JP2009217980A - Voltage determination method of ion source - Google Patents

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武 松本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method in which as for the voltage applied on an electrode constituting an extraction electrode system of an ion source, a voltage which is suitable for making small both deviation angle and divergence angle of ion beams can be determined in a short time and easily. <P>SOLUTION: When the voltage to be applied on a first to a third electrodes 11-13 is V<SB>1</SB>-V<SB>3</SB>, V<SB>1</SB>-V<SB>2</SB>is a differential voltage V<SB>12</SB>, and V<SB>2</SB>-V<SB>3</SB>is a differential voltage V<SB>23</SB>, the voltage V<SB>1</SB>is established to a desired voltage. The action of obtaining a peak value and the differential voltage V<SB>12</SB>at that time by changing the differential voltage V<SB>12</SB>and measuring the beam current of the ion beams 20 extracted from the ion source is carried out by changing the differential voltage V<SB>23</SB>at every prescribed voltage in a prescribed range. By comparing the peak value and obtaining the differential voltage V<SB>12</SB>when the peak voltage becomes maximum, the obtained result is made V<SB>12p</SB>. The deviation angle of the ion beams 20 is measured by changing a combination of the voltage V<SB>2</SB>and the voltage V<SB>3</SB>without changing the voltage V<SB>1</SB>in a range to satisfy 0<V<SB>12</SB>≤V<SB>12p</SB>. Then, the combination of the voltage V<SB>2</SB>and the voltage V<SB>3</SB>in which the deviation angle becomes minimum is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度が小さくなるように、イオン源の引出し電極系を構成する電極に印加する電圧を決定する方法に関する。   The present invention relates to a method for determining a voltage to be applied to an electrode constituting an extraction electrode system of an ion source so that a deviation angle and a divergence angle of an ion beam drawn from the ion source become small.

イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度（即ち、イオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差の角度。以下同様）および発散角度（即ち、イオンビームが広がる角度。以下同様）は、当該イオンビームを用いて行う被照射物の処理に大きな影響を及ぼす。   The deviation angle of the ion beam drawn from the ion source (that is, the angle of the difference between the designed traveling direction of the ion beam and the actual traveling direction; the same applies hereinafter) and the divergence angle (ie, the angle at which the ion beam spreads) applies. This greatly affects the processing of the irradiated object performed using the ion beam.

例えば、イオンビームを用いて、被照射物である配向膜付基板に配向処理を施す場合、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度は、当該配向処理に大きな影響を及ぼす。両角度によって、配向膜面内での液晶分子の配向方向が変わるからである。   For example, when an alignment process is performed on the substrate with an alignment film, which is an object to be irradiated, using an ion beam, the deviation angle and the divergence angle of the ion beam extracted from the ion source greatly affect the alignment process. This is because the orientation direction of the liquid crystal molecules in the alignment film plane changes depending on both angles.

上記偏差角度および発散角度は、主に、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極の組立誤差や、当該電極の熱膨張によって発生する。これをもう少し詳しく説明すると、組立誤差によって、複数の電極のイオン引出し孔の位置が電極ごとに微小にずれていることによって、偏差角度が発生すると共に、発散角度が変化する。また、組立誤差が小さくても、イオン源運転時に発生する熱によって電極が膨張することによっても、イオン引出し孔のずれが発生する。この熱膨張の影響は、大型のイオン源ほど大きくなる。偏差角度および発散角度が小さい方が、より望ましい処理（例えば上記配向処理）を実現することができる。   The deviation angle and the divergence angle are mainly generated by an assembly error of a plurality of electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source and thermal expansion of the electrodes. This will be explained in more detail. As a result of the assembly error, the positions of the ion extraction holes of the plurality of electrodes are slightly shifted for each electrode, thereby generating a deviation angle and a divergence angle. Further, even if the assembly error is small, the ion extraction hole is displaced due to the expansion of the electrode due to the heat generated during the ion source operation. The influence of this thermal expansion becomes larger as the ion source becomes larger. The smaller the deviation angle and the divergence angle, the more desirable processing (for example, the orientation processing) can be realized.

偏差角度および発散角度を小さくする方法の一つとして、従来は、次のような方法が用いられていた。   As one method for reducing the deviation angle and the divergence angle, conventionally, the following method has been used.

即ち、例えば特許文献１に開示されているように、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧を調整することによって、イオンビームの引出し方向を調整することができることが知られている。但し、特許文献１には、どの電極の電圧をどのように調整するかについての具体的な技術は記載されていない。   That is, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is known that the ion beam extraction direction can be adjusted by adjusting the voltage applied to a plurality of electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source. ing. However, Patent Document 1 does not describe a specific technique regarding how to adjust the voltage of which electrode.

また、例えば特許文献２に開示されているように、イオンビーム測定装置によって、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定する技術が知られている。   Further, as disclosed in, for example, Patent Document 2, a technique for measuring a deviation angle and a divergence angle of an ion beam extracted from an ion source by an ion beam measurement device is known.

従来は、上述した二つの技術を利用して、イオン源の引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧を調整しながら、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定し、両角度が小さくなるように、引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧の最適値を試行錯誤で見つけ出すという電圧決定方法が用いられていた。   Conventionally, using the two techniques described above, the deviation angle and divergence angle of the ion beam extracted from the ion source are measured while adjusting the voltage applied to the plurality of electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source, A voltage determination method has been used in which the optimum value of the voltage applied to the plurality of electrodes constituting the extraction electrode system is found by trial and error so that both angles become small.

特開２００６−１９０９７０号公報（段落００３２−００３３、図７）JP 2006-190970 A (paragraphs 0032-0033, FIG. 7) 特開２００７−２７８７５５号公報（段落００７０−００７４、図１、図８、図９）JP 2007-278755 A (paragraphs 0070-0074, FIG. 1, FIG. 8, FIG. 9)

上記のような従来の電圧決定方法では、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度を測定するのに多くの時間がかかる。これは、引出し電極系を構成する複数の電極に印加する電圧の組み合わせは多くあり、その組み合わせを変えながら、その度に、偏差角度および発散角度の両方の測定を行う必要があるからである。   In the conventional voltage determination method as described above, it takes a lot of time to measure the deviation angle and divergence angle of the ion beam extracted from the ion source. This is because there are many combinations of voltages applied to the plurality of electrodes constituting the extraction electrode system, and it is necessary to measure both the deviation angle and the divergence angle each time the combination is changed.

