JP2904460B2 - 粒子線照射装置の帯電抑制装置 - Google Patents
粒子線照射装置の帯電抑制装置Info
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- JP2904460B2 JP2904460B2 JP4202782A JP20278292A JP2904460B2 JP 2904460 B2 JP2904460 B2 JP 2904460B2 JP 4202782 A JP4202782 A JP 4202782A JP 20278292 A JP20278292 A JP 20278292A JP 2904460 B2 JP2904460 B2 JP 2904460B2
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- Japan
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- beam irradiation
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- irradiation chamber
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粒子線照射により試料を
加工または測定する粒子線照射装置に係り、とくに帯電
による試料の破壊や加工・測定障害等を防止する粒子線
照射装置の帯電抑制装置に関する。
加工または測定する粒子線照射装置に係り、とくに帯電
による試料の破壊や加工・測定障害等を防止する粒子線
照射装置の帯電抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平２−５４８５８号公報には、イオ
ンビ−ムを照射するウエハの近辺にイオンビ−ム中性化
用の電子ビ−ムを集めるために、電子源から引き出され
た電子ビ−ムを偏向器により偏向することが記載されて
いる。また、特開平３−２５８４６号公報には、電子源
をイオンビ−ム照射領域から離れた位置に設け、上記電
子生成用ガスに対するコンダクタンスを低めた輸送手段
を介して上記電子をイオンビ−ム照射領域に輸送するこ
とが記載されている。
ンビ−ムを照射するウエハの近辺にイオンビ−ム中性化
用の電子ビ−ムを集めるために、電子源から引き出され
た電子ビ−ムを偏向器により偏向することが記載されて
いる。また、特開平３−２５８４６号公報には、電子源
をイオンビ−ム照射領域から離れた位置に設け、上記電
子生成用ガスに対するコンダクタンスを低めた輸送手段
を介して上記電子をイオンビ−ム照射領域に輸送するこ
とが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の粒子線照射装置
においては、電子源のフィラメント物質（Ｗ）やその他
の物質が電子線とともに飛来して被加工物を汚染すると
いう問題があった。すなわち、タングステンのように質
量の重い粒子は直線的に飛行するので、被加工物とフィ
ラメントが見通し位置にあるとタングステン等の汚染粒
子がイオンビームと交差、衝突してイオンビームの純度
を低下させると同時に被加工物を汚染させるのである。
においては、電子源のフィラメント物質（Ｗ）やその他
の物質が電子線とともに飛来して被加工物を汚染すると
いう問題があった。すなわち、タングステンのように質
量の重い粒子は直線的に飛行するので、被加工物とフィ
ラメントが見通し位置にあるとタングステン等の汚染粒
子がイオンビームと交差、衝突してイオンビームの純度
を低下させると同時に被加工物を汚染させるのである。
【０００４】特開平２−５４８５８号公報においては偏
向器により電子源側がマスクされるので上記汚染の問題
は軽減されるものの、偏向器と偏向用電源装置が必要に
なるため装置が複雑化、大型化し、信頼性、コストパ−
フォ−マンスが低下するという問題があった。また、特
開平３−２５８４６号公報に記載の装置では、電子源を
離れた位置に設けるため装置が大型化し、さらに減圧手
段を伴う輸送手段を要するので装置が複雑化し、装置の
信頼性が低下し価格が上昇するという問題があった。本
発明の目的は、上記偏向器や偏向用電源装置、または電
子の輸送手段源等を用いることなく、上記汚染物質粒子
の混入を防止することのできる粒子線照射装置の帯電抑
制装置を提供することにある。
向器により電子源側がマスクされるので上記汚染の問題
は軽減されるものの、偏向器と偏向用電源装置が必要に
なるため装置が複雑化、大型化し、信頼性、コストパ−
フォ−マンスが低下するという問題があった。また、特
開平３−２５８４６号公報に記載の装置では、電子源を
離れた位置に設けるため装置が大型化し、さらに減圧手
段を伴う輸送手段を要するので装置が複雑化し、装置の
信頼性が低下し価格が上昇するという問題があった。本
発明の目的は、上記偏向器や偏向用電源装置、または電
子の輸送手段源等を用いることなく、上記汚染物質粒子
の混入を防止することのできる粒子線照射装置の帯電抑
制装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
ために、上記粒子線照射室の電子導入口に粒子線照射室
と同電位のカバ−を設け、上記粒子線照射室の壁と上記
