JPH08255698A - 高速原子線源及びこれを用いた加工装置 - Google Patents
高速原子線源及びこれを用いた加工装置Info
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- JPH08255698A JPH08255698A JP7086542A JP8654295A JPH08255698A JP H08255698 A JPH08255698 A JP H08255698A JP 7086542 A JP7086542 A JP 7086542A JP 8654295 A JP8654295 A JP 8654295A JP H08255698 A JPH08255698 A JP H08255698A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高速原子線のビーム照射量の照射面内での分布
が均一であるような高速原子線源及びそれを用いた加工
装置を提供する。 【構成】複数の原子線放出孔８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・
が形成された電極３ａ，３ｂ，３ｃ，・・・を有し、上
記電極の一方の空間で生成された高速原子線を上記原子
線放出孔から放出するようにした高速原子線源であっ
て、上記電極の複数の原子線放出孔は、その開口面積が
電極面内において所定の分布態様になるように形成され
ている。
が均一であるような高速原子線源及びそれを用いた加工
装置を提供する。 【構成】複数の原子線放出孔８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・
が形成された電極３ａ，３ｂ，３ｃ，・・・を有し、上
記電極の一方の空間で生成された高速原子線を上記原子
線放出孔から放出するようにした高速原子線源であっ
て、上記電極の複数の原子線放出孔は、その開口面積が
電極面内において所定の分布態様になるように形成され
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速原子線源及びこれ
を用いた加工装置に関し、特に原子線の放出密度をビー
ムの径方向に均一にして、照射範囲における時間当たり
の加工量つまり加工速度が均一であるような高速原子線
源及び加工装置に関する。
を用いた加工装置に関し、特に原子線の放出密度をビー
ムの径方向に均一にして、照射範囲における時間当たり
の加工量つまり加工速度が均一であるような高速原子線
源及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】常温の大気中で熱運動をしている原子・
分子は、概ね ０.０５K eV前後の運動エネルギーを有し
ている。これに比べてはるかに大きな運動エネルギーで
飛翔する原子・分子の総称を“高速原子”と言い、それ
が一方向にビーム状に流れる場合に“高速原子線”と呼
ぶ。高速原子線は、個体表面を削りあるいは変形させる
ことができることが特徴である。
分子は、概ね ０.０５K eV前後の運動エネルギーを有し
ている。これに比べてはるかに大きな運動エネルギーで
飛翔する原子・分子の総称を“高速原子”と言い、それ
が一方向にビーム状に流れる場合に“高速原子線”と呼
ぶ。高速原子線は、個体表面を削りあるいは変形させる
ことができることが特徴である。
【０００３】高速原子線は、固体表面を削りあるいは変
性させ得ることが特徴で、半導体の微細加工等に重用さ
れ、従来の加工装置と比較して固体表面を高アスペクト
比で高速加工することが可能となる。また、高速原子線
は電気的に中性であるが故に、組成分析や微細加工等に
おいて、金属、半導体ばかりでなく、イオンビーム法が
不得意とするプラスチック、セラミックスなどの絶縁物
を対象とする場合にも威力がある。
性させ得ることが特徴で、半導体の微細加工等に重用さ
れ、従来の加工装置と比較して固体表面を高アスペクト
比で高速加工することが可能となる。また、高速原子線
は電気的に中性であるが故に、組成分析や微細加工等に
おいて、金属、半導体ばかりでなく、イオンビーム法が
不得意とするプラスチック、セラミックスなどの絶縁物
を対象とする場合にも威力がある。
【０００４】従来使用されている高速原子線源のうち、
陽極に直流高電圧を印加してガス放電を行い、気体原子
の高速原子線を発生させる高速原子線源Ａ及びこれを用
いた加工装置の例を図１０に示す。図中、符号１はガス
ノズル、２は直流高圧電源、３は陰極である高速原子線
放出用電極（以下、放出電極という）、４は高速原子
線、５はドーナツ状の陽極、６は高密度プラズマ、７は
低密度プラズマである。放出電極３には、複数の高速原
子線放出孔（以下、放出孔という）８が形成されてい
る。
陽極に直流高電圧を印加してガス放電を行い、気体原子
の高速原子線を発生させる高速原子線源Ａ及びこれを用
いた加工装置の例を図１０に示す。図中、符号１はガス
