JP2001110344A - Ion beam processing device - Google Patents

Ion beam processing device

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JP2001110344A
JP2001110344A JP28533399A JP28533399A JP2001110344A JP 2001110344 A JP2001110344 A JP 2001110344A JP 28533399 A JP28533399 A JP 28533399A JP 28533399 A JP28533399 A JP 28533399A JP 2001110344 A JP2001110344 A JP 2001110344A
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JP
Japan
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filament
ion beam
substrate
processing chamber
processing apparatus
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Pending
Application number
JP28533399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Fujisawa
達哉 藤澤
Hisao Onuki
久生 大貫
Hiroo Okawa
宏男 大川
Seitaro Oishi
鉦太郎 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a problem that, while thermal electrons within the range irradiated with ion beam are attracted by Ar+ ions to hit a screen (shutter), thermal electrons produced at the part of uncovered filament terminal portion reach a substrate with creeping phenomenon like reflection to lower the electri cal potential of the substrate. SOLUTION: The shutter 6 has such a structure that a projection 6A to shield a gap between a cover 14 and the shutter 6 is provided in projection from other peripheral portion 6B of the shutter 6, causing thermal electrons within the range irradiated by the ion beam are attracted by Ar+ ions to hit the shatter 6, whereas roundabout of thermal electrons produced at the part of uncovered filament terminal portion becomes to hardly reach the substrate 16 by stopping with the projection 6a, enabling to prevent potential of the substrate 16 from lowering and to make the processing chamber 3 smaller by the extent of contrivance by providing the projection 6A.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビームミリ
ング、イオンビームスパッタなどのイオンビーム加工装
置に係わり、特にフィラメントを用いてイオンビームを
中和するフィラメント型中和器を搭載したイオンビーム
加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam processing apparatus such as ion beam milling and ion beam sputtering, and more particularly to an ion beam processing apparatus equipped with a filament type neutralizer for neutralizing an ion beam using a filament. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオンビームミリング装置は、Arガス
を導入してプラズマ化し、イオンビームを発生するイオ
ン源と、基板を保持する基板保持装置を有する処理室チ
ャンバ、真空排気装置などから成る。
2. Description of the Related Art An ion beam milling apparatus includes an ion source for generating an ion beam by introducing Ar gas into plasma to generate an ion beam, a processing chamber having a substrate holding device for holding a substrate, and a vacuum exhaust device.

【0003】イオン源では、金属製の網状形状を持つイ
オン源電極に高電圧を印加することにより、Arプラズ
マからAr+イオンのみが引き出されてイオンビームと
なるため、このイオンビームをそのまま基板に照射する
と基板が正の電位に帯電する。そこで、イオン源と基板
保持装置の間に中和器と呼ばれる電子放出器を設けて電
気的に中和を行う。
In an ion source, a high voltage is applied to an ion source electrode having a net-like shape made of metal, so that only Ar + ions are extracted from an Ar plasma to form an ion beam. Then, the substrate is charged to a positive potential. Therefore, an electron emitter called a neutralizer is provided between the ion source and the substrate holding device to electrically neutralize.

【0004】中和器には、TaやWなどの重金属製フィ
ラメントを用いてフィラメントの両端に電圧を印加し
て、フィラメントを赤熱させることで熱電子を放出する
所謂フィラメント型中和器が一般に用いられる。例え
ば、日立評論(1986年6月Vol.68 No.
6)に示す大口径イオンビームミリング装置では、中和
器に用いられるフィラメント線はφ0.35mmのTa
線であり、両端に印加する電位差はおよそ80V、流す
電流は10A程度である。フィラメント両端には大電流
を流すため、チャンバ外部から端子へ電流を導入する電
流導入端子は大容量のものが用いられる。フィラメント
はこの電流導入端子の真空側で固定金具により取付けら
れる。また、中和器に用いられるフィラメントはフィラ
メントからの電子放出が広範囲に行われるように、イオ
ンビームの照射範囲の中央部に配置される。このためフ
ィラメントはイオンビームに直接さらされるので、消耗
が激しく、定期的に交換する必要がある。この交換作業
のため電流導入端子とフィラメントの固定金具は容易に
取り外し、取付けができる構造となっている。尚、フィ
ラメントを加工装置に使用する例として、実開平2−3
6150号公報、特開昭64−57552号公報を挙げ
ることができる。
As a neutralizer, a so-called filament-type neutralizer is generally used, in which a heavy metal filament such as Ta or W is used to apply a voltage to both ends of the filament to cause the filament to glow to emit thermoelectrons. Can be For example, Hitachi Review (June 1986, Vol. 68 No.
In the large-diameter ion beam milling apparatus shown in 6), the filament wire used for the neutralizer is Ta of φ0.35 mm.
The potential difference applied to both ends is about 80 V, and the flowing current is about 10 A. Since a large current flows through both ends of the filament, a large-capacity current introduction terminal for introducing a current from the outside of the chamber to the terminal is used. The filament is attached by a fixture on the vacuum side of the current introduction terminal. The filament used in the neutralizer is arranged at the center of the irradiation range of the ion beam so that the electrons are emitted from the filament in a wide range. Because of this, the filament is directly exposed to the ion beam, so it is greatly consumed and needs to be replaced periodically. For this replacement work, the current introducing terminal and the fixture for fixing the filament can be easily removed and attached. In addition, as an example of using a filament in a processing device, a practically open flat type 2-3 is used.
No. 6150 and JP-A-64-57552.

