JP6023787B2 - イオンエネルギーアナライザ、イオンエネルギーアナライザを有する診断用ウエハ - Google Patents
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Description
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様1〕
プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザであって:
当該イオンエネルギーアナライザの第1面を構成し、かつ、前記プラズマに曝されるように設けられて、第1複数の開口部を有する入射グリッドであって、前記第1複数の開口部は、前記プラズマのデバイ長未満の寸法に設定される、入射グリッド;
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられ、かつ、第2電源を介して前記入射グリッドと操作可能なように結合する、選択グリッド;及び
前記イオンエネルギーアナライザの第2面を構成し、かつ、第1電源を介して前記入射グリッドと操作可能なように結合する、イオンコレクタ;及び、
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記イオンコレクタ上でのイオン流束を測定して、前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信するイオン電流計;
を有するイオンエネルギーアナライザ。
〔態様2〕
前記イオン電流計と操作可能なように結合して、前記イオン電流計によって送信される前記の測定されたイオン電流を表す信号を受信し、かつ、前記選択グリッドの可変バイアスの関数として前記信号を記憶する制御装置をさらに有する、態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様3〕
前記第2複数の選択グリッドの開口部が、少なくとも前記第1複数の開口部の寸法と同一の寸法を有する、態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様4〕
前記第2電源がさらに、選択された波形に従って、イオン選択電圧を第1電圧値から第2電圧値へ時間変化させる、態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様5〕
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられて、前記入射グリッドと前記イオンコレクタとを電気的に絶縁するように構成される第1絶縁体;及び、
前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられて、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとを電気的に絶縁するように構成される第2絶縁体;
をさらに有する、態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様6〕
前記第1絶縁体の幾何学構造は、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間の任意の二点間で直線経路が存在しないように、すべてのとりうる経路からなる集合から選ばれる、態様5に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様7〕
前記第2絶縁体の幾何学構造は、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間の任意の二点間で直線経路が存在しないように、すべてのとりうる経路からなる集合から選ばれる、態様5に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様8〕
前記第1絶縁体は、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和するように、前記入射グリッドと前記選択グリッドの各対応するチャネルから内向きに突出する、態様5に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様9〕
前記第2絶縁体は、前記前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間での絶縁破壊を緩和するように、前記前記選択グリッドと前記イオンコレクタの各対応するチャネルから内向きに突出する、態様5に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様10〕
プラズマに曝された表面と、該プラズマに曝された表面にわたって広がる凹部を有する基板;
前記入射グリッドが前記基板のプラズマに曝された表面と同一の広がりを有するように、前記凹部の内部に設けられる態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有する診断用ウエハ。
〔態様11〕
前記入射グリッドから前記基板までのRFインピーダンスは、前記入射グリッドから接地電位までのRFインピーダンスよりも小さい、態様10に記載の診断用ウエハ。
〔態様12〕
プラズマに曝された表面を有する基板;及び、
態様1に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有し、
前記基板のプラズマに曝された表面は前記入射グリッドを有する、
診断用ウエハ。
〔態様13〕
前記基板の背面が、前記選択グリッドと前記イオンコレクタを受けるように構成された凹部を有する、態様12に記載の診断用ウエハ。
〔態様14〕
プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザであって:
