JPH031428A - Ion beam apparatus - Google Patents
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Abstract
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装置に係り、特にイオンビーム加
工機に使用するのに好適なイオン源１！極を有するイオ
ンビーム装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ion beam device, and particularly an ion source 1 suitable for use in an ion beam processing machine! The present invention relates to an ion beam device having a pole.
イオンビームミリング装置や、イオンビーム打込み装置
等のイオンビーム加工機で使用されるイオン源は、第３
図に示す通り、少なくとも１ヶ以上の穴を有する少なく
とも１枚以上のイオン源電極１（第３図においては２枚
）と、イオン源チャンバ２より構成され、イオンビーム
３を発生し、試料４を照射してこれを加工する。（スパ
ッタ、打込み、デポジション等）。なお、第３図には記
載していないが、真空排気のための真空排気装置等が必
要となる。The ion source used in ion beam processing machines such as ion beam milling equipment and ion beam implantation equipment is
As shown in the figure, it is composed of at least one ion source electrode 1 (two electrodes in FIG. 3) having at least one or more holes, and an ion source chamber 2, which generates an ion beam 3 and a sample 4. Process this by irradiating it. (sputtering, implantation, deposition, etc.). Although not shown in FIG. 3, a vacuum evacuation device or the like is required for evacuation.
従来イオンビーム装置には、このイオン源電極１として
等方性黒鉛などのガス放出量の多い材質が使われる様に
なってきた。なお、等方性黒鉛のガス放出特性に関して
は、「核融合炉第一壁としての黒鉛共通材料の総合的特
性評価」 （昭和６１年度研究成果報告書）等で報告さ
れている。Conventional ion beam devices have come to use materials such as isotropic graphite that emit a large amount of gas as the ion source electrode 1. The gas release characteristics of isotropic graphite are reported in ``Comprehensive Characteristics Evaluation of Graphite Common Material as the First Wall of Fusion Reactors'' (FY 1988 Research Results Report), etc.
しかしながら上記従来技術は、イオン源電極よりのガス
放出に関しては配慮がされておらず、イオン源電極より
放出されたガスが、試料に悪影響を与えるという問題点
があった。However, the above-mentioned conventional technology does not take into account gas release from the ion source electrode, and there is a problem in that the gas released from the ion source electrode has an adverse effect on the sample.
たとえばイオン源電極の清浄時に、イオン源電極内部に
吸着したアルコール類などの物質が、イオンビーム照射
時にイオン源電極内部よりアウトガスとして放出され、
試料に付着して汚染してしまうなどの問題があげられる
。For example, when cleaning the ion source electrode, substances such as alcohols adsorbed inside the ion source electrode are released as outgas from inside the ion source electrode during ion beam irradiation.
Problems include adhesion to the sample and contamination.
本発明の第１の目的は、イオン源電極よりのガス放出を
防止することにある。また本発明の第２の目的は、ガス
放出を防止したイオン源電極を容易に製造する方法を提
供することにある。そして本発明の第３の目的は、イオ
ン源電極よりのガス放出による試料への悪影響を防止し
たイオンビーム加工機を提供することにある。A first object of the present invention is to prevent gas release from the ion source electrode. A second object of the present invention is to provide a method for easily manufacturing an ion source electrode that prevents gas release. A third object of the present invention is to provide an ion beam processing machine that prevents a sample from being adversely affected by gas discharge from an ion source electrode.
上記第１の目的を達成するために本発明は、イオン源チ
ャンバとイオン源電極を備え、該イオン源チャンバ内で
生成されるプラズマから前記イオン源電極でイオンビー
ムを引出すイオンビーム装置において、前記イオン源電
極は、少くとも一枚の電極が原子構造の異なる層を有す
る多層構造のものであることを特徴とするものである。In order to achieve the first object, the present invention provides an ion beam apparatus that includes an ion source chamber and an ion source electrode, and uses the ion source electrode to extract an ion beam from plasma generated within the ion source chamber. The ion source electrode is characterized in that at least one electrode has a multilayer structure in which layers have different atomic structures.
