JPH0735294Y2 - イオン処理装置 - Google Patents
イオン処理装置Info
- Publication number
- JPH0735294Y2 JPH0735294Y2 JP1988157366U JP15736688U JPH0735294Y2 JP H0735294 Y2 JPH0735294 Y2 JP H0735294Y2 JP 1988157366 U JP1988157366 U JP 1988157366U JP 15736688 U JP15736688 U JP 15736688U JP H0735294 Y2 JPH0735294 Y2 JP H0735294Y2
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- Japan
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- ion
- sample
- ion source
- source chamber
- deceleration
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Description
【考案の詳細な説明】 （ア）技術分野 この考案は、マイクロ波と磁界とを用いてプラズマを発
生し、これからイオンビームを引き出し、試料に照射し
て、エッチング或は薄膜形成するイオン処理装置に関す
る。特に、試料に当たるイオンビーム量の均一性を高め
るようにした改良を与える。
生し、これからイオンビームを引き出し、試料に照射し
て、エッチング或は薄膜形成するイオン処理装置に関す
る。特に、試料に当たるイオンビーム量の均一性を高め
るようにした改良を与える。
マイクロ波及び磁界を用いたイオン源は、磁界中におけ
る電子のサイクロトロン周波数が、マイクロ波の周波数
にほぼ等しくなるようにしてある。これにより電子はマ
イクロ波から運動エネルギーを吸収し、ガス分子に衝突
して、これを励起する事ができる。共鳴吸収を利用する
のでECR型イオン源ということもある。プラズマから引
出電極によりイオンビームを引き出す。これにより、イ
オンビームエッチング或はCVDなどの作用を行う。ガス
の種類により、多様な用途に使う事ができる。
る電子のサイクロトロン周波数が、マイクロ波の周波数
にほぼ等しくなるようにしてある。これにより電子はマ
イクロ波から運動エネルギーを吸収し、ガス分子に衝突
して、これを励起する事ができる。共鳴吸収を利用する
のでECR型イオン源ということもある。プラズマから引
出電極によりイオンビームを引き出す。これにより、イ
オンビームエッチング或はCVDなどの作用を行う。ガス
の種類により、多様な用途に使う事ができる。
（イ）従来技術 第８図によって、従来例に係るイオン処理装置を説明す
る。
る。
イオン源チャンバ１の周囲には、コイル２があって、こ
れが軸方向の静磁場を生ずる。イオン源チャンバ１に続
いて真空チャンバ21がある。イオン源チャンバ１には、
ガス導入系22から必要なガスが導入される。
れが軸方向の静磁場を生ずる。イオン源チャンバ１に続
いて真空チャンバ21がある。イオン源チャンバ１には、
ガス導入系22から必要なガスが導入される。
マイクロ波発振器４はマイクロ波を生ずる。これが導波
管３を伝搬してイオン源チャンバ１に入る。イオン源チ
ャンバ１の中では、磁場の作用によって、電子はサイク
ロトロン運動するが、この周波数とマイクロ波の周波数
がほぼ等しいので、電子のサイクロトロン運動がマイク
ロ波に共鳴する。それ故、このようなイオン源をECR型
（Electron Cyclotron Resonance）という。
管３を伝搬してイオン源チャンバ１に入る。イオン源チ
ャンバ１の中では、磁場の作用によって、電子はサイク
ロトロン運動するが、この周波数とマイクロ波の周波数
がほぼ等しいので、電子のサイクロトロン運動がマイク
ロ波に共鳴する。それ故、このようなイオン源をECR型
（Electron Cyclotron Resonance）という。
電子がマイクロ波のエネルギーを吸収して運動エネルギ
ーを得る。これがガス分子に衝突して、これを励起す
る。二次電子が生ずるので、これらが再びマイクロ波に
よって加速され同様の作用を行う。