【0005】ミリング装置は主に磁気ヘッド製造の分野
で用いられ、より多くの基板を同時に処理することがで
きるよう、大口径イオン源の採用や、ロボットによる搬
送機構を持つものなどが用いられている。近年、磁気ヘ
ッドの製造分野においてMR(Magneto Res
istive)ヘッドやGMR(Giant Magn
eto Resistive)ヘッドなど磁気抵抗素子
と呼ばれる多層薄膜素子が開発され、一般的に用いられ
るようになった。これらの素子は極薄膜構造、微細加工
が必要なことから、いくつもの素子を並べた基板(ウエ
ハ)の耐電圧が低くなっている。
The milling apparatus is mainly used in the field of magnetic head manufacturing, and employs a large-diameter ion source or a robot having a transfer mechanism by a robot so that more substrates can be processed simultaneously. I have. In recent years, in the field of manufacturing magnetic heads, MR (Magneto Res)
active) head or GMR (Giant Magn)
2. Description of the Related Art A multilayer thin film element called a magnetoresistive element such as an eto resistive head has been developed and generally used. Since these elements require an extremely thin film structure and fine processing, the withstand voltage of a substrate (wafer) on which a number of elements are arranged is low.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ミリング装置の中和器
フィラメントは、フィラメントの両端子と電流導入端子
の接続するために用いる固定金具が容易に取り外しや、
取付けが出来るように処理室チャンバ内でむき出しとな
っていた。ミリング処理前後の段階でフィラメント端子
に電圧が印加されると、フィラメントの赤熱により、熱
電子が放出される。このとき、イオンビームの照射範囲
内の熱電子はAr+イオンに引き寄せられ、遮蔽板(シ
ャッタ)に当たることになるが、むき出しとなっている
フィラメント端子部分で発生した熱電子は、反射等の回
り込みなどの現象により基板まで到達し、基板の持つ電
位が低下する。この低下量はおよそフィラメント端子部
分に印加した電位の60%である。
The neutralizer filament of the milling device can be easily removed by using a fixing fitting used to connect both terminals of the filament and the current introducing terminal.
It was exposed in the processing chamber so that it could be mounted. When a voltage is applied to the filament terminal before and after the milling process, thermoelectrons are emitted by the red heat of the filament. At this time, the thermoelectrons in the irradiation range of the ion beam are attracted to the Ar + ions and impinge on the shielding plate (shutter), but the thermoelectrons generated at the exposed filament terminal portion are wrapped around by reflection or the like. As a result, the substrate reaches the substrate, and the potential of the substrate decreases. This reduction is about 60% of the potential applied to the filament terminal portion.

【0007】本発明の目的は、ミリング処理前後におけ
る基板の電位変動を抑えることを目的とし、高精度加工
が必要な薄膜の形成や微細な配線を有する処理基板の処
理を行うのに好適なイオンビーム加工装置を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress fluctuations in the potential of a substrate before and after milling, and to form a thin film requiring high-precision processing or to process a processing substrate having fine wiring. It is to provide a beam processing device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1では、基板を保持する基板保持装
置と、この基板保持装置を収納し、真空排気装置を介し
て連結される処理室チャンバと、導入したガスをプラズ
マ化し、引出電極によりプラズマ中のイオンを引出して
イオンビームを発生するイオン源とから成り、イオン源
により発生されるイオンビームを電気的に中和するフィ
ラメントを用いて熱電子を放出するフィラメント型中和
器を処理室チャンバの一部に備えたイオンビーム加工装
置において、フィラメントを覆うシャッタ板を処理室チ
ャンバの一部に取り付けたことを特徴とするイオンビー
ム加工装置にある。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate holding device for holding a substrate, and the substrate holding device is housed and connected via a vacuum exhaust device. A filament that neutralizes the ion beam generated by the ion source, comprising a processing chamber chamber and an ion source that converts the introduced gas into plasma and extracts ions in the plasma by an extraction electrode to generate an ion beam. In an ion beam processing apparatus provided with a filament type neutralizer for emitting thermoelectrons using a part of a processing chamber, a shutter plate covering a filament is attached to a part of the processing chamber. In the processing equipment.

