JPH04229940A - ワークの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置 - Google Patents
ワークの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30472—Controlling the beam
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にイオンプラズマ
技術に、特にワーク（工作物）の表面を機械加工するイ
オンプラズマ用装置に関する。
技術に、特にワーク（工作物）の表面を機械加工するイ
オンプラズマ用装置に関する。
【０００２】本発明は、ワークの表面にイオン流を加え
ることによる様なイオンプラズマ機械加工によってマイ
クロエレクトロニックス装置、光学装置、超高周波装置
等に使用されるべき部品を製造する様に意図される製造
ユニットを設計するのに好結果に使用され得る。
ることによる様なイオンプラズマ機械加工によってマイ
クロエレクトロニックス装置、光学装置、超高周波装置
等に使用されるべき部品を製造する様に意図される製造
ユニットを設計するのに好結果に使用され得る。
【０００３】
【従来の技術】イオンビームで材料を噴霧化することに
よって酸素雰囲気中で酸化膜を付着する様なワークを機
械加工する周知のイオンプラズマ用装置が存在する［Ｄ
．Ｔ．ウェイ「超低光学的損失のためのイオンビーム干
渉被覆」（“Ｉｏｎ ＢｅａｍＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎ
ｃｅ Ｃｏａｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｌｏ
ｗ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｏｓｓ”）、応用光学（Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）、第２８巻、第１４号
、１９８９年、２８１３〜２８１６頁参照］。この装置
は、基板に材料を付着する様に標的に向かって方向づけ
られるイオン流源を収容する真空室を備えている。しか
しながら、この装置は、イオンのカウフマン（Ｋａｕｆ
ｆｍａｎ）源の様なイオンの比較的高いエネルギ源（数
ｋｅＶ）を使用する。
よって酸素雰囲気中で酸化膜を付着する様なワークを機
械加工する周知のイオンプラズマ用装置が存在する［Ｄ
．Ｔ．ウェイ「超低光学的損失のためのイオンビーム干
渉被覆」（“Ｉｏｎ ＢｅａｍＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎ
ｃｅ Ｃｏａｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｌｏ
ｗ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｏｓｓ”）、応用光学（Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）、第２８巻、第１４号
、１９８９年、２８１３〜２８１６頁参照］。この装置
は、基板に材料を付着する様に標的に向かって方向づけ
られるイオン流源を収容する真空室を備えている。しか
しながら、この装置は、イオンのカウフマン（Ｋａｕｆ
ｆｍａｎ）源の様なイオンの比較的高いエネルギ源（数
ｋｅＶ）を使用する。
【０００４】斯界における多くの製造方法は、かなり低
いエネルギのイオンビームを必要とする。例えば、機械
加工すべきワークの表面に向かって方向づけられるイオ
ン流源を収容する真空室を備えたワークの表面を機械加
工する周知のイオンプラズマ用装置が存在する（ヨーロ
ッパ特許第００２１１４０号に対応する特公昭５７−１
９５７０号参照）。この装置は、低エネルギ（１００ｅ
Ｖ以下）のイオン流によってシリコン含有材料の基板の
イオンエッチング（噴霧化）に対して意図される。複数
のワークは基等の表面をイオン流源の方向に向けて固定
用装置内に装置される。低エネルギのイオンがワークの
表面に係合する際、材料は、結晶材料への明確な照射損
傷を与えることなく噴霧化される。噴霧化の比率を増大
するため、フレオンの様な化学的に活性のガスイオンを
使ってもよい。単一エネルギイオン流を得るために、プ
ラズマエミッタを有するイオン源と、イオン加速のため
の単一電極系統とが使用される。
いエネルギのイオンビームを必要とする。例えば、機械
加工すべきワークの表面に向かって方向づけられるイオ
ン流源を収容する真空室を備えたワークの表面を機械加
工する周知のイオンプラズマ用装置が存在する（ヨーロ
ッパ特許第００２１１４０号に対応する特公昭５７−１
９５７０号参照）。この装置は、低エネルギ（１００ｅ
Ｖ以下）のイオン流によってシリコン含有材料の基板の
イオンエッチング（噴霧化）に対して意図される。複数
のワークは基等の表面をイオン流源の方向に向けて固定
用装置内に装置される。低エネルギのイオンがワークの
表面に係合する際、材料は、結晶材料への明確な照射損
傷を与えることなく噴霧化される。噴霧化の比率を増大
するため、フレオンの様な化学的に活性のガスイオンを
使ってもよい。単一エネルギイオン流を得るために、プ
ラズマエミッタを有するイオン源と、イオン加速のため