カバ−により形成される開口部から上記電子を粒子線照
射室内に誘導するようにする。また、プラズマ発生器が
発生するプラズマ、イオン、電子等を粒子線照射室内に
誘導して粒子線を中和する粒子線照射装置の帯電抑制装
置において、上記粒子線照射室の上記プラズマ、イオ
ン、電子等の導入口に粒子線照射室と同電位のカバ−を
設け、上記粒子線照射室の壁と上記カバ−により形成さ
れる開口部から上記プラズマ、イオン、電子等を粒子線
照射室内に誘導するようにする。
ために、上記粒子線照射室の電子導入口に粒子線照射室
と同電位のカバ−を設け、上記粒子線照射室の壁と上記
カバ−により形成される開口部から上記電子を粒子線照
射室内に誘導するようにする。また、プラズマ発生器が
発生するプラズマ、イオン、電子等を粒子線照射室内に
誘導して粒子線を中和する粒子線照射装置の帯電抑制装
置において、上記粒子線照射室の上記プラズマ、イオ
ン、電子等の導入口に粒子線照射室と同電位のカバ−を
設け、上記粒子線照射室の壁と上記カバ−により形成さ
れる開口部から上記プラズマ、イオン、電子等を粒子線
照射室内に誘導するようにする。
【０００６】さらに、上記カバ−を上記プラズマ、イオ
ン、電子源側の面を粒子線および加工物から見えない構
造とし、上記粒子線照射室と上記電子線源または上記プ
ラズマ発生器のプラズマ源間を見通し外とする大きさに
するようにする。また、上記カバ−をシリコン、カーボ
ン、アルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金属物
質で構成するようにする。
ン、電子源側の面を粒子線および加工物から見えない構
造とし、上記粒子線照射室と上記電子線源または上記プ
ラズマ発生器のプラズマ源間を見通し外とする大きさに
するようにする。また、上記カバ−をシリコン、カーボ
ン、アルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金属物
質で構成するようにする。
【０００７】
【作用】上記カバ−により電子源の電子、またはプラズ
マ源のプラズマ、イオン、電子等を上記開口部側に誘導
する電界が形成され、この電界に従って上記電子、また
はプラズマ、イオン、電子等は開口部から粒子線照射室
内に誘導される。また、上記カバ−の上記プラズマ、イ
オン、電子源側の面を粒子線および加工物から見えない
構造とすることにより、上記プラズマ発生源または電子
線源から飛来するタングステン等の汚染粒子の衝突によ
りスパッタされる粒子を上記カバ−内に捕捉する。
マ源のプラズマ、イオン、電子等を上記開口部側に誘導
する電界が形成され、この電界に従って上記電子、また
はプラズマ、イオン、電子等は開口部から粒子線照射室
内に誘導される。また、上記カバ−の上記プラズマ、イ
オン、電子源側の面を粒子線および加工物から見えない
構造とすることにより、上記プラズマ発生源または電子
線源から飛来するタングステン等の汚染粒子の衝突によ
りスパッタされる粒子を上記カバ−内に捕捉する。
【０００８】また、上記プラズマ発生源または電子線源
と粒子線照射室の被加工試料および粒子線間を見通し外
とするように上記カバ−の大きさを設定することによ
り、上記カバ−は上記汚染粒子のすべてを捕捉する。ま
た、上記カバ−をシリコン、カーボン、アルミニウムま
たはこれらの合成物等の非重金属物質で構成した上記カ
バ−は汚染粒子の衝突による２次汚染粒子を放出しな
い。
と粒子線照射室の被加工試料および粒子線間を見通し外
とするように上記カバ−の大きさを設定することによ
り、上記カバ−は上記汚染粒子のすべてを捕捉する。ま
た、上記カバ−をシリコン、カーボン、アルミニウムま
たはこれらの合成物等の非重金属物質で構成した上記カ
バ−は汚染粒子の衝突による２次汚染粒子を放出しな
い。
【０００９】
〔実施例 １〕図１は本発明による粒子線照射装置の帯
電抑制装置実施例の断面図である。イオンビーム１０１
は接地されたアパーチャ１０２と負電位のサプレッサ電
極１０３を通過して被加工物１１２に照射される。円板
１０４とファラデーケージ１０５はファラデーカップを
構成し、イオンビーム１０１を捕獲し、イオンビーム電
流計１０６はその電流を計測する。また、ファラデーケ
ージ１０５の側面にはフィラメント１１０と筒状の電子
引出し電極１０８を備えた電子源１０７を設ける。
電抑制装置実施例の断面図である。イオンビーム１０１
は接地されたアパーチャ１０２と負電位のサプレッサ電
極１０３を通過して被加工物１１２に照射される。円板
１０４とファラデーケージ１０５はファラデーカップを
構成し、イオンビーム１０１を捕獲し、イオンビーム電
流計１０６はその電流を計測する。また、ファラデーケ
ージ１０５の側面にはフィラメント１１０と筒状の電子
引出し電極１０８を備えた電子源１０７を設ける。
【００１０】フィラメント１１０から出た電子１１１は
引出し電極１０８により加速され、カバー１０９の開口
部より出て打込室円板１０４上の被加工物１１２側に供
給される。カバー１０９はファラデーケージ１０５に接
続され、イオンビーム電流計１０６を介して接地され
る。
引出し電極１０８により加速され、カバー１０９の開口
部より出て打込室円板１０４上の被加工物１１２側に供
給される。カバー１０９はファラデーケージ１０５に接
