JP4151703B2 - Ion beam measuring apparatus, measuring method, and ion beam irradiation apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、イオン源から引き出したイオンビームを基板に照射して、当該基板に例えばイオン注入、イオンドーピング（登録商標）、イオンミリング、イオンビームエッチング、イオンビーム配向処理等の処理を施すイオンビーム照射装置等に用いられて、イオンビームの空間分布を測定するイオンビーム測定装置、イオンビーム測定方法および当該イオンビーム測定装置を備えるイオンビーム照射装置に関する。 The present invention irradiates a substrate with an ion beam extracted from an ion source, and performs, for example, ion implantation, ion doping (registered trademark), ion milling, ion beam etching, ion beam alignment processing, or the like on the substrate. The present invention relates to an ion beam measurement apparatus, an ion beam measurement method, and an ion beam irradiation apparatus including the ion beam measurement apparatus that are used in an irradiation apparatus or the like and measure a spatial distribution of an ion beam.
イオン源から引き出されたイオンビームの発散角度等の特性を測定することは、例えば基板に対して均一性の良い処理を施す等のために重要である。 Measuring characteristics such as the divergence angle of the ion beam extracted from the ion source is important for, for example, performing processing with good uniformity on the substrate.
イオンビームの発散角度等を測定する装置の従来例として、特許文献１および２に記載のものがある。これらの測定装置は、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（例えばファラデーカップ、検出電極等）を有する検出器ユニットとを用いて、イオンビームの発散角度等を測定するものである。
As a conventional example of an apparatus for measuring the divergence angle of an ion beam, there are those described in
上記従来の測定装置では、いずれも、複数のイオン引出し孔を持つ多孔電極を有するイオン源から引き出されたイオンビームの特性、例えば発散角度を測定する場合、複数のイオン引出し孔から出射されたイオンビームが混在して成るイオンビームの総和を測定してしまうために、イオン引出し孔から出射される際のイオンビームが持つ発散角度を求めるためには、測定された総和に対して畳込み積分（例えば、特許文献１の段落００４６、００４７参照）のような複雑な数学的演算処理を行わなければならない。一般的にこのような演算処理は、複雑であるがために演算に長時間を要するので、これが実用上の障害になる。 In any of the above conventional measuring apparatuses, when measuring the characteristics of an ion beam extracted from an ion source having a porous electrode having a plurality of ion extraction holes, for example, a divergence angle, ions emitted from the plurality of ion extraction holes In order to measure the total sum of the ion beams mixed with the beams, in order to obtain the divergence angle of the ion beam when it is emitted from the ion extraction hole, convolution integral ( For example, it is necessary to perform complicated mathematical operation processing as described in paragraphs 0046 and 0047 of Patent Document 1. In general, such an arithmetic processing is complicated, and thus requires a long time for the arithmetic operation. This is a practical obstacle.
そこでこの発明は、複雑な演算処理を要することなく、多孔電極を有するイオン源のイオン引出し孔から出射される際のイオンビームが持つ特性を測定することができる装置および方法を提供することを主たる目的としている。 Accordingly, the main object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of measuring the characteristics of an ion beam when it is emitted from an ion extraction hole of an ion source having a porous electrode without requiring complicated calculation processing. It is aimed.
この発明に係る第１のイオンビーム測定装置は、一点で互いに直交する三つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とすると、ｘｙ平面に沿う電極であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数のイオン引出し孔を実質的に等間隔で有する多孔電極を備えるイオン源からｚ軸に沿う方向に引き出されたイオンビームの空間分布を測定する装置であって、
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記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、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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、
前記検出器を、前記遮蔽板の開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしていることを特徴としている。
The first ion beam measurement apparatus according to the present invention is an electrode along the xy plane, and at least substantially in the direction along the x axis, assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x axis, the y axis, and the z axis. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam extracted in a direction along the z axis from an ion source having a porous electrode having a plurality of ion extraction holes of substantially the same size at substantially equal intervals,
A shielding plate that is positioned along the xy plane on the downstream side of the ion source and has an opening that allows a part of the ion beam to pass through;
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate;
A detector driving device having a function of moving the detector in the direction along the x-axis across the downstream portion of the opening of the shielding plate;
And the distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and the detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and the detector is d, and the x-axis of each ion extraction hole of the porous electrode. The dimension along the x-axis of the ion extraction hole, p, the dimension along the x-axis along the x-axis of the opening of the shielding plate, and the dimension along the x-axis of the detector. When w, it is characterized by satisfying the relationship of the following formula or the mathematically equivalent relationship.
［数１］
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ）
[Equation 1]
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
このイオンビーム測定装置によれば、上記数１の関係を満たすことによって、検出器には、複数のイオン引出し孔から出射されたイオンビームが同時に入射することはなく、一つの測定位置では一つのイオン引出し孔から出射されたイオンビームだけが入射することになる。従って、上記検出器を用いて測定されるイオンビームの空間分布は、一つのイオン引出し孔から出射されたイオンビームを順次測定した結果を連ねたものとなる。 According to this ion beam measuring apparatus, by satisfying the relationship of the above formula 1, the ion beams emitted from the plurality of ion extraction holes do not enter the detector at the same time, and one ion is measured at one measurement position. Only the ion beam emitted from the ion extraction hole is incident. Therefore, the spatial distribution of the ion beam measured using the detector is a result of the sequential measurement of the ion beam emitted from one ion extraction hole.
このイオンビーム測定装置によれば、上記のようなイオンビームの空間分布を測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極のイオン引出し孔から出射される際のイオンビームが持つ特性を測定することができる。 According to this ion beam measuring apparatus, since the spatial distribution of the ion beam as described above can be measured, it is possible to easily remove from the ion extraction hole of the porous electrode without requiring complicated calculation processing such as convolution integration. The characteristics of the ion beam when it is emitted can be measured.
上記検出器および検出器駆動装置の代わりに、遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、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であってｘ軸に沿う方向に配列された複数の互いに実質的に同じ大きさの検出器を有する検出器ユニットを備えていても良い。この場合は、検出器ユニットを移動させなくても、上記のようなイオンビームの空間分布を測定することができる。 Instead of the detector and the detector driving device, the detector is positioned downstream of the shielding plate and detects the beam current of the ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, and is along the x-axis. A detector unit having a plurality of detectors of substantially the same size arranged in a direction may be provided. In this case, the spatial distribution of the ion beam as described above can be measured without moving the detector unit.
この発明に係る第２のイオンビーム測定装置は、前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記イオンビームの一部を通過させる開口であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数の開口を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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、
前記検出器を、前記遮蔽板の複数の開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の各開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、前記数１の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしており、
更に、前記距離ｄは、前記遮蔽板の複数の開口を通過したイオンビームが前記検出器に同時に入射する距離よりも小さくしていることを特徴としている。
The second ion beam measuring apparatus according to the present invention is positioned along the xy plane downstream of the ion source, and is an opening that allows a part of the ion beam to pass therethrough at least on the x axis. A shielding plate having a plurality of openings of substantially the same size in the direction along
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate;
A detector driving device having a function of moving the detector in a direction along the x-axis across the downstream portions of the plurality of openings of the shielding plate;
And the distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and the detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and the detector is d, and the x-axis of each ion extraction hole of the porous electrode. The dimension in the direction along the x axis of the ion extraction hole is p, the dimension in the direction along the x axis of each opening of the shielding plate is b, and the dimension in the direction along the x axis of the detector. Where w satisfies the relationship of Equation 1 or a mathematically equivalent relationship thereof,
Further, the distance d is smaller than the distance at which the ion beam that has passed through the plurality of openings of the shielding plate is simultaneously incident on the detector.