また、イオン源電極は、少くとも一枚の電極の表面層を
原子間の距離のち密な物質層とすることによって、内部
層に含まれる物質の透過量の少ない層としたものである
。Furthermore, the ion source electrode is such that at least one surface layer of the electrode is made of a material layer in which the distance between atoms is dense, so that the amount of material contained in the internal layer permeates through the layer is small.
そして第２の目的を達成するために、イオン源電極のう
ち少くとも一枚は、イオンビーム引き出し穴の加工後に
、原子構造の異なる物質によって表面をコーティングす
ることを特徴とし、第３の目的を達成するために、イオ
ン源チャンバからイオン源電極によって引き出されたイ
オンビームを試料に照射して加工するイオンビーム加工
機において、前記イオン源電極は、少くとも一枚の電極
が原子構造の異なる層を有する多層構造のものであるこ
とを特徴とするものである。In order to achieve the second objective, at least one of the ion source electrodes is characterized in that its surface is coated with a substance having a different atomic structure after the ion beam extraction hole is formed. In order to achieve this, in an ion beam processing machine that processes a sample by irradiating the sample with an ion beam extracted from an ion source chamber by an ion source electrode, the ion source electrode has at least one layer with a different atomic structure. It is characterized by having a multilayer structure.
上記構成によれば、イオン源電極を多層構造とし、イオ
ン源チャンバと反対側の表面層をガス透過量の少ない物
質でできた層とすることにより、内部の層に吸着された
物質がアウトガスとして放出するのを防止できる。According to the above configuration, the ion source electrode has a multilayer structure, and the surface layer on the opposite side from the ion source chamber is made of a material with low gas permeation rate, so that the material adsorbed on the inner layer is released as outgas. can be prevented from being released.
また、穴加工後、表面にコーテイング膜をつけることに
より、表面層を穴加工することなく多層構造をもつイオ
ン源電極を製造することができる。Further, by applying a coating film to the surface after drilling, an ion source electrode having a multilayer structure can be manufactured without drilling holes in the surface layer.
また、多層構造をもつイオン源電極を使用することによ
って、試料に対してガス放出による悪影響のないイオン
ビーム加工機が可能となる。Furthermore, by using an ion source electrode with a multilayer structure, an ion beam processing machine that does not have any adverse effects on the sample due to gas release becomes possible.
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図は本発明の要部である１枚のイオン源電極１１の
断面図である。第１図において、イオン源電極１１は、
物質１２でできた層１３及び暦１３の表面側の物質１４
でできた層１５，１６の３層にて構成される。FIG. 1 is a cross-sectional view of one ion source electrode 11, which is the essential part of the present invention. In FIG. 1, the ion source electrode 11 is
Layer 13 made of substance 12 and substance 14 on the surface side of calendar 13
It is composed of three layers, layers 15 and 16 made of.
第２図は第１図のＡ部拡大図、即ち層１３と、層１５又
は１６（図では層１６）の一部を拡大したものである。FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. 1, that is, layer 13 and part of layer 15 or 16 (layer 16 in the figure).
層１５，１６がない場合、Ｎ１３に吸着された物質１７
は、アウトガスとして放出され試料に悪影響を及ぼす。If there are no layers 15 and 16, the substance 17 adsorbed on N13
is released as outgas and has an adverse effect on the sample.
しかし／１ｆ１５，１６は、吸着された物質１７（例え
ばアルコール分子）の透過量が少ない物質でできている
ため、外部への放出が防止できるという効果がある。However, since /1f15 and 16 are made of a substance that allows a small amount of adsorbed substance 17 (for example, alcohol molecules) to permeate, they have the effect of preventing release to the outside.
