JP2009211955A - Charged particle irradiation device, frequency adjustment device using it, and charged particle control method - Google Patents

Charged particle irradiation device, frequency adjustment device using it, and charged particle control method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle irradiation device suppressing leakage of a beam from a turned-off grid, and having a neutralizer having an excellent neutralization effect; a frequency adjustment device using it; and a charged particle control method. <P>SOLUTION: An ion gun 11 introduces Ar gas into a body 111 from a gas introduction part 114, and generates D.C. hot-cathode discharge between a filament 113 and an anode 112 to generate plasma of Ar. Then, a voltage gradient is provided to split acceleration grids 116a and 116b having two split structures in a direction for emitting ions to emit ions. A positive voltage is applied to the split acceleration grid on the side for turning off an ion beam, and a negative voltage is applied to a deceleration grid 117. Thereby, leakage of the ion beam from the grid on the stopping side is suppressed, and the neutralization effect of the neutralizer can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオン等の荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法に関し、特に、複数の荷電粒子ビームを独立して制御可能な荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法に関する。   The present invention relates to a charged particle irradiation apparatus that irradiates charged particles such as ions, a frequency adjustment apparatus using the same, and a charged particle control method, and more particularly to a charged particle irradiation apparatus capable of independently controlling a plurality of charged particle beams, The present invention relates to a frequency adjusting device and a charged particle control method using the same.

代表的な圧電素子である水晶振動子の共振周波数は、水晶片の厚みとその表面に形成された金属電極の膜厚によって決定される。従来においては、水晶振動子の所望の共振周波数を得るために、i)水晶片を規定の厚みで切り出し、ii)表面を研磨し、その表面に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、iii)共振周波数を測定しながら、金属電極膜の厚みを調整する、といった処理を行っている。金属電極膜の厚みを調整する方法として、イオンガンからイオンビームを照射して、金属電極膜をエッチングして薄くする方法が知られている。   The resonance frequency of a crystal resonator, which is a typical piezoelectric element, is determined by the thickness of the crystal piece and the thickness of the metal electrode formed on the surface thereof. Conventionally, in order to obtain a desired resonance frequency of a crystal resonator, i) a crystal piece is cut out with a specified thickness, ii) the surface is polished, and a metal film electrode serving as a base is formed on the surface by sputtering deposition or the like. Iii) A process of adjusting the thickness of the metal electrode film while measuring the resonance frequency is performed. As a method for adjusting the thickness of the metal electrode film, a method is known in which an ion beam is irradiated from an ion gun and the metal electrode film is etched and thinned.

また、近年、装置の省スペース化、処理時間の短縮をねらいとして、例えば特許文献1に示すように1つのイオンガンから複数のイオンビームを複数の圧電素子に照射することにより、一度に複数の水晶振動子を処理することが行われている。   In recent years, with the aim of saving the space of the apparatus and shortening the processing time, for example, as shown in Patent Document 1, by irradiating a plurality of piezoelectric elements with a plurality of ion beams from a single ion gun, a plurality of quartz crystals at a time. Processing the vibrator is performed.

周波数調整装置に用いられる荷電粒子照射装置は、ガス導入部から、放電用ガスとして例えばArガスを本体内に導入し、フィラメントを通電加熱し、フィラメントとアノードとの間の直流熱陰極放電によってArプラズマを生成し、高圧電源によって加速グリッドに高電圧を印加することによって、イオンを加速する向きに電位勾配を生成し、Arの正イオンを引き出しイオンビームとして出射し、載置台に載置された水晶振動子に照射する。   The charged particle irradiation apparatus used for the frequency adjusting apparatus introduces Ar gas, for example, as a discharge gas into the main body from the gas introduction unit, energizes and heats the filament, and Ar by direct current hot cathode discharge between the filament and the anode. Plasma is generated, and a high voltage is applied to the acceleration grid by a high-voltage power source to generate a potential gradient in the direction of accelerating ions, and Ar positive ions are extracted as an ion beam and placed on a mounting table. Irradiate the crystal unit.

なお、特許文献1に開示された荷電粒子照射装置では、複数のイオンビームを生成するため、複数のビーム孔群が形成された遮蔽グリッドと分割された加速グリッドと減速グリッドとが配置される。また、この荷電粒子照射装置では、減速グリッドをアースに接続し、更にオン側の分割加速グリッドをマイナスにし、オフ側の分割加速グリッドをフローティングとすることによって、イオンビームのオン・オフの制御を行っている。
特開2007−250523号公報
In the charged particle irradiation apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to generate a plurality of ion beams, a shielding grid in which a plurality of beam hole groups are formed, a divided acceleration grid, and a deceleration grid are arranged. Moreover, in this charged particle irradiation apparatus, the on / off control of the ion beam can be controlled by connecting the deceleration grid to the ground, making the on-side divided acceleration grid negative, and setting the off-side divided acceleration grid floating. Is going.
JP 2007-250523 A

ところで、従来の荷電粒子照射装置では、被処理体への荷電のチャージを防止するためのニュートラライザが設けられている。このニュートラライザによって電子を供給することにより、イオンビームの中和を図ることが可能である。   By the way, in the conventional charged particle irradiation apparatus, the neutralizer for preventing the charge of the to-be-processed object is provided. By supplying electrons with this neutralizer, it is possible to neutralize the ion beam.

しかし、上述したように一方の分割加速グリッドをオフしフローティング状態とすると、ニュートラライザのエミッション電流値によっては、ニュートラライザから供給された電子が分割加速グリッドの電荷を中和してしまい、イオンビームの漏洩が生ずる場合があった。また、ニュートラライザによって供給される電子が分割加速グリッドに流れると、イオンビームの中和効果が低下する問題がある。   However, as described above, when one split acceleration grid is turned off to be in a floating state, depending on the emission current value of the neutralizer, electrons supplied from the neutralizer neutralize the charge of the split acceleration grid, and the ion beam In some cases, leakage occurred. In addition, when electrons supplied by the neutralizer flow to the split acceleration grid, there is a problem that the neutralizing effect of the ion beam is reduced.

なお、同様の問題は、水晶振動子の金属電極をイオンビームにより研磨する場合に限らず、複数の荷電粒子ビームを用いて、処理対象物を加工する場合に共通に発生する。   The same problem occurs not only when the metal electrode of the crystal resonator is polished by an ion beam but also when a processing object is processed using a plurality of charged particle beams.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の荷電粒子ビームを独立して制御する際に、オフされているグリッドからの漏洩を抑制することが可能な荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明はニュートラライザが良好な中和効果を有する荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a charged particle irradiation apparatus capable of suppressing leakage from an off grid when independently controlling a plurality of charged particle beams, and An object of the present invention is to provide a frequency adjusting device and a charged particle control method using the above-mentioned.
Another object of the present invention is to provide a charged particle irradiation apparatus having a neutralizing effect with a good neutralizer, a frequency adjusting apparatus using the same, and a charged particle control method.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る荷電粒子照射装置は、
荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置であって、
荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
前記荷電粒子生成手段で生成された荷電粒子を引き出して荷電粒子ビームを出力する複数に分割された分割グリッドを有する加速グリッドと、
前記複数に分割された該加速グリッドの電位を個々に制御する制御手段と、を備え、
前記荷電粒子ビームを遮断する際、前記荷電粒子ビームを遮断する前記分割グリッドは、前記荷電粒子照射装置が配置される真空槽の電位より高い第1の電位とされることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a charged particle irradiation apparatus according to the first aspect of the present invention includes:
A charged particle irradiation apparatus for irradiating charged particles,
Charged particle generating means for generating charged particles;
An acceleration grid having a plurality of divided grids for extracting the charged particles generated by the charged particle generating means and outputting a charged particle beam;
Control means for individually controlling the potential of the acceleration grid divided into a plurality of parts,
When the charged particle beam is blocked, the divided grid that blocks the charged particle beam is set to a first potential higher than a potential of a vacuum chamber in which the charged particle irradiation device is disposed.

前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に遮蔽グリッドを備え、
前記第1の電位は、前記遮蔽グリッドの電位と同じ、又はこれより高くてもよい。
A shielding grid is provided between the charged particle generating means and the acceleration grid,
The first potential may be the same as or higher than the potential of the shielding grid.

前記第1の電位を付与する第1の電源を備えてもよい。   A first power supply for applying the first potential may be provided.

前記加速グリッドの前記荷電粒子ビーム出力側に減速グリッドを備え、
前記減速グリッドは、前記真空槽の電位より低い第2の電位とされてもよい。
A deceleration grid is provided on the charged particle beam output side of the acceleration grid,
The deceleration grid may be a second potential lower than the potential of the vacuum chamber.

前記加速グリッドの前記荷電粒子ビーム出力側に減速グリッドを備え、
前記減速グリッドの外側に設置されたリフレクタを備えてもよい。
A deceleration grid is provided on the charged particle beam output side of the acceleration grid,
You may provide the reflector installed in the outer side of the said deceleration grid.

前記リフレクタは、前記真空槽の電位より低い第2の電位とされてもよい。   The reflector may have a second potential lower than the potential of the vacuum chamber.

前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備え、
前記第2の電位は、前記ニュートラライザの負極側と同じ、又はこれより低くてもよい。
A neutralizer for neutralizing the charge of the charged particle beam;
The second potential may be the same as or lower than the negative side of the neutralizer.

前記第2の電位を付与する第2の電源を備えてもよい。   A second power source for applying the second potential may be provided.

前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備えてもよい。   You may further provide the neutralizer which neutralizes the electric charge of the said charged particle beam.

前記制御手段は、各前記分割グリッドと前記第1の電源との間に個々に設置されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路を個別にオン・オフする手段とを備えてもよい。   The control means may include a switch circuit individually installed between each of the divided grids and the first power supply, and a means for individually turning on and off the switch circuit.