の単一電極系統とが使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術の装置は、イオン流の強さ（流れ密度）がイオン
の空間電荷の作用によって制限されるためと、（１）式
によるビームの極限パービアンスＰのためとによって１
００ｅＶ以下のエネルギを有する活性イオン流を生じ得
ない。Ｐ＝Ｉｂ Ｕｏ ３／２ …（１）（１）式に於
いてＩｂ は、イオンビーム電流［Ａ］であり、Ｕｏ
は、静電加速系統によって取得可能なイオンエネルギ［
Ｂ］に対応するボルトである。従って、イオンのエネル
ギ（Ｕｏ ）の低減に応答して、イオンビームの流れと
、イオン流の密度とは、Ｕｏ ３／２ に比例して減少
する。次に、低減する流れは、機械加工の一層遅い比率
と、工程の一層低い効率とを生じさせる。実際上、これ
は、１００ｅＶ以下のイオンエネルギにおいてワークを
機械加工することの欠陥につながり、これにより該装置
の生産能力を制限する。
来技術の装置は、イオン流の強さ（流れ密度）がイオン
の空間電荷の作用によって制限されるためと、（１）式
によるビームの極限パービアンスＰのためとによって１
００ｅＶ以下のエネルギを有する活性イオン流を生じ得
ない。Ｐ＝Ｉｂ Ｕｏ ３／２ …（１）（１）式に於
いてＩｂ は、イオンビーム電流［Ａ］であり、Ｕｏ
は、静電加速系統によって取得可能なイオンエネルギ［
Ｂ］に対応するボルトである。従って、イオンのエネル
ギ（Ｕｏ ）の低減に応答して、イオンビームの流れと
、イオン流の密度とは、Ｕｏ ３／２ に比例して減少
する。次に、低減する流れは、機械加工の一層遅い比率
と、工程の一層低い効率とを生じさせる。実際上、これ
は、１００ｅＶ以下のイオンエネルギにおいてワークを
機械加工することの欠陥につながり、これにより該装置
の生産能力を制限する。
【０００６】環状通路においてイオン流を横切り磁場を
励磁する磁性系統と、減速用環状電極とを備え、電子の
閉じたドリフトによってイオン流を減速する周知の系統
が存在する［ソ連のＡ．Ｉ．モロゾフ及びＮ．Ｎ．セマ
シュコによる（Ｉｏｎｎｙｅｉｎｚｈｅｋｔｏｒｙ
ｉ ｐｌａｚｍｅｎｎｙｅ ｕｓｋｏｒｉｔｅｌｉ
）１９９０年、エネルゴアトミズダート（Ｅｎｅｒｇｏ
ａｔｍｉｚｄａｔ）出版社、モスコー、２１３〜２１７
頁参照］。これ等の系統は、一般に、細い１ｃｍ以下の
太さの管状イオン流を減速するために使用可能であり、
この理由のためにイオンプラズマ機械加工ユニットには
使えない。
励磁する磁性系統と、減速用環状電極とを備え、電子の
閉じたドリフトによってイオン流を減速する周知の系統
が存在する［ソ連のＡ．Ｉ．モロゾフ及びＮ．Ｎ．セマ
シュコによる（Ｉｏｎｎｙｅｉｎｚｈｅｋｔｏｒｙ
ｉ ｐｌａｚｍｅｎｎｙｅ ｕｓｋｏｒｉｔｅｌｉ
）１９９０年、エネルゴアトミズダート（Ｅｎｅｒｇｏ
ａｔｍｉｚｄａｔ）出版社、モスコー、２１３〜２１７
頁参照］。これ等の系統は、一般に、細い１ｃｍ以下の
太さの管状イオン流を減速するために使用可能であり、
この理由のためにイオンプラズマ機械加工ユニットには
使えない。
【０００７】本発明は、ワークの表面を機械加工するイ
オンプラズマ用装置に於いて、機械加工されるワークの
表面に隣接して生じ、且つイオン流に対向する電場によ
りイオン流を減速することで低エネルギの高強度単一運
動ビームの作用を必要とする処理を効果的に実施できる
様にする。
オンプラズマ用装置に於いて、機械加工されるワークの
表面に隣接して生じ、且つイオン流に対向する電場によ
りイオン流を減速することで低エネルギの高強度単一運
動ビームの作用を必要とする処理を効果的に実施できる
様にする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】機械加工されるワークの
表面に向かって方向づけられるイオン流源を収容する真
空室を備えたワークの表面を機械加工するイオンプラズ
マ用装置に於いて、ワークの表面の機械加工領域へのイ
オン流の通路のための孔を有する遮蔽用電極と、真空室
の壁及び遮蔽用電極から電気的に絶縁され、その磁化ベ
クトルがその上に固定され機械加工されるワークの表面
にほゞ一致する磁性要素の形状を有する少なくとも１つ
の減速用電極とを備え、閉じた電子ドリフト流によって
イオン流を減速する系統が設けられ、電子ドリフト流の
線が、イオン流の方向に対して横方向に於いて閉じられ
ることによってこの課題は達成される。
表面に向かって方向づけられるイオン流源を収容する真
空室を備えたワークの表面を機械加工するイオンプラズ
マ用装置に於いて、ワークの表面の機械加工領域へのイ
オン流の通路のための孔を有する遮蔽用電極と、真空室
の壁及び遮蔽用電極から電気的に絶縁され、その磁化ベ
クトルがその上に固定され機械加工されるワークの表面
にほゞ一致する磁性要素の形状を有する少なくとも１つ
の減速用電極とを備え、閉じた電子ドリフト流によって
イオン流を減速する系統が設けられ、電子ドリフト流の
線が、イオン流の方向に対して横方向に於いて閉じられ
ることによってこの課題は達成される。
【０００９】ワークの１個宛の機械加工を容易にするた
め、減速用電極が、矩形角柱の形状の磁気的な硬質材料
から作られる磁性要素として形成され、真空室内で該要
素を固定するユニットが、該要素の磁極の少なくとも１
つに設置されることが好ましい。
め、減速用電極が、矩形角柱の形状の磁気的な硬質材料