ーを得る。これがガス分子に衝突して、これを励起す
る。二次電子が生ずるので、これらが再びマイクロ波に
よって加速され同様の作用を行う。
イオン源チャンバ１の内部に正イオンと電子とよりなる
プラズマ生ずる。イオン源チャンバ１の出口側に、引出
電極系23がある。これは、加速電極７、減速電極８を重
ね合わせたものである。いずれも、円板に多数の穴を穿
ったものである。
プラズマ生ずる。イオン源チャンバ１の出口側に、引出
電極系23がある。これは、加速電極７、減速電極８を重
ね合わせたものである。いずれも、円板に多数の穴を穿
ったものである。
加速電極７には、加速電源５により正電圧Vaが加えられ
る。
る。
減速電極８には、減速電源６により負電圧Vdが加えられ
る。
る。
引出電極系23により、イオン源チャンバ１内のプラズマ
からイオンビームが引き出される。これは、試料台10に
取り付けられた試料９に照射される。イオンビームは試
料に対して、エッチング又は薄膜形成を行う。
からイオンビームが引き出される。これは、試料台10に
取り付けられた試料９に照射される。イオンビームは試
料に対して、エッチング又は薄膜形成を行う。
（ウ）考案が解決しようとする課題 加速電極７に流れる電流Iaを加速電流と呼ぶ。減速電極
８に流れる電流Idを減速電流と呼ぶ。
８に流れる電流Idを減速電流と呼ぶ。
Ia-Idがイオン電流である。そこでこの差をビーム電流
演算器12で求める。そして、ビーム電流演算器12の出力
により、ビーム電流制御装置13が、マイクロ波発振器４
の出力Ｗを制御するようになっている。
演算器12で求める。そして、ビーム電流演算器12の出力
により、ビーム電流制御装置13が、マイクロ波発振器４
の出力Ｗを制御するようになっている。
つまり Ii＝Ia−Id （１） によって定義されるイオン電流Iiが減少すると、マイク
ロ波発振器４の出力を増大させる。逆に、イオン電流Ii
が増加すると、マイクロ波発振器４の出力を減少させ
る。
ロ波発振器４の出力を増大させる。逆に、イオン電流Ii
が増加すると、マイクロ波発振器４の出力を減少させ
る。
このようにすれば、イオン電流Iiを一定に保つ事ができ
る。
る。
しかし、イオン電流といっても、これはイオンビームを
積分した量である。全体の量が一定であるから、局所的
な照射量が一定であるとは限らない。
積分した量である。全体の量が一定であるから、局所的
な照射量が一定であるとは限らない。
第８図に示すように、試料台10の円周上に複数枚の試料
９が取り付けられている場合がある。この場合、中心か
ら離れた試料の存在する領域でのビーム照射量が問題で
ある。
９が取り付けられている場合がある。この場合、中心か
ら離れた試料の存在する領域でのビーム照射量が問題で
ある。
第９図に試料台の直径上に於けるビーム照射量の分布を
示す。直径上にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｏ、Ｈ、Ｋ、Ｌの点を取
る。Ｏが中心である。Ｅ、Ｌは端点である。Ｆ〜ＧとＨ
〜Ｋに試料が存在する。試料台は回転しているので、試
料はＦ〜ＧもＨ〜Ｋも通るのである。だから、これは同
じ領域と考えて良い。試料通過領域であるが、簡単に試
料領域と呼ぶことにする。
示す。直径上にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｏ、Ｈ、Ｋ、Ｌの点を取
る。Ｏが中心である。Ｅ、Ｌは端点である。Ｆ〜ＧとＨ
〜Ｋに試料が存在する。試料台は回転しているので、試
料はＦ〜ＧもＨ〜Ｋも通るのである。だから、これは同
じ領域と考えて良い。試料通過領域であるが、簡単に試
料領域と呼ぶことにする。
実線で示したイオンビームの分布は、中心に高い分布を
持つ。これに対して破線で示したものは、中心の分布が
比較的低くなっている。
持つ。これに対して破線で示したものは、中心の分布が
比較的低くなっている。
このように、分布の曲線が違っていても、これを積分し
た全体のイオンビームは同一である。すると（１）式の
Iiが同一になる。検出した物理量に変わりがないのであ
るから同一の状態と誤認される。
た全体のイオンビームは同一である。すると（１）式の
Iiが同一になる。検出した物理量に変わりがないのであ
るから同一の状態と誤認される。
実際には、ビームの分布が異なり、試料に於けるビーム
