(57)【要約】    【課題】  大出力の放射光、エキシマレーザ光及びＸ線等の高エネルギービームの中心位置を高精度で測定することができ、長期間安定して動作すると共に、従来品よりも低コストで製造することができるビーム位置モニタ及びビーム位置測定方法を提供する。    【解決手段】  高抵抗ダイヤモンド層１の一方の面上に、複数の短冊状電極２ａからなる表面電極群２、低抵抗ダイヤモンドからなり各短冊状電極２ａの両端部に夫々接続された電流分配層３ａ及び３ｂ、電流分配層３ｂ及び３ｂの両端部に夫々接続された信号取り出し電極４ａ乃至４ｄを形成する。また、高抵抗ダイヤモンド層１の他方の面には、表面電極群２が形成されている領域の反対側の領域に裏面電極を形成する。そして、表面電極群２と裏面電極との間にバイアス電界を印加して検知部５で生成したキャリアを表面電極群２で補集し、電流分配層３ａ及び３ｂを経由して信号取り出し電極４ａ乃至４ｄから出力する。【選択図】    図１
2007047007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のダイヤモンド層と、この第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記第１のダイヤモンド層よりも低抵抗の第２のダイヤモンド層からなる表面電極と、前記第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記表面電極の両端部に夫々接触して電気的に接続され前記第２のダイヤモンド層よりも低抵抗の第３のダイヤモンド層からなる１対の電流分配層と、前記１対の電流分配層の両端部に夫々接続された第１乃至第４の信号取り出し用電極と、前記第１のダイヤモンド層の他方の面の少なくとも前記表面電極が形成されている領域の反対側の領域に形成された裏面電極と、１対の電流分配層を経由して前記表面電極に電位を加えることにより前記表面電極と前記裏面電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、を有し、前記第１のダイヤモンド層に入射したビームにより生成したキャリアが前記表面電極に補集され、１対の電流分配層を経由して前記第１乃至第４の信号取り出し用電極に分かれて流れることを特徴とするビーム位置モニタ。
【請求項２】
前記第１のダイヤモンド層の一方の面上には複数の前記表面電極が一列に配列するように形成されており、この複数の表面電極により表面電極群が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のビーム位置モニタ。
【請求項３】
前記表面電極群は、長さ及び幅が等しく相互に平行な複数の短冊状電極により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のビーム位置モニタ。
【請求項４】
前記第１のダイヤモンド層の他方の面上には、前記裏面電極に接続された第５の信号取り出し用電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のビーム位置モニタ。
【請求項５】
前記裏面電極は低抵抗シリコン基板であり、この低抵抗シリコン基板上に前記第１のダイヤモンド層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のビーム位置モニタ。
【請求項６】
前記第１乃至第３のダイヤモンド層のうち少なくとも１つのダイヤモンド層は、気相合成された多結晶ダイヤモンドにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のビーム位置モニタ。
【請求項７】
前記第１のダイヤモンド層は、表面が（００１）面で覆われ、結晶粒子が基板面に対して垂直な一軸方向に配向していると共に、結晶面が面内でも配向している高配向性ダイヤモンド層であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のビーム位置モニタ。
【請求項８】
前記第２のダイヤモンド層及び／又は前記第３のダイヤモンド層は、ホウ素が添加されたｐ型半導体ダイヤモンドにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のビーム位置モニタ。
【請求項９】
第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記第１のダイヤモンド層よりも低抵抗の第２のダイヤモンド層からなる表面電極と前記第１のダイヤモンド層の他方の面上の少なくとも前記表面電極が形成されている領域の反対側の領域に形成された裏面電極との間にバイアス電圧を印加する工程と、前記第１のダイヤモンド層に入射したビームにより生成したキャリアを前記バイアス電圧によって前記表面電極群にて補集し、前記各表面電極の両端部に夫々接触して電気的に接続され前記第２のダイヤモンド層よりも低抵抗の第３のダイヤモンド層からなる１対の電流分配層を経由して、前記１対の電流分配層の両端部に夫々接続された第１乃至第４の信号取り出し用電極から出力する工程と、前記１対の電流分配層における一の電流分配層の一方の端部に接続された第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１、この一の電流分配層の他方の端部に接続された第２の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ２、他の電流分配層の一方の端部に接続された第３の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ３及びこの他の電流分配層の他方の端部に接続された第４の信号取り出し用電極から出力されたＩ４に基づいて前記ビームの入射位置を求める工程と、を有することを特徴とするビーム位置測定方法。
【請求項１０】
前記ビームの入射位置を求める工程において、前記第１の信号取り出し電極と前記第２の信号取り出し用電極とが対向する方向をｘ方向、前記第１の信号取り出し電極と前記第３の信号取り出し用電極とが対向する方向をｙ方向としたとき、前記第１及び第２の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１２（＝Ｉ１＋Ｉ２）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１２）又は前記第３及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ３４（＝Ｉ３＋Ｉ４）に対する前記第３の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ３／Ｉ３４）から前記ビームの前記ｘ方向における入射位置を求め、前記第１及び第３の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１３（＝Ｉ１＋Ｉ３）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１３）又は前記第２及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ２４（＝Ｉ２＋Ｉ４）に対する前記第２の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ２／Ｉ２４）から前記ビームの前記ｙ方向における入射位置を求めることを特徴とする請求項９に記載のビーム位置測定方法。