から作られる磁性要素として形成され、真空室内で該要
素を固定するユニットが、該要素の磁極の少なくとも１
つに設置されることが好ましい。
【００１０】１つよりも多い減速用電極の存在において
機械加工の工程の効率を増大する目的で広いイオン流に
よる一群のワークの機械加工を容易にするため、該各電
極は、好ましくは磁気的な硬質材料から作られる環状の
形状の磁性要素として形成され、該要素は、好ましくは
相互に向かって同様な磁極で設置される。
機械加工の工程の効率を増大する目的で広いイオン流に
よる一群のワークの機械加工を容易にするため、該各電
極は、好ましくは磁気的な硬質材料から作られる環状の
形状の磁性要素として形成され、該要素は、好ましくは
相互に向かって同様な磁極で設置される。
【００１１】イオン減速の一層高い比率を達成するため
、減速用電極は、好ましくはＳｍＣｏ６ の様な高い保
磁力を有する材料から作られる。
、減速用電極は、好ましくはＳｍＣｏ６ の様な高い保
磁力を有する材料から作られる。
【００１２】提案する装置の費用を低減するため、減速
用電極が誘電磁性材料から作られて、好ましくは電導性
材料から作られるケーシングに包囲されることは、有利
である。
用電極が誘電磁性材料から作られて、好ましくは電導性
材料から作られるケーシングに包囲されることは、有利
である。
【００１３】減速用電極の浸蝕を低減するため、遮蔽用
電極は、好ましくは機械加工されるワークの表面の前に
設置される平坦な薄膜の形状を有すべきである。
電極は、好ましくは機械加工されるワークの表面の前に
設置される平坦な薄膜の形状を有すべきである。
【００１４】減速系統の生じ得る故障の頻度の低減は、
少なくとも１つの減速用電極を収容する箱状ハウジング
として遮蔽用電極を形成し、イオン流の通路の孔が好ま
しくは機械加工されるワークの表面に面する壁に設けら
れることによって達成可能である。
少なくとも１つの減速用電極を収容する箱状ハウジング
として遮蔽用電極を形成し、イオン流の通路の孔が好ま
しくは機械加工されるワークの表面に面する壁に設けら
れることによって達成可能である。
【００１５】イオン流源の作用の際の減速系統の磁場の
効果は、遮蔽用電極が磁気的な軟質の強磁性材料から作
られれば、減少し得る。
効果は、遮蔽用電極が磁気的な軟質の強磁性材料から作
られれば、減少し得る。
【００１６】提案する装置の作用の際の一層高い安定性
を保証するため、該装置は、好ましくはイオン流源と遮
蔽用電極との間に設置される電子エミッターを備えてい
る。
を保証するため、該装置は、好ましくはイオン流源と遮
蔽用電極との間に設置される電子エミッターを備えてい
る。
【００１７】望ましくは、該装置は、その正端子が減速
用電極に結合され、負端子が遮蔽用電極に結合され、そ
れがイオンの減速の比率を制御するのを可能にする直流
電源を備えている。代りに、遮蔽用電極は、接地されて
もよく、これは該装置の作用を安定化する。
用電極に結合され、負端子が遮蔽用電極に結合され、そ
れがイオンの減速の比率を制御するのを可能にする直流
電源を備えている。代りに、遮蔽用電極は、接地されて
もよく、これは該装置の作用を安定化する。
【００１８】ワークの表面に被覆材料を付着する工程と
、該表面における化学反応とを一致させるため、該装置
が機械加工されるワークの表面へ方向づけられる被覆材
料の少なくとも１つの原子源を備えることは、適切であ
る。
、該表面における化学反応とを一致させるため、該装置
が機械加工されるワークの表面へ方向づけられる被覆材
料の少なくとも１つの原子源を備えることは、適切であ
る。
【００１９】イオン流減速系統を備えワークの表面を機
械加工する提案されるイオンプラズマ用装置は、イオン
のエネルギの低減により一層広いイオンプラズマの機械
加工性能を提供する。
械加工する提案されるイオンプラズマ用装置は、イオン
のエネルギの低減により一層広いイオンプラズマの機械
加工性能を提供する。
【００２０】以下、添付図面を参照し本発明の特に好適
な実施例に関して本発明を詳細に説明する。
な実施例に関して本発明を詳細に説明する。
【００２１】
【実施例】ワークを機械加工するイオンプラズマ用装置
は、イオン流源２と、内部に配置されるワーク４を有し
イオン流を減速する系統３とを収容する真空室１（図１
）を備えている。系統３は、ワーク４をその上に固定す
る減速用電極６を収容する箱状ハウジングの形状の遮蔽
用電極５を有している。イオン流の通路の孔７は、機械
加工されるワークの表面に面する遮蔽用電極５の壁に設
けられる。各減速用電極６は、その磁化ベクトル（Ｍ→
）がワークの表面にほゞ一致する様に機械加工されるワ
ーク４の表面に対して方向づけられる磁性要素の形状を
有している。該装置は、その正の端子が減速用電極６に
結合され、一方、その負の端子が遮蔽用電極５に結合さ
れる直流電源８を有していてもよい。電源８が無ければ
、減速用電極６は、遮蔽用電極５に対して正の電位を有
している。
は、イオン流源２と、内部に配置されるワーク４を有し
イオン流を減速する系統３とを収容する真空室１（図１
）を備えている。系統３は、ワーク４をその上に固定す
る減速用電極６を収容する箱状ハウジングの形状の遮蔽
用電極５を有している。イオン流の通路の孔７は、機械
加工されるワークの表面に面する遮蔽用電極５の壁に設
けられる。各減速用電極６は、その磁化ベクトル（Ｍ→
）がワークの表面にほゞ一致する様に機械加工されるワ