上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る周波数調整装置は、
上記第1の観点に係る荷電粒子照射装置から構成されるイオンガンと、
圧電デバイスを複数個配置する配置手段と、
前記配置手段により配置された複数の圧電デバイスの共振周波数を判別する共振周波数判別手段と、
を備え、
前記共振周波数判別手段により、前記配置手段により配置された複数の該圧電デバイスの共振周波数をモニタしながら、並行して該複数の該圧電デバイスにイオンビームを照射して各圧電デバイスの少なくとも一部をエッチングすることにより複数の該圧電デバイスの共振周波数を調整する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a frequency adjustment apparatus according to a second aspect of the present invention is provided.
An ion gun comprising the charged particle irradiation apparatus according to the first aspect;
An arrangement means for arranging a plurality of piezoelectric devices;
Resonance frequency discrimination means for discriminating resonance frequencies of a plurality of piezoelectric devices arranged by the arrangement means;
With
While the resonance frequency discriminating means monitors the resonance frequency of the plurality of piezoelectric devices arranged by the arrangement means, the plurality of piezoelectric devices are irradiated with an ion beam in parallel to at least part of each piezoelectric device. The resonance frequency of the plurality of piezoelectric devices is adjusted by etching.

上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係る荷電粒子制御方法は、
真空槽内部に配置された所定の容器に荷電粒子生成手段によって荷電粒子を生成し、
前記荷電粒子生成手段で生成された荷電粒子を引き出して荷電粒子ビームを出力する複数に分割された分割グリッドを有する加速グリッドを配置し、
各加速グリッドに、電圧を印加して荷電粒子を引き出す方向に電圧勾配を形成して、前記プラズマ中の荷電粒子を荷電粒子ビームとして射出させ、
前記複数に分割された該加速グリッドの電位を個々に制御し、
前記加速グリッドを前記真空槽の電位より高い第1の電位とすることによって、前記荷電粒子ビームの射出を遮蔽する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a charged particle control method according to a third aspect of the present invention includes:
Generate charged particles by a charged particle generating means in a predetermined container arranged inside the vacuum chamber,
An acceleration grid having a plurality of divided grids for extracting the charged particles generated by the charged particle generating means and outputting a charged particle beam is disposed,
A voltage gradient is formed in a direction in which charged particles are extracted by applying a voltage to each accelerating grid, and charged particles in the plasma are ejected as a charged particle beam,
Individually controlling the potential of the acceleration grid divided into a plurality of parts,
The charged particle beam emission is shielded by setting the acceleration grid to a first potential higher than the potential of the vacuum chamber.

前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に遮蔽グリッドを備え、
前記第1の電位は、前記遮蔽グリッドの電位と同じ、又はこれより高くしてもよい。
A shielding grid is provided between the charged particle generating means and the acceleration grid,
The first potential may be the same as or higher than the potential of the shielding grid.

前記加速グリッドの外側に減速グリッドを配置し、
前記減速グリッドを前記真空槽の電位より低い第2の電位としてもよい。
A deceleration grid is arranged outside the acceleration grid,
The deceleration grid may be a second potential lower than the potential of the vacuum chamber.

本発明によれば、分割された各加速グリッドの電位を制御することにより、照射を停止しているグリッドからの漏洩を抑制し、更にニュートラライザが良好な中和効果を有する荷電粒子照射装置、これを用いた周波数調整装置及び荷電粒子制御方法を提供することができる。   According to the present invention, by controlling the potential of each of the divided acceleration grids, the leakage from the grid that has stopped the irradiation is suppressed, and the neutralizer has a good neutralization effect, A frequency adjusting device and a charged particle control method using the same can be provided.

以下、本発明の各実施の形態に係る荷電粒子照射装置を、水晶振動子の金属電極をエッチングすることにより共振周波数を調整する周波数調整装置に適用した場合を例に説明する。   Hereinafter, a case where the charged particle irradiation apparatus according to each embodiment of the present invention is applied to a frequency adjustment apparatus that adjusts a resonance frequency by etching a metal electrode of a crystal resonator will be described as an example.

(第1の実施の形態)
本実施の形態に係る周波数調整装置の構成例を図1に示す。また、図2に、図1に示す周波数調整装置の分解斜視図を示す。周波数調整装置は、イオンガン11と、加工対象の水晶振動子を載置する載置部12と、水晶振動子の共振周波数を検出する共振周波数測定部13と、制御部14と、シャッター15と、から構成される。
(First embodiment)
A configuration example of the frequency adjustment device according to the present embodiment is shown in FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the frequency adjusting device shown in FIG. The frequency adjustment device includes an ion gun 11, a mounting unit 12 on which a crystal resonator to be processed is mounted, a resonance frequency measuring unit 13 that detects a resonance frequency of the crystal resonator, a control unit 14, a shutter 15, Consists of

イオンガン11は、2つのイオンビームIaとIbとを生成する装置であり、本体(チャンバ)111と、アノード(電極)112と、フィラメント113と、ガス導入部114と、遮蔽グリッド115と、加速グリッド116(分割加速グリッド116a,116b)と、減速グリッド117と、ニュートラライザ125と、フィラメント電源131と、放電電源132と、ビーム電源133と、加速電源134と、加速グリッド制御スイッチ141a,141bと、加速グリッドオフ用スイッチ142と、加速グリッドオン用スイッチ143と、減速グリッド制御スイッチ144と、ビーム電源スイッチ145と、を備える。   The ion gun 11 is a device that generates two ion beams Ia and Ib, and includes a main body (chamber) 111, an anode (electrode) 112, a filament 113, a gas introduction unit 114, a shielding grid 115, and an acceleration grid. 116 (split acceleration grids 116a and 116b), deceleration grid 117, neutralizer 125, filament power supply 131, discharge power supply 132, beam power supply 133, acceleration power supply 134, acceleration grid control switches 141a and 141b, An acceleration grid off switch 142, an acceleration grid on switch 143, a deceleration grid control switch 144, and a beam power switch 145 are provided.

図1に示す載置部12は、加工対象の2つの水晶振動子201aと201bとを一定距離離間して配置する。
共振周波数測定部13は、載置部12に載置された水晶振動子201aと201bに接続され、その共振周波数を測定する。
The placement unit 12 shown in FIG. 1 arranges two crystal resonators 201a and 201b to be processed with a predetermined distance therebetween.
The resonance frequency measuring unit 13 is connected to the crystal resonators 201a and 201b mounted on the mounting unit 12, and measures the resonance frequency.

制御部14は、マイクロプロセッサまたはシーケンサー等から構成され、各部の動作を制御する。特に本実施の形態においては、共振周波数測定部13からの検出結果に従って、加速グリッド制御スイッチ141aと141bを制御する。また、シャッター15を開閉制御する。制御部14を共振周波数測定部13に組み込む構成とすることも可能である。   The control unit 14 includes a microprocessor, a sequencer, or the like, and controls the operation of each unit. In particular, in the present embodiment, the acceleration grid control switches 141a and 141b are controlled according to the detection result from the resonance frequency measurement unit 13. In addition, the shutter 15 is controlled to open and close. It is also possible to adopt a configuration in which the control unit 14 is incorporated in the resonance frequency measurement unit 13.

シャッター15は、水晶振動子201aの前に配置されたシャッター15aと、水晶振動子201bの前に配置されたシャッター15bとを備え、それぞれ、イオンビームIaとIbを遮蔽する。   The shutter 15 includes a shutter 15a disposed in front of the crystal resonator 201a and a shutter 15b disposed in front of the crystal resonator 201b, and shields the ion beams Ia and Ib, respectively.

なお、図1及び図2に示す各部は、真空槽内に配置されている。   1 and FIG. 2 are arranged in a vacuum chamber.

本体111は、表面がコートされた円筒状の金属筐体などから構成され、処理空間を定義する。本体111はフィラメント電源131の負極と同電位に維持されている。
アノード112は、本体111の側壁に近接して円筒帯状に配置され、直流放電の陽極として機能する。
フィラメント113は、直流放電の熱陰極を構成する。
ガス導入部114は、Ar等の放電ガスを本体111内に導入する。
The main body 111 is composed of a cylindrical metal casing whose surface is coated and defines a processing space. The main body 111 is maintained at the same potential as the negative electrode of the filament power supply 131.
The anode 112 is disposed in the shape of a cylindrical band in the vicinity of the side wall of the main body 111 and functions as an anode for DC discharge.
The filament 113 constitutes a hot cathode for DC discharge.
The gas introduction unit 114 introduces a discharge gas such as Ar into the main body 111.

フィラメント電源131は、直流電源から構成され、フィラメント113に通電してこれを加熱する。
放電電源132は、アノード112と、本体111及びフィラメント電源131との間に放電用の直流電圧を印加する。
The filament power supply 131 is composed of a DC power supply, and energizes the filament 113 to heat it.
The discharge power supply 132 applies a DC voltage for discharge between the anode 112, the main body 111 and the filament power supply 131.

ビーム電源133は、イオンビーム照射時に、本体111内のプラズマの電圧を高める。また、ビーム電源133の正極側には、加速グリッドオフ用スイッチ142が接続されており、更に加速グリッド制御スイッチ141a,141bと、が接続される。この加速グリッドオフ用スイッチ142をオンし、更にイオンビームをオフするグリッドの、加速グリッド制御スイッチ141a又は/及び141bを加速グリッドオフ用スイッチ142に接続することによって、分割加速グリッド116a又は/及び116bに正電圧を印加する。   The beam power supply 133 increases the voltage of the plasma in the main body 111 during ion beam irradiation. Further, an acceleration grid-off switch 142 is connected to the positive electrode side of the beam power supply 133, and further, acceleration grid control switches 141a and 141b are connected. By turning on the acceleration grid off switch 142 and further connecting the acceleration grid control switch 141a or / and 141b of the grid for turning off the ion beam to the acceleration grid off switch 142, the divided acceleration grid 116a or / and 116b is connected. Apply a positive voltage to

加速電源134は、分割加速グリッド116a,116bと、減速グリッド117と、に負電圧を印加する。また、加速電源134の負極側は、加速グリッド制御スイッチ141a,141bに接続されており、この加速グリッド制御スイッチ141a,141bを適宜接続することにより、イオンビームをオンする側の分割加速グリッド116a,116bに負電圧を印加することができる。また、加速電源134の負極側は、減速グリッド制御スイッチ144に接続されており、このスイッチによって減速グリッド117に加速電源の負電圧が印加される。   The acceleration power supply 134 applies a negative voltage to the divided acceleration grids 116 a and 116 b and the deceleration grid 117. The negative side of the acceleration power supply 134 is connected to acceleration grid control switches 141a and 141b. By appropriately connecting the acceleration grid control switches 141a and 141b, the divided acceleration grids 116a and 116a on the side where the ion beam is turned on are connected. A negative voltage can be applied to 116b. The negative side of the acceleration power supply 134 is connected to the deceleration grid control switch 144, and a negative voltage of the acceleration power supply is applied to the deceleration grid 117 by this switch.