続され、イオンビーム電流計１０６を介して接地され
る。
【００１１】引出し電極１０８には加速電源１２０が接
続されるので、その正電界が上記カバー１０９の開口部
付近に形成されるので電子１１１は図示のように被加工
物１１２側に偏向される。また、フィラメント１１０が
放出するタングステン粒子や残留ガスの電離により発生
する汚染粒子は電子に較べてその質量が各段に重いので
上記カバー１０９の開口部の正電界の影響を受けずに直
進しカバー１０９に捕捉される。
続されるので、その正電界が上記カバー１０９の開口部
付近に形成されるので電子１１１は図示のように被加工
物１１２側に偏向される。また、フィラメント１１０が
放出するタングステン粒子や残留ガスの電離により発生
する汚染粒子は電子に較べてその質量が各段に重いので
上記カバー１０９の開口部の正電界の影響を受けずに直
進しカバー１０９に捕捉される。
【００１２】このため、カバー１０９には引出し電極１
０８を覆うように十分な大きさを与えて被加工物１１２
やイオンビ−ム１０１からフィラメント１１０が見えな
いようにし、さらに、カバー面を若干傾斜させて汚染粒
子の衝突によりカバー１０９からスパッタされる物質粒
子が被加工物１１２に到達しないようにする。上記のよ
うに、本発明では偏向電圧を印加することなく電子１１
１を被加工物１１２側に偏向すると同時に、汚染粒子を
カバー１０９により効率的に捕捉することができる。
０８を覆うように十分な大きさを与えて被加工物１１２
やイオンビ−ム１０１からフィラメント１１０が見えな
いようにし、さらに、カバー面を若干傾斜させて汚染粒
子の衝突によりカバー１０９からスパッタされる物質粒
子が被加工物１１２に到達しないようにする。上記のよ
うに、本発明では偏向電圧を印加することなく電子１１
１を被加工物１１２側に偏向すると同時に、汚染粒子を
カバー１０９により効率的に捕捉することができる。
【００１３】また上記カバ−をシリコン、カーボン、ア
ルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金属物質で構
成し、汚染粒子の衝突により重金属粒子がスパッタされ
ないようにする。
ルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金属物質で構
成し、汚染粒子の衝突により重金属粒子がスパッタされ
ないようにする。
【００１４】図２は上記電子１１１の偏向状態をコンピ
ュ−タにより解析した結果である。図２においてはフィ
ラメント１１０、引出し電極１０８、カバー１０９等を
上下に２組設けた場合である。引出し電極１０８の加速
電圧により形成された正電界により電子１１１はカバー
１０９の開口部を経由して被加工物１１２側に効果的に
偏向されることがわかる。このように本発明においては
ゼロ電位（接地）のカバー１０９により電子を偏向する
ので、偏向用電源を省略することができる。また、カバ
ー１０９の開口端には上記汚染粒子の衝突によりスパッ
タされる物質粒子を捕捉するために図示のような折れ曲
がり部を設けるようにする。
ュ−タにより解析した結果である。図２においてはフィ
ラメント１１０、引出し電極１０８、カバー１０９等を
上下に２組設けた場合である。引出し電極１０８の加速
電圧により形成された正電界により電子１１１はカバー
１０９の開口部を経由して被加工物１１２側に効果的に
偏向されることがわかる。このように本発明においては
ゼロ電位（接地）のカバー１０９により電子を偏向する
ので、偏向用電源を省略することができる。また、カバ
ー１０９の開口端には上記汚染粒子の衝突によりスパッ
タされる物質粒子を捕捉するために図示のような折れ曲
がり部を設けるようにする。
【００１５】〔実施例 ２〕図３はイオン打込装置の打
込室にプラズマによる帯電抑制装置を設けた本発明実施
例の断面図である。帯電抑制にプラズマを用いる場合、
プラズマ源２０７は図１の場合と同様にファラデーケー
ジ１０５の側壁に取付けられる。アークチャンバ２０８
内のフィラメント１１０が放出する熱電子はガスボンベ
２２０から供給されるＡｒ、Ｘｅ等のガスをアーク放電
してプラズマ化する。上記プラズマはμ波、ＲＦ、ホロ
ー形等によっても発生することができる。またプラズマ
からイオンビームや電子ビームを引出すことも行なわれ
る。
込室にプラズマによる帯電抑制装置を設けた本発明実施
例の断面図である。帯電抑制にプラズマを用いる場合、
プラズマ源２０７は図１の場合と同様にファラデーケー
ジ１０５の側壁に取付けられる。アークチャンバ２０８
内のフィラメント１１０が放出する熱電子はガスボンベ
２２０から供給されるＡｒ、Ｘｅ等のガスをアーク放電
してプラズマ化する。上記プラズマはμ波、ＲＦ、ホロ
ー形等によっても発生することができる。またプラズマ
からイオンビームや電子ビームを引出すことも行なわれ
る。
【００１６】上記プラズマはアークチャンバ２０８に印
加された電源２２０の電界に引かれ、出口側に設けたカ
バー２０９の脇からファラデーケージ１０５内に移動し
する。なお、カバー２０９はファラデーケージ１０５に
接続されるので接地電位である。電源２２０の電界はア
ークチャンバ２０８の出口側とカバー２０９間の間隙部
に広がるので、プラズマを効果的にファラデーケージ１
０５内に誘導する。
