JP2009211955A - Charged particle irradiation device, frequency adjustment device using it, and charged particle control method - Google Patents
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Abstract
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
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。
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
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
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
The resonance
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
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
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
The
The
The
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
The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
112 Anode (electrode)
113
Claims (14)
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.
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.
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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