JP3513474B2 - Large diameter ion source - Google Patents

Large diameter ion source

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JP3513474B2
JP3513474B2 JP2000267957A JP2000267957A JP3513474B2 JP 3513474 B2 JP3513474 B2 JP 3513474B2 JP 2000267957 A JP2000267957 A JP 2000267957A JP 2000267957 A JP2000267957 A JP 2000267957A JP 3513474 B2 JP3513474 B2 JP 3513474B2
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忠久 塩野
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株式会社昭和真空
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイス、特
に圧電素子等の製造プロセスに用いるイオンビームエッ
チング用のイオン源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source for ion beam etching used in a manufacturing process of electronic devices, particularly piezoelectric elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電素子、例えば水晶振動子の共振周波
数は素板となる水晶片の厚みと、その表面に形成された
金属膜電極の膜厚によって決定されるため、所望の周波
数の水晶振動子を得るためには、まず水晶片を規定の厚
みで切り出した後、表面を研磨し、その表面に真空蒸
着、又はスパッタ蒸着等によってベースとなる金属膜電
極を形成し、この水晶片をしかるべき容器に搭載した
後、1個づつ水晶振動子の周波数を測定しながら、真空
蒸着によって、ベース電極膜上に上層金属膜を形成して
いくと、水晶振動子の周波数は徐々に低くなるので、こ
の周波数が所定値になった時に上層金属膜の形成を停止
し、所望の周波数を得ている。
2. Description of the Related Art Since the resonance frequency of a piezoelectric element, for example, a crystal oscillator, is determined by the thickness of a crystal piece, which is a base plate, and the film thickness of a metal film electrode formed on the surface of the crystal element, the crystal vibration of a desired frequency In order to obtain a child, first, a crystal piece is cut out to a specified thickness, the surface is polished, a metal film electrode serving as a base is formed on the surface by vacuum deposition, sputter deposition, or the like, and this crystal piece is sized. After mounting in an appropriate container and measuring the frequency of each crystal unit one by one, when forming the upper metal film on the base electrode film by vacuum evaporation, the frequency of the crystal unit gradually decreases. When this frequency reaches a predetermined value, the formation of the upper metal film is stopped and the desired frequency is obtained.

【0003】因みに、この真空蒸着の場合は、周波数調
整量が1000ppm程度の水晶振動子を、蒸着時間
2.5秒で所望値周波数の±2ppm以内の高精度に周
波数調整することが可能である。
Incidentally, in the case of this vacuum vapor deposition, it is possible to highly accurately adjust the frequency of a crystal oscillator having a frequency adjustment amount of about 1000 ppm within a desired value frequency of ± 2 ppm within a vapor deposition time of 2.5 seconds. .

【0004】しかしながら、この様に真空蒸着によって
水晶振動子の周波数調整を行うと、ベース電極膜上に新
たな蒸着膜が形成されることによりCI(クリスタルイ
ンピーダンス)値の増大や新たにスプリアスが発生した
り、既存のスプリアスレベルの増大による品質の劣化を
招く。又、周波数調整の蒸着膜は、製造コスト及び周波
数調整精度に重点が置かれてその蒸着速度が選択され、
また加熱ガス放出等の操作も行われないため、その膜質
がベース電極膜に比べて、密着性、充填密度、不純物濃
度、粒子径等の点で劣っており、更にベース電極膜と周
波数調整膜との間に境界層が存在することにより、水晶
振動子のエージング特性に悪影響を与える。
However, when the frequency of the quartz oscillator is adjusted by vacuum vapor deposition in this way, a new vapor deposition film is formed on the base electrode film, so that the CI (crystal impedance) value increases and new spurious is generated. Or the deterioration of quality due to the increase of the existing spurious level. In addition, the deposition rate of the frequency adjustment, the deposition rate is selected with an emphasis on manufacturing cost and frequency adjustment accuracy,
In addition, since the operation such as heating gas release is not performed, the film quality is inferior to the base electrode film in terms of adhesion, packing density, impurity concentration, particle size, and the like. The existence of the boundary layer between and adversely affects the aging characteristics of the crystal unit.

【0005】本願発明者は、これらを解決するために、
イオン源から引き出されるイオンビームによるエッチン
グによって水晶振動子の周波数を正確に調整する方法と
して、特願平11−134773、特願2000−06
4502を提案した。
In order to solve these problems, the present inventor has
As a method for accurately adjusting the frequency of the crystal resonator by etching with an ion beam extracted from an ion source, Japanese Patent Application No. 11-134773 and Japanese Patent Application No. 2000-06 are available.
Proposed 4502.

【0006】図1は、そのイオンビームエッチングによ
る水晶振動子の周波数調整の概念図を示す。真空容器1
内を10-3Pa以下に排気した後、円筒状のイオン源2
内部に不活性ガス導入パイプ3からArガスを導入し、
熱陰極4を通電加熱し、同じく円筒状の陽極5の外側に
配置した磁石9によって陽極に軸方向磁界を印加し、熱
陰極4と陽極5の間にマグネトロン放電を発生させ効率
良くArプラズマ6を生成し、ビーム電源12と、加速
電源13によって加速電極8に高電圧を印加することに
よって、Arの正イオンを引き出しイオンビーム10を
形成して、このイオンビームをニュートラライザー16
で発生される電子により中和し、中和されたビームを水
晶振動子20の電極膜に照射しイオンエッチングするこ
とによって水晶振動子の周波数を変化させる。
FIG. 1 is a conceptual diagram of the frequency adjustment of the crystal unit by the ion beam etching. Vacuum container 1
After evacuating the interior to 10 -3 Pa or less, a cylindrical ion source 2
Ar gas is introduced into the interior from the inert gas introduction pipe 3,
The hot cathode 4 is energized and heated, and an axial magnetic field is applied to the anode by a magnet 9 which is also arranged outside the cylindrical anode 5, and a magnetron discharge is generated between the hot cathode 4 and the anode 5 for efficient Ar plasma 6 By generating a high voltage and applying a high voltage to the accelerating electrode 8 by the beam power source 12 and the accelerating power source 13, the positive ions of Ar are extracted to form the ion beam 10, and this ion beam is neutralized by the neutralizer 16
Then, the frequency of the crystal oscillator is changed by irradiating the neutralized beam on the electrode film of the crystal oscillator 20 and performing ion etching.

