JPH04337232A - イオン電流経時変化検出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン電流経時変化検
出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】イオン源から発生したイ
オンを試料に照射して処理を行う場合、試料に照射され
るイオンの電流量（以下、照射イオン電流と呼ぶ）を一
定に保つことが重要である。このため、一般にこれらの
処理においては、照射イオン電流の変化を検出している
。

【０００３】照射イオン電流の変化を検出する従来の方
法には以下のものがある。第１の方法は、イオンを試料
に照射する処理の前後においてファラデーカップ等の検
出器にイオンを照射してその電流量を測定し、処理前後
の電流値の差から照射イオン電流の変化を求める方法で
ある。この方法では、処理中にオンタイムで試料電流を
測定することができないので、照射イオン電流の経時変
化を検出することができない。このため、処理中に照射
イオン電流を修正することができない。

【０００４】第２の方法は、所望のイオンに分離された
イオンビームをビーム径（ビームを走査させる場合はそ
のビームの走査範囲）より狭い幅のスリットまたは開口
に通過させ、スリットまたは開口を通過したイオンの電
流量を測定することにより照射イオン電流の経時変化を
検出する方法である。この方法では、イオンビームがス
リットまたは開口を通過する際に不純物イオンが生じ、
これが測定されるイオンビームに混入したり、さらに所
望のイオンについて正確な電流量を測定することができ
ない。

【０００５】第３の方法は、試料にイオンを照射した際
に試料に流れる電流（以下、試料電流と呼ぶ）の経時変
化を検出し、それを照射イオン電流の経時変化とみなす
方法である。しかしながら、試料電流と照射イオン電流
が必ずしも一致しない。例えば、二次イオン分析法にお
いては、測定中に外部から試料の電位を変えたり、試料
組成の変化に伴い試料の比抵抗が変化したり、チャージ
アップ防止の目的で電子線を同時に照射したりするので
、試料電流値と照射イオン電流値は対応しなくなる。 したがって、この方法では、正確に照射イオン電流の経
時変化を検出することができない。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、試料に照射されるイオンの電流量の経時変化を処
理中においてオンタイムでしかも正確に検出することが
できるイオン電流経時変化検出方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン源で発
生したイオンを所望のイオン種に分離し、分離された該
所望のイオン種以外のイオン種の電流量を測定し、その
電流値に基づいて前記所望のイオン種の電流量の経時変
化を検出することを特徴とするイオン電流経時変化検出
方法を提供する。ここで、検出された前記電流値の経時
変化の情報に基づいてイオンの発生量を制御することが
好ましい。

【０００８】また、本発明は、所望のイオン種以外のイ
オン種を発生させる物質をあらかじめイオン源に供給し
て所望のイオン種および所望のイオン種以外のイオン種
を同時に発生させることを特徴とするイオン電流経時変
化検出方法を提供する。

【０００９】

【作用】本発明のイオン電流経時変化検出方法によれば
、分離された所望のイオン種以外のイオン種の電流量を
測定し、その電流値に基づいて所望のイオン種の電流値
の経時変化を検出する。

【００１０】これにより、処理を行いながらしかもオン
タイムで照射イオン電流の経時変化を検知することがで
きる。また、所望のイオン種以外のイオン種の電流は、
試料電流と異なり試料状態等で変化しないので正確に照
射イオン電流の経時変化を検知することができる。さら
に、検知された情報をフィードバックすることにより安
定したイオン照射を行うことができる。