当該イオンエネルギーアナライザがプラズマ処理装置内に設けられているときに、前記プラズマに曝されるように当該イオンエネルギーアナライザの第1表面を構成し、かつ、前記プラズマの境界でのプラズマシースが相対的に乱されないままで、かつ、前記プラズマシースは前記第1複数の開口部へ入り込まないように、各々が前記プラズマのデバイ長未満の寸法に設定される第1複数の開口部を有する、入射グリッド;
前記イオンエネルギーアナライザの第2表面を構成するイオンコレクタ;
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタを選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される電源;及び、
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記イオンコレクタ上でのイオン流束を測定して、前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信するイオン電流計;
を有するイオンエネルギーアナライザ。
〔態様15〕
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられて、前記入射グリッドと前記イオンコレクタとを電気的に絶縁するように構成される絶縁体をさらに有する、態様14に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様16〕
前記第1絶縁体の幾何学構造は、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間の任意の二点間で直線経路が存在しないように、すべてのとりうる経路からなる集合から選ばれる、態様15に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様17〕
前記絶縁体は、前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間での絶縁破壊を緩和するように、前記入射グリッドと前記イオンコレクタの各対応するチャネルから内向きに突出する、態様15に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様18〕
プラズマに曝された表面と、該プラズマに曝された表面にわたって広がる凹部を有する基板;
前記入射グリッドが前記基板のプラズマに曝された表面と同一の広がりを有するように、前記凹部の内部に設けられる態様14に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有する診断用ウエハ。
〔態様19〕
前記入射グリッドから前記基板までのRFインピーダンスは、前記入射グリッドから接地電位までのRFインピーダンスよりも小さい、態様18に記載の診断用ウエハ。
〔態様20〕
プラズマに曝された表面を有する基板;及び、
態様14に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有し、
前記基板のプラズマに曝された表面は前記入射グリッドを有する、
診断用ウエハ。
〔態様21〕
前記基板の背面が、前記選択グリッドと前記イオンコレクタを受けるように構成された凹部を有する、態様20に記載の診断用ウエハ。
〔態様22〕
プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザであって:
当該イオンエネルギーアナライザがプラズマ処理装置内に設けられているときに、前記プラズマに曝されるように当該イオンエネルギーアナライザの第1表面を構成し、かつ、前記プラズマの境界でのプラズマシースが相対的に乱されないままで、かつ、前記プラズマシースは前記第1複数の開口部へ入り込まないように、各々が前記プラズマのデバイ長未満の寸法に設定される第1複数の開口部を有する、入射グリッド;
前記イオンエネルギーアナライザの第2表面を構成するイオンコレクタ;
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられる選択グリッド;
前記入射グリッドと前記選択グリッドとを電気的に絶縁する第1絶縁体;
前記選択グリッドと前記イオンコレクタとを電気的に絶縁するように第2絶縁体;及び、
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記イオンコレクタ上でのイオン流束を測定して、前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信するイオン電流計;
を有するイオンエネルギーアナライザ。
〔態様23〕
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタを選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される第1電源;及び、
前記選択グリッドと操作可能なように結合し、かつ、前記選択グリッドを選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される第2電源;
をさらに有する、態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様24〕
前記第1絶縁体の幾何学構造は、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間の任意の二点間で直線経路が存在しないように、すべてのとりうる経路からなる集合から選ばれる、態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様25〕
前記第2絶縁体の幾何学構造は、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間の任意の二点間で直線経路が存在しないように、すべてのとりうる経路からなる集合から選ばれる、態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様26〕