【0007】この時、水晶振動子の周波数を測定しなが
らエッチングを行うと、エッチングにより水晶振動子の
周波数は徐々に高くなって行くので、この周波数が所定
の周波数になったところでシャッター19を閉じてエッ
チングを停止し、所望の周波数を得ている。周波数調整
された水晶振動子20は搬送レール21によって、キャ
リヤ22毎に取出室(図示しない)へ送られ取り出され
る。
At this time, if the etching is performed while measuring the frequency of the crystal unit, the frequency of the crystal unit gradually increases due to the etching. Therefore, when the frequency reaches a predetermined frequency, the shutter 19 is closed. Then, the etching is stopped to obtain the desired frequency. The frequency-controlled crystal oscillator 20 is sent to and taken out of a take-out chamber (not shown) by the carrier rail 21 for each carrier 22.

【0008】ここで、従来から行われてきた真空蒸着に
よる周波数調整装置では、調整レートは最大1000〜
3000ppm/sec程度得られている。イオンエネ
ルギー(V)、イオンビーム電流密度Ibd(mA/c
2 )で水晶振動子電極をスパッタエッチングする時の
エッチング速度R(ppm/sec)は、水晶振動子電
極金属の分子量:M、水晶振動子周波数:F(Hz)、
素電荷:e、アボガドロ数:NA 、水晶の周波数定数:
Nq、および水晶密度:Dqを用いて、
Here, in the conventional frequency adjusting device by vacuum vapor deposition, the adjusting rate is up to 1000-.
About 3000 ppm / sec is obtained. Ion energy (V), ion beam current density Ibd (mA / c
The etching rate R (ppm / sec) when the quartz oscillator electrode is sputter-etched at m 2 ) is as follows: molecular weight of the quartz oscillator electrode metal: M, quartz oscillator frequency: F (Hz),
Elementary charge: e, Avogadro's number: N A , crystal frequency constant:
Nq and crystal density: using Dq,

【数1】 となり、ATカット水晶振動子でその電極材料がAgの
時、
[Equation 1] And when the electrode material of the AT-cut crystal unit is Ag,

【数2】 で表され、スパッタ率Sは、図2のWhnerの実測値
で示されるように、イオンエネルギーで決まるため、水
晶振動子の周波数が決まり、イオンビームのエネルギー
が決まると、エッチング速度Rは、イオンビーム電流密
度Ibdに正比例する。
[Equation 2] Since the sputtering rate S is determined by the ion energy as shown by the measured value of Whner in FIG. 2, when the frequency of the crystal resonator is determined and the energy of the ion beam is determined, the etching rate R is It is directly proportional to the beam current density Ibd.

【0009】例えば、水晶振動子周波数F=20MH
z、Agの場合イオンエネルギー1000V時のスパッ
タ率S=4.1(図2参照)、イオンビーム電流密度I
bd=10mA/cm2 でエッチングする場合の調整レ
ートRは、数式[数2]よりR=2070ppm/se
cとなり、同じくイオンビーム電流密度Ibd=5mA
/cm2 時の調整レートは、R=1035ppm/se
cとなる。
For example, crystal oscillator frequency F = 20 MH
In the case of z and Ag, when the ion energy is 1000 V, the sputter rate S = 4.1 (see FIG. 2) and the ion beam current density I
The adjustment rate R in the case of etching at bd = 10 mA / cm 2 is R = 2070 ppm / se from the mathematical expression [Formula 2].
c, similarly, the ion beam current density Ibd = 5 mA
The adjustment rate at 1 / cm 2 is R = 1035 ppm / se
c.

【0010】従って、本発明のイオン源を用いた周波数
調整装置で従来方法と同等の生産タクトを得るには、こ
れと同等の調整レート(少なくとも1000〜2000
ppm/cm2 以上)が必要で、その為には上述の様
に、数式[数1]、および[数2]より、5〜10mA
/cm2 以上のイオンビーム電流密度が必要となる。
Therefore, in order to obtain a production tact equivalent to that of the conventional method with the frequency adjustment apparatus using the ion source of the present invention, an adjustment rate equivalent to this (at least 1000 to 2000).
ppm / cm 2 or more) is required, and for that purpose, as described above, from the formulas [Equation 1] and [Equation 2], 5 to 10 mA.
An ion beam current density of / cm 2 or more is required.

【0011】このようなイオンビームエッチングでは、
ベース電極膜上に新たな膜を形成することが無いため、
CI値の増大、新たなスプリアスの発生、既存のスプリ
アスレベルの増大、エージング特性の悪化等を生じない
ため、高品位な水晶振動子が得られる。
In such ion beam etching,
Since no new film is formed on the base electrode film,
A high-quality crystal oscillator can be obtained because an increase in CI value, generation of new spurious, increase in existing spurious level, deterioration of aging characteristics, etc. do not occur.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】この様にプラズマエッ
チング、イオンビームエッチング等のドライエッチング
による水晶振動子の周波数調整では、CI値、スプリア
ス、エージング特性において高品位な水晶振動子を得る
ことが出来るのであるが、周波数調整する水晶振動子
は、イオン源から引き出されるイオンビームの中心位置
へ1個づつ搬送され、エッチングすることによって周波
数調整が行われるため生産数量、或はコスト的にも限界
があった。
Thus, by adjusting the frequency of the crystal unit by dry etching such as plasma etching or ion beam etching, it is possible to obtain a crystal unit of high quality in terms of CI value, spurious and aging characteristics. However, the crystal units for frequency adjustment are transported one by one to the central position of the ion beam extracted from the ion source, and the frequency is adjusted by etching, which limits the production quantity or cost. there were.

【0013】特に近年伸長が著しい携帯電話等移動体通
信分野での半導体デバイス製造を中心に、イオンビーム
電流密度10mA/cm2 以上の高密度、イオンビーム
の均一性±3%以内、イオンビーム電流密度の再現性±
1%以内と言う非常に高精度な要求と共に、より一層の
生産性向上が要望されて来た。
Especially, in the field of semiconductor devices in the field of mobile communication such as mobile phones, which has been growing remarkably in recent years, high density of ion beam current density of 10 mA / cm 2 or more, uniformity of ion beam within ± 3%, ion beam current Density reproducibility ±
Along with the extremely high accuracy requirement of 1% or less, further improvement in productivity has been demanded.

【0014】ここで、生産性を向上し、均一な性能を有
する水晶振動子を含めた圧電素子等のデバイスを効率良
く生産するためには、大口径のイオンビームを用いて複
数のデバイスを同時にエッチングして作製することが考
えられる。しかし、10mA/cm2 という高電流密度
のイオンビームを得ようとすると、プラズマから入射す
る荷電粒子、および熱陰極からの輻射熱等により遮蔽電
極および加速電極に歪を生じる等の問題があった。
Here, in order to improve productivity and efficiently produce a device such as a piezoelectric element including a crystal oscillator having uniform performance, a plurality of devices are simultaneously produced by using an ion beam having a large diameter. It can be considered to make it by etching. However, when trying to obtain an ion beam with a high current density of 10 mA / cm 2 , there was a problem that the shielded electrode and the accelerating electrode were distorted by charged particles entering from plasma, radiant heat from a hot cathode, and the like.

