JP2554129Y2 - Faraday cup device with beam finder - Google Patents
Faraday cup device with beam finderInfo
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- JP2554129Y2 JP2554129Y2 JP6864191U JP6864191U JP2554129Y2 JP 2554129 Y2 JP2554129 Y2 JP 2554129Y2 JP 6864191 U JP6864191 U JP 6864191U JP 6864191 U JP6864191 U JP 6864191U JP 2554129 Y2 JP2554129 Y2 JP 2554129Y2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】半導体素子製造プロセスではイオ
ンビームによりイオンを打ち込み不純物のドーピングを
行うイオン注入装置が用いられ、また、この半導体技術
分野をはじめ医療、バイオ技術分野では試料にイオンビ
ームを照射して試料の組成や物性を分析するイオン分析
装置が用いられている。これらイオン注入装置やイオン
分析装置には、ビーム電流を測定するためのファラデー
カップ装置と、イオンビームのスポット形状、ビームラ
イン軸に対するイオンビームの位置などを観察するため
のビームファインダとが備えられている。この考案は、
ファラデーカップ装置とビームファインダとを一体化し
た、ビームファインダ付きファラデーカップ装置に関す
るものである。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, an ion implanter for implanting ions with an ion beam to dope impurities is used. In the semiconductor technology field, medical and biotechnology fields, a sample is irradiated with an ion beam. An ion analyzer for analyzing the composition and physical properties of a sample is used. These ion implanters and ion analyzers are provided with a Faraday cup device for measuring the beam current and a beam finder for observing the spot shape of the ion beam, the position of the ion beam with respect to the beam line axis, and the like. I have. This idea is
The present invention relates to a Faraday cup device with a beam finder, in which a Faraday cup device and a beam finder are integrated.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は従来技術を説明するためのイオン
分析装置の一例を示す構成説明図である。同図に示すよ
うに、イオン分析装置においては、従来、複数のファラ
デーカップ装置51,52とビームファインダ53,54とがそ
れぞれ個別に装備されている。図3に示す例では、イオ
ン源55から引き出されイオンビームを加速するための加
速管56の出側に設けられた真空ダクト管内に、第1のフ
ァラデーカップ装置51とこれに近接して第1のビームフ
ァインダ53とが、測定に際して、真空ダクト管の周壁に
それぞれ設けられた出入穴を通して管内の気密が保持さ
れる状態で個別に進退可能に移動されるようになってお
り、加速管56を通過したイオンビームのビーム電流を第
1のファラデーカップ装置51を用いて測定し、第1のビ
ームファインダ53によってイオンビームのスポット形状
やビームライン軸に対するその位置などを観察するよう
にしている。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a structural explanatory view showing an example of an ion analyzer for explaining the prior art. As shown in FIG. 1, the ion analyzer conventionally includes a plurality of Faraday cup devices 51 and 52 and beam finders 53 and 54, respectively. In the example shown in FIG. 3, a first Faraday cup device 51 and a first Faraday cup device 51 adjacent to the first Faraday cup device 51 are provided in a vacuum duct tube provided on the exit side of an acceleration tube 56 for accelerating an ion beam extracted from the ion source 55. The beam finder 53 is adapted to be individually moved forward and backward in a state where airtightness in the tube is maintained through the access holes provided in the peripheral wall of the vacuum duct tube at the time of measurement. The beam current of the passed ion beam is measured using the first Faraday cup device 51, and the spot shape of the ion beam and its position with respect to the beam line axis are observed by the first beam finder 53.
【0003】また、図に示すように、内部に分析すべき
試料が載置される試料支持台57が配設されたターゲット
チャンバ58の上流側に設けられた真空ダクト管内に、第
2のファラデーカップ装置52とこれに近接して第2のビ
ームファインダ54とが、測定の都度、それぞれ個別に進
退可能に移動されるようになっており、ターゲットチャ
ンバ58内に入射される前のイオンビームのビーム電流を
第2のファラデーカップ装置52を用いて測定し、第2の
ビームファインダ54によってイオンビームのスポット形
状やビームライン軸に対するその位置などを観察するよ
うにしている。なお、図3において、59はフィルタ、60
は四重極電磁石レンズを示す。[0003] As shown in the figure, a second Faraday tube is provided in a vacuum duct tube provided upstream of a target chamber 58 in which a sample support 57 on which a sample to be analyzed is placed is disposed. The cup device 52 and the second beam finder 54 adjacent to the cup device 52 are individually moved forward and backward each time the measurement is performed, so that the ion beam before entering the target chamber 58 can be obtained. The beam current is measured using the second Faraday cup device 52, and the spot shape of the ion beam and its position with respect to the beam line axis are observed by the second beam finder 54. In FIG. 3, 59 is a filter, 60
Denotes a quadrupole electromagnet lens.