【0009】また本発明の請求項2では、フィラメント
型中和器の一端にフィラメントと接続した電流導入端子
を接続し、処理室チャンバの一部に電流導入端子及びフ
ィラメントを覆うカバーと、残りのフィラメント露出部
分を覆うシャッタ板を取付けることを特徴とするイオン
ビーム加工装置にある。
According to a second aspect of the present invention, a current introducing terminal connected to the filament is connected to one end of the filament type neutralizer, and a cover for covering the current introducing terminal and the filament is provided in a part of the processing chamber. An ion beam processing apparatus is characterized in that a shutter plate that covers a filament exposed portion is attached.

【0010】また本発明の請求項3では、フィラメント
型中和器の一端にフィラメントと接続した電流導入端子
を接続し、処理室チャンバの一部に電流導入端子及びフ
ィラメントを覆うカバーと、残りのフィラメント露出部
分を覆うシャッタ板とを取付け、シャッタ板の一部をカ
バーにラップするように、シャッター板の他の部分より
突出る突出部を設けることを特徴とするイオンビーム加
工装置にある。
According to a third aspect of the present invention, a current introducing terminal connected to the filament is connected to one end of the filament type neutralizer, and a cover for covering the current introducing terminal and the filament is provided in a part of the processing chamber, and the remaining portion is provided. An ion beam processing apparatus is characterized in that a shutter plate that covers an exposed portion of a filament is attached, and a protruding portion that protrudes from another portion of the shutter plate is provided so as to wrap a part of the shutter plate on a cover.

【0011】更に本発明の請求項4では、フィラメント
の一端に設けた少なくとも1個以上のフィラメント端子
と、他端に設けた少なくとも2個以上のフィラメント端
子との間にフィラメントをV型形状に結線することを特
徴とするイオンビーム加工装置にある。
According to a fourth aspect of the present invention, the filament is connected in a V-shape between at least one or more filament terminals provided at one end of the filament and at least two or more filament terminals provided at the other end. And an ion beam processing apparatus.

【0012】更に本発明の請求項5では、フィラメント
の一端に設けた少なくとも1個以上のフィラメント端子
と、他端に設けた少なくとも2個以上のフィラメント端
子との間にフィラメントをV型形状に結線することを特
徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のイオン
ビーム加工装置にある。
According to a fifth aspect of the present invention, the filament is connected in a V-shape between at least one or more filament terminals provided at one end of the filament and at least two or more filament terminals provided at the other end. The ion beam processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:

【0013】更に本発明の請求項6では、1本あるいは
複数本のフィラメントの両端の端子を同電位とし、中点
に電位差を加えることで電気的に並列回路を構成したこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の
イオンビーム加工装置。
According to a sixth aspect of the present invention, the terminals at both ends of one or a plurality of filaments are made to have the same potential, and a potential difference is applied to a middle point to electrically form a parallel circuit. Item 4. The ion beam processing apparatus according to any one of Items 1 to 3.

【0014】つまり本発明により、下記の構造をイオン
ビームミリング装置に適用する。
That is, according to the present invention, the following structure is applied to an ion beam milling apparatus.

【0015】(1)余剰電子の放出を抑制するためフィ
ラメントの両端に電圧を印加する部分を覆うカバーを取
り付ける。
(1) A cover for covering a portion to which a voltage is applied is attached to both ends of the filament to suppress emission of surplus electrons.

【0016】(2)イオン源から照射されるイオンビー
ムを処理前後で遮蔽するためのシャッタ板がイオン源を
覆うだけでなく、フィラメント端子部分まで覆う構造と
する。
(2) A shutter plate for shielding the ion beam irradiated from the ion source before and after the process not only covers the ion source but also covers the filament terminal portion.

【0017】(3)フィラメント端子に印加する電位差
を低くするため、フィラメント線を複数本使用する構造
とし、電気的に並列回路の構成とする。或いは、中和器
フィラメントの両端の端子を同電位とし、中点に電位差
を加えることで電気的に並列回路を構成する。
(3) In order to reduce the potential difference applied to the filament terminals, a structure is used in which a plurality of filament wires are used, and an electrically parallel circuit is formed. Alternatively, terminals at both ends of the neutralizer filament are set to the same potential, and a potential difference is applied to the middle point to electrically configure a parallel circuit.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実地形態を図面
に基づいて説明する。図1はイオンビームミリング装置
概略図、図2は中和器フィラメントの電圧印加部の詳細
を示す拡大図、図5はシャッタ板形状を示す概略図、図
4は本発明の一実施形態を示すシャッタ板形状の斜視
図、図5乃至図7はフィラメントの配線図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic view of an ion beam milling apparatus, FIG. 2 is an enlarged view showing details of a voltage applying unit of a neutralizer filament, FIG. 5 is a schematic view showing a shutter plate shape, and FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. FIGS. 5 to 7 are perspective views of the shutter plate shape, and FIGS. 5 to 7 are wiring diagrams of filaments.