また、複数の電極に印加する電圧の多くの組み合わせの内、どの組み合わせが偏差角度および発散角度の両方を小さくすることに適しているのか、手探りで試行錯誤しなければならない。特に、イオン源の引出し電極系を構成する電極の数は、多くの場合、３枚以上あるので、各電極に印加する電圧の組み合わせはかなり多くなる。熟練の技術者であれば、経験や勘を頼りに、ある程度は早く最適な電圧の組み合わせを見つける（決定する）ことは可能かもしれないが、多くの場合はそうはいかない。また、イオン源には通常は個性があるので、他のイオン源での経験や勘が生かせない場合もある。従って、この観点からも多くの時間がかかる。   In addition, it is necessary to make a trial and error by searching for which of the many combinations of voltages applied to the plurality of electrodes is suitable for reducing both the deviation angle and the divergence angle. In particular, since the number of electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source is often three or more, the number of combinations of voltages applied to each electrode is considerably large. A skilled engineer may be able to find (determine) the optimal voltage combination as early as possible, depending on experience and intuition, but in many cases this is not the case. In addition, since ion sources usually have individuality, experience and intuition in other ion sources may not be utilized. Therefore, it takes a lot of time from this viewpoint.

そこでこの発明は、イオン源の引出し電極系を構成する電極に印加する電圧について、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で、かつ熟練者でなくても容易に決定することができる電圧決定方法を提供することを主たる目的としている。   Therefore, the present invention provides a voltage suitable for reducing both the deviation angle and the divergence angle of the ion beam drawn from the ion source in a short time with respect to the voltage applied to the electrodes constituting the extraction electrode system of the ion source. The main purpose is to provide a voltage determination method that can be easily determined even by a non-expert.

この発明に係る電圧決定方法の一つは、プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧Ｖ1 、第２電極に印加する第２電圧Ｖ2 および第３電極に印加する第３電圧Ｖ3 を決定する方法において、前記第１電圧Ｖ1 を所要の電圧に設定し、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 との差である第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧Ｖ1 と第２電圧Ｖ2 との差である第１差電圧Ｖ12を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧Ｖ12を求める動作を、前記第２差電圧Ｖ23を所定の範囲内で所定の電圧刻みで変えて行い、前記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ピーク値が最大となる時の前記第１差電圧Ｖ12を求めてそれをピーク時第１差電圧Ｖ12P とし、前記第１差電圧Ｖ12が前記ピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧Ｖ1 は変えずに、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度αを測定し、前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせの内で、前記偏差角度αが最小となる前記第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせを決定することを特徴としている。 One of the voltage determination methods according to the present invention is a plasma generation unit that generates plasma and an electrode system that extracts an ion beam from the plasma in the plasma generation unit by the action of an electric field, and the ion beam extraction direction from the most plasma side A first voltage V 1 applied to the first electrode of an ion source having at least a first electrode, a second electrode, and an extraction electrode system having a third electrode disposed on the second electrode, In the method of determining the second voltage V 2 to be applied and the third voltage V 3 to be applied to the third electrode, the first voltage V 1 is set to a required voltage, and the second voltage V 2 and the third voltage V 3 are set. The second difference voltage V 23 that is the difference between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 is changed by changing the first difference voltage V 12 that is the difference between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 . Measure the beam current of the ion beam extracted from the ion source. To, the operation for obtaining said first differential voltage V 12 at the time of the peak value and the peak value of the beam current, performs the second differential voltage V 23 is changed by a predetermined voltage increments within a predetermined range, performing a comparison of the peak value of the beam current, the peak value and the peak it seeking first differential voltage V 12 first differential voltage V 12P when the maximum, the first differential voltage V 12 Within the range satisfying the condition that the first differential voltage V 12P is less than or equal to the peak, the first voltage V 1 is not changed, and the combination of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 is changed to a plurality. , Measuring a deviation angle α which is a difference between a design traveling direction of the ion beam drawn from the ion source and an actual traveling direction, and among the combinations of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 , the deviation angle α wherein the combination of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 which is a minimum It is characterized by determining.

この電圧決定方法によれば、第１電圧Ｖ1 は所要の電圧に設定すれば良い。第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせは、第１差電圧Ｖ12がピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内で試みれば良いので、しかも第１電圧Ｖ1 が決まっているから第２電圧Ｖ2 の範囲もある程度限られたものになるので、偏差角度αが最小となる第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせの数は、従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも、第１差電圧Ｖ12をピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内にすることによって、発散角度は小さい範囲にあることが実験結果から明らかとなったので、発散角度の測定を行わなくて済む。 According to this voltage determination method, the first voltage V 1 may be set to a required voltage. A second voltage V 2 the combination of the third voltage V 3, since the first differential voltage V 12 may if you try within range satisfying hereinafter first differential voltage V 12P peak, yet the first voltages V 1 Since the range of the second voltage V 2 is also limited to some extent, the number of combinations of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 at which the deviation angle α is minimized is the same as the conventional method. Much less. Moreover, by the first differential voltage V 12 in the range satisfying hereinafter peak first differential voltage V 12P, so that the divergence angle is in the small range is revealed from the experimental results, the divergence angle of the There is no need to make measurements.

このように、この発明によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度の測定を行わなくて済むので、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。   As described above, according to the present invention, the number of voltage combinations to be tried is reduced, and it is not necessary to measure the divergence angle. Therefore, it is possible to reduce both the deviation angle and the divergence angle of the ion beam extracted from the ion source. A suitable voltage can be determined in a short time. In addition, since the voltage should be determined according to the method as described above, it can be easily determined even by an unskilled person.

上記のようにビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の電圧刻みで変えて行う代わりに、第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、ビーム電流がピーク値の時の第１差電圧Ｖ12をそのままピーク時第１差電圧Ｖ12P としても良い。 Instead of performing the operation of obtaining the peak value of the beam current and the first difference voltage V 12 at the peak value as described above by changing the second difference voltage V 23 at a predetermined voltage step, the second difference voltage V 23 may be set to one value, and the first difference voltage V 12 when the beam current is at the peak value may be used as the peak first difference voltage V 12P as it is.

前記引出し電極系は、前記第３電極のイオンビーム引出し方向側に第４電極を更に有していて、当該第４電極に印加する電圧は０Ｖに固定しておいても良い。   The extraction electrode system may further include a fourth electrode on the ion beam extraction direction side of the third electrode, and a voltage applied to the fourth electrode may be fixed to 0V.

この発明によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度の測定を行わなくて済むので、イオン源から引き出すイオンビームの偏差角度および発散角度の両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。   According to the present invention, since the number of voltage combinations to be tried is reduced and the divergence angle does not have to be measured, a voltage suitable for reducing both the deviation angle and the divergence angle of the ion beam extracted from the ion source can be obtained. Can be determined in a short time. In addition, since the voltage should be determined according to the method as described above, it can be easily determined even by an unskilled person.

図１は、この発明に係る電圧決定方法を用いるイオン源を備えているイオンビーム照射装置の一例を示す概略図である。図２は、図１中のイオン源、イオンビームおよび被照射物を示す平面図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of an ion beam irradiation apparatus provided with an ion source using the voltage determination method according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the ion source, ion beam, and irradiated object in FIG.