ーク４の表面に対して方向づけられる磁性要素の形状を
有している。該装置は、その正の端子が減速用電極６に
結合され、一方、その負の端子が遮蔽用電極５に結合さ
れる直流電源８を有していてもよい。電源８が無ければ
、減速用電極６は、遮蔽用電極５に対して正の電位を有
している。
【００２２】更に、該装置は、イオン流源２と遮蔽用電
極５との間に設置される電子エミッター９を備えてもよ
く、一方、ワークの表面に被覆を付着するために提案さ
れる装置を使用するとき、蒸発器型の源の様な被覆材料
の原子源１０を設けるのが好ましい。
極５との間に設置される電子エミッター９を備えてもよ
く、一方、ワークの表面に被覆を付着するために提案さ
れる装置を使用するとき、蒸発器型の源の様な被覆材料
の原子源１０を設けるのが好ましい。
【００２３】次に図２を参照すると、遮蔽用電極５は、
イオン流の通路のための孔１１を有する磁気的な軟質の
材料から作られるほゞ平坦な薄膜の形状を有していても
よく、接地されてもよい。
イオン流の通路のための孔１１を有する磁気的な軟質の
材料から作られるほゞ平坦な薄膜の形状を有していても
よく、接地されてもよい。
【００２４】減速用電極６（図３）は、磁気的な軟質の
材料から作られ平行六面体の形状を有する磁性要素とし
て形成されてもよい。固定ユニット１２は、磁極として
作用する様に電極６の側面に配置され、一方、要素の磁
気誘導のベクトル（Ｂ→）に直角で機械加工されるワー
クの表面に平行な電子ドリフト流の線１３は、閉じられ
る。電子ドリフト流の線１３の閉じた状態は、減速用電
極６（図４，５）が磁気的な硬質の材料で作られる環状
の形状の磁性要素として形成され、相互に向いている同
様な磁極を有して設置されるときにも守られる。代りに
、減速用電極６は、ＳｍＣｏ６ 合金の様な高い保磁力
を有する材料、又は電導性の非磁性材料のケーシング１
４（図３）に包囲される誘電性の磁性材料から作られて
もよい。
材料から作られ平行六面体の形状を有する磁性要素とし
て形成されてもよい。固定ユニット１２は、磁極として
作用する様に電極６の側面に配置され、一方、要素の磁
気誘導のベクトル（Ｂ→）に直角で機械加工されるワー
クの表面に平行な電子ドリフト流の線１３は、閉じられ
る。電子ドリフト流の線１３の閉じた状態は、減速用電
極６（図４，５）が磁気的な硬質の材料で作られる環状
の形状の磁性要素として形成され、相互に向いている同
様な磁極を有して設置されるときにも守られる。代りに
、減速用電極６は、ＳｍＣｏ６ 合金の様な高い保磁力
を有する材料、又は電導性の非磁性材料のケーシング１
４（図３）に包囲される誘電性の磁性材料から作られて
もよい。
【００２５】減速用電極６（図６）は、その軸線に沿っ
て磁化される円柱の形状を有する磁性要素として形成さ
れてもよい。機械加工用のワークは、減速用電極の形状
にほゞ同一の形状を有し、従って、磁性要素の磁化ベク
トル（Ｍ→）は、ワークの機械加工表面にほゞ一致する
。
て磁化される円柱の形状を有する磁性要素として形成さ
れてもよい。機械加工用のワークは、減速用電極の形状
にほゞ同一の形状を有し、従って、磁性要素の磁化ベク
トル（Ｍ→）は、ワークの機械加工表面にほゞ一致する
。
【００２６】例えばヒ化ガリウム結晶をイオンでエッチ
ングするとき、提案される装置は、次の態様で作用する
。１０−３Ｐａ以下の真空圧力に到達すると、イオン流
源２は作動される。通常、周知のイオン流源の流れパラ
メータは、次の通りであり、即ちイオンのエネルギは、
ングするとき、提案される装置は、次の態様で作用する
。１０−３Ｐａ以下の真空圧力に到達すると、イオン流
源２は作動される。通常、周知のイオン流源の流れパラ
メータは、次の通りであり、即ちイオンのエネルギは、
【数１】
であり、イオン流の密度は、１〜２ｍＡ／ｃｍ２ であ
る。
る。
【００２７】しかしながら、ヒ化ガリウム結晶の機械加
工は、イオン流の同一の密度に於いて４０ｅＶ以下のイ
オンエネルギを必要とする。この目的に鑑み、正の電位
工は、イオン流の同一の密度に於いて４０ｅＶ以下のイ
オンエネルギを必要とする。この目的に鑑み、正の電位
【数２】
は、遮蔽用電極５に対応して減速用電極６（図１）に加
えられる。この場合には、好ましい状態は、電気的層（
Ｅ層）の存在のために機械加工領域にもたらされ、該層
では、イオンを減速する様に作用する電場が維持される
。
えられる。この場合には、好ましい状態は、電気的層（
Ｅ層）の存在のために機械加工領域にもたらされ、該層
では、イオンを減速する様に作用する電場が維持される
。
【００２８】この型式の放電の物理学にって理解される
様に、該電場の維持は、電子ドリフト流の線１３（図３
）を閉じるための条件が次の数３式を満足するとき、ワ
ーク４への高いエネルギの電子流を生じることができな
い。
様に、該電場の維持は、電子ドリフト流の線１３（図３
）を閉じるための条件が次の数３式を満足するとき、ワ
ーク４への高いエネルギの電子流を生じることができな
い。
【数３】
この式でＪｅ は電子ドリフト流、ｎｅ は電子濃度で
あり、角括弧はベクトル積を含む。
あり、角括弧はベクトル積を含む。
【００２９】この流れの線１３（図３，４，５）は、機
械加工されるワーク表面に平行な線に一致して、ベクト
ル（Ｂ→）に垂直である。交差するベクトルＥ→，Ｂ→
及びこれ等に直角のベクトル（Ｊｅ→）の方向は、図３
，４，５に示される。