即ち、第２図において、イオン源電極の表面の層１６は
、原子（符号１８で示す）構造が、Ｎ１３の物質１２の
原子（符号１９で示す）構造よりち密に構成された物質
１４でできている。そのために、層１３の内部に吸着さ
れた物質１７は、層１６を透過することができない。ま
た、層１６の表面から異物質が層１３の内部に入り込む
ことも防止される。That is, in FIG. 2, the layer 16 on the surface of the ion source electrode is made of a substance 14 whose atomic structure (indicated by 18) is more densely structured than the atomic structure (indicated by 19) of the N13 substance 12. ing. Therefore, the substance 17 adsorbed inside the layer 13 cannot pass through the layer 16. Further, foreign substances are also prevented from entering the inside of the layer 13 from the surface of the layer 16.
また、イオン源電極１１には少なくとも１ヶ以上のイオ
ンビーム引出し用の穴加工をする必要があるが、層１３
に穴加工をおこなった後、層１５゜１６をコーティング
によってつくることも可能である。この方法だと、層１
５．１６に穴加工が不要となる。Furthermore, although it is necessary to drill at least one hole for extracting the ion beam in the ion source electrode 11, the layer 13
It is also possible to produce the layers 15, 16 by coating after drilling the holes. With this method, layer 1
5. No need to drill holes in 16.
コーティング方法としては、イオンビームミキシング技
術、イオンビームスパッタ技術、化学蒸着による方法な
どが応用できる。As a coating method, ion beam mixing technology, ion beam sputtering technology, chemical vapor deposition method, etc. can be applied.
もちろん層１３と層１５，１６と同一物質でもよいし、
また異なる物質でも可能である。たとえば、六開けが容
易な鉄を層１３とし、成形穴開は後、イオンビームミキ
シング技術でチタンナイトライド（Ｔ ： Ｎ）をコー
ティングして層１５．１６とする。こうすることによっ
て、鉱内部よりのアウトガスを防止できる他、鉄自身に
よる試料の汚染も防止できるという効果がある。Of course, the layer 13 and layers 15 and 16 may be made of the same material,
It is also possible to use different substances. For example, the layer 13 is made of iron, which is easy to drill, and after forming the holes, the layers 15 and 16 are coated with titanium nitride (T:N) using an ion beam mixing technique. This has the effect of not only preventing outgassing from inside the ore but also preventing contamination of the sample with the iron itself.
また、層１３を等方性黒鉛とし、層１５．１６として熱
分解炭素を化学蒸着法によってコーティングするといっ
た。同一物質（この場合炭素）の構造の異なる層を多層
構造としてイオン源電極を構成することも可能である。Further, the layer 13 is made of isotropic graphite, and the layers 15 and 16 are coated with pyrolytic carbon by chemical vapor deposition. It is also possible to configure the ion source electrode with a multilayer structure of layers of the same material (carbon in this case) with different structures.
コーティングによればイオン源電極を増やすことができ
るという効果もある。また、穴の内面まで［１５，１６
が及び、アウトガスがそれだけ少なくなる効果もある。Coating also has the effect of increasing the number of ion source electrodes. Also, up to the inner surface of the hole [15, 16
This also has the effect of reducing outgassing.
また、上記多層構造をもつイオン源電極を使用すること
によりイオン源電極からのアウトガスを防止でき、試料
に悪影響を与えることなく加工のおこなえるイオンビー
ム加工機となる。Further, by using the ion source electrode having the multilayer structure described above, outgassing from the ion source electrode can be prevented, resulting in an ion beam processing machine that can perform processing without adversely affecting the sample.
なお、本実施例においては、少なくとも１枚以上のイオ
ン源電極の１枚について記載したが、これに限るもので
はない。即ち試料に近い側の１枚の試料側表面のみを多
層構造としてもよいし、また、すべての電極を多層構造
としてもよい。Note that in this embodiment, one of at least one ion source electrode is described, but the present invention is not limited to this. That is, only one sample-side surface near the sample may have a multilayer structure, or all electrodes may have a multilayer structure.