図面には、各機器の向き、イオンビームの進行方向等を分かりやすくするために、一点で互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。例えば、ｘ軸およびｙ軸は水平方向、ｚ軸は垂直方向であるが、それに限られるものではない。   In the drawing, in order to make it easy to understand the orientation of each device, the traveling direction of the ion beam, etc., the x axis, the y axis, and the z axis that are orthogonal to each other at one point are illustrated. For example, the x-axis and y-axis are in the horizontal direction, and the z-axis is in the vertical direction, but are not limited thereto.

このイオンビーム照射装置は、イオン源２から引き出したイオンビーム２０を被照射物３２に照射するように構成されている。被照射物３２は、例えば、矢印Ｂで示すように、ｘ軸に沿って搬送される。イオンビーム２０は、例えば、被照射物３２の表面に対して斜めに照射されるが（図２はその状態を示す）、それに限られるものではない。   This ion beam irradiation apparatus is configured to irradiate an object 32 with an ion beam 20 extracted from the ion source 2. The irradiated object 32 is conveyed along the x-axis as indicated by an arrow B, for example. For example, the ion beam 20 is irradiated obliquely with respect to the surface of the irradiation object 32 (FIG. 2 shows the state), but is not limited thereto.

イオン源２から引き出されるイオンビーム２０は、この例では、ｘ軸に沿う方向の寸法よりもｙ軸に沿う方向の寸法Ｗy が大きい、断面長方形の形状をしているが、それに限られるものではない。この例のような形状をしているイオンビーム２０は、リボン状、シート状または帯状イオンビームと呼ばれる場合がある。但し、ｘ軸に沿う方向の寸法が紙のように薄いという意味ではない。 In this example, the ion beam 20 extracted from the ion source 2 has a rectangular shape with a dimension W y in the direction along the y axis larger than the dimension in the direction along the x axis. is not. The ion beam 20 having a shape like this example may be called a ribbon-like, sheet-like, or belt-like ion beam. However, it does not mean that the dimension along the x-axis is as thin as paper.

被照射物３２は、例えば、基板（例えばガラス基板）の表面に配向膜を形成した配向膜付基板である。このような配向膜付基板にイオンビーム２０を照射することによって、配向処理を施すことができる。その場合は、このイオンビーム照射装置は、配向処理装置と呼ぶこともできる。   The irradiated object 32 is, for example, a substrate with an alignment film in which an alignment film is formed on the surface of a substrate (for example, a glass substrate). By irradiating such an alignment film-coated substrate with the ion beam 20, alignment treatment can be performed. In that case, the ion beam irradiation apparatus can also be called an alignment processing apparatus.

イオン源２は、プラズマ６を生成するプラズマ生成部４と、このプラズマ生成部４内のプラズマ６から電界の作用でイオンビーム２０を引き出す引出し電極系１０とを備えている。   The ion source 2 includes a plasma generation unit 4 that generates plasma 6 and an extraction electrode system 10 that extracts an ion beam 20 from the plasma 6 in the plasma generation unit 4 by the action of an electric field.

プラズマ生成部４は、この例では、プラズマ生成容器５内に設けられたフィラメント８から熱電子を放出させて、フィラメント８と、陽極を兼ねるプラズマ生成容器５との間で放電を生じさせて原料ガス（蒸気の場合を含む）を電離させてプラズマ６を生成するものであるが、このタイプに限られるものではない。フィラメント８の数も図示例のものに限られるものではない。この例では、各フィラメント８にはそれの加熱用のフィラメント電源２２がそれぞれ接続されている。各フィラメント８の一端とプラズマ生成容器５との間には、プラズマ生成容器５を陽極側にして、アーク放電発生用のアーク電源２４が接続されている。   In this example, the plasma generation unit 4 emits thermoelectrons from a filament 8 provided in the plasma generation container 5 to generate a discharge between the filament 8 and the plasma generation container 5 that also serves as an anode. Gas (including the case of vapor) is ionized to generate plasma 6, but is not limited to this type. The number of filaments 8 is not limited to the example illustrated. In this example, each filament 8 is connected to a filament power source 22 for heating. An arc power supply 24 for generating arc discharge is connected between one end of each filament 8 and the plasma generation container 5 with the plasma generation container 5 on the anode side.

引出し電極系１０は、この例では、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向にかけて配置された４枚の電極、即ち第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３および第４電極１４を有している。但し、電極は、４枚に限られるものではなく、３枚以上であれば良い。１６は絶縁物である。各電極１１〜１４は、相対応する位置に（但し、組立誤差程度のずれは許容される）、複数の（多数の）イオン引出し孔１５をそれぞれ有している。   In this example, the extraction electrode system 10 has four electrodes arranged from the most plasma side to the ion beam extraction direction, that is, the first electrode 11, the second electrode 12, the third electrode 13, and the fourth electrode 14. ing. However, the number of electrodes is not limited to four and may be three or more. Reference numeral 16 denotes an insulator. Each of the electrodes 11 to 14 has a plurality of (many) ion extraction holes 15 at corresponding positions (however, a deviation of an assembly error is allowed).

各電極１１〜１４の各イオン引出し孔１５は、例えば円孔であるが、それに限られるものではない。例えば、ｙ軸に沿う方向に長いスリット状のものでも良い。また、各電極１１〜１４の相対応する位置のイオン引出し孔１５は、それぞれ同一寸法でも良いし、異なる寸法でも良い。   Each ion extraction hole 15 of each electrode 11-14 is, for example, a circular hole, but is not limited thereto. For example, a slit shape that is long in the direction along the y-axis may be used. Further, the ion extraction holes 15 at the positions corresponding to the electrodes 11 to 14 may have the same dimensions or different dimensions.

イオン源２用の電源として、この例では、上記フィラメント電源２２、アーク電源２４に加えて、加速電源２６、引出し電源２８および抑制電源３０を有している。この例ではいずれの電源も電圧可変の直流電源である。   In this example, the power source for the ion source 2 includes an acceleration power source 26, an extraction power source 28, and a suppression power source 30 in addition to the filament power source 22 and the arc power source 24. In this example, both power supplies are DC power supplies with variable voltage.

