JPH065661Y2 - 電流密度分布測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はイオン照射装置などで使用される電流密度分
布測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ウェハー(waf
er)にイオンビームを照射し、イオンビームエッチング
を行う工程がある。

第５図はこのようなイオンビームエッチングを行うため
のイオン照射装置の構成の概略を示す断面図で、図にお
いて(1)はイオン源、(2)は絶縁物、(3)は試料台、(4)は
試料となるウェハーを示す。イオンビームエッチング
は、試料台(3)にウェハー(4)を設置し、イオン源(1)で
プラズマを発生させてイオンビームを照射することによ
り行う。

また品質の良いエッチングを行うためには、ウェハー
(4)全体に均一にイオンビームが照射されなければなら
ず、そのためイオンビームの電流密度分布を測定して、
イオンビームが均一に照射されているか否かを監視して
おく必要がある。このため従来のイオン照射装置では、
ビームシャッター(5)，電流値を検知するファラデーカ
ップ(6)，このファラデーカップ(6)を駆動する駆動機構
(7)，電流値を読み取る電流計(8)で構成される、電流密
度分布測定装置を備え、イオンビームの電流密度分布を
測定している。

次に従来の電流密度分布測定装置の動作について説明す
る。電流密度分布を測定するためには、照射されるイオ
ンビームの照射方向をＺ方向とした場合、Ｚ方向の所定
の位置で、このＺ方向に垂直なＸ−Ｙ平面（第５図でい
えば一点鎖線ａ−ａ′で仕切られた平面）における所定
の測定点で、イオンビームの電流値をそれぞれ検出器す
る必要がある。

そのため第６図に示すように、駆動機構(7)を用いてフ
ァラデーカップ(6)をＸ方向ならびにＹ方向で順次駆動
させて、それぞれの測定点における電流値を検出し、電
流計(8)を用いてそれぞれの電流値を各測定点ごとに読
み取って、調整機構（図示せず）を用いて電流密度分布
が均一になるようにイオン源(1)を調整している。

［考案が解決しようとする課題］ 上記のような従来の電流密度分布測定装置では以上のよ
うに構成され動作するので、電流密度分布を均一にする
ためには、各測定点ごとに電流値を読み取って調整しな
ければならず、その作業に多くの時間と労力とが必要に
なるという問題点があった。

この考案はかかる課題を解決するためになされたもの
で、電流密度分布の不均一が一目でわかり、調整を容易
に行わさせることができ、且つ調整機構と連動させて自
動調整を行うことも容易にできる電流密度分布測定装置
を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この考案にかかる電流密度分布測定装置は、複数個のフ
ァラデーカップを所定間隔を置いて取り付けたカップホ
ルダと、このカップホルダをＸ−Ｙ平面で所定方向に駆
動させる駆動装置と、複数個のファラデーカップそれぞ
れで検知した電流値をそれぞれ近接して累積表示する電
流表示装置とを備えることとしたものである。

［作用］ この考案においては、複数個のファラデーカップを所定
間隔を置いて取り付けたカップホルダと、このカップホ
ルダをＸ−Ｙ平面で所定方向に駆動させる駆動装置と、
複数個のファラデーカップそれぞれで検知した電流値を
それぞれ近接して累積表示する電流表示装置とを備える
こととしたので、電流分布の不均一を一目で視認するこ
とができ、且つ容易に自動調整を行わさせることが可能
となる。

［実施例］ 以下、この考案の実施例について説明する。第１図はこ
の考案の一実施例であるカップホルダの構成を示す図
で、第１図に示すようにカップホルダ(9)は複数個のフ
ァラデーカップ(6)を備えており、点線の矢印に示すよ
うに駆動機構（図示せず）によって駆動するようになっ
ている。従ってＸ方向，Ｙ方向それぞれのカップホルダ
(9)は、イオンビームが照射されるエリアに出し入れす
るだけで、各ファラデーカップ(6)が取り付けられた位
置（この位置が測定点となる）の電流値を一度に検出す
ることができる。