【0019】図1に示すイオンビームミリング装置は主
にイオンビームを発生するイオン源1と、基板保持装置
2の一端を取り付けた処理室チャンバ3、真空排気装置
4などから成る。また、ミリング処理前後のイオン源電
源立上げ時や中和器電源立上げ時において、イオン源1
からのイオンビームが基板16に照射されるのを防ぐた
めに、イオン源1の下流にある中和器5と基板保持装置
2の間にはシャッタ板6と呼ばれる遮蔽板を処理室チャ
ンバ3の一部に備えている。基板16は動作軸16Aの
操作により傾斜面を形成するように外部で操作をする。
The ion beam milling apparatus shown in FIG. 1 mainly comprises an ion source 1 for generating an ion beam, a processing chamber 3 to which one end of a substrate holding device 2 is mounted, an evacuation device 4, and the like. In addition, when the ion source power is turned on before and after the milling process or when the neutralizer power is turned on, the ion source 1 is turned on.
In order to prevent the substrate 16 from being irradiated with the ion beam from the substrate 16, a shielding plate called a shutter plate 6 is provided between the neutralizer 5 and the substrate holding device 2 downstream of the ion source 1 in one of the processing chambers 3. Prepared in the department. The substrate 16 is operated externally so as to form an inclined surface by operating the operation shaft 16A.

【0020】イオン源1では、イオン源チャンバ7と、
Arガスを導入するためのガス導入口8と、導入したA
rガスをプラズマ化するイオン源フィラメント9、及び
イオン源電極10などにより構成され、丸型φ250の
イオン源電極10は加速電極10A及び減速電極10B
とより成る。加速電極10Aに高電圧を印加すること
で、Ar+イオンを引き出してイオンビームを作り出
す。減速電極10Bはプラズマ化されたArガスの電子
を阻止する働きをしている。このイオン源1は処理室チ
ャンバ3にあけられた穴に合わせて処理室チャンバ3の
外壁に取付けられる。
In the ion source 1, an ion source chamber 7;
A gas inlet 8 for introducing Ar gas, and A
An ion source filament 9 for converting r gas into plasma, an ion source electrode 10, etc., and a circular φ250 ion source electrode 10 includes an acceleration electrode 10A and a deceleration electrode 10B.
And By applying a high voltage to the acceleration electrode 10A, Ar + ions are extracted to generate an ion beam. The deceleration electrode 10B functions to block the electrons of the Ar gas that has been turned into plasma. The ion source 1 is mounted on the outer wall of the processing chamber 3 so as to match the hole formed in the processing chamber 3.

【0021】イオンビームを中和するために必要な中和
器5はイオンビームのすぐ下流側、つまりイオン源取付
け面と反対側の処理室チャンバ3内壁に取付けられる。
中和するためのフィラメント11を赤熱させるための電
流は、イオン源1の穴の上下位置に同じく処理室チャン
バ3に設けられた穴に電流導入端子12を取付けること
で、電流が導入される。図2に示すように、電流導入端
子12の真空側先端にはフィラメント11を固定するた
めの固定金具13が取付けられており、フィラメント固
定金具13はローレットねじの構造により容易に取り外
し、取付けができるようになっている。
A neutralizer 5 necessary for neutralizing the ion beam is mounted immediately downstream of the ion beam, that is, on the inner wall of the processing chamber 3 opposite to the ion source mounting surface.
A current for causing the filament 11 for neutralization to glow red is supplied by attaching a current introduction terminal 12 to a hole provided in the processing chamber 3 above and below the hole of the ion source 1. As shown in FIG. 2, a fixing bracket 13 for fixing the filament 11 is attached to the vacuum end of the current introduction terminal 12, and the filament fixing bracket 13 can be easily removed and attached by a knurled screw structure. It has become.

【0022】フィラメント11からの余剰電子放出を防
ぐカバー14は図3に示すように、イオンビームの照射
範囲の端から電流導入端子12との固定部分全体を覆う
ように取付けられ、ステンレス製の箱型構造とし、処理
室チャンバ内壁のピン15(図2参照)により引っ掛け
る構造とし、完全に固定する構造とはしないことで、フ
ィラメント11からの輻射熱による熱変形の影響を抑
え、同時に容易に取り外せる構造としていると共に、突
起する電流導入端子12からの余剰電子が基板16に照
射するのを防止している。
As shown in FIG. 3, a cover 14 for preventing excessive emission of electrons from the filament 11 is attached so as to cover the entire portion fixed to the current introduction terminal 12 from the end of the irradiation range of the ion beam. The structure is designed to be hooked by the pins 15 (see FIG. 2) on the inner wall of the processing chamber and is not completely fixed, so that the effect of thermal deformation due to radiant heat from the filament 11 is suppressed and the structure can be easily removed at the same time. In addition, it prevents the surplus electrons from the projecting current introduction terminal 12 from irradiating the substrate 16.

