JPH0412446A - イオンビーム照射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオンビーム照射装置に関する。

〔従来の技術〕

イオンビームを照射して、半導体基板等を加工したり又
は物質の材質分析等を行う装置が種々知られている。例
えば、二次イオン質二分析計等では、分析すべき物体に
イオンビームを走査し、そ物体から生しる２次イオンを
検査分析することにより物体の材質分析を行っている。

そして、このようなイオンビームを照射する際、電場を
かえることにより、イオンビームはある所定の方向（第
１の方向）に走査され、かつこの第１の方向に対して垂
直な方向（第２の方向）に電場を一定の割合で変化させ
つつ、対象物にイオンビームを照射していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のイオンビーム照射を行う装置では、物体に対して
斜めにイオンビームを照射しているため、イオンビーム
の走査が開始位置から遠ざかるに従って、イオンビーム
の単位面積当たりのイオン照射量が少なくなり、一定の
速度で照射していたのでは均一なイオンビーム照射を行
うことができない。そのため、特にスパッタリングを伴
う分析では、従来のように第２の方向に一定の速度でイ
オンビームを走査していたのでは、第１の方向において
均一にスパッタリングされず、物体の深さ方向の分析を
行う場合には、所望の分析を行うことができなかった。

本発明は上記課題を解決するイオンビーム照射装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のイオンビーム照射装置では、対象物に対して斜
め方向にイオンビームを照射し走査するイオンビーム照
射装置であって、イオンビームを第１の方向に走査する
第１走査手段と、イオンビームを前記第１の方向に対し
て直交する方向に走査する第２走査手段と、イオンビー
ム照射中、前記第２走査手段の走査速度を制御し、照射
される領域において単位面積当たりのイオン数を一定に
する制御手段を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のイオンビーム照射装置では、第１の方向に対し
て垂直な方向での走査速度を制御している。そのため、
この走査速度を制御することによりイオンビームをある
領域に対して所望の量だけ照射できる。これにより、対
象物のいづれの場所においても単位面積当たりに照射さ
れるイオン数を一定にすることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。

第１図は本発明に従うイオン照射装置を利用した二次イ
オン質量分析装置の一実施例の基本構成を示す。

第１図に示すように、本実施例の二次イオン質量分析装
置は、分析すべき試料１を置くステージ２と、試料１に
対して照射すべきイオンを発生するイオン源３と、イオ
ン源３から発生したイオンビームを試料１上でスキャン
するビーム走査部４と、試料１へのイオンビーム照射に
より生じるイオン等を検出する検出部５とを備えている
。そして、イオンビーム走査部４には、イオンビームを
第１の方向Ｘ及びこの第１の方向に対して垂直方向Ｙ（
以下節２の方向Ｙという）に走査するための走査制御部
６が接続されている。

そして、第１図に示すように、イオン源３及びビーム走
査部４はイオンビームＡを試料１に対して斜めに入射す
るように配置されている。これはイオンビームの試料１
への照射により生じるイオン等の検出を容易にするため
である。

また、ビーム走査部４には、イオン源３より入射したイ
オンを加速する加速する加速機構（図示せず）と、更に
第１（第１図においてＸ方向）及び第２の方向（第１図
においてＹ方向）にそれぞれ走査する第１走査機構８及
び第２走査機構９．が設けられている。

また走査制御部６はビーム走査部４内の第１走査機構８
及び第２走査機構９に接続され、これらを制御して、イ
オンビームの第１及び第２の方向の走査速度を制御して
いる。

次に第２図を用いて、イオンビームの走査制御について
説明する。

ビーム走査部４より出射したイオンビームＡは試料１上
を第２図の矢印に示すようにスキャンをしていく。この
スキャンにおいて、第２図に示すように、イオンビーム
の試料への入射角θが小さくなる。そこで、θの角度が
小さくなるにつれて第２の方向（Ｙ方向）での走査速度
が小さくなるようにイオンビームの走査速度を制御する
。これは、イオンビーム入射角θが小さくなるに伴い、
イオンビームを照射される領域内での単位面積当たりの
照射されるイオン数が少なくなるため、第２の方向（Ｙ
方向）での走査速度を小さくし、イオンビームの単位面
積当たりのイオン数を一定に保っている。この第２の方
向（Ｙ方向）における走査速度は、コンピュータ等てシ
ュミレーションしてもよいし、また、実際の実験を繰返
し、その結果より、走査速度を決定し、走査制御部をく
どうするようにしてもよい。

上記実施例のようなイオンビーム照射装置を使用するこ
とにより、特にスパッタリングを行いつつ分析を行う測
定装置では、スパッタリングが均一に行われ、その結果
、深さ方向における分析が精度よく行うことかできる。

これは、単位面積辺りのイオン数が一定であるため、ス
パッタリングによりエツチングされる量が、対象物のど
の位置においても一定となり、その結果、均一にエツチ
ングされる為である。

また、その他のイオンビームを利用する分析装置及び加
工装置等においても、試料または対象に対して均一なイ
オンビームの照射が可能になり、精度の高い分析測定や
、高品質の加工等が実現できる。

本発明は上記実施例に限定されず種々の変形例が考えら
れ得る。

具体的には、上記実施例では、第２の方向において走査
速度を変えているが、第２の方向での走査速度を一定に
して、第１の方向での走査速度、すなわち−回毎の移動
量を変え、イオンビームの重なり回数をかえることによ
り、単位面積当たりのイオン数を変えるようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明のイオンビーム照射装置では、先に説明したよう
に、対象物に対して単位面積当たり一定のイオン数を照
射することができる。その結果、このイオンビーム照射
装置をイオンビームを利用する分析機又は加工機等に使
用することにより、高精度な分析又高品質な加工が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う一実施例である二次イオン質量分
析装置の基本構成を示す図、第２図は本発明におけるイ
オンビームの走査方法を説明する図である。 １・・試料、２・・・ステージ、３・・・イオン源、４
・・・ビーム走査部、５・・・検出部、６・・・走査制
御部、８・・・第１走査機構、９・・・第２走査機構。 構　戊 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象物に対して斜め方向にイオンビームを照射し、
   走査するイオンビーム照射装置において、 前記イオンビームを第１の方向に走査する第１走査手段
   と、 前記イオンビームを前記第１の方向に対して直交する方
   向に走査する第２走査手段と、 イオンビーム照射中、前記第２走査手段の走査速度を制
   御し、照射される領域の単位面積当たりのイオン数を一
   定にする制御手段を備えたイオンビーム照射装置。