【0004】次に上記の符号51,52でそれぞれ示される
従来のファラデーカップ装置の構成例を説明する。図4
は従来のファラデーカップ装置の一例の正面図、図5は
図4のB−B線断面図である。Next, a description will be given of a configuration example of a conventional Faraday cup device indicated by reference numerals 51 and 52, respectively. FIG.
FIG. 5 is a front view of an example of a conventional Faraday cup device, and FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【0005】図4及び図5において、71はイオンビーム
を通過させるための円形の開口部71aを有する板状の制
限しぼり板、72は、導電性を有し、制限しぼり板開口部
71aを通過したイオンビームが衝突しないように開口部
71aの直径と同等以上の内径を持つ環状の2次電子抑制
用環状電極、73は、導電性を有し、イオンビームの進行
方向側へ突出した底部を持ち制限しぼり板71側に向く前
面が開放されてなるビーム電流検出コレクタである。In FIGS. 4 and 5, reference numeral 71 denotes a plate-shaped restrictor plate having a circular opening 71a for passing an ion beam, and 72 denotes a conductive restrictor plate opening.
Opening to prevent collision of ion beam passing through 71a
An annular secondary electron suppressing annular electrode 73 having an inner diameter equal to or greater than the diameter of 71a has conductivity, has a bottom protruding in the direction of travel of the ion beam, and has a front surface facing the restrictor 71 side. This is an open beam current detection collector.
【0006】従来のファラデーカップ装置は、上記の制
限しぼり板71とビーム電流検出コレクタ73、これらの間
に配された2次電子抑制用環状電極72とを備え、これら
を、制限しぼり板開口部71aの中心軸線と各中心軸線と
を一致させるようにして各々を電気的に絶縁するための
絶縁体74を介してボルト及びナットにより取り付け板75
に固定したものである。The conventional Faraday cup device includes the limiting aperture plate 71, the beam current detection collector 73, and the secondary electrode suppressing annular electrode 72 disposed therebetween, and these are connected to the limiting aperture plate opening. The mounting plate 75 is secured by bolts and nuts via an insulator 74 for electrically insulating each of the central axes 71a from each other so that the central axes coincide with each other.
It is fixed to.
【0007】なお、ファラデーカップ装置は、その取り
付け板75が図示しないファラデーカップ駆動機構に取り
付けられ、このファラデーカップ駆動機構により、イオ
ンビームが通過する真空ダクト管内に真空ダクト管の周
壁に設けられた出入穴を通して管内の気密が保持される
状態で進退可能に移動されるようになっている。The Faraday cup device has a mounting plate 75 attached to a not-shown Faraday cup drive mechanism, which is provided on the peripheral wall of the vacuum duct tube inside the vacuum duct tube through which the ion beam passes by the Faraday cup drive mechanism. The tube is configured to be able to advance and retreat while maintaining the airtightness in the tube through the access hole.
【0008】このように構成されるファラデーカップ装
置においては、制限しぼり板開口部71aを通過したイオ
ンビームは、ビーム電流検出コレクタ73に入射して捕捉
される。ビーム電流検出コレクタ73により検出されたイ
オンビームの電荷量に相当する電気信号が、このコレク
タ73のコレクタ用端子73aに接続された図示しないビー
ム電流導出線を介してビーム電流計などが用いられるビ
ーム電流測定装置(図示省略)に与えられる。これによ
り、ビーム電流を測定するようにしている。In the Faraday cup apparatus configured as described above, the ion beam that has passed through the restrictor aperture 71a enters the beam current detection collector 73 and is captured. An electric signal corresponding to the amount of charge of the ion beam detected by the beam current detection collector 73 is transmitted to a beam using a beam ammeter or the like via a beam current lead-out line (not shown) connected to a collector terminal 73a of the collector 73. It is provided to a current measuring device (not shown). Thereby, the beam current is measured.
【0009】この場合、環状電極用端子72aを介して負
電位が与えられる2次電子抑制用環状電極72により、イ
オンビームの入射によるビーム電流検出コレクタ73から
の2次電子の放出が抑制され、ビーム電流測定値の2次
電子放出による誤差が小さくなるようになされている。In this case, the emission of secondary electrons from the beam current detection collector 73 due to the incidence of the ion beam is suppressed by the secondary electron suppressing ring electrode 72 to which a negative potential is applied via the ring electrode terminal 72a. The error due to the secondary electron emission of the measured beam current is reduced.