【0023】ミリング処理前後の段階ではイオン源1か
らのイオンビーム17が基板16に届かないようシャッ
タ板6により、イオンビーム17が遮蔽されるが、特に
中和器5からの電子は反射等の回り込みにより、上記カ
バー14の開口部とシャッタ板6の合間をぬって基板1
6にまで届くものがあるため、シャッタ板6は図4に示
すようなカバー14とシャッタ板6との間の間隙を塞ぐ
突出部6Aをシャッター板6の他の外周部分6Bより突
出して設けた構造とした。
At the stage before and after the milling process, the ion beam 17 from the ion source 1 is shielded by the shutter plate 6 so that the ion beam 17 does not reach the substrate 16. By turning around, the space between the opening of the cover 14 and the shutter plate 6 is removed and the substrate 1
6, the shutter plate 6 is provided with a protruding portion 6A for closing the gap between the cover 14 and the shutter plate 6 as shown in FIG. Structured.

【0024】このように、イオンビームの照射範囲内の
熱電子はAr+イオンに引き寄せられ、シャッタ板6に
当たることになるが、むき出しとなっているフィラメン
ト端子部分で発生した熱電子は反射等の回り込みを、突
出部6Aで阻止することにより、基板16まで到達しに
くくなり、基板16の持つ電位を低下することなく、例
えば基板16に絶縁皮膜が有する場合にはマイナウ電位
による絶縁破壊を防止でき、ミリング処理前後における
基板の電位変動を抑えることができ、高精度加工が必要
な薄膜の形成や微細な配線を有する基板の処理を行うこ
とが出来る。18はフィラメント11に流れる電流であ
る。
As described above, the thermoelectrons in the irradiation range of the ion beam are attracted to the Ar + ions and strike the shutter plate 6, but the thermoelectrons generated at the exposed filament terminal portion are wrapped around by reflection or the like. Is prevented by the protruding portion 6A, it is difficult to reach the substrate 16, and without reducing the potential of the substrate 16, for example, when the substrate 16 has an insulating film, dielectric breakdown due to the Minau potential can be prevented, Variations in the potential of the substrate before and after the milling process can be suppressed, and a thin film requiring high-precision processing can be formed and a substrate having fine wiring can be processed. Reference numeral 18 denotes a current flowing through the filament 11.

【0025】また突起する電流導入端子12からの余剰
電子が基板16に照射するのを防止する場合には、シャ
ッタ板6を電流導入端子12を塞ぐ位置まで伸ばして
も、上述の基板16の持つ電位を低下を防止する効果を
達成することが出来る。
In order to prevent the surplus electrons from the projecting current introduction terminal 12 from irradiating the substrate 16, even if the shutter plate 6 is extended to a position where the current introduction terminal 12 is closed, the substrate 16 has The effect of preventing the potential from lowering can be achieved.

【0026】更に電流導入端子12及びフィラメント1
1の途中までを覆うカバー14とカバー14以外のフィ
ラメント11を遮蔽するシャッタ板6とにより、分担し
ている。分担しない場合にはシャッタ板6が回動する時
に、処理室チャンバ3内壁に衝突しないように処理室チ
ャンバ3を大きくしなくればならないが、本発明の場合
には分担しているので、シャッタ板6の回動距離が分担
しない場合には比べて短く、処理室チャンバ3を小型化
できる。
Further, the current introduction terminal 12 and the filament 1
1 and a shutter plate 6 that shields the filaments 11 other than the cover 14. If not shared, the processing chamber 3 must be enlarged so as not to collide with the inner wall of the processing chamber 3 when the shutter plate 6 rotates, but in the case of the present invention, the shutter is shared. The rotation distance of the plate 6 is shorter than when it is not shared, and the processing chamber 3 can be reduced in size.