このイオンビーム測定装置は、遮蔽板が複数の開口を有しているけれども、距離ｄを、複数の開口を通過したイオンビームが検出器に同時に入射する距離よりも小さくしているので、遮蔽板の各開口について見れば、上記第１のイオンビーム測定装置と同様の作用を奏する。その結果、複数箇所でイオンビームの空間分布を測定することができる。 In this ion beam measuring apparatus, although the shielding plate has a plurality of openings, the distance d is made smaller than the distance at which the ion beams that have passed through the plurality of openings are simultaneously incident on the detector. As for each of the apertures, the same operation as the first ion beam measuring apparatus is achieved. As a result, the spatial distribution of the ion beam can be measured at a plurality of locations.
遮蔽板が複数の開口を有する場合、遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、遮蔽板の開口と実質的に同じ間隔でｘ軸に沿う方向に配列された複数の検出器と、それらを、遮蔽板の対応する開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に一括して移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えていても良い。 When the shielding plate has a plurality of openings, the plurality of detectors are positioned downstream of the shielding plate and arranged in the direction along the x axis at substantially the same interval as the openings of the shielding plate; You may provide the detector drive device which has a function which moves them collectively in the direction in alignment with a x-axis across the downstream part of the corresponding opening of a shielding board.
上記検出器および検出器駆動装置の代わりに、遮蔽板の各開口の下流部にそれぞれ位置させられるものであって、遮蔽板の各開口を通過したイオンビームのビーム電流をそれぞれ検出する複数の検出器ユニットを備えていても良い。各検出器ユニットは、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ものであってｘ軸に沿う方向に配列された複数の互いに実質的に同じ大きさの検出器をそれぞれ有している。 Instead of the detector and the detector driving device, a plurality of detections that are respectively positioned downstream of each opening of the shielding plate and detect the beam current of the ion beam that has passed through each opening of the shielding plate A container unit may be provided. Each detector unit detects a beam current of the ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, and has a plurality of detectors of substantially the same size arranged in the direction along the x-axis. ing.
一つの上記のような検出器ユニットと、それをｘ軸に沿う方向に移動させて、検出器ユニットを遮蔽板の複数の開口の下流部に順次位置させる機能を有する検出器ユニット駆動装置とを備えていても良い。 One detector unit as described above, and a detector unit driving device having a function of sequentially moving the detector unit in the downstream portion of the plurality of openings of the shielding plate by moving the detector unit in the direction along the x-axis. You may have.
この発明に係る第１のイオンビーム測定方法は、上記のようなイオンビーム測定装置を用いて、前記イオン源から引き出されたイオンビームのｘ軸に沿う方向における空間分布を測定し、この測定によって得られた空間分布をガウス分布で近似して当該ガウス分布の標準偏差σを求め、この標準偏差σ、前記寸法ａ、前記距離Ｌおよび距離ｄを用いて、次式またはそれと数学的に等価の式に基づいて、前記イオンビームのｘ軸に沿う方向における発散角度θを求めることを特徴としている。 The first ion beam measurement method according to the present invention uses the ion beam measurement apparatus as described above to measure the spatial distribution in the direction along the x-axis of the ion beam extracted from the ion source. The obtained spatial distribution is approximated by a Gaussian distribution to obtain a standard deviation σ of the Gaussian distribution. Using this standard deviation σ, the dimension a, the distance L, and the distance d, the following expression or mathematically equivalent thereto is obtained. The divergence angle θ in the direction along the x-axis of the ion beam is obtained based on the equation.
［数２］
θ＝ｔａｎ-1（σ／ｄ−ａ／２Ｌ）
[Equation 2]
θ = tan −1 (σ / d−a / 2L)
この発明に係る第２のイオンビーム測定方法は、上記のようなイオンビーム測定装置を用いて、前記イオン源から引き出されたイオンビームのｘ軸に沿う方向における空間分布を測定し、この測定によって得られた空間分布をガウス分布で近似して当該ガウス分布のピーク値のｘ座標ｘ0 を求め、このｘ座標ｘ0 、前記空間分布を測定するのに用いた遮蔽板の開口の中心のｘ座標ｘs および前記距離ｄを用いて、次式またはそれと数学的に等価の式に基づいて、前記イオンビームのｘ軸に沿う方向における偏差角度αを求めることを特徴としている。 The second ion beam measurement method according to the present invention uses the ion beam measurement apparatus as described above to measure the spatial distribution in the direction along the x axis of the ion beam extracted from the ion source, and by this measurement, The obtained spatial distribution is approximated by a Gaussian distribution to obtain the x coordinate x 0 of the peak value of the Gaussian distribution, and this x coordinate x 0 is the x of the center of the opening of the shielding plate used to measure the spatial distribution. Using the coordinate x s and the distance d, the deviation angle α in the direction along the x-axis of the ion beam is obtained based on the following equation or a mathematically equivalent equation thereof.
［数３］
α＝ｔａｎ-1｛（ｘ0 −ｘs ）／ｄ｝
[Equation 3]
α = tan −1 {(x 0 −x s ) / d}
この発明に係るイオンビーム照射装置は、一点で互いに直交する三つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とすると、ｘｙ平面に沿う電極であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数のイオン引出し孔を実質的に等間隔で有する多孔電極を備えていて、ｙ軸に沿う方向の寸法よりもｘ軸に沿う方向の寸法が大きい断面形状をしたイオンビームをｚ軸に沿う方向に引き出すイオン源と、このイオン源から引き出されたイオンビームの照射領域内で基板をｙ軸に沿う方向に移動させる機能を有する基板駆動装置と、上記のようなイオンビーム測定装置とを備えていることを特徴としている。 The ion beam irradiation apparatus according to the present invention is an electrode along the xy plane that is substantially the same in at least the direction along the x axis when the three axes orthogonal to each other at one point are the x axis, the y axis, and the z axis. An ion beam having a porous electrode having a plurality of ion extraction holes with substantially equal intervals and having a cross-sectional shape with a dimension in the direction along the x-axis larger than a dimension in the direction along the y-axis A substrate driving device having a function of moving the substrate in the direction along the y-axis within the irradiation region of the ion beam extracted from the ion source, and the ion beam measuring device as described above It is characterized by having.
請求項１に記載の発明によれば、多孔電極を有するイオン源の複数のイオン引出し孔から出射されたイオンビームが一つの検出器に同時に入射しない状態で、イオンビームのｘ軸に沿う方向における空間分布を測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極のイオン引出し孔から出射される際のイオンビームが持つ特性を測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the ion beam emitted from the plurality of ion extraction holes of the ion source having the porous electrode is not incident on one detector at the same time, in the direction along the x axis of the ion beam. Since the spatial distribution can be measured, the characteristics of the ion beam emitted from the ion extraction hole of the porous electrode can be easily measured without requiring complicated calculation processing such as convolution integration. .