密度も異なっている。
密度も異なっている。
試料に対するイオンビーム照射量を一定にしなければな
らない。だとすれば、このように全体のイオンビーム量
Iiを観測する方法では不十分であるという事が分かる。
らない。だとすれば、このように全体のイオンビーム量
Iiを観測する方法では不十分であるという事が分かる。
第９図に於いて、実線で示すようにイオンビーム分布が
中心に偏っているものは、Ia、Idともに小さい場合であ
る。破線で示すように、分布が拡がっているものは、I
a、Idともに大きい場合である。いずれにしても差が同
一であれば、これらを区別する事ができない。
中心に偏っているものは、Ia、Idともに小さい場合であ
る。破線で示すように、分布が拡がっているものは、I
a、Idともに大きい場合である。いずれにしても差が同
一であれば、これらを区別する事ができない。
（エ）目的 ECR型イオン処理装置に於いて、試料に照射されるイオ
ンビームの強度を一定値に制御できるようにしたイオン
処理装置を提供する事が本考案の目的である。
ンビームの強度を一定値に制御できるようにしたイオン
処理装置を提供する事が本考案の目的である。
（オ）構成 本考案に於いては、試料の内側と外側のイオンビームを
検出するため、２つのビーム電流検出器Ａ、Ｂを設け
る。外側の検出器のビーム電流Jaと、内側の検出器のビ
ーム電流Jbとを得る。
検出するため、２つのビーム電流検出器Ａ、Ｂを設け
る。外側の検出器のビーム電流Jaと、内側の検出器のビ
ーム電流Jbとを得る。
従来は、加速、減速電極に流れる電流Ia、Idだけが観測
量であった。これらに加えて、外ビーム電流Jaと、内ビ
ーム電流Jbも観測量とするのである。
量であった。これらに加えて、外ビーム電流Jaと、内ビ
ーム電流Jbも観測量とするのである。
観測量を増やす事により、試料近傍のイオンビーム分布
をより的確に把握する。
をより的確に把握する。
それだけではない。制御変数も増やす。従来は、マイク
ロ波発振器の出力Ｗのみを制御していた。これは全体の
Iiを増減できるが、分布を制御することはできない。
ロ波発振器の出力Ｗのみを制御していた。これは全体の
Iiを増減できるが、分布を制御することはできない。
本考案に於いては、これに加えて減速電極の電圧Vdも制
御変数にする、という事である。
御変数にする、という事である。
簡単に対比すると、 従来 観測量...Ia、Id 制御変数...W 本考案 観測量...Ja、Jb、Ia、Id 制御変数...Vd、Ｗ という事である。
図面によって説明する。
第１図は本考案のイオン処理装置の一例を示す縦断面図
である。
である。
イオン源チャンバ１は、円筒形で真空に引く事ができる
空間である。ガス導入系22から、イオン源チャンバ１の
中へ所望のガスを導入する事ができる。
空間である。ガス導入系22から、イオン源チャンバ１の
中へ所望のガスを導入する事ができる。
イオン源チャンバ１の円筒部の外周には、コイル２があ
る。コイル２は軸方向の磁場を生ずるものである。
る。コイル２は軸方向の磁場を生ずるものである。
マイクロ波発振器４でマイクロ波が発生する。これが導
波管３を伝搬し、誘電体24を通ってイオン源チャンバ１
の中に入る。
波管３を伝搬し、誘電体24を通ってイオン源チャンバ１
の中に入る。
イオン源チャンバ１は空胴共振器となっており、例えば
円筒モードであるTE11mモード（ｍは１〜３の整数）が
存在するようになっている。
円筒モードであるTE11mモード（ｍは１〜３の整数）が
存在するようになっている。
イオン源チャンバ１のマイクロ波の入ってくる端面は殆
ど閉じており、誘電体24の部分だけが窓になっている。
他方の端面は広く開口しており、ここにより広い真空チ
ャンバ21が接続してある。
ど閉じており、誘電体24の部分だけが窓になっている。
他方の端面は広く開口しており、ここにより広い真空チ
ャンバ21が接続してある。
真空チャンバ21は真空排気装置（図示せず）によって真
空に排気する事ができる。この中には、試料９を複数枚
取り付けた試料台10がある。試料台10は、駆動装置11に
よって公転する。試料９は、各自の軸のまわりに自転す
る。このような公転、自転は、試料面上のイオン照射量
を均一にするための工夫である。このような回転式試料
台は周知である。
