JPH0594943U - 照射分布計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 イオンビーム１とエレクトロンシャワー３と
を検知する複数のビームコレクタ５と、上記各ビームコ
レクタ５で検知した電流値を基にしてイオンビーム１と
エレクトロンシャワー３との照射分布を計測する計測手
段と、上記イオンビーム１によってビームコレクタ５か
ら放出される２次電子９のビームコレクタ５外への漏洩
をビームコレクタ５に正電圧を印加させることによって
防止する直流電源７とを有している。 【効果】 ビームコレクタ５に正電圧を印加させている
ため、イオンビーム１によってビームコレクタ５から放
出される２次電子９がビームコレクタ５外へ漏洩するこ
とを防止できる。また、ビームコレクタ５の正電圧がエ
レクトロンシャワー３のビームコレクタ５への流入を遮
ることもない。よって、イオンビーム１とエレクトロン
シャワー３との照射分布を高精度に計測することができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、イオンビームとエレクトロンシャワーとの照射分布を計測する照射 分布計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

イオン注入装置は、イオンビームを用いることによって、所要の不純物イオン をイオン照射対象物へ任意の量、任意の深さに制御性良く注入できることから、 例えば半導体への不純物の注入や新素材の研究開発等の用途に多用されている。 上記のイオン注入装置に使用されるイオンビームは、通常、照射分布計測装置を 用いたビーム電流の測定により照射量およびビームプロファイルが計測されるよ うになっているが、これらの照射量およびビームプロファイルは、イオン照射対 象物の物性に大きな影響を与えるため、イオン照射対象物の各部において高精度 に計測できることが望まれている。

【０００３】 従って、従来の照射分布計測装置は、図２に示すように、複数のビーム通過孔 ５１ａ…が形成されたビームキャッチ板５１と、ビーム通過孔５１ａ…に対応し た通過孔５３ａ…を有したサプレッサー板５３と、ビーム電流を検出するビーム コレクタ５２…とをイオンビーム５４の進行方向に対してこの順に有しており、 サプレッサー板５３に負電圧を印加させることによって、サプレッサー板５３に よりビームコレクタ５２…の開口部の前方に電位障壁を形成させるようになって いる。

【０００４】 これにより、従来の照射分布計測装置は、イオンビーム５４がビームコレクタ ５２…に衝突した際に放出される２次電子５５…がビームコレクタ５２…外へ漏 洩することを防止できるようになっていると共に、ビームコレクタ５２…外の電 子がビームコレクタ５２…内に侵入することを防止できるようになっている。そ して、これらの電子の漏洩および侵入の防止は、各ビームコレクタ５２…におい てビーム電流を高精度に測定させることを可能にし、ひいてはイオンビーム５４ の照射分布を高精度に計測することを可能にさせている。

【０００５】 ところで、近年におけるイオン注入装置は、イオン照射対象物がイオンビーム ５４により正極性に過度に帯電されることによるチャージアップを防止するため 、シャワー状の２次電子からなるエレクトロンシャワー５６をイオン照射対象物 に照射させることにより正極性の帯電を中性化させる場合が多くなっている。従 って、照射分布計測装置は、エレクトロンシャワー５６による中性化をイオン照 射対象物の全面において確実に行なわせるため、イオンビーム５４とエレクトロ ンシャワー５６とのイオン照射対象物への照射分布を計測できることが望まれて いる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来の照射分布計測装置では、サプレッサー板５３が負の電位障壁 を形成しているため、負電位のエレクトロンシャワー５６がビームコレクタ５２ …に流入する前に、サプレッサー板５３によって進行が遮られることになる。従 って、従来の照射分布計測装置では、イオンビーム５４とエレクトロンシャワー ５６との照射分布を高精度に計測することができないため、例えば中性化が不十 分になったり、或いは過剰なエレクトロンシャワー５６の照射による負のチャー ジアップを招来するという問題がある。

【０００７】 従って、本考案においては、イオンビーム５４とエレクトロンシャワー５６と の照射分布を高精度に計測することができる照射分布計測装置を提供することを 目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の照射分布計測装置は、上記課題を解決するために、イオンビームとエ レクトロンシャワーとを検知する複数のビームコレクタと、上記イオンビームに よってビームコレクタから放出される２次電子のビームコレクタ外への漏洩を防 止する２次電子漏洩防止手段と、上記各ビームコレクタで検知した電流値を基に してイオンビームとエレクトロンシャワーとの照射分布を計測する計測手段とを 有するものであり、下記の特徴を有している。