より具体的にはこの例では、プラズマ生成容器５と接地電位部との間に、プラズマ生成容器５を正極側にして加速電源２６が接続されており、それの出力電圧ＶACによって、イオン源から引き出すイオンビーム２０のエネルギーを、より具体的には被照射物３２（これは通常は接地電位部にある）に入射するイオンビーム２０のエネルギーを決めることができる。第１電極１１は、上記アーク電源２４の負極側に接続されている。このアーク電源２４の出力電圧をＶA とする。第２電極１２とプラズマ生成容器５との間に、主としてプラズマ６からイオンを引き出すための引出し電源２８が、第２電極１２を負極側にして接続されている。この引出し電源２８の出力電圧をＶE とする。第３電極１３と接地電位部との間に、主として下流側からの逆流電子抑制のための抑制電源３０が、第３電極１３を負極側にして接続されている。この抑制電源３０の出力電圧をＶS とする。第４電極１４は、この例では接地電位部に接続されていて、０Ｖの電圧に固定されている。 More specifically, in this example, an acceleration power source 26 is connected between the plasma generation vessel 5 and the ground potential portion with the plasma generation vessel 5 being on the positive electrode side, and an ion source is generated by the output voltage V AC thereof. More specifically, it is possible to determine the energy of the ion beam 20 extracted from the ion beam 20, and more specifically, the energy of the ion beam 20 incident on the irradiation object 32 (which is usually in the ground potential portion). The first electrode 11 is connected to the negative electrode side of the arc power supply 24. The output voltage of the arc power supply 24 is V A. An extraction power source 28 for mainly extracting ions from the plasma 6 is connected between the second electrode 12 and the plasma generation vessel 5 with the second electrode 12 as the negative electrode side. The output voltage of this drawing power supply 28 is set to V E. Between the third electrode 13 and the ground potential portion, a suppression power source 30 for suppressing backflow electrons mainly from the downstream side is connected with the third electrode 13 as the negative electrode side. The output voltage of the suppression power supply 30 is set to V S. In this example, the fourth electrode 14 is connected to the ground potential portion and is fixed to a voltage of 0V.

従って、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３および第４電極１４に印加する電圧を、それぞれ、第１電圧Ｖ1 、第２電圧Ｖ2 、第３電圧Ｖ3 および第４電圧Ｖ4 とすると、それらはこの例では次式で表すことができる。 Accordingly, the voltages applied to the first electrode 11, the second electrode 12, the third electrode 13 and the fourth electrode 14 are respectively the first voltage V 1 , the second voltage V 2 , the third voltage V 3 and the fourth voltage. Assuming V 4 , they can be expressed by the following equation in this example.

［数１］
Ｖ1 ＝ＶAC−ＶA
Ｖ2 ＝ＶAC−ＶE
Ｖ3 ＝ＶS
Ｖ4 ＝０ [Equation 1]
V 1 = V AC -V A
V 2 = V AC -V E
V 3 = V S
V 4 = 0

イオン源２から引き出されるイオンビーム２０の前述した偏差角度αおよび発散角度φを、図２を参照して説明する。偏差角度αは、イオンビーム２０の設計上の進行方向４０と実際の進行方向４２との成す角度である。発散角度φは、イオンビーム２０が広がる角度である。イオンビーム２０の設計上の進行方向４０は、例えば、被照射物３２が前述した配向膜付基板の場合は、当該配向膜付基板に対する配向処理方向４４に実質的に平行に設定される。   The aforementioned deviation angle α and divergence angle φ of the ion beam 20 drawn from the ion source 2 will be described with reference to FIG. The deviation angle α is an angle formed by the design traveling direction 40 of the ion beam 20 and the actual traveling direction 42. The divergence angle φ is an angle at which the ion beam 20 spreads. The design traveling direction 40 of the ion beam 20 is set substantially parallel to the alignment processing direction 44 with respect to the alignment film-attached substrate, for example, when the irradiation object 32 is the alignment film-attached substrate described above.

次に、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φの両方を小さくするように、引出し電極系１０を構成する第１電極１１に印加する第１電圧Ｖ1 、第２電極１２に印加する第２電圧Ｖ2 および第３電極１３に印加する第３電圧Ｖ3 を決定する電圧決定方法の実施形態を、図３も参照しながら説明する。 Next, the first voltage V 1 and the second electrode applied to the first electrode 11 constituting the extraction electrode system 10 so as to reduce both the deviation angle α and the divergence angle φ of the ion beam 20 drawn from the ion source 2. An embodiment of a voltage determination method for determining the second voltage V 2 applied to 12 and the third voltage V 3 applied to the third electrode 13 will be described with reference to FIG.

なお、電圧Ｖ1 〜Ｖ3 によって、イオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φが変化するのは、簡単に言えば、引出し電極系１０を構成する電極１１〜１４の相対応するイオン引出し孔１５の位置には、組立誤差等によって微小なずれがあり、そのような状態において、電圧Ｖ1 〜Ｖ3 を変化させると、第１電極１１と第２電極１２との間および第２電極１２と第３電極１３との間において、各イオン引出し孔１５付近の電界の状態（形状）が変化し、それによってイオンの軌道が変化するからである。 Note that the deviation angle α and the divergence angle φ of the ion beam 20 change depending on the voltages V 1 to V 3. In short, the ion extraction holes corresponding to the electrodes 11 to 14 constituting the extraction electrode system 10 are simply described. The position 15 has a slight shift due to an assembly error or the like. In such a state, when the voltages V 1 to V 3 are changed, the first electrode 11 and the second electrode 12 and the second electrode 12 are changed. This is because the state (shape) of the electric field in the vicinity of each ion extraction hole 15 changes between the first electrode 13 and the third electrode 13, thereby changing the trajectory of the ions.

まず、例えばイオンビーム２０の必要とするエネルギーに応じて、第１電圧Ｖ1 を所要の電圧に設定（固定）する（ステップ１００）。これは、図１に示す例では、具体的には上記数１に示す電圧ＶAC、ＶA によって設定することができる。電圧Ｖ2 、Ｖ3 についても数１に示す各電圧によって設定することができる。 First, for example, depending on the energy required for the ion beam 20, sets the first voltages V 1 to the required voltage (fixed) (step 100). In the example shown in FIG. 1, this can be specifically set by the voltages V AC and V A shown in the above equation (1). The voltages V 2 and V 3 can also be set by the voltages shown in Equation 1.

次に、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 との差である第２差電圧Ｖ23（＝Ｖ2 −Ｖ3 ）を一つの値（例えば１００Ｖ）に設定（固定）しておいて（ステップ１０１）、第１電圧Ｖ1 と第２電圧Ｖ2 との差である第１差電圧Ｖ12（＝Ｖ1 −Ｖ2 ）を変化させて、イオン源２から引き出されるイオンビーム２０のビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める（ステップ１０２）。求めたデータは、例えば記憶手段（図示省略）に記憶しておけば良い。他のデータも同様である。第１差電圧Ｖ12を変化させるためには、上記のように第１電圧Ｖ1 が固定だから、第２電圧Ｖ2 を変化させる。このとき、上記のように第２差電圧Ｖ23が固定だから、第３電圧Ｖ3 も変化させる。 Next, the second difference voltage V 23 (= V 2 −V 3 ), which is the difference between the second voltage V 2 and the third voltage V 3 , is set (fixed) to one value (for example, 100 V). (Step 101), the first differential voltage V 12 (= V 1 −V 2 ) that is the difference between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 is changed to change the ion beam 20 extracted from the ion source 2. The beam current is measured to obtain the peak value of the beam current and the first differential voltage V 12 at the peak value (step 102). What is necessary is just to memorize | store the calculated | required data in a memory | storage means (illustration omitted), for example. The same applies to other data. In order to change the first differential voltage V 12 , the first voltage V 1 is fixed as described above, so the second voltage V 2 is changed. At this time, since the second difference voltage V 23 as described above but fixed, the third voltage V 3 is also changed.

