JP3008127B2 - イオンビーム装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビームスパッタやイオンビームミリン
グなどのイオンビーム装置に係り、特に真空チャンバを
開口せずにニュートラライザのフィラメントの交換を可
能としたイオンビーム装置に関する。
グなどのイオンビーム装置に係り、特に真空チャンバを
開口せずにニュートラライザのフィラメントの交換を可
能としたイオンビーム装置に関する。
従来のイオンビーム装置では、特公昭61−45378号公
報に記載されているように、ニュートラライザのフィラ
メントは真空チャンバ側に引き出されたイオンビームと
交差して配置され、その両側が端子で固定されている。
そして、CF4ガスやO2ガスなどを使用する反応性イオン
ビーム加工では、それらのガスによりニュートラライザ
が磨耗劣化して切れることがあるので、そのときは真空
チャンバを開口してフィラメントを交換しなければなら
ない。
報に記載されているように、ニュートラライザのフィラ
メントは真空チャンバ側に引き出されたイオンビームと
交差して配置され、その両側が端子で固定されている。
そして、CF4ガスやO2ガスなどを使用する反応性イオン
ビーム加工では、それらのガスによりニュートラライザ
が磨耗劣化して切れることがあるので、そのときは真空
チャンバを開口してフィラメントを交換しなければなら
ない。
上記従来技術では、反応性ガスを使用した場合、フィ
ラメントが切れることがあって、その度に真空チャンバ
を開口する必要がある。しかし、真空チャンバを開口す
ると、真空チャンバ内に大気中の水分が入り込み、その
水分が真空チャンバ内壁に付着・堆積するため、イオン
ビーム加工した時のプロセス条件が変化してしまうとい
う問題がある。しかも、フィラメントが切れる度に、真
空チャンバを開口してフィラメントを交換するというこ
とは非常に煩わしいことである。
ラメントが切れることがあって、その度に真空チャンバ
を開口する必要がある。しかし、真空チャンバを開口す
ると、真空チャンバ内に大気中の水分が入り込み、その
水分が真空チャンバ内壁に付着・堆積するため、イオン
ビーム加工した時のプロセス条件が変化してしまうとい
う問題がある。しかも、フィラメントが切れる度に、真
空チャンバを開口してフィラメントを交換するというこ
とは非常に煩わしいことである。
なお、真空チャンバ開口時のチャンバ内壁への水分の
付着・堆積を防止するために、真空チャンバを仕込み室
と処理室とに区分した、いわゆるロードロック方式のイ
オンビーム装置が提案されているが、上述したようなニ
ュートラライザのフィラメントが切れたときは、その度
に真空チャンバを開口してフィラメントを交換しなけれ
ばならない。
付着・堆積を防止するために、真空チャンバを仕込み室
と処理室とに区分した、いわゆるロードロック方式のイ
オンビーム装置が提案されているが、上述したようなニ
ュートラライザのフィラメントが切れたときは、その度
に真空チャンバを開口してフィラメントを交換しなけれ
ばならない。
本発明の目的は、ニュートラライザのフィラメントの
交換作業を軽減することができるイオンビーム装置を提
供することである。
交換作業を軽減することができるイオンビーム装置を提
供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、イオン源と、
該イオン源からのイオンを中性化するニュートラライザ
と、前記イオンを引き出して試料を微細加工をするため
の真空チャンバと、を備えたイオンビーム装置におい
て、前記ニュートラライザのフィラメントを連続的に供
給する供給手段を設けたものである。
該イオン源からのイオンを中性化するニュートラライザ
と、前記イオンを引き出して試料を微細加工をするため
の真空チャンバと、を備えたイオンビーム装置におい
て、前記ニュートラライザのフィラメントを連続的に供
給する供給手段を設けたものである。
また、本発明は、イオン源と、該イオン源からのイオ
ンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引き
出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、を
備えたイオンビーム装置において、前記ニュートラライ
ザのフィラメントが巻かれ、加工処理毎に前記フィラメ
ントを順次供給する供給側ボビンと、該供給側ボビンか
らのフィラメントを巻き取る巻取側ボビンと、を備えた
ものである。
ンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引き
出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、を
備えたイオンビーム装置において、前記ニュートラライ
ザのフィラメントが巻かれ、加工処理毎に前記フィラメ
ントを順次供給する供給側ボビンと、該供給側ボビンか
らのフィラメントを巻き取る巻取側ボビンと、を備えた
ものである。
また、本発明は、イオン源と、該イオン源からのイオ
ンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引き
出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、を
備えたイオンビーム装置において、前記ニュートラライ
ザのフィラメントを多角形状に配設するとともに、その
多角形状のフィラメントを回転自在に取付けたものであ
る。
ンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引き
出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、を
備えたイオンビーム装置において、前記ニュートラライ
ザのフィラメントを多角形状に配設するとともに、その
多角形状のフィラメントを回転自在に取付けたものであ
る。
さらに、本発明は、イオン源と、該イオン源からのイ
オンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引
き出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、
を備えたイオンビーム装置において、前記真空チャンバ
の側壁に真空引きが可能なロードロック室を配設すると
ともに、前記真空チャンバとロードロック室との連通部
に開閉自在なバルブを設け、前記真空チャンバ内の真空
を保持したままで、前記ニュートラライザのフィラメン
トを前記ロードロック室を介して前記真空チャンバ内に
供給する構成としたものである。
オンを中性化するニュートラライザと、前記イオンを引
き出して試料を微細加工をするための真空チャンバと、
を備えたイオンビーム装置において、前記真空チャンバ
の側壁に真空引きが可能なロードロック室を配設すると
ともに、前記真空チャンバとロードロック室との連通部
に開閉自在なバルブを設け、前記真空チャンバ内の真空
を保持したままで、前記ニュートラライザのフィラメン
トを前記ロードロック室を介して前記真空チャンバ内に
供給する構成としたものである。
上記構成によれば、例えば加工処理１回に対応してニ
ュートラライザのフィラメントを供給手段から供給する
ことができ、フィラメントが磨耗劣化するという事態を
防止することができる。これにより、フィラメントの断
線が完全に回避され、真空チャンバを開口する回数を大
幅に減らすことができるので、安定したプロセス条件に
てイオンビーム加工を行うことが可能となる。
ュートラライザのフィラメントを供給手段から供給する
ことができ、フィラメントが磨耗劣化するという事態を
防止することができる。これにより、フィラメントの断
線が完全に回避され、真空チャンバを開口する回数を大
幅に減らすことができるので、安定したプロセス条件に
てイオンビーム加工を行うことが可能となる。
具体的には、予め供給側ボビンに所定量のフィラメン
トを巻いておき、加工処理毎に一定量ずつ巻取側ボビン
に巻き取ったり、多角形状に配設されたフィラメントを
加工処理毎に一定量ずつ回転させたりすることにより、
フィラメントを連続的に供給する。
トを巻いておき、加工処理毎に一定量ずつ巻取側ボビン
に巻き取ったり、多角形状に配設されたフィラメントを
加工処理毎に一定量ずつ回転させたりすることにより、
フィラメントを連続的に供給する。
また、真空チャンバの側壁にロードロック室を配設
し、真空チャンバとロードロック室の連通部にバルブを
設けておけば、フィラメントが切れた場合に、真空チャ
ンバ内の真空を保持したままでフィラメントを新しいも
のに交換することができる。すなわち、切れたフィラメ
ントを一旦をロードロック室に引き抜いてからバルブを
閉じ、ロードロック室の扉を開けて、切れたフィラメン
トを取り除き新しいフィラメントをロードロック室にセ
ットしてから、ロードロック室を真空引きし、さらにバ
ルブを開いて新しいフィラメントを真空チャンバ内に挿
入する。
し、真空チャンバとロードロック室の連通部にバルブを
設けておけば、フィラメントが切れた場合に、真空チャ
ンバ内の真空を保持したままでフィラメントを新しいも
のに交換することができる。すなわち、切れたフィラメ
ントを一旦をロードロック室に引き抜いてからバルブを
閉じ、ロードロック室の扉を開けて、切れたフィラメン
トを取り除き新しいフィラメントをロードロック室にセ
ットしてから、ロードロック室を真空引きし、さらにバ
ルブを開いて新しいフィラメントを真空チャンバ内に挿
入する。
以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明のイオンビーム装置の全体構成を示し
ている。図に示すように、本発明のイオンビーム装置に
は、CF4ガスやO2ガスなどの反応性ガスを導入するガス
導入口１と、熱電子を発生するためのフィラメント２
と、そのフィラメント２を加熱するための電源3,4と、
プラズマ閉じ込め用の多極磁場を起こすための磁石５
と、イオンを加速するためのイオン源６と、該イオン源
６で矢印Ａ方向に加速されたイオンビーム７を引き出し
て、ホルダ８上の試料９を微細加工をするための処理室
10と、処理室10内に試料９を出し入れするための操作ロ
ッド11と、試料９を一時収納する仕込み室12と、が各々
