JPH08111197A - クラスタービームの強度とクラスターサイズ 分布の測定方法 - Google Patents
クラスタービームの強度とクラスターサイズ 分布の測定方法Info
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- JPH08111197A JPH08111197A JP24441494A JP24441494A JPH08111197A JP H08111197 A JPH08111197 A JP H08111197A JP 24441494 A JP24441494 A JP 24441494A JP 24441494 A JP24441494 A JP 24441494A JP H08111197 A JPH08111197 A JP H08111197A
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Abstract
スタービームの放射軸上に可動式の電離真空計（４）
と、メッシュ状の減速電界電極（７）並びにファラデー
カップ（８）とを配置し、クラスターイオンビームを固
体表面に照射中にクラスタービームの強度とクラスター
サイズを測定する。 【効果】 クラスターイオンビームの状態を実際の照射
環境で随時確認することが可能となる。
Description
ーム（ＩＣＢ）照射装置内におけるガスクラスタービー
ムの強度とクラスターサイズ分布の計測方法に関するも
のである。さらに詳しくは、この発明は、半導体、その
他電子デバイス等の表面清浄化や、イオン注入による表
面改質等に有用な、クラスターイオンビームのビームの
強度とクラスターサイズ分布の計測を簡便、かつ正確に
可能とする新しい計測方法に関するものである。
ビーム（ＩＣＢ）装置の動作を確認するためにはクラス
タービームの強度とクラスターサイズの計測が必要であ
ると考えられてきたが、実際上は、クラスターイオンビ
ームを固体表面に照射しながらこれらの特性等を計測す
ることはできなかった。これがクラスターイオンビーム
を用いてイオン注入による表面改質プロセス等にとって
大きな課題となっていた。
おいては、安定したイオンビームの照射が表面改質の優
劣を決定づけることから、クラスタービームの発生をそ
の強度として簡単に随時確認できることと、クラスター
のサイズ分布の観測を簡単に随時測定することのできる
方法が必要とされていた。この発明は、以上の通りの事
情に鑑みてなされたものであり、イオンビーム照射中に
クラスタービームの強度とそのクラスターサイズの計測
を簡便、かつ正確に随時行うことのできる新しい測定方
法を提供することを目的としている。
を解決するものとして、塊状原子集団または分子集団で
あるクラスターに電子を照射して生成させたクラスター
イオンビームの照射において、ノズルからガスを噴出さ
せて形成したクラスタービームの放射軸上に可動式の電
離真空計を配置してクラスタービームの強度を測定する
ことを特徴とするクラスターイオンビームのクラスター
ビーム強度計測方法を提供する。
子集団であるクラスターに電子を照射して生成させたク
ラスターイオンビームの照射において、ビームの放射軸
上に、メッシュ状減速電界電極とファラデーカップとを
配置してクラスタービームのサイズを測定することを特
徴とするクラスターイオンビームのクラスターサイズ測
定方法をも提供する。
ついて、その進行方向の軸上に電離真空計を配置し、こ
の電離真空計によってクラスタービームの強度を測定す
る。また、その進行方向の軸上にメッシュ状の減速電界
電極とファラデーカップとを配置することで、クラスタ
ーサイズを測定する。
ムとしては、この発明の発明者が新たに提案した常温で
気体状の物質からなるガスクラスターの強度とそのサイ
ズの測定が精度良く、簡便な手段によって可能となる。
この場合の気体状物質としては、Ａｒ（アルゴン）、Ｈ
ｅ（ヘリウム）等の希ガス、ＣＯ2 、Ｎ2 等のガス、あ
るいは炭化水素やその化合物、ハロゲンあるいはその化
合物等の各種のものが対象となる。通常は、これらのガ
スによるクラスタービームは、ノズルから断熱膨張によ
りクラスターを生成させ、スキマーによって整形してビ
ーム状とすることにより生成させることができる。
明のクラスタービームの強度及びクラスターサイズ分布
の測定方法について説明する。
ンビーム照射装置におけるクラスタービームの強度とク
ラスターサイズ分布の測定のための構成について示した
概略図である。この図に沿ってこの発明のクラスタービ
ームの強度測定方法について説明すると、まず常温で気
体状のガスをボンベ等のガスソースより導入部（１）を
通して所要のガス圧で導入する。導入したガスは導入部
（１）の先端に設けられたノズル（２）から噴射する。
この時断熱膨張したガスは一部がクラスターとなり、ス
キマー（３）によって塊状のクラスターからなるビーム
となる。
上には、電離真空計（４）を設置し、導体線によって外
部の計測器と接続する。これによりクラスタービームの
強度の変化を計測する。また、可動機構（５）としては
伸縮式のステンレス製蛇腹を使用し、クラスタービーム
強度を計測しない時には、ビームの軸上から電離真空計
（４）を移動することができる。この可動機構（５）
は、回転式など他の方法によっても実現できる。さら
に、可動機構（５）を遠隔操作によって自動的に作動す
る機能を持たせることも可能である。
て生成したクラスタービームはイオン化部（６）によっ
て電子照射されて加速されガスクラスターイオンビーム
になり、メッシュ状の減速電界電極（７）によってクラ
スターサイズが所定のサイズ範囲のものに分離され、フ
ァラデーカップ（８）によってクラスターイオンビーム
中のイオン数を計測する。
プ（８）に衝突することにより発生する２次電子の飛び
出しを防ぎ測定精度を向上させるために、減速電界電極
（７）とファラデーカップ（８）の間に、２次電子抑制
電極（９）を配置する。減速電界電極（７）、ファラデ
ーカップ（８）、２次電子抑制電極（９）は導体線によ
って真空装置外部の計測器または電源と接続されてい
る。ファラデーカップ（８）には可動機構（１０）を設
けており、これは伸縮式のステンレス製蛇腹を使用して
いる。この可動機構（１０）によって、ファラデーカッ
プ（８）は、イオンビームを計測しない時には、ビーム
の軸上から計測器を移動することができる。この可動機
構（１０）は、回転式など他の方法によっても実現でき
る。さらに、この可動機構（１０）を遠隔操作によって
自動的に作動する機能を持たせることも可能である。
イオンビームの強度とクラスターサイズの測定装置を用
いて、測定した結果を例示したものである。まず図２
は、ガス供給圧力を０気圧から５．０気圧まで変化させ
て測定したＡｒ（アルゴン）ガスクラスタービームの強
度分布を示している。ノズルとしては、内径０．１８ｍ
ｍ、発散部の長さ３２ｍｍを用いた場合、ガス供給圧力