【請求項１１】
前記ビームの入射位置を求める工程において、前記第１の信号取り出し電極と前記第２の信号取り出し用電極とが対向する方向をｘ方向、前記第１の信号取り出し電極と前記第３の信号取り出し用電極とが対向する方向をｙ方向としたとき、前記第１乃至第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ０（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び前記第３の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ３の割合（（Ｉ１＋Ｉ３）／Ｉ０）から前記ビームの前記ｘ方向における入射位置を求め、前記総電流値Ｉ０に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び前記第２の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ２の割合（（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｉ０）から前記ビームの前記ｙ方向における入射位置を求めることを特徴とする請求項９に記載のビーム位置測定方法。
【請求項１２】
前記第１のダイヤモンド層の一方の面上には複数の前記表面電極が一列に配列するように形成されており、この複数の表面電極により表面電極群が構成されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のビーム位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外線、Ｘ線及び加速粒子等のエネルギーが高いビームの位置を測定するビーム位置モニタ及びビーム位置測定方法に関し、特に、ダイヤモンド膜を使用したビーム位置モニタ及びビーム位置測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、短波長の紫外線レーザビームを発生するエキシマレーザが、微細パターンを形成するため、半導体の微細加工に使用されており、そのビーム中心位置を短時間で、且つ容易に測定する方法が求められている。また、顕微鏡の高空間分解能化に伴い、顕微鏡の光源に紫外線が使用されるようになり、その光軸合わせ等のために、紫外線を短時間で、且つ容易に測定する方法が求められている。更に、医療分野及び材料分野の研究においても、ビーム状の紫外線及びＸ線を発生するシンクトロン放射光設備、及び素粒子研究のための加速器設備等の一般利用が検討されているが、このような設備では、ビーム位置を正確に測定することが重要であり、これらの分野においても、同様の要求が高まっている。しかしながら、紫外線、Ｘ線及び加速粒子等の高エネルギービームは、肉眼で確認することができないため、光学系及びビーム系を調整する時間が長くなり、人体に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００３】
従来、レーザビームの位置の測定には、半導体等を使用した位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。図５は従来のＰＳＤを模式的に示す斜視図であり、図６は特許文献１に記載のＰＳＤを示す分解斜視図である。図５に示すように、従来のＰＳＤにおいては、ＣｄＴｅ又はＨｇＩ２等からなる化合物半導体基板１１０の一方の面上に、複数の短冊状の第１の抵抗層１１１が相互に平行に形成されており、化合物半導体基板１１０の他方の面上には、第１の抵抗層１１１が延びる方向に対して垂直な方向に延びる複数の短冊状の第２の抵抗層１１２が相互に平行に形成されている。そして、各抵抗層の一端から取り出される電荷を抵抗回路網１１３及び１１４において分割し、ｘ方向及びｙ方向共に夫々２個のアンプに導き、その出力差から位置情報を得ている。
【０００４】
一方、図６に示す特許文献１に記載のＰＳＤは、化合物半導体基板１１０の一方の面上に、共通のバイアス電極１１５が設けられ、他方の面上にマトリクス状に配置された複数個の信号取り出し用電極１１６が設けられている。そして、この信号取り出し用電極１１６は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）が形成された基板１１８を介して、各行毎及び各列毎に１個ずつ設けられたアンプ１１７に接続されている。このＰＳＤは、放射線等のレーザ光が入射すると、化合物半導体基板１１０の表面に電荷が発生し、その信号を信号取り出し用電極１１６からアンプ１１７へと出力して、レーザ光の入射位置を算出する。
【０００５】
しかしながら、このような構成の従来のＰＳＤを、高エネルギービームの位置測定に適用した場合、以下に示すような問題点がある。第１の問題点は、従来のＰＳＤは、高エネルギービームを長時間監視すると、ビームダメージが増加して、検知部の感度が劣化したり、発熱による破壊を引き起こしたりするということである。このような問題点は、特に、紫外線領域からＸ線領域の極めて強い光を発生する放射光施設において深刻である。更に、第２の問題点は、前述の特許文献１に記載のＰＳＤは、出力を分割するための回路部分を測定領域の近傍に設けなければならないため、回路が高エネルギービームにより損傷する虞があるということである。
【０００６】
前述の問題点を解決するため、放射線及び紫外線に対して優れた耐久性を持つダイヤモンド膜を使用した位置モニタが提案されている（例えば、特許文献２及び非特許文献１参照）。非特許文献１に記載の紫外線位置モニタは、従来のダイヤモンド薄膜を使用した紫外線センサをベースにしており、高抵抗ダイヤモンド上に検知用の電極が複数個形成されている。この紫外線位置モニタは、各電極からの出力を測定して比較することにより、ビーム位置を検知している。
【０００７】
また、特許文献２に記載の放射光位置モニタは、前述の半導体を使用した従来のＰＳＤと同様の原理で、放射光の位置を測定する位置モニタである。図７（ａ）は特許文献２に記載の放射光位置モニタの構造を示す平面図であり、図７（ｂ）はその断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、この放射光位置モニタは、円盤状のダイヤモンド板１０１の中心部に孔１０２が設けられており、ダイヤモンド板１０１の両面には孔１０２から外周部に向かって、半導体ダイヤモンド膜からなる扇状のダイヤモンド電極１０４が、片面に４個ずつ形成されている。なお、このダイヤモンド電極１０４は、夫々ダイヤモンド板１０１を挟んで対向する位置に配置されており、各ダイヤモンド電極１０４の表面上には、夫々金属電極１０３が形成されている。即ち、ダイヤモンド板１０１上には、４対のダイヤモンド電極１０４と、４対の金属電極１０３とが形成されている。
