JPH0628996A - イオンミリング装置 - Google Patents
イオンミリング装置Info
- Publication number
- JPH0628996A JPH0628996A JP5060826A JP6082693A JPH0628996A JP H0628996 A JPH0628996 A JP H0628996A JP 5060826 A JP5060826 A JP 5060826A JP 6082693 A JP6082693 A JP 6082693A JP H0628996 A JPH0628996 A JP H0628996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- target
- ion beam
- plasma
- plasma generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空間電荷効果を低下せしめてイオンビームの
発散を抑制し、多数のターゲットがターゲットホルダー
に配置されている場合であっても、加工精度の良好なイ
オンミリング装置を提供する。 【構成】 引き出し電極２１、２２はイオンビームの通
過を遮蔽するほぼ円形のビームシールド２０が中央部に
形成されていると共に、外周部にイオンビームが通過し
て前記真空容器内に引き出されるイオン引き出し孔２３
が複数個設けられ、かつ、前記ビームシールド２０とイ
オン引き出し孔２３は一体の部材で構成されている
発散を抑制し、多数のターゲットがターゲットホルダー
に配置されている場合であっても、加工精度の良好なイ
オンミリング装置を提供する。 【構成】 引き出し電極２１、２２はイオンビームの通
過を遮蔽するほぼ円形のビームシールド２０が中央部に
形成されていると共に、外周部にイオンビームが通過し
て前記真空容器内に引き出されるイオン引き出し孔２３
が複数個設けられ、かつ、前記ビームシールド２０とイ
オン引き出し孔２３は一体の部材で構成されている
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオンミリング装置に係
り、特に、イオン源から引き出されたイオンビームをタ
ーゲットに照射してターゲット表面を微細加工するに好
適なイオンミリング装置に関するものである。
り、特に、イオン源から引き出されたイオンビームをタ
ーゲットに照射してターゲット表面を微細加工するに好
適なイオンミリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ生成室から引き出される２００
〜５０００Ｖ程度のエネルギーを持つ幅広のイオンビー
ムをターゲットに照射し、ターゲットをスパッタするこ
とでターゲット表面の微細加工を行うイオンミリング装
置は、従来図３に示す構成のものが使用されている。こ
のイオンミリング装置は、幅広のイオンビームを引き出
すイオン源１と、表面の微細加工に供されるターゲット
２と、このターゲット２の保持及び冷却を行うターゲッ
トホルダー３と、ターゲット２及びターゲットホルダー
３を収納する真空容器４と、この真空容器４内を真空に
する真空ポンプ５と、イオンビームを電気的に中和する
ための熱電子を供給する中性化用フィラメント６とから
概略構成されている。
〜５０００Ｖ程度のエネルギーを持つ幅広のイオンビー
ムをターゲットに照射し、ターゲットをスパッタするこ
とでターゲット表面の微細加工を行うイオンミリング装
置は、従来図３に示す構成のものが使用されている。こ
のイオンミリング装置は、幅広のイオンビームを引き出
すイオン源１と、表面の微細加工に供されるターゲット
２と、このターゲット２の保持及び冷却を行うターゲッ
トホルダー３と、ターゲット２及びターゲットホルダー
３を収納する真空容器４と、この真空容器４内を真空に
する真空ポンプ５と、イオンビームを電気的に中和する
ための熱電子を供給する中性化用フィラメント６とから
概略構成されている。
【０００３】イオンミリング装置の構成を更に詳しく説
明する。イオン源１を構成するプラズマ発生容器１１に
設けられているガス導入口９から導入されるアルゴンガ
ス等の中性ガス１０は、プラズマ発生容器１１の壁面で
形成されるアノード８とカソード７との間に直流電圧を
印加することによって電離してプラズマをプラズマ発生
容器１１内に形成し、多数のアパチャー（イオンビーム
を引き出すための小孔）を設けた引き出し電極１２，１
３（図４参照）によってプラズマをイオンビームとして
引き出し、真空容器４内に導く。真空容器４内に導かれ
たイオンビームは、中性化用フィラメント６により電気
的に中和するための熱電子が供給され、回転しているタ
ーゲットホルダー３に固定したターゲット２に照射さ
れ、ターゲット２を微細加工する。
明する。イオン源１を構成するプラズマ発生容器１１に
設けられているガス導入口９から導入されるアルゴンガ