空に排気する事ができる。この中には、試料９を複数枚
取り付けた試料台10がある。試料台10は、駆動装置11に
よって公転する。試料９は、各自の軸のまわりに自転す
る。このような公転、自転は、試料面上のイオン照射量
を均一にするための工夫である。このような回転式試料
台は周知である。
真空チャンバ21に於いて、イオン源チャンバ１の出口近
傍に引出電極系23が設けられる。
傍に引出電極系23が設けられる。
引出電極系23は、加速電極７、減速電極８よりなる。い
ずれも多孔の平板である。加速電極７には、加速電源５
により正電圧Vaが印加されている。減速電極８には、減
速電源６により負電圧Vdが印加されている。
ずれも多孔の平板である。加速電極７には、加速電源５
により正電圧Vaが印加されている。減速電極８には、減
速電源６により負電圧Vdが印加されている。
加速電極に流れる電流Iaと、減速電極に流れる電流Idは
観測量である。
観測量である。
ビーム電流演算器12があって、Ia−Id＝Iiを演算する。
このような事は第８図のものと同じである。
このような事は第８図のものと同じである。
本考案の装置に於いては、さらに試料台10の近傍に２つ
のビーム電流検出器Ａ、Ｂを設置している。
のビーム電流検出器Ａ、Ｂを設置している。
試料台10の外側に外ビーム電流Jaを求めるためのビーム
電流検出器Ａがある。これは、ビーム電流を連続的に受
けて、連続量として電流信号を出力する事ができる。
電流検出器Ａがある。これは、ビーム電流を連続的に受
けて、連続量として電流信号を出力する事ができる。
試料台10の内側に内ビーム電流Jbを求めるためのビーム
電流検出器Ｂがある。内側のビームを捕集しなければな
らないので、取り付け位置の設定がやや難しい。
電流検出器Ｂがある。内側のビームを捕集しなければな
らないので、取り付け位置の設定がやや難しい。
試料台10のイオン源チャンバ１に近い方，つまり前方に
ビーム電流検出器Ｂを設定することができる。こうする
と、ビーム電流を連続的に受けて連続量として出力を得
る事ができる。ところがこうすると、配線、支持具、検
出器などがイオンビームを遮ることになる。
ビーム電流検出器Ｂを設定することができる。こうする
と、ビーム電流を連続的に受けて連続量として出力を得
る事ができる。ところがこうすると、配線、支持具、検
出器などがイオンビームを遮ることになる。
これが不都合であるという事であれば、試料台10の背後
に、ビーム電流検出器Ｂを設置する。この場合，試料台
10には、複数の検出用穴27を穿つ。第１図、第２図に示
すのはこのような例である。イオンビームは検出用穴27
を通ったもののみがビーム電流検出器Ｂに到達する。
に、ビーム電流検出器Ｂを設置する。この場合，試料台
10には、複数の検出用穴27を穿つ。第１図、第２図に示
すのはこのような例である。イオンビームは検出用穴27
を通ったもののみがビーム電流検出器Ｂに到達する。
このような設定であれば、検出器などがイオンビームを
遮るという不都合がない。そのかわり、ビームはパルス
的にビーム電流検出器Ｂに入る。パルス的であるのでこ
れをサンプルホールドして、連続量に変換する。
遮るという不都合がない。そのかわり、ビームはパルス
的にビーム電流検出器Ｂに入る。パルス的であるのでこ
れをサンプルホールドして、連続量に変換する。
それが、前置増幅器19、リセット発生器20、ホールド増
幅器18よりなる回路である。ビーム電流検出器Ｂのビー
ム電流はパルス的であり、第５図の（ａ）に示すもので
ある。リセット発生器20は、パルスの立上がりのタイミ
ングを検出しリセットパルスを生じ、これから一定時間
後（ΔＴ）にセットパルスを生ずる。前置増幅器19はビ
ーム電流を増幅する。ホールド増幅器18は、セットパル
スが入った時に入力のデータを出力しこの値を次のリセ
ットパルスまで保持するものである。
幅器18よりなる回路である。ビーム電流検出器Ｂのビー
ム電流はパルス的であり、第５図の（ａ）に示すもので
ある。リセット発生器20は、パルスの立上がりのタイミ
ングを検出しリセットパルスを生じ、これから一定時間
後（ΔＴ）にセットパルスを生ずる。前置増幅器19はビ
ーム電流を増幅する。ホールド増幅器18は、セットパル
スが入った時に入力のデータを出力しこの値を次のリセ
ットパルスまで保持するものである。
