JP2000064039A - イオンビーム中性化方法 - Google Patents
イオンビーム中性化方法Info
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- JP2000064039A JP2000064039A JP10233906A JP23390698A JP2000064039A JP 2000064039 A JP2000064039 A JP 2000064039A JP 10233906 A JP10233906 A JP 10233906A JP 23390698 A JP23390698 A JP 23390698A JP 2000064039 A JP2000064039 A JP 2000064039A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオンビームを用いて各種の加工を行なうイ
オンビーム加工装置において、イオンビームを中性化す
る方法を提案する。 【解決手段】 中性化用固体板をイオンビームの進行方
向と中性化用固体板の板面の向きを平行に近い姿勢に配
置し、イオンビームを中性化用固体板の板面に対して滑
るように衝撃を小さくしてイオンビームを中性化用固体
板に接触させ、この接触によってイオンビームが持つ電
荷を中性化用固体板に電荷交換させてイオンビームを中
性化し、更に中性化用固体板から原子、分子がたたき出
される率を少なくする。
オンビーム加工装置において、イオンビームを中性化す
る方法を提案する。 【解決手段】 中性化用固体板をイオンビームの進行方
向と中性化用固体板の板面の向きを平行に近い姿勢に配
置し、イオンビームを中性化用固体板の板面に対して滑
るように衝撃を小さくしてイオンビームを中性化用固体
板に接触させ、この接触によってイオンビームが持つ電
荷を中性化用固体板に電荷交換させてイオンビームを中
性化し、更に中性化用固体板から原子、分子がたたき出
される率を少なくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は各種の薄膜の蒸着
等に利用されるイオンビーム加工装置において、特にイ
オンビームが持つ電荷を中性化し、絶縁体への加工も可
能にするイオンビーム中性化方法に関する。
等に利用されるイオンビーム加工装置において、特にイ
オンビームが持つ電荷を中性化し、絶縁体への加工も可
能にするイオンビーム中性化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりイオンビームを真空中で金属板
等に照射させ、この金属板から金属元素をたたき出し、
この金属元素を目的とする材料の表面に被着させ、材料
の表面に蒸着膜を形成する等の技術が広く実用されてい
る。図３はその様子を示す。図中１０は内部を真空にす
ることができるチャンバを示す。チャンバ１０の内部に
はイオンビーム発生器１１が設けられ、イオンビーム１
２をターゲット１３に向って出射する。イオンビーム発
生器１１とターゲット１３との間には例えば１ｋＶ程度
の加速電圧Ｖが印加され、この加速電圧Ｖによってイオ
ンビーム１２は加速されてターゲット１３に照射され
る。
等に照射させ、この金属板から金属元素をたたき出し、
この金属元素を目的とする材料の表面に被着させ、材料
の表面に蒸着膜を形成する等の技術が広く実用されてい
る。図３はその様子を示す。図中１０は内部を真空にす
ることができるチャンバを示す。チャンバ１０の内部に
はイオンビーム発生器１１が設けられ、イオンビーム１
２をターゲット１３に向って出射する。イオンビーム発
生器１１とターゲット１３との間には例えば１ｋＶ程度
の加速電圧Ｖが印加され、この加速電圧Ｖによってイオ
ンビーム１２は加速されてターゲット１３に照射され
る。
【０００３】ターゲット１３の表面には被加工体１５の
表面に蒸着したい薄膜用の材料が配置され、ターゲット
１３にイオンビーム１２を照射することによりターゲッ
ト１３からその材料の原子、分子１４を飛散させ、その
飛散された原子、分子１４が被加工体１５に被着してそ
の表面に薄膜を形成する。以上の説明はターゲット１３
が導電性を持つ材料の場合である。つまり、ターゲット
１３の表面が導電材料であれば、正電荷を持つイオンビ
ーム１２が照射されても、その表面が帯電されることが
なく、従ってターゲット１３の表面には加速電圧Ｖの印
加状態が維持される。
表面に蒸着したい薄膜用の材料が配置され、ターゲット
１３にイオンビーム１２を照射することによりターゲッ
ト１３からその材料の原子、分子１４を飛散させ、その
飛散された原子、分子１４が被加工体１５に被着してそ