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、検出器や検出器ユニットをｘ軸に沿う方向に移動させなくてもイオンビームの空間分布を測定することができる。その結果、そのような移動用の機械的な駆動装置が不要になるので、構造の簡素化を図ることができる。また、それらの移動時間を要しないので、測定に要する時間を短縮することができる。
According to invention of
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、ｘ軸に沿う方向における複数箇所でイオンビームの空間分布を測定することができる。
According to invention of
請求項４に記載の発明によれば、請求項１の上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、ｘ軸に沿う方向における複数箇所でイオンビームの空間分布を測定することができる。しかも、複数の検出器およびそれらを一括して移動させる検出器駆動装置を備えているので、一つの検出器を移動させる場合に比べて測定に要する時間を短縮することができる。
According to invention of
請求項５に記載の発明によれば、請求項１の上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、ｘ軸に沿う方向における複数箇所でイオンビームの空間分布を測定することができる。しかも、検出器や検出器ユニットをｘ軸に沿う方向に移動させなくてもイオンビームの空間分布を測定することができるので、そのような移動用の機械的な駆動装置が不要になり構造の簡素化を図ることができる。また、それらの移動時間を要しないので、測定に要する時間を短縮することができる。 According to invention of Claim 5, in addition to the effect similar to the said effect of Claim 1, there exist the following effects further. That is, the spatial distribution of the ion beam can be measured at a plurality of locations in the direction along the x axis. In addition, since the spatial distribution of the ion beam can be measured without moving the detector or the detector unit in the direction along the x-axis, a mechanical driving device for such movement is not necessary, and the structure Simplification can be achieved. Moreover, since the movement time is not required, the time required for measurement can be shortened.
請求項６に記載の発明によれば、請求項１の上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、ｘ軸に沿う方向における複数箇所でイオンビームの空間分布を測定することができる。しかも、検出器ユニットおよびそれを順次移動させる検出器ユニット駆動装置を備えているので、一つの検出器を移動させる場合に比べて測定に要する時間を短縮することができる。
According to invention of
請求項７に記載の発明によれば、多孔電極を有するイオン源の複数のイオン引出し孔から出射されたイオンビームが一つの検出器に同時に入射しない状態で、イオンビームのｘ軸に沿う方向の空間分布を測定し、その測定結果に基づいてイオンビームのｘ軸に沿う方向における発散角度を測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極のイオン引出し孔から出射される際のイオンビームの発散角度を測定することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the ion beam emitted from the plurality of ion extraction holes of the ion source having the porous electrode is not incident on one detector at the same time, in the direction along the x-axis of the ion beam. Since the spatial distribution is measured and the divergence angle in the direction along the x-axis of the ion beam can be measured based on the measurement result, the porous electrode can be easily obtained without requiring complicated calculation processing such as convolution integration. The divergence angle of the ion beam when it is emitted from the ion extraction hole can be measured.
請求項８に記載の発明によれば、多孔電極を有するイオン源の複数のイオン引出し孔から出射されたイオンビームが一つの検出器に同時に入射しない状態で、イオンビームのｘ軸に沿う方向の空間分布を測定し、その測定結果に基づいてイオンビームのｘ軸に沿う方向における偏差角度を測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極のイオン引出し孔から出射される際のイオンビームの偏差角度を測定することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the ion beam emitted from the plurality of ion extraction holes of the ion source having the porous electrode is not incident on one detector at the same time, and is in the direction along the x-axis of the ion beam. Since the spatial distribution can be measured and the deviation angle in the direction along the x-axis of the ion beam can be measured based on the measurement result, the porous electrode can be easily obtained without requiring complicated arithmetic processing such as convolution integration. The deviation angle of the ion beam when it is emitted from the ion extraction hole can be measured.
請求項９に記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれかに記載のイオンビーム測定装置を備えているので、対応する請求項の上記効果と同様の効果を奏する。 According to the ninth aspect of the invention, since the ion beam measuring apparatus according to any one of the first to sixth aspects is provided, the same effect as the above-described effect of the corresponding claim can be obtained.
この明細書および図面においては、各機器の向き、イオンビームの進行方向等を表すために、一点で互いに直交する三つの軸、即ちｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を用いている。このｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、一点で互いに直交する軸であれば良く、必ずしも図示例の方向に限られるものではない。例えば、ｚ軸を垂直方向、水平方向またはそれらから傾いた方向に取っても良い。 In this specification and drawings, three axes orthogonal to each other at one point, that is, the x axis, the y axis, and the z axis are used to represent the orientation of each device, the traveling direction of the ion beam, and the like. The x-axis, y-axis, and z-axis need only be axes that are orthogonal to each other at a single point, and are not necessarily limited to the illustrated example. For example, the z axis may be taken in the vertical direction, the horizontal direction, or a direction inclined from them.
図１は、この発明に係るイオンビーム測定装置を備えるイオンビーム照射装置の一実施形態を示す概略正面図である。このイオンビーム照射装置は、イオンビーム１０をｚ軸に沿う方向に引き出すイオン源２と、このイオン源２から引き出されたイオンビーム１０の照射領域内で、基板２６を、それを保持するホルダ２８と共に、矢印Ｂに示すようにｙ軸に沿う方向に直線的に移動させる機能を有する基板駆動装置３０と、イオン源２から引き出されたイオンビーム１０の空間分布を測定するイオンビーム測定装置４０ａとを備えている。イオンビーム１０の経路は、図示しない真空容器内において真空雰囲気に保たれる。
FIG. 1 is a schematic front view showing an embodiment of an ion beam irradiation apparatus including an ion beam measuring apparatus according to the present invention. The ion beam irradiation apparatus includes an
この明細書において「沿う方向」とは、例えば平行または実質的に平行な方向であるが、必ずしもそれに限られるものではない。 In this specification, the “direction along” is, for example, a parallel or substantially parallel direction, but is not necessarily limited thereto.
