JPS60148031A - 微小グリツドを製作する方法 - Google Patents
微小グリツドを製作する方法Info
- Publication number
- JPS60148031A JPS60148031A JP19276484A JP19276484A JPS60148031A JP S60148031 A JPS60148031 A JP S60148031A JP 19276484 A JP19276484 A JP 19276484A JP 19276484 A JP19276484 A JP 19276484A JP S60148031 A JPS60148031 A JP S60148031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base plate
- grid
- layer
- deformation
- spherical
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical group N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
例えば、イオン・ビームの収れんやイオン粒子の加速・
減速に用いるマイクロ・グリッド（微小グリッド）の製
作方法。
減速に用いるマイクロ・グリッド（微小グリッド）の製
作方法。
［従来技術］
イオン・ビームを扱う機器で球面に湾曲した微小なグリ
ッドが必要とされる。これら用途では、高温、高電圧に
さらされるが、寸法上の高い精度は必要とされない。
−゛ 現在の機械的加工法は熟練した加工技術と精密な工具を
、これらカーブした面を持つグリッドの製作に必要とし
、しかも：′許容範囲を外九ることが多い。
ッドが必要とされる。これら用途では、高温、高電圧に
さらされるが、寸法上の高い精度は必要とされない。
−゛ 現在の機械的加工法は熟練した加工技術と精密な工具を
、これらカーブした面を持つグリッドの製作に必要とし
、しかも：′許容範囲を外九ることが多い。
グリッドに屠体を付けることは既に行われているが、そ
れらはすべて保護や電子放出等の目的であり１本願のよ
うに□熱膨□張で加工するためではない。
れらはすべて保護や電子放出等の目的であり１本願のよ
うに□熱膨□張で加工するためではない。
米国特許第４２６３５２８号は熱電子放射を制御するた
めの窒化ボロンの付着を示す。
めの窒化ボロンの付着を示す。
下記文献が類似したマイクロ・グリッドの製法を扱って
いるが、本発明の変形加工については示してない。
いるが、本発明の変形加工については示してない。
Ｉ Ｂ Ｍ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏ’ｒｔ ９３
４４゜ＩＢＭ ＴＤＢ Ｖ（１１，２３、Ｎｏ、６．１
９８〇−１１、ｐ２５８２〜２５８３゜ ＩＢＭ ＴＤＢ Ｖｏｌ、２５、Ｎｏ、３Ｂ、１９８２
−８、Ｐ１６７３〜１６７６゜ Ｉ ＢＭ ＴＤＢ’ Ｖｏｌ、２５、Ｎｏ１０．１９８
３−３、ｐ５０４〜５０５゜ Ｊ 、 Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、Ｖｏｌ、
１６．１９７９、ｐ８９９゜ ［発明が解決しようとする問題点］ マイクロ・グリッドを作る従来の方法は、上記の如く手
間がかかり精度が悪かった。又、製品に加工途中の汚れ
（油、異種金属、不要な物質の微粉末の付着）や変形の
不揃いがあった。
４４゜ＩＢＭ ＴＤＢ Ｖ（１１，２３、Ｎｏ、６．１
９８〇−１１、ｐ２５８２〜２５８３゜ ＩＢＭ ＴＤＢ Ｖｏｌ、２５、Ｎｏ、３Ｂ、１９８２
−８、Ｐ１６７３〜１６７６゜ Ｉ ＢＭ ＴＤＢ’ Ｖｏｌ、２５、Ｎｏ１０．１９８
３−３、ｐ５０４〜５０５゜ Ｊ 、 Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、Ｖｏｌ、
１６．１９７９、ｐ８９９゜ ［発明が解決しようとする問題点］ マイクロ・グリッドを作る従来の方法は、上記の如く手
間がかかり精度が悪かった。又、製品に加工途中の汚れ
（油、異種金属、不要な物質の微粉末の付着）や変形の
不揃いがあった。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、マイクロ・グリッド等の微小部品を平坦な形
から例えば球面等に変形させる新規な製法を与える。
から例えば球面等に変形させる新規な製法を与える。
平坦な加工前の元板に、これよりも軟化温度が高く熱膨
張係数が高い物質を層状に付着させた後に全体を元板の
軟化温度迄加熱すると、差動的な膨張が起り元板が変形
して元の平らな面から凸状に出て球面等になる。
張係数が高い物質を層状に付着させた後に全体を元板の
軟化温度迄加熱すると、差動的な膨張が起り元板が変形
して元の平らな面から凸状に出て球面等になる。
このように１元板と異なる膨張係数の物質の層を用いて
変形加工を実現する。
変形加工を実現する。
元板は平坦なままなので、加工前の状態で保存、搬送に
適する。
適する。
下記の実施例では層の部分が元板と同じように開口を持
っているが、層は連続した平板状でもよく、又開口内に
埋め込まれていてもよい。
っているが、層は連続した平板状でもよく、又開口内に
埋め込まれていてもよい。
付着された層の周辺は、変形して凸状になる区域と変形
しない区域との境界をなす。変形区域の限定が容易に行
なえる。
しない区域との境界をなす。変形区域の限定が容易に行
なえる。
下記の実施例に后けるように、変形しようとする区域の
周囲は元板の厚さを厚くしたりして、層の熱膨張に対抗