前記第1絶縁体は、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和するように、前記入射グリッドと前記選択グリッドの各対応するチャネルから内向きに突出する、態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ。
〔態様27〕
前記入射グリッドに対して前記選択グリッドを選択的かつ可変なようにバイアス印加する段階を有する、態様23に記載のイオンエネルギーアナライザによって信号を生成する方法。
〔態様28〕
前記選択グリッドを選択的かつ可変なようにバイアス印加する前に前記入射グリッドの電位を検出する段階をさらに有する、態様27に記載の方法。
〔態様29〕
プラズマに曝された表面と、該プラズマに曝された表面にわたって広がる凹部を有する基板;及び、
前記基板のプラズマに曝された表面と同一の広がりを有するように、前記凹部の内部に設けられる態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有する診断用ウエハ。
〔態様30〕
前記入射グリッドから前記基板までのRFインピーダンスは、前記入射グリッドから接地電位までのRFインピーダンスよりも小さい、態様29に記載の診断用ウエハ。
〔態様31〕
プラズマに曝された表面を有する基板;及び、
態様22に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有し、
前記基板のプラズマに曝された表面は前記入射グリッドを有する、
診断用ウエハ。
〔態様32〕
前記基板の背面が、前記選択グリッドと前記イオンコレクタを受けるように構成された凹部を有する、態様31に記載の診断用ウエハ。
〔態様33〕
複数のイオンを含むプラズマのイオンエネルギー分布を表す信号を生成する方法であって:
第1グリッドを通過する前記複数のイオンを、前記電位障壁を超えるのに十分なエネルギーを有するイオンに制限するように、前記第1グリッドと第2グリッドとの間に及び前記第1グリッドと第2グリッドに対して電位障壁を印加する段階;
前記第2グリッドを通過する前記複数のイオンをさらに制限するように、前記第1グリッドに対して選択的かつ可変となるように第2グリッドをバイアス印加する段階;並びに、
前記第2グリッドを通過するイオン流束を測定する段階;
を有する方法。
〔態様34〕
前記第1グリッドと第2グリッドとの間に前記電位障壁を印加する前に、前記第1グリッドの電位を検出する段階をさらに有する、態様33に記載の方法。
〔態様35〕
前記第1グリッドを前記プラズマへ曝す段階をさらに有する態様33に記載の方法であって、
前記第1グリッドは第1複数の開口部を有し、
第1複数の開口部の各々は、前記プラズマの境界でのプラズマシースが相対的に乱されないままで、かつ、前記プラズマシースは前記第1複数の開口部へ入り込まないような前記プラズマのデバイ長未満の寸法を有する、
方法。
〔態様36〕
前記第2グリッドが第2複数の開口部を有する、態様35に記載の方法。
〔態様37〕
イオンコレクタが前記第1グリッド及び第2グリッドと操作可能なように結合し、
前記イオン流束を測定する段階は:
前記イオンコレクタと前記イオン流束とを衝突させる段階;
前記の衝突するイオン流束を表すイオン電流を発生させる段階;
をさらに有する、態様36に記載の方法。
〔態様38〕
前記第2グリッドが、前記イオン流束の測定に用いられる、前記イオン流束を表すイオン電流を発生させるようにさらに構成される、態様35に記載の方法。
〔態様39〕
前記電位障壁が第1電源によって印加され、
前記の選択的かつ可変のバイアスが第2電源によって印加され、かつ、
前記イオン流束がイオン電流計によって測定される、
態様33に記載の方法。
〔態様40〕
第3グリッドで前記イオン流束を受け取る段階;及び、
前記の受け取られたイオン流束を表す信号を送信する段階;
をさらに有する、態様33に記載の方法。
〔態様41〕
前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信する段階をさらに有する、態様33に記載の方法。
〔態様42〕
複数のイオンを含むプラズマのイオンエネルギー分布を表す信号を生成する方法であって:
入射グリッドを通過する前記複数のイオンを、前記電位障壁を超えるのに十分なエネルギーを有するイオンに制限するように、前記入射グリッドと前記プラズマとの間に及び前記入射グリッドと前記プラズマに対して電位障壁を印加する段階;
選択グリッドを通過する前記複数のイオンをさらに制限するように、前記入射グリッドに対して選択的かつ可変となるように前記選択グリッドをバイアス印加する段階;
前記選択グリッドを通過するイオン流束をイオンコレクタで受け取らる段階;
前記イオン流束をイオン電流計によって測定する段階;並びに、
前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信する段階;
を有する方法。
〔態様43〕
前記第1グリッドとプラズマとの間に前記電位障壁を印加する前に、前記第1グリッドの電位を検出する段階をさらに有する、態様42に記載の方法。
〔態様44〕
第1基板を処理して、内部に存在する第1チャネル及び該第1チャネルを貫通する第1複数の開口部を有する入射グリッドを形成する段階;
第2基板を処理して、内部に存在する第2チャネル及び該第2チャネルを貫通する第2複数の開口部を有する入射グリッドを形成する段階;
第3基板を処理して、内部に第3チャネルを有するイオンコレクタを形成する段階;並びに、
前記選択グリッドと前記入射グリッドとをDC絶縁し、かつ、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとをDC絶縁することによって、前記入射グリッドと前記選択グリッドとを操作可能なように結合させる段階;
を有する方法によって製造される、プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザ。
〔態様45〕
前記第1複数の開口部と第2複数の開口部とを垂直方向に位置合わせする段階をさらに有する、態様44に記載の方法。
〔態様46〕
前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタを可変となるようにバイアス印加するように構成される第1電源によって、前記イオンコレクタと前記入射グリッドとを電気的に結合する段階;及び、
前記入射グリッドに対して前記選択グリッドを選択的かつ可変となるようにバイアス印加するように構成される第2電源によって、前記選択グリッドを電気的に結合する段階;
をさらに有する、態様44に記載の方法。
〔態様47〕
前記入射グリッドのバイアス電位が、プラズマ電位によって浮遊するように構成される、態様46に記載の方法。
〔態様48〕
前記入射グリッドが、基準電位に対してバイアス印加される、態様46に記載の方法。
〔態様49〕
前記第1基板、第2基板、及び第3基板のうちの少なくとも1つを処理する段階が、微小電気機械に基づく方法を有する、態様44に記載の方法。
〔態様50〕
前記第1基板、第2基板、及び第3基板のうちの少なくとも1つを処理する段階が、レーザードリル法、電荷加工法、及び電子ビーム加工法のうちの1つ以上を有する、態様44に記載の方法。
〔態様51〕
前記第1基板、第2基板、及び第3基板のうちの少なくとも1つを処理する段階が、伝導性基板を有する、態様44に記載の方法。
〔態様52〕
前記伝導性基板がドーピングされたシリコンを含む、態様44に記載の方法。
〔態様53〕
前記伝導性基板が伝導性シリコンを含む、態様44に記載の方法。
〔態様54〕
第1プラチナ−ガラスフリットを堆積する段階;
前記第1プラチナ−ガラスフリットを焼成してコンタクトパッドを形成する段階;
導体及び第2プラチナ−ガラスフリットを前記コンタクトパッドに堆積する段階;並びに、
前記第2プラチナ−ガラスフリットをを焼成することで、前記導体と前記コンタクトパッドとを結合させる段階;
を有する方法によって生成される少なくとも1つの電気的接続を内部に有するプラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザ。
〔態様55〕
前記第1プラチナ−ガラスフリットと第2プラチナ−ガラスフリットを焼成する段階が、950℃で実行される、態様54に記載の方法。
〔態様56〕
プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザ内部に少なくとも1つの電気的接続を形成する方法であって:
第1プラチナ−ガラスフリットを堆積する段階;
前記第1プラチナ−ガラスフリットを焼成してコンタクトパッドを形成する段階;
導体及び第2プラチナ−ガラスフリットを前記コンタクトパッドに堆積する段階;並びに、
前記第2プラチナ−ガラスフリットをを焼成することで、前記導体と前記コンタクトパッドとを結合させる段階;
を有する方法。
〔態様57〕
前記第1プラチナ−ガラスフリットと第2プラチナ−ガラスフリットを焼成する段階が、950℃で実行される、態様56に記載の方法。
〔態様58〕
イオンエネルギーアナライザを製造する方法であって:
第1基板を処理して、内部に存在する第1チャネル及び該第1チャネルを貫通する第1複数の開口部を有する入射グリッドを形成する段階;
第2基板を処理して、内部に存在する第2チャネル及び該第2チャネルを貫通する第2複数の開口部を有する選択グリッドを形成するように処理する段階;
第3基板を処理して、内部に第3チャネルを有するイオンコレクタを形成する段階;並びに、
前記入射グリッドと前記選択グリッドとを操作可能なように結合して電気的に絶縁し、かつ、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとを操作可能なように結合して電気的に絶縁する段階;
を有する方法。
〔態様59〕
前記第1複数の開口部と第2複数の開口部とを垂直方向に位置合わせする段階をさらに有する、態様58に記載の方法。
〔態様60〕
前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタを可変となるようにバイアス印加するように構成される第1電源によって、前記イオンコレクタと前記入射グリッドとを電気的に結合する段階;及び、
前記入射グリッドに対して前記選択グリッドを選択的かつ可変となるようにバイアス印加するように構成される第2電源によって、前記選択グリッドを電気的に結合する段階;
をさらに有する、態様58に記載の方法。
〔態様61〕
前記第1基板、第2基板、及び第3基板のうちの少なくとも1つが、伝導性基板を有する、態様58に記載の方法。
〔態様62〕
前記伝導性基板がドーピングされたシリコンを含む、態様58に記載の方法。
〔態様63〕
前記伝導性基板が伝導性シリコンを含む、態様58に記載の方法。
〔態様64〕
処理チャンバ内のプラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザからイオンエネルギーアナライザ制御装置へ送信される高周波信号をフィルタリングするRC回路であって:
前記イオンエネルギーアナライザの入射グリッドと前記イオンエネルギーアナライザ制御装置との間で操作可能なように結合する第1フィルタ;及び、
前記イオンエネルギーアナライザの選択グリッドと前記イオンエネルギーアナライザ制御装置との間で操作可能なように結合する第2フィルタ;
を有し、
前記第1フィルタと第2フィルタはそれぞれ、ルテニウム酸化物を含むバンドパスフィルタ又はローパスフィルタを有する、
RC回路。
〔態様65〕
前記ルテニウム酸化物がアルミニウム酸化物上で層を形成する、態様64に記載のRC回路。