械加工されるワーク表面に平行な線に一致して、ベクト
ル（Ｂ→）に垂直である。交差するベクトルＥ→，Ｂ→
及びこれ等に直角のベクトル（Ｊｅ→）の方向は、図３
，４，５に示される。
【００３０】磁性要素の好適な幾何学的形状は、電子ド
リフト流の線１３の閉鎖を保証する。実験は、磁気誘導
リフト流の線１３の閉鎖を保証する。実験は、磁気誘導
【数４】
のレベルにおいて、電子流がＵＤ ／ＵＯ ＝０．６〜
０．８のイオン減速の比率におけるイオン流に等しいか
、又は小さくてもよいことを示した。次に、これは、イ
オンがイオン源２（図１）から脱出するときの最初のエ
ネルギの２０〜４０％のエネルギを有するイオンの流れ
によってワーク４が機械加工され得ることを保証する。
０．８のイオン減速の比率におけるイオン流に等しいか
、又は小さくてもよいことを示した。次に、これは、イ
オンがイオン源２（図１）から脱出するときの最初のエ
ネルギの２０〜４０％のエネルギを有するイオンの流れ
によってワーク４が機械加工され得ることを保証する。
【００３１】ここに提案する構造では、磁気誘導の必要
なレベルは、希土類金属合金、特にＳｍＣｏ６ の様な
高い保磁力を有する材料から作られる磁性要素を使用し
て５０ｍｍ以下の寸法のワーク４に対して達成可能であ
る。該材料の使用は、外側磁場における減磁効果を未然
に防ぎ、これは、好適な分布の磁場を得るのに重要であ
る。幾何学的寸法Ｌ，Ｈ，ｈ，ΔＳ（図４）は、ワーク
４の寸法から定められると共に、磁場の最適化される分
布を得ることに由来する。例えば、大きさΔＳ／Ｈにお
ける低減は、例えば不均等な機械加工へ導く様に減速用
電極６の表面にわたる磁場の均等さに影響を与える。
なレベルは、希土類金属合金、特にＳｍＣｏ６ の様な
高い保磁力を有する材料から作られる磁性要素を使用し
て５０ｍｍ以下の寸法のワーク４に対して達成可能であ
る。該材料の使用は、外側磁場における減磁効果を未然
に防ぎ、これは、好適な分布の磁場を得るのに重要であ
る。幾何学的寸法Ｌ，Ｈ，ｈ，ΔＳ（図４）は、ワーク
４の寸法から定められると共に、磁場の最適化される分
布を得ることに由来する。例えば、大きさΔＳ／Ｈにお
ける低減は、例えば不均等な機械加工へ導く様に減速用
電極６の表面にわたる磁場の均等さに影響を与える。
【００３２】減速用電極６は、図３に示す様に誘電材料
から作られる様な別個の角柱磁石から成ってもよい。後
者の場合には、減速用電極６を回路内にもたらすため、
磁性要素は、好ましくは、電導性材料で作られるケーシ
ング１４（図３）に包囲される。減速用電極６は、非平
面状ワークを機械加工するために円柱の形状（図６）に
作られてもよい。ワークの表面と、電極の表面とがほゞ
等間隔である様に減速用電極の形状が形成されれば、磁
化ベクトル（Ｍ→）は、ワークの機械加工面にほゞ一致
する。種々の非平面形状のワークは、アナログ法によっ
て機械加工されてもよい。提案する装置の１つの主要な
変更の特徴は、イオン流中の電子の平衡と、イオンビー
ムによって誘導される二次プラズマの電位とを制御する
のを可能にする電子エミッター９（図１）の使用である
。これは、機械加工領域におけるイオン流の密度を増大
し一層安定した作用を保証する様に、イオンの体積電荷
によって閉じられるビームの作用を弱めて、その他の条
件が等しいことを可能にする。
から作られる様な別個の角柱磁石から成ってもよい。後
者の場合には、減速用電極６を回路内にもたらすため、
磁性要素は、好ましくは、電導性材料で作られるケーシ
ング１４（図３）に包囲される。減速用電極６は、非平
面状ワークを機械加工するために円柱の形状（図６）に
作られてもよい。ワークの表面と、電極の表面とがほゞ
等間隔である様に減速用電極の形状が形成されれば、磁
化ベクトル（Ｍ→）は、ワークの機械加工面にほゞ一致
する。種々の非平面形状のワークは、アナログ法によっ
て機械加工されてもよい。提案する装置の１つの主要な
変更の特徴は、イオン流中の電子の平衡と、イオンビー
ムによって誘導される二次プラズマの電位とを制御する
のを可能にする電子エミッター９（図１）の使用である
。これは、機械加工領域におけるイオン流の密度を増大
し一層安定した作用を保証する様に、イオンの体積電荷
によって閉じられるビームの作用を弱めて、その他の条
件が等しいことを可能にする。
【００３３】低エネルギのイオン流で誘電性基板を衝撃
することによって伴われる金属原子流を沈着することで
該基板上に密な金属層を得るのに関連する一群の方法を
実施するため、蒸発器型の様な１つの周知の型式の被覆
材料の原子流源１０を該装置に設けることは有利である
。実験は、「イオン流源２からイオン減速系統３」まで
の系統の安定した作用がビーム中の電子の平衡に依存す
ることを示し、このとき、流れ体積中で真空室１の壁に
形成される二次電子は、非常に重要である。これ等の二
次電子の形成の比率は、作用ガスの型式と、真空室１内
の該ガスの圧力とに依存する。前述の条件に依存して、
遮蔽用電極５に向う電子流が同一の電極５へのイオン流
の大きさによって自動的に定められる該電極５の浮動電
位を有する系統、又は電子流が不動の条件だけではなく
確立的平衡条件によっても定められる際に接地される遮
蔽用電極５（図２）を有する系統のいずれかを使用する
ことは好ましくあり得る。
することによって伴われる金属原子流を沈着することで
該基板上に密な金属層を得るのに関連する一群の方法を
実施するため、蒸発器型の様な１つの周知の型式の被覆