加された電源２２０の電界に引かれ、出口側に設けたカ
バー２０９の脇からファラデーケージ１０５内に移動し
する。なお、カバー２０９はファラデーケージ１０５に
接続されるので接地電位である。電源２２０の電界はア
ークチャンバ２０８の出口側とカバー２０９間の間隙部
に広がるので、プラズマを効果的にファラデーケージ１
０５内に誘導する。
【００１７】また、アークチャンバー２０８内から飛散
するスパッタ物等の汚染物質は直進するのでカバー２０
９に突き当たって捕捉され、ファラデーケージ１０５内
には混入しない。このためカバー２０９を被加工物１１
２からイオンビーム１０１やフィラメント１１０が見通
せないような大きさに設定する。また、カバー２０９は
内面が傾斜した形として上記汚染物質がファラデー内に
拡散しにくいようする。
するスパッタ物等の汚染物質は直進するのでカバー２０
９に突き当たって捕捉され、ファラデーケージ１０５内
には混入しない。このためカバー２０９を被加工物１１
２からイオンビーム１０１やフィラメント１１０が見通
せないような大きさに設定する。また、カバー２０９は
内面が傾斜した形として上記汚染物質がファラデー内に
拡散しにくいようする。
【００１８】また、プラズマから紫外線が放出されて被
加工物に悪い影響を与える場合があるが、この紫外線も
カバー２０９により同様に遮蔽される。また、カバー２
０９の材質を高純度のガラス状カーボン等にすればカバ
ー２０９はプラズマにも紫外線にも侵されることはな
い。以上のように本発明においては、ゼロ電位（接地）
のカバー２０９によりプラズマやプラズマ内のイオンビ
ームや電子ビームを引出すので偏向用電源を省略して装
置を簡略化することができ、また汚染粒子をカバー２０
９により効率的に捕捉することができる。
加工物に悪い影響を与える場合があるが、この紫外線も
カバー２０９により同様に遮蔽される。また、カバー２
０９の材質を高純度のガラス状カーボン等にすればカバ
ー２０９はプラズマにも紫外線にも侵されることはな
い。以上のように本発明においては、ゼロ電位（接地）
のカバー２０９によりプラズマやプラズマ内のイオンビ
ームや電子ビームを引出すので偏向用電源を省略して装
置を簡略化することができ、また汚染粒子をカバー２０
９により効率的に捕捉することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、電子源の電子、またはプ
ラズマ源のプラズマ、イオン、電子等を粒子線照射室内
に誘導してイオンビ−ムの中和効率を高め、さらに、プ
ラズマ発生源または電子線源から飛来するタングステン
等の汚染粒子やその衝突によりスパッタされる２次汚染
粒子等を除去することのできる粒子線照射装置の帯電抑
制装置を提供することができる。
ラズマ源のプラズマ、イオン、電子等を粒子線照射室内
に誘導してイオンビ−ムの中和効率を高め、さらに、プ
ラズマ発生源または電子線源から飛来するタングステン
等の汚染粒子やその衝突によりスパッタされる２次汚染
粒子等を除去することのできる粒子線照射装置の帯電抑
制装置を提供することができる。
【００２０】また、本発明によるカバ−をシリコン、カ
ーボン、アルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金
属物質で構成することにより汚染粒子の衝突による２次
汚染粒子の放出を抑止することができる。
ーボン、アルミニウムまたはこれらの合成物等の非重金
属物質で構成することにより汚染粒子の衝突による２次
汚染粒子の放出を抑止することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例における電子の軌跡解析結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の断面図である。
１０１…イオンビーム、１０２…アパーチャ、１０３…
サプレッサ電極、１０４…円板、１０５…ファラデーケ
ージ、１０６…電流計、１０７…電子源、１０８…電子
引出し電極、１０９，２０９…カバー、１１０…フィラ
メント、１１１…電子、１１２…被加工物、２０７…プ
ラズマ源、２０８…アークチャンバ、２２０…ガスボン
ベ。
サプレッサ電極、１０４…円板、１０５…ファラデーケ
ージ、１０６…電流計、１０７…電子源、１０８…電子
引出し電極、１０９，２０９…カバー、１１０…フィラ
メント、１１１…電子、１１２…被加工物、２０７…プ
ラズマ源、２０８…アークチャンバ、２２０…ガスボン
ベ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−240551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2244（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−54858（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−343025（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21K 1/00 - 7/00 H01J 37/30 - 37/317
Claims (3)
- 【請求項１】 電子線源が供給する電子を電子引出し電