〔態様66〕
前記イオンエネルギーアナライザのイオンコレクタと前記イオンエネルギーアナライザ制御装置との間で操作可能なように結合する第3フィルタをさらに有する態様64に記載のRC回路であって、
前記第3フィルタは、ルテニウム酸化物を含むバンドパスフィルタ又はローパスフィルタを有する、
RC回路。
Claims (23)
- プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザであって:
当該イオンエネルギーアナライザがプラズマ処理装置内に設けられているときに前記プラズマに曝されるように位置される当該イオンエネルギーアナライザの第1表面を構成し、かつ、第1複数の開口部を有する、入射グリッドであって、前記プラズマの境界でのプラズマシースが相対的に乱されないままで、かつ、前記プラズマシースは前記第1複数の開口部へ入り込まないように、前記第1複数の開口部の各々が前記プラズマのデバイ長未満の寸法をもつ、入射グリッド;
当該イオンエネルギーアナライザの第2表面を構成するイオンコレクタ;
前記イオンコレクタと操作可能なように結合され、かつ、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタにバイアス印加するように構成される第1電源;
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に位置され、第2複数の開口部を有する選択グリッド;
前記選択グリッドと操作可能なように結合され、かつ、前記選択グリッドに選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される第2電源;
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記イオンコレクタ上へのイオン流束を測定して、前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信するイオン電流計;
前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間に設けられて、前記入射グリッドを前記選択グリッドから電気的に絶縁し、かつ、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和又は防止するように構成される第1絶縁体であって、前記第1絶縁体の幾何学構造は、前記第1絶縁体の表面に沿って延びるすべての可能な経路からなる集合からの、前記入射グリッドおよび前記選択グリッドのいかなる二点間の直線経路も存在しないように選ばれる、第1絶縁体;及び
前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられて、前記選択グリッドを前記イオンコレクタから電気的に絶縁し、かつ、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間での絶縁破壊を緩和又は防止するように構成される第2絶縁体であって、前記第2絶縁体の幾何学構造は、前記第2絶縁体の表面に沿って延びるすべての可能な経路からなる集合からの、前記選択グリッドおよび前記イオンコレクタのいかなる二点間の直線経路も存在しないように選ばれる、第2絶縁体;
を有するイオンエネルギーアナライザ。 - 前記イオン電流計と操作可能なように結合して、前記イオン電流計によって送信される前記の測定されたイオン電流を表す信号を受信し、かつ、前記選択グリッドの可変バイアスの関数として前記信号を記憶する制御装置をさらに有する、請求項1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記選択グリッドの前記第2複数の開口部が、少なくとも前記第1複数の開口部の寸法と同一の寸法を有する、請求項1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記第2電源がさらに、選択された波形に従って、イオン選択電圧を第1電圧値から第2電圧値へ時間変化させる、請求項1に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- プラズマに曝された表面と、該プラズマに曝された表面にわたって広がる凹部を有する基板;
前記入射グリッドが前記基板のプラズマに曝された表面と同一の広がりを有するように、前記凹部の内部に設けられる請求項1に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有する診断用ウエハ。 - 前記入射グリッドから前記基板までのRFインピーダンスは、前記入射グリッドから接地電位までのRFインピーダンスよりも小さい、請求項5に記載の診断用ウエハ。
- プラズマに曝された表面を有する基板;及び、
請求項1に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有し、
前記基板のプラズマに曝された表面は前記入射グリッドを有する、
診断用ウエハ。 - 前記基板の背面が、前記選択グリッドと前記イオンコレクタを受けるように構成された凹部を有する、請求項7に記載の診断用ウエハ。
- 前記第1電源が、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタに、選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される、請求項1記載のイオンエネルギーアナライザ。
- プラズマのイオンエネルギー分布を決定するのに用いられるイオンエネルギーアナライザであって:
当該イオンエネルギーアナライザがプラズマ処理装置内に設けられているときに前記プラズマに曝されるように位置される当該イオンエネルギーアナライザの第1表面を構成し、かつ、第1複数の開口部を有する、入射グリッドであって、前記プラズマの境界でのプラズマシースが相対的に乱されないままで、かつ、前記プラズマシースは前記第1複数の開口部へ入り込まないように、前記第1複数の開口部の各々が前記プラズマのデバイ長未満の寸法をもつ、入射グリッド;
