JPH0610608Y2 - イオン流引き出し電極 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はイオンビーム加工装置におけるイオン流引き
出し電極に関するものである。

［従来の技術］ イオンビーム加工法は集積回路の集積度を高めるべく開
発されたもので、イオン源から引き出されたイオンを用
いて、集積回路のパターンの形成等に広く用いられ、微
粒子の相互作用を加工原理とするので、微細なパターン
の形成を可能にしている。

従来、このイオンビーム加工法を実現するイオンビーム
加工装置としては、プラズマ生成室内に生成したプラズ
マをイオン流引き出し電極により静電的に引き出し、イ
オン流を形成する方式をとっている。

第１図はこのようなイオンビーム加工装置の構成を示す
模式的断面図であり、図において(1)はプラズマ発生
室、(2)はイオン流引き出し電極、(3)は加工室、(4)は
陰極、(5)はシール壁、(6)は陽極、(7)は電磁石、(1
0)，(11)，(12)はそれぞれ電源、(13)は電極、(14)は試
料、(15)はマスク、(16)は排気口、(17)は給気口であ
る。

イオンビーム加工装置は、大別してプラズマを発生させ
るプラズマ発生室(1)と、発生したプラズマをイオンビ
ームとして引き出すイオン流引き出し電極(2)と、試料
(14)にイオンビームを照射する加工室(3)とから構成さ
れている。

またイオン流引き出し電極(2)は、いわゆる一枚型電極
が使用されており、その構造はプラズマ発生室(1)側が
絶縁体(21)、加工室(3)側が導体(22)よりなり、これら
絶縁体(21)及び導体(22)を貫通して形成された多数の小
孔(23)を有する一体のグリッドで構成される。

次に、従来のイオンビーム加工装置の動作について説明
する。シール壁(5)の内部を１０^-6〜１０^-7Torr程度に
排気し、給気口(17)からイオン化物質、例えばＡｒ（ア
ルゴン）ガスを導入する。陰極(4)から出た電子は電磁
石(7)の作る磁界によりサイクロトロン運動をしながら
陽極(6)に入射する。その際電源(10)で加速されＡｒ原
子と衝突してＡｒの＋イオンが電離され、プラズマ発生
する。発生したイオンの空間電荷による電界の影響でイ
オン流引き出し電極(2)のプラズマ発生室(1)側の表面近
傍にイオンシースが形成され、ここから熱運動で飛び出
したイオンは電源(11)による電圧で加速され、イオン流
引き出し電極(2)りグリッド孔を通って試料(14)にイオ
ンシャワーとして照射される。電源(12)は加工室(3)か
らの電子の逆流を防止するための電圧を与える。

また、上記のような一枚型電極は、絶縁体基板に加速電
極を構成する導体層を蒸着したものを使用するが、これ
を実現したものはガラスセラミック板にエッチング加工
により多数の小さな穴をあけ、この片面を真空蒸着によ
りクロムコーティングして導体としたもが存在するだけ
であった。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の一枚型電極は、ガラスセラミック板
にエッチング加工により多数の小さな穴をあけ、この片
面を真空蒸着によりクロムコーティングして導体とした
ものであり、熱や機械的衝撃に弱く、またコーティング
したクロムの厚さや穴に入り込むクロムの量やその分布
により電極としての性能にバラツキを生じており、さら
に高価なものとなる等の問題点があった。

この考案は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、安価でかつ品質安定度の高いイオン流引き出し電
極を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この考案にかかるイオン流引き出し電極は、パンチング
ボードとして市販されている板厚方向に垂直な多数の孔
をもつアルミニウム板の片面にアルマイト加工したもの
を使用することとした。

［作用］ この考案においては、既に市販されているパンチングボ
ードを素材とし、これにアルマイト加工を施しただけで
一枚電極板を構成したので、ガラスセラミックを使用せ
ずアルミニウムを基材とするので熱や機械的衝撃に強
く、さらに真空蒸着によるクロムコーティングもなされ
てないので性能のバラツキが少なく、エッチング加工の
必要がないので安価になる。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図について説明する。第２
図，第３図はこの考案によるイオン流引き出し電極の構
成を示す図であって、第２図（ａ）は平面図、第２図
（ｂ）は断面図、第３図（ａ）は第２図（ａ）のＡに示
す部分の拡大図、第３図（ｂ）は小孔の部分の拡大断面
図である。これらの図において、(21)は絶縁体を示す
が、この考案では酸化被膜（アルマイト）で構成されて
いる。(22)は導体を示すが、この考案ではアルミニウム
で構成されている。(23)は小孔、(24)は取り付け穴であ
る。

この考案によるイオン流引き出し電極は第２図，第３図
に示すような構成になっており、導体(22)はパンチング
ボードとして既に市販されている板厚方向に垂直な多数
の孔をもつアルミニウム板を所定の形状に切断して、そ
のまま使用している。従って従来のようにエッチング加
工によりわざわざ孔あけ加工する必要がなくなる。

また絶縁体(21)は上記アルミニウムでできたパンチング
ボードの片面をアルマイト加工して酸化被膜としたもの
で構成できるので、従来のようにガラスセラミック板で
構成する必要がなくなり、安価に構成でき、機械的強度
が大きく、またアルミニウムは熱伝導率が大きいので外
側を冷却することにより、熱変形を防止でき、スパッタ
リング等に対して強いグリッドを得ることができる。

なお、アルミニウムで構成される導体の(22)の表面にニ
ッケル等のメッキを施したものであれば、ガスによる腐
食を防止でき耐久性が向上したものになる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したとおり、既に市販されているパ
ンチングボードを素材とし、これにアルマイト加工を施
すだけで一枚電極板を構成したので、ガラスセラミック
板を使用せずアルミニウムを基材とするので熱や機械的
衝撃に強く、真空蒸着によるクロム・コーティングもな
されてないので性能のバラツキが少なく、エッチング加
工の必要がないので安価になる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はイオンビーム加工装置の構成を示す模式的断面
図、第２図，第３図はこの考案によるイオン流引き出し
電極の構成を示す図。 (1)はプラズマ発生室、(2)はイオン流引き出し電極、
(3)は加工室、(21)は絶縁体、(22)は導体、(23)は小
孔。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマを発生するプラズマ発生室で発生
   したイオンをイオンビームとして加工室内へ引き出すた
   めの電界を形成するイオン流引き出し電極において、 上記イオン流引き出し電極は、板面に垂直な方向に多数
   の小孔が開けられたアルミニウム板を素材とし、このア
   ルミニウム板の片面にアルマイト加工による酸化被膜を
   構成したことを特徴とするイオン流引き出し電極。