イオン源２から引き出されるイオンビーム１０は、この例では、例えば図２に示すように、ｙ軸に沿う方向の寸法よりもｘ軸に沿う方向の寸法が大きい、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１０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、ｙ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
イオン源２は、プラズマ３を生成するプラズマ生成部４と、このプラズマ３から電界の作用でイオンビーム１０を引き出す多孔電極６とを備えている。多孔電極６は、図示例では３枚であるが、これに限られるものではなく、１枚以上で任意である。各多孔電極６は、ｘｙ平面に沿って配置されている。
The
各多孔電極６は、少なくともｘ軸に沿う方向において、互いに実質的に同じ寸法ａの複数の（より具体的には多数の）イオン引出し孔８を実質的に等間隔ｐで有している。
Each
各イオン引出し孔８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。各イオン引出し孔８が円孔のような小さな孔の場合は、各多孔電極６は、ｙ軸に沿う方向においても、互いに実質的に同じ寸法の複数のイオン引出し孔８を実質的に等間隔で有していても良い。
Each
イオンビーム測定装置４０ａは、上記のような多孔電極６を有するイオン源２からｚ軸に沿う方向に引き出されたイオンビーム１０の空間分布を、より具体的にはｘ軸に沿う方向における空間分布を、イオン源２と基板２６との間において測定するものである。なお、以下においては、ｙ軸に沿う方向の言及がない限り、ｘ軸に沿う方向に着目している。
The ion
イオンビーム測定装置４０ａは、この実施形態では、イオン源２の下流側（イオンビーム１０の進行方向に見て下流側。以下同様）に位置させられるものであって、イオン源２から引き出されたイオンビーム１０の一部を通過させる一つの開口１４を有する遮蔽板１２と、この遮蔽板１２の下流側に位置させられるものであって、遮蔽板１２の開口１４を通過したイオンビーム１０のビーム電流を検出（換言すれば測定。以下同様）する一つの検出器１８と、この検出器１８を、この実施形態では支持体２２を介して矢印Ｃに示すように、遮蔽板１２の開口１４の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に直線的に移動させる機能を有する検出器駆動装置２４とを備えている。符号２０は、検出器１８（より具体的にはその入口）の移動平面である。
In this embodiment, the ion
上記開口１４は、イオンビーム１０の空間分布測定に使用する開口のことであり、当該測定に使用しない開口が遮蔽板１２に設けられているか否かは問わない。
The
検出器１８は、それによるイオンビーム１０のビーム電流検出に支障のないように、支持体２２から電気的に絶縁されている。後述する他の実施形態においても同様である。
The
検出器１８は、例えば、ファラデーカップや、板状電極、ワイヤー電極等の検出電極である。また、これらのファラデーカップ等の上流側近傍に、放出二次電子の逃げを抑制するサプレッサ電極を有していても良い。
The
検出器駆動装置２４による検出器１８の上記移動は、後述する距離Ｌ、ｄを実質的に一定に保った状態で行う。その移動方向は、一方方向でも良いが、往復方向が好ましい。後述する他の実施形態における検出器駆動装置２４、検出器ユニット駆動装置２５による検出器１８、検出器ユニット３２の移動についても同様である。
The above-described movement of the
遮蔽板１２は、この実施形態では、遮蔽板駆動装置１６によって、イオンビーム１０の空間分布測定時にはイオン源２の下流側に位置させられ、基板２６に対するイオンビーム照射時にはその邪魔にならない位置に移動（退避）させられる。検出器駆動装置２４は、この実施形態では、検出器１８を、イオンビーム１０の空間分布測定時には遮蔽板１２の下流側の測定位置に位置させ、基板２６に対するイオンビーム照射時にはその邪魔にならない位置に移動（退避）させる機能をも有している。後述する他の実施形態においても同様である。
In this embodiment, the shielding
そしてこのイオンビーム測定装置４０ａにおいては、多孔電極６と検出器１８間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、遮蔽板１２と検出器１８間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、遮蔽板１２の開口１４のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、検出器１８のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしている。この数４は、前記数１と同じものである。前述したように、ａは多孔電極６の各イオン引出し孔８のｘ軸に沿う方向の寸法、ｂは同イオン引出し孔８のｘ軸に沿う方向の間隔である。イオン引出し孔８、開口１４、検出器１８の平面形状が円の場合は、寸法ａ、ｂ、ｗは、それぞれの直径である。
In this ion
［数４］
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ）
[Equation 4]
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
ここで、多孔電極６が複数の場合は、上記距離Ｌは最下流側の多孔電極６の下面から測るものとする。検出器１８がｚ軸に沿う方向に奥行を有する場合は、上記距離Ｌおよびｄは、図１に示すように、検出器１８の入口から測るものとする。上記距離ｄは、より詳しく言えば、検出器１８と遮蔽板１２の開口１４部分との間のｚ軸に沿う方向の距離である。
Here, when there are a plurality of
遮蔽板１２は、全体が同じ厚さの板でも良いし、例えば図３に示す例のように、開口１４の周辺部が他よりも薄い板でも良い。いずれにしても、遮蔽板１２の開口１４部分の厚さは、通常、上記距離Ｌおよびｄに比べて十分に小さく、例えば距離Ｌは３８０ｍｍ程度、距離ｄは３２０ｍｍ程度であるのに対して、開口１４部分の厚さは１ｍｍ程度と２桁程度小さく、上記数４の関係を定めるに際しては、実用上、遮蔽板１２の厚さを無視しても差し支えないので、そのようにしている。敢えて厚さを意識するならば、上記距離ｄは、図３に示すように、開口１４部分の板厚の中心から測っても良い。
The shielding
上記数４（即ち数１。以下同様）を導出する過程を図４を参照して説明する。ｘ軸に沿う方向において、検出器１８から遮蔽板１２の開口１４を通して多孔電極６を見ることのできる寸法をｔ、この寸法ｔのｘ座標上の始点を原点Ｏ、遮蔽板１２の開口１４の一方端（原点Ｏに近い方）のｘ座標をｓとすると、検出器１８の一方端ｅのｘ座標ｘe は数５で、他方端ｆのｘ座標ｘf は数６で、それぞれ表される。
The process of deriving the above equation 4 (ie, equation 1, the same applies hereinafter) will be described with reference to FIG. In the direction along the x-axis, the dimension at which the
［数５］
ｘe ＝Ｌｓ／（Ｌ−ｄ）
[Equation 5]
x e = Ls / (L−d)
［数６］
ｘf ＝Ｌ（ｓ−ｔ＋ｂ）／（Ｌ−ｄ）＋ｔ
[Equation 6]
x f = L (s−t + b) / (L−d) + t
そして、検出器１８の寸法ｗはｘe −ｘf であるから、即ちｗ＝ｘe −ｘf であるから、これに数５、数６を代入して整理すると、上記寸法ｔは次式で表される。
Since the dimension w of the
［数７］
ｔ＝｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ
[Equation 7]
t = {w (L−d) + bL} / d
そこで、この寸法ｔを、次式のように、多孔電極６のイオン引出し孔８でない部分９の寸法、即ちｐ−ａよりも小さくすることによって、検出器１８で測定されるイオンビーム１０は、常に一つのイオン引出し孔８から出射されたものとなる。換言すれば、複数のイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０が一つの検出器１８に同時に入射しない状態で測定を行うことができる。このことは、検出器１８がｘ軸に沿う方向のどの位置にあっても（移動しても）成り立つ。
Therefore, by making this dimension t smaller than the dimension of the
［数８］
ｔ＜（ｐ−ａ）
[Equation 8]
t <(pa)
この数８に数７を代入すると、上記数４が得られる。
Substituting Equation 7 into
この数４の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たすことによって、検出器１８を検出器駆動装置２４によって上記のようにｘ軸に沿う方向に移動させると、検出器１８には、複数のイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０が同時に入射することはなく、一つの測定位置では一つのイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０だけが入射することになる。これを図５を参照してより詳しく説明すると、多孔電極６の例えばイオン引出し孔８ａ〜８ｇからそれぞれ出射されたイオンビーム１０ａ〜１０ｇは、遮蔽板１２の開口１４を通過して、ｘ軸に沿う方向の位置ｘ1 〜ｘ7 において、検出器１８にそれぞれ入射することになる。この場合、上記数４の関係を満たしているので、複数のイオンビーム１０ａ等が同時に検出器１８に入射することはない。
When the
従って、検出器１８を用いて測定されるイオンビーム１０の空間分布は、一つのイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０を順次測定した結果を連ねたものとなる。このようにして測定されるイオンビーム電流のｘ軸に沿う方向における分布の概略例を図６に示す。図６中の黒点が、上記各位置ｘ1 〜ｘ7 でのビーム電流である。破線３４は、これらの離散的なビーム電流値をつないだものであり、通常、ガウス分布に近い形をしている。
Therefore, the spatial distribution of the
以上のようにこのイオンビーム測定装置によれば、多孔電極６を有するイオン源２の複数のイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０が一つの検出器１８に同時に入射しない状態で、イオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における空間分布を測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極６のイオン引出し孔８から出射される際のイオンビーム１０が持つ特性を測定することができる。その結果、特性の演算処理に要する時間を短縮して、測定に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to this ion beam measuring apparatus, the
例えば、以下のような単純な測定方法によって、イオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における発散角度θや偏差角度αを求めることができる。
For example, the divergence angle θ and the deviation angle α in the direction along the x axis of the
図７（Ａ）を参照して、遮蔽板１２が存在しない場合、中心のｘ座標がｘi の位置にあるイオン引出し孔８から出射されるイオンビーム１０が、多孔電極６から距離Ｌだけ離れた平面（即ち検出器１８の入口の移動平面）２０に形成するイオンビーム強度分布（即ちビーム電流分布。以下同様）は、次式で表されるガウス分布Ｉi で近似することができる。