【０００９】 即ち、上記２次電子漏洩防止手段は、上記ビームコレクタに正電圧を印加させ ることによって、２次電子のビームコレクタ外への漏洩を防止する電源手段であ ることを特徴としている。

【００１０】

【作用】

上記の構成によれば、電源手段がビームコレクタに正電圧を印加させているた め、イオンビームによってビームコレクタから放出される２次電子がビームコレ クタに帰還することになり、２次電子のビームコレクタ外への漏洩が防止される ことになる。また、ビームコレクタに印加された正電圧は、エレクトロンシャワ ーの流入を遮ることもない。従って、この照射分布計測装置は、イオンビームと エレクトロンシャワーとの照射分布を高精度に計測することができることになる 。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例を図１に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１２】 本実施例に係る照射分布計測装置は、２次電子からなるエレクトロンシャワー を生成するイオンビーム中性化装置を備えたイオン注入装置において好適に使用 されるようになっている。尚、イオンビーム中性化装置は、例えばフィラメント 電流により発熱するフィラメントをニュートラルカップに形成された通過孔の側 方に配設し、フィラメントから放出された熱電子を通過孔を介してニュートラル カップ内に導入し、ニュートラルカップの内壁面に衝突させることによって２次 電子を放出させ、この２次電子をイオン照射対象物にシャワー状に照射させるも のである。

【００１３】 上記のイオンビーム中性化装置によって生成されたエレクトロンシャワーおよ びイオンビームは、本実施例に係る照射分布計測装置によってシャワー量および ビーム量の分布状態（照射分布）が計測されるようになっている。この照射分布 計測装置は、図１に示すように、平板状のビームキャッチ板２を有している。ビ ームキャッチ板２は、回転と共に往復並進移動するイオン照射対象物を保持する ディスクの背面側に設けられており、ディスクがエレクトロンシャワー３および イオンビーム１の通過経路から退避した際に、エレクトロンシャワー３およびイ オンビーム１が照射されるようになっている。

【００１４】 上記のビームキャッチ板２は、エレクトロンシャワー３およびイオンビーム１ の進行方向に対して垂直に配設された照射面２ａを有しており、この照射面２ａ には、エレクトロンシャワー３およびイオンビーム１を通過させるビーム通過孔 ２ｂ…が例えば７ｍｍピッチで１７行１７列の方形状に等間隔で形成されている 。

【００１５】 また、照射分布計測装置は、上記のビーム通過孔２ｂ…を通過したエレクトロ ンシャワー３およびイオンビーム１の照射量に応じた測定出力を発生する照射量 測定部４…を有している。各照射量測定部４…は、ビームキャッチ板２のビーム 通過孔２ｂ…に開口部が対向するように配設され、エレクトロンシャワー３およ びイオンビーム１の照射によってその電流を検知するビームコレクタ５…と、ビ ームコレクタ５…で検知した電流値を電圧に変換して測定出力とする抵抗器６… とからなっている。そして、これらの照射量測定部４…は、各々にアドレスＮｏ ．が付されており、このアドレスＮｏ．によってシャワー量およびビーム量の分 布状態（照射分布）を把握させるようになっている。

【００１６】 上記の照射量測定部４…は、直流電源７の正極側に接続されており、この直流 電源７によって正電圧が印加されるようになっている。そして、ビームコレクタ ５…に印加された正電圧は、イオンビーム１が照射された際に放出される２次電 子９…がビームコレクタ５…外へ漏洩することを防止するようになっている。ま た、直流電源７の負極側は、電流計８に接続されており、この電流計８は、上述 のビームキャッチ板２にも接続されることによって、エレクトロンシャワー３お よびイオンビーム１の全シャワー量および全ビーム量を測定するようになってい る。

【００１７】 上記の照射量測定部４…は、図示しない計測手段に接続されている。この計測 手段は、例えば照射量測定部４…を順次切り替えるスイッチング部と、スイッチ ング部によって選択されたアドレスＮｏ．の照射量測定部４から得られた測定出 力を所定の増幅率で増幅する増幅部と、測定出力のアナログ値をデジタル値に変 換して測定データ信号を出力するＡＤ変換部と、この測定データ信号を情報処理 する情報処理部と、情報処理によって得られたシャワー量やビーム量の分布状態 等を画面表示する表示部とを有している。

【００１８】 上記の構成において、照射分布計測装置の動作について説明する。

【００１９】 先ず、拡散したい不純物がイオン源によってイオン化され、引出電源により引 き出されたこの不純物イオンが質量分析器によって選択的に取り出されて特定の イオン種からなるイオンビーム１となり、ビームキャッチ板２方向に進行するこ とになる。次に、イオンビーム中性化装置によって２次電子からなるエレクトロ ンシャワー３が生成されることになり、このエレクトロンシャワー３も、イオン ビーム１の流れに従ってビームキャッチ板２方向に進行することになる。