イオンビーム２０のビーム電流の測定は、例えば、図１中に示すビーム電流測定装置３４を、測定時だけ、矢印Ｃで示すようにイオンビーム２０の経路に移動させて、当該ビーム電流測定装置３４を用いて行えば良い。ビーム電流測定装置３４は、例えば、単一または複数のビーム電流検出器（例えばファラデーカップ）を有している。   The measurement of the beam current of the ion beam 20 is performed, for example, by moving the beam current measuring device 34 shown in FIG. 1 to the path of the ion beam 20 as indicated by the arrow C only during the measurement. Can be used. The beam current measuring device 34 has, for example, a single or a plurality of beam current detectors (for example, a Faraday cup).

そして、上記ステップ１０２の動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の範囲内（例えば−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖの範囲内）で所定の電圧刻み（例えば１００Ｖ刻み）で行う（ステップ１０２〜１０４）。具体的には、ステップ１０２に続いて、第２差電圧Ｖ23の変更範囲を全て終了したか否かを判断して（ステップ１０３）、終了していればステップ１０５に進み、終了していなければステップ１０４に進んで第２差電圧Ｖ23を上記電圧刻みだけ変更して、ステップ１０２に戻って上記動作を繰り返す。 Then, the operation of the step 102 is performed at the second differential voltage V 23 within a predetermined range (e.g. -1000V~ + 1000V range of) a predetermined voltage increment (for example 100V increments) (step 102 to 104). Specifically, after step 102, it is determined whether or not all the processes are terminated range of change in the second differential voltage V 23 (step 103), if it has been completed the flow proceeds to step 105, it has not ended if the second differential voltage V 23 by changing only increment the voltage proceeds to step 104 to repeat the above operation returns to step 102.

以上によって、例えば図４に示す例のようなデータが得られる。なお、図４は、図を見やすくするために、データを間引いて示している（図５も同様）。   As described above, data such as the example shown in FIG. 4 is obtained. In FIG. 4, data is thinned out for easy understanding of the drawing (the same applies to FIG. 5).

次に、例えば上記記憶手段に記憶されているデータを用いて、上記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ビーム電流のピーク値が最大となる時の第１差電圧Ｖ12を求めてそれをピーク時第１差電圧Ｖ12P とする（ステップ１０５）。例えば図４に示す例の場合は、第２差電圧Ｖ23＝７００［Ｖ］の時のビーム電流のピーク値が最大であるので、その時の第１差電圧Ｖ12をピーク時第１差電圧Ｖ12P とする。 Next, for example, using the data stored in the storage means, the peak value of the beam current is compared, and the first differential voltage V 12 when the peak value of the beam current becomes maximum is obtained. This is set as the peak first differential voltage V 12P (step 105). For example, in the case of the example shown in FIG. 4, the peak value of the beam current when the second differential voltage V 23 = 700 [V] is the maximum, so the first differential voltage V 12 at that time is the first differential voltage at the peak. V 12P .

但し、上記のようにビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の第１差電圧Ｖ12を求める動作を、第２差電圧Ｖ23を所定の電圧刻みで変えて行う代わりに、第２差電圧Ｖ23を一つの値に設定しておいて、ビーム電流がピーク値の時の第１差電圧Ｖ12をそのままピーク時第１差電圧Ｖ12P としても良い。これは、図４に示すように、ビーム電流がピークとなる時の第１差電圧Ｖ12の値は、第２差電圧Ｖ23を変えても殆ど変わらないことが分かったからである。このようにすれば、工程を削減することができるので、電圧決定に要する時間をより短縮することができる。 However, instead of performing the operation of obtaining the peak value of the beam current and the first difference voltage V 12 at the peak value as described above by changing the second difference voltage V 23 at a predetermined voltage step, the second difference keep in setting the voltage V 23 to one value, the beam current may be used as the first differential voltage V 12P as peak a first differential voltage V 12 at the time of the peak value. This is because, as shown in FIG. 4, it has been found that the value of the first differential voltage V 12 when the beam current reaches a peak hardly changes even if the second differential voltage V 23 is changed. In this way, since the number of steps can be reduced, the time required for voltage determination can be further shortened.

また、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の発散角度φは、第１差電圧Ｖ12を、ピーク時第１差電圧Ｖ12P 以下という条件を満たす範囲内に、より具体的には次の数２の条件を満たす範囲内に設定すれば、小さい範囲にあることが実験の結果から明らかとなった。その実験結果の一例を図５に示す。従って、この数２の条件を満たしていれば、イオンビーム２０の発散角度φは小さい範囲にあるので、発散角度φの測定を行う必要はない。 Moreover, the divergence angle φ of the ion beam 20 to draw from the ion source 2, a first differential voltage V 12, within range satisfying hereinafter first differential voltage V 12P peak, the next few more specifically 2 It was clarified from the experimental results that it was in a small range if it was set within the range satisfying the above condition. An example of the experimental result is shown in FIG. Therefore, if the condition of Equation 2 is satisfied, the divergence angle φ of the ion beam 20 is in a small range, and therefore it is not necessary to measure the divergence angle φ.

［数２］
０＜Ｖ12≦Ｖ12P [Equation 2]
0 <V 12 ≦ V 12P

次に、ステップ１０５に続いて、第１電圧Ｖ1 は変えずに、上記数２の条件を満たす範囲内で、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を複数に変化させて、イオン源２から引き出されるイオンビーム２０の偏差角度αを測定する（ステップ１０６）。そしてこの測定は、測定すべき組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）がなくなるまで行う（ステップ１０７、１０６）。この電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）をどのように選定するかは、基本的には、経験等に基づいた試行錯誤による。但し、後述するように、組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の数は従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも上述したように、発散角度φは小さい範囲にあるのでその測定は行わなくて良い。 Next, following step 105, the first voltage V 1 is not changed, and the combination of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 (V 2 , V 3 ) is within the range satisfying the condition of the above formula 2. And the deviation angle α of the ion beam 20 extracted from the ion source 2 is measured (step 106). This measurement is performed until there are no more combinations (V 2 , V 3 ) to be measured (steps 107 and 106). How to select this combination of voltages (V 2 , V 3 ) is basically based on trial and error based on experience. However, as will be described later, the number of combinations (V 2 , V 3 ) is much smaller than in the conventional method. Moreover, as described above, since the divergence angle φ is in a small range, the measurement need not be performed.