材料の原子流源１０を該装置に設けることは有利である
。実験は、「イオン流源２からイオン減速系統３」まで
の系統の安定した作用がビーム中の電子の平衡に依存す
ることを示し、このとき、流れ体積中で真空室１の壁に
形成される二次電子は、非常に重要である。これ等の二
次電子の形成の比率は、作用ガスの型式と、真空室１内
の該ガスの圧力とに依存する。前述の条件に依存して、
遮蔽用電極５に向う電子流が同一の電極５へのイオン流
の大きさによって自動的に定められる該電極５の浮動電
位を有する系統、又は電子流が不動の条件だけではなく
確立的平衡条件によっても定められる際に接地される遮
蔽用電極５（図２）を有する系統のいずれかを使用する
ことは好ましくあり得る。
【００３４】減速系統３において故障を生じ易いことを
低減することによって提案する装置の作用の一層高い安
定性を保証するため、遮蔽用電極５（図１）を箱状ハウ
ジングとして形成することは有利である。この場合には
、残留ガスの媒体中のイオン流によって誘導可能な外側
プラズマは、減速用電極６の固定領域に侵入し得ない。
低減することによって提案する装置の作用の一層高い安
定性を保証するため、遮蔽用電極５（図１）を箱状ハウ
ジングとして形成することは有利である。この場合には
、残留ガスの媒体中のイオン流によって誘導可能な外側
プラズマは、減速用電極６の固定領域に侵入し得ない。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、イオンエネギの低いレベルを
３０〜５０ｅＶに低減することによってワークの表面を
機械加工するイオンプラズマ用装置の生産能力を拡大す
ることを可能にし、これは、提案する装置を新規な技術
に適用可能にする。
３０〜５０ｅＶに低減することによってワークの表面を
機械加工するイオンプラズマ用装置の生産能力を拡大す
ることを可能にし、これは、提案する装置を新規な技術
に適用可能にする。
【図１】ワークの表面を機械加工する本発明に基づくイ
オンプラズマ用装置の全体図である。
オンプラズマ用装置の全体図である。
【図２】イオン減速系統の電極が平坦な薄膜の形状の接
地される遮蔽用電極によって回路にもたらされる態様を
示す略図である。
地される遮蔽用電極によって回路にもたらされる態様を
示す略図である。
【図３】箱状ハウジングの形状の遮蔽用電極を有し工作
物を１個宛機械加工するイオン流減速系統を示す図であ
る。
物を１個宛機械加工するイオン流減速系統を示す図であ
る。
【図４】環状減速用電極を有するイオン流減速系統の変
更された形状の図である。
更された形状の図である。
【図５】環状減速用電極を有するイオン流減速系統の他
の変更された形状の図である。
の変更された形状の図である。
【図６】円柱形減速用電極を有するイオン流減速系統の
変更された形状の図である。
変更された形状の図である。
１ 真空室
２ イオン流源
３ イオン流減速用系統
４ ワーク
５ 遮蔽用電極
６ 減速用電極
７ 孔
８ 直流電源
Ｍ→ 磁化ベクトル
９ 電子エミッター
１０ 原子源
１２ 固定ユニット
１３ 電子ドリフト流の線
１４ ケーシング
Claims (13)
- 【請求項１】 機械加工されるワークの表面へ方向付
けられるイオン流源（２）を収容する真空室（１）を備
えたワークの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置
において、ワークの表面の機械加工領域へのイオン流の
通路の孔（７）を持つ遮蔽用電極（５）と、前記真空室
（１）の壁及び該遮蔽用電極（５）から電気的に絶縁さ
れ、その磁化ベクトル（Ｍ→）がその上に固定されるワ
ーク（４）の表面にほゞ一致する磁性要素の形状を持つ
少なくとも１つの減速用電極（６）とを有し、閉じた電
子ドリフト流によってイオン流を減速する系統（３）を
備え、電子ドリフト流の線（１３）が、該イオン流の方
向に対して横方向において閉じられることを特徴とする
ワークの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記減速用電
極（６）が、矩形角柱の形状において磁気的な硬質材料
から作られる磁性要素として形成され、前記真空室（１
）内の該要素の固定ユニット（１２）が、該要素の磁極
の少なくとも１つに設置されることを特徴とするワーク
の表面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、１つよりも多
い減速用電極（６）の存在の際、該各電極が、磁気的な
硬質材料から作られる環状の形状の磁性要素として形成
され、該要素が相互に向かって同様な磁極で設置される
ことを特徴とするワークの表面を機械加工するイオンプ
ラズマ用装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記減速用電
極（６）が、高い保磁力を有する材料から作られること
を特徴とするワークの表面を機械加工するイオンプラズ
マ用装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、高い保磁力を
有する材料がＳｍＣｏ６ であることを特徴とするワー
クの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記減速用電
極（６）が、誘電磁性材料から作られ、電導性の非磁性
材料から作られるケーシング（１４）に包囲されること
を特徴とするワークの表面を機械加工するイオンプラズ
マ用装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記遮蔽用電
極（５）が、機械加工される前記工作物表面の前に設置
される平坦な薄膜の形状を有することを特徴とするワー
クの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記遮蔽用電
極（５）が、少なくとも１つの減速用電極（６）を収容
する箱状ハウジングの形状を有し、イオン流の通路の前
記孔（７）が、機械加工される前記ワークの表面に面す
る壁に設けられることを特徴とするワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項９】 請求項７に記載のワークの表面を機械
加工するイオンプラズマ用装置において、前記遮蔽用電
極（５）が、磁気的な軟質の強磁性材料から作られるこ
とを特徴とするワークの表面を機械加工するイオンプラ
ズマ用装置。 - 【請求項１０】 請求項１に記載のワークの表面を機
械加工するイオンプラズマ用装置において、前記イオン
流源（２）と前記遮蔽用電極（５）との間に設置される
電子エミッター（９）を備えることを特徴とするワーク
の表面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項１１】 請求項１に記載のワークの表面を機
械加工するイオンプラズマ用装置において、その正端子
が前記減速用電極（６）に結合されて、負端子が前記遮
蔽用電極（５）に結合される直流電源（８）を備えるこ
とを特徴とするワークの表面を機械加工するイオンプラ
ズマ用装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のワークの表面を
機械加工するイオンプラズマ用装置において、前記遮蔽
用電極（５）が接地されることを特徴とするワークの表
面を機械加工するイオンプラズマ用装置。 - 【請求項１３】 請求項１に記載のワークの表面を機
械加工するイオンプラズマ用装置において、前記ワーク
の表面に被覆を付着するとき、機械加工される該ワーク
の表面へ方向付けられる該被覆の材料の少なくとも１つ
の原子源（１０）を備えることを特徴とするワークの表
面を機械加工するイオンプラズマ用装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4842715/25 | 1990-06-26 | ||
| SU904842715A SU1758086A1 (ru) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Устройство дл ионно-лучевой обработки деталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229940A true JPH04229940A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=21522843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3178869A Pending JPH04229940A (ja) | 1990-06-26 | 1991-06-25 | ワークの表面を機械加工するイオンプラズマ用装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5262611A (ja) |
| EP (1) | EP0463303A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04229940A (ja) |
| SU (1) | SU1758086A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7106570B2 (en) | 1997-04-08 | 2006-09-12 | Xzy Altenuators, Llc | Pathway arrangement |
| US9054094B2 (en) | 1997-04-08 | 2015-06-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning circuit arrangement for integrated circuit |
| US7042703B2 (en) | 2000-03-22 | 2006-05-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning structure |
| US7321485B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-01-22 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| US7301748B2 (en) | 1997-04-08 | 2007-11-27 | Anthony Anthony A | Universal energy conditioning interposer with circuit architecture |