ス等の中性ガス１０は、プラズマ発生容器１１の壁面で
形成されるアノード８とカソード７との間に直流電圧を
印加することによって電離してプラズマをプラズマ発生
容器１１内に形成し、多数のアパチャー（イオンビーム
を引き出すための小孔）を設けた引き出し電極１２，１
３（図４参照）によってプラズマをイオンビームとして
引き出し、真空容器４内に導く。真空容器４内に導かれ
たイオンビームは、中性化用フィラメント６により電気
的に中和するための熱電子が供給され、回転しているタ
ーゲットホルダー３に固定したターゲット２に照射さ
れ、ターゲット２を微細加工する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の多数
のターゲット２を処理するイオンミリング装置では、イ
オン源の均一なビームを利用するために、ターゲットホ
ルダー３に同心円状にターゲット２を配置する。このと
きの前記イオンミリング装置では、ターゲット２の加工
に使用する周辺部のイオンが本来必要としない中心部分
を走るイオンのクーロン反発力（これを空間電荷効果と
いう）により曲げられ、ターゲット２に入射する時点で
は、外径方向に大きく曲ったビームとなる。このため、
加工精度を著しく低下させる欠点があり、しかも、上記
の空間電荷効果は、イオン源のビーム径が大きくなる
程、顕著になる特性がある（ＩＯＮＩＣＳ１９７８年１
１月号、ｐ２７，２８参照）。
のターゲット２を処理するイオンミリング装置では、イ
オン源の均一なビームを利用するために、ターゲットホ
ルダー３に同心円状にターゲット２を配置する。このと
きの前記イオンミリング装置では、ターゲット２の加工
に使用する周辺部のイオンが本来必要としない中心部分
を走るイオンのクーロン反発力（これを空間電荷効果と
いう）により曲げられ、ターゲット２に入射する時点で
は、外径方向に大きく曲ったビームとなる。このため、
加工精度を著しく低下させる欠点があり、しかも、上記
の空間電荷効果は、イオン源のビーム径が大きくなる
程、顕著になる特性がある（ＩＯＮＩＣＳ１９７８年１
１月号、ｐ２７，２８参照）。
【０００５】本発明は、上述の点に鑑み成されたもので
その目的とするところは、空間電荷効果を低下せしめて
イオンビームの発散を抑制し、多数のターゲットがター
ゲットホルダーに配置されている場合であっても、加工
精度の良好なイオンミリング装置を提供することにあ
る。
その目的とするところは、空間電荷効果を低下せしめて
イオンビームの発散を抑制し、多数のターゲットがター
ゲットホルダーに配置されている場合であっても、加工
精度の良好なイオンミリング装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、プラズマ生
成室を形成しているプラズマ発生容器、前記プラズマ生
成室内に導入した中性ガスをアーク放電により電離させ
てプラズマ化するフィラメント、前記プラズマ生成室内
のイオンをイオンビームとして引き出す引き出し電極で
構成されるイオン源と、該イオン源に隣接して設けた真
空容器と、該真空容器内にターゲットを保持し、冷却す
るターゲットホルダーとを備えたイオンミリング装置に
おいて、前記引き出し電極はイオンビームの通過を遮蔽
するほぼ円形のビームシールドが中央部に形成されてい
ると共に、外周部にイオンビームが通過して前記真空容
器内に引き出されるイオン引き出し孔が複数個設けら
れ、かつ、前記ビームシールドとイオン引き出し孔は一
体の部材で構成されていることにより達成される。
成室を形成しているプラズマ発生容器、前記プラズマ生
成室内に導入した中性ガスをアーク放電により電離させ
てプラズマ化するフィラメント、前記プラズマ生成室内
のイオンをイオンビームとして引き出す引き出し電極で
構成されるイオン源と、該イオン源に隣接して設けた真
空容器と、該真空容器内にターゲットを保持し、冷却す
るターゲットホルダーとを備えたイオンミリング装置に
おいて、前記引き出し電極はイオンビームの通過を遮蔽
するほぼ円形のビームシールドが中央部に形成されてい
ると共に、外周部にイオンビームが通過して前記真空容
器内に引き出されるイオン引き出し孔が複数個設けら
れ、かつ、前記ビームシールドとイオン引き出し孔は一
体の部材で構成されていることにより達成される。
【０００７】
【作用】一度に大量のターゲットを加工し、生産速度を
向上させるには、イオン源を大口径化する必要がある
が、前記空間電荷効果により、イオンビームが最も利用
価値の高い外周部で、著しく発散するため、従来、口径
２５ｃｍ程度が実用されている限度となっていたところ
を、本発明者らは、前記空間電荷効果の寄与の程度を正
確に定量化するのは困難ではあるが、中央部分のイオン
ビームがビームの発散に最も大きな影響を与える点に着
目し、円形のビームシールドなどを用いて、中央部分の
イオンビームを除去することにより、最も効果的にイオ