設けられている。
ている。図に示すように、本発明のイオンビーム装置に
は、CF4ガスやO2ガスなどの反応性ガスを導入するガス
導入口１と、熱電子を発生するためのフィラメント２
と、そのフィラメント２を加熱するための電源3,4と、
プラズマ閉じ込め用の多極磁場を起こすための磁石５
と、イオンを加速するためのイオン源６と、該イオン源
６で矢印Ａ方向に加速されたイオンビーム７を引き出し
て、ホルダ８上の試料９を微細加工をするための処理室
10と、処理室10内に試料９を出し入れするための操作ロ
ッド11と、試料９を一時収納する仕込み室12と、が各々
設けられている。
また、処理室10内には、回転自在な供給側のボビン13
と、モータ14に連結された巻取側のボビン15とが取付け
られ、ボビン15に巻かれたニュートラライザのフィラメ
ント16が、第２図に示すように、モータ14の回転により
矢印Ｂ方向に搬送されてボビン15に巻き取られるように
なっている。またフィラメント16には、両ボビン13,15
の近傍において、それぞれ端子17,18により所定の力で
押えられ、フィラメント16に一定の張力が付加されてい
る。
と、モータ14に連結された巻取側のボビン15とが取付け
られ、ボビン15に巻かれたニュートラライザのフィラメ
ント16が、第２図に示すように、モータ14の回転により
矢印Ｂ方向に搬送されてボビン15に巻き取られるように
なっている。またフィラメント16には、両ボビン13,15
の近傍において、それぞれ端子17,18により所定の力で
押えられ、フィラメント16に一定の張力が付加されてい
る。
第３図および第４図は端子17,18の詳細縦断面を示し
ており、第３図はフィラメント16に沿った縦断面図、第
４図はフィラメント16に直角な横断面図である。図に示
すように、端子基部19は処理室10の側壁に固定され、こ
の端子基部19と押え部材20の間に配設されたフィラメン
ト16を、止めねじ21で係止されたバネ22の押圧力で押え
るようになっている。
ており、第３図はフィラメント16に沿った縦断面図、第
４図はフィラメント16に直角な横断面図である。図に示
すように、端子基部19は処理室10の側壁に固定され、こ
の端子基部19と押え部材20の間に配設されたフィラメン
ト16を、止めねじ21で係止されたバネ22の押圧力で押え
るようになっている。
また、フィラメント16はタンタル線で構成されてい
る。タンタル線は、タングステン線に比較して展延性に
富み、フィラメントを点火しても硬化することが少な
く、強度・巻き取り性等に優れているからである。
る。タンタル線は、タングステン線に比較して展延性に
富み、フィラメントを点火しても硬化することが少な
く、強度・巻き取り性等に優れているからである。
上記構成のイオンビーム装置において、試料９にイオ
ンビーム７を照射すると、イオンビーム７の電荷によっ
て試料９の表面が帯電（チャージアップ）し、試料９の
表面にイオンビーム７が当たらなくなってしまう。これ
を防止するために、イオンビーム７の範囲内にニュート
ラライザのフィラメント16が設けられている訳である
が、フィラメント16は反応性ガスの影響で数時間で切れ
てしまう。そこで、本実施例では、予め規定運転時間分
のフィラメント16をボビン13に巻いておき、試料９の加
工処理が１回終わったとき、試料９を交換するのと同時
に、モータ14を駆動してボビン15を回転させて１回分の
フィラメント16をボビン15に巻き取る。このとき、ボビ
ン13からは新しいフィラメント16がイオンビーム７の範
囲内に供給される。
ンビーム７を照射すると、イオンビーム７の電荷によっ
て試料９の表面が帯電（チャージアップ）し、試料９の
表面にイオンビーム７が当たらなくなってしまう。これ
を防止するために、イオンビーム７の範囲内にニュート
ラライザのフィラメント16が設けられている訳である
が、フィラメント16は反応性ガスの影響で数時間で切れ
てしまう。そこで、本実施例では、予め規定運転時間分
のフィラメント16をボビン13に巻いておき、試料９の加
工処理が１回終わったとき、試料９を交換するのと同時
に、モータ14を駆動してボビン15を回転させて１回分の
フィラメント16をボビン15に巻き取る。このとき、ボビ
ン13からは新しいフィラメント16がイオンビーム７の範
囲内に供給される。
また、イオンビーム７の範囲内のフィラメント16は、
端子17,18のバネ22で押えられているので、フィラメン
ト16に所定の張力を加えることができるとともに、バネ
22の押圧力は止めねじ21により調整できるため、フィラ
メント16は断線することなくスムーズに搬送される。そ
の結果、処理室10を開口させることなく、イオンビーム
装置を長時間連続的に運転することが可能となる。
端子17,18のバネ22で押えられているので、フィラメン
ト16に所定の張力を加えることができるとともに、バネ
22の押圧力は止めねじ21により調整できるため、フィラ
メント16は断線することなくスムーズに搬送される。そ
の結果、処理室10を開口させることなく、イオンビーム
装置を長時間連続的に運転することが可能となる。
第５図は本発明の他の実施例を示している。本実施例