ノズル、２は直流高圧電源、３は陰極である高速原子線
放出用電極（以下、放出電極という）、４は高速原子
線、５はドーナツ状の陽極、６は高密度プラズマ、７は
低密度プラズマである。放出電極３には、複数の高速原
子線放出孔（以下、放出孔という）８が形成されてい
る。
【０００５】高速原子線４の下流部には、高速原子線４
の照射によって加工を受ける試料９と、これを支持する
ステージ１０が設けられている。これは、高速原子線源
から間隔をあけて、支持面が高速原子線放出方向と垂直
になるように配置されている。試料表面上におけるビー
ム照射量を当該試料面内においてむらのないようにする
ため、加工時回転ステージは一定の速度で回転してい
る。
の照射によって加工を受ける試料９と、これを支持する
ステージ１０が設けられている。これは、高速原子線源
から間隔をあけて、支持面が高速原子線放出方向と垂直
になるように配置されている。試料表面上におけるビー
ム照射量を当該試料面内においてむらのないようにする
ため、加工時回転ステージは一定の速度で回転してい
る。
【０００６】この装置により加工を行うには、電源２以
外の構成要素を真空容器にいれて十分に排気した後、ガ
スノズル１からアルゴンガスを導入する。ここで、真空
容器外部に設置された直流高電圧電源によって、ドーナ
ツ状の陽極２に直流電圧を印加する。これにより陰極３
と陽極５の間にグロー放電が起きてプラズマ６，７が発
生し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうして発
生したアルゴンイオンは、放出電極３に向かって加速さ
れて十分な運動エネルギーを得るに到る。放出孔８に入
射したイオンは、電子と衝突・再結合して中性原子に戻
る。イオンと電子の衝突においては、電子の質量がアル
ゴンイオンに比べて無視できるほどに小さいので、アル
ゴンイオンの運動エネルギーはそのまま原子に受け継が
れて高速原子となる。
外の構成要素を真空容器にいれて十分に排気した後、ガ
スノズル１からアルゴンガスを導入する。ここで、真空
容器外部に設置された直流高電圧電源によって、ドーナ
ツ状の陽極２に直流電圧を印加する。これにより陰極３
と陽極５の間にグロー放電が起きてプラズマ６，７が発
生し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうして発
生したアルゴンイオンは、放出電極３に向かって加速さ
れて十分な運動エネルギーを得るに到る。放出孔８に入
射したイオンは、電子と衝突・再結合して中性原子に戻
る。イオンと電子の衝突においては、電子の質量がアル
ゴンイオンに比べて無視できるほどに小さいので、アル
ゴンイオンの運動エネルギーはそのまま原子に受け継が
れて高速原子となる。
【０００７】この高速原子は、図１１に示すように放出
電極３の放出孔８から高速原子線４となって放出され
る。放出電極３内に複数存在する放出孔８の孔径は等し
く、放出電極３内における配置も均一になっている。つ
まり、放出孔８の開口面積分布は電極面内で均一であ
る。
電極３の放出孔８から高速原子線４となって放出され
る。放出電極３内に複数存在する放出孔８の孔径は等し
く、放出電極３内における配置も均一になっている。つ
まり、放出孔８の開口面積分布は電極面内で均一であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の過程において、
ガス放電により電極３，５間で発生するプラズマ６，７
の密度は電子とガス間の衝突確率に依存する。これは放
電部の中心で高く周辺部で低いので、放出電極３から放
出される高速原子線量も、図１２に示すように、上記の
放電部のプラズマ密度分布に対応した分布を有する。従
って、ターゲットである試料面における原子線の単位面
積当たりの放出強度、及び、高速原子線照射による試料
の加工速度も、照射面積内の中心部では高く周辺部では
低くなり、上記の従来の装置では照射面積内での加工速
度を均一にすることができないという欠点があった。本
発明の目的は、高速原子線のビーム照射量の照射面内で
の分布が均一であるような高速原子線源及びそれを用い
た加工装置を提供することにある。
ガス放電により電極３，５間で発生するプラズマ６，７
の密度は電子とガス間の衝突確率に依存する。これは放
電部の中心で高く周辺部で低いので、放出電極３から放
出される高速原子線量も、図１２に示すように、上記の
放電部のプラズマ密度分布に対応した分布を有する。従
って、ターゲットである試料面における原子線の単位面
積当たりの放出強度、及び、高速原子線照射による試料
の加工速度も、照射面積内の中心部では高く周辺部では
低くなり、上記の従来の装置では照射面積内での加工速
度を均一にすることができないという欠点があった。本
発明の目的は、高速原子線のビーム照射量の照射面内で
の分布が均一であるような高速原子線源及びそれを用い
た加工装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の原子線放出孔が形成された電極を有し、上記