【０００８】
上述の如く構成された特許文献２に記載の放射光モニタは、放射光の位置を測定する際は、ダイヤモンド板１０１の表面が放射光の出射方向に対して垂直で、且つ放射光が孔１０２を通過するように配置される。放射光は、その断面の中心部が最も強く、中心部から離れるに従い光強度が低下する。従って、強度が強い中心部の光は孔１０２を通過し強度が低い周辺部の光がダイヤモンド板１０１に照射される。これにより、ダイヤモンド板１０１の放射光が照射された領域に多数の電子及び正孔が発生し、これらの電子及び正孔はダイヤモンド電極１０４に集められる。そこで、各ダイヤモンド電極１０４に設けられた金属電極１０３に流れる電流を測定することにより、放射光の強度を測定することができる。また、放射光が、光強度が最も強い位置を中心にして点対称に広がった形状である場合、ダイヤモンド板１０１の表面側及び裏面側に設けられたダイヤモンド電極１０４に流れる電流の分布からその重心位置を算出することにより、放射光の中心位置を検出することができる。
【０００９】
【特許文献１】特許第２６２１１５９号公報
【特許文献２】特開平８−２９７１６６号公報
【非特許文献１】S. P. Lansley、外６名，「Imaging deep UV with diamond-base systems」，“Diamond and Related Materials”，２００２年，第１１巻，ｐ．４３３−４３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の従来の紫外光又は放射光用の位置モニタを使用し、紫外線又は軟Ｘ線等のビームの中心位置を検出する場合、以下に示す問題点がある。即ち、非特許文献１に記載の従来の紫外線位置モニタは、電極毎に配線が必要であるため、位置検出分解能を向上させるためには相当数の配線が必要となり、現実的ではない。特に、ビーム位置を２次元で測定する場合には、縦横の電極数の積の数分だけ配線及び増幅回路が必要になるため、実用的なセンサとはならない。また、この紫外線位置モニタは、各電極から得られた信号を基に位置を推定するため、ダイヤモンドが不均一等の理由から各検出部の感度に差が場合、出力値にばらつきが生じ、誤差の原因になる。
【００１１】
また、特許文献２に記載の従来の放射線位置モニタは、ビームの中心位置を検出するために、ダイヤモンド板１０１を挟んで対向するダイヤモンド電極１０４間に流れる光起電力を測定するが、この放射線位置モニタのビームに対する感度は、測定部のダイヤモンドの湿に影響される。測定部のダイヤモンドの質に影響される。このため、電子及び正孔が発生するダイヤモンド板の膜質が不均一であると、空間的にばらつきが生じ、ビームが位置モニタに対称に照射されていても、各電極からの出力が等しくならないことがある。
【００１２】
更に、従来のビーム位置の測定方法は、ビームの位置そのものを測定することしかできないため、中心を大きく離れた場合等には、センサとして機能しない。即ち、放射光の一次側のように径が十分に大きい光源から照射されたビームは測定することができるが、加工用エキシマレーザ及び紫外線顕微鏡の光源等のように、集光された紫外線光源測定する場合、１つの電極にのみビームが照射され、１つの電極からしか信号が出力されないため、計算によりその位置を求めることができないという問題点がある。この問題点は、電極対の数を増やして位置分解能を向上させることにより解決することができるが、そのためには、電極対の数だけ信号取り出し線と信号増幅用のプリアンプが必要になるため、現実的ではない。
【００１３】
更にまた、従来の位置モニタにより放射光等の位置を特定する場合、一方向についてビームを軸にして線対称の位置に１対の電極を配置しなければならない。例えば、相互に垂直なＸ方向及びＹ方向の２方向について位置決めする場合には、ビームの周囲に相互に対向する電極対を２組配置しなければならず、ビームの周囲４方向が位置モニタにより遮られる。その結果、ビームの有効部分が減少すると共に、位置モニタにビームが照射される面積が増加して位置モニタが異常加熱を引き起こしやすくなる。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、大出力の放射光、エキシマレーザ光及びＸ線等の高エネルギービームの中心位置を高精度で測定することができ、長期間安定して動作すると共に、従来品よりも低コストで製造することができるビーム位置モニタ及びビーム位置測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願第１発明に係るビーム位置モニタは、第１のダイヤモンド層と、この第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記第１のダイヤモンド層よりも低抵抗の第２のダイヤモンド層からなる表面電極と、前記第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記表面電極の両端部に夫々接触して電気的に接続され前記第２のダイヤモンド層よりも低抵抗の第３のダイヤモンド層からなる１対の電流分配層と、前記１対の電流分配層の両端部に夫々接続された第１乃至第４の信号取り出し用電極と、前記第１のダイヤモンド層の他方の面の少なくとも前記表面電極が形成されている領域の反対側の領域に形成された裏面電極と、１対の電流分配層を経由して前記表面電極に電位を加えることにより前記表面電極と前記裏面電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、を有し、前記第１のダイヤモンド層に入射したビームにより生成したキャリアが前記表面電極に補集され、１対の電流分配層を経由して前記第１乃至第４の信号取り出し用電極に分かれて流れることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、表面電極群と裏面電極とにより挟まれた部分及びその周辺部がビームの検知部となり、この検知部にビームが照射されて発生したキャリアは表面電極で補集された後、ビーム照射地点から１対の電流分配層までの距離に逆比例して分割され、夫々光電流として電流分配層に流れる。この光電流は電流分配層に到達した位置から更に、第１及び第２の信号取り出し用電極又は第３及び第４の信号取り出し用電極までの距離に逆比例して分割され、夫々、第１及び第２の信号取り出し用電極又は第３及び第４の信号取り出し用電極に流れる。
【００１７】