【００２０】 上記のイオンビーム１およびエレクトロンシャワー３は、ビームキャッチ板２ のビーム通過孔２ｂ…を通過してビームコレクタ５…方向に進行することになる 。この際、ビームコレクタ５…には、直流電源７によって正電圧が印加されてい るが、このビームコレクタ５…は、イオンビーム１にとってビームコレクタ５… への到達が遮られる程の電位障壁となることがなく、また、負電圧を有するエレ クトロンシャワー３にとっても全く電位障壁となることがない。従って、イオン ビーム１およびエレクトロンシャワー３は、ビームコレクタ５…に流入すること になる。

【００２１】 上記のイオンビーム１は、ビームコレクタ５…に到達することによって、ビー ムコレクタ５…にビーム量に応じた電流を検知させることになると共に、計測誤 差の原因となる２次電子９…の放出を生じさせることになる。ところが、上記の ２次電子９…は、ビームコレクタ５…が直流電源７によって正電圧に印加されて いるため、放出された元のビームコレクタ５…に帰還することになり、ビームコ レクタ５…から生じたビーム電流は、イオンビーム１のビーム量に高精度に対応 したものになる。また、エレクトロンシャワー３は、ビームコレクタ５…に到達 することによって、ビームコレクタ５…にシャワー量に応じた電流をイオンビー ム１によって生じた電流とは逆方向に生じるさせることになる。

【００２２】 上記のビームコレクタ５…によって生じたイオンビーム１およびエレクトロン シャワー３の電流は、抵抗器６…を流れることによって電流量に応じた電圧を生 じさせることになる。そして、これらの電圧は、測定出力として図示しない計測 手段に順次取り込まれることによって、イオンビーム１とエレクトロンシャワー ３との照射分布の計測に使用されることになる。

【００２３】 このように、本実施例の照射分布計測装置は、ビームコレクタ５…に正電圧を 印加させているため、イオンビーム１の照射によってビームコレクタ５…から放 出される２次電子９…がビームコレクタ５…外へ漏洩することを防止できるよう になっている。また、ビームコレクタ５…に印加された正電圧は、エレクトロン シャワー３が負電荷であるため、エレクトロンシャワー３のビームコレクタ５… への流入を遮ることもない。従って、この照射分布計測装置は、イオンビーム１ とエレクトロンシャワー３との照射分布を高精度に計測することができるように なっている。

【００２４】

【考案の効果】

本考案の照射分布計測装置は、以上のように、イオンビームとエレクトロンシ ャワーとを検知する複数のビームコレクタと、上記イオンビームによってビーム コレクタから放出される２次電子のビームコレクタ外への漏洩を防止する２次電 子漏洩防止手段と、上記各ビームコレクタで検知した電流値を基にしてイオンビ ームとエレクトロンシャワーとの照射分布を計測する計測手段とを有しており、 上記２次電子漏洩防止手段が、上記ビームコレクタに正電圧を印加させる電源手 段である構成である。

【００２５】 これにより、ビームコレクタに正電圧を印加させているため、イオンビームに よってビームコレクタから放出される２次電子がビームコレクタ外へ漏洩するこ とを防止できる。また、ビームコレクタの正電圧がエレクトロンシャワーのビー ムコレクタへの流入を遮ることもない。よって、イオンビームとエレクトロンシ ャワーとの照射分布を高精度に計測することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の照射分布計測装置の概略構成図であ
る。

【図２】従来例を示すものであり、照射分布計測装置の
概略構成図である。

【符号の説明】

１ イオンビーム ２ ビームキャッチ板 ３ エレクトロンシャワー ４ 照射量測定部 ５ ビームコレクタ ６ 抵抗器 ７ 直流電源（電源手段） ８ 電流計 ９ ２次電子

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/265

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】イオンビームとエレクトロンシャワーとを
   検知する複数のビームコレクタと、上記イオンビームに
   よってビームコレクタから放出される２次電子のビーム
   コレクタ外への漏洩を防止する２次電子漏洩防止手段
   と、上記各ビームコレクタで検知した電流値を基にして
   イオンビームとエレクトロンシャワーとの照射分布を計
   測する計測手段とを有する照射分布計測装置において、 上記２次電子漏洩防止手段は、上記ビームコレクタに正
   電圧を印加させる電源手段であることを特徴とする照射
   分布計測装置。