第２図は電流表示装置の一実施例を示す図で、この電流
表示装置(10)は複数個のファラデーカップ(6)それぞれ
に対応した電流値を、それぞれ近接して累積表示できる
ようにしたものであり、この実施例では発光ダイオード
(11)を並べて、各ファラデーカップ(6)が検出するビー
ム電流量に対応させて発光ダイオード(11)を発光させ、
累積表示するようにしたものあり、横軸はビーム位置を
示し、縦軸は電流密度を示す。

従って、それぞれの縦軸で発光ダイオード(11)が発光し
ているピーク値を一目で視認することができ、このピー
ク値が平行でなければ電流分布の不均一が生じているこ
とになり、このピーク値が平行になるように調整機構
（図示せず）を用いてイオン源(1)を調整するだけで、
電流密度分布を均一にすることができ、従来の装置のよ
うに、いちいちファラデーカップ(6)を移動させながら
電流値を読み取って行くという作業を全く省略すること
ができる。

また各ピーク値の平均値を算出して、この平均値からの
ズレを検出することにより、イオン源(1)を調整する調
整機構と連動させてフィードバック制御を行わさせるこ
とにより、容易に自動調整を行うことができるようにな
る。

第３図はカップホルダ(9)の他の実施例を示す図で、こ
の実施例では１つのカップホルダ(9)をイオンビームの
照射領域に入れてから回転させるようにしたものであ
り、Ｘ方向，Ｙ方向に限定されることなく、１つのカッ
プホルダ(9)でＸ−Ｙ平面の所望の方向を測定すること
ができる。

第４図は電流表示装置(10)の他の実施例を示す図で、こ
の電流表示装置(10)は電流値の表示値を変換できるよう
に、ディジタル数値表示器(12)を用いて、このディジタ
ル数値表示器(12)により表示する電流値のスケールの変
更を容易に行うことができるよにしたものである。また
横軸で示すファラデーカップ(6)の取り付け位置の表示
にもディジタル数値表示器(13)を用いることにより、カ
ップホルダ(9)の駆動位置と連動したファラデーカップ
(6)の取り付け位置を適宜表示することができるように
なる。

なお上記実施例では、カップホルダ(9)に取り付けるフ
ァラデーカップ(6)を５個としているが、この数は限定
されるものではなく、また上記実施例では電流表示装置
(10)を発光ダイオード(11)を並べて構成することとして
いるが、これに限らず、各ファラデーカップ(6)からの
電流値を近接して累積表示できるものであれば、同様に
実施することができる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したように、簡単な構成で、電流分
布の不均一を一目で視認することができ、その調整を容
易に行わせしめ、且つ容易に自動調整を行う装置とする
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例であるカップホルダの構成
を示す図、第２図はこの考案の電流表示装置の一実施例
を示す図、第３図はカップホルダの他の実施例を示す
図、第４図は電流表示装置の他の実施例を示す図、第５
図，第６図はそれぞれ従来の装置を説明するための図。 (1)はイオン源、(2)は絶縁物、(3)は試料台、(4)はウェ
ハー、(6)はファラデーカップ、(9)はカップホルダ、(1
0)は電流表示装置、(11)は発光ダイオード、(12)，(13)
はそれぞれディジタル数値表示器。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一定エリアに照射されるイオンビームの均
   一度を監視するため、一定エリア内に複数の測定点を定
   め、ファラデーカップを用いてこれらの測定点における
   上記イオンビームの電流量を計測する電流密度分布測定
   装置において、 複数個の上記ファラデーカップを取り付けるカップホル
   ダと、このカップホルダを上記エリア内で駆動させる駆
   動装置と、上記複数個のファラデーカップそれぞれで検
   知した電流値をそれぞれ近接して累積表示する電流表示
   装置とを備えたことを特徴とする電流密度分布測定装
   置。