【0010】次に上記の符号53,54でそれぞれ示される
従来のビームファインダの構成例を説明する。図6は従
来のビームファインダの一例の正面図、図7は図6のC
−C線断面図である。図6及び図7において、81はイオ
ンビームを入射させるための複数の線状のスリットが設
けられた板状のスリット板、82はスリット板81のスリッ
トを通過したイオンビームが入射することによって発光
を生じる石英からなる板状のミラー、83は段差を持つ凹
部を有するミラー保持体である。Next, an example of the configuration of the conventional beam finder indicated by the reference numerals 53 and 54 will be described. FIG. 6 is a front view of an example of a conventional beam finder, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line C of FIG. 6 and 7, reference numeral 81 denotes a plate-like slit plate provided with a plurality of linear slits for inputting an ion beam, and reference numeral 82 denotes light emission when the ion beam passing through the slit of the slit plate 81 enters. A plate-like mirror 83 made of quartz, which causes the above-mentioned phenomenon, is a mirror holder having a concave portion having a step.
【0011】従来のビームファインダは、ミラー保持体
83の凹部に保護板84とミラー82とを保護板84が下側にな
るように重ねて嵌め込み、ミラー保持体83にミラー82の
表面に重ね合わされたスリット板81をボルトを用いて取
り付け固定したものである。なお、保護板84及びミラー
82は、ミラー保持体83の凹部に配されたスプリング85に
よりスリット板81に押し付けられるようになっている。
また、このビームファインダは、そのミラー保持体83が
図にその一部を示すビームファインダ駆動機構に取り付
けられ、このビームファインダ駆動機構により、イオン
ビームが通過する真空ダクト管内に真空ダクト管の周壁
に設けられた出入穴を通して管内の気密が保持される状
態で進退可能に移動されるようになっている。A conventional beam finder is a mirror holder.
The protective plate 84 and the mirror 82 were overlapped and fitted in the concave portion of the 83 so that the protective plate 84 was on the lower side, and the slit plate 81 superimposed on the surface of the mirror 82 was attached and fixed to the mirror holder 83 using bolts. Things. The protection plate 84 and the mirror
The spring 82 is pressed against the slit plate 81 by a spring 85 arranged in a recess of the mirror holder 83.
In this beam finder, the mirror holder 83 is attached to a beam finder drive mechanism, a part of which is shown in the figure, and the beam finder drive mechanism places the ion beam in the vacuum duct pipe through which the ion beam passes, on the peripheral wall of the vacuum duct pipe. The tube is configured to be able to move forward and backward in a state where airtightness in the tube is maintained through the provided access hole.
【0012】このように構成されるビームファインダに
おいては、スリット板81のスリットを通過したイオンビ
ームがミラー82に衝突すると、その部分に発光が生じ
る。このミラー82の発光の様子を真空ダクト管の周壁に
設けられた図示しないのぞき窓から見ることにより、イ
オンビームのスポット形状やビームライン軸に対するそ
の位置などを観察するようにしている。In the beam finder configured as described above, when the ion beam passing through the slit of the slit plate 81 collides with the mirror 82, light emission occurs at that portion. By observing the state of light emission of the mirror 82 from a view port (not shown) provided on the peripheral wall of the vacuum duct tube, the spot shape of the ion beam and its position with respect to the beam line axis are observed.
【0013】[0013]
【考案が解決しようとする課題】このように従来のファ
ラデーカップ装置及びビームファインダは、イオンビー
ムを用いるイオン分析装置やイオン注入装置にそれぞれ
に個別に装備されるように構成されたものであった。こ
のため、従来のファラデーカップ装置及びビームファイ
ンダでは、これらを備えたイオン分析装置やイオン注入
装置において、ビームファインダによってイオンビーム
のスポット形状などの観察を行いながら、これと並行し
てビーム電流の測定を同時に行うことができないため、
イオンビームの調整作業に時間がかかるという欠点があ
った。As described above, the conventional Faraday cup apparatus and the conventional beam finder are configured to be individually provided in an ion analyzer and an ion implanter using an ion beam. . For this reason, in the conventional Faraday cup apparatus and beam finder, the beam current is measured in parallel with the observation of the spot shape of the ion beam by the beam finder in the ion analyzer and ion implanter equipped with these. Cannot be performed at the same time,
There is a disadvantage that it takes time to adjust the ion beam.
