JP2008128972A - Electron beam irradiation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料に照射された電子線エネルギーを測定することのできる電子線照射システムに関する。 The present invention relates to an electron beam irradiation system capable of measuring electron beam energy irradiated on a sample.
従来の電子線照射システムとして、試料及び電子線検出器を載置したステージをチャンバ内に配置し、当該ステージを移動させながら試料に電子線を照射して、その際における電子線を電子線検出器によって検出するものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したような電子線照射システムにおいては、電子線検出器が可視光や紫外光等をも検出してしまい、試料に照射された電子線エネルギーを正確に測定することができないおそれがある。 However, in the electron beam irradiation system as described above, the electron beam detector may detect visible light, ultraviolet light, etc., and there is a possibility that the electron beam energy irradiated to the sample cannot be accurately measured. .
そこで、本発明は、試料に照射された電子線エネルギーを正確に測定することのできる電子線照射システムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the electron beam irradiation system which can measure the electron beam energy irradiated to the sample correctly.
上記目的を達成するために、本発明に係る電子線照射システムは、電子線を出射する電子線源と、電子線が照射される試料を収容するチャンバと、チャンバ内に配置され、電子線を検出する電子線検出器と、を備え、電子線検出器の検出面は、電子線を透過させ且つ光を遮断する導電性遮光膜で覆われることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electron beam irradiation system according to the present invention includes an electron beam source that emits an electron beam, a chamber that houses a sample that is irradiated with the electron beam, and an electron beam that is disposed in the chamber. And a detection surface of the electron beam detector is covered with a conductive light-shielding film that transmits the electron beam and blocks light.
この電子線照射システムでは、チャンバ内に収容された試料に電子線が照射され、その試料にむけて照射された電子線エネルギーを、電子線検出器によって測定する。このとき、電子線検出器の検出面が、導電性遮光膜で覆われているため、当該電子線検出器にて電子線を検出する際に、可視光や紫外光等から影響を受けることを防止することができる。これによって、試料に照射された電子線エネルギーを正確に測定することができる。 In this electron beam irradiation system, a sample accommodated in a chamber is irradiated with an electron beam, and the electron beam energy irradiated toward the sample is measured by an electron beam detector. At this time, since the detection surface of the electron beam detector is covered with a conductive light-shielding film, it is affected by visible light, ultraviolet light, or the like when the electron beam is detected by the electron beam detector. Can be prevented. Thereby, the electron beam energy irradiated to the sample can be accurately measured.
ここで、電子線検出器としては、例えばシリコンフォトダイオードが挙げられる。 Here, as an electron beam detector, a silicon photodiode is mentioned, for example.
また、本発明に係る電子線照射システムにおいては、導電性遮光膜は、接地電位とされていることが好ましい。このような構成によれば、電子線源による電子線の照射に伴って大量のイオンが発生した場合であっても、その影響を軽減し、試料に照射された電子線エネルギーを正確に測定することができる。 In the electron beam irradiation system according to the present invention, it is preferable that the conductive light shielding film has a ground potential. According to such a configuration, even when a large amount of ions are generated along with the irradiation of the electron beam from the electron beam source, the influence is reduced and the electron beam energy irradiated to the sample is accurately measured. be able to.
また、本発明に係る電子線照射システムにおいては、電子線検出器は、電子線源の電子線出射軸線上に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、試料に照射されるのと同等の電子線が電子線検出器に照射されることとなるため、電子線検出器による測定結果から試料に照射された電子線エネルギーを正確に導き出すことができる。 In the electron beam irradiation system according to the present invention, the electron beam detector is preferably arranged on the electron beam emission axis of the electron beam source. According to such a configuration, since the electron beam detector is irradiated with an electron beam equivalent to that applied to the sample, the electron beam energy applied to the sample is calculated from the measurement result by the electron beam detector. Can be accurately derived.
また、本発明に係る電子線照射システムにおいては、電子線源の電子線出射軸線と交差する搬送軸線に沿って試料を搬送する搬送手段を備え、電子線検出器は、搬送軸線上に位置するように搬送手段に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、搬送手段の移動にともない、搬送手段上に載置された試料及び電子線検出器は、いずれも電子線源の電子線出射軸線上に配置され、電子線源から直接電子線を照射される。これによって、電子線検出器に、試料と同等の電子線が照射されこととなるため、電子線検出器による測定結果から試料に照射された電子線エネルギーを正確に導き出すことができる。 The electron beam irradiation system according to the present invention further includes a transport unit that transports a sample along a transport axis that intersects the electron beam emission axis of the electron beam source, and the electron beam detector is located on the transport axis. It is preferable that it is arrange | positioned in a conveyance means. According to such a configuration, the sample and the electron beam detector placed on the conveyance means are both disposed on the electron beam emission axis of the electron beam source along with the movement of the conveyance means. Direct electron irradiation. As a result, the electron beam detector is irradiated with an electron beam equivalent to the sample, so that the electron beam energy irradiated to the sample can be accurately derived from the measurement result by the electron beam detector.
