JP2002075232A

JP2002075232A - 大口径イオン源

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Publication number: JP2002075232A
Application number: JP2000267957A
Authority: JP
Inventors: Tadahisa Shiono; 忠久塩野
Original assignee: Showa Shinku Co Ltd
Current assignee: Showa Shinku Co Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP3513474B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、イオンビーム電流密度１０ｍＡ／
ｃｍ² 以上、イオンビームの均一性±３％以内、イオン
ビーム電流密度の再現性（経時変化）±１％以内で、有
効径の大きいイオンビームを発生するイオン源を提供す
る。【解決手段】本発明のイオン源は、複数の熱陰極、陽
極、陽極の外側を囲むように配置される磁石、不活性ガ
ス導入パイプ、イオン引き出し部に配置された、複数の
細孔を有する遮蔽電極と、同形状の複数の細孔を有する
加速電極を持ち、さらに遮蔽電極の温度上昇および熱に
よる歪を抑制するシールド板と、加速電極、遮蔽電極お
よびイオン源本体を冷却するためのそれぞれに直接取り
付けられた冷却ジャケットを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイス、特
に圧電素子等の製造プロセスに用いるイオンビームエッ
チング用のイオン源に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子、例えば水晶振動子の共振周波
数は素板となる水晶片の厚みと、その表面に形成された
金属膜電極の膜厚によって決定されるため、所望の周波
数の水晶振動子を得るためには、まず水晶片を規定の厚
みで切り出した後、表面を研磨し、その表面に真空蒸
着、又はスパッタ蒸着等によってベースとなる金属膜電
極を形成し、この水晶片をしかるべき容器に搭載した
後、１個づつ水晶振動子の周波数を測定しながら、真空
蒸着によって、ベース電極膜上に上層金属膜を形成して
いくと、水晶振動子の周波数は徐々に低くなるので、こ
の周波数が所定値になった時に上層金属膜の形成を停止
し、所望の周波数を得ている。

【０００３】因みに、この真空蒸着の場合は、周波数調
整量が１０００ｐｐｍ程度の水晶振動子を、蒸着時間
２．５秒で所望値周波数の±２ｐｐｍ以内の高精度に周
波数調整することが可能である。

【０００４】しかしながら、この様に真空蒸着によって
水晶振動子の周波数調整を行うと、ベース電極膜上に新
たな蒸着膜が形成されることによりＣＩ（クリスタルイ
ンピーダンス）値の増大や新たにスプリアスが発生した
り、既存のスプリアスレベルの増大による品質の劣化を
招く。又、周波数調整の蒸着膜は、製造コスト及び周波
数調整精度に重点が置かれてその蒸着速度が選択され、
また加熱ガス放出等の操作も行われないため、その膜質
がベース電極膜に比べて、密着性、充填密度、不純物濃
度、粒子径等の点で劣っており、更にベース電極膜と周
波数調整膜との間に境界層が存在することにより、水晶
振動子のエージング特性に悪影響を与える。

【０００５】本願発明者は、これらを解決するために、
イオン源から引き出されるイオンビームによるエッチン
グによって水晶振動子の周波数を正確に調整する方法と
して、特願平１１−１３４７７３、特願２０００−０６
４５０２を提案した。

【０００６】図１は、そのイオンビームエッチングによ
る水晶振動子の周波数調整の概念図を示す。真空容器１
内を１０^-3Ｐａ以下に排気した後、円筒状のイオン源２
内部に不活性ガス導入パイプ３からＡｒガスを導入し、
熱陰極４を通電加熱し、同じく円筒状の陽極５の外側に
配置した磁石９によって陽極に軸方向磁界を印加し、熱
陰極４と陽極５の間にマグネトロン放電を発生させ効率
良くＡｒプラズマ６を生成し、ビーム電源１２と、加速
電源１３によって加速電極８に高電圧を印加することに
よって、Ａｒの正イオンを引き出しイオンビーム１０を
形成して、このイオンビームをニュートラライザー１６
で発生される電子により中和し、中和されたビームを水
晶振動子２０の電極膜に照射しイオンエッチングするこ
とによって水晶振動子の周波数を変化させる。

