可能にな
る。また、本発明の分析方法において、検出部で検出さ
れた検出信号を光ファイバー又は赤外線伝送手段を介し
て外部の分析制御手段へ伝送し、エネルギー分布を算出
するように構成することにより、高周波ノイズの影響を
なくすることができ、それにより高速中性粒子のエネル
ギー分析を正確かつ容易に実施することができるように
なる。
方法によれば、高周波基板電極に設けたオリフィスを通
して入射する粒子から荷電粒子を偏向板により除去し、
高速中性粒子のみをイオン化して、イオン化した高速中
性粒子のエネルギーをエネルギー分析部で分析し、分析
したイオンのエネルギーを常に一定にして検出部に入射
するようにエネルギー分析部の電位と検出部の電位を制
御するように構成しているので、検出部のエネルギー依
存性がなく、高速中性粒子エネルギー分析が可能にな
る。また、本発明の分析方法において、検出部で検出さ
れた検出信号を光ファイバー又は赤外線伝送手段を介し
て外部の分析制御手段へ伝送し、エネルギー分布を算出
するように構成することにより、高周波ノイズの影響を
なくすることができ、それにより高速中性粒子のエネル
ギー分析を正確かつ容易に実施することができるように
なる。
【００２０】本発明の分析装置によれば、高周波基板電
極に設けたオリフィスを通して入射する粒子から荷電粒
子を除去する偏向手段と、高速中性粒子のみをイオン化
するイオン化手段と、イオン化した高速中性粒子のエネ
ルギーを分析する阻止電位型エネルギー分析部と、分析
したイオンの検出部と、阻止電位型エネルギー分析部と
イオンの検出部との電位差を制御して阻止電位型エネル
ギー分析部で分析したイオンのエネルギーを常に一定に
して検出部に入射させる電位差制御手段とを備えて構成
しているので、検出部のエネルギー依存性がなく、高速
中性粒子エネルギー分析が可能になるだけでなく、従来
の装置構成に比べて、レンズ系やその制御系が不要であ
り、分析装置を比較的簡単に構成することができるよう
になる。また、測定器を高周波電力が印加されている基
板電極の下部に配置するため、接地電位基準の場合、測
定器との間に高周波電場が存在し、ノイズ源になるが、
光ファイバーから成る伝送手段又は赤外線伝送手段を介
して接続される外部の分析制御手段を設け、この分析制
御手段が光ファイバーから成る伝送手段又は赤外線伝送
手段及び周波数−電圧変換器を介してイオン検出部から
検出信号を受けるように構成した場合には、エネルギー
分析器の電源及び信号ラインを高周波電源に重畳し、外
部との信号の授受は、光ファイバー又は赤外線伝送手段
を通して行うことにより、電極電位を基準電位とするこ
とができ、電極とエネルギー分析器との間に高周波電場
が発生せず、ノイズ源をつくらずに測定することができ
る。
極に設けたオリフィスを通して入射する粒子から荷電粒
子を除去する偏向手段と、高速中性粒子のみをイオン化
するイオン化手段と、イオン化した高速中性粒子のエネ
ルギーを分析する阻止電位型エネルギー分析部と、分析
したイオンの検出部と、阻止電位型エネルギー分析部と
イオンの検出部との電位差を制御して阻止電位型エネル
ギー分析部で分析したイオンのエネルギーを常に一定に
して検出部に入射させる電位差制御手段とを備えて構成
しているので、検出部のエネルギー依存性がなく、高速
中性粒子エネルギー分析が可能になるだけでなく、従来
の装置構成に比べて、レンズ系やその制御系が不要であ
り、分析装置を比較的簡単に構成することができるよう
になる。また、測定器を高周波電力が印加されている基
板電極の下部に配置するため、接地電位基準の場合、測
定器との間に高周波電場が存在し、ノイズ源になるが、
光ファイバーから成る伝送手段又は赤外線伝送手段を介
して接続される外部の分析制御手段を設け、この分析制
御手段が光ファイバーから成る伝送手段又は赤外線伝送
手段及び周波数−電圧変換器を介してイオン検出部から
検出信号を受けるように構成した場合には、エネルギー
分析器の電源及び信号ラインを高周波電源に重畳し、外
部との信号の授受は、光ファイバー又は赤外線伝送手段
を通して行うことにより、電極電位を基準電位とするこ
とができ、電極とエネルギー分析器との間に高周波電場
が発生せず、ノイズ源をつくらずに測定することができ
る。
【図１】 本発明の一つの実施の形態を示す概略線図。
【図２】 図１に示す分析装置の各部の電位を示す図。
【図３】 図１の分析装置を用いて測定した高速中性粒
子のエネルギー分布を示すグラフ。
子のエネルギー分布を示すグラフ。
【図４】 図１の分析装置を用いて図３の場合と異なる
高周波バイアス電力を印加した時の高速中性粒子のエネ
ルギー分布を示すグラフ。
高周波バイアス電力を印加した時の高速中性粒子のエネ
ルギー分布を示すグラフ。
１ ：基板電極 １ａ：オリフィス ２ ：偏向電極 ５ ：イオン化室 ７ ：フィラメント ９ ：阻止電位型エネルギー分析用電極 １０：制御可能な電源 １１：イオン検出部 １２：イオン検出部１１の第１電極 １３：第１電極１２の制御可能な電源 １４：二次電子増倍管 １６：電流検出手段 １７：周波数−電圧変換器 １８：光ファイバー １９：外部の分析制御手段
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 EE30 FF08 FF10 FF11 FF15 GG30 HH02 HH07 JJ09 JJ31 KK05 KK11 KK20 KK27 LL11 LL15 5C038 KK02 KK15 KK17 KK20 5F004 AA16 BA04 BA20 BB11 BC08 CB20
Claims (8)