Referring to FIG. 7A, when the shielding
ここで、Ｋ1 は定数、σi は上記ガウス分布Ｉi の標準偏差である。この標準偏差σi と、イオン引出し孔８から出射される際のイオンビーム１０の発散角度θとは、ここでは図８も参照して、次式の関係で定義している。ａはイオン引出し孔８の上記寸法である。
Here, K 1 is a constant, and σ i is a standard deviation of the Gaussian distribution I i . The standard deviation σ i and the divergence angle θ of the
［数１０］
σi ＝ａ／２＋Ｌ・ｔａｎθ
[Equation 10]
σ i = a / 2 + L · tan θ
上記のことを、ｘ＝ｘs を中心とした開口１４を有する遮蔽板１２が存在する場合について、検出器１８にイオンビーム１０を入射させることのできるイオン引出し孔８について次々に考えると、図７（Ｂ）に示すように、中心のｘ座標がｘs の位置からイオンビーム１０が出射される場合と等価であると言うことができる。図７（Ａ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅと、図７（Ｂ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅとは、それぞれ対応している。図７（Ａ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅは一つのイオン引出し孔８から出射したものであるのに対して、図７（Ｂ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅは複数のイオン引出し孔８から出射したものであるけれども、この複数のイオン引出し孔８は互いに同じ寸法ａであり、かつ互いにごく近くに存在するものであるので、図７（Ａ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅと、図７（Ｂ）中のイオンビーム１０ａ〜１０ｅとは、それぞれ同等のものであると言うことができる。
Considering one after another of the
図７（Ｂ）の場合、検出器１８の中心のｘ座標をｘd とすると、検出器１８を上記のように移動させることによって測定されるイオンビーム強度分布は、次式で表されるガウス分布Ｉ0 で近似することができる。
In the case of FIG. 7B, if the x coordinate of the center of the
ここで、Ｋ2 は定数、ｘ0 は上記ガウス分布Ｉ0 のピーク値のｘ座標、σは上記ガウス分布の標準偏差である。このガウス分布Ｉ0 は、図７（Ａ）のガウス分布Ｉi を実質的に相似形に縮小したものとなるので、標準偏差σは上記標準偏差σi のｄ／Ｌ倍となる。ｄは上記距離である。従って、数１０に基づいて次式で表すことができる。
Here, K 2 is a constant, x 0 is the x coordinate of the peak value of the Gaussian distribution I 0 , and σ is the standard deviation of the Gaussian distribution. Since the Gaussian distribution I 0 is obtained by reducing the Gaussian distribution I i of FIG. 7A to a substantially similar shape, the standard deviation σ is d / L times the standard deviation σ i . d is the distance. Therefore, it can be expressed by the following equation based on
［数１２］
σ＝（ａ／２＋Ｌ・ｔａｎθ）（ｄ／Ｌ）
[Equation 12]
σ = (a / 2 + L · tan θ) (d / L)
この数１２を変形して、多孔電極６のイオン引出し孔８から出射される際のイオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における発散角度θを、次式またはそれと数学的に等価の式から求めることができる。この数１３は、前記数２と同じものである。
The divergence angle θ in the direction along the x-axis of the
［数１３］
θ＝ｔａｎ-1（σ／ｄ−ａ／２Ｌ）
[Equation 13]
θ = tan −1 (σ / d−a / 2L)
また、上記ｘ座標ｘd 、ｘ0 および距離ｄから、図９を参照して、次式またはそれと数学的に等価の式に基づいて、多孔電極６のイオン引出し孔８から出射される際のイオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における偏差角度αを求めることができる。この数１４は、前記数３と同じものである。
Further, from the x coordinate x d , x 0 and the distance d, referring to FIG. 9, based on the following equation or an equation mathematically equivalent thereto, when being emitted from the
［数１４］
α＝ｔａｎ-1｛（ｘ0 −ｘs ）／ｄ｝
[Formula 14]
α = tan −1 {(x 0 −x s ) / d}
このように上記イオンビーム測定方法によれば、多孔電極６を有するイオン源２の複数のイオン引出し孔８から出射されたイオンビーム１０が一つの検出器１８に同時に入射しない状態で、イオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における空間分布を測定し、その測定結果に基づいてイオンビーム１０のｘ軸に沿う方向における発散角度θや偏差角度αを測定することができるので、畳込み積分等の複雑な演算処理を要することなく、簡単に、多孔電極６のイオン引出し孔８から出射される際のイオンビーム１０の発散角度θや偏差角度αを測定することができる。その結果、演算処理に要する時間を短縮して、測定に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to the ion beam measurement method, the
なお、上記イオンビーム測定装置４０ａおよびイオンビーム測定方法では、前述したようにｙ軸に沿う方向におけるイオンビーム１０の分布には着目していないので、上記開口１４はｙ軸に沿う方向に長いスリット状のものでも良い。その場合は、検出器１８もｙ軸に沿う方向に長いものとしても良い。そのようにすれば、検出器１８で検出するビーム電流を大きくして、検出感度を高めることができる。後述する他の実施形態においても同様である。
In the ion
図１に示したイオンビーム照射装置は、上記のようなイオンビーム測定装置４０ａを備えており、イオンビーム測定装置４０ａによるイオンビーム１０の測定と、基板２６にイオンビーム１０を照射して基板２６に処理を施すことを、切り換えて行うことができる。
The ion beam irradiation apparatus shown in FIG. 1 includes the ion
再び図１を参照して、基板駆動装置３０は、図示例では、ホルダ２８およびそれに保持された基板２６を実質的に水平方向に移動させるものであるが、それに限られるものではない。例えば、ホルダ２８およびそれに保持された基板２６を実質的に垂直方向に立てた状態で移動させるものでも良い。ｚ軸は、前述したように必ずしも垂直方向である必要はなく、例えばこの基板２６の向きに応じて、垂直方向、水平方向またはそれらから傾いた方向としても良い。基板２６の表面に対してｚ軸を、垂直ではなく斜めに傾けても良い。その場合は、通常、ｘ軸を基板２６の表面と実質的に平行に保つ。
Referring to FIG. 1 again, in the illustrated example, the
ｚ軸の角度を容易に上記のように変えることができるようにするために、イオン源２を、更に必要に応じてイオンビーム測定装置４０ａをも、ｘ軸に実質的に平行な軸を中心に回転可能にして、基板２６の表面に対するイオンビーム１０の入射角度を可変にしても良い。そのようにすれば、当該入射角度を、例えば９０度よりも小さい範囲で可変にすることができる。
In order to make it possible to easily change the angle of the z axis as described above, the
基板駆動装置３０による基板２６の移動は、一方方向でも良いし、往復方向（往復走査）でも良いが、等速度で移動させるのが好ましい。なお、ｚ軸を上記のように基板２６の表面に対して斜めに取ってもよいので、基板２６をｙ軸に沿う方向に移動させるということは、基板表面を正面に見てｙ軸に沿う方向に移動させるということである（図２参照）。
The movement of the
基板２６は、例えば、半導体基板、ガラス基板、配向膜付基板、その他の基板である。配向膜付基板は、液晶分子を一定方向に配向させるための配向膜をガラス基板等の基板の表面に形成したものである。
The
図２に示す例のように、イオンビーム１０のｘ軸に沿う方向の長さを基板２６の同方向の長さよりも若干大きくしておき、これと基板２６の上記移動とを併用することによって、基板２６が大型のものであっても、基板２６の全面にイオンビーム１０を照射して、イオン注入、イオンドーピング（登録商標）、イオンミリング、イオンビームエッチング、イオンビーム配向処理等の処理を施すことができる。
As in the example shown in FIG. 2, the length of the
次に、イオンビーム測定装置の他の実施形態を説明する。上記実施形態のイオンビーム測定装置４０ａと同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては上記実施形態との相違点を主体に説明する。
Next, another embodiment of the ion beam measurement apparatus will be described. Portions that are the same as or correspond to those of the ion
上記１個の検出器１８および検出器駆動装置２４の代わりに、図１０に示すイオンビーム測定装置４０ｂのように、遮蔽板１２の下流側に位置させられるものであって、ｘ軸に沿う方向に直線的に配列された複数の上記のような検出器１８を有する検出器ユニット３２を備えていても良い。各検出器１８は、ｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさ（即ち寸法ｗ）を有している。各検出器１８間は、図では互いに接しているように見えるけれども、実際は互いに電気的に絶縁されており、互いに独立してイオンビーム１０のビーム電流を検出（測定）することができる。後述する他の実施形態においても同様である。
Instead of the one
この検出器ユニット３２を構成する各検出器１８について、上記数４に示した関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしている。
About each
このイオンビーム測定装置４０ｂによれば、上記イオンビーム測定装置４０ａについて説明した上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、検出器１８や検出器ユニット３２をｘ軸に沿う方向に移動させなくてもイオンビーム１０の空間分布を測定することができる。その結果、そのような移動用の機械的な駆動装置が不要になるので、構造の簡素化を図ることができる。また、それらの移動時間を要しないので、測定に要する時間を短縮することができる。