の表面に薄膜を形成する。以上の説明はターゲット１３
が導電性を持つ材料の場合である。つまり、ターゲット
１３の表面が導電材料であれば、正電荷を持つイオンビ
ーム１２が照射されても、その表面が帯電されることが
なく、従ってターゲット１３の表面には加速電圧Ｖの印
加状態が維持される。
【０００４】ところで例えば図４に示すようにターゲッ
ト１３の表面に絶縁層１６で覆われた半導体基板１７を
配置し、絶縁層１６の表面にマスク１８を施し、この面
にイオンビーム１２を照射してマスク１８が除去されて
いる部分の絶縁層１６に孔を形成しようとするような加
工を行なう場合には、絶縁層１６にイオンビーム１２が
搬送する正電荷が蓄積され、絶縁層１６が正電位に帯電
される。この結果、ターゲット１３が接地電位に接続さ
れているにも係わらず絶縁層１６に正電荷が帯電された
ことにより、イオンビーム１２を加工対象位置に照射で
きない現象が生じる。
ト１３の表面に絶縁層１６で覆われた半導体基板１７を
配置し、絶縁層１６の表面にマスク１８を施し、この面
にイオンビーム１２を照射してマスク１８が除去されて
いる部分の絶縁層１６に孔を形成しようとするような加
工を行なう場合には、絶縁層１６にイオンビーム１２が
搬送する正電荷が蓄積され、絶縁層１６が正電位に帯電
される。この結果、ターゲット１３が接地電位に接続さ
れているにも係わらず絶縁層１６に正電荷が帯電された
ことにより、イオンビーム１２を加工対象位置に照射で
きない現象が生じる。
【０００５】従って、ターゲット１３に絶縁材料を配置
する場合にはイオンビーム１２を中性化し、電荷がター
ゲット１３に搬送されない状態でイオンビーム１２をタ
ーゲット１３に照射させる必要がある。イオンビーム１
２を中性化する試みが各種考えられている。その一つに
正電荷を持つイオンと負電荷を持つ電子を同時にターゲ
ット１３に照射する方法が考えられているが、この方法
はイオンと電子の供給量を正確に制御しなければならな
いから装置が複雑になる欠点がある。
する場合にはイオンビーム１２を中性化し、電荷がター
ゲット１３に搬送されない状態でイオンビーム１２をタ
ーゲット１３に照射させる必要がある。イオンビーム１
２を中性化する試みが各種考えられている。その一つに
正電荷を持つイオンと負電荷を持つ電子を同時にターゲ
ット１３に照射する方法が考えられているが、この方法
はイオンと電子の供給量を正確に制御しなければならな
いから装置が複雑になる欠点がある。
【０００６】これに対し、イオンを中性原子に衝突させ
て電荷変換を行ない、高速原子、分子線をして用いる方
法も提案されている。この方法は現実には一般にガス中
にイオンを通してイオンをガス原子に衝突させる方法が
採られる。この方法を採る場合、イオンを相当な距離走
らせるか、或は高濃度のガス中を通さないと完全には中
性化できないため効率が悪い、また高真空の装置には使
えない等の欠点があった。
て電荷変換を行ない、高速原子、分子線をして用いる方
法も提案されている。この方法は現実には一般にガス中
にイオンを通してイオンをガス原子に衝突させる方法が
採られる。この方法を採る場合、イオンを相当な距離走
らせるか、或は高濃度のガス中を通さないと完全には中
性化できないため効率が悪い、また高真空の装置には使
えない等の欠点があった。
【０００７】この発明の目的は高速イオンビームを効率
よく、然も簡単な方法によって中性化することができる
イオンビーム中性化方法を提案するものである。
よく、然も簡単な方法によって中性化することができる
イオンビーム中性化方法を提案するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明ではイオンビ
ームを中性化用固体板に滑るように接触させ、この接触
によって中性化用固体板の表面原子とイオンビームとの
間で電荷交換を行なわせ、この電荷交換によりイオンを
中性化させる。イオンビームと中性化用固体板との接触
条件としてはイオンビームを中性化用固体板の板面に９
０°より充分小さい角度で入射させ、衝撃を可及的に小
さくする条件、つまり、イオンビームを板面に対して滑
らせるように接触させる。この接触により中性化固体板
にイオンビームが持つ正電荷を放出させ電荷交換を行な
わせることができる。然もイオンビームは滑るように中
性化用固体板に接触するから、中性化用固体板から原
子、分子等がたたき出される率が少ない。よって不純物
が少ない中性化された中性原子、中性分子ビームを得る
ことができる。
ームを中性化用固体板に滑るように接触させ、この接触
によって中性化用固体板の表面原子とイオンビームとの
間で電荷交換を行なわせ、この電荷交換によりイオンを
中性化させる。イオンビームと中性化用固体板との接触