【０００７】この時、水晶振動子の周波数を測定しなが
らエッチングを行うと、エッチングにより水晶振動子の
周波数は徐々に高くなって行くので、この周波数が所定
の周波数になったところでシャッター１９を閉じてエッ
チングを停止し、所望の周波数を得ている。周波数調整
された水晶振動子２０は搬送レール２１によって、キャ
リヤ２２毎に取出室（図示しない）へ送られ取り出され
る。

【０００８】ここで、従来から行われてきた真空蒸着に
よる周波数調整装置では、調整レートは最大１０００〜
３０００ｐｐｍ／ｓｅｃ程度得られている。イオンエネ
ルギー（Ｖ）、イオンビーム電流密度Ｉｂｄ（ｍＡ／ｃ
ｍ² ）で水晶振動子電極をスパッタエッチングする時の
エッチング速度Ｒ（ｐｐｍ／ｓｅｃ）は、水晶振動子電
極金属の分子量：Ｍ、水晶振動子周波数：Ｆ（Ｈｚ）、
素電荷：ｅ、アボガドロ数：Ｎ_A 、水晶の周波数定数：
Ｎｑ、および水晶密度：Ｄｑを用いて、

【数１】となり、ＡＴカット水晶振動子でその電極材料がＡｇの
時、

【数２】で表され、スパッタ率Ｓは、図２のＷｈｎｅｒの実測値
で示されるように、イオンエネルギーで決まるため、水
晶振動子の周波数が決まり、イオンビームのエネルギー
が決まると、エッチング速度Ｒは、イオンビーム電流密
度Ｉｂｄに正比例する。

【０００９】例えば、水晶振動子周波数Ｆ＝２０ＭＨ
ｚ、Ａｇの場合イオンエネルギー１０００Ｖ時のスパッ
タ率Ｓ＝４．１（図２参照）、イオンビーム電流密度Ｉ
ｂｄ＝１０ｍＡ／ｃｍ² でエッチングする場合の調整レ
ートＲは、数式［数２］よりＲ＝２０７０ｐｐｍ／ｓｅ
ｃとなり、同じくイオンビーム電流密度Ｉｂｄ＝５ｍＡ
／ｃｍ² 時の調整レートは、Ｒ＝１０３５ｐｐｍ／ｓｅ
ｃとなる。

【００１０】従って、本発明のイオン源を用いた周波数
調整装置で従来方法と同等の生産タクトを得るには、こ
れと同等の調整レート（少なくとも１０００〜２０００
ｐｐｍ／ｃｍ² 以上）が必要で、その為には上述の様
に、数式［数１］、および［数２］より、５〜１０ｍＡ
／ｃｍ² 以上のイオンビーム電流密度が必要となる。

【００１１】このようなイオンビームエッチングでは、
ベース電極膜上に新たな膜を形成することが無いため、
ＣＩ値の増大、新たなスプリアスの発生、既存のスプリ
アスレベルの増大、エージング特性の悪化等を生じない
ため、高品位な水晶振動子が得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この様にプラズマエッ
チング、イオンビームエッチング等のドライエッチング
による水晶振動子の周波数調整では、ＣＩ値、スプリア
ス、エージング特性において高品位な水晶振動子を得る
ことが出来るのであるが、周波数調整する水晶振動子
は、イオン源から引き出されるイオンビームの中心位置
へ１個づつ搬送され、エッチングすることによって周波
数調整が行われるため生産数量、或はコスト的にも限界
があった。

【００１３】特に近年伸長が著しい携帯電話等移動体通
信分野での半導体デバイス製造を中心に、イオンビーム
電流密度１０ｍＡ／ｃｍ² 以上の高密度、イオンビーム
の均一性±３％以内、イオンビーム電流密度の再現性±
１％以内と言う非常に高精度な要求と共に、より一層の
生産性向上が要望されて来た。