ンビームの発散を低減し、加工精度を向上できる発明を
なし得た。
向上させるには、イオン源を大口径化する必要がある
が、前記空間電荷効果により、イオンビームが最も利用
価値の高い外周部で、著しく発散するため、従来、口径
２５ｃｍ程度が実用されている限度となっていたところ
を、本発明者らは、前記空間電荷効果の寄与の程度を正
確に定量化するのは困難ではあるが、中央部分のイオン
ビームがビームの発散に最も大きな影響を与える点に着
目し、円形のビームシールドなどを用いて、中央部分の
イオンビームを除去することにより、最も効果的にイオ
ンビームの発散を低減し、加工精度を向上できる発明を
なし得た。
【０００８】
【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明のイ
オンミリング装置を説明する。
オンミリング装置を説明する。
【０００９】図１及び図２は本発明のイオンミリング装
置の一実施例を示したもので、その基本的な構成は従来
とほぼ同様であるから説明を省略する。
置の一実施例を示したもので、その基本的な構成は従来
とほぼ同様であるから説明を省略する。
【００１０】図１及び図２に示す本実施例では、プラズ
マ発生容器１１内に発生したプラズマからイオンをイオ
ンビームとして引き出す引き出し電極２１、２２には、
イオンビームの通過を遮蔽するほぼ円形のビームシール
ド２０が中央部に形成されていると共に、真空容器４内
に収納されているターゲット２だけにイオンビームが照
射される範囲にイオンビームを引き出すように、図２に
示す如く外周部にイオン引き出し孔２３が複数個設けら
れている。そしてこのビームシールド２０とイオン引き
出し孔２３とは一体の部材で形成され引き出し電極２
１、２２を構成している。
マ発生容器１１内に発生したプラズマからイオンをイオ
ンビームとして引き出す引き出し電極２１、２２には、
イオンビームの通過を遮蔽するほぼ円形のビームシール
ド２０が中央部に形成されていると共に、真空容器４内
に収納されているターゲット２だけにイオンビームが照
射される範囲にイオンビームを引き出すように、図２に
示す如く外周部にイオン引き出し孔２３が複数個設けら
れている。そしてこのビームシールド２０とイオン引き
出し孔２３とは一体の部材で形成され引き出し電極２
１、２２を構成している。
【００１１】本実施例では、プラズマ発生容器１１内に
設置したカソード７及びアノード８の間で直流アーク放
電を行わせてプラズマを生成し、図２に示す引き出し電
極２１、２２によりイオンビームを引き出すものである
が、プラズマ発生容器１１内全域にプラズマを生成する
ことが出来、イオンビームとしては引き出し電極２１の
中央部近傍のビームシールド２０で遮蔽されて部分の周
辺からのみ引き出し、ターゲットホルダー３の上に同心
円状に固定されたターゲット２に照射することが出来
る。プラズマ発生容器１１内全域でプラズマを生成する
ことはカソード７からの電子（フィラメントから放出す
る熱電子）がアノード８に到達する迄の飛行距離が長く
なることによってプラズマ発生容器１１内の中性ガス分
子と衝突する確率が高くなり、高密度プラズマを生成す
る上で有利となる。
設置したカソード７及びアノード８の間で直流アーク放
電を行わせてプラズマを生成し、図２に示す引き出し電
極２１、２２によりイオンビームを引き出すものである
が、プラズマ発生容器１１内全域にプラズマを生成する
ことが出来、イオンビームとしては引き出し電極２１の
中央部近傍のビームシールド２０で遮蔽されて部分の周
辺からのみ引き出し、ターゲットホルダー３の上に同心
円状に固定されたターゲット２に照射することが出来
る。プラズマ発生容器１１内全域でプラズマを生成する
ことはカソード７からの電子（フィラメントから放出す
る熱電子）がアノード８に到達する迄の飛行距離が長く
なることによってプラズマ発生容器１１内の中性ガス分
子と衝突する確率が高くなり、高密度プラズマを生成す
る上で有利となる。
【００１２】また、引き出し電極の中央部にビームシー
ルド２０が形成されていることによって、プラズマ生成
室に導入されるアルゴン等の中性ガスを減らすことがで
きるため、真空容器内を真空にする真空ポンプを小容量
化できる。
ルド２０が形成されていることによって、プラズマ生成
室に導入されるアルゴン等の中性ガスを減らすことがで
きるため、真空容器内を真空にする真空ポンプを小容量
化できる。
【００１３】更に、アルゴンガス等の中性ガスを電離し
てできるプラズマからイオンビームを引き出す引き出し
電極２１の範囲を、ターゲットに照射する電極の周縁外
周部のみとすることによって、ターゲットホルダーのイ
オンビームを照射する面積が小さくなるため、ターゲッ
トにスパッタする不要物の量を減らすことができ、アル
ゴンガス等の中性ガスを電離してできるプラズマからイ
オンビームを引き出す引き出し電極のイオン引き出し孔