| US7336468B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-02-26 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| WO2005065097A2 (en) | 2003-12-22 | 2005-07-21 | X2Y Attenuators, Llc | Internally shielded energy conditioner |
| WO2006093831A2 (en) | 2005-03-01 | 2006-09-08 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioner with tied through electrodes |
| KR20070107747A (ko) | 2005-03-01 | 2007-11-07 | 엑스2와이 어테뉴에이터스, 엘.엘.씨 | 공통평면의 도전체를 갖는 조절기 |
| KR101390426B1 (ko) | 2006-03-07 | 2014-04-30 | 엑스2와이 어테뉴에이터스, 엘.엘.씨 | 에너지 컨디셔너 구조물들 |
| NL2004085A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-14 | Asml Netherlands Bv | Radiation source, lithographic apparatus, and device manufacturing method. |
| RU2666766C1 (ru) * | 2017-12-28 | 2018-09-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ имплантации ионов вещества |
| RU2725788C1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Устройство для поверхностной обработки металлических и металлокерамических изделий |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3740554A (en) * | 1972-04-13 | 1973-06-19 | Atomic Energy Commission | Multi-ampere duopigatron ion source |
| US4259145A (en) * | 1979-06-29 | 1981-03-31 | International Business Machines Corporation | Ion source for reactive ion etching |
| US4657619A (en) * | 1985-11-29 | 1987-04-14 | Donnell Kevin P O | Diverter magnet arrangement for plasma processing system |
| US4888202A (en) * | 1986-07-31 | 1989-12-19 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method of manufacturing thin compound oxide film and apparatus for manufacturing thin oxide film |
| JPS6452064A (en) * | 1987-08-22 | 1989-02-28 | Nissin Electric Co Ltd | Film forming device |
| US5136171A (en) * | 1990-03-02 | 1992-08-04 | Varian Associates, Inc. | Charge neutralization apparatus for ion implantation system |
-
1990
- 1990-06-26 SU SU904842715A patent/SU1758086A1/ru active
-
1991
- 1991-04-09 EP EP19910105591 patent/EP0463303A3/en not_active Ceased
- 1991-05-30 US US07/707,526 patent/US5262611A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-25 JP JP3178869A patent/JPH04229940A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0463303A2 (en) | 1992-01-02 |
| SU1758086A1 (ru) | 1992-08-30 |
| US5262611A (en) | 1993-11-16 |
| EP0463303A3 (en) | 1992-04-08 |
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