【0015】本発明は、上述のような問題点を解決する
ために成されたもので、イオンビームエッチングによっ
て複数の水晶振動子の周波数を同時にしかも正確に調整
することが出来る、水晶振動子周波数調整用イオン源を
提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the frequency of a plurality of crystal resonators can be adjusted simultaneously and accurately by ion beam etching. The purpose is to provide a conditioning ion source.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の水晶振動子周波
数調整用イオン源は、イオンビーム電流密度10mA/
cm2 以上、イオンビームの均一性±3%以内、イオン
ビーム電流密度の再現性±1%以内と言う高精度な要求
と、より一層の生産性向上を実現するために、イオン源
本体の内部に陽極と、複数の熱陰極と、複数の細孔を有
する遮蔽電極、及びイオン引き出し用で同形状の複数の
細孔を有する加速電極を設け、イオン源全体と遮蔽電極
及び加速電極に直接水冷ジャケットを取り付ける冷却構
造とし、大口径のビーム引き出し口を持つ構成とした。
又、陽極の外側に磁石を配置し、不活性ガス導入用パイ
プがイオン源本体に接続されている。ここで冷却された
加速電極をイオンビームの断面に渡って複数の細孔をも
つ構造としたことでビームの断面に等しく加速電圧を掛
けられることとなり、ビームの均一性が向上する。
The ion source for adjusting the frequency of the crystal oscillator according to the present invention has an ion beam current density of 10 mA /
cm 2 or more, ion beam uniformity ± 3% or less, ion beam current density reproducibility ± 1% or less, and to further improve productivity An anode, a plurality of hot cathodes, a shield electrode having a plurality of pores, and an acceleration electrode having a plurality of pores of the same shape for extracting ions are provided, and the entire ion source, the shield electrode and the acceleration electrode are directly water-cooled. It has a cooling structure with a jacket attached and a beam outlet with a large diameter.
Further, a magnet is arranged outside the anode, and an inert gas introducing pipe is connected to the ion source body. Since the cooled accelerating electrode has a structure having a plurality of pores over the cross section of the ion beam, the accelerating voltage can be applied equally to the cross section of the beam, and the uniformity of the beam is improved.

【0017】また陽極と遮蔽電極の間にシールド板を設
けた。ここでシールド板は、プラズマからの荷電粒子、
および熱陰極からの輻射熱が直接電極へ到達することに
よる遮蔽電極および加速電極の歪を抑制し、つまりイオ
ンビームの出力低下をふせぐと共に、電極に近接して配
置することによってイオンビームの直進性を向上し、イ
オンビームの断面における電流密度の均一さを更に改善
している。
A shield plate was provided between the anode and the shield electrode. Here, the shield plate is charged particles from the plasma,
And suppress the distortion of the shield electrode and the acceleration electrode due to the radiant heat from the hot cathode reaching the electrode directly, that is, suppressing the output reduction of the ion beam, and by arranging it close to the electrode, the straightness of the ion beam is improved. The uniformity of the current density in the cross section of the ion beam is further improved.

【0018】更に、遮蔽電極及び加速電極の取り付けね
じの相対する位置に、ねじの逃げ機構を設け、グリッド
間のギャップ1mm以下を確保し、グリッドのメンテナ
ンス性を損なうこと無く冷却効果が得られる構造とし
た。
Further, a structure is provided in which a screw escape mechanism is provided at a position where the mounting screws of the shield electrode and the accelerating electrode are opposed to each other, a gap between grids of 1 mm or less is secured, and a cooling effect is obtained without impairing the maintainability of the grid. And

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(1)実施例の構成の説明 図3Aは、本発明による水晶振動子周波数調整用大口径
イオン源を示す断面図であり、図3Bは、斜視断面図で
ある。図1と対応する部分には同じ符号を付して示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (1) Description of Configuration of Embodiment FIG. 3A is a sectional view showing a large diameter ion source for crystal oscillator frequency adjustment according to the present invention, and FIG. 3B is a perspective sectional view. Portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0020】この発明では、イオン源本体2の内部に、
発生するイオンビームを囲むように配置された陽極5
と、複数の熱陰極4と、複数の細孔を有するイオン引き
出し用の遮蔽電極7と、遮蔽電極と同形状の複数の細孔
を有する加速電極8(遮蔽電極、および加速電極の細孔
の形状、数は用途に応じて異なる場合もある)とが設け
てあり、イオン源本体2、遮蔽電極7、及び加速電極8
には、各々水冷ジャケット23、24、25が直接取り
付けられている。ここで装置の発熱量に応じて水冷ジャ
ケットは適宜追加、または削減される。34は水冷ジャ
ケットに設けられた冷却水流路を示す。又、陽極5の外
側を囲むように磁石9を配置し、不活性ガス導入用パイ
プ3がイオン源本体2に接続されている。
In the present invention, inside the ion source body 2,
Anode 5 arranged so as to surround the generated ion beam
And a plurality of hot cathodes 4, a shield electrode 7 for extracting ions having a plurality of pores, and an acceleration electrode 8 having a plurality of pores of the same shape as the shield electrode (shield electrode and pores of the acceleration electrode). The shape and the number may differ depending on the application), and the ion source body 2, the shield electrode 7, and the acceleration electrode 8 are provided.
The water cooling jackets 23, 24, 25 are directly attached to each of them. Here, the water cooling jacket is appropriately added or removed depending on the amount of heat generated by the device. Reference numeral 34 indicates a cooling water passage provided in the water cooling jacket. A magnet 9 is arranged so as to surround the outside of the anode 5, and an inert gas introducing pipe 3 is connected to the ion source body 2.

【0021】一方、搬送レール21上には、キャリヤ2
2に搭載された複数の水晶振動子20がセットされ、複
数のシャッター19が取りつけられる。
On the other hand, the carrier 2 is mounted on the carrier rail 21.
A plurality of crystal oscillators 20 mounted in No. 2 are set, and a plurality of shutters 19 are attached.