ここで、第１の信号取り出し用電極から出力された電流値をＩ１、第２の信号取り出し用電極から出力された電流値をＩ２、第３の信号取り出し用電極から出力された電流値をＩ３及び第４の信号取り出し用電極から出力されたＩ４とし、第１の信号取り出し電極と第２の信号取り出し用電極とが対向する方向をｘ方向、第１の信号取り出し電極と第３の信号取り出し用電極とが対向する方向をｙ方向としたとき、第１及び第２の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１２（＝Ｉ１＋Ｉ２）に対する第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１２）又は第３及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ３４（＝Ｉ３＋Ｉ４）に対する第３の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ３／Ｉ３４）からビームのｘ方向における入射位置を求め、第１及び第３の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１３（＝Ｉ１＋Ｉ３）に対する第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１３）又は第２及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ２４（＝Ｉ２＋Ｉ４）に対する第２の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ２／Ｉ２４）からビームのｙ方向における入射位置を求めることができる。なお、電流値Ｉ１と電流値Ｉ２は等価であるため、第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１２）の代わりに、第２の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ２／Ｉ１２）としても同様の結果となり、以下の説明についても同様である。
【００１８】
また、ビーム位置が検知領域の端にある場合等は、照射位置と反対側の取り出し電極で得られる電流値が、他の取り出し電極で得られる電流値に比べて小さくなる。その場合、発生する誤差を小さくするため、第１乃至第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ０（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）に対する第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び第３の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ３の割合（（Ｉ１＋Ｉ３）／Ｉ０）からビームのｘ方向における入射位置を求め、総電流値Ｉ０に対する第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び第２の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ２の割合（（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｉ０）からビームのｙ方向における入射位置を求めることが好ましい。
【００１９】
これにより、従来のビーム位置モニタのように、多数の信号取り出し用電極を設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。その結果、低コストで高精度のビーム位置モニタを製造することができる。また、本発明のビーム位置モニタは、検知部、表面電極及び電流分配層がダイヤモンドにより形成されているため、耐久性が優れており、高エネルギービームの測定にも適用することができる。更に、本発明のビーム位置モニタは、表面電極が金属ではなく、ダイヤモンド層により形成されているため、ビームの照射領域の減少を避けることができる。更にまた、表面電極よりも電流分配層の方が抵抗値が低いため、精度を高めることができる。
【００２０】
このビーム位置モニタは、前記第１のダイヤモンド層の一方の面上には複数の前記表面電極が一列に配列するように形成されており、この複数の表面電極により表面電極群が構成されていてもよい。その場合、前記表面電極群は、長さ及び幅が等しく相互に平行な複数の短冊状電極により構成することができる。なお、この短冊状電極の長さ及び幅が等しいとは、実質的に等しいことであり、長さ及び幅の多少の変動も許容されるものである。また、各短冊状電極の長さ及び幅は、少なくとも検知領域において略等しくなっていればよい。このように、検知部上に幅の狭い電極を多数形成することにより、検知部へのビーム入射量の減少を防止すると共に、ビーム位置の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
また、前記第１のダイヤモンド層の他方の面上に、前記裏面電極に接続された第５の信号取り出し用電極を形成してもよい。又は、前記裏面電極が低抵抗シリコン基板であり、この低抵抗シリコン基板上に前記高抵抗ダイヤモンド層が形成されていてもよい。これにより、製造工程を低減することができるため、製造コストを低減することができる。
【００２２】
更に、前記第１乃至第３のダイヤモンド層のうち少なくとも１つのダイヤモンド層は、気相合成された多結晶ダイヤモンドにより形成することができる。更にまた、前記第１のダイヤモンド層は、表面が（００１）面で覆われ、結晶粒子が基板面に垂直な一軸方向に配向していると共に、結晶面が面内でも配向している高配向性ダイヤモンド層でもよい。この高配向性ダイヤモンド層は、表面近傍における結晶欠陥密度が一般的な多結晶膜に比べて小さいため、キャリア移動度が大きく、従来のビーム位置モニタに比べて検知性能が向上する。更にまた、前記第２のダイヤモンド層及び／又は前記第３のダイヤモンド層は、ホウ素が添加されたｐ型半導体ダイヤモンドにより形成されていてもよい。これにより、制御性が優れたダイヤモンド層を、安定して製造することができる。
【００２３】
本願第２発明に係るビーム位置測定方法は、第１のダイヤモンド層の一方の面上に形成され前記第１のダイヤモンド層よりも低抵抗の第２のダイヤモンド層からなる表面電極と前記第１のダイヤモンド層の他方の面上の少なくとも前記表面電極が形成されている領域の反対側の領域に形成された裏面電極との間にバイアス電圧を印加する工程と、前記第１のダイヤモンド層に入射したビームにより生成したキャリアを前記バイアス電圧によって前記表面電極群にて補集し、前記各表面電極の両端部に夫々接触して電気的に接続され前記第２のダイヤモンド層よりも低抵抗の第３のダイヤモンド層からなる１対の電流分配層を経由して、前記１対の電流分配層の両端部に夫々接続された第１乃至第４の信号取り出し用電極から出力する工程と、前記１対の電流分配層における一の電流分配層の一方の端部に接続された第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１、この一の電流分配層の他方の端部に接続された第２の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ２、他の電流分配層の一方の端部に接続された第３の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ３及びこの他の電流分配層の他方の端部に接続された第４の信号取り出し用電極から出力されたＩ４に基づいて前記ビームの入射位置を求める工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、多数の信号取り出し用電極を設けなくても、精度よくビームの入射位置を測定することができる。例えば、ビームの中心位置の特定等のように、信号の絶対値が問題にならない場合には、第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１と第２の信号取り出し用電極から取り出された電流値Ｉ２との差が０となるようにビーム又はモニタを移動されることにより、ｘ方向におけるビームの中心位置を測定することができる。