イオンビーム２０の偏差角度αの測定は、例えば、図１中に示す偏差角度測定装置３６を、測定時だけ、矢印Ｄで示すようにイオンビーム２０の経路に移動させて、当該偏差角度測定装置３６を用いて行えば良い。   The measurement of the deviation angle α of the ion beam 20 is performed, for example, by moving the deviation angle measuring device 36 shown in FIG. 1 to the path of the ion beam 20 as indicated by the arrow D only during the measurement. 36 may be used.

偏差角度測定装置３６としては、公知の測定装置を用いれば良い。例えば、上記特許文献２に記載されているような、イオンビームの一部を通過させる開口を有する遮蔽板と、当該遮蔽板の開口を通過したイオンビームのビーム電流を検出する検出器と、当該検出器を遮蔽板の開口の下流部を横切って移動させる検出器駆動装置とを有している測定装置を用いても良い。あるいは、特開２００４−２０５２２３号公報に記載されているような、イオンビームを通過させる開口を有する遮蔽板と、複数の検出器を有する検出器ユニットとを有している測定装置を用いても良い。   A known measuring device may be used as the deviation angle measuring device 36. For example, as described in Patent Document 2, a shielding plate having an opening that allows a part of the ion beam to pass therethrough, a detector that detects a beam current of the ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, You may use the measuring apparatus which has a detector drive device which moves a detector across the downstream part of opening of a shielding board. Alternatively, a measurement apparatus having a shielding plate having an aperture through which an ion beam passes and a detector unit having a plurality of detectors as described in JP-A-2004-205223 may be used. good.

上記ステップ１０６、１０７の工程では、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）は、第１差電圧Ｖ12が上記数２に示す条件を満たす範囲内で試みれば良いので、しかも第１電圧Ｖ1 が決まっているから第２電圧Ｖ2 の範囲もある程度限られたものになるので、偏差角度αが最小となる第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の数は、従来の方法に比べて遥かに少なくなる。しかも上述したように、数２に示す条件を満たす範囲内では、発散角度φは小さい範囲にあるので発散角度φの測定を行わなくて済み、偏差角度αの測定のみを行えば良い。 In the steps 106 and 107, the combination of the second voltage V 2 and the third voltage V 3 (V 2 , V 3 ) is attempted within the range where the first differential voltage V 12 satisfies the condition shown in the above equation ( 2 ). In addition, since the first voltage V 1 is determined, the range of the second voltage V 2 is also limited to some extent, so that the second voltage V 2 and the third voltage V that minimize the deviation angle α. the number of combinations of 3 (V 2, V 3) is much smaller than the conventional methods. In addition, as described above, the divergence angle φ is in a small range within the range that satisfies the condition shown in Equation 2, so that the divergence angle φ need not be measured, and only the deviation angle α need be measured.

そして、上記複数の電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）の内で、偏差角度αが最小となる電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を決定する（ステップ１０８）。 Then, among the combination of the plurality of voltage (V 2, V 3), determines a combination of voltage deviation angle α is minimized (V 2, V 3) (step 108).

上記ステップ１０６〜１０８のより具体例を示すと、第１電圧Ｖ1 は固定しておいて、上記数２に示す条件を満たす範囲内で、第２電圧Ｖ2 と第３電圧Ｖ3 を変化させる。このとき、第２差電圧Ｖ23の値は、例えば、上記ビーム電流のピーク値を求めた時（ステップ１０２〜１０５の説明参照）と同じ範囲（例えば、−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖで、１００Ｖ刻み）にしておく。そして、電圧Ｖ2 とＶ3 を変化させながら（例えば、−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖで、１００Ｖ刻み）、即ち電圧の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を変えながら、偏差角度αを測定し、当該偏差角度αが最小となる時の第２電圧Ｖ2 、第３電圧Ｖ3 および偏差角度αの値を記憶手段に記憶しておく。そして所定範囲の測定が終った段階で、記憶させていた偏差角度αの比較を行う。これによって、偏差角度が最小となる電圧Ｖ2 、Ｖ3 の組み合わせ（Ｖ2 ，Ｖ3 ）を決定することができる。 As a more specific example of steps 106 to 108, the first voltage V 1 is fixed, and the second voltage V 2 and the third voltage V 3 are changed within a range satisfying the condition shown in the above equation 2 . Let At this time, the value of the second difference voltage V 23 is, for example, the case of obtaining the peak value of the beam current (see description of steps 102 to 105) in the same range (e.g., in -1000V~ + 1000V, 100V increments) to Keep it. The deviation angle α is measured while changing the voltages V 2 and V 3 (for example, from −1000 V to +1000 V in increments of 100 V), that is, while changing the combination of voltages (V 2 , V 3 ). The values of the second voltage V 2 , the third voltage V 3 and the deviation angle α when α is minimized are stored in the storage means. Then, when the measurement in the predetermined range is completed, the stored deviation angle α is compared. Thus, the combination (V 2 , V 3 ) of the voltages V 2 and V 3 that minimizes the deviation angle can be determined.

第１電圧Ｖ1 は前述したように初めに設定した電圧を維持するので、以上によって、偏差角度αが最小となる電圧、即ち第１電圧Ｖ1 、第２電圧Ｖ2 および第３電圧Ｖ3 の決定が終了する（ステップ１０９）。発散角度φを測定しなくてもそれが小さい範囲になることは、前述したとおりである。 Since the first voltage V 1 maintains the initially set voltage as described above, the voltage at which the deviation angle α is minimized, that is, the first voltage V 1 , the second voltage V 2, and the third voltage V 3 is as described above. This determination is finished (step 109). As described above, even if the divergence angle φ is not measured, it becomes a small range.

なお、図１に示す例のように引出し電極系１０が第４電極１４を有している場合もあるが、当該第４電極１４に印加する第４電圧Ｖ4 は通常は固定（通常は接地電位に固定）であるので、第４電圧Ｖ4 は簡単に決まる。 Although the extraction electrode system 10 may have a fourth electrode 14 as in the example shown in FIG. 1, the fourth voltage V 4 applied to the fourth electrode 14 is normally fixed (usually grounded) The fourth voltage V 4 is easily determined.