する性質を持たせると一層良い効果がある。
周囲は元板の厚さを厚くしたりして、層の熱膨張に対抗
する性質を持たせると一層良い効果がある。
又、層を付着させる区域の周辺は層が皿の周辺のように
立上がった形に付着させておくと（実施例、第３歯、第
４図の層の部分４参照）層の付着した方の面が凹面にな
り更に良好な変形効果が得られる。
立上がった形に付着させておくと（実施例、第３歯、第
４図の層の部分４参照）層の付着した方の面が凹面にな
り更に良好な変形効果が得られる。
［実施例］
第１図は球面状にカーブしたマイクロ・グリッドの断面
図で、ブラケット３がグリッド１の外周２をゆるく支え
ている。グリッドは、イオン・ビーム装置や粒子エネル
ギ分析機で静電レンズや焦点形成用グリッドとして用い
られる。球面カーブグリッドを作るには、平坦なシリコ
ンの元板から出発する。この元板は種々の方法で作れる
が、例えば直径５７ｍｍ、厚さ２５０ミクロンの丸いウ
ェハで、グリッド区域には中心間隔１０００ミクロンで
７５０ミクロンの元来四角い開口を持っている。層（窒
化アルミニウ、ム）の代表的な厚さは０゜５〜５ミクロ
ンで、特に２．５〜３．０ミクロンが好ましく、基体と
層の厚さの比は１００：１がら１０００：１であり、約
３００：１が好ましい。
図で、ブラケット３がグリッド１の外周２をゆるく支え
ている。グリッドは、イオン・ビーム装置や粒子エネル
ギ分析機で静電レンズや焦点形成用グリッドとして用い
られる。球面カーブグリッドを作るには、平坦なシリコ
ンの元板から出発する。この元板は種々の方法で作れる
が、例えば直径５７ｍｍ、厚さ２５０ミクロンの丸いウ
ェハで、グリッド区域には中心間隔１０００ミクロンで
７５０ミクロンの元来四角い開口を持っている。層（窒
化アルミニウ、ム）の代表的な厚さは０゜５〜５ミクロ
ンで、特に２．５〜３．０ミクロンが好ましく、基体と
層の厚さの比は１００：１がら１０００：１であり、約
３００：１が好ましい。
所要のカーブを（ウェハをグリッド区域外でゆるく支え
ながら、重力の方向に曲って出るように）得るための熱
処理は、例えば１２００℃で３０分間（シリコン元板、
軟化温度約９００〜１１００℃）である。層（窒化アル
ミニウム）を除くには熱いリン酸を使う。開口の寸法も
含めて諸寸法は本発明においては、きびしい条件にはな
らない。
ながら、重力の方向に曲って出るように）得るための熱
処理は、例えば１２００℃で３０分間（シリコン元板、
軟化温度約９００〜１１００℃）である。層（窒化アル
ミニウム）を除くには熱いリン酸を使う。開口の寸法も
含めて諸寸法は本発明においては、きびしい条件にはな
らない。
むしろ、応用分野、使う設備、時間と温度（その一方は
任意）の要求等に応じてえらばれる。
任意）の要求等に応じてえらばれる。
層の厚さと応力（ストレス）は、元板の物質、厚さ、温
度によって変る変形に対する抵抗にうちかつに十分なも
のでなければならない。これらは計算や測定で判るもの
で、特に微妙ではないが、その理由は、変形は層の軟化
点より低い元板の軟化点近辺で起るからである。！通、
層は臨時につけたものであって１．グリッドを使う前に
除くが、あってもいい時は残しておくこともある。
度によって変る変形に対する抵抗にうちかつに十分なも
のでなければならない。これらは計算や測定で判るもの
で、特に微妙ではないが、その理由は、変形は層の軟化
点より低い元板の軟化点近辺で起るからである。！通、
層は臨時につけたものであって１．グリッドを使う前に
除くが、あってもいい時は残しておくこともある。
層には窒化アルミニウムが適しているが、元板の軟化点
で圧縮ストレスを元板に与えられ、損傷させずに取り除
ける（又は残したまま使える）物質なら他のものでもよ
く、例えば、２酸化シリコンやＣ軸熱分解グラファイト
がある。これらの物質の除去には別の材料を要し、例え
ば二酸化シリコンは熱い弗化水素酸によりシリコンから
除去できる。
で圧縮ストレスを元板に与えられ、損傷させずに取り除
ける（又は残したまま使える）物質なら他のものでもよ
く、例えば、２酸化シリコンやＣ軸熱分解グラファイト
がある。これらの物質の除去には別の材料を要し、例え
ば二酸化シリコンは熱い弗化水素酸によりシリコンから
除去できる。
層の材料として必要な性質は下記のとおりである。
１、熱膨張係数が基体より相当大きいこと。
２．基体によく着くこと。
３、比較的高ストレスの物質であること。
４、その使用目的において着いたままでよいか、或は外
す際は損傷や薬剤での劣化、汚染がなしに除けること。
す際は損傷や薬剤での劣化、汚染がなしに除けること。
第２図から第５図は元板から第１図のグリッドを作る工
程を示す。
程を示す。
１、元板を用意する。
２、元板を処理室内に入れる（第２図参照）。
３、第３図に示すように、片面だけに反応性ＲＦスパツ
タリングにより、窒化アルミニウム層４を付着する。グ
リッド部分に付着を限定するため、マスク５を用いる。
タリングにより、窒化アルミニウム層４を付着する。グ
リッド部分に付着を限定するため、マスク５を用いる。
又、Ｇ ａ Ａ ｓのグリッドの場合には、ＭＧ全全体
二酸化シリコン等の保護膜により一旦覆う必要がある。
二酸化シリコン等の保護膜により一旦覆う必要がある。
これは変形のための加熱段階でのＧａＡｓの熱分解を防
止する。別法としては、Ａｓ雰囲気中で熱処理すれば分
解を妨げる。
止する。別法としては、Ａｓ雰囲気中で熱処理すれば分
解を妨げる。
４、層の付いた元板を、不活性ガス中で制御しつつ加熱
し、元板の軟化点をこえるようにする。
し、元板の軟化点をこえるようにする。