【0027】更に突出部6Aのみ設けることにより、閉
鎖しているシャッタ板6が処理室チャンバ3の外部にあ
る操作軸を操作して支点6Cを介して、ロッド6Dを矢
印方向C(或いは鎖線から実線)に回動してシャッタ板
6を開放する時、他の外周部分6Bが鎖線位置になり、
処理室チャンバ3の紙面の表面から裏面側の寸法が増
し、結局、処理室チャンバ3の容積が増し、処理室チャ
ンバ3が大型化するが、本発明では突出部6Aを設けて
工夫した分んだけ処理室チャンバ3を縮小できるように
なった。
Further, by providing only the protruding portion 6A, the closed shutter plate 6 operates the operating shaft outside the processing chamber chamber 3 to move the rod 6D through the fulcrum 6C in the arrow direction C (or from the chain line). When the shutter plate 6 is opened by rotating the shutter plate 6 (solid line), the other outer peripheral portion 6B is in the position indicated by the dashed line,
Although the dimension of the processing chamber 3 from the front side to the rear side increases, eventually the volume of the processing chamber 3 increases, and the processing chamber 3 becomes large. Only the processing chamber 3 can be reduced.

【0028】次に中和用のフィラメント11について説
明する。フィラメント11は従来、Ta線を1本用いて
いたが、これを複数本に増やし、並列回路とする。電子
は反射等の回り込みなどにより基板16に電子が届き、
帯電したときの電位はフィラメント端子部分に加わる電
圧程度であるので、複数本のフィラメントにより並列回
路とするこでフィラメント端子部分の電位を抑え、同時
に基板16の電位を抑えることができる。
Next, the neutralizing filament 11 will be described. Conventionally, a single Ta wire is used for the filament 11, but this is increased to a plurality of lines to form a parallel circuit. The electrons reach the substrate 16 due to reflection or the like,
Since the potential when charged is about the voltage applied to the filament terminal portion, the potential of the filament terminal portion can be suppressed by forming a parallel circuit with a plurality of filaments, and the potential of the substrate 16 can be suppressed at the same time.

【0029】また、また図5に示す実施例ではフィラメ
ント線11Aを2本使用し、電気的には並列接続とす
る。図6に示す実施例ではフィラメント線1本をV字1
1Bに配線し、中点と両端の端子に電位差を加えること
で並列接続とする。また、図7に示す実施例ではフィラ
メント線1本に対して2個のV字11Bを組み合わせた
W字11Cを配線し、それぞれの長さあたりに同じ電位
差を印加して並列接続とする。
Further, in the embodiment shown in FIG. 5, two filament wires 11A are used and are electrically connected in parallel. In the embodiment shown in FIG. 6, one filament wire is
1B, and are connected in parallel by applying a potential difference between the middle point and the terminals at both ends. Further, in the embodiment shown in FIG. 7, a W-shaped 11C, which is a combination of two V-shaped 11Bs, is wired for one filament wire, and the same potential difference is applied to each length to establish a parallel connection.

【0030】このとき、従来どおりのフィラメント線径
では抵抗が小さくなり、熱電子の放出量が減少してしま
うので、フィラメント線を細くする必要がある。図5乃
至図7に示す実施例では従来よりも細いTa線を用い
て、それぞれ5Aの電流を流す。またこのときのフィラ
メント両端部分に印加される電位はそれぞれおよそ0
V,−20Vであり、従来の1本配線時40Vであった
電位差と比較して半減することができる。
At this time, if the filament wire diameter is the same as the conventional one, the resistance becomes small and the amount of emitted thermoelectrons is reduced. Therefore, it is necessary to make the filament wire thin. In the embodiments shown in FIGS. 5 to 7, a current of 5 A is applied to each using a Ta line thinner than the conventional one. The potential applied to both ends of the filament at this time is approximately 0
V, -20 V, which can be halved compared to the potential difference of 40 V in the conventional single wiring.

【0031】特に図6及び図7のV字型フィラメント線
11Bを使用すれば、例えば図7の左側端子X1にフィ
ラメント線の一端を固定し、他端を中端子X2にからめ
て右側端子X3で固定するように出来るから、1本のフ
ィラメント線11で良いから、作業効率が良い。
[0031] Especially when using the V-shaped filament wire 11B of FIG. 6 and FIG. 7, for example, one end of the filament wire is fixed to the left side terminals X 1 in FIG. 7, right terminal entwined in middle terminal X 2 and the other end because it so as to fix at X 3, since good for one filament wire 11, the working efficiency is good.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、イオン
ビームの照射範囲内の熱電子及び熱電子の回り込みは、
シャッタ板及びカバーとシャッタ板とにより、防止でき
るから基板まで到達しにくくなり、基板の持つ電位を低
下することなく、例えば基板に絶縁皮膜が有する場合に
はマイナス電位による絶縁破壊を防止できるので、ミリ
ング処理前後における基板の電位変動を抑えることがで
き、高精度加工が必要な薄膜の形成や微細な配線を有す
る基板の処理を行うことが出来る。
As described above, according to the present invention, thermoelectrons and the wraparound of thermoelectrons within the irradiation range of the ion beam are:
With the shutter plate and the cover and the shutter plate, it can be prevented from reaching the substrate because it can be prevented, and without lowering the potential of the substrate, for example, when the substrate has an insulating film, it is possible to prevent insulation breakdown due to negative potential, Variations in the potential of the substrate before and after the milling process can be suppressed, and a thin film requiring high-precision processing can be formed and a substrate having fine wiring can be processed.

