JPH0579489U - ビーム電流密度分布計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオンビームのビーム電流密度分布を計測す
るためのコレクタ電極を支持する絶縁物の絶縁劣化の進
行具合をイオンビームの入射中に常時監視することがで
きるようにする。 【構成】 複数のコレクタ電極８を絶縁物１０、１２を
介して支持するコレクタ支持板１４を、ファラデー電位
部２１に接続されたベース板１６から絶縁物３６を介し
て支持すると共に、コレクタ支持板１４とファラデー電
位部２１との間を抵抗３８によって接続している。更
に、コレクタ支持板１４から抵抗３８を経由してファラ
デー電位部２１へ流れるコレクタ支持板電流Ｉ_S の抵抗
回路２２からファラデー電位部２１へ流れる全コレクタ
電流Ｉ_T に対する比率Ｒを求める比率演算回路４２と、
それで求めた比率を基準値と比較して前者の方が大の場
合に異常信号Ｓ_A を出力する比較回路４４と、それから
出力される異常信号に応答して表示を行う表示器４６と
を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばイオン注入装置、イオンビームエッチング装置等のイオン 処理装置に用いられて、イオンビームのビーム電流密度分布を計測するビーム電 流密度分布計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えばイオン注入装置においては、ウェーハのチャージアップ（帯電）を低減 させるためには、ウェーハに照射するイオンビームのビーム電流密度分布をでき るだけ均一にし、かつその分布の幅を広げることが重要である。

【０００３】 そのためには、まずはイオンビームのビーム電流密度分布を計測する必要があ り、そのために図２に示すようなビーム電流密度分布計測装置が従来提案されて いる。

【０００４】 このビーム電流密度分布計測装置は、複数のコレクタ電極８、抵抗回路２２、 切換制御回路２６および表示装置３４等を備えている。

【０００５】 各コレクタ電極８は、イオンビーム２の照射領域に例えば十字状に配列されて おり、絶縁物１０、１２を介してコレクタ支持板１４に支持されている。各コレ クタ電極８の前方にはサプレッサ電極６が、更にその前方にはマスク４がそれぞ れ設けられており、それらの穴を通過したイオンビーム２が各コレクタ電極８に 入射する。マスク４およびコレクタ支持板１４は、共にベース板１６に取り付け られており、このベース板１６はイオンビーム２の全体のビーム電流Ｉ_B を計測 するビーム電流計測器２０が接続されたファラデー電位部２１に接続されている 。サプレッサ電極６は、イオンビーム２の入射に伴って各コレクタ電極８から発 生する二次電子を押し戻すためのものであり、サプレッサ電源１８から負電圧が 印加される。

【０００６】 抵抗回路２２は、各コレクタ電極８とファラデー電位部２１との間にそれぞれ 接続された複数の抵抗２４を有しており、イオンビーム２の入射に伴って各コレ クタ電極８に流れるビーム電流を電圧信号Ｓ_V にそれぞれ変換する。

【０００７】 切換制御回路２６は、抵抗回路２２の各抵抗２４に接続された複数のスイッチ ２８を有しており、制御回路３０の制御下で、抵抗回路２２からの各電圧信号Ｓ _V を択一的に切り換えて出力すると共にその切換位置を表す位置信号Ｓ_P を出力 する。３２は絶縁アンプである。

【０００８】 そしてこの位置信号Ｓ_P が表示装置（例えばオシロスコープ）３４の例えばＸ 軸端子に入力され、電圧信号Ｓ_V が例えばＹ軸端子に入力される。この表示装置 ３４は、入力された電圧信号Ｓ_V の大きさをその位置信号Ｓ_P に応じた位置に表 示する。従ってこの表示装置３４には、各コレクタ電極８の配列に対応した位置 に、そのコレクタ電極８で計測したイオンビーム２のビーム電流密度がそれぞれ 表示され、それによってイオンビーム２のビーム電流密度分布が表示される。こ れにより、イオンビーム２のビーム電流密度が適切であるか否か等を監視するこ とができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなビーム電流密度分布計測装置を長時間使用すると、イオンビーム ２によってスパッタされた物質等が、コレクタ電極８を支持している絶縁物、特 に内側の絶縁物１０の表面に付着して、コレクタ電極８とコレクタ支持板１４と の間の絶縁劣化が進行して行く。その進行速度は装置の運転状況（例えばイオン ビーム２のビーム量や照射時間等の違い）により一定ではない。