【００１４】ここで、生産性を向上し、均一な性能を有
する水晶振動子を含めた圧電素子等のデバイスを効率良
く生産するためには、大口径のイオンビームを用いて複
数のデバイスを同時にエッチングして作製することが考
えられる。しかし、１０ｍＡ／ｃｍ² という高電流密度
のイオンビームを得ようとすると、プラズマから入射す
る荷電粒子、および熱陰極からの輻射熱等により遮蔽電
極および加速電極に歪を生じる等の問題があった。

【００１５】本発明は、上述のような問題点を解決する
ために成されたもので、イオンビームエッチングによっ
て複数の水晶振動子の周波数を同時にしかも正確に調整
することが出来る、水晶振動子周波数調整用イオン源を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の水晶振動子周波
数調整用イオン源は、イオンビーム電流密度１０ｍＡ／
ｃｍ² 以上、イオンビームの均一性±３％以内、イオン
ビーム電流密度の再現性±１％以内と言う高精度な要求
と、より一層の生産性向上を実現するために、イオン源
本体の内部に陽極と、複数の熱陰極と、複数の細孔を有
する遮蔽電極、及びイオン引き出し用で同形状の複数の
細孔を有する加速電極を設け、イオン源全体と遮蔽電極
及び加速電極に直接水冷ジャケットを取り付ける冷却構
造とし、大口径のビーム引き出し口を持つ構成とした。
又、陽極の外側に磁石を配置し、不活性ガス導入用パイ
プがイオン源本体に接続されている。ここで冷却された
加速電極をイオンビームの断面に渡って複数の細孔をも
つ構造としたことでビームの断面に等しく加速電圧を掛
けられることとなり、ビームの均一性が向上する。

【００１７】また陽極と遮蔽電極の間にシールド板を設
けた。ここでシールド板は、プラズマからの荷電粒子、
および熱陰極からの輻射熱が直接電極へ到達することに
よる遮蔽電極および加速電極の歪を抑制し、つまりイオ
ンビームの出力低下をふせぐと共に、電極に近接して配
置することによってイオンビームの直進性を向上し、イ
オンビームの断面における電流密度の均一さを更に改善
している。

【００１８】更に、遮蔽電極及び加速電極の取り付けね
じの相対する位置に、ねじの逃げ機構を設け、グリッド
間のギャップ１ｍｍ以下を確保し、グリッドのメンテナ
ンス性を損なうこと無く冷却効果が得られる構造とし
た。

【００１９】

【発明の実施の形態】（１）実施例の構成の説明図３Ａは、本発明による水晶振動子周波数調整用大口径
イオン源を示す断面図であり、図３Ｂは、斜視断面図で
ある。図１と対応する部分には同じ符号を付して示す。

【００２０】この発明では、イオン源本体２の内部に、
発生するイオンビームを囲むように配置された陽極５
と、複数の熱陰極４と、複数の細孔を有するイオン引き
出し用の遮蔽電極７と、遮蔽電極と同形状の複数の細孔
を有する加速電極８（遮蔽電極、および加速電極の細孔
の形状、数は用途に応じて異なる場合もある）とが設け
てあり、イオン源本体２、遮蔽電極７、及び加速電極８
には、各々水冷ジャケット２３、２４、２５が直接取り
付けられている。ここで装置の発熱量に応じて水冷ジャ
ケットは適宜追加、または削減される。３４は水冷ジャ
ケットに設けられた冷却水流路を示す。又、陽極５の外
側を囲むように磁石９を配置し、不活性ガス導入用パイ
プ３がイオン源本体２に接続されている。