シリコン元板なら、ヘリウム中で１２００℃。これで第
４図のようになる。
４図のようになる。
５、層を化学的エツチングでとり除く。シリコン上の窒
化アルミニウムには熱いリン酸を用いる。
化アルミニウムには熱いリン酸を用いる。
第５図のようになる。
本発明は下記の寸法に特に適するが、他の寸法でも実施
可能である。
可能である。
元板・・・・厚さ２５０ミクロン、直径５７＋ａｍ、中
心間隔１０００ミクロンで寸法７５０ミクロンの方形の
開口がある。
心間隔１０００ミクロンで寸法７５０ミクロンの方形の
開口がある。
カーブの半径・・・・３０ａ＋＋位。
材料・・・・シリコン、ＧａＡｓ、ｃ軸熱分解グラファ
イト、層物質・・・・窒化アルミニウム、二酸化シリコ
ン。
イト、層物質・・・・窒化アルミニウム、二酸化シリコ
ン。
他の材料や物質も使用可能であり、又変形して出来る凸
部の形は球面以外でもよいし、そのために元板の形を適
当に変更してもよい。
部の形は球面以外でもよいし、そのために元板の形を適
当に変更してもよい。
［発明の効果］
他の変形加工法に比べ、製品の汚染が少ない。
材料が少種類で済み、従来からあるＩＣ加工設備が使え
る。所要の個所だけに変形を限定することが極めて容易
にできる微小加工法である。
る。所要の個所だけに変形を限定することが極めて容易
にできる微小加工法である。
第、１図は本発明の製法による製品の完成後の断面図、
第２図は加工前の元板の断面図、第３図、第４図、第５
図は加工の各工程での断面図である。 １・・・・グリッド、２・・・・外周、３・・・・ブラ
ケット、４・・・・層、５・・・・マスク。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗 （外１名） 第２図
第２図は加工前の元板の断面図、第３図、第４図、第５
図は加工の各工程での断面図である。 １・・・・グリッド、２・・・・外周、３・・・・ブラ
ケット、４・・・・層、５・・・・マスク。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗 （外１名） 第２図
Claims (1)
- 平坦な材料から球面状の微小グリッドを製作する方法に
おいて、必要な開口を備えた平坦な微小グリッド元板を
用意し、該元板のうち球面状に変形すべき区域の片方の
面上に上記元板とは熱膨張係数が相違する物質を層状に
付着し、上記の元板と層の全体を加熱し膨張係数の差に
よって発生する変形応力によって上記グリッ□ド元板に
変形を形成し、該変形を残したまま冷却することにより
球面状の微小グリッドを製作する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US56730783A | 1983-12-30 | 1983-12-30 | |
| US567307 | 1983-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148031A true JPS60148031A (ja) | 1985-08-05 |
| JPH028415B2 JPH028415B2 (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=24266637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19276484A Granted JPS60148031A (ja) | 1983-12-30 | 1984-09-17 | 微小グリツドを製作する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0147676A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60148031A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6318069B1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-11-20 | Hughes Electronics Corporation | Ion thruster having grids made of oriented pyrolytic graphite |
| EP1605492B1 (en) | 2004-06-11 | 2015-11-18 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device with retarding field analyzer |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB869239A (en) * | 1958-06-10 | 1961-05-31 | Mullard Ltd | Improvements in or relating to the manufacture of metallic grid structures |
| US3914969A (en) * | 1973-04-18 | 1975-10-28 | Nasa | Apparatus for forming dished ion thruster grids |
| US4263528A (en) * | 1978-05-03 | 1981-04-21 | Varian Associates, Inc. | Grid coating for thermionic electron emission suppression |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP19276484A patent/JPS60148031A/ja active Granted
- 1984-12-04 EP EP84114663A patent/EP0147676A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0147676A2 (en) | 1985-07-10 |
| JPH028415B2 (ja) | 1990-02-23 |
| EP0147676A3 (en) | 1987-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chang et al. | The effect of surface aluminum oxide films on thermally induced hillock formation | |
| JPH05275429A (ja) | 接合された基板中に真性ゲッタリング・サイトを作る方法およびシリコン半導体基板中の可動性イオンを捕捉する方法 | |
| JPS6484702A (en) | Method of compressing fendb magnet | |
| Allen et al. | Craters on silicon surfaces created by gas cluster ion impacts | |
| US5855716A (en) | Parallel contact patterning using nanochannel glass | |
| EP0618043A1 (en) | Article comprising polycrystalline diamond, and method of shaping the diamond | |
| US6177661B1 (en) | Heated stage for holding wafers during semiconductor device fabrication | |
| EP0160301B1 (en) | Method of bonding ceramic article | |
| Hansson et al. | Adhesion between fine gold particles | |
| EP0551737A1 (en) | Vapor deposition process for coating articles of manufacture | |
| JPH028415B2 (ja) | ||
| Ogawa et al. | Crushing strengths of SiC-Triso and ZrC-Triso coated fuel particles | |
| JPS62229201A (ja) | 光学ミラ− | |
| Block | A family of cometary globules around an infrared source near the Rosette nebula | |
| JP2779968B2 (ja) | 真空チャック | |
| Strane et al. | Encapsulation, diffusion and DIET in the electron microscope | |
| Kaminsky et al. | Correlation of blister diameter and blister skin thickness for helium‐bombarded V | |
| EP0411910A2 (en) | Lightweight structures and methods for the fabrication thereof | |
| US5017245A (en) | Process of fabricating beryllium plate member with large mechanical strength | |
| Heilmann et al. | Novel methods for shaping thin-foil optics for x-ray astronomy | |
| Anderson et al. | Flux and fluence dependence of implantation disorder in GaAs substrates | |
| Grossman et al. | Microchemical, microphysical, and adhesive properties of lunar material II | |
| Stach et al. | Real Time Observations of Dislocation-Mediated Plasticity in the Epitaxial AI (011)/Si (100) Thin Film System | |
| Evans et al. | Generation of slip by pressurization of LiF single crystals containing cavities | |
| Barmak et al. | The preparation of cross‐sectional transmission electron microscopy specimens of Nb/Al multilayer thin films on sapphire substrates |