ニュートラライザ125は、イオンビームIaとIbに電子を供給しイオンの持つ電荷の中和を行い、圧電デバイスへの電荷のチャージを防ぐ。   The neutralizer 125 supplies electrons to the ion beams Ia and Ib to neutralize the charge of the ions and prevent the charge of the piezoelectric device from being charged.

遮蔽グリッド115は、本体111のイオン射出面に配置され、ビーム孔(ビーム引き出し孔)部分を除いてイオンをチャンバ内に封じ込める。イオンガン11は、2ビームを出力するものであり、そのグリッドパターンは、図3(a)に示すような、2ビーム用の構成を有する。このグリッドパターンは、距離d2をおいて、ビーム孔群61が2つ形成された構成を有する。また、遮蔽グリッド115は本体111と同電位とされている。   The shielding grid 115 is disposed on the ion emission surface of the main body 111 and encloses ions in the chamber except for a beam hole (beam extraction hole) portion. The ion gun 11 outputs two beams, and the grid pattern has a configuration for two beams as shown in FIG. This grid pattern has a configuration in which two beam hole groups 61 are formed at a distance d2. Further, the shielding grid 115 has the same potential as the main body 111.

加速グリッド116は、本体111のイオン射出面に遮蔽グリッド115から所定距離離間してほぼ平行に配置されている。加速グリッド116は、図3(b)に示すように、円板が2分割された形状を有する。換言すれば、加速グリッド116は、半円板状の分割加速グリッド116a,116bが2枚組み合わされた構造を有する。加速グリッド116には、図3(b)に示すように、遮蔽グリッド115に形成されたビーム孔611と重なる位置にビーム孔612が形成されている。加速グリッド116のビーム孔612の面積は、遮蔽グリッド115のビーム孔611の面積より小さく、例えば0.2〜0.8倍に形成される。また、1つの分割加速グリッド116a、116bに1ビーム出力用のビーム孔群が配置される。本実施の形態では、加速グリッドに形成されたビーム孔の面積が、遮蔽グリッドに形成されたビーム孔よりも小さいものとするが、ビーム孔の大きさはこれに限らず、同面積としてもよい。或いは加速グリッドのビーム孔の少なくとも一つが対応する遮蔽グリッドのビーム孔より小さい構成としてもよい。   The acceleration grid 116 is disposed substantially parallel to the ion emission surface of the main body 111 at a predetermined distance from the shielding grid 115. As shown in FIG. 3B, the acceleration grid 116 has a shape in which a disk is divided into two. In other words, the acceleration grid 116 has a structure in which two semi-disc-shaped divided acceleration grids 116a and 116b are combined. As shown in FIG. 3B, beam holes 612 are formed in the acceleration grid 116 at positions that overlap the beam holes 611 formed in the shielding grid 115. The area of the beam hole 612 of the acceleration grid 116 is smaller than the area of the beam hole 611 of the shielding grid 115, for example, 0.2 to 0.8 times. In addition, a beam hole group for one beam output is arranged in one divided acceleration grid 116a, 116b. In the present embodiment, the area of the beam hole formed in the acceleration grid is smaller than that of the beam hole formed in the shielding grid. However, the size of the beam hole is not limited to this and may be the same area. . Alternatively, at least one of the beam holes of the acceleration grid may be smaller than the beam hole of the corresponding shielding grid.

分割加速グリッド116aは、イオンビームIaをオフする際には、加速グリッドオフ用スイッチ142と、加速グリッド制御スイッチ141aとによって、ビーム電源133の正極側に接続され、ビーム電源133の正電圧が印加される。また、分割加速グリッド116aは、イオンビームIaをオンする際には、加速グリッドオン用スイッチ143と、加速グリッド制御スイッチ141aとによって、加速電源134の負極側に接続され、加速電源134の負電圧が印加される。   When the ion beam Ia is turned off, the split acceleration grid 116a is connected to the positive side of the beam power supply 133 by the acceleration grid off switch 142 and the acceleration grid control switch 141a, and the positive voltage of the beam power supply 133 is applied. Is done. When the ion beam Ia is turned on, the divided acceleration grid 116a is connected to the negative side of the acceleration power supply 134 by the acceleration grid on switch 143 and the acceleration grid control switch 141a, and the negative voltage of the acceleration power supply 134 is set. Is applied.

同様に、分割加速グリッド116bは、イオンビームIbをオフする際には、加速グリッドオフ用スイッチ142と、加速グリッド制御スイッチ141bとによって、ビーム電源133の正極側に接続され、ビーム電源133の正電圧が印加される。また、分割加速グリッド116bは、イオンビームIbをオンする際には、加速グリッドオン用スイッチ143と、加速グリッド制御スイッチ141bとによって、加速電源134の負極側に接続され、加速電源134の負電圧が印加される。   Similarly, when the ion beam Ib is turned off, the divided acceleration grid 116b is connected to the positive side of the beam power supply 133 by the acceleration grid off switch 142 and the acceleration grid control switch 141b. A voltage is applied. When the ion beam Ib is turned on, the divided acceleration grid 116b is connected to the negative side of the acceleration power supply 134 by the acceleration grid on switch 143 and the acceleration grid control switch 141b, and the negative voltage of the acceleration power supply 134 is set. Is applied.

本実施形態では特に、このようにイオンビームをオフする分割加速グリッド116a,116bを、正電位とすることによって、フローティング状態とした場合と比較し、より良好にイオンビームの漏れを抑制することができる。また、後述するように、本実施形態では減速グリッド117が負電位とされていることからニュートラライザから供給される電子がオフ側の分割加速グリッドに吸い寄せられることを抑制することができるため、オフ時には良好な遮蔽効果を得ることができる。なお、それぞれの加速グリッド制御スイッチ141a,141bは、制御部14からの制御信号により切り替えられる。   In the present embodiment, in particular, the split acceleration grids 116a and 116b for turning off the ion beam are set to a positive potential, thereby suppressing ion beam leakage better than when the floating state is set. it can. Further, as will be described later, in this embodiment, since the deceleration grid 117 is set to a negative potential, it is possible to suppress the electrons supplied from the neutralizer from being attracted to the off-side divided acceleration grid. Sometimes a good shielding effect can be obtained. Each of the acceleration grid control switches 141 a and 141 b is switched by a control signal from the control unit 14.

減速グリッド117は、本体111のイオン射出面に加速グリッド116に近接してかつ離間してほぼ平行に配置されている。減速グリッド117は、図3(a)に示すように、遮蔽グリッド115と同一の構成を有する。本実施の形態では、減速グリッド117のビーム孔613の面積は、遮蔽グリッド115のビーム孔611の面積とほぼ同じに形成される。本実施形態で、減速グリッド117は、減速グリッド制御スイッチ144をオンすることにより、加速電源134の負電圧が印加される。このように減速グリッド117に負電圧を印加することにより、ニュートラライザ125から発せられる電子が減速グリッド117近傍に集まることを防ぐことができ、更には加速グリッド116に付着することを防ぐことができる。このような効果は、減速グリッド117の電位を、真空槽の電位よりも低い電位とすることで得られる。一般にニュートラライザにはそれを配置する真空槽よりも低い電圧が印加され、真空槽との電位差を利用して電子が放出される。本発明において、イオンビームを停止させる分割加速グリッドは正電位となるため、ニュートラライザから供給される電子を引き込み易い。分割加速グリッドが電子を吸引すると、ニュートラライザによるイオンビーム中和の効果が薄れるため、被照射物が帯電してしまう。図10にて後述するように、被照射物が帯電するとレートが低下してしまうという問題が生じる。これを回避するには、電子にグリッド方向でなく、被照射物方向の指向性を持たせればよい。本発明は、ニュートラライザと加速グリッドとの間に配置される電極(減速グリッド117)に、少なくとも周辺電位(真空槽)よりも低い電圧を印加することで、被照射物方向に向かう電子の量を増加させ、中和効果を得るものである。減速グリッド117をニュートラライザ125の負極側と同電位もしくは、これより低い電位とすれば、更に良好な効果が得られる。   The decelerating grid 117 is disposed on the ion emission surface of the main body 111 close to and away from the accelerating grid 116 and substantially in parallel. The deceleration grid 117 has the same configuration as the shielding grid 115, as shown in FIG. In the present embodiment, the area of the beam hole 613 of the deceleration grid 117 is formed to be approximately the same as the area of the beam hole 611 of the shielding grid 115. In this embodiment, the deceleration grid 117 is applied with the negative voltage of the acceleration power supply 134 by turning on the deceleration grid control switch 144. By applying a negative voltage to the deceleration grid 117 in this way, it is possible to prevent electrons emitted from the neutralizer 125 from collecting near the deceleration grid 117, and further, from adhering to the acceleration grid 116. . Such an effect can be obtained by setting the potential of the deceleration grid 117 to a potential lower than the potential of the vacuum chamber. In general, a neutralizer is applied with a voltage lower than that of a vacuum chamber in which the neutralizer is disposed, and electrons are emitted using a potential difference from the vacuum chamber. In the present invention, the split acceleration grid for stopping the ion beam has a positive potential, so that electrons supplied from the neutralizer are easily drawn. When the split accelerating grid attracts electrons, the effect of neutralizing the ion beam by the neutralizer is diminished, and the irradiated object is charged. As will be described later with reference to FIG. 10, there is a problem that the rate is lowered when the irradiated object is charged. In order to avoid this, it is only necessary to give the electrons directivity not in the grid direction but in the irradiation object direction. In the present invention, the amount of electrons traveling in the direction of an object to be irradiated is applied to an electrode (deceleration grid 117) disposed between the neutralizer and the acceleration grid by applying a voltage at least lower than the peripheral potential (vacuum chamber). Increases the neutralization effect. If the decelerating grid 117 is set to the same potential as the negative electrode side of the neutralizer 125 or a potential lower than that, a further excellent effect can be obtained.