【００２１】一方、搬送レール２１上には、キャリヤ２
２に搭載された複数の水晶振動子２０がセットされ、複
数のシャッター１９が取りつけられる。

【００２２】図４Ａおよび図４Ｂは、陽極と遮蔽電極の
間に取り付けたシールド板の取り付け構造を示す概略図
である。温度上昇による遮蔽電極７の歪を抑制するため
に、イオン源本体２の内部に設けられた陽極５の長辺方
向の開口長（ａ）に対して、約（０．８ａ）、同じく短
辺方向の開口長（ｂ）に対して約（０．３ｂ）の開口面
積（イオンビームとなる）をもつ遮蔽電極７および加速
電極８とほぼ同等な大きさ（０．８ａ×０．３ｂ）の間
口面積をもつシールド板２６を、陽極５と遮蔽電極７の
間に設置した。ただし、これはおおまかな目安であり陽
極５や遮蔽電極７などの配置様式に変更が加えられた場
合、それに応じて変化する。

【００２３】図５は、グリッド間のギャップ１ｍｍ以下
を確保するための、ねじの逃げ機構の概略部分構造図を
示す。遮蔽電極７は、イオン源本体を取り付けた水冷ジ
ャケット２４に遮蔽電極取り付けねじ２７によって固定
される。又、加速電極８は、水冷ジャケット２５に加速
電極取り付けねじ２９によって固定される。更に、水冷
ジャケット２４と水冷ジャケット２５は、取り付けねじ
３１によって固定一体化される。

【００２４】この時、遮蔽電極取り付けねじ２７に対し
ては水冷ジャケット２５を貫通して設けられた丸穴２８
と、加速電極取り付けねじ２９に対しては水冷ジャケッ
ト２４に設けられた丸穴３０が、各々取り付けねじの逃
げ機構となり遮蔽電極７と加速電極８とのギャップ３２
は１ｍｍ以下に確保される。

【００２５】ここで、取り付けねじ３１によって固定一
体化され、イオン源の組み立てが完了するが、例えば遮
蔽電極と加速電極のイオンビーム引出用細孔の穴位置が
若干ズレて組み立てられた場合、高電流密度のイオンビ
ームを得ることが不可能となる。この様な場合は、前記
水冷ジャケット２５を貫通して設けられた丸穴２８か
ら、遮蔽電極取り付けねじ２７をゆるめて電極の穴位置
を合わせることも可能となり、優れたサービス性を示す
構成とした。

【００２６】又、一定期間が経過して電極の交換が必要
となった場合は、取り付けねじ３１を取り外すのみで、
水冷ジャケット２４と水冷ジャケット２５は分離するこ
とが出来、遮蔽電極７を交換する場合は取り付けねじ２
７を、加速電極８を交換する場合は取り付けねじ２９を
取り外すのみで容易に遮蔽電極および加速電極を交換す
ることが出来、メンテナンス性に優れた構造となってい
る。

【００２７】本実施例の構成では熱陰極を２つ有する矩
形状のイオン源を例に記述しているが、本発明はこの構
成に制限されることなく、複数の熱陰極を線状、アレイ
状、十字状、同心円状に配置することも可能であり、さ
らなる大型化に伴う均一性の改善のために加速電極の細
孔の密度を変化させる、あるいは加速電極をいくつかの
領域に分けて、異なる加速電圧を印加するといった変更
も、当業者には容易に想定できるだろう。

【００２８】（２）実施例の作用・動作の説明真空容器１内部を、１０^-3Ｐａ以下に排気した後、不活
性ガス導入パイプ３からイオン源２内部にＡｒガスを導
入し、複数の熱陰極４を熱陰極電源１４によって通電加
熱し、同じく陽極５の外側に配置した磁石９によって陽
極に垂直方向の磁界を発生させ、熱陰極４と陽極５の間
にマグネトロン放電を発生させＡｒプラズマ６を生成
し、ビーム電源１２と、加速電源１３によって加速電極
８に高電圧を印加することによって、Ａｒの正イオンを
引き出し、イオンビーム１０を形成する。加速電極はイ
オンビーム引き出し有効面積にわたって、複数の細孔を
もつ構造となっているためにビームの断面に均一に電圧
を印加することが出来る。