極により加速し、粒子線照射室の電子導入口に設けた粒
子線照射室と同電位にしたカバ−で、粒子線照射室内に
該電子を誘導し、該電子で被加工物上に帯電する粒子線
を中和する粒子線照射装置の帯電抑制装置において、 上記カバ−は、該電子源から該粒子線と該被加工物とが
見えないようにし、且つ傾斜させて、当該カバ−の該電
子源に向いている面が該粒子線と該被加工物とから見え
ないようにし、上記粒子線照射室の壁と上記カバ−によ
り形成される開口部から上記電子を粒子線照射室内に誘
導するようにしたことを特徴とする粒子線照射装置の帯
電抑制装置。 - 【請求項２】 プラズマ発生源が発生する荷電粒子を、
粒子線照射室の荷電粒子導入口に設けた粒子線照射室と
同電位にしたカバ−で、粒子線照射室内に該荷電粒子を
誘導し、該荷電粒子で被加工物上に帯電する粒子線を中
和する粒子線照射装置の帯電抑制装置において、 上記カバ−は、プラズマ発生源から該粒子線と該被加工
物とが見えないようにし、且つ傾斜させて、当該カバ−
の該プラズマ発生源に向いている面が該粒子線と該被加
工物とから見えないようにし、上記粒子線照射室の壁と
上記カバ−により形成される開口部から上記荷電粒子を
粒子線照射室内に誘導するようにしたことを特徴とする
粒子線照射装置の帯電抑制装置。 - 【請求項３】 請求項１または２いずれかの粒子線照射
装置の帯電抑制装置において、上記カバ−をシリコン、
カーボン、アルミニウムまたはこれらの合成物の非重金
属物質で構成したことを特徴とする粒子線照射装置の帯
電抑制装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202782A JP2904460B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 粒子線照射装置の帯電抑制装置 |
| US08/020,802 US5466929A (en) | 1992-02-21 | 1993-02-22 | Apparatus and method for suppressing electrification of sample in charged beam irradiation apparatus |
| US08/411,150 US5576538A (en) | 1992-02-21 | 1995-03-27 | Apparatus and method for ion beam neutralization |
| US08/643,252 US5668368A (en) | 1992-02-21 | 1996-05-02 | Apparatus for suppressing electrification of sample in charged beam irradiation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202782A JP2904460B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 粒子線照射装置の帯電抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651100A JPH0651100A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2904460B2 true JP2904460B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=16463104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202782A Expired - Lifetime JP2904460B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-07-30 | 粒子線照射装置の帯電抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904460B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000133197A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-12 | Applied Materials Inc | イオン注入装置 |
| US6613240B2 (en) * | 1999-12-06 | 2003-09-02 | Epion Corporation | Method and apparatus for smoothing thin conductive films by gas cluster ion beam |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4202782A patent/JP2904460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0651100A (ja) | 1994-02-25 |
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