【0033】また電流導入端子及び中和器フィラメント
をカバーとシャッタ板とで覆うことにより、処理室チャ
ンバを小型化できる。更にシャッタ板に突出部を設けて
工夫した分だけ処理室チャンバを縮小できるようになっ
た。
Further, by covering the current introduction terminal and the neutralizer filament with the cover and the shutter plate, the processing chamber can be miniaturized. Further, the processing chamber can be reduced in size by providing a projecting portion on the shutter plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例のイオンビームミリング装置を
示す概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing an ion beam milling apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の中和器フィラメント付近の詳細を示す拡
大断面図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing details around a neutralizer filament of FIG. 1;

【図3】図1の中和器フィラメント及びイオン源電極付
近を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing the vicinity of a neutralizer filament and an ion source electrode of FIG. 1;

【図4】図1のシャッタ板を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing the shutter plate of FIG. 1;

【図5】図1に使用したフィラメントの配線図。FIG. 5 is a wiring diagram of the filament used in FIG. 1;

【図6】本発明の他の実施例を示すフィラメントの配線
図。
FIG. 6 is a wiring diagram of a filament showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示すフィラメントの配線
図。
FIG. 7 is a wiring diagram of a filament showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源、2…基板保持装置、3…処理室チャン
バ、4…真空排気装置、5…中和器、6…シャッタ板、
6A…突出部、6B…他の外周部分、7…イオン源チャ
ンバ、8…ガス導入口、9…イオン源フィラメント、1
0…イオン源電極、11…フィラメント、12…電流導
入端子、13…フィラメント固定金具、14…フィラメ
ント端子部カバー、15…カバー取付けピン、16…基
板、17…イオンビーム、18…電流。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source, 2 ... Substrate holding device, 3 ... Processing chamber chamber, 4 ... Vacuum exhaust device, 5 ... Neutralizer, 6 ... Shutter plate,
6A: projecting portion, 6B: other outer peripheral portion, 7: ion source chamber, 8: gas inlet, 9: ion source filament, 1
0: ion source electrode, 11: filament, 12: current introduction terminal, 13: filament fixing bracket, 14: filament terminal cover, 15: cover mounting pin, 16: substrate, 17: ion beam, 18: current.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大川 宏男 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者 大石 鉦太郎 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分事業所内 Fターム(参考) 4K029 DA12 DC37 5C030 BB02 5C034 CC07 CC13 5F004 AA06 BA11 BB18 BC08 DA23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroo Okawa 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Kokubu Office of Hitachi, Ltd. No. 1-1 F-term in Hitachi Kokubu Office (reference) 4K029 DA12 DC37 5C030 BB02 5C034 CC07 CC13 5F004 AA06 BA11 BB18 BC08 DA23