【0014】また、測定に際してファラデーカップ装置
とビームファインダとをイオンビームが通過する真空ダ
クト管内に進退可能に移動させるための駆動機構をそれ
ぞれ個別に備えることが必要であることから、イオン分
析装置・イオン注入装置の製作コストが高くなるととも
にその構造が複雑となるという欠点もあった。In addition, since it is necessary to separately provide a drive mechanism for moving the Faraday cup device and the beam finder into and out of the vacuum duct tube through which the ion beam passes at the time of measurement, it is necessary to separately provide a drive mechanism. There is also a disadvantage that the manufacturing cost of the ion implantation apparatus is increased and the structure is complicated.
【0015】この考案は、上記欠点を解消するためにな
されたものであって、ファラデーカップ装置とビームフ
ァインダとを一体化した構成とすることにより、イオン
ビームのスポット形状などの観察とビーム電流の測定と
を個別ではなく並行して行うことができ、イオンビーム
を利用したイオン注入装置、イオン分析装置などにおけ
るイオンビームの調整作業を短時間で行えるとともに、
ファラデーカップ装置用の駆動機構とビームファインダ
用の駆動機構とを個別に設けなくてもすむようにしてこ
れらイオン注入装置、イオン分析装置などの低コスト化
と構造の簡素化を図ることができる、ビームファインダ
付きファラデーカップ装置の提供を目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks. By integrating the Faraday cup apparatus and the beam finder, observation of the spot shape of the ion beam and the like, and the beam current Measurement can be performed in parallel instead of individually, and ion beam adjustment work in ion implantation equipment using ion beams, ion analyzers, etc. can be performed in a short time,
The beam finder can reduce the cost and simplify the structure of the ion implanter and the ion analyzer by eliminating the need to separately provide a drive mechanism for the Faraday cup device and a drive mechanism for the beam finder. The purpose of the present invention is to provide a Faraday cup device.
【0016】[0016]
【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、この考案によるビームファインダ付きファラデー
カップ装置は、ビーム電流検出コレクタによりイオンビ
ームの電荷量を検出し、その電気信号を外部のビーム電
流測定装置に与えてビーム電流を測定するためのファラ
デーカップ装置と、イオンビームのスポット形状、ビー
ムライン軸に対するイオンビームの位置などを観察する
ためのビームファインダとを一体化したビームファイン
ダ付きファラデーカップ装置であって、イオンビームを
通過させるための開口部を有する制限しぼり板と、前記
制限しぼり板のイオンビーム進行方向側に所定の間隔を
隔てた位置に、前記制限しぼり板側の面が前記制限しぼ
り板の開口部形成面に対し傾斜して向き合うように配さ
れ、イオンビームが入射することによって発光を生じる
材料からなるとともにその表面に導電膜が形成されたミ
ラーと、前記ミラーを保持するとともに、前記ミラーの
前記制限しぼり板側の面に連通する観察穴が設けられた
ミラー保持体と、導電性を有するとともにビーム電流導
出線が接続され、前記ミラーの反制限しぼり板側の面に
密着された状態で配設されたビーム電流検出コレクタ
と、前記制限しぼり板の開口部の直径と同等以上の内径
を有して環状をなすとともに導電性を有し、前記制限し
ぼり板と前記ミラーとの間の位置に前記制限しぼり板開
口部の中心軸線とその中心軸線を略同一にして配設され
た2次電子抑制用環状電極と、網目状をなすとともに導
電性を有し、前記ミラー保持体の観察穴の部位に配設さ
れた2次電子抑制用網目板とを備えたことを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, a Faraday cup apparatus with a beam finder according to the present invention detects an electric charge of an ion beam by a beam current detecting collector and outputs an electric signal of the ion beam to an external beam. A Faraday cup with a beam finder that integrates a Faraday cup device for measuring the beam current given to a current measuring device and a beam finder for observing the ion beam spot shape, the position of the ion beam with respect to the beam line axis, etc. An apparatus, wherein the restricting aperture plate having an opening for passing the ion beam, at a position separated by a predetermined distance on the ion beam traveling direction side of the restricting aperture plate, the surface of the restricting aperture plate side is the said The ion beam is arranged so as to be inclined with respect to the opening forming surface of the restrictor, A mirror made of a material that emits light by being incident thereon and having a conductive film formed on the surface thereof; and a mirror holding the mirror and having an observation hole communicating with a surface of the mirror on the side of the restrictor plate. A holder, a beam current detection collector having conductivity and a beam current lead-out line connected thereto and disposed in close contact with a surface of the mirror on the side opposite to the restricting restrictor plate, and an opening of the restrictor restrictor plate; Has an inner diameter equal to or greater than the diameter of the ring and has conductivity, and has the same central axis as the center axis of the opening of the limiting aperture plate at a position between the limiting aperture plate and the mirror. A secondary-electrode suppressing annular electrode, and a mesh-shaped and electrically conductive secondary-electrode suppressing mesh plate disposed at the observation hole of the mirror holder. Was And it is characterized in and.