条件としてはイオンビームを中性化用固体板の板面に９
０°より充分小さい角度で入射させ、衝撃を可及的に小
さくする条件、つまり、イオンビームを板面に対して滑
らせるように接触させる。この接触により中性化固体板
にイオンビームが持つ正電荷を放出させ電荷交換を行な
わせることができる。然もイオンビームは滑るように中
性化用固体板に接触するから、中性化用固体板から原
子、分子等がたたき出される率が少ない。よって不純物
が少ない中性化された中性原子、中性分子ビームを得る
ことができる。
【０００９】この発明では更に、請求項３及び４で提案
するように中性化用固体板の表面をイオンと同種の元素
で構成したイオンビーム中性化方法を提案する。この請
求項３で提案するイオンビーム中性化方法によれば仮に
イオンビームの入射によって中性化用固体板から原子、
分子がたたき出されたとしても、イオンビームと同種の
元素であるため、不純物にならない利点が得られる。
するように中性化用固体板の表面をイオンと同種の元素
で構成したイオンビーム中性化方法を提案する。この請
求項３で提案するイオンビーム中性化方法によれば仮に
イオンビームの入射によって中性化用固体板から原子、
分子がたたき出されたとしても、イオンビームと同種の
元素であるため、不純物にならない利点が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１にこの発明によるイオンビー
ム中性化方法の一実施例を示す。図３と対応する部分に
は同一符号を付し重複説明は省略する。この発明ではイ
オンビーム発生器１１から出射されたイオンビーム１２
の通過路上にイオンビームの進行方向と平行する姿勢に
近い姿勢で中性化用固体板２０を配置する。図１に示す
例では中性化用固体板２０を所定の間隔でイオンビーム
１２の通路のほぼ全域にわたって配置した請求項２で提
案する構造で中性化用固体板２０を配置した場合を示
す。この構造を採ることによりイオンビーム発生器１１
から出射されたイオンビーム１２の全てを中性化用固体
板２０に接触させることができる。
ム中性化方法の一実施例を示す。図３と対応する部分に
は同一符号を付し重複説明は省略する。この発明ではイ
オンビーム発生器１１から出射されたイオンビーム１２
の通過路上にイオンビームの進行方向と平行する姿勢に
近い姿勢で中性化用固体板２０を配置する。図１に示す
例では中性化用固体板２０を所定の間隔でイオンビーム
１２の通路のほぼ全域にわたって配置した請求項２で提
案する構造で中性化用固体板２０を配置した場合を示
す。この構造を採ることによりイオンビーム発生器１１
から出射されたイオンビーム１２の全てを中性化用固体
板２０に接触させることができる。
【００１１】中性化用固体板２０の板面をイオンビーム
１２の進行方向と平行する姿勢に近づけ、イオンビーム
１２を中性化用固体板２０の板面に対して滑るように入
射させることにより、イオンビーム１２を中性化用固体
板２０に対して衝撃を可及的に小さい状態で接触させる
ことができる。中性化用固体板２０を導電材料とし、こ
れを接地電位に接続することによりイオンビーム１２か
ら正電荷を取り込んでその正電荷を接地電位に流すこと
ができる。
１２の進行方向と平行する姿勢に近づけ、イオンビーム
１２を中性化用固体板２０の板面に対して滑るように入
射させることにより、イオンビーム１２を中性化用固体
板２０に対して衝撃を可及的に小さい状態で接触させる
ことができる。中性化用固体板２０を導電材料とし、こ
れを接地電位に接続することによりイオンビーム１２か
ら正電荷を取り込んでその正電荷を接地電位に流すこと
ができる。
【００１２】この結果、中性化用固体板２０の表面では
イオンビーム１２は自己が持つ正電荷を中性化用固体板
２０に電荷交換することができる。従って中性化用固体
板２０の板面からは中性化された中性原子・中性分子ビ
ーム２１を再放出させることができ、この中性原子・中
性分子ビーム２１をターゲット１３に向って照射させる
ことができる。
イオンビーム１２は自己が持つ正電荷を中性化用固体板
２０に電荷交換することができる。従って中性化用固体
板２０の板面からは中性化された中性原子・中性分子ビ
ーム２１を再放出させることができ、この中性原子・中
性分子ビーム２１をターゲット１３に向って照射させる
ことができる。
【００１３】更に中性化用固体板２０の表面ではイオン
ビーム１２が中性化用固体板２０の板面に対して滑るよ
うにして衝撃を与えないから中性化用固体板２０の表面
から中性化用固体板２０を構成する原子、分子がたたき
出される率を小さくすることができる。よって中性原子
・中性分子ビーム２１に不純物の混入を少なくできる利