電極の一方の空間で生成された高速原子線を上記原子線
放出孔から放出するようにした高速原子線源であって、
上記電極の複数の原子線放出孔は、その開口面積が電極
面内において所定の分布態様になるように形成されてい
ることを特徴とする高速原子線源である。請求項２に記
載の発明は、上記分布態様は、上記電極に向かう原子線
の密度分布を相殺して電極面内で均一な密度分布とする
ような分布態様であることを特徴とする請求項１に記載
の高速原子線源である。請求項３に記載の発明は、上記
分布態様は、原子線放出孔の径を変化させることにより
形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
の高速原子線源である。
は、複数の原子線放出孔が形成された電極を有し、上記
電極の一方の空間で生成された高速原子線を上記原子線
放出孔から放出するようにした高速原子線源であって、
上記電極の複数の原子線放出孔は、その開口面積が電極
面内において所定の分布態様になるように形成されてい
ることを特徴とする高速原子線源である。請求項２に記
載の発明は、上記分布態様は、上記電極に向かう原子線
の密度分布を相殺して電極面内で均一な密度分布とする
ような分布態様であることを特徴とする請求項１に記載
の高速原子線源である。請求項３に記載の発明は、上記
分布態様は、原子線放出孔の径を変化させることにより
形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
の高速原子線源である。
【００１０】請求項４に記載の発明は、上記分布態様
は、原子線放出孔の開口数を変化させることにより形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高
速原子線源である。請求項５に記載の発明は、上記分布
態様は、原子線放出孔の開口面積の比率が中央近傍で周
辺部より小さくなっていることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の高速原子線源である。請求項
６に記載の発明は、高速原子線がガス放電により生成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の高速原子線源で
ある。請求項７に記載の発明は、高速原子線がＥＣＲ放
電により生成されることを特徴とする請求項１に記載の
高速原子線源である。請求項８に記載の発明は、請求項
１ないし７のいずれかに記載の高速原子線源の下流側
に、高速原子線の照射により加工を受ける被加工試料を
支持する試料台が配置されていることを特徴とする加工
装置である。
は、原子線放出孔の開口数を変化させることにより形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高
速原子線源である。請求項５に記載の発明は、上記分布
態様は、原子線放出孔の開口面積の比率が中央近傍で周
辺部より小さくなっていることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の高速原子線源である。請求項
６に記載の発明は、高速原子線がガス放電により生成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の高速原子線源で
ある。請求項７に記載の発明は、高速原子線がＥＣＲ放
電により生成されることを特徴とする請求項１に記載の
高速原子線源である。請求項８に記載の発明は、請求項
１ないし７のいずれかに記載の高速原子線源の下流側
に、高速原子線の照射により加工を受ける被加工試料を
支持する試料台が配置されていることを特徴とする加工
装置である。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明においては、電極の複数
の原子線放出孔から放出される原子線の強度分布は、線
源自体の持つ強度分布と、原子線放出孔の開口面積分布
の双方を掛け合わせた値として得られる。従って、この
開口面積分布を所定のものとすれば、線源の分布にとら
われることなく所望の密度分布を設定することができ
る。請求項２に記載の発明においては、複数の放出孔か
ら放出される原子線の強度分布は線源の密度分布の如何
にかかわらず均一となる。請求項３に記載の発明におい
ては、原子線放出孔の径を変化させることにより、開口
面積の所定の分布が得られる。
の原子線放出孔から放出される原子線の強度分布は、線
源自体の持つ強度分布と、原子線放出孔の開口面積分布
の双方を掛け合わせた値として得られる。従って、この
開口面積分布を所定のものとすれば、線源の分布にとら
われることなく所望の密度分布を設定することができ
る。請求項２に記載の発明においては、複数の放出孔か
ら放出される原子線の強度分布は線源の密度分布の如何
にかかわらず均一となる。請求項３に記載の発明におい
ては、原子線放出孔の径を変化させることにより、開口