ではニュートラライザのフィラメント25が多角形状に形
成されている。そして、この多角形状のフィラメント25
は処理室内に回転自在に取付けられる。多角形状のフィ
ラメント25のうち１つのフィラメントが、前記実施例と
同様に、イオンビームの範囲内に配置される。
ではニュートラライザのフィラメント25が多角形状に形
成されている。そして、この多角形状のフィラメント25
は処理室内に回転自在に取付けられる。多角形状のフィ
ラメント25のうち１つのフィラメントが、前記実施例と
同様に、イオンビームの範囲内に配置される。
このような構成において、多角形状のフィラメント25
を試料の加工処理毎に回転させれば、前記実施例と同じ
作用効果を得ることができる。
を試料の加工処理毎に回転させれば、前記実施例と同じ
作用効果を得ることができる。
第６図および第７図は本発明の更に他の実施例を示し
ている。第６図と第７図はニュートラライザのフィラメ
ント30を外部から交換できるようにしたもので、運転中
の状態を示している。図に示すように、処理室10の側壁
にロードロック室31が設けられ、このロードロック室31
と処理室10とはバルブ32を介して連通している。また、
その連通部の処理室10側には、矢印Ｃ・Ｄ方向に揺動し
て連通部を閉じたり開いたりするバルブ33が設けられて
いる。
ている。第６図と第７図はニュートラライザのフィラメ
ント30を外部から交換できるようにしたもので、運転中
の状態を示している。図に示すように、処理室10の側壁
にロードロック室31が設けられ、このロードロック室31
と処理室10とはバルブ32を介して連通している。また、
その連通部の処理室10側には、矢印Ｃ・Ｄ方向に揺動し
て連通部を閉じたり開いたりするバルブ33が設けられて
いる。
上記構成において、数時間の運転によりフィラメント
30が切れてしまった場合、バルブ32を開いてフィラメン
ト30を矢印Ｅ方向に引き抜いてから、バルブ33を矢印Ｃ
方向へ揺動させて連通部を閉じる。このとき、処理室10
内は真空が保持されている。そして、ロードロック室31
の図示していない扉を開いて、切れたフィラメント30を
新しいものに交換する。次に、ロードロック室31内を真
空引きしてから、バルブ33を矢印Ｄ方向へ揺動させて連
通部を開き、フィラメント30を矢印Ｅ方向に挿入させ、
さらにバルブ32を閉じる。
30が切れてしまった場合、バルブ32を開いてフィラメン
ト30を矢印Ｅ方向に引き抜いてから、バルブ33を矢印Ｃ
方向へ揺動させて連通部を閉じる。このとき、処理室10
内は真空が保持されている。そして、ロードロック室31
の図示していない扉を開いて、切れたフィラメント30を
新しいものに交換する。次に、ロードロック室31内を真
空引きしてから、バルブ33を矢印Ｄ方向へ揺動させて連
通部を開き、フィラメント30を矢印Ｅ方向に挿入させ、
さらにバルブ32を閉じる。
本実施例によれば、処理室10内の真空を保持したまま
フィラメント30を交換することが可能となる。
フィラメント30を交換することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、試料の処理加
工毎にニュートラライザのフィラメントが順次供給され
るため、フィラメントは磨耗劣化したものでなく常に新
しいものが使用され、フィラメントの断線といった不具
合を回避できるとともに、真空チャンバを長時間に亘っ
て開口しないで済み、安定したプロセス条件を得ること
が可能となる。
工毎にニュートラライザのフィラメントが順次供給され
るため、フィラメントは磨耗劣化したものでなく常に新
しいものが使用され、フィラメントの断線といった不具
合を回避できるとともに、真空チャンバを長時間に亘っ
て開口しないで済み、安定したプロセス条件を得ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のイオンビーム装置の全体構成図、第２
図はフィラメント供給機構の詳細図、第３図と第４図は
フィラメントを押える端子の詳細断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示すフィラメント供給機構の詳細図、
第６図と第７図は本発明の更に他の実施例を示すフィラ
メント供給機構の詳細図である。 ６……イオン源、９……試料、10……処理室、13……供
給側ボビン、14……モータ、15……巻取側ボビン、16,2
5,30……ニュートラライザのフィラメント、17,18……
端子、21……止めねじ、22……バネ、31……ロードロッ
ク室、32,33……バルブ。
図はフィラメント供給機構の詳細図、第３図と第４図は
フィラメントを押える端子の詳細断面図、第５図は本発
明の他の実施例を示すフィラメント供給機構の詳細図、
第６図と第７図は本発明の更に他の実施例を示すフィラ
メント供給機構の詳細図である。 ６……イオン源、９……試料、10……処理室、13……供
給側ボビン、14……モータ、15……巻取側ボビン、16,2
5,30……ニュートラライザのフィラメント、17,18……
端子、21……止めねじ、22……バネ、31……ロードロッ