【００２９】この時複数の熱陰極から発生する熱によっ
てイオン源２内部は非常に高い温度迄上昇するが、図３
Ａおよび図３Ｂに示す様にイオン源本体２に水冷ジャケ
ット２３を、遮蔽電極７に水冷ジャケット２４を、及び
加速電極８に水冷ジャケット２５を、それぞれ直接取り
付ける冷却構造として温度の上昇は抑制される。又図４
Ａおよび図４Ｂに示す様に陽極５と遮蔽電極７との間に
イオンビーム引き出し有効面積とほぼ同じ大きさの開口
を有するシールド板２６を設けて、電極に入射するプラ
ズマからの荷電粒子、および熱陰極からの輻射熱をイオ
ン源本体へ逃がすことによって、遮蔽電極７および加速
電極８の変形を防ぐ。更に遮蔽電極７及び加速電極８の
取り付けねじ２７、２９の相対する位置に、ねじの逃げ
機構２８、３０を設けて、加速電極と遮蔽電極の間のギ
ャップを１ｍｍ以下に確保したことにより、イオンビー
ム引き出し有効幅６０ｍｍで、しかもイオンビーム電流
密度１０ｍＡ／ｃｍ² 以上、イオンビームの均一性±３
％以内、イオンビーム電流密度の再現性（経時変化）±
１％以内と言う高精度なイオンビーム１０を得ることが
でき、これによってキャリヤ２２に搭載された複数の水
晶振動子２０を同時にイオンビームエッチングして周波
数調整することが可能となった。

【００３０】図６Ａは、イオン源本体２に水冷ジャケッ
ト２３のみを取り付けた場合のイオン源本体と、遮蔽電
極７の中央部及び複数の細孔（グリッド）左右の温度
を、放電開始から時間と共にプロットしたもので、３０
分位でイオン源本体は７０℃、複数の細孔の中央部が２
６０℃、複数の細孔の左右が２１０℃と非常に高温にな
っている。

【００３１】図６Ｂは、同じくイオン源本体に水冷ジャ
ケット２３のみを取り付けた場合のイオンビーム電流密
度分布の均一性を表すもので、放電電流が１．０Ａの
時、イオンビーム電流密度は約４〜４．５ｍＡ／ｃｍ²
であるが、放電電流３．５Ａの時のイオンビーム電流密
度は約７〜１０ｍＡ／ｃｍ² と均一性としては非常に悪
い状態である。

【００３２】図７Ａは、イオン源本体２に水冷ジャケッ
ト２３を取り付け、更にシールド２６を取り付けた場合
のイオン源本体と遮蔽電極の中央部及び複数の細孔（グ
リッド）の左右の放電開始からの温度分布を示す。３０
分位でイオン源本体は約６０℃と若干低くなっている
が、複数の細孔の中央部および左右共に約１７０℃と、
シールド板２６は熱伝導率の高い材質を用いて、遮蔽電
極７の熱を本体側に逃がすので、図６Ａと比較してシー
ルド板２６を取り付けたことによる遮蔽電極７の温度上
昇の抑制効果が顕著に現れている。

【００３３】図７Ｂは、図７Ａと同じ条件下でのイオン
ビーム電流密度分布の均一性を示すもので、放電電流
３．０Ａの時のイオンビーム電流密度は９〜９．５ｍＡ
／ｃｍ² と図６Ｂに比べて、シールド板を取り付けたこ
とにより均一性も大きく改善されることが理解される。

【００３４】図７Ｃは、図７Ａと同じ条件下でのイオン
ビーム電流密度の経時変化を示したものである。放電開
始からのイオンビーム電流密度の変化を時間と共にプロ
ットしたもので、イオンビーム電流密度の均一性は保た
れているが、時間と共にイオンビーム電流密度が低下
し、３０分で約１０〜９ｍＡ／ｃｍ² に（１０％）変化
して経時変化としては余り良くない状態である。