ホールド増幅器18の出力は、第５図の（ｃ）のようにな
る。ビームが入っていない時は前回のデータを保持す
る。ビームが入ると、リセット発生器20がリセットパル
スを出すので、ホールド増幅器18は入力をそのまま出力
する。それからΔＴ後にセットパルスが入るので、ホー
ルド増幅器18はその時の入力を出力し、その値を保持す
る。
る。ビームが入っていない時は前回のデータを保持す
る。ビームが入ると、リセット発生器20がリセットパル
スを出すので、ホールド増幅器18は入力をそのまま出力
する。それからΔＴ後にセットパルスが入るので、ホー
ルド増幅器18はその時の入力を出力し、その値を保持す
る。
こうして、外ビーム電流Jaと、内ビーム電流Jbとを得る
（第５図の（ｂ）と（ｃ））。
（第５図の（ｂ）と（ｃ））。
Jaは第１の基準電流Ref1と比較器25により比較される。
Jbは第２の基準電流Ref2と比較器15により比較される。
比較した結果により、制御装置16は、減速電圧Vdと、マ
イクロ波発振器４の出力Ｗとを制御する。
イクロ波発振器４の出力Ｗとを制御する。
減速電圧をなぜ制御変数にするのか、その理由を説明す
る。
る。
第３図は減速電圧Vdと、ビームの発散角の関係を例示す
るグラフである。加速電圧Vaは一定である。減速電圧Vd
が０であると、ビームの発散角は大きい。減速電圧Vdを
増やしてゆくと、発散角が減少する。このような事は、 K.Yatsu et al:JPN.J.APPL.PHYS.vol.22 No.6 p1071（1
983） などに述べてある。
るグラフである。加速電圧Vaは一定である。減速電圧Vd
が０であると、ビームの発散角は大きい。減速電圧Vdを
増やしてゆくと、発散角が減少する。このような事は、 K.Yatsu et al:JPN.J.APPL.PHYS.vol.22 No.6 p1071（1
983） などに述べてある。
つまり減速電圧Vdによりビームの拡がりを制御する事が
できるわけである。
できるわけである。
マイクロ波発振器４の出力Ｗを変えると、マイクロ波の
強度が変わる。これによりプラズマ生成密度が変わるの
で、イオンビーム強度が全体として増減する。
強度が変わる。これによりプラズマ生成密度が変わるの
で、イオンビーム強度が全体として増減する。
イオンビームの全体量と拡がりとを別々に制御できるか
ら、中心のまわりに回転対称性を持つイオンビームプロ
フィルを自由に形成することができる。
ら、中心のまわりに回転対称性を持つイオンビームプロ
フィルを自由に形成することができる。
Ii＝Ia−Idにより、イオンビームの全体量が分かる。こ
れは、加速電極と減速電極に流れる電流から分かる。こ
の部分は従来例と同じである。
れは、加速電極と減速電極に流れる電流から分かる。こ
の部分は従来例と同じである。
外ビーム電流Jaと内ビーム電流Jbとをビーム電流検出器
Ａ、Ｂによって求めている。そして、JaのRef1とのずれ
を求める。この差（Ja−Ref1）を０にするような制御を
する。Ref1というのは予めJaの望ましい値として設定し
た値である。
Ａ、Ｂによって求めている。そして、JaのRef1とのずれ
を求める。この差（Ja−Ref1）を０にするような制御を
する。Ref1というのは予めJaの望ましい値として設定し
た値である。
同様にJbのRef2とのずれを求める。これらの差（Jb−Re
f2）を０にするように制御をする。Ref2というのは、予
めJbの望ましい値として設定した値である。
f2）を０にするように制御をする。Ref2というのは、予
めJbの望ましい値として設定した値である。
つまり、目的は Ja→Ref1 Jb→Ref2 とするような制御を行う事である。マイクロ波のパワー
Ｗを調整するだけではIi→Ii0とするような制御しかで
きない。Ii0は理想的なビームプロフィルの場合にのみJ
a、JbをRef1、Ref2の値にする事ができるが、プロフィ
ルが変わるとそうはならない。
Ｗを調整するだけではIi→Ii0とするような制御しかで
きない。Ii0は理想的なビームプロフィルの場合にのみJ
a、JbをRef1、Ref2の値にする事ができるが、プロフィ
ルが変わるとそうはならない。
内ビーム電流Jbがパルス的にしか得られないということ
は、本考案にとって末葉の事に過ぎない。第１図に示し
たようにホールド回路を用いれば連続量に直す事ができ