ここで、発散角度φではなく偏差角度αに着目して、それが最小となるようにするのは、イオンビーム２０を用いた被照射物３２の処理においては、当該処理に与える影響は、発散角度φよりも偏差角度αの方が通常は大きいからである。これは、簡単に言えば、発散角度φはイオンビーム２０内でのイオンの方向性に関わるものであるのに対して、偏差角度αはイオンビーム２０全体の方向性に関わるのでその影響が大きいからである。例えば、配向膜付基板の配向処理においては、特にイオンビーム２０の偏差角度αを最小にすることは、所望の配向処理を実現する上で重要である。   Here, focusing on the deviation angle α, not the divergence angle φ, and minimizing the deviation angle α, in the processing of the irradiation object 32 using the ion beam 20, the influence on the processing is divergence. This is because the deviation angle α is usually larger than the angle φ. In short, the divergence angle φ is related to the directionality of ions in the ion beam 20, whereas the deviation angle α is related to the directionality of the ion beam 20 as a whole, so that the influence is large. Because. For example, in the alignment process of the substrate with the alignment film, minimizing the deviation angle α of the ion beam 20 is particularly important in realizing the desired alignment process.

後は、必要に応じて、上記のようにして決定した電圧を用いて（即ち上記のようにして決定した電圧を設定して）、イオン源２からイオンビーム２０を引き出してそれを被照射物３２に照射して、被照射物３２の処理を行う等の動作を行えば良い。   Thereafter, if necessary, the ion beam 20 is extracted from the ion source 2 using the voltage determined as described above (that is, the voltage determined as described above is set), and is irradiated with the object. It suffices to perform an operation such as irradiating 32 and processing the irradiated object 32.

以上のようにこの電圧決定方法によれば、試みる電圧の組み合わせの数が減ると共に、発散角度φの測定を行わなくて済むので、イオン源２から引き出すイオンビーム２０の偏差角度αおよび発散角度φの両方を小さくするのに適した電圧を、短時間で決定することができる。しかも、上記のような方法に従って電圧決定を行えば良いので、熟練者でなくても容易に決定することができる。   As described above, according to this voltage determination method, the number of combinations of voltages to be tried is reduced and the divergence angle φ need not be measured. Therefore, the deviation angle α and the divergence angle φ of the ion beam 20 extracted from the ion source 2 are eliminated. A voltage suitable for reducing both of these can be determined in a short time. In addition, since the voltage should be determined according to the method as described above, it can be easily determined even by an unskilled person.

なお、上記偏差角度測定装置３６がビーム電流測定装置３４の機能を兼ね備えていても良い。そのようにすれば、ビーム電流測定装置３４を省略することができるので、構成を簡素化することができる。   The deviation angle measuring device 36 may have the function of the beam current measuring device 34. By doing so, the beam current measuring device 34 can be omitted, and the configuration can be simplified.

また、イオン源２が、より具体的にはその引出し電極系１０が大面積となる等の場合に、引出し電極系１０を構成する各電極をその面内で複数の部分に分割した構成にして、各部分から引き出されるイオンビーム２０の偏差角度αがそれぞれ最小になるように、各部分ごとに印加する電圧を上記方法によって決定しても良い。そのようにすれば、より広い面積に亘って偏差角度αを小さくすることができる。   In addition, when the ion source 2 is more specifically, when the extraction electrode system 10 has a large area, etc., each electrode constituting the extraction electrode system 10 is divided into a plurality of parts in the plane. The voltage to be applied to each portion may be determined by the above method so that the deviation angle α of the ion beam 20 drawn from each portion is minimized. By doing so, the deviation angle α can be reduced over a wider area.

また、上記数２に示す条件を満たす範囲内においては、図５からも分かるように、第２差電圧Ｖ23の違いによる発散角度φの違いは比較的小さいので、第３電極１３に印加する第３電圧Ｖ3 は変化させずに固定値としても良い。そのようにすれば、変化させる電圧が一つ減るので、そのぶん、偏差角度αを小さくするには限りがあるかもしれないけれども、電圧決定がより容易になり、電圧決定に要する時間をより短縮することができる。 Further, within the range satisfying the condition shown in the above formula 2, as can be seen from FIG. 5, the difference in the divergence angle φ due to the difference in the second differential voltage V 23 is relatively small, so that it is applied to the third electrode 13. The third voltage V 3 may be a fixed value without being changed. By doing so, the voltage to be changed is reduced by one, so maybe the deviation angle α may be limited, but the voltage determination becomes easier and the time required for voltage determination is further reduced. can do.

この発明に係る電圧決定方法を用いるイオン源を備えているイオンビーム照射装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the ion beam irradiation apparatus provided with the ion source using the voltage determination method concerning this invention. 図１中のイオン源、イオンビームおよび被照射物を示す平面図である。It is a top view which shows the ion source in FIG. 1, an ion beam, and a to-be-irradiated object. この発明に係る電圧決定方法の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of the voltage determination method which concerns on this invention. 第１差電圧とビーム電流との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a 1st difference voltage and beam current. 第１差電圧と発散角度との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a 1st differential voltage and a divergence angle.

符号の説明Explanation of symbols

２ イオン源
４ プラズマ生成部
６ プラズマ
１０ 引出し電極系
１１ 第１電極
１２ 第２電極
１３ 第３電極
１４ 第４電極
２０ イオンビーム
３２ 被照射物
３４ ビーム電流測定装置
３６ 偏差角度測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Ion source 4 Plasma generation part 6 Plasma 10 Extraction electrode system 11 1st electrode 12 2nd electrode 13 3rd electrode 14 4th electrode 20 Ion beam 32 Object to be irradiated 34 Beam current measuring device 36 Deviation angle measuring device

Claims (3)

プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧（Ｖ1 ）、第２電極に印加する第２電圧（Ｖ2 ）および第３電極に印加する第３電圧（Ｖ3 ）を決定する方法において、
前記第１電圧（Ｖ1 ）を所要の電圧に設定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）との差である第２差電圧（Ｖ23）を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧（Ｖ1 ）と第２電圧（Ｖ2 ）との差である第１差電圧（Ｖ12）を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求める動作を、前記第２差電圧（Ｖ23）を所定の範囲内で所定の電圧刻みで変えて行い、
前記ビーム電流のピーク値の比較を行って、当該ピーク値が最大となる時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求めてそれをピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）とし、
前記第１差電圧（Ｖ12）が前記ピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧（Ｖ1 ）は変えずに、前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度（α）を測定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせの内で、前記偏差角度（α）が最小となる前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを決定することを特徴とする、イオン源の電圧決定方法。 A plasma generation unit that generates plasma, and an electrode system that extracts an ion beam from the plasma in the plasma generation unit by the action of an electric field, and includes a first electrode, a second electrode, A first voltage (V 1 ) applied to the first electrode of the ion source having an extraction electrode system having at least a third electrode; a second voltage (V 2 ) applied to the second electrode; In the method of determining the third voltage (V 3 ) applied to the three electrodes,
The first voltage (V 1 ) is set to a required voltage;
A second differential voltage (V 23 ), which is a difference between the second voltage (V 2 ) and the third voltage (V 3 ), is set to one value, and the first voltage (V 1 ) and the first voltage (V 1 ) The beam current of the ion beam extracted from the ion source is measured by changing the first difference voltage (V 12 ) that is the difference from the two voltages (V 2 ), and the peak value and the peak value of the beam current are measured. The operation of obtaining the first differential voltage (V 12 ) at the time of the above is performed by changing the second differential voltage (V 23 ) within a predetermined range at predetermined voltage increments,
The peak value of the beam current is compared to determine the first differential voltage (V 12 ) when the peak value is maximized, and this is used as the peak first differential voltage (V 12P ).
As long as the first differential voltage (V 12 ) satisfies the condition that the peak first differential voltage (V 12P ) or less, the first voltage (V 1 ) is not changed, and the second voltage (V 2 ) is not changed. ) And the third voltage (V 3 ) are changed to a plurality of combinations, and the deviation angle (α), which is the difference between the designed traveling direction of the ion beam drawn from the ion source and the actual traveling direction, is measured. ,
Among the combinations of the second voltage (V 2) and the third voltage (V 3), the combination of the deviation angle (alpha) is minimum the second voltage (V 2) and the third voltage (V 3) Determining a voltage of the ion source. プラズマを生成するプラズマ生成部と、このプラズマ生成部内のプラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す電極系であって、最プラズマ側からイオンビーム引出し方向に配置された第１電極、第２電極および第３電極を少なくとも有している引出し電極系とを備えているイオン源の前記第１電極に印加する第１電圧（Ｖ1 ）、第２電極に印加する第２電圧（Ｖ2 ）および第３電極に印加する第３電圧（Ｖ3 ）を決定する方法において、
前記第１電圧（Ｖ1 ）を所要の電圧に設定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）との差である第２差電圧（Ｖ23）を一つの値に設定しておいて、前記第１電圧（Ｖ1 ）と第２電圧（Ｖ2 ）との差である第１差電圧（Ｖ12）を変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームのビーム電流を測定して、当該ビーム電流のピーク値および当該ピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）を求め、
前記ビーム電流がピーク値の時の前記第１差電圧（Ｖ12）をピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）とし、
前記第１差電圧（Ｖ12）が前記ピーク時第１差電圧（Ｖ12P ）以下という条件を満たす範囲内で、前記第１電圧（Ｖ1 ）は変えずに、前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを複数に変化させて、前記イオン源から引き出されるイオンビームの設計上の進行方向と実際の進行方向との差である偏差角度（α）を測定し、
前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせの内で、前記偏差角度（α）が最小となる前記第２電圧（Ｖ2 ）と第３電圧（Ｖ3 ）の組み合わせを決定することを特徴とする、イオン源の電圧決定方法。 A plasma generation unit that generates plasma, and an electrode system that extracts an ion beam from the plasma in the plasma generation unit by the action of an electric field, and includes a first electrode, a second electrode, A first voltage (V 1 ) applied to the first electrode of the ion source having an extraction electrode system having at least a third electrode; a second voltage (V 2 ) applied to the second electrode; In the method of determining the third voltage (V 3 ) applied to the three electrodes,
The first voltage (V 1 ) is set to a required voltage;
A second differential voltage (V 23 ), which is a difference between the second voltage (V 2 ) and the third voltage (V 3 ), is set to one value, and the first voltage (V 1 ) and the first voltage (V 1 ) The beam current of the ion beam extracted from the ion source is measured by changing the first difference voltage (V 12 ) that is the difference from the two voltages (V 2 ), and the peak value and the peak value of the beam current are measured. The first differential voltage (V 12 ) at the time of
The first differential voltage (V 12 ) when the beam current has a peak value is defined as a peak first differential voltage (V 12P ),
As long as the first differential voltage (V 12 ) satisfies the condition that the peak first differential voltage (V 12P ) or less, the first voltage (V 1 ) is not changed, and the second voltage (V 2 ) is not changed. ) And the third voltage (V 3 ) are changed to a plurality of combinations, and the deviation angle (α), which is the difference between the designed traveling direction of the ion beam drawn from the ion source and the actual traveling direction, is measured. ,
Among the combinations of the second voltage (V 2) and the third voltage (V 3), the combination of the deviation angle (alpha) is minimum the second voltage (V 2) and the third voltage (V 3) Determining a voltage of the ion source. 前記引出し電極系は、前記第３電極のイオンビーム引出し方向側に第４電極を更に有していて、当該第４電極に印加する電圧は０Ｖに固定しておく請求項１または２記載のイオン源の電圧決定方法。   3. The ion according to claim 1, wherein the extraction electrode system further includes a fourth electrode on the ion beam extraction direction side of the third electrode, and a voltage applied to the fourth electrode is fixed to 0V. Source voltage determination method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013012495A (en) * 2012-09-12 2013-01-17 Nissin Ion Equipment Co Ltd Cleaning method of ion source electrode
JP2018067408A (en) * 2016-10-18 2018-04-26 東京エレクトロン株式会社 Ion beam irradiation device and substrate processing apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0541294A (en) * 1991-07-31 1993-02-19 Masahiro Nishikawa Neutral particle beam radiation equipment
JPH11154472A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Nissin Electric Co Ltd Ion source
JP2001101990A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Nissin Electric Co Ltd Ion implanter
JP2004205223A (en) * 2002-12-20 2004-07-22 Chi Mei Electronics Corp Ion beam distribution detection apparatus and ion beam orientation processing apparatus using the same
JP2006190970A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Samsung Electronics Co Ltd Ion-beam extracting apparatus
JP2007278755A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Nissin Ion Equipment Co Ltd Device and method for measuring ion beam, and ion beam irradiation device
JP2008034360A (en) * 2006-06-26 2008-02-14 Nissin Ion Equipment Co Ltd Ion implantation apparatus and deflection angle correcting method of ion beam

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0541294A (en) * 1991-07-31 1993-02-19 Masahiro Nishikawa Neutral particle beam radiation equipment
JPH11154472A (en) * 1997-11-19 1999-06-08 Nissin Electric Co Ltd Ion source
JP2001101990A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Nissin Electric Co Ltd Ion implanter
JP2004205223A (en) * 2002-12-20 2004-07-22 Chi Mei Electronics Corp Ion beam distribution detection apparatus and ion beam orientation processing apparatus using the same
JP2006190970A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Samsung Electronics Co Ltd Ion-beam extracting apparatus
JP2007278755A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Nissin Ion Equipment Co Ltd Device and method for measuring ion beam, and ion beam irradiation device
JP2008034360A (en) * 2006-06-26 2008-02-14 Nissin Ion Equipment Co Ltd Ion implantation apparatus and deflection angle correcting method of ion beam

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013012495A (en) * 2012-09-12 2013-01-17 Nissin Ion Equipment Co Ltd Cleaning method of ion source electrode
JP2018067408A (en) * 2016-10-18 2018-04-26 東京エレクトロン株式会社 Ion beam irradiation device and substrate processing apparatus

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