【００２５】
また、前記ビームの入射位置を求める工程において、前記第１の信号取り出し電極と前記第２の信号取り出し用電極とが対向する方向をｘ方向、前記第１の信号取り出し電極と前記第３の信号取り出し用電極とが対向する方向をｙ方向としたとき、前記第１及び第２の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１２（＝Ｉ１＋Ｉ２）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１２）又は前記第３及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ３４（＝Ｉ３＋Ｉ４）に対する前記第３の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ３／Ｉ３４）から前記ビームの前記ｘ方向における入射位置を求め、前記第１及び第３の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ１３（＝Ｉ１＋Ｉ３）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ１／Ｉ１３）又は前記第２及び第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ２４（＝Ｉ２＋Ｉ４）に対する前記第２の信号取り出し用電極から出力された電流値の割合（Ｉ２／Ｉ２４）から前記ビームの前記ｙ方向における入射位置を求めることもできる。
【００２６】
更に、前記ビームの入射位置を求める工程において、前記第１の信号取り出し電極と前記第２の信号取り出し用電極とが対向する方向をｘ方向、前記第１の信号取り出し電極と前記第３の信号取り出し用電極とが対向する方向をｙ方向としたとき、前記第１乃至第４の信号取り出し用電極から出力された総電流値Ｉ０（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び前記第３の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ３の割合（（Ｉ１＋Ｉ３）／Ｉ０）から前記ビームの前記ｘ方向における入射位置を求め、前記総電流値Ｉ０に対する前記第１の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ１及び前記第２の信号取り出し用電極から出力された電流値Ｉ２の割合（（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｉ０）から前記ビームの前記ｙ方向における入射位置を求めてもよい。このように、各信号取り出し用電極から出力された電流値を、全体の電流値（総電流値Ｉ０）で規格化することにより、ダイヤモンド層の膜質が不均一で、発生可能なキャリアの数が異なり、結果として各信号取り出し用電極から出力される電流の和、即ち、総電流値Ｉ０が測定光の入射位置により変化する場合においても、精度よくビームの入射位置を測定することができる。
【００２７】
更にまた、前記第１のダイヤモンド層の一方の面上には複数の前記表面電極が一列に配列するように形成されており、この複数の表面電極により表面電極群が構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、検知層をダイヤモンドにより形成しているため耐久性を向上させることができると共に、表面電極で補集されたキャリアを表面電極よりも抵抗が低い１対の電流分配層を経由してその両端部に夫々接続された信号取り出し用電極から出力するため、構造を簡素化することができ、高精度なビーム位置モニタを、低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係るビーム位置モニタについて添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態のビーム位置モニタを模式的に示す平面図である。図１に示すように、本実施形態のビーム位置モニタにおいては、高抵抗ダイヤモンド層１の一方の面上に、表面電極群２として、半導体ダイヤモンドからなり、幅及び長さが相互に等しい複数の短冊状電極２ａが相互に平行で且つ略等間隔に形成されている。また、高抵抗ダイヤモンド層１の一方の面上には、各短冊状電極２ａの一方の端部に共通接続された電流分配層３ａと、各短冊状電極２ａの他方の端部に共通接続された電流分配層３ｂが形成されている。これらの電流分配層３ａ及び３ｂは、高抵抗ダイヤモンド層１及び表面電極群２よりも抵抗が低い低抵抗ダイヤモンドにより形成されている。更に、高抵抗ダイヤモンド層１の一方の面上には、短冊状電極２ａの配列方向における電流分配層３ａの両端部に夫々接続され、電流分配層３ａからの信号が出力される１対の信号取り出し用電極４ａ及び４ｂと、短冊状電極２ａの配列方向における電流分配層３ｂの両端部に夫々接続され、電流分配層３ｂからの信号が出力される１対の信号取り出し用電極４ｃ及び４ｄとが形成されている。
【００３０】
一方、高抵抗ダイヤモンド層１の他方の面上には、少なくとも表面電極群２が形成されている領域の反対側の領域に、裏面電極（図示せず）が形成されている。そして、高抵抗ダイヤモンド層１における表面電極群２及び裏面電極により挟まれた部分及びその周辺部がビームの検知部５となる。また、高抵抗ダイヤモンド層１の他方の面上には、裏面電極に接続された信号取り出し用電極（図示せず）が設けられている。なお、他方の面側の信号取り出し用電極は、裏面電極が兼ねていてもよい。
【００３１】
本実施形態のビーム位置モニタにおける高抵抗ダイヤモンド層１、半導体ダイヤモンドからなる表面電極群２の各短冊状電極２ａ、及び低抵抗ダイヤモンドからなる電流分配層３ａ及び３ｂは、公知の方法により形成することができるが、これらのダイヤモンド膜は、特に、制御性が優れ、低コストで安定してダイヤモンド膜を製造可能であるプラズマを使用した気相化学蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法により合成された多結晶ダイヤモンド膜であることが、工業的に好ましい。一般に、気相合成されたダイヤモンドは多結晶であるが、高抵抗ダイヤモンド層１は、表面がダイヤモンドの（００１）面により形成され、結晶粒子が基板面に垂直な一軸方向に配向していると共に、結晶面が面内でも配向している高配向性ダイヤモンド膜であることがより好ましい。この高配向性ダイヤモンド膜は、広義には多結晶膜に分類されるが、結晶粒子の成長方向及び面内方向が共に一定方向に配向し、表面は平坦な（００１）ファセットが並ぶ特徴的な表面形態をとっているため、通常の多結晶膜に比べて、表面近傍における結晶欠陥密度が小さい。このため、キャリア移動度が１桁程度大きく、良好な検知特性が得られる。
【００３２】
本実施形態のビーム位置モニタにおける高抵抗ダイヤモンド層１の比抵抗は、特に限定されるものではないが、１０９Ωｃｍ以上であることが好ましく、リーク電流が通常のピコアンメータで測定可能なｐＡレベル以下になる１０１１Ωｃｍ以上であることがより好ましい。
【００３３】
また、表面電極群２の各短冊状電極２ａを形成する半導体ダイヤモンド膜並びに電流分配層３ａ及び３ｂを形成する低抵抗ダイヤモンド膜は、イオン注入及びドーピング等の公知の方法で導電性を付与したダイヤモンドにより形成することができるが、特に、ホウ素（Ｂ）を含むガスを使用して気相合成されたｐ型半導体ダイヤモンドにより形成されていることが好ましい。更に、高抵抗ダイヤモンド層１上に、短冊状電極２ａとなる半導体ダイヤモンド膜並びに電流分配層３ａ及び３ｂとなる低抵抗ダイヤモンド膜を形成する方法としては、例えば、選択成長法又はエッチング法等の公知の方法を利用することができる。
【００３４】
また、表面電極群２の各短冊状電極２ａのＢのドーピング濃度は、バイアス電圧と光照射により得られる光電流によって異なるが、バイアス電圧を各短冊状電極２ａの抵抗値で除した値が、発生する光電流よりも十分に大きくなる程度であることが好ましい。具体的には、各短冊状電極２ａのＢのドーピング濃度は、１×１０１６ｃｍ−３以上で、且つＢの活性化エネルギーが低下し始める１×１０１９ｃｍ−３以下であることが好ましく、１×１０１８乃至１×１０１９ｃｍ−３であることがより好ましい。なお、表面電極群２の各短冊状電極２ａの抵抗値が電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値よりも小さいと、各短冊状電極２ａにおいて電流が分配される際に、電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値が影響し、精度が低下する。また、各短冊状電極２ａ及び電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値が小さすぎると、接触抵抗等の影響で電流が分割されないことがある。よって、各短冊状電極２ａの抵抗値は１乃至１×１０８Ωｃｍ程度であることが望ましく、更に、電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値は、各短冊状電極２ａの抵抗値よりも１桁以上低いことが望ましい。
【００３５】
更に、裏面電極及び信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄは、金、白金又はアルミニウム等の一般的な金属により形成することができる。その形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法及びＣＶＤ法等の公知の方法を利用することができる。又は、裏面電極及び信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄは、極めて高い濃度でＢ等の不純物がドーピングされた極めて低抵抗な導電性ダイヤモンドにより形成されていてもよい。例えば、裏面電極及び信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄを、Ｂがドーピングされた半導体ダイヤモンドにより形成する場合は、Ｂのドーピング濃度を３×１０２０ｃｍ−３以上とすることが好ましい。
【００３６】
更にまた、高抵抗ダイヤモンド層１を形成する際の基板に低抵抗シリコン基板を使用し、この低抵抗シリコン基板を裏面電極としてもよい。これにより、製造プロセスの数を低減することができ、コストを低減することができる。なお、低抵抗シリコン基板上に高抵抗ダイヤモンド層１として高配向性ダイヤモンド膜を形成する場合は、表面が（００１）面である低抵抗シリコン基板を使用することが好ましい。
【００３７】
次に、上述の如く構成された本実施形態のビーム位置モニタの動作、即ち、本実施形態のビーム位置モニタを使用してビームの位置を測定する方法について説明する。先ず、表面電極群２が形成されている面を受光面とし、ビームが検知部５に入射するようにビーム位置モニタを配置する。そして、信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄに夫々信号増幅用のアンプを接続すると共に、裏面電極の信号取り出し用電極にバイアス電圧を印することにより、表面電極群２と裏面電極との間にバイアス電界をかける。この状態で、受光面にビームが入射すると、検出部５にキャリア（電子及び正孔）が発生し、このキャリアはバイアス電圧によって光電流として表面電極群２の各短冊状電極２ａに到達する。各短冊状電極２ａに到達した電流は、照射地点から一対の電流分配層４ａ及び４ｂまでの距離の逆比例して分割され、夫々光電流として電流分配層３ａ及び３ｂに流れる。そして、この光電流は、電流分配層３ａ及び３ｂに到達した位置から、その両端部に接続された取り出し用電極４ａ乃至４ｄまでの距離に逆比例して分割され、夫々、取り出し用電極４ａ及び４ｂ又は取り出し用電極４ｃ及び４ｄに流れる。
【００３８】
図２（ａ）及び（ｂ）は本実施形態のビーム位置モニタの動作を示す模式図である。以下、本実施形態のビーム位置モニタの動作について、図２（ａ）に示す位置Ａ又は図２（ｂ）に示す位置Ｂにビームが照射された場合を例に、具体的に説明する。なお、各短冊状電極２ａの抵抗値は２Ｒ、各電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値は１０ｒとする。先ず、位置Ａにビームが照射された場合について説明する。図２（ａ）に示すように、位置Ａ、即ち、検出部５の中心部にビームが照射されると、電流分配層３ａ及び３ｂまでの距離は１：１であるため、位置Ｂから短冊状電極２ａの両端部までの抵抗値はＲ：Ｒとなり、この部分で発生したキャリアは、電流分配層３ａ及び３ｂに１：１の割合で向かう。
【００３９】
そして、電流分配層３ａに到達したキャリアは、その到達位置から電流分配層３ａの両端部までの距離が等しく、キャリア到達位置から電流分配層３ａの両端部までの抵抗値が５ｒ：５ｒであるため、取り出し用電極４ａ及び４ｂに１：１の割合で向かう。その結果、信号取り出し用電極４ａから出力される電流値をＩ１、信号取り出し用電極４ｂから出力される電流値をＩ２とすると、電流値Ｉ１：電流値Ｉ２は１：１となる。同様に、電流分配層３ｂに到達したキャリアは、その到達位置から電流分配層３ｂの両端部までの距離が等しく、キャリア到達位置から電流分配層３ｂの両端部までの抵抗値が５ｒ：５ｒであるため、取り出し用電極４ｃ及び４ｄに１：１の割合で向かう。その結果、信号取り出し用電極４ｃから出力される電流値をＩ３、信号取り出し用電極４ｄから出力される電流値をＩ４とすると、電流値Ｉ３：電流値Ｉ４も１：１となる。