る。
は、本考案にとって末葉の事に過ぎない。第１図に示し
たようにホールド回路を用いれば連続量に直す事ができ
る。
あまり重要な事ではないが、Ja、Jbの得られるタイミン
グが異なるので、少し工夫が要るわけである。
グが異なるので、少し工夫が要るわけである。
反対に、外ビーム電流Jaをパルスに変えて、Jbと同期さ
せて信号処理を行う事もできる。
せて信号処理を行う事もできる。
第６図、第７図に示す。内側の検出器Ｂの信号を、微分
回路31に入れ、パルスの立上がりと立下がりとを検出す
る。外側の検出器Ａの連続信号をアナログスイッチ30に
通す。これは、微分回路31から来る立上がりパルスによ
る信号でオンとなり、立下がりパルスによる信号でオフ
となるアナログスイッチ30である。こうして連続信号を
パルス状に変換できる。
回路31に入れ、パルスの立上がりと立下がりとを検出す
る。外側の検出器Ａの連続信号をアナログスイッチ30に
通す。これは、微分回路31から来る立上がりパルスによ
る信号でオンとなり、立下がりパルスによる信号でオフ
となるアナログスイッチ30である。こうして連続信号を
パルス状に変換できる。
第６図の（ｂ）が連続量としての検出器Ａの出力であ
る。（ｃ）がパルス状にしたものである。（ａ）はもと
もとパルス信号である検出器Ｂの信号を増幅器32によっ
て増幅したものである。
る。（ｃ）がパルス状にしたものである。（ａ）はもと
もとパルス信号である検出器Ｂの信号を増幅器32によっ
て増幅したものである。
しかし、このような事は、あまり重要な事ではない。
JaとJbとを直接比較しなければならないのであれば、タ
イミングを合わせる必要がある。しかし、そうではなく
て、JaはRef1と比較し、JbはRef2と比較する。そうであ
るので、Ja、Jbのタイミングを合わせる必要はないので
ある。
イミングを合わせる必要がある。しかし、そうではなく
て、JaはRef1と比較し、JbはRef2と比較する。そうであ
るので、Ja、Jbのタイミングを合わせる必要はないので
ある。
（カ）作用 第４図によって説明する。これは試料台10のある直径上
に於けるイオンビーム照射量の分布である。ある直径と
いっても試料台は回転しているから、全ての直径上の分
布を平均したものと考えて良い。
に於けるイオンビーム照射量の分布である。ある直径と
いっても試料台は回転しているから、全ての直径上の分
布を平均したものと考えて良い。
ａ、ｂ、ｃはイオンビーム分布を現している。ｂは中心
での密度が高い。ｃは周辺での密度がｂより高い。ａは
その中間の分布である。
での密度が高い。ｃは周辺での密度がｂより高い。ａは
その中間の分布である。
ａ、ｂ、ｃの全イオンビーム電流Iiは、簡単のため同一
であるとする。第８図のようにIiのみを観察していたの
ではこの３つの分布の違いに気ずかない。
であるとする。第８図のようにIiのみを観察していたの
ではこの３つの分布の違いに気ずかない。
分布ａが望ましい分布であるとする。これが、プラズマ
密度、圧力変動、温度変動などにより変動し、分布ｂの
ようになったとする。これはJa、JbともにRef1、Ref2よ
り低下するのですぐ分かる。原因は分からないにして
も、ビーム拡がりが狭くなったという事であるので、減
速電圧Vdを下げてビームの発散角を大きくする。すると
Ja、JbがRef1、Ref2に近づく。
密度、圧力変動、温度変動などにより変動し、分布ｂの
ようになったとする。これはJa、JbともにRef1、Ref2よ
り低下するのですぐ分かる。原因は分からないにして
も、ビーム拡がりが狭くなったという事であるので、減
速電圧Vdを下げてビームの発散角を大きくする。すると
Ja、JbがRef1、Ref2に近づく。
反対に分布ｃのようになったとする。これはJa、Jbとも
にRef1、Ref2より大きくなるのですぐ分かる。ビーム拡
がりが広くなったという事である。減速電圧Vdを上げ
て、ビームの発散角を小さくする。すると、Ja、JbがRe
f1、Ref2に近づく。
にRef1、Ref2より大きくなるのですぐ分かる。ビーム拡
がりが広くなったという事である。減速電圧Vdを上げ
て、ビームの発散角を小さくする。すると、Ja、JbがRe
f1、Ref2に近づく。
この他に、JaがRef1より小さく、JbがRef2より大きくな
