JPH03108236A - パルスイオン銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、イオン銃、特に、半導体製造、分析等に用い
られるパルスイオン銃に関する。

［従来技術］ パルスイオンビームの発生の方式には、イオン銃を直接
パルス変調する方式と、ビームを偏向あるいは集群する
方式の３つに大別することができる。このうち、ビーム
偏向方式を用いたイオン銃を第２図により説明すると、
イオンビームは偏向器１を通過してアパーチャ板２に到
達し、偏向器１の二つの偏向板に電位差をかけることに
より、イオンビームが曲げられる。この電位差を変化さ
せることによりビームを振ることができ、チョッピング
アパーチャ３よりパルスイオンビームが試料に照射され
る。この様子を第３図の波形図により説明する。偏向器
１の偏向板に第３図（ａ）のような正弦波電圧を印加す
ると、チョッピングアパーチャ３より第３図（ｂ）のよ
うなパルスイオンビームが試料に照射される。ここで、
イオンビームのビーム径をｄ、アパーチャ径をＤとした
とき、イオンパルスビームのパルス幅τは、Ａ□　ｓｉ
ｎ　（２πｆ　τ／２）＝ｄ＋Ｄより求められる値とな
る。なお、Ａｏはアパーチャ面での偏向振幅ｆは偏向周
波数である。したがって１、偏向器１の偏向電圧の振＠
Ａｏを大きくすることにより、パルスビームのパルス幅
を小さくすることができる。このとき、イオンビームは
アパーチャを通過しているときのビームだけがパルスビ
ームとして取り出され、その他はイオン銃内壁にあたり
電荷はグランドにおちる。

このビーム偏向方式によるパルスビーム発生方式おいて
、イオンビームの電流量を測定する場合、従来、イオン
ビームを試料に照射していないときにファラデーカップ
等を用いて行っている。また、パルスビームのパルス幅
の測定は、偏向器１の偏向電圧から間接的に評価したり
、あるいは直接的にパルスビームの波形を観測する等種
々の方法により行われている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のパルスイオン銃では、イオンビームを実際に試料
に照射しているときに、ビームの電流量あるいはパルス
幅を同時に観測するのは困難である。また、このために
、ビーム電流量あるいはパルス幅を変えるには、試料照
射前に測定したデータに基づいて、イオンビームの加速
電圧、ガス圧、偏向器の偏向電圧等のパラメータを変化
させるという不安定な方法をとっている。

本発明はＪ上記のような従来技術の欠点を解消するため
に創案されたものであり、イオンビームを試料に照射し
ているのと同時にそのビームのパルス波形、電流値を測
定することができるパルスイオン銃を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明におけるイオン銃は
、アパーチャ板に複数個のチョッピングアパーチャを有
するとともに、一つのチョッピングアパーチャのイオン
パルスビーム出射口にイオンビーム検出器を有する。

［作用］ 上記のように構成されたイオン銃は、イオンビームを偏
向器により偏向させ、アパーチャ板の複数個のチョッピ
ングアパーチャの一つから出射したイオンパルスビーム
をイオンビーム検出器に入射させるとともに、他のチョ
ッピングアパーチャから出射したイオンパルスビームを
試料に照射する。

［実施例］ 実施例について第１図を参照して説明すると、アパーチ
ャ板２には２カ所にチョッピングアパーチャ３．４が設
けられている。このアパーチャ３．４はイオンビームが
直進した場合の軌跡を軸として対称に設けることが好ま
しい。イオンビームは偏向器１の偏向板に電位差をかけ
ることにより曲げられ、この電位差を変化させることに
より、ビームが振られる。そして、アパーチャ３からで
たイオンパルスビームは試料に照射され、アパーチャ４
からでたイオンパルスビームはファラデーカップ等の検
出器５に入射する。このとき、アパーチャ３．４を対称
に設けておけば、試料と検出器５へ行くビームが同じパ
ルス幅となる。

これにより、検出器５で検出したイオンビームの電流量
、あるいはそのパルス波形のパルス幅、ピーク値を用い
てイオンビームの加速電圧、ガス圧、偏向器の偏向信号
の振幅値等を制御すれば、イオンビームを試料に照射し
ているのと同時に、そのビームの電流値、パルス幅、ピ
ーク値を所望の値に制御することができる。

なお、第１図の実施例においては、チョッピングアパー
チャを２個設けたが、３個以上設けることにより一つの
イオンビームで複数個の試料にビームをあてることがで
きる。

また、アパーチャ板は球面あるいは板を円弧状にしたも
のとなっているが、平面状のアパーチャ板とすることも
できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、アパーチャ板に複数個
のチョッピングアパーチャを設けているので、試料電流
やパルス幅、ピーク値等をリアルタイムでモニタするこ
とができ、一定の試料電流やパルス幅を安定に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施するパルスイオン銃を示す構成図
、第２図は従来のパルスイオン銃を示す構成図、第３図
は第２図のパルスイオン銃の動作を示す波形図である。 １・・偏向器、２・・アパーチャ板、３．４・チョッピ
ングアパーチャ、５・・イオンビーム検出器 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビームを偏向する偏向器と、チョッピング
   アパーチャを設けたアパーチャ板とを有するパルスイオ
   ン銃において、アパーチャ板に複数個のチョッピングア
   パーチャを設けるとともに、一つのチョッピングアパー
   チャのイオンパルスビーム出射口にビーム検出器を設け
   たことを特徴とするパルスイオン銃。