当該イオンエネルギーアナライザの第2表面を構成するイオンコレクタ;
前記イオンコレクタと操作可能なように結合され、かつ、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタにバイアス印加するように構成される第1電源;
前記入射グリッドと前記イオンコレクタとの間に位置され、第2複数の開口部を有する選択グリッド;
前記選択グリッドと操作可能なように結合され、かつ、前記選択グリッドに選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される第2電源;
前記イオンコレクタと操作可能なように結合し、かつ、前記イオンコレクタ上へのイオン流束を測定して、前記の測定されたイオン流束を表す信号を送信するイオン電流計;
前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間に設けられて、前記入射グリッドを前記選択グリッドから電気的に絶縁し、かつ、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和又は防止するように構成される第1絶縁体であって、前記第1絶縁体は、前記入射グリッドおよび前記選択グリッドのそれぞれのチャネルから内側に、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和するのに十分な長さlだけ突き出ている、第1絶縁体;及び
前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間に設けられて、前記選択グリッドを前記イオンコレクタから電気的に絶縁し、かつ、前記選択グリッドと前記イオンコレクタとの間での絶縁破壊を緩和又は防止するように構成される第2絶縁体であって、前記第1絶縁体は、前記入射グリッドおよび前記選択グリッドのそれぞれのチャネルから内側に、前記入射グリッドと前記選択グリッドとの間での絶縁破壊を緩和するのに十分な長さlだけ突き出ている、第2絶縁体
を有するイオンエネルギーアナライザ。 - 当該イオンエネルギーアナライザの第1表面を構成する前記入射グリッドが、当該イオンエネルギーアナライザがプラズマ処理装置内に設けられているときに、ある基準電圧において前記プラズマに曝されるように位置される、請求項10記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記第1電源が、前記入射グリッドに対して前記イオンコレクタに、選択的かつ可変にバイアス印加するように構成され;
前記第2電源が、前記選択グリッドに、選択的かつ可変にバイアス印加するように構成される、請求項10記載のイオンエネルギーアナライザ。 - 前記第1絶縁体の幾何学構造は、前記第1絶縁体の表面に沿って延びるすべての可能な経路からなる集合からの、前記入射グリッドおよび前記選択グリッドのいかなる二点間の直線経路も存在しないように選ばれる、請求項10記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記第2絶縁体の幾何学構造は、前記第2絶縁体の表面に沿って延びるすべての可能な経路からなる集合からの、前記選択グリッドおよび前記イオンコレクタのいかなる二点間の直線経路も存在しないように選ばれる、請求項10記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記入射グリッドに対して前記選択グリッドに、選択的かつ可変にバイアス印加するように構成されている、請求項12記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記選択グリッドに選択的かつ可変にバイアス印加する前に、前記入射グリッドの電位を検出するよう構成されている、請求項15に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- プラズマのイオンエネルギー分布を決定するよう構成されている診断用ウエハであって、
プラズマに曝される表面と、該プラズマに曝される表面にわたって広がる凹部を有する基板;
前記凹部の内部に設けられ、かつ前記基板のプラズマに曝される表面と同一の広がりを有する請求項10に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有する診断用ウエハ。 - 前記入射グリッドから前記基板までのRFインピーダンスは、前記入射グリッドから接地電位までのRFインピーダンスよりも小さい、請求項17に記載の診断用ウエハ。
- プラズマに曝された表面を有する基板;及び、
請求項10に記載のイオンエネルギーアナライザ;
を有し、
前記基板のプラズマに曝された表面は前記入射グリッドを有する、
診断用ウエハ。 - 前記基板の背面が、前記選択グリッドと前記イオンコレクタを受けるように構成された凹部を有する、請求項19に記載の診断用ウエハ。
- 前記イオン電流計と操作可能なように結合して、前記イオン電流計によって送信される前記の測定されたイオン電流を表す信号を受信し、かつ、前記選択グリッドの可変バイアスの関数として前記信号を記憶する制御装置をさらに有する、請求項10に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記選択グリッドの前記第2複数の開口部が、少なくとも前記第1複数の開口部の寸法と同一の寸法を有する、請求項10に記載のイオンエネルギーアナライザ。
- 前記第2電源がさらに、選択された波形に従って、イオン選択電圧を第1電圧値から第2電圧値へ時間変化させる、請求項12に記載のイオンエネルギーアナライザ。
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