【００１０】 そしてこの絶縁劣化が進行すると、絶縁物１０の表面を伝ってコレクタ電極８ からコレクタ支持板１４へと流れるリーク電流Ｉ_R が増加し、そのぶん抵抗回路 ２２側へビーム電流が流れなくなるので、イオンビーム２のビーム電流密度分布 の測定に誤差が生じる。即ち、実際のビーム電流密度よりも少ないビーム電流密 度を測定することになり、またリーク電流のばらつきにより、分布も実際のもの とは違ったものとなる。これでは、上記表示装置３４においてイオンビーム２の ビーム電流密度分布の正しい判断ができなくなってしまう。

【００１１】 そこでこの考案は、上記のようなイオンビームのビーム電流密度分布を計測す るためのコレクタ電極を支持する絶縁物の絶縁劣化の進行具合をイオンビームの 入射中に常時監視することができるようにしたビーム電流密度分布計測装置を提 供することを主たる目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案のビーム電流密度分布計測装置は、前記コ レクタ支持板をファラデー電位部から絶縁して支持すると共に両者間を抵抗によ って接続し、更に、コレクタ支持板からこの抵抗を経由してファラデー電位部へ 流れるコレクタ支持板電流の前記抵抗回路からファラデー電位部へ流れる全コレ クタ電流に対する比率を求める比率演算回路と、この比率演算回路で求めた比率 を表示する表示器とを設けたことを特徴とする。

【００１３】 また、前記表示器の代わりに、前記比率演算回路で求めた比率を基準値と比較 して前者の方が大の場合に異常信号を出力する比較回路と、この比較回路から出 力される異常信号に応答して表示を行う第２の表示器とを設けても良い。

【００１４】

【作用】

上記構成によれば、イオンビームをコレクタ電極に入射させている場合、コレ クタ電極を支持する絶縁物の絶縁が劣化していない時はそこでのリーク電流はほ ぼ０であるのでコレクタ支持板電流もほぼ０であるが、当該絶縁物の絶縁が劣化 するにつれてそこでのリーク電流が増加しコレクタ支持板電流も増加する。そし てこのコレクタ支持板電流の全コレクタ電流に対する比率が比率演算回路によっ て求められる。

【００１５】 従って、この比率を表示器で表示することにより、各コレクタ電極を支持する 絶縁物の絶縁劣化の進行具合をイオンビームの入射中に常時監視することができ る。また、比率を表示する上記表示器の代わりに比較回路および第２の表示器を 設けておけば、上記比率が基準値より大になると第２の表示器において表示がな されるので、これによっても、各コレクタ電極を支持する絶縁物の絶縁劣化の進 行具合をイオンビームの入射中に常時監視することができる。

【００１６】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係るビーム電流密度分布計測装置を示す構成図 である。図２の従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下にお いては当該従来例との相違点を主に説明する。

【００１７】 この実施例においては、前述したコレクタ支持板１４を、ファラデー電位部２ １に接続されたベース板１６から絶縁物３６を介して支持している。そしてこの コレクタ支持板１４とファラデー電位部２１との間を抵抗３８によって接続して 、コレクタ支持板１４からこの抵抗３８を経由してファラデー電位部２１へ流れ るコレクタ支持板電流Ｉ_S を、この抵抗３８によって電圧Ｖ_S に変換するように している。

【００１８】 また、前述した抵抗回路２２と（より具体的にはその複数の抵抗２４の共通ラ インと）ファラデー電位部２１との間に抵抗４０を挿入して、抵抗回路２２から この抵抗４０を経由してファラデー電位部２１へ流れる全コレクタ電流Ｉ_T を、 この抵抗４０によって電圧Ｖ_T に変換するようにしている。この全コレクタ電流 Ｉ_T は、イオンビーム２の入射に伴って各コレクタ電極８に流れるビーム電流の 総和である。

【００１９】 更にこの実施例では、上記電圧Ｖ_S および電圧Ｖ_T に基づいて、コレクタ支持 板電流Ｉ_S の全コレクタ電流Ｉ_T に対する比率Ｒを求める比率演算回路４２と、 この比率演算回路４２で求めた比率Ｒをある基準値と比較して前者（即ち比率Ｒ ）の方が大の場合に異常信号Ｓ_A を出力する比較回路４４と、この比較回路４４ から出力される異常信号Ｓ_A に応答して表示を行う表示器４６を設けている。表 示器４６は例えばランプであるが、勿論それ以外の表示器でも良い。

【００２０】 動作を説明すると、イオンビーム２をコレクタ電極８に入射させている場合、 コレクタ電極８を支持する絶縁物１０の絶縁が劣化していない時はそこでのリー ク電流Ｉ_R はほぼ０であるのでコレクタ支持板電流Ｉ_S もほぼ０である（イオン ビーム２はマスク４により遮られてコレクタ支持板１４には当たらない）が、当 該絶縁物１０の絶縁が劣化するつれてそこでのリーク電流Ｉ_R が増加しコレクタ 支持板電流Ｉ_S も増加する。また、抵抗４０には全コレクタ電流Ｉ_T が流れてい る。なお、外側の絶縁物１２の汚れは通常はあまり起こらないが、仮にこの絶縁 物１２でのリーク電流が増加してもコレクタ支持板電流Ｉ_S が増加するので、絶 縁物１０の場合と同様に絶縁劣化を検出することができる。