- 【請求項１】マイクロ波や高周波放電によってプラズマ
を形成するとともに真空チャンバー内に高周波基板電極
を設け、高周波基板電極上に基板を載置して基板上の物
質に加工を施すプロセス装置において、高周波基板電極
に設けたオリフィスを通して入射する粒子から荷電粒子
を偏向板により除去し、高速中性粒子のみをイオン化し
て、イオン化した高速中性粒子のエネルギーをエネルギ
ー分析部で分析し、分析したイオンのエネルギーを常に
一定にして検出部に入射するようにエネルギー分析部の
電位と検出部の電位を制御することを特徴とする高速中
性粒子のエネルギーの分析方法。 - 【請求項２】エネルギー分析部及び検出部の電位の制御
が、外部の分析制御手段からの制御信号によってエネル
ギー分析部と検出部との電位差を一定に保つことにより
行われることを特徴とする請求項1に記載の高速中性粒
子のエネルギーの分析方法。 - 【請求項３】検出部で検出された検出信号を光ファイバ
ーを介して外部の分析制御手段へ伝送し、エネルギー分
布を算出することを特徴とする請求項1に記載の高速中
性粒子のエネルギーの分析方法。 - 【請求項4】検出部で検出された検出信号を赤外線伝送
手段を介して外部の分析制御手段へ伝送し、エネルギー
分布を算出することを特徴とする請求項1に記載の高速
中性粒子のエネルギーの分析方法。 - 【請求項５】マイクロ波や高周波放電によってプラズマ
を形成するとともに真空チャンバー内に高周波基板電極
を設け、高周波基板電極上に基板を載置して基板上の物
質に加工を施すプロセス装置において、高周波基板電極
に設けたオリフィスを通して入射する粒子から荷電粒子
を除去する偏向手段と、高速中性粒子のみをイオン化す
るイオン化手段と、イオン化した高速中性粒子のエネル
ギーを分析する阻止電位型エネルギー分析部と、分析し
たイオンの検出部と、阻止電位型エネルギー分析部とイ
オンの検出部との電位差を制御して阻止電位型エネルギ
ー分析部で分析したイオンのエネルギーを常に一定にし
て検出部に入射させる電位差制御手段とを有することを
特徴とする高速中性粒子のエネルギーの分析装置。 - 【請求項６】さらに、光ファイバーから成る伝送手段又
は赤外線伝送手段を介して接続される外部の分析制御手
段を有していることを特徴とする請求項５に記載の高速
中性粒子のエネルギーの分析装置。 - 【請求項７】阻止電位型エネルギー分析部とイオンの検
出部との電位差を制御する電位差制御手段が、イオンの
検出部に接続された制御可能な電源を備え、この電源を
外部の分析制御手段からの制御信号により制御するよう
に構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記
載の高速中性粒子のエネルギーの分析装置。 - 【請求項８】外部の分析制御手段が光ファイバーから成
る伝送手段又は赤外線伝送手段及び周波数−電圧変換器
を介してイオン検出部から検出信号を受けるように構成
されていることを特徴とする請求項６に記載の高速中性
粒子のエネルギーの分析装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000015581A JP4774140B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 高周波電力印加電極に入射する高速中性粒子のエネルギーの分析方法及び分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000015581A JP4774140B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 高周波電力印加電極に入射する高速中性粒子のエネルギーの分析方法及び分析装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001210270A true JP2001210270A (ja) | 2001-08-03 |
| JP4774140B2 JP4774140B2 (ja) | 2011-09-14 |
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ID=18542855
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| JP2000015581A Expired - Lifetime JP4774140B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 高周波電力印加電極に入射する高速中性粒子のエネルギーの分析方法及び分析装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4774140B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101549119B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2015-09-02 | 한국과학기술원 | ExB 필터부와 전위지연탐침부를 구비한 이온특성분석장치 및 그 방법 |
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- 2000-01-25 JP JP2000015581A patent/JP4774140B2/ja not_active Expired - Lifetime
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