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板を保持する基板保持装置と、この基
板保持装置を収納し、真空排気装置を介して連結される
処理室チャンバと、導入したガスをプラズマ化し、引出
電極によりプラズマ中のイオンを引出してイオンビーム
を発生するイオン源とから成り、イオン源により発生さ
れるイオンビームを電気的に中和するフィラメントを用
いて熱電子を放出するフィラメント型中和器を処理室チ
ャンバの一部に備えたイオンビーム加工装置において、
フィラメントを覆うシャッタ板を処理室チャンバの一部
に取り付けたことを特徴とするイオンビーム加工装置。
1. A substrate holding device for holding a substrate, a processing chamber containing the substrate holding device and connected via an evacuation device, and the introduced gas is turned into plasma, and ions in the plasma are extracted by an extraction electrode. A filament-type neutralizer that emits thermoelectrons by using a filament that electrically neutralizes the ion beam generated by the ion source. In the ion beam processing equipment prepared for
An ion beam processing apparatus, wherein a shutter plate covering a filament is attached to a part of a processing chamber.
【請求項2】 基板を保持する基板保持装置と、この基
板保持装置を収納し、真空排気装置を介して連結される
処理室チャンバと、導入したガスをプラズマ化し、引出
電極によりプラズマ中のイオンを引出してイオンビーム
を発生するイオン源からなり、イオン源により発生され
るイオンビームを電気的に中和するフィラメントを用い
て熱電子を放出するフィラメント型中和器を処理室チャ
ンバの一部に備えたイオンビーム加工装置において、フ
ィラメント型中和器の一端にフィラメントと接続した電
流導入端子を接続し、処理室チャンバの一部に電流導入
端子及びフィラメントを覆うカバーと、残りのフィラメ
ント露出部分を覆うシャッタ板を取付けることを特徴と
するイオンビーム加工装置。
2. A substrate holding device for holding a substrate, a processing chamber containing the substrate holding device and connected via an evacuation device, and the introduced gas is turned into plasma, and ions in the plasma are extracted by an extraction electrode. A filament type neutralizer that emits thermoelectrons using a filament that electrically neutralizes the ion beam generated by the ion source. In the ion beam processing apparatus provided, a current introduction terminal connected to the filament is connected to one end of the filament type neutralizer, and a cover for covering the current introduction terminal and the filament in a part of the processing chamber, and the remaining filament exposed portion is An ion beam processing apparatus comprising a shutter plate for covering.
【請求項3】 基板を保持する基板保持装置と、この基
板保持装置を収納し、真空排気装置に仕切弁を介して連
結される処理室チャンバと、導入したガスをプラズマ化
し、引出電極によりプラズマ中のイオンを引出してイオ
ンビームを発生するイオン源からなり、イオン源により
発生されるイオンビームを電気的に中和するフィラメン
トを用いて熱電子を放出するフィラメント型中和器を処
理室チャンバの一部に備えたイオンビーム加工装置にお
いて、フィラメント型中和器の一端にフィラメントと接
続した電流導入端子を接続し、処理室チャンバの一部に
電流導入端子及びフィラメントを覆うカバーと、残りの
フィラメント露出部分を覆うシャッタ板とを取付け、シ
ャッタ板の一部をカバーにラップするように、シャッタ
ー板の他の部分より突出る突出部を設けることを特徴と
するイオンビーム加工装置。
3. A substrate holding device for holding a substrate, a processing chamber containing the substrate holding device and connected to a vacuum exhaust device via a gate valve, and converting the introduced gas into plasma, and using an extraction electrode to generate plasma. A filament-type neutralizer, which consists of an ion source that extracts ions inside to generate an ion beam and emits thermoelectrons using a filament that electrically neutralizes the ion beam generated by the ion source, is provided in the processing chamber. In a partially provided ion beam processing apparatus, a current introduction terminal connected to a filament is connected to one end of a filament type neutralizer, a cover covering the current introduction terminal and the filament is provided in a part of the processing chamber, and the remaining filament is Attach a shutter plate that covers the exposed portion, and wrap the shutter plate over the cover so that a part of the shutter plate is An ion beam processing apparatus comprising a protruding projection.
【請求項4】 基板を保持する基板保持装置、この基板
保持装置を収納し、真空排気装置に仕切弁を介して連結
される処理室チャンバと、導入したガスをプラズマ化
し、引出電極によりプラズマ中のイオンを引出してイオ
ンビームを発生するイオン源からなり、イオン源により
発生されるイオンビームを電気的に中和するフィラメン
トを用いて熱電子を放出するフィラメント型中和器を処
理室チャンバの一部に備えたイオンビーム加工装置にお
いて、フィラメントの一端に設けた少なくとも1個以上
のフィラメント端子と、他端に設けた少なくとも2個以
上のフィラメント端子との間にフィラメントをV型形状
に結線することを特徴とするイオンビーム加工装置。
4. A substrate holding device for holding a substrate, a processing chamber containing the substrate holding device, connected to a vacuum exhaust device via a gate valve, and converting the introduced gas into a plasma. And a filament neutralizer that emits thermoelectrons using a filament that electrically neutralizes the ion beam generated by the ion source. In the ion beam processing apparatus provided in the portion, the filament is connected in a V-shape between at least one or more filament terminals provided at one end of the filament and at least two or more filament terminals provided at the other end. An ion beam processing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 フィラメントの一端に設けた少なくとも
1個以上のフィラメント端子と、他端に設けた少なくと
も2個以上のフィラメント端子との間にフィラメントを
V型形状に結線することを特徴とする請求項1から3の
いずれか1項に記載のイオンビーム加工装置。
5. The filament is connected in a V-shape between at least one or more filament terminals provided at one end of the filament and at least two or more filament terminals provided at the other end. Item 4. The ion beam processing apparatus according to any one of Items 1 to 3.
【請求項6】 1本あるいは複数本のフィラメントの両
端子を同電位とし、中点に電位差を加えることで電気的
に並列回路を構成したことを特徴とする請求項1から3
のいずれか1項に記載のイオンビーム加工装置。
6. The parallel circuit according to claim 1, wherein both terminals of one or a plurality of filaments have the same potential, and a potential difference is applied to a middle point to form an electrically parallel circuit.
The ion beam processing apparatus according to any one of the above.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105097398A (en) * 2015-08-26 2015-11-25 成都森蓝光学仪器有限公司 Water cooling manner adopting annular hot cathode ion source neutralizer

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