【００１１】また、所望のイオン種以外のイオン種が存
在しない場合は、照射するイオン種の元素と異なる質量
数を有する元素からなる物質をあらかじめイオン源に供
給することにより、照射するイオン種とともに他のイオ
ン種を発生し、この他のイオン種を利用して同様に照射
イオン電流の経時変化を検知することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明にかかる方法に使用される装
置の一実施例を示す概略説明図である。図中１０はイオ
ン源を示す。イオン源１０の底部には、イオンを放出す
るための放出開口部１１が設けられている。イオン源１
０の下方には、イオン引出し電極１２が配置されている
。イオン引出し電極１２の頂部には、イオン源１０から
のイオンを導入するための導入開口部１３が設けられて
いる。イオン引出し電極１２の下方には、イオンを加速
するための加速電極１４が配置されている。さらに、加
速電極の下方には、質量分析器１５が配置されている。 さらに、質量分析器１５の下方には、レンズ１６が配置
されている。レンズ１６の下方には、試料１７が載置さ
れている。また、質量分析器１５とレンズ１６との間で
あって、イオンビームの進路１８から外れた位置には、
所望のイオン種以外のイオン種１９を検出する検出器２
０が配置されている。検出器２０は制御手段２１に接続
されており、制御手段２１はイオン引出し電極１２に接
続されている。なお、検出器２０には、通常のファラデ
ーカップ等を用いることができる。

【００１４】このような構成の装置において、イオン源
１０でイオンが発生される。このイオンはイオン引出し
電極１２により放出開口部１１および導入開口部１３を
通過して系内に導入される。さらに、イオンはイオン引
出し電極１２内を通過してその下流の加速電極１４で加
速される。加速されたイオンは、質量分析器１５で処理
に必要であるイオン種とその他のイオン種（以下、除去
イオン種と呼ぶ）１９に分離される。その後、照射され
るイオン種は質量分析器１５の下流のレンズ１６で細く
絞り込まれて試料１７に到達し処理が行われる。

【００１５】一方、除去イオン種１９は、検出器２０で
検知されて電流量に換算される。この電流量を処理中に
測定することによりオンタイムで照射イオン電流の経時
変化を検出することができる。さらに、この電流量の情
報が制御手段２１に送られ、そこで処理されて制御信号
としてイオン引出し電極１２にフィードバックされる。 この制御信号に基づきイオン引出し電極１２の電位が調
節されてイオンの発生量が制御される。これにより、照
射イオン電流を一定に保持しながら処理を行うことがで
きる。

【００１６】また、適当な除去イオン種が存在しない場
合は、照射するイオン種の元素と異なる質量数を有する
元素からなる物質をあらかじめイオン源１０に供給し、
照射するイオン種とともに他のイオン種を発生させる。 この他のイオン種を除去イオン種することにより、上記
と同様にして本発明の方法で照射イオン電流の経時変化
を検出することができる。例えば、２８Ｎ２　＋　が照
射イオン種である場合、４０Ａｒ＋　が除去イオン種と
なるように、あらかじめイオン源１０に照射イオン種用
ガスであるＮ２　に対し一定量のＡｒガスを供給する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した如く本発明のイオン電流経
時変化検出方法によれば、試料に照射されるイオンの電
流量の経時変化を処理中においてオンタイムでしかも正
確に検出することができる。また、上記のように検出さ
れたイオン電流の経時変化の情報に基づいてイオンの発
生量をフィードバック制御することにより、照射イオン
電流を一定に保持することができ、安定して処理を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる方法に使用される装置の一実施
例を示す概略説明図。

【符号の説明】

１０…イオン源、１１…放出開口部、１２…イオン引出
し電極、１３…導入開口部、１４…加速電極、１５…質
量分析器、１６…レンズ、１７…試料、１８…イオンビ
ームの進路、１９…所望のイオン種以外のイオン種、２
０…検出器、２１…制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　イオン源で発生したイオンを所望のイ
   オン種に分離し、分離された該所望のイオン種以外のイ
   オン種の電流量を測定し、その電流値に基づいて前記所
   望のイオン種の電流量の経時変化を検出することを特徴
   とするイオン電流経時変化検出方法。
2. 【請求項２】　　検出された前記電流値の経時変化の情
   報に基づいてイオンの発生量を制御する請求項１記載の
   イオン電流経時変化検出方法。
3. 【請求項３】　　所望のイオン種以外のイオン種を発生
   させる物質をあらかじめイオン源に供給して所望のイオ
   ン種および所望のイオン種以外のイオン種を同時に発生
   させる請求項１記載のイオン電流経時変化検出方法。