なお、物質については、炭素、鉄とＴ：Ｎについて述べ
たが、材質あるいは構造の異なる層で構成された多層構
造であって、アウトガスを少なくする働きをもつもので
あれば良く、また、層の厚さも、物質の材質多層膜形成
法により異なるが。As for the material, carbon, iron, and T:N have been described, but any material that has a multilayer structure composed of layers of different materials or structures and has the function of reducing outgassing may be used. The thickness also varies depending on the material and multilayer film formation method.
アウトガスを少なくする厚さであれば良い。Any thickness is sufficient as long as it reduces outgassing.
本発明によれば、イオン源電極を多層構造としたことに
より、イオン源電極からのガスの放出を防止できる効果
がある。また、ガス放出を防止したイオン源電極を容易
に製造することができ、さらに、イオン源電極からのガ
ス放出による試料への悪影響を防止したイオンビーム加
工機を提供することができる。According to the present invention, the ion source electrode has a multilayer structure, which has the effect of preventing gas from being released from the ion source electrode. Further, it is possible to easily manufacture an ion source electrode that prevents gas release, and furthermore, it is possible to provide an ion beam processing machine that prevents adverse effects on a sample due to gas release from the ion source electrode.
第１図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第２図
は第１図のＡ部拡大図、第３図は一般的なイオンビーム
装置の断面図である。
１１・・・イオン源電極、１２・・・物質、１３・・・
層、１４・・・表面物質、１５．１６・・・表面層。
１７・・・吸着物質、１８．１９・・・原子。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of section A in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of a general ion beam apparatus. 11... Ion source electrode, 12... Substance, 13...
Layer, 14...Surface substance, 15.16...Surface layer. 17...Adsorbed substance, 18.19...Atom.
Claims (1)
源チャンバ内で生成されるプラズマから前記イオン源電
極でイオンビームを引出すイオンビーム装置において、
前記イオン源電極は、少くとも一枚の電極が原子構造の
異なる層を有する多層構造のものであることを特徴とす
るイオンビーム装置。 ２、イオン源チャンバとイオン源電極を備え、該イオン
源チャンバ内で生成されるプラズマから前記イオン源電
極でイオンビームを引出すイオンビーム装置において、
前記イオン源電極は、少くとも一枚の電極が同一物質で
且つ原子配列の異なる層からなる多層構造のものである
ことを特徴とするイオンビーム装置。 ３、イオン源チャンバとイオン源電極を備え、該イオン
源チャンバ内で生成されるプラズマから前記イオン源電
極でイオンビームを引出すイオンビーム装置において、
前記イオン源電極は、前記イオン源チャンバと反対側の
表面層を原子間の距離のち密な物質層とすることによっ
て、内部層に含まれる物質の透過量の少ない層としたも
のであることを特徴とするイオンビーム装置。 ４、イオン源チャンバとイオン源電極を備え、該イオン
源チャンバ内で生成されるプラズマから前記イオン源電
極でイオンビームを引出すイオンビーム装置において、
前記イオン源電極は、前記イオン源チャンバと反対側の
表面に、該表面層と原子構造の異なるコーティング層を
設けたものであることを特徴とするイオンビーム装置。 ５、イオン源チャンバからイオンビームを引き出すイオ
ン源電極において、前記イオンビームを引き出す電極の
うち少くとも一枚の電極は、原子構造の異なる層を有す
る多層構造のものであることを特徴とするイオン源電極
。 ６、イオン源チャンバからイオンビームを引き出すイオ
ン源電極において、前記イオンビームを引き出す電極の
うち少くとも一枚の電極は、前記イオン源チャンバと反
対側の表面層を原子間の距離のち密な物質層とすること
によって、内部層に含まれる物質の透過量の少ない層と
したものであることを特徴とするイオン源電極。 ７、イオン源チャンバからイオンビームを引き出すイオ
ン源電極において、前記イオンビームを引き出す電極の
うち少くとも一枚の電極は、前記イオン源チャンバと反
対側の表面に、該表面層と原子構造の異なるコーティン
グ層を設けたものであることを特徴とするイオン源電極
。 ８、イオン源チャンバからイオンビームを引き出すイオ
ン源電極の製造方法において、前記イオンビームを引き
出す電極のうち少くとも一枚の電極は、該イオンビーム
の引き出し穴を加工した後、原子構造の異なる物質によ
って前記イオン源チャンバの表面をコーティングするこ
とを特徴とするイオン源電極の製造方法。 ９、前記電極は炭素材を用い、穴加工後、化学的蒸着に
よって高密度炭素材をコーティングする請求項８記載の
製造方法。 １０、イオン源チャンバからイオン源電極によって引き
出されたイオンビームを試料に照射して加工するイオン
ビーム加工機において、前記イオン源電極は、少くとも
一枚の電極が原子構造の異なる層を有する多層構造のも
のであることを特徴とするイオンビーム加工機。[Scope of Claims] 1. An ion beam device comprising an ion source chamber and an ion source electrode, in which the ion source electrode extracts an ion beam from plasma generated within the ion source chamber,
An ion beam apparatus characterized in that the ion source electrode has a multilayer structure in which at least one electrode has layers having different atomic structures. 2. An ion beam device comprising an ion source chamber and an ion source electrode, in which the ion source electrode extracts an ion beam from plasma generated within the ion source chamber,
An ion beam device characterized in that the ion source electrode has a multilayer structure in which at least one electrode is made of the same material and has layers with different atomic arrangements. 3. An ion beam device comprising an ion source chamber and an ion source electrode, in which the ion source electrode extracts an ion beam from plasma generated within the ion source chamber,