【0022】図4Aおよび図4Bは、陽極と遮蔽電極の
間に取り付けたシールド板の取り付け構造を示す概略図
である。温度上昇による遮蔽電極7の歪を抑制するため
に、イオン源本体2の内部に設けられた陽極5の長辺方
向の開口長(a)に対して、約(0.8a)、同じく短
辺方向の開口長(b)に対して約(0.3b)の開口面
積(イオンビームとなる)をもつ遮蔽電極7および加速
電極8とほぼ同等な大きさ(0.8a×0.3b)の間
口面積をもつシールド板26を、陽極5と遮蔽電極7の
間に設置した。ただし、これはおおまかな目安であり陽
極5や遮蔽電極7などの配置様式に変更が加えられた場
合、それに応じて変化する。
4A and 4B are schematic views showing the mounting structure of the shield plate mounted between the anode and the shield electrode. In order to suppress the distortion of the shield electrode 7 due to the temperature rise, the opening length (a) in the long side direction of the anode 5 provided inside the ion source body 2 is approximately (0.8a), and the short side is also the same. Of the same size (0.8a × 0.3b) as the shield electrode 7 and the accelerating electrode 8 having an opening area (which becomes an ion beam) of about (0.3b) with respect to the opening length (b) in the direction. A shield plate 26 having a frontage area was installed between the anode 5 and the shield electrode 7. However, this is a rough guideline, and when the arrangement manner of the anode 5, the shield electrode 7, etc. is changed, it is changed accordingly.

【0023】図5は、グリッド間のギャップ1mm以下
を確保するための、ねじの逃げ機構の概略部分構造図を
示す。遮蔽電極7は、イオン源本体を取り付けた水冷ジ
ャケット24に遮蔽電極取り付けねじ27によって固定
される。又、加速電極8は、水冷ジャケット25に加速
電極取り付けねじ29によって固定される。更に、水冷
ジャケット24と水冷ジャケット25は、取り付けねじ
31によって固定一体化される。
FIG. 5 is a schematic partial structural view of a screw escape mechanism for ensuring a gap of 1 mm or less between grids. The shield electrode 7 is fixed to the water cooling jacket 24 to which the ion source body is attached by the shield electrode attaching screw 27. Further, the accelerating electrode 8 is fixed to the water cooling jacket 25 with an accelerating electrode mounting screw 29. Further, the water cooling jacket 24 and the water cooling jacket 25 are fixed and integrated by a mounting screw 31.

【0024】この時、遮蔽電極取り付けねじ27に対し
ては水冷ジャケット25を貫通して設けられた丸穴28
と、加速電極取り付けねじ29に対しては水冷ジャケッ
ト24に設けられた丸穴30が、各々取り付けねじの逃
げ機構となり遮蔽電極7と加速電極8とのギャップ32
は1mm以下に確保される。
At this time, a round hole 28 is formed through the water cooling jacket 25 for the shield electrode mounting screw 27.
With respect to the accelerating electrode mounting screw 29, the round holes 30 provided in the water cooling jacket 24 each serve as a mounting screw escape mechanism, and a gap 32 between the shield electrode 7 and the accelerating electrode 8 is formed.
Is less than 1 mm.

【0025】ここで、取り付けねじ31によって固定一
体化され、イオン源の組み立てが完了するが、例えば遮
蔽電極と加速電極のイオンビーム引出用細孔の穴位置が
若干ズレて組み立てられた場合、高電流密度のイオンビ
ームを得ることが不可能となる。この様な場合は、前記
水冷ジャケット25を貫通して設けられた丸穴28か
ら、遮蔽電極取り付けねじ27をゆるめて電極の穴位置
を合わせることも可能となり、優れたサービス性を示す
構成とした。
Here, the ion source is fixedly integrated by the mounting screw 31 and the assembling of the ion source is completed. For example, when the hole positions of the ion beam extraction pores of the shield electrode and the accelerating electrode are slightly misaligned and assembled, It becomes impossible to obtain an ion beam with a current density. In such a case, it is possible to loosen the shield electrode mounting screw 27 from the round hole 28 provided through the water cooling jacket 25 to align the hole position of the electrode, which is a configuration showing excellent serviceability. .

【0026】又、一定期間が経過して電極の交換が必要
となった場合は、取り付けねじ31を取り外すのみで、
水冷ジャケット24と水冷ジャケット25は分離するこ
とが出来、遮蔽電極7を交換する場合は取り付けねじ2
7を、加速電極8を交換する場合は取り付けねじ29を
取り外すのみで容易に遮蔽電極および加速電極を交換す
ることが出来、メンテナンス性に優れた構造となってい
る。
When the electrode needs to be replaced after a certain period of time, the mounting screw 31 is simply removed.
The water cooling jacket 24 and the water cooling jacket 25 can be separated, and when the shield electrode 7 is replaced, the mounting screw 2
When the accelerating electrode 7 is replaced, the shield electrode and the accelerating electrode can be easily replaced by simply removing the mounting screw 29, and the structure has excellent maintainability.

【0027】本実施例の構成では熱陰極を2つ有する矩
形状のイオン源を例に記述しているが、本発明はこの構
成に制限されることなく、複数の熱陰極を線状、アレイ
状、十字状、同心円状に配置することも可能であり、さ
らなる大型化に伴う均一性の改善のために加速電極の細
孔の密度を変化させる、あるいは加速電極をいくつかの
領域に分けて、異なる加速電圧を印加するといった変更
も、当業者には容易に想定できるだろう。
In the structure of this embodiment, a rectangular ion source having two hot cathodes is described as an example, but the present invention is not limited to this structure, and a plurality of hot cathodes are arranged in a linear array. It is also possible to arrange them in the shape of a circle, a cross, or concentric circles.The density of the pores of the accelerating electrode can be changed to improve the uniformity with further enlargement, or the accelerating electrode can be divided into several areas. A person skilled in the art can easily envision changes such as applying different acceleration voltages.

【0028】(2)実施例の作用・動作の説明 真空容器1内部を、10-3Pa以下に排気した後、不活
性ガス導入パイプ3からイオン源2内部にArガスを導
入し、複数の熱陰極4を熱陰極電源14によって通電加
熱し、同じく陽極5の外側に配置した磁石9によって陽
極に垂直方向の磁界を発生させ、熱陰極4と陽極5の間
にマグネトロン放電を発生させArプラズマ6を生成
し、ビーム電源12と、加速電源13によって加速電極
8に高電圧を印加することによって、Arの正イオンを
引き出し、イオンビーム10を形成する。加速電極はイ
オンビーム引き出し有効面積にわたって、複数の細孔を
もつ構造となっているためにビームの断面に均一に電圧
を印加することが出来る。
(2) Description of the operation and operation of the embodiment After evacuating the inside of the vacuum container 1 to 10 -3 Pa or less, Ar gas is introduced into the ion source 2 from the inert gas introducing pipe 3 to obtain a plurality of gases. The hot cathode 4 is energized and heated by the hot cathode power source 14, and a magnetic field in the vertical direction is generated by the magnet 9 also arranged outside the anode 5 to generate a magnetron discharge between the hot cathode 4 and the anode 5 to generate Ar plasma. 6 is generated, and a high voltage is applied to the acceleration electrode 8 by the beam power source 12 and the acceleration power source 13 to extract the positive ions of Ar and form the ion beam 10. Since the accelerating electrode has a structure having a plurality of pores over the effective area for extracting the ion beam, a voltage can be uniformly applied to the cross section of the beam.

【0029】この時複数の熱陰極から発生する熱によっ
てイオン源2内部は非常に高い温度迄上昇するが、図3
Aおよび図3Bに示す様にイオン源本体2に水冷ジャケ
ット23を、遮蔽電極7に水冷ジャケット24を、及び
加速電極8に水冷ジャケット25を、それぞれ直接取り
付ける冷却構造として温度の上昇は抑制される。又図4
Aおよび図4Bに示す様に陽極5と遮蔽電極7との間に
イオンビーム引き出し有効面積とほぼ同じ大きさの開口
を有するシールド板26を設けて、電極に入射するプラ
ズマからの荷電粒子、および熱陰極からの輻射熱をイオ
ン源本体へ逃がすことによって、遮蔽電極7および加速
電極8の変形を防ぐ。更に遮蔽電極7及び加速電極8の
取り付けねじ27、29の相対する位置に、ねじの逃げ
機構28、30を設けて、加速電極と遮蔽電極の間のギ
ャップを1mm以下に確保したことにより、イオンビー
ム引き出し有効幅60mmで、しかもイオンビーム電流
密度10mA/cm2 以上、イオンビームの均一性±3
%以内、イオンビーム電流密度の再現性(経時変化)±
1%以内と言う高精度なイオンビーム10を得ることが
でき、これによってキャリヤ22に搭載された複数の水
晶振動子20を同時にイオンビームエッチングして周波
数調整することが可能となった。
At this time, the inside of the ion source 2 rises to a very high temperature due to the heat generated from the plurality of hot cathodes.
As shown in A and FIG. 3B, the water cooling jacket 23 is directly attached to the ion source body 2, the water cooling jacket 24 is attached to the shield electrode 7, and the water cooling jacket 25 is attached to the acceleration electrode 8. . See also FIG.
As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, a shield plate 26 having an opening having substantially the same size as the ion beam extraction effective area is provided between the anode 5 and the shield electrode 7, and charged particles from the plasma incident on the electrode, and The deformation of the shield electrode 7 and the acceleration electrode 8 is prevented by radiating the radiant heat from the hot cathode to the ion source body. Further, screw escape mechanisms 28 and 30 are provided at positions where the attaching screws 27 and 29 of the shield electrode 7 and the accelerating electrode 8 are opposed to each other, and the gap between the accelerating electrode and the shielding electrode is secured to 1 mm or less. Beam extraction effective width 60 mm, ion beam current density 10 mA / cm 2 or more, ion beam uniformity ± 3
%, Reproducibility of ion beam current density (change over time) ±
It is possible to obtain a highly accurate ion beam 10 within 1%, which makes it possible to simultaneously perform ion beam etching on a plurality of crystal oscillators 20 mounted on the carrier 22 to adjust the frequency.

【0030】図6Aは、イオン源本体2に水冷ジャケッ
ト23のみを取り付けた場合のイオン源本体と、遮蔽電
極7の中央部及び複数の細孔(グリッド)左右の温度
を、放電開始から時間と共にプロットしたもので、30
分位でイオン源本体は70℃、複数の細孔の中央部が2
60℃、複数の細孔の左右が210℃と非常に高温にな
っている。
FIG. 6A shows the temperature of the ion source main body when only the water cooling jacket 23 is attached to the ion source main body 2, the central portion of the shield electrode 7 and the temperatures on the left and right of a plurality of pores (grids) with time from the start of discharge. It ’s a plot of 30
In the quantile, the ion source body is 70 ° C, and the central part of the plurality of pores is 2
The temperature is 60 ° C., and the left and right sides of the plurality of pores are 210 ° C., which are extremely high temperatures.

【0031】図6Bは、同じくイオン源本体に水冷ジャ
ケット23のみを取り付けた場合のイオンビーム電流密
度分布の均一性を表すもので、放電電流が1.0Aの
時、イオンビーム電流密度は約4〜4.5mA/cm2
であるが、放電電流3.5Aの時のイオンビーム電流密
度は約7〜10mA/cm2 と均一性としては非常に悪
い状態である。
FIG. 6B shows the uniformity of the ion beam current density distribution when only the water cooling jacket 23 is attached to the main body of the ion source. When the discharge current is 1.0 A, the ion beam current density is about 4. ~ 4.5 mA / cm 2
However, when the discharge current is 3.5 A, the ion beam current density is about 7 to 10 mA / cm 2, which is a very poor uniformity.

【0032】図7Aは、イオン源本体2に水冷ジャケッ
ト23を取り付け、更にシールド26を取り付けた場合
のイオン源本体と遮蔽電極の中央部及び複数の細孔(グ
リッド)の左右の放電開始からの温度分布を示す。30
分位でイオン源本体は約60℃と若干低くなっている
が、複数の細孔の中央部および左右共に約170℃と、
シールド板26は熱伝導率の高い材質を用いて、遮蔽電
極7の熱を本体側に逃がすので、図6Aと比較してシー
ルド板26を取り付けたことによる遮蔽電極7の温度上
昇の抑制効果が顕著に現れている。
FIG. 7A shows the case where the water cooling jacket 23 is attached to the ion source body 2 and the shield 26 is further attached, and the ion source body and the central portion of the shielding electrode and the left and right discharge start of a plurality of pores (grids) are started. The temperature distribution is shown. Thirty
At the quantile, the main body of the ion source is about 60 ° C, which is slightly lower, but about 170 ° C at both the center and the left and right of the multiple pores.
Since the shield plate 26 is made of a material having a high thermal conductivity and allows the heat of the shield electrode 7 to escape to the main body side, the effect of suppressing the temperature rise of the shield electrode 7 due to the attachment of the shield plate 26 is better than that of FIG. 6A. It is noticeable.

【0033】図7Bは、図7Aと同じ条件下でのイオン
ビーム電流密度分布の均一性を示すもので、放電電流
3.0Aの時のイオンビーム電流密度は9〜9.5mA
/cm2 と図6Bに比べて、シールド板を取り付けたこ
とにより均一性も大きく改善されることが理解される。
FIG. 7B shows the uniformity of the ion beam current density distribution under the same conditions as in FIG. 7A. The ion beam current density at a discharge current of 3.0 A is 9 to 9.5 mA.
/ Cm 2 and FIG. 6B, it is understood that the attachment of the shield plate also greatly improves the uniformity.

【0034】図7Cは、図7Aと同じ条件下でのイオン
ビーム電流密度の経時変化を示したものである。放電開
始からのイオンビーム電流密度の変化を時間と共にプロ
ットしたもので、イオンビーム電流密度の均一性は保た
れているが、時間と共にイオンビーム電流密度が低下
し、30分で約10〜9mA/cm2 に(10%)変化
して経時変化としては余り良くない状態である。
FIG. 7C shows a change over time in the ion beam current density under the same conditions as in FIG. 7A. The change in the ion beam current density from the start of discharge is plotted with time. Although the uniformity of the ion beam current density is maintained, the ion beam current density decreases with time, and about 10 to 9 mA / The change with time (10%) to cm 2 is not so good as the change over time.

【0035】図8Aは、本願発明の構成を全て取入れた
場合のイオン源本体と、遮蔽電極の複数の細孔(グリッ
ド)中央部および左右の放電開始からの温度分布を示
す。イオン源本体は約28℃で殆ど温度上昇は無く、又
複数の細孔の中央部、左右共、放電開始後5分で約70
℃平衡状態となり、水冷ジャケット23、24、25及
びシールド板26を取り付け、グリッド間のギャップを
1mm以下に確保した本願構成による各部の温度上昇に
対する抑制効果が非常に顕著であることが判る。
FIG. 8A shows the temperature distribution from the start of discharge on the ion source main body, the central portion of a plurality of pores (grids) of the shield electrode and the left and right discharges when all the configurations of the present invention are incorporated. The temperature of the main body of the ion source is about 28 ° C and there is almost no temperature rise, and the central portion of the plurality of pores, both left and right, is about 70 minutes after the start of the discharge.
It can be seen that the effect of suppressing the temperature rise of each part by the configuration of the present invention in which the water cooling jackets 23, 24, 25 and the shield plate 26 are attached and the gap between the grids is secured to 1 mm or less is very remarkable in the equilibrium state at ℃.

【0036】図8Bは、本願発明の構成を全て取り入れ
た場合のイオンビーム電流密度分布の均一性を示すもの
で、放電電流3.0A時のイオンビーム電流密度は1
0.8〜11.3mA/cm2 と優れた均一性を示す。
FIG. 8B shows the uniformity of the ion beam current density distribution when all the configurations of the present invention are incorporated. The ion beam current density at a discharge current of 3.0 A is 1
It shows excellent uniformity of 0.8 to 11.3 mA / cm 2 .

【0037】図8Cは、同じく本願発明の構成を全て取
入れた場合のイオンビーム電流密度の経時変化を示した
ものである。イオンビーム電流密度の均一性3%以内と
共に、放電開始後30分でのイオンビーム電流密度の経
時変化も1%以内に抑えることができた。
FIG. 8C shows the change over time in the ion beam current density when all the configurations of the present invention are incorporated. The uniformity of the ion beam current density was within 3%, and the change with time of the ion beam current density 30 minutes after the start of discharge could be suppressed within 1%.

【0038】(3)他の実施例の説明、他の用途への転
用例の説明 近年のオプトエレクトロニクス業界における通信機器、
液晶機器(つまりCD・MD・DVDプレーヤ、液晶プ
ロジェクタ、デジタルカメラ・ビデオ、光通信)等多く
の製品分野に光学部品のミラー、及びフィルター等が数
多く使用されている。
(3) Description of other embodiments, description of application to other uses Communication equipment in the optoelectronics industry in recent years,
Many mirrors and filters of optical parts are used in many product fields such as liquid crystal devices (that is, CD / MD / DVD players, liquid crystal projectors, digital cameras / videos, optical communications).

【0039】これらの光学薄膜デバイスは、薄膜が高充
填密度で低損失で有ること、基板の吸収及び内部・表面
散乱が極力小さいこと、経時変化が少ないこと等、高機
能・高精度な薄膜を効率的に形成する技術を必要として
いる。
These optical thin film devices are high-performance, high-precision thin films such that the thin film has a high packing density and low loss, the absorption of the substrate and the internal / surface scattering are as small as possible, and the change over time is small. There is a need for efficient forming technology.

【0040】図9は、これらの要求を満たすべく本願発
明のイオン源をIBS(イオンビームスパッタ)装置へ
応用した場合の概念図を示す。
FIG. 9 is a conceptual diagram when the ion source of the present invention is applied to an IBS (ion beam sputtering) device in order to satisfy these requirements.

【0041】真空容器1内を10-6Pa程度の高真空領
域まで排気した後、スパッタ用イオン源2を駆動してイ
オンビーム10を、ターゲットホルダー50に取り付け
られたターゲット51に照射することによって、基板ホ
ルダー56に取り付けられた基板57上に高充填密度の
光学薄膜を形成するもので、多層膜用にターゲットホル
ダー50には複数のターゲット51、52、53、54
が搭載され、更にアシスト用イオン源58が設けられて
いる。
By evacuating the inside of the vacuum container 1 to a high vacuum region of about 10 -6 Pa, the sputtering ion source 2 is driven to irradiate the target 51 attached to the target holder 50 with the ion beam 10. , A high packing density optical thin film is formed on a substrate 57 attached to a substrate holder 56, and a plurality of targets 51, 52, 53, 54 are provided in a target holder 50 for a multilayer film.
Is mounted, and an assisting ion source 58 is further provided.

【0042】本願発明のイオン源を、このようなIBS
装置のイオン源として用いる場合は、安定した成膜レー
トが得られることによって、高機能で高精度な光学薄膜
を成膜することが可能となる。
The ion source of the present invention is provided with such an IBS.
When it is used as an ion source of the apparatus, a stable film formation rate can be obtained, so that a highly functional and highly accurate optical thin film can be formed.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によるイオン源は、イオンビーム
電流密度10mA/cm2 以上の高密度で、イオンビー
ムの均一性±3%以内、イオンビーム電流密度の再現性
(経時変化)±1%以内と言う非常に高精度で、しかも
大きなイオンビーム取出し有効面積を有することによ
り、圧電素子等を複数同時エッチングして周波数調整を
行うことが可能となり、その生産性を大きく向上するこ
とが出来る。又、IBS(イオンビームスパッタ)装置
等に応用した場合は、高機能で高精度な光学薄膜を効率
よく成膜することが可能となる。
The ion source according to the present invention has a high ion beam current density of 10 mA / cm 2 or more, an ion beam uniformity of ± 3% or less, and an ion beam current density reproducibility of ± 1%. Since it is highly accurate and has a large effective area for extracting the ion beam, it is possible to simultaneously etch a plurality of piezoelectric elements and the like to adjust the frequency and greatly improve the productivity. When applied to an IBS (ion beam sputtering) device or the like, it becomes possible to efficiently form a highly functional and highly accurate optical thin film.

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

【図1】従来のイオン源による圧電素子の周波数調整の
概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of frequency adjustment of a piezoelectric element by a conventional ion source.

【図2】イオンエネルギーとスパッタ率の関係を示した
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between ion energy and a sputtering rate.

【図3A】本発明によるイオン源の概略を示す断面図で
ある。
FIG. 3A is a schematic sectional view of an ion source according to the present invention.

【図3B】本発明によるイオン源の概略を示す斜視断面
図である。
FIG. 3B is a perspective sectional view schematically showing an ion source according to the present invention.

【図4A】陽極と遮蔽電極間に取り付けたシールド板の
概略を示す横方向断面図である。
FIG. 4A is a lateral cross-sectional view schematically showing a shield plate attached between an anode and a shield electrode.

【図4B】陽極と遮蔽電極間に取り付けたシールド板の
概略を示す内側からの断面図である。
FIG. 4B is a cross-sectional view from the inside showing the outline of the shield plate attached between the anode and the shield electrode.

【図5】遮蔽電極及び加速電極と水冷ジャケットとの取
り付け部分構造図である。
FIG. 5 is a structural view of a part where the shield electrode, the acceleration electrode and the water cooling jacket are attached.

【図6A】イオン源本体2のみ水冷した場合の、イオン
源本体及び遮蔽電極の温度分布グラフを示す図である。
FIG. 6A is a diagram showing a temperature distribution graph of the ion source body and the shield electrode when only the ion source body 2 is water-cooled.

【図6B】イオン源本体2のみ水冷した場合の、イオン
ビーム電流密度分布の均一性を表すグラフ図である。
FIG. 6B is a graph showing the uniformity of the ion beam current density distribution when only the ion source body 2 is water-cooled.

【図7A】イオン源本体2のみ水冷し、更にシールド板
26を取り付けた場合のイオン源本体及び遮蔽電極の温
度分布グラフ図である。
FIG. 7A is a temperature distribution graph of the ion source body and the shield electrode when only the ion source body 2 is water-cooled and a shield plate 26 is further attached.

【図7B】イオン源本体2のみ水冷し、更にシールド板
26を取り付けた場合のイオンビーム電流密度分布の均
一性を表すグラフ図である。
FIG. 7B is a graph showing the uniformity of the ion beam current density distribution when only the ion source body 2 is water-cooled and the shield plate 26 is attached.

【図7C】イオン源本体2のみ水冷し、更にシールド板
26を取り付けた場合のイオンビーム電流密度の再現性
(経時変化)を表すグラフ図である。
FIG. 7C is a graph showing ion beam current density reproducibility (change with time) when only the ion source body 2 is water-cooled and a shield plate 26 is further attached.

【図8A】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
源本体及び遮蔽電極の温度分布グラフ図である。
FIG. 8A is a temperature distribution graph of the ion source body and the shield electrode when all the configurations of the present invention are incorporated.

【図8B】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
ビーム電流密度分布の均一性を表すグラフ図である。
FIG. 8B is a graph showing the uniformity of ion beam current density distribution when all the configurations of the present invention are incorporated.

【図8C】本願発明の構成を全て取入れた場合のイオン
ビームの再現性(経時変化)を表すグラフ図である。
FIG. 8C is a graph showing the reproducibility (change with time) of the ion beam when all the configurations of the present invention are incorporated.

【図9】本発明のイオン源をIBS装置に応用した場合
の概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram when the ion source of the present invention is applied to an IBS device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 イオン源本体 3 不活性ガス導入パイプ 4 熱陰極 5 陽極 6 Arプラズマ 7 遮蔽電極 8 加速電極 9 磁石 10 イオンビーム 11 放電電源 12 ビーム電源 13 加速電源 14 熱陰極電源 15 ビーム電源スイッチ 16 ニュートラライザー 17 ニュートラライザー電源 18 エミッション電流 19 シャッター 20 水晶振動子 21 搬送レール 22 キャリヤ 23 水冷ジャケット1 24 水冷ジャケット2 25 水冷ジャケット3 26 シールド板 27 遮蔽電極取り付けねじ 28 遮蔽電極取り付けねじ逃げ機構 29 加速電極取り付けねじ 30 加速電極取り付けねじ逃げ機構 31 水冷ジャケット24と水冷ジャケット25の取り
付けねじ 32 遮蔽電極と加速電極間のギャップ 33 イオンビーム引き出し口 34 冷却水流路
1 Vacuum Container 2 Ion Source Body 3 Inert Gas Introduction Pipe 4 Hot Cathode 5 Anode 6 Ar Plasma 7 Shielding Electrode 8 Accelerating Electrode 9 Magnet 10 Ion Beam 11 Discharge Power Supply 12 Beam Power Supply 13 Acceleration Power Supply 14 Hot Cathode Power Supply 15 Beam Power Switch 16 Neutralizer 17 Neutralizer power supply 18 Emission current 19 Shutter 20 Crystal oscillator 21 Carrier rail 22 Carrier 23 Water cooling jacket 1 24 Water cooling jacket 2 25 Water cooling jacket 3 26 Shield plate 27 Shield electrode mounting screw 28 Shield electrode mounting screw escape mechanism 29 Accelerator electrode Mounting screw 30 Accelerating electrode mounting screw escape mechanism 31 Mounting screw for water cooling jacket 24 and water cooling jacket 25 Gap between shield electrode and accelerating electrode 33 Ion beam outlet 34 Cooling water flow path