の範囲を、イオンビームがターゲット付近に照射される
ようにすることによって、ターゲットホルダーのイオン
ビームを照射する面積が小さくなるため、ターゲットホ
ルダーの冷却装置を小容量化することができる。
てできるプラズマからイオンビームを引き出す引き出し
電極２１の範囲を、ターゲットに照射する電極の周縁外
周部のみとすることによって、ターゲットホルダーのイ
オンビームを照射する面積が小さくなるため、ターゲッ
トにスパッタする不要物の量を減らすことができ、アル
ゴンガス等の中性ガスを電離してできるプラズマからイ
オンビームを引き出す引き出し電極のイオン引き出し孔
の範囲を、イオンビームがターゲット付近に照射される
ようにすることによって、ターゲットホルダーのイオン
ビームを照射する面積が小さくなるため、ターゲットホ
ルダーの冷却装置を小容量化することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、ビームの発散に最も影
響の大きい中央部分のイオンビームを除き得るので、イ
オン相互の発撥力を低下させ、ビームの発散を極めて小
さくでき、したがって、加工精度が顕著に向上できるも
のであり、また特にターゲットを広い面積に多数配置し
た場合でも、各ターゲットとも同様の効果にて加工でき
る等々、その奏する効果は非常に大きいものである。
響の大きい中央部分のイオンビームを除き得るので、イ
オン相互の発撥力を低下させ、ビームの発散を極めて小
さくでき、したがって、加工精度が顕著に向上できるも
のであり、また特にターゲットを広い面積に多数配置し
た場合でも、各ターゲットとも同様の効果にて加工でき
る等々、その奏する効果は非常に大きいものである。
【図１】本発明の実施例に係るイオンミリング装置のイ
オン源を示す断面図である。
オン源を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る引き出し電極の正面図で
ある。
ある。
【図３】従来のイオンミリング装置の断面図である。
【図４】従来の引き出し電極の正面図である。
１ イオン源 ２ ターゲット ３ ターゲットホルダー ４ 真空容器 ５ 真空ポンプ ６ 中性化用フィラメント ７ カソード ８ アノード ９ ガス導入口 １０ 中性ガス １１ プラズマ発生容器 １４ ソレノイドコイル ２０ ビームシールド ２１ 引き出し電極 ２２ 引き出し電極 ２３ イオン引き出し孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桧垣 勝 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 橋本 勲 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマ生成室を形成しているプラズマ
発生容器、前記プラズマ生成室内に導入した中性ガスを
アーク放電により電離させてプラズマ化するフィラメン
ト、前記プラズマ生成室内のイオンをイオンビームとし
て引き出す引き出し電極で構成されるイオン源と、該イ
オン源に隣接して設けた真空容器と、該真空容器内にタ
ーゲットを保持し、冷却するターゲットホルダーとを備
えたイオンミリング装置において、 前記引き出し電極はイオンビームの通過を遮蔽するほぼ
円形のビームシールドが中央部に形成されていると共
に、外周部にイオンビームが通過して前記真空容器内に
引き出されるイオン引き出し孔が複数個設けられ、か
つ、前記ビームシールドとイオン引き出し孔は一体の部
材で構成されていることを特徴とするイオンミリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060826A JPH0734360B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | イオンミリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060826A JPH0734360B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | イオンミリング装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59158254A Division JPH0624111B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | イオンミリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0628996A true JPH0628996A (ja) | 1994-02-04 |
