JPH04136857U - ビームプロフアイルモニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ビームプロファイルモニタは、イオンビーム
のイオン密度を複数の測定子を介して測定し、これら測
定結果を表示部１１に表示させて密度分布を確認させる
ものである。そして、上記の測定子は、複数列および複
数行に等間隔で配置されており、表示部１１は、上記各
測定子から得られた測定結果を上記測定子の配置状態と
同一の配置状態で表示するもの。 【効果】 イオンビームの密度分布が、複数列および複
数行に等間隔で配置された測定子で面状に測定され、こ
れらの測定結果が測定子の配置状態と同一の配置状態で
表示部１１に表示される。従って、イオンビームの全体
的な密度分布および形状を容易に且つ正確に認識させる
ことが可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、キャッチプレートに照射されたイオンビームの形状および密度分布 を検出するビームプロファイルモニタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

イオン注入装置は、拡散したい不純物をイオン化し、この不純物イオンを磁界 を用いた質量分析法により選択的に取り出してイオンビームとし、このイオンビ ームを電界により加速してイオン照射対象物に照射することで、イオン照射対象 物内に不純物を注入するものである。

【０００３】 上記のイオンビームは、通常、ビーム走査方式やメカニカル走査方式等により イオン照射対象物の全面に照射されるようになっているが、イオンビームが不均 一な密度分布でイオンを有していた場合には、イオン照射対象物への不純物の注 入量にバラツキを生じさせることになると共に、イオン照射対象物の特定部分に 過剰な電荷を堆積させてチャージアップを生じさせる要因になる。

【０００４】 従って、イオンビームは、一般に、イオン照射対象物へ照射する前段階として 、イオン照射対象物の背面側に位置するキャッチプレートに照射され、このキャ ッチプレートにおける照射面の密度分布がビームプロファイルモニタにより検出 され、この検出結果を基に密度分布が調整されるようになっている。

【０００５】 従来、上記のビームプロファイルモニタは、図５に示すように、キャッチプレ ートのＸ方向およびＹ方向に配設された例えば１５点の測定子５１ａ…からなる ビーム電流検出部５１を有している。そして、このビーム電流検出部５１は、図 ４に示すように、各測定子５１ａ…にそれぞれ接続された抵抗器を有する抵抗回 路５２と、上記の各抵抗器をインターフェース回路５９からの切換信号で順次切 り換えるスイッチング回路５３と、増幅回路５４とを介してオシロスコープ５５ のＹ入力側に接続されている。

【０００６】 また、オシロスコープ５５のＸ入力側には、ＤＡ変換回路５６を介して発振器 ５７の接続されたカウンタ回路５８が接続されている。このカウンタ回路５８は 、ＤＡ変換回路５６で三角波を形成させてオシロスコープ５５のＸ方向の掃引を 行わせるようになっていると共に、インターフェース回路５９の切換信号の出力 タイミングを設定するようになっている。

【０００７】 これにより、従来のビームプロファイルモニタは、図５に示すように、Ｘ方向 またはＹ方向の測定子５１ａ…を順次切り換えて、各測定子５１ａ…から得られ た検出電圧をオシロスコープ５５に表示させることで、イオンビーム６０のＸ方 向およびＹ方向の密度分布を検出できるようになっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のビームプロファイルモニタでは、測定子５１ａ…が Ｘ方向およびＹ方向の線状に配設されているため、図６に示すように、各測定子 ５１ａ…からの測定結果もＸ方向およびＹ方向の線状に限定されることになる。

【０００９】 従って、測定者は、オシロスコープ５５の表示からイオンビーム６０の密度分布 および幅を線状に確認できるだけであり、測定者がイオンビーム６０の全体的な 密度分布や形状を把握する場合には、ビームプロファイルモニタから得られたＸ 方向およびＹ方向の密度分布や幅を基にして全容を推測することが必要になる。

【００１０】 そして、この推測による全容の把握は、測定者に余計な負担をかけることになっ ていると共に、正確さに欠けるものになっている。

【００１１】 従って、本考案においては、面状に測定結果を得ると共に表示させることで、 イオンビーム６０の全体的な把握を可能にし、上記の問題を解決することができ るビームプロファイルモニタを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案のビームプロファイルモニタは、上記課題を解決するために、イオンビ ームのイオン密度を複数の測定子を介して測定し、これら測定結果を表示部に表 示させて密度分布を確認させるものであり、下記の特徴を有している。

【００１３】 即ち、ビームプロファイルモニタの測定子は、複数列および複数行に等間隔で 配置されており、表示部は、上記各測定子から得られた測定結果を、上記測定子 の配置状態と同一の配置状態で表示することを特徴としている。