【００２１】 そして、コレクタ支持板電流Ｉ_S の全コレクタ電流Ｉ_T に対する比率Ｒが、こ の実施例では電圧Ｖ_S およびＶ_T を用いて、比率演算回路４２によって求められ 、これが比較回路４４に入力される。比較回路４４では、入力された比率Ｒを基 準値と比較し、前者の方が大であれば異常信号Ｓ_A が出力され、これに応答して 表示器４６において表示がなされる。

【００２２】 このようにして、各コレクタ電極８を支持する絶縁物１０、更には絶縁物１２ の絶縁劣化の進行具合をイオンビーム２の入射中に常時監視することができる。 その結果、当該ビーム電流密度分布計測装置の計測の信頼性が向上する。また、 絶縁物１０の清掃等を含めたメンテナンスの必要性の有無も容易に判断すること ができる。

【００２３】 なお、上記比較回路４４および表示器４６を設ける代わりに、比率演算回路４ ２で求めた比率Ｒを表示する例えばメータのような表示器を設けても良く、その ようにすれば、各コレクタ電極８を支持する絶縁物１０、更には絶縁物１２の絶 縁劣化の進行具合を、上記実施例のようにオンオフ的にではなく連続的な値とし て、イオンビーム２の入射中に常時監視することができる。

【００２４】 また、上記例では、コレクタ支持板電流Ｉ_S および全コレクタ電流Ｉ_T を抵抗 ３８および４０を用いて一旦電圧Ｖ_S およびＶ_T に変換し、それらの比率を比率 演算回路４２において求めるようにしているが、両電流Ｉ_S およびＩ_T の比率を 電流の形のままで求めるようにしても良い。

【００２５】 また、前記コレクタ電極８の数や配置は任意であり、その数に応じて抵抗回路 ２２内の抵抗２４や切換制御回路２６内のスイッチ２８の数を決めれば良い。

【００２６】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、各コレクタ電極を支持する絶縁物の絶縁劣化 の進行具合をイオンビームの入射中に常時監視することができる。その結果、当 該ビーム電流密度分布計測装置の計測の信頼性が向上する。また、上記絶縁物の 清掃等を含めたメンテナンスの有無も容易に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例に係るビーム電流密度分
布計測装置を示す構成図である。

【図２】 従来のビーム電流密度分布計測装置の一例を
示す構成図である。

【符号の説明】

２ イオンビーム ８ コレクタ電極 １０，１２ 絶縁物 １４ コレクタ支持板 １６ ベース板 ２０ ビーム電流計測器 ２１ ファラデー電位部 ２２ 抵抗回路 ２６ 切換制御回路 ３４ 表示装置 ３６ 絶縁物 ４２ 比率演算回路 ４４ 比較回路 ４６ 表示器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオンビームの照射領域に設けられた複
   数のコレクタ電極と、このコレクタ電極を絶縁物を介し
   て支持するコレクタ支持板と、イオンビームの全体のビ
   ーム電流を計測するビーム電流計測器が接続されたファ
   ラデー電位部と前記各コレクタ電極との間にそれぞれ接
   続された複数の抵抗を有していて、各コレクタ電極に流
   れるビーム電流を電圧信号にそれぞれ変換する抵抗回路
   と、この抵抗回路からの各電圧信号を択一的に切り換え
   て出力すると共にその切換位置を表す位置信号を出力す
   る切換制御回路と、この切換制御回路から出力される電
   圧信号の大きさをその位置信号に応じた位置に表示する
   表示装置とを備えるビーム電流密度分布計測装置におい
   て、前記コレクタ支持板をファラデー電位部から絶縁し
   て支持すると共に両者間を抵抗によって接続し、更に、
   コレクタ支持板からこの抵抗を経由してファラデー電位
   部へ流れるコレクタ支持板電流の前記抵抗回路からファ
   ラデー電位部へ流れる全コレクタ電流に対する比率を求
   める比率演算回路と、この比率演算回路で求めた比率を
   表示する表示器とを設けたことを特徴とするビーム電流
   密度分布計測装置。
2. 【請求項２】 前記表示器の代わりに、前記比率演算回
   路で求めた比率を基準値と比較して前者の方が大の場合
   に異常信号を出力する比較回路と、この比較回路から出
   力される異常信号に応答して表示を行う第２の表示器と
   を設けた請求項１記載のビーム電流密度分布計測装置。