が２．０気圧以上でクラスタービームの強度に急激な増
加が見られ、クラスタービームが形成されていることが
わかる。Ａｒガス圧が約３．５気圧の時に、最大値とし
て、約４．３×１０-4Ｔｏｒｒのゲージ圧、すなわち、
１．４×１０7 （ｍｏｌｅｓ／ｃｍ2 ・Ｓ）のクラスタ
ービーム強度が得られていることがわかる。
ズを測定した減速電界スペクトルの結果を示したもので
ある。ここでは、ＣＯ2 のガス供給圧力を４気圧、イオ
ン化電子電圧Ｖｅを１００Ｖとし、加速電極電圧Ｖａを
１ｋＶと１０ｋＶにした場合で計測している。図３の横
軸は加速電極電位と減速電極電位との電位差を表わして
おり、縦軸は、イオン電流密度を示している。減速電極
電位を増加させることによって、イオン電流密度が減少
し、電位差０Ｖの点で単分子イオンのカットオフ点がみ
られる。ＣＯ2 イオンの場合、１分子あたりのエネルギ
ーは０．０９５ｅＶであるから、電位差をこの値で除す
ることによりクラスターサイズを測定することができ
る。
おり、クラスターイオンビーム照射装置内で、クラスタ
ーイオンビームを固体表面に照射中であっても、クラス
タービームの強度とそのクラスターサイズを随時簡便
に、かつ精度良く監視、測定することが可能となる。
ーサイズ分布の測定のための装置構成を例示した断面構
成図である。
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項１】 原子集団または分子集団であるクラスタ
ーに電子を照射して生成させたクラスターイオンビーム
の照射において、ノズルからガスを噴出させて形成した
クラスタービームの放射軸上に可動式の電離真空計を配
置してクラスタービームの強度を測定することを特徴と
するクラスターイオンビームのクラスタービーム強度計
測方法。 - 【請求項２】 塊状原子集団または分子集団であるクラ
スターに電子を照射して生成させたクラスターイオンビ
ームの照射において、ビームの放射軸上に、メッシュ状
減速電界電極とファラデーカップとを配置してクラスタ
ービームのサイズを測定することを特徴とするクラスタ
ーイオンビームのクラスターサイズ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24441494A JP3569323B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | クラスタービームの強度とクラスターサイズ 分布の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24441494A JP3569323B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | クラスタービームの強度とクラスターサイズ 分布の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111197A true JPH08111197A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3569323B2 JP3569323B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=17118315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24441494A Expired - Lifetime JP3569323B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | クラスタービームの強度とクラスターサイズ 分布の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3569323B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1066721A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Showa Gomme Kk | ガスクラスターイオンビームによる医療用物品の表面 処理方法 |
| KR100751986B1 (ko) * | 1999-12-06 | 2007-08-28 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 플라즈마 도핑 시스템용 도즈 모니터 |
| JP2010225442A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Canon Inc | ガスクラスターイオンビーム照射装置 |
| JP2010251131A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 固体表面の加工方法及びその装置 |
| JP2011018653A (ja) * | 2002-09-23 | 2011-01-27 | Tel Epion Inc | 通気型ファラデーカップ、ガスクラスタイオンビーム処理システム及び方法 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24441494A patent/JP3569323B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1066721A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Showa Gomme Kk | ガスクラスターイオンビームによる医療用物品の表面 処理方法 |
| KR100751986B1 (ko) * | 1999-12-06 | 2007-08-28 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 플라즈마 도핑 시스템용 도즈 모니터 |
| JP2011018653A (ja) * | 2002-09-23 | 2011-01-27 | Tel Epion Inc | 通気型ファラデーカップ、ガスクラスタイオンビーム処理システム及び方法 |
| JP2010225442A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Canon Inc | ガスクラスターイオンビーム照射装置 |
| JP2010251131A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 固体表面の加工方法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3569323B2 (ja) | 2004-09-22 |
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