また、本発明に係る電子線照射システムにおいては、電子線源の電子線出射軸線と交差する搬送軸線に沿って試料を搬送する搬送手段を備え、電子線検出器は、搬送軸線と交差する方向に沿って並設されるように搬送手段に複数配置されていることが好ましい。このような構成によれば、搬送手段の搬送軸線と交差する方向に沿って複数の電子線検出器が並設されているため、これらの電子線検出器によって、搬送軸線と交差する方向における試料に照射された電子線エネルギー分布を導き出すことができる。 In the electron beam irradiation system according to the present invention, the electron beam detector includes transport means for transporting the sample along a transport axis that intersects the electron beam emission axis of the electron beam source, and the electron beam detector has a direction that intersects the transport axis. It is preferable that a plurality of conveying means are arranged so as to be arranged in parallel. According to such a configuration, since the plurality of electron beam detectors are arranged in parallel along the direction intersecting with the transport axis of the transport means, the sample in the direction intersecting with the transport axis by these electron beam detectors. Can be derived.
また、電子線源の電子線出射軸線上に対して前記電子線検出器を進退させる移動手段を備えることが好ましい。このような構成によれば、電子線出射軸線上に配置され、電子線源から直接電子線を照射されている電子線検出器が、移動手段によって電子線出射軸線上に対して進退する。電子線検出器が電子線出射軸線に対して退いている間に、試料を電子線出射軸線上に配置することができ、電子線源から直接電子線が照射される。これによって、電子線検出器に、試料と同等の電子線が照射されこととなるため、電子線検出器による測定結果から試料に照射された電子線エネルギーを正確に導き出すことができる。例えば、試料が搬送される場合、試料が電子線出射軸線上に到達する前に電子線検出器を配置させることにより、条件通りの電子線出力が出ているか否かを確認することができ、到達した後に電子線検出器を配置させることにより、試料に電子線が照射されている間に条件が変化していないか否かを確認することができる。 Moreover, it is preferable to provide a moving means for moving the electron beam detector back and forth with respect to the electron beam emission axis of the electron beam source. According to such a configuration, the electron beam detector that is arranged on the electron beam emission axis and is directly irradiated with the electron beam from the electron beam source moves forward and backward with respect to the electron beam emission axis. While the electron beam detector is retracted with respect to the electron beam emission axis, the sample can be placed on the electron beam emission axis, and the electron beam is directly irradiated from the electron beam source. As a result, the electron beam detector is irradiated with an electron beam equivalent to the sample, so that the electron beam energy irradiated to the sample can be accurately derived from the measurement result by the electron beam detector. For example, when the sample is transported, by arranging the electron beam detector before the sample reaches the electron beam emission axis, it can be confirmed whether or not the electron beam output according to the condition is output, By locating the electron beam detector after reaching, it can be confirmed whether or not the condition is changed while the sample is irradiated with the electron beam.
本発明によれば、試料に照射された電子線エネルギーを正確に測定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the electron beam energy applied to the sample.
以下、本発明に係る電子線照射システムの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1の実施形態]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an electron beam irradiation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]
図1に示されるように、電子線照射システム1は、内部に空間を有するチャンバ2と、チャンバ2の内部に収容され移動方向Rへ向かって移動可能とされたステージ(搬送手段)3と、ステージ3の上面である載置面3aに載置される試料4と、チャンバ2の上部に設けられて試料4に電子線Eを照射する電子線源6と、ステージ3の載置面3aに載置されて電子線Eを検出する電子線検出器7と、電子線検出器7からの検出信号に基づいて当該電子線検出器7に照射された電子線Eのエネルギーを測定する測定器8とを備えている。
As shown in FIG. 1, an electron beam irradiation system 1 includes a chamber 2 having a space inside, a stage (conveying means) 3 accommodated in the chamber 2 and movable in the moving direction R, The sample 4 placed on the
チャンバ2は、電子線Eと試料4との反応が酸素によって阻害されないように、酸素濃度を低下させるべくその内部が窒素やアルゴン等によって置換された不活性ガス雰囲気とされている。 The chamber 2 has an inert gas atmosphere in which the inside is replaced with nitrogen, argon or the like so as to reduce the oxygen concentration so that the reaction between the electron beam E and the sample 4 is not inhibited by oxygen.