【００１４】

【作用】

上記の構成によれば、イオンビームの密度分布は、イオン密度を測定させる測 定子が複数列および複数行に等間隔で配置されているため、面状に測定されるこ とになり、これらの測定結果は、測定子の配置状態と同一の配置状態で表示部に 表示されることになる。従って、ビームプロファイルモニタは、イオンビームの 密度分布が表示部に面状に表示されるため、イオンビームの全体的な密度分布お よび形状を容易に且つ正確に認識させることになると共に、イオンビームの全容 を把握する際の測定者の負担を軽減させることになる。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例を図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである 。

【００１６】 本実施例に係るビームプロファイルモニタは、図１に示すように、イオンビー ムの照射により電流を生じるビーム電流検出部１を有している。このビーム電流 検出部１は、各々にアドレスＮｏ．が付された例えば直径２ｍｍの複数の測定子 からなっており、これらの測定子は、図２に示すように、キャッチプレート１２ に例えば７ｍｍピッチで１７行１７列の方形状に等間隔で配設されている。

【００１７】 上記のキャッチプレート１２は、回転と共に矢符方向に往復並進移動するディ スク１３の背面側に設けられており、ディスク１３がイオンビーム１４の通過経 路から退避した際に、イオンビーム１４が照射されるようになっている。

【００１８】 上記のビーム電流検出部１は、図１に示すように、抵抗回路２に接続されてい る。抵抗回路２は、同一の抵抗値を有する複数の抵抗器からなっており、これら の抵抗器は、一端がビーム電流検出部１の各測定子にそれぞれ接続されている。

【００１９】 また、各抵抗器は、他端がファラデー部に接続されており、イオンビームの照射 によって測定子から電流が流れた際に、両端部間に照射量に応じた電位差を生じ させるようになっている。

【００２０】 上記の抵抗回路２は、複数の入力端子を有したスイッチング回路３に接続され ている。このスイッチング回路３は、各入力端子にスイッチ部を介して接続され た共通出力端子を有しており、スイッチング回路３の各入力端子には、上記の各 抵抗器の一端部がそれぞれ接続されていると共に、ファラデー部側の他端部が共 通に接続されている。また、このスイッチング回路３には、切換信号を出力する 切換信号発生回路７が接続されており、スイッチング回路３は、切換信号に対応 したアドレスＮｏ．の抵抗器に接続された入力端子と共通出力端子との接続状態 を切り換えるようになっている。

【００２１】 上記のスイッチング回路３は、共通出力端子が増幅回路４に接続されており、 増幅回路４は、スイッチング回路３で選択されたアドレスＮｏ．の抵抗器から得 られた検出電圧を所定の増幅率で増幅するようになっている。そして、この増幅 回路４は、検出電圧のアナログ値をデジタル値に変換して検出データ信号を出力 するＡＤ変換器５を介してＣＰＵ（Central Processing Unit)６に接続されてい る。

【００２２】 一方、上述のスイッチング回路３に切換信号を出力する切換信号発生回路７に は、インターフェース回路８を介してアドレス信号発生回路９が接続されている 。このアドレス信号発生回路９は、アドレスＮｏ．を示すアドレス信号を所定時 間単位で切り換えて出力するようになっており、このアドレス信号が入力される 切換信号発生回路７は、アドレス信号に対応した切換信号を出力するようになっ ている。

【００２３】 また、アドレス信号発生回路９は、上述のＣＰＵ６にも接続されており、ＣＰ Ｕ６には、アドレス信号発生回路９からのアドレス信号とＡＤ変換器５からの検 出データ信号とが入力されるようになっている。このＣＰＵ６は、ＬＣＤ（Liqu id Crystal Display) およびＬＣＤコントローラ等からなる表示部１１に接続さ れていると共に、ＲＯＭ（Read Only Memory) およびＲＡＭ（Random Access Me mory）からなるメモリ１０に接続されている。尚、上記の表示部１１は、ＣＲＴ （Cathode-Ray Tube) 表示になっていても良い。

【００２４】 上記のメモリ１０のＲＡＭには、アドレスＮｏ．に対応させて検出データを記 憶可能な検出データ記憶領域等が形成されており、ＲＯＭには、ビーム密度表示 ルーチンやインターロックルーチン等のプログラムやデータ等が記憶されている 。そして、上記のビーム密度表示ルーチンは、検出データをイオン密度に換算し たり、この換算値を色分け等して表示部１１に表示させるようになっている。ま た、インターロックルーチンは、検出データが所定の条件を満足しているか否か を判定し、満足していないときにインターロック信号を発生させて測定者への警 報や装置の自動制御を実行させるようになっている。

【００２５】 上記の構成において、ビームプロファイルモニタの動作について説明する。

【００２６】 先ず、図２に示すように、拡散したい不純物がイオン源１５でイオン化され、 この不純物イオンが質量分析器１６で選択的に取り出されてイオンビーム１４に されることになる。そして、このイオンビーム１４は、キャッチプレート１２に 配設されたビーム電流検出部１に照射されることになり、ビーム電流検出部１の 各測定子は、イオンビーム１４の照射によりイオン密度に応じた電流を生じるこ とになる。