The ion source electrode has a surface layer on the side opposite to the ion source chamber made of a material layer with a dense interatomic distance, thereby making it a layer through which a small amount of material contained in the internal layer permeates. Features of the ion beam device. 4. An ion beam device comprising an ion source chamber and an ion source electrode, in which the ion source electrode extracts an ion beam from plasma generated within the ion source chamber,
An ion beam device characterized in that the ion source electrode is provided with a coating layer having a different atomic structure from the surface layer on a surface opposite to the ion source chamber. 5. An ion source electrode for extracting an ion beam from an ion source chamber, wherein at least one of the electrodes for extracting the ion beam has a multilayer structure having layers with different atomic structures. source electrode. 6. In the ion source electrode that extracts the ion beam from the ion source chamber, at least one of the electrodes that extracts the ion beam has a surface layer on the opposite side of the ion source chamber made of a material with a dense interatomic distance. An ion source electrode characterized in that the layer is formed into a layer so that the amount of substance contained in the inner layer permeates through the layer is small. 7. In the ion source electrode that extracts the ion beam from the ion source chamber, at least one of the electrodes that extracts the ion beam has a layer on the surface opposite to the ion source chamber that has an atomic structure different from that of the surface layer. An ion source electrode characterized by being provided with a coating layer. 8. In the method of manufacturing an ion source electrode that extracts an ion beam from an ion source chamber, at least one of the electrodes that extracts the ion beam is made of a material having a different atomic structure after forming the extraction hole for the ion beam. A method for manufacturing an ion source electrode, characterized in that the surface of the ion source chamber is coated with. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein the electrode is made of a carbon material, and after the hole is formed, a high-density carbon material is coated by chemical vapor deposition. 10. In an ion beam processing machine that processes a sample by irradiating the sample with an ion beam extracted from an ion source chamber by an ion source electrode, the ion source electrode may include a multilayer structure in which at least one electrode has layers having different atomic structures. An ion beam processing machine characterized by a structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555489A JPH031428A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Ion beam apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555489A JPH031428A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Ion beam apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031428A true JPH031428A (en) | 1991-01-08 |
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ID=15154516
Family Applications (1)
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| JP13555489A Pending JPH031428A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Ion beam apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH031428A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009104625A (en) * | 1996-11-04 | 2009-05-14 | Mobility Electronics Inc | System and method for adapting computer peripherals |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP13555489A patent/JPH031428A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009104625A (en) * | 1996-11-04 | 2009-05-14 | Mobility Electronics Inc | System and method for adapting computer peripherals |
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