【００４０】
一方、図２（ｂ）に示すように、位置Ｂ、即ち、検出部５の中心部よりも取り出し電極４ａ及び４ｃ側寄りにビームが照射された場合、電流分配層３ａ及び３ｂまでの距離は１：１であるため、位置Ｂから短冊状電極２ａの両端部までの抵抗値はＲ：Ｒとなり、この部分で発生したキャリアは、電流分配層３ａ及び３ｂに１：１の割合で向かう。そして、電流分配層３ａに到達したキャリアは、その到達位置から電流分配層３ａの両端部までの距離の比が１：９であり、キャリア到達位置から電流分配層３ａの両端部までの抵抗値がｒ：９ｒであるため、取り出し用電極４ａ及び４ｂには９：１の割合で向かう。その結果、電流値Ｉ１：電流値Ｉ２は９：１となる。同様に、電流分配層３ｂに到達したキャリアは、その到達位置から電流分配層３ｂの両端部までの距離の比が１：９であり、キャリア到達位置から電流分配層３ｂの両端部までの抵抗値がｒ：９ｒであるため、取り出し用電極４ｃ及び４ｄには９：１の割合で向かう。その結果、電流値Ｉ１：電流値Ｉ２は９：１となる。
【００４１】
上述の如く、本実施形態のビーム位置モニタにおいては、ビームの照射位置により各取り出し用電極４ａ乃至４ｄから出力される電流値Ｉ１乃至Ｉ４の値が変化するため、電流値Ｉ１と電流値Ｉ２との差及び電流値Ｉ３と電流値Ｉ４との差から、ビームの入射位置を推定することができる。
【００４２】
このとき、高抵抗ダイヤモンド層１並びに電流分配層３ａ及び３ｂの膜質が不均一であると、ビームの検出感度（キャリア発生量）及び抵抗比にばらつきが生じる。そこで、本実施形態のビーム位置モニタにおいては、各取り出し用電極４ａ乃至４ｄから出力された総電流値Ｉ０（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）に対する各電流値Ｉ１乃至Ｉ４の割合からビームの入射位置を求める。例えば、位置Ｂにビームが照射された場合は、図２（ｂ）に示すように、各取り出し用電極４ａ乃至４ｄから出力される電流値Ｉ１乃至Ｉ４は下記数式１乃至４により表される。
【００４３】
【数１】
2007047007.tif 000003
【００４４】
【数２】
2007047007.tif 000004
【００４５】
【数３】
2007047007.tif 000005
【００４６】
【数４】
2007047007.tif 000006
【００４７】
そして、短冊状電極２ａの配列方向であるｘ方向については下記数式５に示す関係が得られ、短冊状電極２ａの配列方向に垂直な方向であるｙ方向については下記数式６に示す関係が得られる。
【００４８】
【数５】
2007047007.tif 000007
【００４９】
【数６】
2007047007.tif 000008
【００５０】
このように、本実施形態のビーム位置測定方法においては、上記数式５及び６を使用して、方向ｘ及び方向ｙにおける位置を求める。これにより、仮に、ダイヤモンド層の膜質が不均一であり、信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄから出力される各電流値Ｉ１乃至Ｉ４の絶対値が変動しても、ビームの入射位置が同じであれば、各電流値Ｉ１乃至Ｉ４の総電流値Ｉ０に対する割合は変化しないため、この測定方法を適用することにより、精度よくビームの中心位置を検出することができる。
【００５１】
また、本実施形態のビーム位置モニタは、低抵抗ダイヤモンド層からなる電流分配層３ａ及び３ｂの両端部に接続された各信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄから出力される電流値の関係から、ビームの入射位置を求めることができるため、従来のビーム位置モニタのように、多数の信号取り出し用電極及び配線を設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。その結果、低コストで高精度のビーム位置モニタを製造することができる。また、本実施形態のビーム位置モニタは、検知部がダイヤモンドにより形成されているため、耐久性が優れており、紫外線、Ｘ線及び加速粒子等のエネルギーが高いビームの測定にも適用することができる。
【００５２】
なお、本実施形態のビーム位置モニタは、表面電極群２として複数の短冊状電極２ａを形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、表面電極の形状は、例えば、櫛形又はフィッシュボーン型でもよい。このように、検知部所に幅の狭い電極を多数形成することにより、検知部へのビーム入射量の減少を防止すると共に、ビーム位置の検出精度を向上させることができる。また、電流分配層３ａ及び３ｂの抵抗値が表面電極群２に比べて十分に小さいときには、連続的な面電極としても差し支えない。
【００５３】
更に、本実施形態のビーム位置モニタは、放射光の他、エキシマレーザのような紫外線ビーム及びＸ線ビーム等についても同様の方法でその入射位置を測定することができる。これにより、コストが安価な高配向性ダイヤモンド膜及び多結晶ダイヤモンド膜を使用したビーム位置モニタの実用範囲が広がり、新たな応用分野を開拓できると共に、紫外光、真空紫外光及び深紫外光を利用する産業分野の発展に多大の貢献をなすことができる。
【実施例１】
【００５４】
以下、本発明の実施例の効果について説明する。本発明の実施例１として、高配向性ダイヤモンド膜を使用し、図１に示す構造の紫外線用のビーム位置モニタを作製した。先ず、縦が３０ｍｍ、横が３０ｍｍで、表面が（００１）面である低抵抗シリコン基板を、メタンと水素との混合プラズマに曝して表面を炭化した。引き続きバイアスを印加して基板とエピタキシャルな関係にあるダイヤモンド核を形成した。その後、バイアス印加を止め、メタンと水素との混合ガスを使用して（００１）面が優先的に成長される条件で２０時間ダイヤモンドを成膜した。これにより、低抵抗シリコン基板上に、高抵抗ダイヤモンド層１として表面が（００１）面であり、結晶粒子が一定方向に配列した高配向性ダイヤモンド膜を約２０μｍ形成した。
【００５５】
次に、高配向性ダイヤモンド膜の表面全体にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィにより電流分配層を形成する領域以外の部分のフォトレジストを除去した。次に、スパッタ法により高配向性ダイヤモンド膜上にＳｉＯ２を成膜した後、レジストを除去した。これにより、電流分配層３ａ及び３ｂを形成する領域にのみ高配向性ダイヤモンド膜が露出し、それ以外の領域はＳｉＯ２で覆われた状態にした。そして、この試料を反応容器に移し、原料ガスとしてメタンと水素との混合ガスを使用し、更に、ドーピングガスとしてジボランを添加し、プラズマＣＶＤ法により２時間合成した。これにより、電流分配層３ａ及び３ｂとなる低抵抗ダイヤモンド膜は、ＳｉＯ２上には形成されず、高配向性ダイヤモンド膜が露出している部分にのみ形成された。その後、試料をフッ酸に浸漬してＳｉＯ２を除去することにより、選択的に低抵抗ダイヤモンドからなる電流分配層３ａ及び３ｂを形成した。