According to the ion
遮蔽板１２は、図１１に示すイオンビーム測定装置４０ｃのように、少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさ（即ち寸法ｂ）の複数の開口１４を有するものでも良い。開口１４の数は、図１１に示す３個に限られない。隣り合う開口１４間の間隔ｑ1 、ｑ2 ・・・は、互いに同じでも良いし異なるものでも良い。
The shielding
この実施形態の場合、検出器駆動装置２４は、検出器１８を、矢印Ｃに示すように、遮蔽板１２の複数の開口１４の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に直線的に移動させる機能を有している。
In the case of this embodiment, the
この検出器１８について、上記数４に示した関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしている。更にこのイオンビーム測定装置４０ｃでは、上記距離ｄは、遮蔽板１２の複数の開口１４を通過したイオンビーム１０が検出器１８に同時に入射する距離よりも小さくしている。この関係を以下に詳述する。
The
図１２を参照して、イオン源２の多孔電極６の構成上、イオンビーム１０の理論的に可能な最大の発散角度をβとすると、隣り合う二つの開口１４を通過したイオンビーム１０が検出器１８に同時に入射しない条件は次式で表される。ここで、ｑは、複数の開口１４の間隔ｑ1 、ｑ2 ・・・の内の最小のものである。その他の符号は前述したものである。
Referring to FIG. 12, if the maximum divergence angle of the
［数１５］
ｑ＞２ｄ・ｔａｎβ＋ｗ＋ｂ
[Equation 15]
q> 2d · tan β + w + b
この数１５を変形して上記距離ｄに着目すると次式が得られる。 The following formula is obtained by transforming the formula 15 and paying attention to the distance d.
［数１６］
ｄ＜（ｑ−ｗ−ｂ）／２ｔａｎβ
[Equation 16]
d <(qwb) / 2 tan β
このイオンビーム測定装置４０ｃは、遮蔽板１２が複数の開口１４を有しているけれども、上記のように距離ｄを、複数の開口１４を通過したイオンビーム１０が検出器１８に同時に入射する距離よりも小さくしているので、遮蔽板１２の各開口１４について見れば、上記イオンビーム測定装置４０ａと同様の作用を奏する。その結果、このイオンビーム測定装置４０ｃによれば、上記イオンビーム測定装置４０ａについて説明した上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、ｘ軸に沿う方向における複数箇所でイオンビーム１０の空間分布を測定することができる。更にその測定結果に基づいて、必要に応じて、ｘ軸に沿う方向における複数箇所で、イオンビーム１０の上記発散角度θや偏差角度αを測定することができる。
In the ion
このイオンビーム測定装置４０ｃの各距離、寸法等の具体例を示すと次のとおりである。この例では、イオン引出し孔８は円孔である。遮蔽板１２の複数の開口１４間の間隔は、互いに等しくｑである。
Specific examples of distances, dimensions, etc. of the ion
イオン引出し孔８の寸法ａ：２ｍｍ（直径２ｍｍ）
イオン引出し孔８の間隔ｐ：３ｍｍ
検出器１８の寸法ｗ：２ｍｍ
距離Ｌ：３８０ｍｍ
距離ｄ：３２０ｍｍ
開口１４の寸法ｂ：０．５ｍｍ
開口１４の間隔ｑ：８０ｍｍ
イオンビーム１０の最大発散角度β：５度
Dimension a of ion extraction hole 8: 2 mm (
Spacing p of ion extraction hole 8: 3 mm
Dimension w of detector 18: 2 mm
Distance L: 380mm
Distance d: 320 mm
Dimension b of opening 14: 0.5 mm
Spacing q of opening 14: 80 mm
Maximum divergence angle β of ion beam 10: 5 degrees
この例の場合、上記数７に示す寸法ｔは０．９６ｍｍとなり、上記数８の条件ひいては数４の条件を満たしている。また、上記数５の右辺に示す２ｄ・ｔａｎβ＋ｗ＋ｂ＝５８ｍｍとなるので、上記数１５ひいては数１６の条件を満たしている。
In the case of this example, the dimension t shown in the equation 7 is 0.96 mm, and the condition of the
遮蔽板１２が複数の開口を有している場合、図１３に示すイオンビーム測定装置４０ｄのように、遮蔽板１２の下流側に位置させられるものであって、遮蔽板１２の開口１４と実質的に同じ間隔ｑ1 、ｑ2 ・・・でｘ軸に沿う方向に直線的に配置された複数の検出器１８と、それらを、矢印Ｃに示すように、遮蔽板１２の対応する開口１４の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に一括して直線的に移動させる機能を有する検出器駆動装置２４とを備えていても良い。
When the shielding
各検出器１８は、上記支持体２２に、支持体２２との間および互いの間で電気的に絶縁して支持されている。従って、各検出器１８は互いに独立してイオンビーム１０のビーム電流を検出することができる。
Each
この各検出器１８について、上記数４および数１６に示した関係またはそれらと数学的に等価の関係を満たしている。
Each of the
このイオンビーム測定装置４０ｄによれば、上記イオンビーム測定装置４０ｃについて説明した上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、複数の検出器１８およびそれらを一括して移動させる検出器駆動装置２４を備えているので、一つの検出器１８を移動させる場合に比べて測定に要する時間を短縮することができる。
According to the ion
遮蔽板１２が複数の開口１４を有している場合、上記複数の検出器１８および検出器駆動装置２４の代わりに、図１４に示すイオンビーム測定装置４０ｅのように、各開口１４の下流部にそれぞれ位置させられる上記のような複数の検出器ユニット３２を備えていても良い。
When the shielding
この各検出器ユニット３２を構成する各検出器１８について、上記数４および数１６に示した関係またはそれらと数学的に等価の関係を満たしている。
About each
このイオンビーム測定装置４０ｅによれば、上記イオンビーム測定装置４０ｃについて説明した上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、検出器１８や検出器ユニット３２をｘ軸に沿う方向に移動させなくてもイオンビーム１０の空間分布を測定することができるので、そのような移動用の機械的な駆動装置が不要になり、構造の簡素化を図ることができる。また、それらの移動時間を要しないので、測定に要する時間を短縮することができる。
According to the ion
遮蔽板１２が複数の開口１４を有している場合、図１５に示すイオンビーム測定装置４０ｆのように、遮蔽板１２の下流側に位置させられる一つの上記のような検出器ユニット３２と、この検出器ユニット３２を例えば矢印Ｃ1 、Ｃ2 ・・・に示すように、ｘ軸に沿う方向に上記間隔ｑ1 、ｑ2 ・・・と実質的に同じ間隔で直線的に移動させて、検出器ユニット３２を各開口１４の下流部に順次位置させる機能を有する検出器ユニット駆動装置２５とを備えていても良い。
When the shielding
この検出器ユニット３２を構成する各検出器１８と支持体２２とは、かつ各検出器１８間は、互いに電気的に絶縁されており、各検出器１８はイオンビーム１０を独立して検出することができる。
Each
この検出器ユニット３２を構成する各検出器１８について、上記数４および数１６に示した関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしている。
Each of the
このイオンビーム測定装置４０ｆによれば、上記イオンビーム測定装置４０ｃについて説明した上記効果と同様の効果に加えて更に次のような効果を奏する。即ち、検出器ユニット３２およびそれを順次移動させる検出器ユニット駆動装置２５を備えているので、一つの検出器１８を移動させる場合に比べて測定に要する時間を短縮することができる。
According to the ion
なお、上記各実施形態の発展形態として、検出器１８または検出器ユニット３２をｙ軸に沿う方向をも含む二次元に配列または移動させて、イオンビーム１０の二次元（ｘ軸に沿う方向およびｙ軸に沿う方向）における空間分布を測定するようにしても良い。更にその測定結果に基づいて、二次元におけるイオンビーム１０の発散角度θおよび偏差角度αを求めても良い。
As a development form of each of the above embodiments, the
２ イオン源
６ 多孔電極
８ イオン引出し孔
１０ イオンビーム
１２ 遮蔽板
１４ 開口
１８ 検出器
２４ 検出器駆動装置
２５ 検出器ユニット駆動装置
２６ 基板
３０ 基板駆動装置
３２ 検出器ユニット
４０ａ〜４０ｆ イオンビーム測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記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、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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、
前記検出器を、前記遮蔽板の開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A shielding plate that is positioned along the xy plane on the downstream side of the ion source and has an opening that allows a part of the ion beam to pass through;
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate;
A detector driving device having a function of moving the detector in the direction along the x-axis across the downstream portion of the opening of the shielding plate;
And the distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and the detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and the detector is d, and the x-axis of each ion extraction hole of the porous electrode. The dimension along the x-axis of the ion extraction hole, p, the dimension along the x-axis along the x-axis of the opening of the shielding plate, and the dimension along the x-axis of the detector. An ion beam measurement apparatus characterized by satisfying a relationship represented by the following formula or a mathematically equivalent relationship when w:
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記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、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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であってｘ軸に沿う方向に配列された複数の互いに実質的に同じ大きさの検出器を有する検出器ユニットとを備えており、
かつ、前記多孔電極と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記各検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A shielding plate that is positioned along the xy plane on the downstream side of the ion source and has an opening that allows a part of the ion beam to pass through;
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, and is substantially a plurality of each other arranged in a direction along the x-axis. And a detector unit having a detector of the same size,
The distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and each detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and each detector is d, and x of each ion extraction hole of the porous electrode The dimension along the axis is a, the distance between the ion extraction holes along the x axis is p, the dimension along the x axis of the opening of the shielding plate is b, and the direction along the x axis of each detector. An ion beam measurement apparatus characterized by satisfying the relationship of the following formula or a mathematically equivalent relationship where w is the dimension of:
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記イオンビームの一部を通過させる開口であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数の開口を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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、
前記検出器を、前記遮蔽板の複数の開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の各開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしており、
更に、前記距離ｄは、前記遮蔽板の複数の開口を通過したイオンビームが前記検出器に同時に入射する距離よりも小さくしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A plurality of apertures that are positioned along the xy plane downstream of the ion source and that allow a portion of the ion beam to pass therethrough and that are substantially the same size in the direction along at least the x-axis. A shielding plate having an opening;
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate;
A detector driving device having a function of moving the detector in a direction along the x-axis across the downstream portions of the plurality of openings of the shielding plate;
And the distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and the detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and the detector is d, and the x-axis of each ion extraction hole of the porous electrode. The dimension in the direction along the x axis of the ion extraction hole is p, the dimension in the direction along the x axis of each opening of the shielding plate is b, and the dimension in the direction along the x axis of the detector. Where w satisfies the relationship of the following equation or a mathematically equivalent relationship thereof,
Further, the distance d is smaller than the distance at which the ion beam that has passed through the plurality of openings of the shielding plate is simultaneously incident on the detector.
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記イオンビームの一部を通過させる開口であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数の開口を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の下流側に位置させられて、前記遮蔽板の各開口を通過したイオンビームのビーム電流をそれぞれ検出するものであって、少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさでありかつ前記遮蔽板の開口と実質的に同じ間隔でｘ軸に沿う方向に配列された複数の検出器と、
前記複数の検出器を、前記遮蔽板の対応する開口の下流部を横切ってｘ軸に沿う方向に一括して移動させる機能を有する検出器駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の各開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記各検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしており、
更に、前記距離ｄは、前記遮蔽板の複数の開口を通過したイオンビームが一つの検出器に同時に入射する距離よりも小さくしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A plurality of apertures that are positioned along the xy plane downstream of the ion source and that allow a portion of the ion beam to pass therethrough and that are substantially the same size in the direction along at least the x-axis. A shielding plate having an opening;
A beam current of an ion beam positioned downstream of the shielding plate and passing through each opening of the shielding plate is detected, and at least substantially the same size in the direction along the x-axis. A plurality of detectors arranged in a direction along the x-axis at substantially the same interval as the opening of the shielding plate;
A detector driving device having a function of collectively moving the plurality of detectors in a direction along the x-axis across a downstream portion of a corresponding opening of the shielding plate;
The distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and each detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and each detector is d, and x of each ion extraction hole of the porous electrode The dimension in the direction along the axis is a, the interval in the direction along the x-axis of the ion extraction hole is p, the dimension in the direction along the x-axis of each opening of the shielding plate is b, and along the x-axis of each detector. When the direction dimension is w, the relationship of the following formula or mathematically equivalent relationship is satisfied,
Further, the distance d is smaller than the distance at which the ion beam that has passed through the plurality of openings of the shielding plate is simultaneously incident on one detector.