【００３５】図８Ａは、本願発明の構成を全て取入れた
場合のイオン源本体と、遮蔽電極の複数の細孔（グリッ
ド）中央部および左右の放電開始からの温度分布を示
す。イオン源本体は約２８℃で殆ど温度上昇は無く、又
複数の細孔の中央部、左右共、放電開始後５分で約７０
℃平衡状態となり、水冷ジャケット２３、２４、２５及
びシールド板２６を取り付け、グリッド間のギャップを
１ｍｍ以下に確保した本願構成による各部の温度上昇に
対する抑制効果が非常に顕著であることが判る。

【００３６】図８Ｂは、本願発明の構成を全て取り入れ
た場合のイオンビーム電流密度分布の均一性を示すもの
で、放電電流３．０Ａ時のイオンビーム電流密度は１
０．８〜１１．３ｍＡ／ｃｍ² と優れた均一性を示す。

【００３７】図８Ｃは、同じく本願発明の構成を全て取
入れた場合のイオンビーム電流密度の経時変化を示した
ものである。イオンビーム電流密度の均一性３％以内と
共に、放電開始後３０分でのイオンビーム電流密度の経
時変化も１％以内に抑えることができた。

【００３８】（３）他の実施例の説明、他の用途への転
用例の説明近年のオプトエレクトロニクス業界における通信機器、
液晶機器（つまりＣＤ・ＭＤ・ＤＶＤプレーヤ、液晶プ
ロジェクタ、デジタルカメラ・ビデオ、光通信）等多く
の製品分野に光学部品のミラー、及びフィルター等が数
多く使用されている。

【００３９】これらの光学薄膜デバイスは、薄膜が高充
填密度で低損失で有ること、基板の吸収及び内部・表面
散乱が極力小さいこと、経時変化が少ないこと等、高機
能・高精度な薄膜を効率的に形成する技術を必要として
いる。

【００４０】図９は、これらの要求を満たすべく本願発
明のイオン源をＩＢＳ（イオンビームスパッタ）装置へ
応用した場合の概念図を示す。

【００４１】真空容器１内を１０^-6Ｐａ程度の高真空領
域まで排気した後、スパッタ用イオン源２を駆動してイ
オンビーム１０を、ターゲットホルダー５０に取り付け
られたターゲット５１に照射することによって、基板ホ
ルダー５６に取り付けられた基板５７上に高充填密度の
光学薄膜を形成するもので、多層膜用にターゲットホル
ダー５０には複数のターゲット５１、５２、５３、５４
が搭載され、更にアシスト用イオン源５８が設けられて
いる。

【００４２】本願発明のイオン源を、このようなＩＢＳ
装置のイオン源として用いる場合は、安定した成膜レー
トが得られることによって、高機能で高精度な光学薄膜
を成膜することが可能となる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によるイオン源は、イオンビーム
電流密度１０ｍＡ／ｃｍ² 以上の高密度で、イオンビー
ムの均一性±３％以内、イオンビーム電流密度の再現性
（経時変化）±１％以内と言う非常に高精度で、しかも
大きなイオンビーム取出し有効面積を有することによ
り、圧電素子等を複数同時エッチングして周波数調整を
行うことが可能となり、その生産性を大きく向上するこ
とが出来る。又、ＩＢＳ（イオンビームスパッタ）装置
等に応用した場合は、高機能で高精度な光学薄膜を効率
よく成膜することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のイオン源による圧電素子の周波数調整の
概念図である。