電子線検出器7は、シリコンフォトダイオードであって、検出面7aに電子線Eが照射され、そのエネルギーによって生成された電子−正孔対(入射エネルギー3.6eVに対して1対生成)に基づく検出信号をオシロスコープ等の測定器8に送信して出力電流を検出させることによって、電子線Eの入射エネルギーを測定させるものである。なお、シリコンフォトダイオードにより測定される電子線エネルギーは、その受光面を単位面積とする、照射された電子線Eのエネルギーと言え、そのエネルギーは、単なる電子の個数ではなく、その加速電圧も反映したエネルギー、つまり単位面積あたりの電子線Eの総熱量と同意義となる。例えば3.6keVのエネルギーを持つ1個の電子が入射した場合は1000個の電子に増倍して出力され、36keVのエネルギーを持つ1個の電子が入射した場合ならば10000個の電子に増倍して出力される。つまり、各電子毎にそのエネルギーに応じた電子数が生成され出力されるため、実際に試料に照射される総熱量を直接測定することができる。
The
ステージ3は、載置面3aの移動方向Rに対する幅方向の中心位置と、電子線源6の電子線出射方向に向かって延在する電子線出射軸線C1とが交わるように配置されている。従って、ステージ3が移動方向Rへ向かって移動すると、その載置面3aに対して描かれる電子線Eの照射位置の軌跡は、図2に示される、移動方向Rに対する中心線である搬送軸線C2と一致する。
The
図2に示されるように、ステージ3の載置面3a中央部に試料4が載置され、載置面3a右端部に電子線検出器7が載置されており、試料4と検出器7は、いずれも搬送軸線C2上に載置されている。従って、ステージ3が移動方向Rへ移動するに伴って電子線検出器7と試料4とは、電子線源6の電子線出射軸線C1と交差する搬送軸線C2に沿って搬送され、それぞれ異なるタイミングで電子線源6から直接電子線Eを照射されることとなる。また、ステージ3の移動速度を一定とすれば、両者に照射される電子線Eの単位面積あたりのエネルギーは同一となる。これによって電子線検出器7に、試料4に照射される電子線エネルギーと同等の電子線エネルギーが照射されることとなるため、電子線検出器7の測定結果から試料4に照射された電子線エネルギーを正確に導き出すことができる。
As shown in FIG. 2, the sample 4 is placed at the center of the
ここで、電子線検出器7の検出面7aの表面は、アルミ蒸着によって形成された厚さ50nm以下の導電性遮光膜7bに覆われている。この導電性遮光膜7bは、電子線Eは透過させるが可視光や紫外光は遮断することができるという特性を有しており、これによって、電子線検出器7は可視光や紫外光等によって影響を受けることなく、電子線Eによるエネルギーのみを正確に測定することができる。更に、導電性遮光膜7bは、接地電位とされているため、電子線Eの照射に伴って大量のイオンが発生した場合であっても、その影響も軽減している。
Here, the surface of the
以上によって、電子線照射システム1は、可視光、紫外光及びイオン等の影響を受けることなく、試料4に照射された電子線エネルギーを正確に測定することができる。 As described above, the electron beam irradiation system 1 can accurately measure the electron beam energy irradiated on the sample 4 without being affected by visible light, ultraviolet light, ions, or the like.