ク室、32,33……バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−274051（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−59561（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/317
Claims (8)
- 【請求項１】イオン源と、該イオン源からのイオンを中
性化するニュートラライザと、前記イオンを引き出して
試料を微細加工をするための真空チャンバと、を備えた
イオンビーム装置において、 前記ニュートラライザのフィラメントを連続的に供給す
る供給手段を設けたことを特徴とするイオンビーム装
置。 - 【請求項２】イオン源と、該イオン源からのイオンを中
性化するニュートラライザと、前記イオンを引き出して
試料を微細加工をするための真空チャンバと、を備えた
イオンビーム装置において、 前記ニュートラライザのフィラメントが巻かれ、加工処
理毎に前記フィラメントを順次供給する供給側ボビン
と、該供給側ボビンからのフィラメントを巻き取る巻取
側ボビンと、を備えたことを特徴とするイオンビーム装
置。 - 【請求項３】請求項２記載のイオンビーム装置におい
て、 前記両ボビンは前記真空チャンバの側壁に絶縁されて固
定されていることを特徴とするイオンビーム装置。 - 【請求項４】請求項２記載のイオンビーム装置におい
て、 前記両ボビン間の近傍にはバネを内蔵した端子が設けら
れ、前記フィラメントは前記端子内のバネにより所定の
圧力で押圧されていることを特徴とするイオンビーム装
置。 - 【請求項５】請求項２記載のイオンビーム装置におい
て、 前記巻取側ボビンはモータにより駆動され、加工処理毎
に前記フィラメントを一定の長さだけ巻き取ることを特
徴とするイオンビーム装置。 - 【請求項６】イオン源と、該イオン源からのイオンを中
性化するニュートラライザと、前記イオンを引き出して
試料を微細加工をするための真空チャンバと、を備えた
イオンビーム装置において、 前記ニュートラライザのフィラメントを多角形状に配設
するとともに、その多角形状のフィラメントを回転自在
に取付けたことを特徴とするイオンビーム装置。 - 【請求項７】イオン源と、該イオン源からのイオンを中
性化するニュートラライザと、前記イオンを引き出して
試料を微細加工をするための真空チャンバと、を備えた
イオンビーム装置において、 前記真空チャンバの側壁に真空引きが可能なロードロッ
ク室を配設するとともに、前記真空チャンバとロードロ
ック室との連通部に開閉自在なバルブを設け、前記真空
チャンバ内の真空を保持したままで、前記ニュートララ
イザのフィラメントを前記ロードロック室を介して前記
真空チャンバ内に供給する構成としたことを特徴とする
イオンビーム装置。 - 【請求項８】請求項1,2,6又は７記載のイオンビーム装
置において、 前記フィラメントはタンタル線で構成されていることを
特徴とするイオンビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284081A JP3008127B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284081A JP3008127B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオンビーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160747A JPH04160747A (ja) | 1992-06-04 |
| JP3008127B2 true JP3008127B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=17674016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284081A Expired - Fee Related JP3008127B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | イオンビーム装置 |
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| JP (1) | JP3008127B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105206492A (zh) * | 2014-06-18 | 2015-12-30 | 上海华力微电子有限公司 | 一种改善带状离子束均匀性的装置 |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2284081A patent/JP3008127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04160747A (ja) | 1992-06-04 |
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