【００２７】 上記の電流は、図１に示すように、抵抗回路２の各抵抗器を流れることになり 、各抵抗器は、電流値に応じた電位差を両端部に有することになる。この際、各 抵抗器の両端部には、スイッチング回路３の入力端子が接続されており、これら の入力端子と共通出力端子との接続状態は、切換信号発生回路７からの切換信号 で切り換えられている。これにより、切換信号で選択されたアドレスＮｏ．の抵 抗器に生じた電位差のみが、検出電圧として共通出力端子から出力されることに なり、この検出電圧は、増幅回路４で増幅された後、ＡＤ変換器５でアナログ値 からデジタル値に変換されて検出データ信号としてＣＰＵ６へ出力されることに なる。

【００２８】 上記のＣＰＵ６には、検出データ信号の入力時に、アドレス信号発生回路９か らアドレス信号も入力されている。このアドレス信号は、検出データ信号の出力 元である抵抗器のアドレスＮｏ．を示しており、ＣＰＵ６は、メモリ１０のＲＡ Ｍに形成された検出データ記憶領域に、検出データをアドレスＮｏ．に対応させ て記憶させることになる。そして、この検出データ記憶領域への検出データの記 憶は、アドレスＮｏ．の最初から最後まで連続して順次行われることになる。

【００２９】 最終アドレスＮｏ．の検出データの記憶が完了すると、次いで、ビーム密度表 示ルーチンが実行されることになり、各検出データは、イオン密度に換算される ことになる。この後、換算値が例えば赤色や緑色等に所定量毎に色分けされ、図 ３に示すように、ビーム電流検出部１の測定子の配置状態と同一の配置状態で表 示部１１に表示されることになる。そして、測定者は、表示部１１の表示から、 イオンビームの密度分布および形状を認識することになる。

【００３０】 また、ＣＰＵ６は、ビーム密度表示ルーチンの実行と共に、インターロックル ーチンも実行しており、検出データが所定の条件を満足しているか否かを判定す ることになる。即ち、所定の条件には、例えばチャージアップを生じる基準値や イオンビームの照射面の大きさの基準となる基準境界Ａ等があり、検出データが チャージアップを生じる基準値を超えたり、イオンビームが基準境界Ａ内に存在 している場合には、条件を満足していないとしてインターロック信号が発生され 、測定者への警報や装置の自動制御が実行されることになる。

【００３１】 このように、本実施例のビームプロファイルモニタは、イオンビームの密度分 布をビーム電流検出部１の測定子で面状に測定し、この測定結果を測定子の配置 状態と同一の配置状態で表示部１１に表示させるようになっている。従って、こ のビームプロファイルモニタは、イオンビームの全体的な密度分布および形状を 容易に且つ正確に認識させることが可能になっていると共に、イオンビームの全 容を把握する際の測定者の負担を軽減させることが可能になっている。

【００３２】

【考案の効果】

本考案のビームプロファイルモニタは、以上のように、イオンビームのイオン 密度を複数の測定子を介して測定し、これら測定結果を表示部に表示させて密度 分布を確認させるものであり、上記の測定子が複数列および複数行に等間隔で配 置されており、表示部が上記各測定子から得られた測定結果を上記測定子の配置 状態と同一の配置状態で表示する構成である。

【００３３】 これにより、イオンビームの密度分布が、複数列および複数行に等間隔で配置 された測定子で面状に測定され、これらの測定結果が測定子の配置状態と同一の 配置状態で表示部に表示されるため、イオンビームの全体的な密度分布および形 状を容易に且つ正確に認識させることが可能になると共に、イオンビームの全容 を把握する際の測定者の負担を軽減させることが可能になるという効果を奏する 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のビームプロファイルモニタのブロック
図である。

【図２】イオンビームのキャッチプレートへの照射状態
を示す説明図である。

【図３】測定結果の表示部への表示状態を示す説明図で
ある。

【図４】従来例を示すものであり、ビームプロファイル
モニタのブロック図である。

【図５】測定子の配置状態を示す説明図である。

【図６】測定結果のオシロスコープへの表示状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ ビーム電流検出部 ２ 抵抗回路 ３ スイッチング回路 ４ 増幅回路 ５ ＡＤ変換器 ６ ＣＰＵ ７ 切換信号発生回路 ８ インターフェース回路 ９ アドレス信号発生回路 １０ メモリ １１ 表示部 １２ キャッチプレート １３ ディスク １４ イオンビーム １５ イオン源 １６ 質量分析器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｃ 9172−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/265 21/66 Ｌ 7013−4Ｍ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】イオンビームのイオン密度を複数の測定子
   を介して測定し、これら測定結果を表示部に表示させて
   密度分布を確認させるビームプロファイルモニタにおい
   て、上記測定子は、複数列および複数行に等間隔で配置
   されており、表示部は、上記各測定子から得られた測定
   結果を、上記測定子の配置状態と同一の配置状態で表示
   することを特徴とするビームプロファイルモニタ。