【0017】[0017]
【作用】制限しぼり板の開口部を通過したイオンビーム
がミラーの制限しぼり板側の面に入射すると、ミラーの
この部分に発光が生じる。この発光の様子がミラー保持
体に設けられた観察穴を通して外部から観察される。When the ion beam that has passed through the aperture of the restrictor is incident on the surface of the mirror on the restrictor side, light is emitted at this part of the mirror. The state of this light emission is observed from outside through an observation hole provided in the mirror holder.
【0018】一方、ミラーはその表面に導電膜が形成さ
れており、ビーム電流検出コレクタがこのミラーの制限
しぼり板側の面とは反対側の面に密着された状態で配設
されているので、ミラーに入射したイオンビームの電荷
がビーム電流検出コレクタに導かれる。このビーム電流
検出コレクタによって検出されたイオンビームの電荷量
に相当する電気信号が、ビーム電流導出線を介して外部
のビーム電流測定装置に与えられることになる。これに
より、イオンビームのスポット形状などの観察とビーム
電流の測定とを並行して行うことができる。On the other hand, a conductive film is formed on the surface of the mirror, and the beam current detection collector is disposed in close contact with the surface of the mirror opposite to the surface on the side of the restrictor. The charge of the ion beam incident on the mirror is guided to the beam current detection collector. An electric signal corresponding to the charge amount of the ion beam detected by the beam current detection collector is supplied to an external beam current measuring device via a beam current derivation line. Thereby, observation of the spot shape of the ion beam and the like and measurement of the beam current can be performed in parallel.
【0019】また、上記制限しぼり板と上記ミラーとの
間の位置に配設された2次電子抑制用環状電極と、上記
ミラー保持体の観察穴の部位に配設された2次電子抑制
用網目板とにより、イオンビームの入射によるミラーか
らの2次電子の放出が抑制されビーム電流測定値の2次
電子放出による誤差を小さくすることができる。Also, a secondary electron suppressing annular electrode provided at a position between the restricting aperture plate and the mirror, and a secondary electron suppressing annular electrode provided at an observation hole of the mirror holder. With the mesh plate, the emission of secondary electrons from the mirror due to the incidence of the ion beam is suppressed, and the error due to the secondary electron emission of the beam current measurement value can be reduced.
【0020】[0020]
【実施例】以下、実施例に基づいてこの考案を説明す
る。図1はこの考案の一実施例によるビームファインダ
付きファラデーカップ装置の正面図、図2は図1のA−
A線断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. FIG. 1 is a front view of a Faraday cup device with a beam finder according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line A.
【0021】図1及び図2において、1は絶縁物よりな
りイオンビームを通過させるための円形の開口部1aを有
する制限しぼり板、2は制限しぼり板1が前面に固着さ
れるともに、上面の一部及び後面が開放されてなる取付
けケースである。取付けケース2の内部には下面に配さ
れた絶縁体3a上に絶縁物よりなる筒状のミラー保持体4
が起立姿勢で配置されており、このミラー保持体4に、
平面視で略円形をなしこの実施例では白金よりなる導電
膜が表面に形成された石英からなるミラー5が、制限し
ぼり板1と取付けケース2の下面とに45度の角度をなし
て制限しぼり板1の開口部1aに向き合うように取り付け
られている。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a limiting aperture plate made of an insulating material and having a circular opening 1a for passing an ion beam. This is a mounting case in which a part and a rear surface are opened. Inside the mounting case 2, a cylindrical mirror holder 4 made of an insulator is placed on an insulator 3a disposed on the lower surface.
Are arranged in an upright posture, and the mirror holder 4
In this embodiment, the mirror 5 is made of quartz having a substantially circular shape in a plan view and a conductive film made of platinum formed on the surface. The mirror 5 is made to form an angle of 45 degrees between the limiting aperture plate 1 and the lower surface of the mounting case 2. It is attached so as to face the opening 1a of the plate 1.
【0022】ミラー保持体4は、図に示すように、ミラ
ー5の制限しぼり板1側の面に連通する観察穴4aを備え
ており、絶縁体3a,3b,3cを介してボルトにて制限しぼ
り板1に固定されるようになっている。As shown in the figure, the mirror holder 4 has an observation hole 4a communicating with the surface of the mirror 5 on the side of the restrictor 1 and is restricted by bolts via insulators 3a, 3b and 3c. It is adapted to be fixed to the squeezing plate 1.