【００５６】
引き続き、前述の電流分配層３ａ及び３ｂと同様の方法で、高配向性ダイヤモンド膜上に、選択的に半導体ダイヤモンドからなる複数の短冊状電極２ａを形成した。その際の形成条件は、ドーピングガスとして添加するジボランの濃度を電流分配層の１／２０とし、それ以外は電流分配層３ａ及び３ｂの形成条件と同じにした。その後、重クロム酸で洗浄して表面に付着したダイヤモンド以外の炭素成分を除去した後、硫酸でリンスし、更に、純水で洗浄した。そして、フォトリソグラフィにより高配向性ダイヤモンド膜及び低抵抗シリコン膜にパターニングした後、マグネトロンスパッタリング法により白金をスパッタし、更に、リフトオフすることにより、信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄを形成した。
【００５７】
これにより、表面が（００１）面である低抵抗シリコン基板上に、高抵抗ダイヤモンド層１として高配向性ダイヤモンド膜が形成され、この高配向性ダイヤモンド膜上に、電流分配層３ａ及び３ｂとなる低抵抗ダイヤモンド膜と、両端部が電流分配層３ａ及び３ｂに夫々接続され幅及び長さが略等しい複数の短冊状電極２ａと、電流分配層３ａの長手方向における両端部に夫々接続された信号取り出し用電極４ａ及び４ｂと、電流分配層３ｂの長手方向における両端部に夫々接続された信号取り出し用電極４ｃ及び４ｄとが形成されたビーム位置モニタを作製した。なお、本実施例のビーム位置モニタにおいては、低抵抗シリコン基板が裏面電極及びその信号取り出し用電極を兼ねている。
【００５８】
次に、実施例１のビーム位置モニタに紫外線を照射して、その中心位置と出力との関係を調べた。図３はその測定方法を示すブロック図であり、図４はビーム照射位置を示す図である。図３に示すように、測定は、各信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄに夫々信号増幅用の増幅回路１１ａ乃至１１ｄを接続し、信号取り出し用電極を兼ねる低抵抗シリコン基板１３に−３０Ｖのバイアス電位を印加し、得られた微小電圧を増幅回路１１ａ乃至１１ｄにより増幅し、その出力を演算回路１２に入力した。具体的には、ビーム位置モニタの受光部の前にピンホールを設置し、照射用光源として浜松ホトニクス社製重水素（Ｌ２Ｄ２）ランプ（型式：Ｌ７２９３）を使用して、図４に示すように、ピンホールの位置をｘ方向及びｙ方向に夫々３ｍｍずつずらしながら、ビーム位置モニタの信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄの形成面側から紫外線を照射した。紫外線照射の順番は、先ず、信号取り出し用電極４ａに最も近いスポットに照射し、次いで、信号取り出し電極４ｂに向けてｘ方向に３ｍｍずつずらしながら順次紫外線を照射し、その後、ｙ方向に１行ずれた行ラインを、同様に、信号取り出し用電極４ａから信号取り出し電極４ｂに向けてｘ方向に３ｍｍずつずらしながら順次紫外線を照射し、更に、ｙ方向に１行ずれたラインを、信号取り出し用電極４ａから信号取り出し用電極４ｂに向けてｘ方向に３ｍｍずつずらしながら順次紫外線を照射するという手順で、全てのスポットを紫外線照射した。
そして、そのときの各信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄからの出力を求めた。
【００５９】
その結果、本実施例のビーム位置モニタにより求めた測定値は、計算値と略一致した。また、検出結果の再現性も良好であり、本実施例のビーム位置モニタにより、精度よくビーム位置の検出が可能であることが確認された。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の実施例２として、実施例１と同様の構造の放射線用のビーム位置モニタを作製した。放射光は強度が強いため、本実施例のビーム位置モニタは、放射光による損傷を防ぐために、高抵抗ダイヤモンド層１として多結晶ダイヤモンド板を使用して作製した。具体的には、前述の実施例１のビーム位置モニタと同様の方法でメタンと水素との混合プラズマにより、１００時間の連続合成を行い、シリコン基板上に膜厚が約０．４ｍｍの多結晶ダイヤモンド層を形成した。その後、シリコン基板をフッ硝酸により除去し、残った多結晶ダイヤモンド層（多結晶ダイヤモンド板）の両面を研磨した。次に、実施例１のビーム位置モニタと同様の方法で多結晶ダイヤモンド板の表面に表面電極群２、電流分配層３ａ及び３ｂ、信号取り出し用電極４ａ乃至４ｄを形成した。更に、多結晶ダイヤモンド板の裏面上には、表面電極群２が形成されている領域の反対側の領域に、信号取り出し用電極を兼ねる裏面電極を形成した。
【００６１】
次に、前述の実施例１と同様の方法で、本実施例のビーム位置モニタに放射光を照射してその特性を評価したところ、精度よくビーム位置を検出することができた。また、同様に、エキシマレーザに対する評価を行ったところ、モニタが損傷することなく、安定的にビーム位置の検出が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態のビーム位置モニタを模式的に示す平面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本実施形態のビーム位置モニタの動作を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１のビーム位置モニタにおける出力測定方法を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１のビーム位置モニタにおけるビーム照射位置を示す図である。
【図５】従来のＰＳＤを模式的に示す斜視図である。
【図６】特許文献１に記載のＰＳＤを示す分解斜視図である。
【図７】（ａ）は特許文献２に記載の放射光位置モニタの構造を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１；高抵抗ダイヤモンド
２；表面電極群
２ａ；短冊状電極
３ａ、３ｂ；電流分配層
４ａ〜４ｄ、１１６；信号取り出し用電極
５；検知部
１１ａ〜１１ｄ；増幅回路
１２；演算回路
１３；低抵抗シリコン基板
１０１；ダイヤモンド板
１０２；孔
１０３；金属電極
１０４；ダイヤモンド電極（導電性ダイヤモンド）
１１０；化合物半導体基板
１１１、１１２；抵抗層
１１３、１１４；抵抗回路網
１１５；バイアス電極
１１７；アンプ
【図１】
2007047007.tif 000009
【図２】
2007047007.tif 000010
【図３】
2007047007.tif 000011
【図４】
2007047007.tif 000012
【図５】
2007047007.tif 000013
【図６】
2007047007.tif 000014
【図７】
2007047007.tif 000015