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記イオンビームの一部を通過させる開口であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数の開口を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の各開口の下流部にそれぞれ位置させられるものであって、前記遮蔽板の各開口を通過したイオンビームのビーム電流をそれぞれ検出する複数の検出器ユニットとを備えており、
前記各検出器ユニットは、前記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ものであってｘ軸に沿う方向に配列された複数の互いに実質的に同じ大きさの検出器をそれぞれ有しており、
かつ、前記多孔電極と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の各開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記各検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしており、
更に、前記距離ｄは、前記遮蔽板の複数の開口を通過したイオンビームが前記各検出器ユニットを構成する検出器の内の任意の一つに同時に入射する距離よりも小さくしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A plurality of apertures that are positioned along the xy plane downstream of the ion source and that allow a portion of the ion beam to pass therethrough and that are substantially the same size in the direction along at least the x-axis. A shielding plate having an opening;
A plurality of detector units that are respectively positioned downstream of each opening of the shielding plate and that detect a beam current of an ion beam that has passed through each opening of the shielding plate;
Each of the detector units detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, and includes a plurality of detectors of substantially the same size arranged in a direction along the x-axis. Have
The distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and each detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and each detector is d, and x of each ion extraction hole of the porous electrode The dimension in the direction along the axis is a, the interval in the direction along the x-axis of the ion extraction hole is p, the dimension in the direction along the x-axis of each opening of the shielding plate is b, and along the x-axis of each detector. When the direction dimension is w, the relationship of the following formula or mathematically equivalent relationship is satisfied,
Further, the distance d is set to be smaller than the distance at which the ion beam that has passed through the plurality of openings of the shielding plate is simultaneously incident on any one of the detectors constituting each detector unit. A characteristic ion beam measuring device.
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
前記イオン源の下流側にｘｙ平面に沿って位置させられるものであって、前記イオンビームの一部を通過させる開口であって少なくともｘ軸に沿う方向において互いに実質的に同じ大きさの複数の開口を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板の下流側に位置させられるものであって、前記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であってｘ軸に沿う方向に配列された複数の互いに実質的に同じ大きさの計測器を有する検出器ユニットと、
前記検出器ユニットをｘ軸に沿う方向に移動させて、前記検出器ユニットを前記遮蔽板の複数の開口の下流部に順次位置させる機能を有する検出器ユニット駆動装置とを備えており、
かつ、前記多孔電極と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をＬ、前記遮蔽板と各検出器間のｚ軸に沿う方向の距離をｄ、前記多孔電極の各イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の寸法をａ、同イオン引出し孔のｘ軸に沿う方向の間隔をｐ、前記遮蔽板の各開口のｘ軸に沿う方向の寸法をｂ、前記各検出器のｘ軸に沿う方向の寸法をｗとすると、次式の関係またはそれと数学的に等価の関係を満たしており、
更に、前記距離ｄは、前記遮蔽板の複数の開口を通過したイオンビームが前記検出器ユニットを構成する検出器の内の任意の一つに同時に入射する距離よりも小さくしていることを特徴とするイオンビーム測定装置。
｛ｗ（Ｌ−ｄ）＋ｂＬ｝／ｄ＜（ｐ−ａ） Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An apparatus for measuring the spatial distribution of an ion beam drawn in a direction along the z-axis from an ion source having a porous electrode having regular intervals,
A plurality of apertures that are positioned along the xy plane downstream of the ion source and that allow a portion of the ion beam to pass therethrough and that are substantially the same size in the direction along at least the x-axis. A shielding plate having an opening;
A detector that is positioned downstream of the shielding plate and detects a beam current of an ion beam that has passed through the opening of the shielding plate, and is substantially a plurality of each other arranged in a direction along the x-axis. A detector unit having a measuring instrument of the same size,
A detector unit driving device having a function of moving the detector unit in a direction along the x-axis and sequentially positioning the detector unit at a downstream portion of the plurality of openings of the shielding plate;
The distance in the direction along the z-axis between the porous electrode and each detector is L, the distance in the direction along the z-axis between the shielding plate and each detector is d, and x of each ion extraction hole of the porous electrode The dimension in the direction along the axis is a, the interval in the direction along the x-axis of the ion extraction hole is p, the dimension in the direction along the x-axis of each opening of the shielding plate is b, and along the x-axis of each detector. When the direction dimension is w, the relationship of the following formula or mathematically equivalent relationship is satisfied,
Furthermore, the distance d is smaller than the distance at which the ion beam that has passed through the plurality of openings of the shielding plate is simultaneously incident on any one of the detectors constituting the detector unit. Ion beam measuring device.
{W (L-d) + bL} / d <(pa)
θ＝ｔａｎ-1（σ／ｄ−ａ／２Ｌ） A spatial distribution in a direction along the x-axis of the ion beam extracted from the ion source is measured using the ion beam measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, and the spatial distribution obtained by the measurement is obtained. The Gaussian distribution is approximated to obtain a standard deviation σ of the Gaussian distribution, and the standard deviation σ, the dimension a, the distance L, and the distance d are used to calculate the standard deviation σ based on the following expression or an expression mathematically equivalent thereto: A method of measuring an ion beam, comprising: obtaining a divergence angle θ in a direction along the x-axis of the ion beam.
θ = tan −1 (σ / d−a / 2L)
α＝ｔａｎ-1｛（ｘ0 −ｘs ）／ｄ｝ A spatial distribution in a direction along the x-axis of the ion beam extracted from the ion source is measured using the ion beam measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, and the spatial distribution obtained by the measurement is obtained. An x-coordinate x 0 of the peak value of the Gaussian distribution is obtained by approximation with a Gaussian distribution, the x-coordinate x 0 , the x-coordinate x s of the center of the opening of the shielding plate used to measure the spatial distribution, and the distance A method of measuring an ion beam, wherein d is used to obtain a deviation angle α in the direction along the x-axis of the ion beam based on the following formula or a mathematically equivalent formula:
α = tan −1 {(x 0 −x s ) / d}
前記イオン源から引き出されたイオンビームの照射領域内で基板をｙ軸に沿う方向に移動させる機能を有する基板駆動装置と、
請求項１ないし６のいずれかに記載のイオンビーム測定装置とを備えていることを特徴とするイオンビーム照射装置。 Assuming that the three axes orthogonal to each other at one point are the x-axis, y-axis, and z-axis, an electrode along the xy plane and at least a plurality of ion extraction holes having substantially the same size in the direction along the x-axis are substantially formed. An ion source for extracting an ion beam having a cross-sectional shape in which the dimension in the direction along the x-axis is larger than the dimension in the direction along the y-axis in the direction along the z-axis,
A substrate driving device having a function of moving the substrate in the direction along the y-axis within the irradiation region of the ion beam extracted from the ion source;
An ion beam irradiation apparatus comprising the ion beam measurement apparatus according to claim 1.
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Cited By (1)
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