JP2007250523A - 荷電粒子照射装置及び荷電粒子制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 イオンガン11は、ガス導入部114よりArガスを本体111内に導入し、フィラメント113とアノード112との間で直流熱陰極放電をおこし、Arのプラズマを生成する。次に、2つ分割された構成を有する、分割加速グリッド116a、116bに、イオンを射出する方向に電圧勾配を与えて、イオンを射出させる。加速制御スイッチ121a、121bを独立してオン・オフすることにより、分割加速グリッド116a、116bの電位を独立に制御し、停止すべきイオンビームに対応する分割加速グリッド116a、116bの電位をフローティング状態にして、イオンビームを停止する。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、操作及びメンテナンスが容易な荷電粒子ビーム照射装置を提供することを他の目的とする。
荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
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加速グリッドと、
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ことにより、対応する荷電粒子ビームの強度を独立に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とした。
所定の容器にプラズマを生成し、
該プラズマに隣接して複数の加速グリッドを配置し、
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射出させ、
前記複数の加速グリッドの電圧を独立して制御することにより、射出させた荷電粒子のイオン電流密度分布を制御する、
ことを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態に係る周波数調整装置を図1及び図2に示す。この周波数調整装置は、図示するように、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から構成される。
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。
ビーム電源133は、イオンビーム照射時に、本体111内のプラズマの電圧を高める。
加速電源134は、分割加速グリッド116aと116bに負電圧を印加する。
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。
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。
一方、ステップS14で、共振周波数測定部13が検出した第1の水晶振動子201aの共振周波数が目標周波数に一致していないと判別されれば(ステップS14;No)、そのまま処理を継続して、加工を続ける。また、ステップS11で、第1の水晶振動子201aの周波数調整処理が終了していると判別されれば(ステップS11;Yes)、ステップS12〜S16をスキップする。
即ち、イオンガン11は、分割加速グリッド116a又は116bがフローティングになるように制御することにより、イオンビームIaとIbの照射と遮断とを独立に制御が可能であることがわかる。
また、同一のイオンガンで複数の素子を同時調整するときに、素子毎に周波数調整レートを変えることができる。
本発明の第2の実施の形態に係る周波数調整装置を図面を用いて説明する。本実施の形態の周波数調整装置が、第1の実施の形態の装置と異なる点は、周波数調整装置を構成するイオンガンの加速グリッドの面積が遮蔽グリッドの面積と比較し小さく形成される点にある。以下、第1の実施の形態と共通する部分については、同一の引用番号を付し、詳細な説明は省略する。
mm、φ0.4mmの円形とした場合のイオンビームIaとIbとのイオン電流密度の比を図22に示す。なお、イオンビームIbはオフ状態である。図22では、横軸を遮蔽グリッドのビーム孔面積に対する加速グリッドのビーム孔面積をビーム孔面積比とし、縦軸をイオン電流密度Iaに対するIbの比(Ib/Ia)として示す。
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
21,61 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
115,515 遮蔽グリッド
116,516 加速グリッド
116a〜116d,516a,516b 分割加速グリッド
117,517 減速グリッド
121a〜121d 加速制御スイッチ
122,123 ビームスイッチ
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
201a〜201d 水晶振動子
211,611 ビーム孔
Ia,Ib イオンビーム
Claims (13)
- 荷電粒子を照射する荷電粒子照射装置であって、
荷電粒子を生成する荷電粒子生成手段と、
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加速グリッドと、
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ことにより、対応する荷電粒子ビームの強度を独立に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とした荷電粒子照射装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子照射装置であって、分割された該加速グリッド間に生ずる電界を遮蔽するための導電性の遮蔽板を備えることを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項2に記載の荷電粒子照射装置であって、遮蔽板は、前記加速グリッドの外側に配置された減速グリッドから構成されることを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の荷電粒子照射装置であって、前記加速グリッドの内側に配置された遮蔽グリッドと、前記加速グリッドを挟んで外側に配置された減速グリッドと、を更に備え、遮蔽グリッド、加速グリッド、減速グリッドの3枚重ねのグリッド構成を備える、ことを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の荷電粒子照射装置であって、前記加速グリッドの内側に配置された遮蔽グリッドを備え、前記加速グリッドに形成された加速グリッドビーム孔の面積が、前記遮蔽グリッドに形成された遮蔽グリッドビーム孔の面積より小さく形成されることを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の荷電粒子照射装置であって、前記加速グリッドの内側に配置された遮蔽グリッドを備え、該加速グリッド及び該遮蔽グリッドに複数のビーム孔からなるビーム孔群が形成され、該加速グリッドに形成された少なくとも一つのビーム孔の面積が、該遮蔽グリッドに形成された対応するビーム孔の面積より小さいことを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項5又は6に記載の荷電粒子照射装置であって、前記加速グリッドの前記加速グリッドビーム孔の面積が、前記遮蔽グリッドの前記遮蔽グリッドビーム孔の面積の0.2〜0.8倍に形成されることを特徴とする荷電粒子照射装置。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載の荷電粒子照射装置であって、前記制御手段は、前記分割加速グリッドを独立してフローティング電位に制御することにより、対応する荷電粒子ビームを遮断する、ことを特徴とした荷電粒子照射装置。
- 請求項8に記載の荷電粒子照射装置であって、前記制御手段は、各前記分割加速グリッドと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荷電粒子照射装置。
- 請求項3又は4に記載の荷電粒子照射装置であって、前記減速グリッドが真空槽と同電位であることを特徴とした荷電粒子照射装置。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の荷電粒子照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを照射して加工する被加工物を配置する配置手段を更に備え、
前記加速グリッドに複数のビーム孔からなるビーム孔群が形成され、さらに加速グリッドに配される前記ビーム孔群の間隔は、前記配置手段により配置された被加工物の配置間隔に対し0.5倍〜1.0倍に形成されている、ことを特徴とする荷電粒子照射装置。 - 請求項1乃至11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。 - 所定の容器にプラズマを生成し、
該プラズマに隣接して複数の加速グリッドを配置し、
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射出させ、
前記複数の加速グリッドの電圧を独立して制御することにより、射出させた荷電粒子の電流密度分布を制御する、
ことを特徴とした荷電粒子制御方法。
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