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−149882(JP,A) 特開 平8−250055(JP,A) 特開 平9−321563(JP,A) 特開 平8−148105(JP,A) 特開 平7−262949(JP,A) 特開 平7−192670(JP,A) 特開 昭61−34832(JP,A) 特開 昭63−66827(JP,A) 特開 昭61−118937(JP,A) 特開 昭63−151103(JP,A) 実開 平4−123061(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 27/14 Continuation of front page (56) Reference JP-A-11-149882 (JP, A) JP-A-8-250055 (JP, A) JP-A-9-321563 (JP, A) JP-A-8-148105 (JP , A) JP 7-262949 (JP, A) JP 7-192670 (JP, A) JP 61-34832 (JP, A) JP 63-66827 (JP, A) JP 61-118937 (JP, A) JP-A-63-151103 (JP, A) Fukuidai 4-123061 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 27/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 大口径のイオンビームを発生するイオン
源であって、 複数の熱陰極と、 1ないし複数の陽極と、 1ないし複数の細孔を有する遮蔽電極と、 前記遮蔽電極を冷却するための冷却手段と、 前記遮蔽電極の前面に、前記遮蔽電極と一致する形状の
1ないし複数の細孔を有する加速電極と、 前記加速電極のグリッド部以外に設けられ高いメンテナ
ンス性を有する、前記加速電極を冷却するための冷却手
段と、 前記陽極と前記遮蔽電極の間で前記遮蔽電極に近接する
位置に、温度上昇及び前記遮蔽電極の歪を抑制するため
の、イオンビーム通過領域にイオンビーム引出し有効面
積とほぼ同じ大きさの開口を持つシールド板とを含む大
口径イオン源。
1. An ion source for generating a large-diameter ion beam, comprising a plurality of hot cathodes, one to a plurality of anodes, a shield electrode having one to a plurality of pores, and cooling the shield electrode. Cooling means, an accelerating electrode having, on the front surface of the shield electrode, one or a plurality of pores having a shape matching the shield electrode, and having high maintainability provided in a region other than the grid portion of the accelerating electrode, A cooling unit for cooling the acceleration electrode, an ion beam passing region for suppressing temperature rise and distortion of the shielding electrode between the anode and the shielding electrode, in a position close to the shielding electrode. A large-diameter ion source including a shield plate having an opening having substantially the same size as the extraction effective area.
【請求項2】 大口径のイオンビームを発生するイオン
源であって、 複数の熱陰極と、 1ないし複数の陽極と、 1ないし複数の細孔を有する遮蔽電極と、 前記遮蔽電極を冷却するための冷却手段と、 前記遮蔽電極の前面に、前記遮蔽電極と一致する形状の
1ないし複数の細孔を有する加速電極と、 前記加速電極のグリッド部以外に設けられ高いメンテナ
ンス性を有する、前記加速電極を冷却するための冷却手
段と、さらに前記遮蔽電極と前記加速電極を各々の冷却
手段に直接固定し、かつ前記各々の冷却手段同士を一体
化して高い冷却効果をもたらすと共に、前記遮蔽電極と
前記加速電極とのギャップを1mm以下に維持するため
の固定手段と、を含む大口径イオン源。
2. An ion source for generating a large-diameter ion beam, comprising a plurality of hot cathodes, one to a plurality of anodes, a shield electrode having one to a plurality of pores, and cooling the shield electrode. Cooling means, an accelerating electrode having, on the front surface of the shield electrode, one or a plurality of pores having a shape matching the shield electrode, and having high maintainability provided in a region other than the grid portion of the accelerating electrode, Cooling means for cooling the accelerating electrode, further directly fixing the shielding electrode and the accelerating electrode to the respective cooling means, and integrating the respective cooling means with each other to provide a high cooling effect, and the shielding electrode And a fixing means for maintaining the gap between the accelerating electrode and 1 mm or less, a large diameter ion source.
【請求項3】 前記固定手段において、前記遮蔽電極と
前記加速電極の前記各々の冷却手段はねじによって固定
され、前記ねじの、前記それぞれの電極に相対する位置
にねじの逃げ機構が設けられている請求項2に記載の大
口径イオン源。
3. In the fixing means, each of the cooling means of the shield electrode and the accelerating electrode is fixed by a screw, and a screw escape mechanism is provided at a position of the screw facing the respective electrodes. The large diameter ion source according to claim 2.
【請求項4】 前記陽極と前記遮蔽電極の間で前記遮蔽
電極に近接する位置に、温度上昇及び前記遮蔽電極の歪
を抑制するための、イオンビーム通過領域に開口を持つ
シールド板を含む請求項2に記載の大口径イオン源。
4. A shield plate having an opening in an ion beam passage region for suppressing temperature rise and distortion of the shield electrode is provided between the anode and the shield electrode in a position close to the shield electrode. The large-diameter ion source according to Item 2.
【請求項5】 前記大口径イオン源の本体を冷却するた
めの冷却手段を更に含む請求項1または2に記載の大口
径イオン源。
5. The large diameter ion source according to claim 1, further comprising cooling means for cooling the main body of the large diameter ion source.
【請求項6】 前記冷却手段は、水冷ジャケットが直接
取り付けられた冷却構造をとっている請求項1または2
に記載の大口径イオン源。
6. The cooling structure according to claim 1, wherein the cooling means has a cooling structure to which a water cooling jacket is directly attached.
Large-diameter ion source described in.
【請求項7】 前記陽極の近傍にマグネットを含む請求
項1または2に記載の大口径イオン源。
7. The large diameter ion source according to claim 1, further comprising a magnet near the anode.
【請求項8】 前記シールド板が熱伝導率の高い材料か
らなる請求項1または4に記載の大口径イオン源。
8. The large diameter ion source according to claim 1, wherein the shield plate is made of a material having a high thermal conductivity.
【請求項9】 前記イオンビームが10mA/cm
上の高密度、イオンビームの均一性±3%以内、イオン
ビーム電流密度の再現性±1%以内、かつ断面の幅が6
0mm以上である請求項1または2に記載の大口径イオ
ン源。
9. The ion beam has a high density of 10 mA / cm 2 or more, the uniformity of the ion beam is within ± 3%, the reproducibility of the ion beam current density is within ± 1%, and the width of the cross section is 6 or less.
The large-diameter ion source according to claim 1, which has a diameter of 0 mm or more.
【請求項10】 真空室内に電極を有する圧電素子を複
数配置し、請求項1ないし9に記載の大口径イオン源を
用いて、前記複数の圧電素子上の電極を同時にイオンビ
ームエッチングし、前記複数の圧電素子の周波数を同時
に調整する方法、及びその装置。
10. A plurality of piezoelectric elements having electrodes are arranged in a vacuum chamber, and the electrodes on the plurality of piezoelectric elements are simultaneously ion-beam etched by using the large-diameter ion source according to claim 1, A method and apparatus for simultaneously adjusting the frequencies of a plurality of piezoelectric elements.
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