なお、本実施の形態では、遮蔽グリッド115と加速グリッド116と減速グリッド117とは、図4に示すように、ほぼ平行に配置されており、それぞれほぼ同じ距離だけ離間して配置されている。   In the present embodiment, the shielding grid 115, the acceleration grid 116, and the deceleration grid 117 are arranged substantially in parallel, as shown in FIG. 4, and are separated from each other by substantially the same distance.

次に、上記構成の周波数調整装置の動作を説明する。
まず、載置部12に、加工対象の水晶振動子201a、201bを載置し、真空槽内を減圧する。
Next, the operation of the frequency adjustment apparatus having the above configuration will be described.
First, the crystal resonators 201a and 201b to be processed are placed on the placement unit 12, and the inside of the vacuum chamber is decompressed.

ガス導入部114から、放電用ガスとして例えばArガスを本体111内に導入し、フィラメント電源131からフィラメント113に通電して加熱し、さらに、フィラメント113とアノード112との間に直流電圧を印加することにより、直流熱陰極放電をおこし、Arプラズマを生成する。   For example, Ar gas is introduced into the main body 111 as a discharge gas from the gas introduction unit 114, the filament 113 is energized and heated by the filament power supply 131, and a DC voltage is applied between the filament 113 and the anode 112. As a result, a direct current hot cathode discharge is performed to generate Ar plasma.

続いて、ビーム電源スイッチ145をオンし、更に加速グリッドオン用スイッチ143をオンし、分割加速グリッド制御スイッチ141a,141bを加速グリッドオン用スイッチ143側に接続し、加速電源の負電圧と同電位とする。このように放電電源132によってアノード112と加速グリッド116間に高電圧を印加する。これにより、本体111内のプラズマにより生成されたイオンを加速する向きに電位勾配を生成し、Arの正イオンを引き出しビーム孔よりイオンビームIa、Ibとして出射する。なお、この際減速グリッド制御スイッチ144はオンされており、減速グリッド117も同様に加速電源の負電圧と同電位である。   Subsequently, the beam power switch 145 is turned on, the acceleration grid on switch 143 is further turned on, the divided acceleration grid control switches 141a and 141b are connected to the acceleration grid on switch 143 side, and have the same potential as the negative voltage of the acceleration power supply. And Thus, a high voltage is applied between the anode 112 and the acceleration grid 116 by the discharge power source 132. As a result, a potential gradient is generated in the direction of accelerating the ions generated by the plasma in the main body 111, and Ar positive ions are extracted as ion beams Ia and Ib from the extraction beam hole. At this time, the deceleration grid control switch 144 is turned on, and the deceleration grid 117 is also at the same potential as the negative voltage of the acceleration power supply.

照射された2本のイオンビームIaとIbにより、載置部12に載置された第1の水晶振動子201a上に形成された金属電極と第2の水晶振動子201b上に形成された金属電極とをエッチングし、それぞれの共振周波数を調整する。   A metal electrode formed on the first crystal resonator 201a mounted on the mounting portion 12 and a metal formed on the second crystal resonator 201b by the two irradiated ion beams Ia and Ib. The electrodes are etched and the respective resonance frequencies are adjusted.

この間、共振周波数測定回路13は、各第1の水晶振動子と第2の水晶振動子の共振周波数をそれぞれ測定し、測定結果を制御部14に出力する。   During this time, the resonance frequency measurement circuit 13 measures the resonance frequency of each of the first crystal resonator and the second crystal resonator, and outputs the measurement result to the control unit 14.

制御部14は、加工処理開始後、図5に示す処理を繰り返す。なお、図5では、理解を容易にするため、第1の水晶振動子201aに関する制御と、第2の水晶振動子201bに関する制御を順番に実施しているが、両制御は並行して行うことが望ましい。   The control part 14 repeats the process shown in FIG. In FIG. 5, in order to facilitate understanding, the control related to the first crystal resonator 201a and the control related to the second crystal resonator 201b are sequentially performed. However, both controls are performed in parallel. Is desirable.

まず、第1の水晶振動子201aに関する周波数調整が終了したか否かを判別する(ステップS11)。当初は、加速グリッドオフ用スイッチ142をオンした上で、分割加速グリッド制御スイッチ141aを加速グリッドオフ用スイッチ142側に接続し、イオンビームIaを停止し、更にシャッター15aを閉じておく。周波数調整が終了していなければ(ステップS11;NO)、分割加速グリッド制御スイッチ141aを加速グリッドオン用スイッチ143側に接続し(ステップS12)、シャッター15aを開いて(ステップS13)、水晶振動子201aの周波数調整を開始する。   First, it is determined whether or not the frequency adjustment relating to the first crystal resonator 201a has been completed (step S11). Initially, after the acceleration grid off switch 142 is turned on, the divided acceleration grid control switch 141a is connected to the acceleration grid off switch 142 side, the ion beam Ia is stopped, and the shutter 15a is further closed. If the frequency adjustment is not completed (step S11; NO), the divided acceleration grid control switch 141a is connected to the acceleration grid on switch 143 side (step S12), the shutter 15a is opened (step S13), and the crystal resonator 201a frequency adjustment is started.

共振周波数測定部13が検出した第1の水晶振動子201aの共振周波数が目標周波数に一致したか否かを判別する(ステップS14)。   It is determined whether or not the resonance frequency of the first crystal resonator 201a detected by the resonance frequency measurement unit 13 matches the target frequency (step S14).

目標周波数に一致していれば(ステップS14;Yes)、加速グリッドオフ用スイッチ142をオンした上で、分割加速グリッド制御スイッチ141aを加速グリッドオフ用スイッチ142に接続する(ステップS15)。加速グリッド制御スイッチ141aを加速グリッドオフ用スイッチ142側に接続することにより、分割加速グリッド116aをビーム電源133の正電位とすることができ、遮蔽グリッド115と同電位とすることができる。これにより、分割加速グリッド116bから照射されているイオンビームIbの強度に影響を殆ど与えることなく、分割加速グリッド116aから照射しているイオンビームIaを非常に弱くすることができる。   If it coincides with the target frequency (step S14; Yes), the acceleration grid off switch 142 is turned on, and the divided acceleration grid control switch 141a is connected to the acceleration grid off switch 142 (step S15). By connecting the acceleration grid control switch 141 a to the acceleration grid off switch 142 side, the divided acceleration grid 116 a can be set to the positive potential of the beam power supply 133 and can be set to the same potential as the shielding grid 115. As a result, the ion beam Ia irradiated from the divided acceleration grid 116a can be made very weak without substantially affecting the intensity of the ion beam Ib irradiated from the divided acceleration grid 116b.

更に、本実施形態では、減速グリッドをニュートラライザの負電圧と同電位としている。これにより、ニュートラライザから供給される電子が分割加速グリッドに供給されることを防ぐことができ、ニュートラライザの中和効果を減じさせないことが可能である。   Furthermore, in this embodiment, the deceleration grid is set to the same potential as the negative voltage of the neutralizer. Thereby, it is possible to prevent electrons supplied from the neutralizer from being supplied to the divided acceleration grid, and it is possible not to reduce the neutralizing effect of the neutralizer.

さらに、ソレノイドを駆動して、シャッター15aを閉じ、第1の水晶振動子201aへのイオンビームIaの照射を完全に遮断する(ステップS16)。   Further, the solenoid is driven, the shutter 15a is closed, and the irradiation of the ion beam Ia to the first crystal resonator 201a is completely blocked (step S16).

一方、ステップS14で、共振周波数測定部13が検出した第1の水晶振動子201aの共振周波数が目標周波数に一致していないと判別されれば(ステップS14;No)、そのまま処理を継続して、加工を続ける。また、ステップS11で、第1の水晶振動子201aの周波数調整処理が終了していると判別されれば(ステップS11;Yes)、ステップS12〜S16をスキップする。   On the other hand, if it is determined in step S14 that the resonance frequency of the first crystal resonator 201a detected by the resonance frequency measurement unit 13 does not match the target frequency (step S14; No), the processing is continued as it is. Continue processing. If it is determined in step S11 that the frequency adjustment processing of the first crystal resonator 201a has been completed (step S11; Yes), steps S12 to S16 are skipped.

次に、制御部14は、第2の水晶振動子201bに関する周波数調整が終了したか否かを判別する(ステップS17)。この際、加速グリッドオフ用スイッチ142をオンした上で、分割加速グリッド制御スイッチ141bを加速グリッドオフ用スイッチ側142に接続し、更にシャッター15bを閉じておく。周波数調整が終了していなければ(ステップS17;NO)、分割加速グリッド制御スイッチ141bを加速グリッドオン側スイッチ143側に接続し(ステップS18)、シャッター15bを開いて(ステップS19)、水晶振動子201bの周波数調整を開始する。共振周波数測定部13が検出した第2の水晶振動子201bの共振周波数が目標周波数に一致したか否かを判別する(ステップS20)。   Next, the control unit 14 determines whether or not the frequency adjustment related to the second crystal resonator 201b has been completed (step S17). At this time, the acceleration grid off switch 142 is turned on, the divided acceleration grid control switch 141b is connected to the acceleration grid off switch side 142, and the shutter 15b is closed. If the frequency adjustment is not completed (step S17; NO), the divided acceleration grid control switch 141b is connected to the acceleration grid on-side switch 143 side (step S18), the shutter 15b is opened (step S19), and the crystal resonator 201b frequency adjustment is started. It is determined whether or not the resonance frequency of the second crystal resonator 201b detected by the resonance frequency measurement unit 13 matches the target frequency (step S20).

目標周波数に一致していれば(ステップS20;Yes)、加速グリッド制御スイッチ141bを加速グリッドオフ用スイッチ側142に接続する(ステップS21)。これにより、分割加速グリッド116bはビーム電源133の正電圧と同電位となり、遮蔽グリッド115と同電位となる。このようにして分割加速グリッド116bから照射しているイオンビームIbが非常に弱くなる。さらに、ソレノイドを駆動して、シャッター15bを閉じ、第2の水晶振動子201bへのイオンビームIbの照射を完全に遮断する(ステップS22)。   If it coincides with the target frequency (step S20; Yes), the acceleration grid control switch 141b is connected to the acceleration grid off switch side 142 (step S21). As a result, the divided acceleration grid 116 b has the same potential as the positive voltage of the beam power supply 133 and the same potential as the shielding grid 115. In this way, the ion beam Ib irradiated from the divided acceleration grid 116b becomes very weak. Further, the solenoid is driven to close the shutter 15b, and the irradiation of the ion beam Ib to the second crystal resonator 201b is completely blocked (step S22).

一方、ステップS20で、共振周波数測定部13が検出した第2の水晶振動子201bの共振周波数が目標周波数に一致していないと判別されれば(ステップS20;No)、そのまま処理を継続して、加工を続ける。また、ステップS17で、第2の水晶振動子201bの周波数調整処理が終了していると判別されれば(ステップS17;Yes)、ステップS18〜S22をスキップする。   On the other hand, if it is determined in step S20 that the resonance frequency of the second crystal resonator 201b detected by the resonance frequency measurement unit 13 does not match the target frequency (step S20; No), the processing is continued as it is. Continue processing. If it is determined in step S17 that the frequency adjustment processing of the second crystal resonator 201b has been completed (step S17; Yes), steps S18 to S22 are skipped.

最後に、第1の水晶振動子201aの加工と第2の水晶振動子201bの加工が共に終了したか否かを判別し(ステップS23)、終了していれば(ステップS23;Yes)、加工処理を終了して、搬出等の処理に移り、終了していなければ(ステップS23;No)、ステップS11に戻って金属電極のエッチング処理を継続する。   Finally, it is determined whether or not the processing of the first crystal resonator 201a and the processing of the second crystal resonator 201b have been completed (step S23), and if completed (step S23; Yes), the processing is performed. The process is terminated, and the process proceeds to a process such as unloading. If the process is not completed (step S23; No), the process returns to step S11 to continue the metal electrode etching process.

このようにして、イオンガン11から照射されるイオンビームIaとIbの強度を、加速グリッド制御スイッチ141a,141bを適宜切り替えることにより、各水晶振動子の加工を適切なタイミングで終了することができる。   In this way, by appropriately switching the acceleration grid control switches 141a and 141b for the intensity of the ion beams Ia and Ib irradiated from the ion gun 11, the processing of each crystal resonator can be finished at an appropriate timing.

本実施形態では、上述したように減速グリッドに負電圧を印加し、更にオフする分割加速グリッドに正電圧を印加することにより、オンされている側のイオンビームに影響を与えることなく、ビームの漏洩を抑制することが可能である。   In the present embodiment, as described above, a negative voltage is applied to the deceleration grid, and a positive voltage is further applied to the split acceleration grid that is turned off, so that the ion beam on the side that is turned on is not affected. It is possible to suppress leakage.

図6に示す構成の装置によって、コレクタ電流とコレクタ電圧との関係を測定した結果を図7に示す。図6に示す装置では、本実施形態のイオンガン及びニュートラライザを用い、マスクに対して絶縁体を介してコレクタ電極を設置し、所定のコレクタ電圧を印加した際のコレクタ電流の変化を測定した。コレクタ電極はイオンビームの照射対象位置(図1において水晶振動子201が配置される位置)に設置した。また、図7に示すように、減速グリッドに対して負のバイアス電圧を印加し、更に両ビームをオンした場合、片側のみをオンした場合、減速グリッドをグラウンドに接続し、両ビームをオンした場合、片側のみをオンした場合でコレクタ電流を測定した。片側のみをオンする場合、オフ側の分割加速グリッドには正のバイアス電圧を印加した。   FIG. 7 shows the result of measuring the relationship between the collector current and the collector voltage by the apparatus having the configuration shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 6, using the ion gun and neutralizer of the present embodiment, a collector electrode was installed via an insulator with respect to the mask, and the change in the collector current when a predetermined collector voltage was applied was measured. The collector electrode was installed at the position to be irradiated with the ion beam (the position where the crystal resonator 201 is arranged in FIG. 1). In addition, as shown in FIG. 7, when a negative bias voltage is applied to the deceleration grid and both beams are turned on, when only one side is turned on, the deceleration grid is connected to the ground and both beams are turned on. In this case, the collector current was measured when only one side was turned on. When only one side was turned on, a positive bias voltage was applied to the off-side divided acceleration grid.

図7から明らかなように、減速グリッドにバイアス電圧を印加した場合は、イオンビームを両方ともオンした場合、片側をオフした場合ともに、コレクタ電圧0V近傍でコレクタ電流の正負が切り替わる。つまり、イオンコレクタに照射される荷電粒子と、ニュートラライザから供給される電子とで電荷が中和されていることがわかる。これに対し、減速グリッドをグラウンドに接続した場合、両側をオンしている場合は、減速グリッドにバイアス電圧を印加した場合とほぼ同じように変化する。しかし、片側のみをオンした場合、コレクタ電圧の正負にかかわらず正の電流が流れており、荷電粒子と、ニュートラライザから供給される電子とで電荷が中和されていないことが明らかである。このように本発明の荷電粒子照射装置によれば、一方のイオンビームをオフした場合でも、良好な中和効果を得られると言える。   As is apparent from FIG. 7, when a bias voltage is applied to the deceleration grid, the collector current switches between positive and negative in the vicinity of the collector voltage of 0 V, both when the ion beam is turned on and when one side is turned off. That is, it can be seen that the charge is neutralized by charged particles irradiated to the ion collector and electrons supplied from the neutralizer. On the other hand, when the deceleration grid is connected to the ground, when both sides are turned on, it changes in substantially the same manner as when a bias voltage is applied to the deceleration grid. However, when only one side is turned on, a positive current flows regardless of whether the collector voltage is positive or negative, and it is clear that the charge is not neutralized by the charged particles and the electrons supplied from the neutralizer. Thus, according to the charged particle irradiation apparatus of the present invention, it can be said that a good neutralization effect can be obtained even when one ion beam is turned off.

次に、図8を参照に、オフ側の分割加速グリッドをフローティング電位とした場合と、正電位とした場合とで、ビーム漏れを比較する。図8は、図1に示すイオンガン及びニュートラライザを用い、一方の分割加速グリッド116aを加速電位とした状態で、他方の分割加速グリッド116bをフローティング電位とした場合(スイッチ141bをいずれにも接続させず切り離した状態)、本体電位とした場合(スイッチ141bをスイッチ142側に接続した状態)、加速電位とした場合(スイッチ141bをスイッチ143側に接続した状態)における、水晶振動子201bの周波数変化ΔFを測定した結果である。測定にはATカット25MHz基本波、励振電極Agの水晶振動子を用い、ビーム電圧を1000V、放電電流を500mA、ニュートラライザエミッション電流を30mAとした。分割加速グリッド116bをフローティング電位とした場合、水晶振動子201bの周波数変化が目立ち、イオンビームの漏れが生じていることがわかる。これを、分割加速グリッド116bを加速電位とした場合(即ち両ビームをオンした場合)の周波数変化と比較すると、周波数変化ΔFは45%程度であり、漏れが大きいことがわかる。これに対して、分割加速グリッド116bを本体電位とした場合、周波数変化はほとんどない。両ビームをオンした場合の周波数変化と比較すると、周波数変化ΔFは5%程度であり、イオンビームが良好に遮断され、オフ側のイオンビーム漏れを抑制していることがわかる。 Next, referring to FIG. 8, beam leakage is compared between when the off-side divided acceleration grid is set to a floating potential and when it is set to a positive potential. FIG. 8 shows a case where the ion gun and the neutralizer shown in FIG. 1 are used, and one split acceleration grid 116a is set to an acceleration potential, and the other split acceleration grid 116b is set to a floating potential (the switch 141b is connected to both). The frequency change of the crystal unit 201b when the main body potential is set (the state where the switch 141b is connected to the switch 142 side) and the acceleration potential is set (the state where the switch 141b is connected to the switch 143 side). It is the result of measuring ΔF. For the measurement, an AT-cut 25 MHz fundamental wave and a quartz vibrator with an excitation electrode Ag were used, the beam voltage was 1000 V, the discharge current was 500 mA, and the neutralizer emission current was 30 mA. When the divided acceleration grid 116b is set to a floating potential, it can be seen that the frequency change of the crystal resonator 201b is conspicuous and the ion beam leaks. Comparing this with the frequency change when the divided acceleration grid 116b is set to the acceleration potential (that is, when both beams are turned on), it can be seen that the frequency change ΔF is about 45% and leakage is large. On the other hand, when the divided acceleration grid 116b is set to the main body potential, there is almost no frequency change. Compared with the change in frequency when both beams are turned on, the change in frequency ΔF is about 5%, indicating that the ion beam is well cut off and ion beam leakage on the off side is suppressed.

ここで、図8に示した測定において分割加速グリッド116bをフローティング電位とした際、ニュートラライザエミッション電流値を変化させて、分割加速グリッド116bの電位を測定した結果を図9に示す。図より、ニュートラライザエミッション電流値がある値(図では20mA前後)よりも上がると、オフ側の分割加速グリッドの電位が真空槽の電位(グラウンド電位)まで急峻に降下することがわかる。即ち、ニュートラライザの電流値が小さい場合、フローティング電位とすることでイオンビームを良好に遮断することができるが、ニュートラライザの電流値が大きいとオフ側の分割加速グリッドの電位が真空槽の電位まで下がってしまい、ビームの漏れを抑えることができない。図8の測定では、ニュートラライザの電流値が大きく、オフ側の分割加速グリッドの電位が真空槽の電位となっていたため、ビーム漏れが生じていた。 Here, FIG. 9 shows the result of measuring the potential of the divided acceleration grid 116b by changing the neutralizer emission current value when the divided acceleration grid 116b is set to the floating potential in the measurement shown in FIG. From the figure, it can be seen that when the neutralizer emission current value rises above a certain value (around 20 mA in the figure), the potential of the off-side divided acceleration grid sharply drops to the potential of the vacuum chamber (ground potential). In other words, if the neutralizer current value is small, the ion beam can be blocked well by setting the floating potential. However, if the neutralizer current value is large, the potential of the off-side divided acceleration grid becomes the potential of the vacuum chamber. The beam leaks down and cannot be suppressed. In the measurement of FIG. 8, since the neutralizer current value was large and the potential of the off-side divided acceleration grid was the potential of the vacuum chamber, beam leakage occurred.

なお、必要なニュートラライザの電流値、即ちイオンビームの中和に必要な電子の供給量は種々である。例えば、イオンビーム電流密度が大きいほど中和に必要な電子量は多くなる。イオンビーム電流密度はグリッドに穿設される孔の数が多いほど大きい。   There are various neutralizer current values, that is, the amount of electrons supplied for neutralizing the ion beam. For example, as the ion beam current density increases, the amount of electrons required for neutralization increases. The ion beam current density increases as the number of holes formed in the grid increases.

また、例えば、イオンビームの照射対象である水晶振動子を図11(a)に示すように測定器に接続する場合と、図11(b)に示すように測定器に接続する場合とでは、図11(b)に示す場合の方が必要な中和電子量が多くなる。これは、負荷容量の存在により、照射対象面がフローティング状態となり帯電するためである。図11(a)に示す場合であっても抵抗値が大きければ照射対象面からグラウンドに流れる電荷が少なくなり、抵抗値が小さい場合よりも中和電子量が必要になる。或いは照射対象面がグラウンドに接続されていても、照射領域を画定するマスクが誘電体等である場合には、中和電子が必要になる。 In addition, for example, in the case where a crystal resonator to be irradiated with an ion beam is connected to a measuring instrument as shown in FIG. 11A, and in the case where it is connected to a measuring instrument as shown in FIG. The amount of neutralizing electrons required in the case shown in FIG. This is because the surface to be irradiated enters a floating state and is charged due to the presence of the load capacity. Even in the case shown in FIG. 11A, if the resistance value is large, the charge flowing from the irradiation target surface to the ground is reduced, and the amount of neutralizing electrons is required as compared with the case where the resistance value is small. Alternatively, even if the irradiation target surface is connected to the ground, neutralizing electrons are required when the mask that defines the irradiation region is a dielectric or the like.

以上より、装置構成その他によって必要なニュートラライザの電流値が変わってくるが、オフ側の分割加速グリッドを真空槽の電位よりも高くすれば、ニュートラライザの電流値を大きくする必要がある場合であっても、フローティング電位とするより、ビーム漏れを抑制することができる。より好ましくは、オフ側の分割加速グリッドの電位を遮蔽グリッドの電位と同じか、それよりも高くすれば、ニュートラライザの電流値によらず、ビームの漏洩を抑えることができる。例えば、図9では、20mA前後でオフ側分割加速グリッドの電位が降下しているが、この値はイオンガンの形状や各種設定電圧等により異なるため、ニュートラライザの電流値によらずビームの漏洩を抑止できることは有効である。オフ側の分割加速グリッドの電位を、遮蔽グリッドの電位と同じか、それよりも高くすることにより、加速グリッドの本来の役割であるイオンビームの引出しに必要な電位勾配が生じず、漏洩を抑止する。   From the above, the required neutralizer current value varies depending on the device configuration, etc., but if the off-side split acceleration grid is made higher than the vacuum chamber potential, the neutralizer current value needs to be increased. Even if it exists, beam leakage can be suppressed rather than making it a floating potential. More preferably, if the potential of the off-side divided acceleration grid is the same as or higher than the potential of the shielding grid, beam leakage can be suppressed regardless of the neutralizer current value. For example, in FIG. 9, the potential of the off-side divided acceleration grid drops around 20 mA, but this value varies depending on the shape of the ion gun, various set voltages, etc., so beam leakage does not depend on the current value of the neutralizer. It is effective to be able to suppress. By making the potential of the off-side split accelerating grid equal to or higher than the potential of the shielding grid, the potential gradient necessary for extraction of the ion beam, which is the original role of the accelerating grid, does not occur, and leakage is suppressed. To do.

本実施形態のイオンガン及びニュートラライザを用い、減速グリッドに負電圧を印加した上で、水晶振動子を加工対象として、その周波数変化ΔFを測定した結果を図10(a)に示す。同図には、イオンビームを2つオンした場合と、イオンビームの一方をオフした場合のオン側のイオンビーム(図1に示す装置でIa及びIbをオンした場合のIaと、Ibをオフした場合のIaに相当する)に対応する水晶振動子の周波数変化ΔFを示す。測定にはATカット25MHz基本波、励振電極Agの水晶振動子を用い、ビーム電圧を600V、放電電流を300mAとした。分割加速グリッドのオフ時、ビーム電源の正極側の電位を与えた。減速グリッドに負電圧を印加した上で、イオンビームの一方をオフした場合、イオンビームを2つオンした場合に比較して周波数変化ΔFが5%以内であった。
これに対し、本実施形態のイオンガン及びニュートラライザを用い、減速グリッドをグラウンドに接続した上で、水晶振動子を加工対象として、その周波数変化ΔFを測定した結果を図10(b)に示す。減速グリッドの電位の他測定条件は図10(a)に同じである。イオンビームを2つともオンした場合と、イオンビームの一方をオフした場合とでは、周波数変化ΔFに20%の差が生じた。この結果は、減速グリッドをグラウンドに接続した状態では、イオンビームの中和効果が薄れ、水晶振動子が帯電していることを意味する。ニュートラライザから供給された電子は、オフ側分割加速グリッドの正電位に引き寄せられ、水晶振動子位置における電子が不足し、水晶振動子がプラスに帯電したことに起因して、レートが低下している。これに対し、図10(a)では、ニュートラライザとオフ側分割加速グリッドとの間に配置される減速グリッドに負電圧を印加することにより、水晶振動子方向に向かう電子の量を増加させ、水晶振動子の帯電を防ぎ、レートを維持している。この点からも、本実施形態の荷電粒子照射装置では、オンしている側のイオンビームに与える影響が低いことがわかる。
FIG. 10A shows the result of measuring the frequency change ΔF using the ion gun and neutralizer of the present embodiment and applying a negative voltage to the deceleration grid and using the crystal resonator as a processing target. In the same figure, when two ion beams are turned on and when one of the ion beams is turned off, the on-side ion beam (Ia and Ib are turned off when Ia and Ib are turned on in the apparatus shown in FIG. 1). The frequency change ΔF of the crystal resonator corresponding to Ia in the case of For the measurement, an AT-cut 25 MHz fundamental wave and a quartz vibrator with an excitation electrode Ag were used, the beam voltage was 600 V, and the discharge current was 300 mA. When the split acceleration grid was turned off, a potential on the positive side of the beam power source was applied. When one of the ion beams was turned off after applying a negative voltage to the deceleration grid, the frequency change ΔF was within 5% compared to when two ion beams were turned on.
On the other hand, FIG. 10B shows the result of measuring the frequency change ΔF using the ion gun and neutralizer of the present embodiment and connecting the deceleration grid to the ground and using the crystal resonator as a processing target. The measurement conditions other than the potential of the deceleration grid are the same as in FIG. There was a difference of 20% in the frequency change ΔF between when both ion beams were turned on and when one of the ion beams was turned off. This result means that in the state where the deceleration grid is connected to the ground, the neutralizing effect of the ion beam is weakened and the crystal unit is charged. The electrons supplied from the neutralizer are attracted to the positive potential of the off-side divided acceleration grid, and the rate drops due to the shortage of electrons at the crystal resonator position and the crystal resonator being positively charged. Yes. On the other hand, in FIG. 10A, by applying a negative voltage to the deceleration grid arranged between the neutralizer and the off-side divided acceleration grid, the amount of electrons toward the crystal unit direction is increased, The crystal unit is prevented from being charged and the rate is maintained. Also from this point, it can be seen that the charged particle irradiation apparatus of the present embodiment has a low influence on the ion beam on the on side.

このように本実施の形態の荷電粒子照射装置では、減速グリッドをニュートラライザの負電圧と同じ電位とし、オフ側の分割加速グリッドを遮蔽グリッドの電位と同じ電位とすることにより、オン側のイオン電流密度の強度を損なうことなく、オフ側のイオンビームの漏れを抑制することができるため、イオンビームの良好なオン・オフ特性を得ることができる。更に、ニュートラライザによるイオンビームの中和効果を減じさせない。   Thus, in the charged particle irradiation apparatus of the present embodiment, the deceleration grid is set to the same potential as the negative voltage of the neutralizer, and the off-side divided acceleration grid is set to the same potential as the potential of the shielding grid. Since the leakage of the ion beam on the off side can be suppressed without impairing the strength of the current density, a good on / off characteristic of the ion beam can be obtained. Furthermore, the neutralizing effect of the ion beam by the neutralizer is not reduced.

なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更及び応用が可能である。例えば、上述した実施形態では減速グリッド117に負電圧を印加する構成であったが、これに限られず、図12及び図13に示すようにイオンガン51のイオン射出面近傍にリフレクタ151を設けることも可能である。この場合、リフレクタ151は、図13に示すようにイオンビームIa,Ibを遮らないように形成された孔151aを備える。このようなリフレクタ151を設置し、更にリフレクタ151を、減速グリッド117と同様にニュートラライザの負電圧と同じもしくはそれより低い電圧が印加する。これによりニュートラライザから供給される電子がイオンガン51側に引き寄せられることを防ぐことが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change and application are possible. For example, in the above-described embodiment, the negative voltage is applied to the deceleration grid 117. However, the present invention is not limited to this, and a reflector 151 may be provided near the ion emission surface of the ion gun 51 as shown in FIGS. Is possible. In this case, the reflector 151 includes a hole 151a formed so as not to block the ion beams Ia and Ib as shown in FIG. Such a reflector 151 is installed, and a voltage equal to or lower than the negative voltage of the neutralizer is applied to the reflector 151 similarly to the deceleration grid 117. Thereby, it is possible to prevent the electrons supplied from the neutralizer from being attracted to the ion gun 51 side.

また、図1では、ビーム電源の正電圧を分割加速グリッド116a,116bに印加する構成を例に挙げて説明したがこれに限られない。例えば、図14に示すように、ビーム電源の正極側に別電源を介して分割加速グリッド116a,116bを接続してもよい。また、図15に示すようにビーム電源の正極側に抵抗を介して分割加速グリッド116a,116bを接続してもよい。図14及び図15に示す構成により、分割加速グリッド116a,116bの電位は遮蔽グリッドの電位より高くなり、イオンビーム漏洩を抑止する効果が更に高まる。或いは、図16に示すように別電源を設けて分割加速グリッド116a,116bに電圧印加してもよい。更に、図1では、加速電源の負電圧を減速グリッド117に印加する場合を例に挙げて説明したが、図17に示すように、別途電源を設けて減速グリッド117に負電圧を印加する構成であっても良い。また、イオンビームを停止させる分割加速グリッドを放電電源の正極側に接続して、アノードと同電位とさせてもよい。   In FIG. 1, the configuration in which the positive voltage of the beam power source is applied to the divided acceleration grids 116 a and 116 b has been described as an example, but the configuration is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 14, the divided acceleration grids 116a and 116b may be connected to the positive electrode side of the beam power source via another power source. Further, as shown in FIG. 15, the divided acceleration grids 116a and 116b may be connected to the positive electrode side of the beam power source via a resistor. With the configuration shown in FIGS. 14 and 15, the potential of the divided acceleration grids 116 a and 116 b becomes higher than the potential of the shielding grid, and the effect of suppressing ion beam leakage is further enhanced. Alternatively, as shown in FIG. 16, a separate power source may be provided to apply a voltage to the divided acceleration grids 116a and 116b. Further, in FIG. 1, the case where the negative voltage of the acceleration power supply is applied to the deceleration grid 117 has been described as an example. However, as shown in FIG. 17, a separate power supply is provided to apply the negative voltage to the deceleration grid 117. It may be. Further, a divided acceleration grid for stopping the ion beam may be connected to the positive electrode side of the discharge power source so as to have the same potential as the anode.

また、図1、図14〜図16に、減速グリッド117に負電圧を、分割加速グリッド116a,116bに正電圧を印加する例を説明したが、電源の接続その他は図示の例に限られず、適宜選択すればよい。   Moreover, although the example which applies a negative voltage to the deceleration grid 117 and the positive voltage to the division | segmentation acceleration grids 116a and 116b was demonstrated to FIG. 1, FIG. 14-FIG. 16, connection of a power supply etc. are not restricted to the example of illustration, What is necessary is just to select suitably.

上記実施の形態では、2本のイオンビームIa,Ibを生成照射するイオンガン11とそれを用いた周波数調整装置について説明したが、イオンガンが照射するイオンビームの数は任意である。例えば、ビーム数を4とし、同時に加工する水晶振動子の数を4個としてもよい。   In the above embodiment, the ion gun 11 for generating and irradiating the two ion beams Ia and Ib and the frequency adjusting device using the ion gun 11 have been described. However, the number of ion beams irradiated by the ion gun is arbitrary. For example, the number of beams may be four, and the number of crystal resonators to be processed simultaneously may be four.

この場合には、例えば、十分なイオンを生成するために、フィラメント数を図1の構成よりも増加し、加速グリッド116を、例えば、図17(a)〜(c)に例示するように、任意のパターンで4分割し、それぞれに、ビーム孔群を形成する。また、各分割加速グリッドそれぞれに、分割加速グリッド制御スイッチを接続させる。このような構成とすれば、4つのイオンビームを生成して、4つの水晶振動子を並行して加工し、さらに、加工が終了したイオンビームから順番に、その照射を停止することができる。   In this case, for example, in order to generate sufficient ions, the number of filaments is increased from the configuration of FIG. 1, and the acceleration grid 116 is, for example, as illustrated in FIGS. A beam hole group is formed in each of the four patterns. Further, a divided acceleration grid control switch is connected to each divided acceleration grid. With such a configuration, it is possible to generate four ion beams, process the four crystal resonators in parallel, and stop the irradiation in order from the ion beam that has been processed.

上記実施の形態においては、水晶振動子の金属電極をエッチングすることにより、その共振周波数を調整(変更)する調整装置を例にこの発明を説明したが、エッチング及び調整の対象は任意である。例えば、水晶振動子以外の圧電デバイスの電極をエッチングする場合に適用可能である。また、エッチングの対象物やその材質は任意であり、例えば、金属、半導体、樹脂等をエッチングすることができる。   In the above embodiment, the present invention has been described by taking an example of an adjustment device that adjusts (changes) the resonance frequency by etching the metal electrode of the crystal resonator, but the object of etching and adjustment is arbitrary. For example, the present invention can be applied when etching electrodes of piezoelectric devices other than a crystal resonator. Further, an object to be etched and its material are arbitrary, and for example, metal, semiconductor, resin and the like can be etched.

また、上記実施の形態においては、スパッタ用のイオンとしてArイオンを使用したが、他のイオンを使用することも当然可能である。   In the above embodiment, Ar ions are used as sputtering ions, but other ions can naturally be used.

また、上述した各実施の形態では、各ビーム孔の群が多孔で構成される例のみを示したが、単孔でも実施可能である。また、各ビーム孔の平面形状は円径に限られず、楕円形、多角形であっても良い。   Further, in each of the above-described embodiments, only an example in which each group of beam holes is configured to be porous is shown, but the present invention can also be implemented with a single hole. Further, the planar shape of each beam hole is not limited to a circular diameter, and may be an ellipse or a polygon.

本発明の第1の実施の形態に係る周波数調整装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a frequency adjustment device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す周波数調整装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the frequency adjusting device shown in FIG. グリッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a grid. 図3に示すグリッドのXX−XX線断面図である。It is XX-XX sectional view taken on the line of the grid shown in FIG. 制御部の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of a control part. コレクタ電流の測定を行った装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the apparatus which measured the collector current. コレクタ電圧とコレクタ電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a collector voltage and a collector current. ニュートラライザの電流値が大きく、オフ側の分割加速グリッドの電位が真空槽の電位となっている場合のビーム漏れを測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the beam leak in case the electric current value of a neutralizer is large and the electric potential of the off-side division | segmentation acceleration grid is the electric potential of a vacuum chamber. オフ側の分割加速グリッドをフローティング電位とし、ニュートラライザエミッション電流値を変化させて、オフ側の分割加速グリッドの電位を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the electric potential of the off-side division | segmentation acceleration grid by changing the neutralizer emission electric current value by setting the off-side division | segmentation acceleration grid as a floating potential. (a)は、減速グリッドに負電圧を印加した上で両方のビームをオンした場合と、片方をオフした場合とで、水晶振動子の周波数変化ΔFを測定した結果を示す図であり、(b)は減速グリッドをグラウンドに接続した上で両方のビームをオンした場合と、片方をオフした場合とで、水晶振動子の周波数変化ΔFを測定した結果を示す図である。(A) is a figure which shows the result of having measured the frequency change (DELTA) F of the crystal oscillator by the case where both beams are turned on after applying a negative voltage to a deceleration grid, and the case where one is turned off. b) is a diagram showing the results of measuring the frequency change ΔF of the crystal resonator when both beams are turned on and one of the beams is turned off after the deceleration grid is connected to the ground. (a)及び(b)は、イオンビームの照射対象である水晶振動子を測定器に接続する例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the example which connects the crystal oscillator which is the irradiation object of an ion beam to a measuring device. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 図12に示すリフレクタを示す図である。It is a figure which shows the reflector shown in FIG. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 加速グリッドのパターンの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the pattern of an acceleration grid.

符号の説明Explanation of symbols

11,51 イオンガン
12 載置部
13 共振周波数測定部
14 制御部
15 シャッター
15a、15b シャッター
21 ビーム孔群
111 本体(チャンバ)
112 アノード(電極)
113 フィラメント
114 ガス導入部
115 遮蔽グリッド
116 加速グリッド
116a〜116d 分割加速グリッド
117 減速グリッド
125 ニュートラライザ
131 フィラメント電源
132 放電電源
133 ビーム電源
134 加速電源
141a,141b 加速グリッド制御スイッチ
142 加速グリッドオフ用スイッチ
143 加速グリッドオン用スイッチ
144 減速グリッド制御スイッチ
145 ビーム電源スイッチ
201a〜201b 水晶振動子
611〜613 ビーム孔
Ia,Ib イオンビーム
151 リフレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,51 Ion gun 12 Placement part 13 Resonance frequency measurement part 14 Control part 15 Shutter 15a, 15b Shutter 21 Beam hole group 111 Main body (chamber)
112 Anode (electrode)
113 Filament 114 Gas introduction part 115 Shielding grid 116 Acceleration grid 116a to 116d Split acceleration grid 117 Deceleration grid 125 Neutralizer 131 Filament power supply 132 Discharge power supply 133 Beam power supply 134 Acceleration power supply 141a, 141b Acceleration grid control switch 142 Acceleration grid off switch 143 Acceleration grid on switch 144 Deceleration grid control switch 145 Beam power switch 201a-201b Crystal oscillator 611-613 Beam hole Ia, Ib Ion beam 151 Reflector

Claims (14)

荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置であって、
荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
前記荷電粒子生成手段で生成された荷電粒子を引き出して荷電粒子ビームを出力する複数に分割された分割グリッドを有する加速グリッドと、
前記複数に分割された該加速グリッドの電位を個々に制御する制御手段と、を備え、
前記荷電粒子ビームを遮断する際、前記荷電粒子ビームを遮断する前記分割グリッドは、前記荷電粒子照射装置が配置される真空槽の電位より高い第1の電位とされることを特徴とする荷電粒子照射装置。
A charged particle irradiation apparatus for irradiating charged particles,
Charged particle generating means for generating charged particles;
An acceleration grid having a plurality of divided grids for extracting the charged particles generated by the charged particle generating means and outputting a charged particle beam;
Control means for individually controlling the potential of the acceleration grid divided into a plurality of parts,
When the charged particle beam is cut off, the divided grid that cuts off the charged particle beam has a first potential higher than a potential of a vacuum chamber in which the charged particle irradiation device is disposed. Irradiation device.
前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に遮蔽グリッドを備え、
前記第1の電位は、前記遮蔽グリッドの電位と同じ、又はこれより高いことを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。
A shielding grid is provided between the charged particle generating means and the acceleration grid,
The charged particle irradiation apparatus according to claim 1, wherein the first potential is the same as or higher than the potential of the shielding grid.
前記第1の電位を付与する第1の電源を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子照射装置。   The charged particle irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a first power source that applies the first potential. 前記加速グリッドの前記荷電粒子ビーム出力側に減速グリッドを備え、
前記減速グリッドは、前記真空槽の電位より低い第2の電位とされることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。
A deceleration grid is provided on the charged particle beam output side of the acceleration grid,
The charged particle irradiation apparatus according to claim 1, wherein the deceleration grid has a second potential lower than a potential of the vacuum chamber.
前記加速グリッドの前記荷電粒子ビーム出力側に減速グリッドを備え、
前記減速グリッドの外側に設置されたリフレクタを備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。
A deceleration grid is provided on the charged particle beam output side of the acceleration grid,
The charged particle irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a reflector installed outside the deceleration grid.
前記リフレクタは、前記真空槽の電位より低い第2の電位とされることを特徴とする請求項5に記載の荷電粒子照射装置。   The charged particle irradiation apparatus according to claim 5, wherein the reflector has a second potential lower than a potential of the vacuum chamber. 前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備え、
前記第2の電位は、前記ニュートラライザの負極側と同じ、又はこれより低いことを特徴とする請求項4又は6に記載の荷電粒子照射装置。
A neutralizer for neutralizing the charge of the charged particle beam;
The charged particle irradiation apparatus according to claim 4, wherein the second potential is the same as or lower than that of the negative electrode side of the neutralizer.
前記第2の電位を付与する第2の電源を備えることを特徴とする請求項4又は6に記載の荷電粒子照射装置。   The charged particle irradiation apparatus according to claim 4, further comprising a second power source that applies the second potential. 前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。   The charged particle irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a neutralizer that neutralizes charges of the charged particle beam. 前記制御手段は、各前記分割グリッドと前記第1の電源との間に個々に設置されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路を個別にオン・オフする手段とを備えることを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子照射装置。   The said control means is provided with the switch circuit separately installed between each said division | segmentation grid and said 1st power supply, and the means to turn on / off the said switch circuit separately, The said control circuit is provided. The charged particle irradiation apparatus according to 1. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の荷電粒子照射装置から構成されるイオンガンと、
圧電デバイスを複数個配置する配置手段と、
前記配置手段により配置された複数の圧電デバイスの共振周波数を判別する共振周波数判別手段と、
を備え、
前記共振周波数判別手段により、前記配置手段により配置された複数の該圧電デバイスの共振周波数をモニタしながら、並行して該複数の該圧電デバイスにイオンビームを照射して各圧電デバイスの少なくとも一部をエッチングすることにより複数の該圧電デバイスの共振周波数を調整する、ことを特徴とする周波数調整装置。
An ion gun comprising the charged particle irradiation device according to any one of claims 1 to 10,
An arrangement means for arranging a plurality of piezoelectric devices;
Resonance frequency discrimination means for discriminating resonance frequencies of a plurality of piezoelectric devices arranged by the arrangement means;
With
While the resonance frequency discriminating means monitors the resonance frequency of the plurality of piezoelectric devices arranged by the arrangement means, the plurality of piezoelectric devices are irradiated with an ion beam in parallel to at least part of each piezoelectric device. A frequency adjusting apparatus, wherein the resonance frequency of the plurality of piezoelectric devices is adjusted by etching.
真空槽内部に配置された所定の容器に荷電粒子生成手段によって荷電粒子を生成し、
前記荷電粒子生成手段で生成された荷電粒子を引き出して荷電粒子ビームを出力する複数に分割された分割グリッドを有する加速グリッドを配置し、
各加速グリッドに、電圧を印加して荷電粒子を引き出す方向に電圧勾配を形成して、前記プラズマ中の荷電粒子を荷電粒子ビームとして射出させ、
前記複数に分割された該加速グリッドの電位を個々に制御し、
前記加速グリッドを前記真空槽の電位より高い第1の電位とすることによって、前記荷電粒子ビームの射出を遮蔽する、ことを特徴とする荷電粒子制御方法。
Generate charged particles by a charged particle generating means in a predetermined container arranged inside the vacuum chamber,
An acceleration grid having a plurality of divided grids for extracting the charged particles generated by the charged particle generating means and outputting a charged particle beam is disposed,
A voltage gradient is formed in a direction in which charged particles are extracted by applying a voltage to each accelerating grid, and charged particles in the plasma are ejected as a charged particle beam,
Individually controlling the potential of the acceleration grid divided into a plurality of parts,
A charged particle control method characterized by shielding the emission of the charged particle beam by setting the acceleration grid to a first potential higher than the potential of the vacuum chamber.
前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に遮蔽グリッドを備え、
前記第1の電位は、前記遮蔽グリッドの電位と同じ、又はこれより高くすることを特徴とする請求項12に記載の荷電粒子制御方法。
A shielding grid is provided between the charged particle generating means and the acceleration grid,
The charged particle control method according to claim 12, wherein the first potential is equal to or higher than the potential of the shielding grid.
前記加速グリッドの外側に減速グリッドを配置し、
前記減速グリッドを前記真空槽の電位より低い第2の電位とすることを特徴とする請求項12又は13に記載の荷電粒子制御方法。
A deceleration grid is arranged outside the acceleration grid,
The charged particle control method according to claim 12 or 13, wherein the deceleration grid is set to a second potential lower than the potential of the vacuum chamber.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014062515A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-24 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source having a shutter assembly
WO2014136158A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
JP2019525392A (en) * 2016-06-30 2019-09-05 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Indirectly heated cathode ion source and Bernas ion source
US11120966B2 (en) 2019-09-03 2021-09-14 Applied Materials, Inc. System and method for improved beam current from an ion source
US11232925B2 (en) 2019-09-03 2022-01-25 Applied Materials, Inc. System and method for improved beam current from an ion source
TWI818252B (en) * 2017-06-05 2023-10-11 美商瓦里安半導體設備公司 Indirectly heated cathode ion source

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6215743A (en) * 1985-07-12 1987-01-24 Nissin Electric Co Ltd Ion processor
JPH062166A (en) * 1992-06-17 1994-01-11 Hitachi Ltd Ion beam etching device
JPH07312201A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Nissin Electric Co Ltd Ion beam operation method in ion doping device
JPH10208651A (en) * 1997-01-20 1998-08-07 Nissin Electric Co Ltd Ion source device and ion implanting method using the device
JP2007250523A (en) * 2006-02-15 2007-09-27 Showa Shinku:Kk Charged particle irradiation device and charged particle control method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6215743A (en) * 1985-07-12 1987-01-24 Nissin Electric Co Ltd Ion processor
JPH062166A (en) * 1992-06-17 1994-01-11 Hitachi Ltd Ion beam etching device
JPH07312201A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Nissin Electric Co Ltd Ion beam operation method in ion doping device
JPH10208651A (en) * 1997-01-20 1998-08-07 Nissin Electric Co Ltd Ion source device and ion implanting method using the device
JP2007250523A (en) * 2006-02-15 2007-09-27 Showa Shinku:Kk Charged particle irradiation device and charged particle control method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014062515A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-24 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source having a shutter assembly
WO2014136158A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
JP6059335B2 (en) * 2013-03-08 2017-01-11 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
JPWO2014136158A1 (en) * 2013-03-08 2017-02-09 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
US9852879B2 (en) 2013-03-08 2017-12-26 Canon Anelva Corporation Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
JP2019525392A (en) * 2016-06-30 2019-09-05 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド Indirectly heated cathode ion source and Bernas ion source
TWI728120B (en) * 2016-06-30 2021-05-21 美商瓦里安半導體設備公司 Ion source for enhanced ionization
TWI818252B (en) * 2017-06-05 2023-10-11 美商瓦里安半導體設備公司 Indirectly heated cathode ion source
US11120966B2 (en) 2019-09-03 2021-09-14 Applied Materials, Inc. System and method for improved beam current from an ion source
US11232925B2 (en) 2019-09-03 2022-01-25 Applied Materials, Inc. System and method for improved beam current from an ion source

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