JPH0594793A - 大電流イオン源 - Google Patents
大電流イオン源Info
- Publication number
- JPH0594793A JPH0594793A JP3182260A JP18226091A JPH0594793A JP H0594793 A JPH0594793 A JP H0594793A JP 3182260 A JP3182260 A JP 3182260A JP 18226091 A JP18226091 A JP 18226091A JP H0594793 A JPH0594793 A JP H0594793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filament
- electrode
- ion source
- shield plate
- heat shield
- Prior art date
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- Pending
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】フィラメント９と電極１の間に加熱遮蔽板８が
配置される。 【効果】フィラメントの輻射熱は熱遮蔽板によって遮ぎ
られ、電極に到達することがない。従って、電極の熱変
形が防止でき、従来の二，三倍のイオンビームを引出す
ことができる。
配置される。 【効果】フィラメントの輻射熱は熱遮蔽板によって遮ぎ
られ、電極に到達することがない。従って、電極の熱変
形が防止でき、従来の二，三倍のイオンビームを引出す
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン源を備え、イオン
源から引出されたイオンビームにより基板上のレジスト
をミリングするイオンビームミリング装置に関する。
源から引出されたイオンビームにより基板上のレジスト
をミリングするイオンビームミリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフィラメントを用い熱電子を放出
してプラズマを生成するイオン源では、フィラメントの
輻射熱により電極が熱変形するのを防ぐため、電極に水
冷銅管をロー付けしたり、電極を取付ける金具を水冷す
ることにより、電極を冷却していた。
してプラズマを生成するイオン源では、フィラメントの
輻射熱により電極が熱変形するのを防ぐため、電極に水
冷銅管をロー付けしたり、電極を取付ける金具を水冷す
ることにより、電極を冷却していた。
【０００３】電極そのものに水冷銅管をロー付け方法で
は、ビーム引出孔の分布が不均衡となり、又外周を冷却
する方法では、中心部と外周部に温度匂配が生じ変形は
避けられず、引出しビームの電流密度を大きくするため
に、フィラメントの入力を大きくすることは制限されて
いた。
は、ビーム引出孔の分布が不均衡となり、又外周を冷却
する方法では、中心部と外周部に温度匂配が生じ変形は
避けられず、引出しビームの電流密度を大きくするため
に、フィラメントの入力を大きくすることは制限されて
いた。
【０００４】ここで、ф２００の電極をモリブデン（一
般に電極材料として使用されており、熱膨張係数５.３
×１０-6・ｋ-1)で製作し、周辺を固定した場合、１０
０℃の温度上昇により、中心部は軸方向に約１５mmの変
位を生じて球面となる。このため、本来電極間隔が一様
なものとして設計されたイオン源から引出されるビーム
とは異なり、分布が大幅に偏り、イオン源としての機能
がなくなる欠点がある。
般に電極材料として使用されており、熱膨張係数５.３
×１０-6・ｋ-1)で製作し、周辺を固定した場合、１０
０℃の温度上昇により、中心部は軸方向に約１５mmの変
位を生じて球面となる。このため、本来電極間隔が一様
なものとして設計されたイオン源から引出されるビーム
とは異なり、分布が大幅に偏り、イオン源としての機能
がなくなる欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】フィラメント形イオン
源において、引出されるイオンビームの電流密度と、フ
ィラメント電力（つまり発熱量）は比例関係にある。
源において、引出されるイオンビームの電流密度と、フ
ィラメント電力（つまり発熱量）は比例関係にある。
【０００６】一方、電極はフィラメントの輻射熱により
熱変形するため、電極自身、もしくは、外周取付部分を
水冷しているが、一定値以下の電流密度のイオンビーム
しか引出せなかった。
熱変形するため、電極自身、もしくは、外周取付部分を
水冷しているが、一定値以下の電流密度のイオンビーム
しか引出せなかった。
【０００７】本発明の目的は、フィラメントの熱輻射を
電極面に到達させないようにし、従って、フィラメント
の電力を大きくしても電極が熱変形することなく、従来
の数倍の電流密度のイオンビームが引出せるイオン源を
提供することにある。
電極面に到達させないようにし、従って、フィラメント
の電力を大きくしても電極が熱変形することなく、従来
の数倍の電流密度のイオンビームが引出せるイオン源を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】フィラメントの輻射熱が
電極面に到達しないように、その中間に熱遮蔽板を設け
る。
電極面に到達しないように、その中間に熱遮蔽板を設け
る。
【０００９】この熱遮蔽板は、幾何学的にフィラメント
が電極を見込まない形状、寸法とする。
が電極を見込まない形状、寸法とする。
【００１０】熱遮蔽板は、プラズマ室とは電気的に絶縁
され、フィラメントとは同電位としてある。
され、フィラメントとは同電位としてある。
【００１１】熱遮蔽板は、フィラメントの輻射熱により
温度が上昇し、自身で輻射熱を放出し、電極を加熱する
可能性があるため、熱遮蔽を効果的なものとするため水
冷しても良い。
温度が上昇し、自身で輻射熱を放出し、電極を加熱する
可能性があるため、熱遮蔽を効果的なものとするため水
冷しても良い。
【００１２】
【作用】プラズマ室は、開口部にイオンビーム引出電極
を設けた容器であり、そのほぼ中央にフィラメントが配
置されている。
を設けた容器であり、そのほぼ中央にフィラメントが配
置されている。
【００１３】フィラメントは高温（２７００〜２８００
°k)となるため、通常、タングステン線が使用されてい
る。このフィラメントと電極の間に幾何学的に電極を見
込まない寸法，形状の熱遮蔽板が取付けられており、フ