【0023】ビーム電流検出コレクタ6は、ミラー5の
制限しぼり板1側の面とは反対側の面に密着された状態
で配設されて上記ミラー保持体4とともに制限しぼり板
1に固定されており、この実施例では無酸素銅を用いて
形成されている。ビーム電流検出コレクタ6には図示し
ないビーム電流測定装置に電気信号を与えるためのビー
ム電流導出線7が接続されている。The beam current detecting collector 6 is disposed in close contact with the surface of the mirror 5 opposite to the surface on the side of the restricting plate 1, and is fixed to the restricting plate 1 together with the mirror holder 4. Thus, in this embodiment, it is formed using oxygen-free copper. A beam current deriving line 7 for supplying an electric signal to a beam current measuring device (not shown) is connected to the beam current detection collector 6.
【0024】一方、制限しぼり板開口部1aを通過したイ
オンビームが衝突しないように開口部1aの直径と同寸法
の内径を有する環状の2次電子抑制用環状電極8が、制
限しぼり板1とミラー5との間の位置に、制限しぼり板
開口部1aの中心軸線とその中心軸線を略同一にして配設
されている。この実施例では、2次電子抑制用環状電極
8は銅を用いて形成されている。On the other hand, in order to prevent the ion beam passing through the restriction aperture plate opening 1a from colliding, an annular secondary electron suppressing annular electrode 8 having the same inner diameter as the diameter of the aperture 1a is provided with the restriction aperture plate 1 and The central axis of the restriction aperture plate opening 1a and the central axis thereof are arranged at a position between the mirror 5 and the restricting aperture 1a. In this embodiment, the secondary electrode suppressing annular electrode 8 is formed using copper.
【0025】また、ミラー保持体4の上端周縁部には、
外部から観察穴4aを通してミラー5の制限しぼり板1側
の面が観察できるように、導電性を有し網目状をなす2
次電子抑制用網目板9が取り付けられている。なお、こ
のように構成されるビームファインダ付きファラデーカ
ップ装置は、図に示すように、駆動機構の一部を構成し
内部に水冷が施される移動軸Sの先端部に取り付けら
れ、測定に際してこの駆動機構により、イオンビームが
通過する真空ダクト管内に真空ダクト管の周壁に設けら
れた出入穴を通して管内の気密が保持される状態で進退
可能に移動されるようになっている。Further, on the periphery of the upper end of the mirror holding member 4,
A conductive and reticulated mesh 2 is provided so that the surface of the mirror 5 on the side of the restrictor 1 can be observed from outside through the observation hole 4a.
A mesh plate 9 for suppressing secondary electrons is attached. In addition, the Faraday cup device with a beam finder configured as described above is attached to the distal end of a moving shaft S that forms a part of a drive mechanism and is internally cooled with water, as shown in FIG. The driving mechanism is configured to be movable in a vacuum duct tube through which an ion beam passes through an access hole provided in a peripheral wall of the vacuum duct tube in a state where the airtightness of the tube is maintained.
【0026】以下、上記構成になるビームファインダ付
きファラデーカップ装置の動作を説明する。制限しぼり
板1の開口部1aを通過したイオンビームがミラー5の制
限しぼり板1側の面に入射すると、ミラー5のビーム入
射部分に発光が生じる。この発光の様子をミラー保持体
4に設けられた観察穴4aを通して真空ダクト管の上部周
壁に設けられたのぞき窓から見ることにより、イオンビ
ームのスポット形状やビームライン軸に対するその位置
などを観察することができる。The operation of the Faraday cup device with a beam finder having the above configuration will be described below. When the ion beam that has passed through the opening 1a of the limiting aperture plate 1 is incident on the surface of the mirror 5 on the limiting aperture plate 1 side, light emission occurs at the beam incident portion of the mirror 5. By observing the state of this light emission from an observation window provided on the upper peripheral wall of the vacuum duct tube through an observation hole 4a provided in the mirror holder 4, the spot shape of the ion beam and its position with respect to the beam line axis are observed. be able to.
【0027】一方、ミラー5にはその表面に導電膜が形
成されており、ビーム電流検出コレクタ6がミラー5の
制限しぼり板1側の面とは反対側の面に密着された状態
で配設されているので、ミラー5に入射したイオンビー
ムの電荷がビーム電流検出コレクタ6に導かれる。その
結果、ビーム電流検出コレクタ6によって検出されたイ
オンビームの電荷量に相当する電気信号が、ビーム電流
導出線7を介して外部のビーム電流測定装置に与えられ
ることになり、これによりビーム電流を測定することが
できる。On the other hand, a conductive film is formed on the surface of the mirror 5, and the beam current detecting collector 6 is disposed in close contact with the surface of the mirror 5 opposite to the surface on the side of the restrictor 1. The charge of the ion beam incident on the mirror 5 is guided to the beam current detection collector 6. As a result, an electric signal corresponding to the charge amount of the ion beam detected by the beam current detection collector 6 is given to an external beam current measurement device via the beam current derivation line 7, and thereby the beam current is reduced. Can be measured.
【0028】この場合、2次電子抑制用の環状電極8及
び網目板9は、初期の段階でミラーからたたき出された
2次電子が捕捉されることにより負バイアスが与えられ
た状態となる。したがって、これら2次電子抑制用環状
電極8及び2次電子抑制用網目板9により、イオンビー
ムの入射によるミラー5からの2次電子の放出が抑制さ
れビーム電流測定値の2次電子放出による誤差を小さく
することができる。In this case, the annular electrode 8 for suppressing secondary electrons and the mesh plate 9 are in a state where a negative bias is given by capturing the secondary electrons hit from the mirror in the initial stage. Accordingly, the secondary electron suppression annular electrode 8 and the secondary electron suppression mesh plate 9 suppress the emission of secondary electrons from the mirror 5 due to the incidence of the ion beam, and the error of the measured beam current due to the secondary electron emission. Can be reduced.
【0029】このようにして、イオンビームのスポット
形状などの観察とビーム電流の測定とを、従来のように
個別ではなく、並行して同時に行うことができる。な
お、2次電子抑制用環状電極8及び2次電子抑制用網目
板9に、電源から負電位をあらかじめ与えるように構成
してもよい。In this manner, the observation of the spot shape of the ion beam and the measurement of the beam current can be performed simultaneously in parallel, instead of individually as in the conventional case. A configuration may be adopted in which a negative potential is applied in advance to the secondary electron suppressing annular electrode 8 and the secondary electron suppressing mesh plate 9 from a power supply.
【0030】[0030]
【考案の効果】以上説明したように、この考案によるビ
ームファインダ付きファラデーカップ装置によると、ビ
ーム電流検出コレクタによりイオンビームの電荷量を検
出し、その電気信号を外部のビーム電流測定装置に与え
てビーム電流を測定するためのファラデーカップ装置
と、イオンビームのスポット形状、ビームライン軸に対
するイオンビームの位置などを観察するためのビームフ
ァインダとを一体化した構成としたものであるから、イ
オンビームのスポット形状などの観察とビーム電流の測
定とを、従来のように個別ではなく、並行して同時に行
うことができるので、イオン注入装置やイオン分析装置
におけるイオンビームの調整作業を従来に比べ短時間で
行うことができる。また、この考案によるビームファイ
ンダ付きファラデーカップ装置をイオンビームを利用す
るイオン注入装置、イオン分析装置などに適用すること
により、ファラデーカップ装置用の駆動機構とビームフ
ァインダ用の駆動機構とを個別に設けなくてもすみ、こ
れらイオン注入装置、イオン分析装置などの低コスト化
と構造の簡素化を図ることができる。As described above, according to the Faraday cup device with the beam finder according to the present invention, the charge amount of the ion beam is detected by the beam current detection collector, and the electric signal is given to the external beam current measurement device. Since the Faraday cup device for measuring the beam current and the beam finder for observing the spot shape of the ion beam, the position of the ion beam with respect to the beam line axis, and the like are integrated, the ion beam Observation of the spot shape, etc. and measurement of the beam current can be performed simultaneously and in parallel, instead of individually as in the past, so that the ion beam adjustment work in the ion implanter or ion analyzer can be performed in a shorter time than in the past. Can be done with In addition, by applying the Faraday cup device with a beam finder according to the present invention to an ion implantation device and an ion analyzer using an ion beam, a drive mechanism for the Faraday cup device and a drive mechanism for the beam finder are separately provided. This eliminates the necessity, and can reduce the cost and simplify the structure of the ion implantation apparatus and the ion analysis apparatus.
【図1】この考案の一実施例によるビームファインダ付
きファラデーカップ装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a Faraday cup device with a beam finder according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】従来技術を説明するためのイオン分析装置の一
例を示す構成説明図である。FIG. 3 is a configuration explanatory view showing an example of an ion analyzer for explaining a conventional technique.
【図4】従来のファラデーカップ装置の一例の正面図で
ある。FIG. 4 is a front view of an example of a conventional Faraday cup device.
【図5】図4のB−B線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 4;
【図6】従来のビームファインダの一例の正面図であ
る。FIG. 6 is a front view of an example of a conventional beam finder.
【図7】図6のC−C線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line CC of FIG. 6;
1…制限しぼり板 1a…制限しぼり板開口部 2…取付
けケース 3a,3b,3c…絶縁体 4…ミラー保持体 4a
…観察穴 5…ミラー 6…ビーム電流検出コレクタ
7…ビーム電流導出線 8…2次電子抑制用環状電極
9…2次電子抑制用網目板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Restricted aperture plate 1a ... Restricted aperture plate opening 2 ... Mounting case 3a, 3b, 3c ... Insulator 4 ... Mirror holder 4a
... Observation hole 5 ... Mirror 6 ... Beam current detection collector
7 ... Beam current derivation line 8 ... Annular electrode for secondary electron suppression
9 ... mesh plate for suppressing secondary electrons
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 37/317 H01J 37/317 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01J 37/317 H01J 37/317 C
Claims (1)
ームの電荷量を検出し、その電気信号を外部のビーム電
流測定装置に与えてビーム電流を測定するためのファラ
デーカップ装置と、イオンビームのスポット形状、ビー
ムライン軸に対するイオンビームの位置などを観察する
ためのビームファインダとを一体化したビームファイン
ダ付きファラデーカップ装置であって、イオンビームを
通過させるための開口部を有する制限しぼり板と、前記
制限しぼり板のイオンビーム進行方向側に所定の間隔を
隔てた位置に、前記制限しぼり板側の面が前記制限しぼ
り板の開口部形成面に対し傾斜して向き合うように配さ
れ、イオンビームが入射することによって発光を生じる
材料からなるとともにその表面に導電膜が形成されたミ
ラーと、前記ミラーを保持するとともに、前記ミラーの
前記制限しぼり板側の面に連通する観察穴が設けられた
ミラー保持体と、導電性を有するとともにビーム電流導
出線が接続され、前記ミラーの反制限しぼり板側の面に
密着(密接)された状態で配設されたビーム電流検出コ
レクタと、前記制限しぼり板の開口部の直径と同等以上
の内径を有して環状をなすとともに導電性を有し、前記
制限しぼり板と前記ミラーとの間の位置に前記制限しぼ
り板開口部の中心軸線とその中心軸線を略同一にして配
設された2次電子抑制用環状電極と、網目状をなすとと
もに導電性を有し、前記ミラー保持体の観察穴の部位に
配設された2次電子抑制用網目板とを備えたことを特徴
とするビームファインダ付きファラデーカップ装置。1. A Faraday cup device for detecting a charge amount of an ion beam by a beam current detection collector and applying an electric signal to an external beam current measurement device to measure a beam current; A Faraday cup device with a beam finder integrated with a beam finder for observing a position of an ion beam with respect to a beam line axis, etc., wherein a limiting aperture plate having an opening through which the ion beam passes, and the limiting aperture At a position separated by a predetermined interval on the side of the plate in the direction of traveling of the ion beam, the surface on the side of the restricting restrictor is disposed so as to be inclined with respect to the opening forming surface of the restrictor, and the ion beam is incident. A mirror made of a material that emits light by the method and having a conductive film formed on the surface thereof; And a mirror holding body provided with an observation hole communicating with the surface of the mirror on the side of the restricting restrictor plate, and a conductive and beam current lead-out line connected to the mirror, on the opposite restricting restrictor plate side of the mirror. A beam current detection collector disposed in a state of being in close contact with the surface of the limiting aperture plate, having an inner diameter equal to or greater than the diameter of the opening of the limiting aperture plate, forming an annular shape, and having conductivity; A secondary electrode suppressing annular electrode disposed at a position between the restricting restrictor and the mirror so that the central axis of the restricting restrictor opening is substantially the same as the central axis thereof; A Faraday cup device with a beam finder, further comprising: a secondary electron suppressing mesh plate disposed at an observation hole of the mirror holder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6864191U JP2554129Y2 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Faraday cup device with beam finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6864191U JP2554129Y2 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Faraday cup device with beam finder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0520253U JPH0520253U (en) | 1993-03-12 |
JP2554129Y2 true JP2554129Y2 (en) | 1997-11-12 |
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---|---|---|---|
JP6864191U Expired - Fee Related JP2554129Y2 (en) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Faraday cup device with beam finder |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2554129Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN113589356A (en) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 兰州科近泰基新技术有限责任公司 | Faraday cylinder for isotope dipolar magnet device |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP6864191U patent/JP2554129Y2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH0520253U (en) | 1993-03-12 |
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