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る電子線照射システム1は、ステージ3の載置面3a上に更に複数の電子線検出器9が設けられている点で、第1の実施形態に係る電子線照射システム1と主に相違している。
[Second Embodiment]
The electron beam irradiation system 1 according to the second embodiment is that an electron beam irradiation system 1 according to the first embodiment is further provided with a plurality of
すなわち、第2の実施形態に係る電子線照射システム1においては、図3に示されるように、ステージ3の載置面3aにおいて、電子線検出器7から搬送軸線C2と直交する方向に沿って並設されるように電子線検出器9が複数配置されている。これによって、搬送軸線C2と直交する方向における試料4に照射された電子線エネルギー分布を導き出すことができる。なお、電子線検出器9はフォトダイオードであり、その検出面9aは導電性遮光膜9bで覆われている。
That is, in the electron beam irradiation system 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 3, on the
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る電子線照射システム1は、電子線検出器7がステージ3の載置面3a上に載置されていない点で、第1の実施形態に係る電子線照射システム1と主に相違している。
[Third embodiment]
The electron beam irradiation system 1 according to the third embodiment is different from the electron beam irradiation system 1 according to the first embodiment in that the
すなわち、第3の実施形態に係る電子線照射システム1においては、電子線検出器7が、チャンバ2の底面における電子線源6直下の位置に配置されている。また、電子線検出器7は移動アーム(移動手段)11と接続されている。この移動アーム11は、一端が電子線検出器7と接続されたアーム11aと、チャンバ2の底面に回動可能に固定されるとともにアーム11aの他端と接続された回動軸11bとからなる。
That is, in the electron beam irradiation system 1 according to the third embodiment, the
移動アーム11は、ステージ3が電子線Eの照射位置に向かって移動してきたときに、そのステージ3と電子線検出器7とが接触しないように、回動軸11bの回動によって電子線源6直下の位置に対して電子線検出器7を進退させるものである。
When the
以上のような構成により、電子線源6から直接電子線Eを照射されている電子線検出器7が、移動アーム11によって電子線源6直下の位置に対して退き、その後、ステージ3に載置された試料4が電子線源6から直接電子線Eを照射される。また、ステージ3が通過した後に再び電子線検出器7を電子線源6直下の位置に配置する。これによって、電子線検出器7に、試料4と同等の電子線Eが照射されることとなるため、電子線検出器7の測定結果から試料4に照射された電子線エネルギーを正確に導き出すことができる。
With the configuration as described above, the
更に、試料4が電子線源6直下の位置に到達する前に電子線検出器7を配置させることにより、条件通りの電子線出力が出ているか否かを確認することができ、到達した後に電子線検出器7を配置させることにより、試料4に電子線Eが照射されている間に条件が変化していないか否かを確認することができる。
Furthermore, by arranging the
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、電子線照射システム1においては、アルミに代えてクロムやタングステン等によって導電性遮光膜7b,9bを形成してもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the electron beam irradiation system 1, the conductive
また、電子線照射システム1においては、電子線検出器7の検出結果を電子線源6にフィードバックさせることによって電子線Eの出射量を制御してもよい。
In the electron beam irradiation system 1, the emission amount of the electron beam E may be controlled by feeding back the detection result of the
また、電子線検出器7,9はシリコンフォトダイオードに限定されず、CCD素子(この場合は二次元検出も可能)やゲルマニウム、ガリウム砒素、CdTe、CdZnTe等を用いた検出素子であってもよい。
The
なお、第3の実施形態において、チャンバ2の底面における電子線源6直下の位置に、移動アーム11に接続させることなく電子線検出器7を配置し、その電子線検出器7の上方をステージ3が通過するような構成としてもよい。このような構成によっても、第3の実施形態に係る電子線照射システム1と同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, the
1…電子線照射システム、2…チャンバ、3…ステージ(搬送手段)、4…試料、6…電子線源、7,9…電子線検出器、7a,9a…検出面、7b,9b…導電性遮光膜、11…移動アーム(移動手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron beam irradiation system, 2 ... Chamber, 3 ... Stage (conveyance means), 4 ... Sample, 6 ... Electron beam source, 7, 9 ... Electron beam detector, 7a, 9a ... Detection surface, 7b, 9b ... Conductivity Light-shielding film, 11... Moving arm (moving means).
Claims (7)
前記電子線が照射される試料を収容するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、前記電子線を検出する電子線検出器と、を備え、
前記電子線検出器の検出面は、前記電子線を透過させ且つ光を遮断する導電性遮光膜で覆われることを特徴とする電子線照射システム。 An electron beam source that emits an electron beam;
A chamber for storing a sample irradiated with the electron beam;
An electron beam detector disposed in the chamber and detecting the electron beam,
An electron beam irradiation system, wherein a detection surface of the electron beam detector is covered with a conductive light-shielding film that transmits the electron beam and blocks light.
前記電子線検出器は、前記搬送軸線上に位置するように前記搬送手段に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の電子線照射システム。 Transport means for transporting the sample along a transport axis that intersects the electron beam emission axis of the electron beam source;
The electron beam irradiation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the electron beam detector is disposed on the transport unit so as to be positioned on the transport axis.
前記電子線検出器は、前記搬送軸線と交差する方向に沿って並設されるように前記搬送手段に複数配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の電子線照射システム。 Transport means for transporting the sample along a transport axis that intersects the electron beam emission axis of the electron beam source;
4. The electron according to claim 1, wherein a plurality of the electron beam detectors are arranged on the transport unit so as to be arranged in parallel along a direction intersecting the transport axis. X-ray irradiation system.
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