る場合もある。これもビーム拡がりが狭いのである。Vd
を下げれば良い。
る場合もある。これもビーム拡がりが狭いのである。Vd
を下げれば良い。
JaがRef1より大きく、JbがRef2より小さい事がある。こ
れはビームが拡がりすぎているのである。Vdを上げて発
散角を小さくすれば良い。
れはビームが拡がりすぎているのである。Vdを上げて発
散角を小さくすれば良い。
このように、試料の外と内でのビーム電流が分かるか
ら、ビームが拡がり過ぎか、狭すぎなのか直ちに分か
る。そして、減速電圧Vdによって調整できるのである。
ら、ビームが拡がり過ぎか、狭すぎなのか直ちに分か
る。そして、減速電圧Vdによって調整できるのである。
（キ）効果 試料に当たるイオンビーム量を常に一定に保つ事ができ
る。試料のイオン処理は時間を一定にして行うから、ビ
ーム量が一定であってはじめてイオン処理が均一に行わ
れる事になる。
る。試料のイオン処理は時間を一定にして行うから、ビ
ーム量が一定であってはじめてイオン処理が均一に行わ
れる事になる。
ガス圧力、温度の変動、マイクロ波電力の変動により、
プラズマ密度が変化しても常に所定のイオンビームを試
料に照射する事ができる。
プラズマ密度が変化しても常に所定のイオンビームを試
料に照射する事ができる。
第１図は本考案のイオン処理装置の一例を示す縦断面
図。 第２図は試料台の正面図。 第３図は減速電圧とビーム発散角の関係を示すグラフ。 第４図は試料台の直径上のイオンビーム分布を示すグラ
フ。 第５図は内外のビーム電流検出器の信号波形の図。
（ａ）が内側の検出器Ｂの信号、（ｂ）が外側の検出器
Ａの信号、（ｃ）が検出器Ｂの信号を連続量に変えた波
形である。 第６図は内外のビーム電流検出器の信号波形の図。
（ａ）が内側の検出器Ｂの信号、（ｂ）が外側の検出器
Ａの信号、（ｃ）が検出器Ａの信号をＢに同期したパル
ス波形にしたものである。 第７図は第６図の波形を作るための回路図。 第８図は従来例に係るイオン処理装置の縦断面図。 第９図は試料台の直径上に於けるイオンビーム分布を示
すグラフ。 １……イオン源チャンバ１ ２……コイル ３……導波管 ４……マイクロ波発振器 ５……加速電源 ６……減速電源 ７……加速電極 ８……減速電極 ９……試料 10……試料台 11……駆動装置 12……ビーム電流演算器 13……ビーム電流制御装置 15……比較器 16……制御装置 18……ホールド増幅器 19……前置増幅器 20……リセット発生器 21……真空チャンバ 22……ガス導入系 23……引出電極系 24……誘電体 25……比較器 27……検出用穴 Ａ……第１ビーム電流検出器 Ｂ……第２ビーム電流検出器
図。 第２図は試料台の正面図。 第３図は減速電圧とビーム発散角の関係を示すグラフ。 第４図は試料台の直径上のイオンビーム分布を示すグラ
フ。 第５図は内外のビーム電流検出器の信号波形の図。
（ａ）が内側の検出器Ｂの信号、（ｂ）が外側の検出器
Ａの信号、（ｃ）が検出器Ｂの信号を連続量に変えた波
形である。 第６図は内外のビーム電流検出器の信号波形の図。
（ａ）が内側の検出器Ｂの信号、（ｂ）が外側の検出器
Ａの信号、（ｃ）が検出器Ａの信号をＢに同期したパル
ス波形にしたものである。 第７図は第６図の波形を作るための回路図。 第８図は従来例に係るイオン処理装置の縦断面図。 第９図は試料台の直径上に於けるイオンビーム分布を示
すグラフ。 １……イオン源チャンバ１ ２……コイル ３……導波管 ４……マイクロ波発振器 ５……加速電源 ６……減速電源 ７……加速電極 ８……減速電極 ９……試料 10……試料台 11……駆動装置 12……ビーム電流演算器 13……ビーム電流制御装置 15……比較器 16……制御装置 18……ホールド増幅器 19……前置増幅器 20……リセット発生器 21……真空チャンバ 22……ガス導入系 23……引出電極系 24……誘電体 25……比較器 27……検出用穴 Ａ……第１ビーム電流検出器 Ｂ……第２ビーム電流検出器
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ波及び磁場によってプラズマを生
じこれを広いイオンビームとして複数の試料に同時に照
射するイオン処理装置であって、ガスを導入しこれをプ
ラズマにする空間を与えるイオン源チャンバ１とイオン