点が得られる。
ビーム１２が中性化用固体板２０の板面に対して滑るよ
うにして衝撃を与えないから中性化用固体板２０の表面
から中性化用固体板２０を構成する原子、分子がたたき
出される率を小さくすることができる。よって中性原子
・中性分子ビーム２１に不純物の混入を少なくできる利
点が得られる。
【００１４】中性化用固体板２０をイオンビーム１２の
イオンと同種の元素を持つ材料で構成すれば仮に中性化
用固体板２０から原子、分子がたたき出されたとして
も、これが不純物として作用しないから都合がよい。然
し乍ら固体でイオンビーム１２のイオンと同種の元素を
持つ材料が得られない場合はガスによってイオンビーム
１２のイオンと同種の元素を中性化用固体板２０の周縁
に凝集させることができる。
イオンと同種の元素を持つ材料で構成すれば仮に中性化
用固体板２０から原子、分子がたたき出されたとして
も、これが不純物として作用しないから都合がよい。然
し乍ら固体でイオンビーム１２のイオンと同種の元素を
持つ材料が得られない場合はガスによってイオンビーム
１２のイオンと同種の元素を中性化用固体板２０の周縁
に凝集させることができる。
【００１５】例えばイオンビーム１２がアルゴンイオン
によって構成される場合はアルゴンガスを中性化用固体
板２０の周縁に凝集させる。このためには図２に示すよ
うに、中性化用固体板２０を冷却する冷却器２２と、ガ
ス導入器２３を付加する。真空状態にあるチャンバ１０
内で冷却器２２で中性化用固体板２０を冷却すると同時
にチャンバ１０内にガス導入器２３を通じてイオン用元
素例えばアルゴンガスを導入する。これにより中性化用
固体板２０の表面にガスが凝集固化する。その後再び真
空引きすることにより、中性化用固体板２０の表面がガ
ス元素で覆われ、この状態でイオンビーム１２を照射す
れば、中性化用固体板２０をアルゴンによって構成した
と同様の作用効果を得ることができる。
によって構成される場合はアルゴンガスを中性化用固体
板２０の周縁に凝集させる。このためには図２に示すよ
うに、中性化用固体板２０を冷却する冷却器２２と、ガ
ス導入器２３を付加する。真空状態にあるチャンバ１０
内で冷却器２２で中性化用固体板２０を冷却すると同時
にチャンバ１０内にガス導入器２３を通じてイオン用元
素例えばアルゴンガスを導入する。これにより中性化用
固体板２０の表面にガスが凝集固化する。その後再び真
空引きすることにより、中性化用固体板２０の表面がガ
ス元素で覆われ、この状態でイオンビーム１２を照射す
れば、中性化用固体板２０をアルゴンによって構成した
と同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
簡素な構成でイオンビームを中性化することができる。
この結果絶縁材料に対してもイオンビームで加工を施す
ことができ、用途を拡大することができる利点が得られ
る。また、この発明では中性化用固体板２０を設けるだ
けの構造でイオンビームを中性化できるから、従来から
使われているイオンビーム加工装置にもこの発明を適用
することができ、従来のイオンビーム加工装置の用途も
拡大できる利点も得られる。
簡素な構成でイオンビームを中性化することができる。
この結果絶縁材料に対してもイオンビームで加工を施す
ことができ、用途を拡大することができる利点が得られ
る。また、この発明では中性化用固体板２０を設けるだ
けの構造でイオンビームを中性化できるから、従来から
使われているイオンビーム加工装置にもこの発明を適用
することができ、従来のイオンビーム加工装置の用途も
拡大できる利点も得られる。
【図１】この発明によるイオンビーム中性化方法の一例
を説明するための図。
を説明するための図。
【図２】この発明によるイオンビーム中性化方法の他の
例を説明するための図。
例を説明するための図。
【図３】従来の技術を説明するための図。
【図４】従来の技術の他の例を説明するための図。
１０ チャンバ
１１ イオンビーム発生器
１２ イオンビーム
１３ ターゲット
２０ 中性化用固体板
２１ 中性原子・中性分子ビーム
２２ 冷却器
２３ ガス導入器
Claims (4)
- 【請求項１】 真空中で高速に加速されたイオンの電荷
を中性化するイオンビーム中性化方法において、 イオンビームの進行通路上に中性化固体板をその板面が
上記イオンビームの進行方向とほぼ平行に近い姿勢で配
置し、上記イオンビームを上記中性化固体板の板面に対
して可及的に衝撃が小さい状態で接触させ、この接触に
よって上記中性化固体板から固体表面原子をたたき出す
率を下げ、入射したイオンは上記中性化固体板に電荷を
放電させ、その大部分を中性原子、中性分子として真空
中に再放出させることを特徴とするイオンビーム中性化