【図２】イオンエネルギーとスパッタ率の関係を示した
図である。

【図３Ａ】本発明によるイオン源の概略を示す断面図で
ある。

【図３Ｂ】本発明によるイオン源の概略を示す斜視断面
図である。

【図４Ａ】陽極と遮蔽電極間に取り付けたシールド板の
概略を示す横方向断面図である。

【図４Ｂ】陽極と遮蔽電極間に取り付けたシールド板の
概略を示す内側からの断面図である。

【図５】遮蔽電極及び加速電極と水冷ジャケットとの取
り付け部分構造図である。

【図６Ａ】イオン源本体２のみ水冷した場合の、イオン
源本体及び遮蔽電極の温度分布グラフを示す図である。

【図６Ｂ】イオン源本体２のみ水冷した場合の、イオン
ビーム電流密度分布の均一性を表すグラフ図である。

【図７Ａ】イオン源本体２のみ水冷し、更にシールド板
２６を取り付けた場合のイオン源本体及び遮蔽電極の温
度分布グラフ図である。

【図７Ｂ】イオン源本体２のみ水冷し、更にシールド板
２６を取り付けた場合のイオンビーム電流密度分布の均
一性を表すグラフ図である。

【図７Ｃ】イオン源本体２のみ水冷し、更にシールド板
２６を取り付けた場合のイオンビーム電流密度の再現性
（経時変化）を表すグラフ図である。

【図８Ａ】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
源本体及び遮蔽電極の温度分布グラフ図である。

【図８Ｂ】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
ビーム電流密度分布の均一性を表すグラフ図である。

【図８Ｃ】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
ビームの再現性（経時変化）を表すグラフ図である。

【図９】本発明のイオン源をＩＢＳ装置に応用した場合
の概念図である。

【符号の説明】

１真空容器２イオン源本体３不活性ガス導入パイプ４熱陰極５陽極６Ａｒプラズマ７遮蔽電極８加速電極９磁石１０イオンビーム１１放電電源１２ビーム電源１３加速電源１４熱陰極電源１５ビーム電源スイッチ１６ニュートラライザー１７ニュートラライザー電源１８エミッション電流１９シャッター２０水晶振動子２１搬送レール２２キャリヤ２３水冷ジャケット１２４水冷ジャケット２２５水冷ジャケット３２６シールド板２７遮蔽電極取り付けねじ２８遮蔽電極取り付けねじ逃げ機構２９加速電極取り付けねじ３０加速電極取り付けねじ逃げ機構３１水冷ジャケット２４と水冷ジャケット２５の取り
付けねじ３２遮蔽電極と加速電極間のギャップ３３イオンビーム引き出し口３４冷却水流路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月１８日（２００１．７．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大口径のイオンビームを発生するイオン
源であって、複数の熱陰極と、一ないし複数の陽極と、一ないし複数の細孔を有する遮蔽電極と、前記遮蔽電極を冷却するための冷却手段と、前記遮蔽電極の前面に、前記遮蔽電極と一致する形状の
一ないし複数の細孔を有する加速電極と、前記加速電極を冷却するための冷却手段とを含む大口径
イオン源。
【請求項２】前記大口径イオン源の本体を冷却するた
めの冷却手段をさらに含む請求項１に記載の大口径イオ
ン源。
【請求項３】前記冷却手段は、水冷ジャケットが直接
取り付けられた冷却構造をとっている、請求項１または
２に記載の大口径イオン源。
【請求項４】前記陽極の近傍にマグネットを含む請求
項１ないし３のいずれかに記載の大口径イオン源。
【請求項５】前記陽極と前記遮蔽電極の間に、温度上
昇および前記遮蔽電極の歪を抑制するための、イオンビ
ーム通過領域に開口を持つシールド板を備える請求項１
ないし４のいずれかに記載の大口径イオン源。
【請求項６】前記遮蔽電極と前記加速電極のギャップ
を最小化しつつ、前記遮蔽電極と前記加速電極の取り付
けねじの相対する位置に、高い冷却効果を得るための、
ねじの逃げ機構を設けた請求項１ないし５のいずれかに
記載の大口径イオン源。