源チャンバ１の周囲に設けられ軸方向の磁場を生ずるコ
イル２と、マイクロ波を発生するマイクロ波発振器４
と、マイクロ波発振器４で生じたマイクロ波をイオン源
チャンバ１へ導く導波管３と、イオン源チャンバ１に続
いて設けられ真空に引く事のできる空間である真空チャ
ンバ21と真空チャンバ21につながる方のイオン源チャン
バ１の端に設けられ加速電極７と減速電極８とよりなり
イオンビームを引き出すための引出電極系23と、真空チ
ャンバ21の中に回転するように設けられ中間部に適数の
検出用穴がうがってあり検出用穴よりも外側の円周上に
複数の試料９を取り付けるべき試料台10と、試料台10の
近傍であって試料の外側に設けられる第１ビーム電流検
出器Ａと、試料台10の背後であって試料の内側にある検
出用穴の直後に設けられる第２ビーム電流検出器Ｂと、
マイクロ波発振器４の出力Ｗと減速電極８に負電圧を加
える減速電源６の減速電圧Vdとを制御する制御装置16と
よりなり、回転する試料台上の複数の試料に一つの広い
ビームを照射して同時に試料を処理する事とし、減速電
圧Vdとマイクロ波発振器の出力Ｗとを制御する事によ
り、第１ビーム電流検出器Ａの検出電流Ja、第２ビーム
電流検出器Ｂの検出電流Jbを所定の値に保つようにした
事を特徴とするイオン処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988157366U JPH0735294Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | イオン処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988157366U JPH0735294Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | イオン処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277843U JPH0277843U (ja) | 1990-06-14 |
| JPH0735294Y2 true JPH0735294Y2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=31436742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988157366U Expired - Fee Related JPH0735294Y2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | イオン処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735294Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504880B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2010-07-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 真空排気系を利用したシリンダを用いたイオンビーム電流測定機構 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58157045A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-19 | Hitachi Ltd | イオン打込み装置 |
| JPS63152844A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-25 | Nec Corp | イオンビ−ムスキヤン制御装置 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP1988157366U patent/JPH0735294Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0277843U (ja) | 1990-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |