JP5555934B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置であって、
本体内部に荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
前記本体の荷電粒子射出面に設けられ、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、
前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に設けられた遮蔽グリッドと、
前記本体と前記遮蔽グリッドとに第1の電位を付与する第1の電源と、
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、
前記制御手段は、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を前記第1の電位とすることを特徴とする。
前記減速グリッドは、前記荷電粒子照射装置が配置される真空槽の電位より低い第2の電位とされてもよい。
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。
前記リフレクタは、前記減速グリッドと同じ前記第2の電位とされてもよい。
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。
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。
真空槽内部に配置された本体の内部に荷電粒子生成手段によって荷電粒子を生成し、
前記本体の前記荷電粒子射出面に、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、
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配置し、
第1の電源によって前記遮蔽グリッドと前記本体とに第1の電位を付与し、
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。
前記減速グリッドを前記荷電粒子照射装置が配置される真空槽の電位より低い第2の電位としてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (11)
- 荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置であって、
本体内部に荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
前記本体の荷電粒子射出面に設けられ、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、
前記荷電粒子生成手段と前記加速グリッドとの間に設けられた遮蔽グリッドと、
前記本体と前記遮蔽グリッドとに第1の電位を付与する第1の電源と、
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、
前記制御手段は、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を前記第1の電位とすることを特徴とする荷電粒子照射装置。 - 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、前記荷電粒子照射装置が配置される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。 - 前記加速グリッドの前記荷電粒子ビーム出力側に減速グリッドを備え、
前記減速グリッドの外側に設置されたリフレクタを備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。 - 前記減速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低い第2の電位とされ、
前記リフレクタは、前記減速グリッドと同じ前記第2の電位とされることを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子照射装置。 - 前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備え、
前記第2の電位は、前記ニュートラライザの負極側と同じ、又はこれより低いことを特徴とする請求項2又は4に記載の荷電粒子照射装置。 - 前記第2の電位を付与する第2の電源を備えることを特徴とする請求項2又は4に記載の荷電粒子照射装置。
- 前記荷電粒子ビームの電荷を中和するニュートラライザを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。
- 前記制御手段は、各前記分割グリッドと前記第1の電源との間に個々に設置されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路を個別にオン・オフする手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射装置。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の荷電粒子照射装置から構成されるイオンガンと、
圧電デバイスを複数個配置する配置手段と、
前記配置手段により配置された複数の圧電デバイスの共振周波数を判別する共振周波数判別手段と、
を備え、
前記共振周波数判別手段により、前記配置手段により配置された複数の該圧電デバイスの共振周波数をモニタしながら、並行して該複数の該圧電デバイスにイオンビームを照射して各圧電デバイスの少なくとも一部をエッチングすることにより複数の該圧電デバイスの共振周波数を調整する、ことを特徴とする周波数調整装置。 - 真空槽内部に配置された本体の内部に荷電粒子生成手段によって荷電粒子を生成し、
前記本体の前記荷電粒子射出面に、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、
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配置し、
第1の電源によって前記遮蔽グリッドと前記本体とに第1の電位を付与し、
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。 - 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荷電粒子照射装置が配置される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10に記載の荷電粒子制御方法。
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