| JPH0734360B2 JPH0734360B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=13153552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5060826A Expired - Lifetime JPH0734360B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | イオンミリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734360B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023526406A (ja) * | 2020-05-22 | 2023-06-21 | 江蘇魯▲もん▼儀器股▲ふん▼有限公司 | イオン源バッフル、イオンエッチング装置及びその使用方法 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5060826A patent/JPH0734360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023526406A (ja) * | 2020-05-22 | 2023-06-21 | 江蘇魯▲もん▼儀器股▲ふん▼有限公司 | イオン源バッフル、イオンエッチング装置及びその使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0734360B2 (ja) | 1995-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5146088A (en) | Method and apparatus for surface analysis | |
| US3955091A (en) | Method and apparatus for extracting well-formed, high current ion beams from a plasma source | |
| JPH08296069A (ja) | イオンビーム処理装置 | |
| EP0094473B1 (en) | Apparatus and method for producing a stream of ions | |
| US3622741A (en) | Electron-beam-processing machine having means for deflecting impurities from the path of the electron beam | |
| JPH0628996A (ja) | イオンミリング装置 | |
| JP3272441B2 (ja) | イオン加速装置 | |
| RU2167699C1 (ru) | Способ разделения изотопов низкой природной концентрации в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов | |
| JP2001296398A (ja) | 中性ビーム処理装置及びその方法 | |
| JPS60240039A (ja) | イオン銃 | |
| JPH0624111B2 (ja) | イオンミリング装置 | |
| JPH0692638B2 (ja) | 薄膜装置 | |
| JP2008128887A (ja) | プラズマ源，それを用いた高周波イオン源，負イオン源，イオンビーム処理装置，核融合用中性粒子ビーム入射装置 | |
| JP2713692B2 (ja) | イオン打込み装置 | |
| JP3962965B2 (ja) | イオン源及び核融合炉用中性粒子ビーム入射装置並びにイオンビームプロセス装置 | |
| JP3417176B2 (ja) | イオン照射装置 | |
| JP6637146B2 (ja) | イオンビーム装置および試料の３次元構造解析方法 | |
| JP2904460B2 (ja) | 粒子線照射装置の帯電抑制装置 | |
| JPH01186745A (ja) | 質量分析装置用イオン源 | |
| JP2723062B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
| SU243104A1 (ru) | Способ получения ионного луча для размерной обработки материалов | |
| JP3079585B2 (ja) | 中性粒子質量分析装置 | |
| JP2507992B2 (ja) | イオン銃 | |
| JP3535402B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
| JP2707097B2 (ja) | スパッタ中性粒子のイオン化方法およびその装置 |