方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のイオンビーム中性化方法
において、上記中性化固体板を所定の間隔を保持させて
複数配置し、イオンビームのほぼ全部を上記中性化固体
板に接触させることを特徴とするイオンビーム中性化方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のイオンビーム中性
化方法の何れかにおいて、上記中性化用固体板の表面を
イオンビームと同種の元素で構成したことを特徴とする
イオンビーム中性化方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のイオンビーム中性化方法
において、上記中性化用固体板の表面を冷却し、この冷
却状態で中性化用固体板の周縁に上記イオンビームと同
種の元素から成る気体を注入し、上記中性化用固体板の
表面にイオンビームを構成する元素と同種の元素を凝集
固化させることを特徴とするイオンビーム中性化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23390698A JP3546370B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | イオンビーム中性化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23390698A JP3546370B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | イオンビーム中性化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000064039A true JP2000064039A (ja) | 2000-02-29 |
| JP3546370B2 JP3546370B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=16962448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23390698A Expired - Fee Related JP3546370B2 (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | イオンビーム中性化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546370B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100714895B1 (ko) | 2005-03-15 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 중성빔 발생용 반사체 및 이를 구비하는 기판 처리장치 |
| KR100722821B1 (ko) | 2005-03-22 | 2007-05-30 | 성균관대학교산학협력단 | 개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치 |
| CN112239843A (zh) * | 2019-07-17 | 2021-01-19 | 柯尼卡美能达株式会社 | 精细结构体的制造方法以及精细结构体的制造装置 |
-
1998
- 1998-08-20 JP JP23390698A patent/JP3546370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100714895B1 (ko) | 2005-03-15 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 중성빔 발생용 반사체 및 이를 구비하는 기판 처리장치 |
| KR100722821B1 (ko) | 2005-03-22 | 2007-05-30 | 성균관대학교산학협력단 | 개선된 반사체를 구비한 중성빔 식각장치 |
| CN112239843A (zh) * | 2019-07-17 | 2021-01-19 | 柯尼卡美能达株式会社 | 精细结构体的制造方法以及精细结构体的制造装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3546370B2 (ja) | 2004-07-28 |
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