ィラメントから放出された輻射熱は、プラズマ室内面，
熱遮蔽板に当り、電極面に到達することはない。
°k)となるため、通常、タングステン線が使用されてい
る。このフィラメントと電極の間に幾何学的に電極を見
込まない寸法，形状の熱遮蔽板が取付けられており、フ
ィラメントから放出された輻射熱は、プラズマ室内面，
熱遮蔽板に当り、電極面に到達することはない。
【００１４】従って、電極はフィラメントの輻射熱によ
り加熱されることはなく、熱変形も起きない。
り加熱されることはなく、熱変形も起きない。
【００１５】尚、熱遮蔽板を設けたことにより、アーク
電流が２０〜３０％増加するが、イオンビームの引出し
については影響がないことは実験により確認してある。
電流が２０〜３０％増加するが、イオンビームの引出し
については影響がないことは実験により確認してある。
【００１６】
【実施例】図１にフィラメント形イオン源に本発明によ
る熱遮蔽板８を取付けた例の断面を示す。
る熱遮蔽板８を取付けた例の断面を示す。
【００１７】イオン源は、電極１，電極支持フランジ
２，絶縁筒３，絶縁スペーサ４，プラズマ室６，プラズ
マ室６の外周に、発生したプラズマ１３を閉じ込めるカ
スプ磁場を形成する磁石６を均等に配置し、フィラメン
ト９の交換に便利なように開閉できるプラズマ室カバー
７により構成されている。プラズマ室カバー７には水，
電気，ガスを供給するフイードスルー１０，１１が取付
けられている。
２，絶縁筒３，絶縁スペーサ４，プラズマ室６，プラズ
マ室６の外周に、発生したプラズマ１３を閉じ込めるカ
スプ磁場を形成する磁石６を均等に配置し、フィラメン
ト９の交換に便利なように開閉できるプラズマ室カバー
７により構成されている。プラズマ室カバー７には水，
電気，ガスを供給するフイードスルー１０，１１が取付
けられている。
【００１８】プラズマ室内を処理室１５に取付けられた
真空排気ポンプ（図示せず）で
真空排気ポンプ（図示せず）で
【００１９】
【数１】
【００２０】程度に排気し、ガスをプラズマ室内に導入
し、フィラメント９に通電する。通電によりフィラメン
ト９は２７００〜２８００°k となり、熱電子を放出す
ると共に、周囲に輻射熱を発散する。フィラメントから
放出された熱電子により導入ガスが電離され、プラズマ
１３が生成される。生成されたプラズマは、電極１に印
加された電界により加速され、処理室側にイオンビーム
として引出される。
し、フィラメント９に通電する。通電によりフィラメン
ト９は２７００〜２８００°k となり、熱電子を放出す
ると共に、周囲に輻射熱を発散する。フィラメントから
放出された熱電子により導入ガスが電離され、プラズマ
１３が生成される。生成されたプラズマは、電極１に印
加された電界により加速され、処理室側にイオンビーム
として引出される。
【００２１】一方、図に示すように、フィラメント９の
輻射熱は、熱遮蔽板８により、電極１に到達することが
なく、従って、加熱されることはなく、熱変形も起さな
い。
輻射熱は、熱遮蔽板８により、電極１に到達することが
なく、従って、加熱されることはなく、熱変形も起さな
い。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、フィラメントの輻射熱
により電極が加熱され変形することがなくなるため、イ
オンビームの電流密度を従来の熱遮蔽板のないフィラメ
ント形イオン源と比較して、二，三倍大きくすることが
できる。
により電極が加熱され変形することがなくなるため、イ
オンビームの電流密度を従来の熱遮蔽板のないフィラメ
ント形イオン源と比較して、二，三倍大きくすることが
できる。
【図１】熱遮蔽板を備えたフィラメントイオン源の断面
図。
図。
【図２】図１をII−II方向から見た断面図。
１…電極、２…電極支持フランジ、３…絶縁筒、４…絶
縁スペーサ、５…プラズマ室、６…磁石、７…プラズマ
室カバー、８…熱遮蔽板、９…フィラメント、１０，１
１…フィードスルー（電気，水）、１２…リート線、１
３…プラズマ、１４…イオンビーム、１５…処理室。
縁スペーサ、５…プラズマ室、６…磁石、７…プラズマ
室カバー、８…熱遮蔽板、９…フィラメント、１０，１
１…フィードスルー（電気，水）、１２…リート線、１
３…プラズマ、１４…イオンビーム、１５…処理室。
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマを生成するため、フィラメントか
ら熱電子を放出するフィラメント形イオン源において、
イオンビームを引出す電極と、フィラメントの間にフィ
ラメントと同電位とした熱遮蔽板とを設け、フィラメン
トの輻射熱が電極に到達しない構造としたことを特徴と
する大電流イオン源。 - 【請求項２】請求項１において、前記熱遮蔽板が水冷さ
れている大電流イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182260A JPH0594793A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 大電流イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182260A JPH0594793A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 大電流イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594793A true JPH0594793A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=16115143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3182260A Pending JPH0594793A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | 大電流イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0594793A (ja) |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3182260A patent/JPH0594793A/ja active Pending
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