面積の所定の分布が得られる。
【００１２】請求項４に記載の発明においては、原子線
放出孔の開口数を変化させることにより、開口面積の所
定の分布が得られる。請求項５に記載の発明において
は、原子線放出孔の開口面積の比率が中央近傍で周辺部
より小さくなっており、線源での分布が高い中央部分の
放出孔から放出される原子線量が周辺より相対的に少な
く抑えられ、均等な分布となる。請求項６に記載の発明
においては、高速原子線がガス放電により生成される。
請求項７に記載の発明においては、高速原子線がＥＣＲ
放電により生成される。請求項８に記載の発明において
は、線源の分布にとらわれることなく所望の密度分布を
持つ原子線を被加工試料に照射して目的に応じた所望の
加工量分布が得られる。
放出孔の開口数を変化させることにより、開口面積の所
定の分布が得られる。請求項５に記載の発明において
は、原子線放出孔の開口面積の比率が中央近傍で周辺部
より小さくなっており、線源での分布が高い中央部分の
放出孔から放出される原子線量が周辺より相対的に少な
く抑えられ、均等な分布となる。請求項６に記載の発明
においては、高速原子線がガス放電により生成される。
請求項７に記載の発明においては、高速原子線がＥＣＲ
放電により生成される。請求項８に記載の発明において
は、線源の分布にとらわれることなく所望の密度分布を
持つ原子線を被加工試料に照射して目的に応じた所望の
加工量分布が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、図１ないし図９を参照して本発明によ
る高速原子線源及び加工装置の実施例を示す。なお、高
速原子線放出用電極（放出電極）３ａ，３ｂ，３ｃ，・
・・の放出孔８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・の分布以外は、
図１０において説明した従来例と同じなので、符号を同
じくして説明を省く。本発明においては、放出電極３
ａ，３ｂ，３ｃ，・・・に形成された複数の放出孔８
ａ，８ｂ，８ｃ，・・・が、従来例の場合のように均一
な分布をしておらず、その開口面積が電極面内において
所定の分布態様になるように形成されている。その分布
態様は、放出電極に向かう原子線の密度分布、つまり、
中心で高く周辺部で低い密度分布を相殺して電極面内で
均一な密度分布とするような分布態様である。
る高速原子線源及び加工装置の実施例を示す。なお、高
速原子線放出用電極（放出電極）３ａ，３ｂ，３ｃ，・
・・の放出孔８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・の分布以外は、
図１０において説明した従来例と同じなので、符号を同
じくして説明を省く。本発明においては、放出電極３
ａ，３ｂ，３ｃ，・・・に形成された複数の放出孔８
ａ，８ｂ，８ｃ，・・・が、従来例の場合のように均一
な分布をしておらず、その開口面積が電極面内において
所定の分布態様になるように形成されている。その分布
態様は、放出電極に向かう原子線の密度分布、つまり、
中心で高く周辺部で低い密度分布を相殺して電極面内で
均一な密度分布とするような分布態様である。
【００１４】その分布態様の決定方法を以下に説明す
る。まず、ビーム量の分布を、パルスカウンティング分
布、２次電子電流分布、又はビーム電流分布を測定する
ことによって調べる。これは、図９に示すように、中央
部が高く、同軸の等強度線を持つような分布をしてい
る。ここで、適当な半径を持つ中央部すなわち、半径ｒ
＝ｒ1以下の部分（領域Ｒ1）のビーム量を積分して算出
し、これを面積で割ってその部分の平均ビーム量を算出
する。以下、同様にある適当な幅（必ずしも同じ値でな
くてよい）を設定して、半径ｒ1，ｒ2，ｒ3・・・以内
の部分に領域Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3・・・を設定してビーム断
面を区分し、それぞれの平均ビーム量を算出する。
る。まず、ビーム量の分布を、パルスカウンティング分
布、２次電子電流分布、又はビーム電流分布を測定する
ことによって調べる。これは、図９に示すように、中央
部が高く、同軸の等強度線を持つような分布をしてい
る。ここで、適当な半径を持つ中央部すなわち、半径ｒ
＝ｒ1以下の部分（領域Ｒ1）のビーム量を積分して算出
し、これを面積で割ってその部分の平均ビーム量を算出
する。以下、同様にある適当な幅（必ずしも同じ値でな
くてよい）を設定して、半径ｒ1，ｒ2，ｒ3・・・以内
の部分に領域Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3・・・を設定してビーム断
面を区分し、それぞれの平均ビーム量を算出する。
【００１５】次に、それぞれの部分の開口面積率、すな
わち、その部分の全体の面積に対する開口面積の割合
が、各部分の平均ビーム量に反比例するように設定す
る。たとえば、中央の領域Ｒ1とこれに隣接する領域Ｒ2
の平均ビーム量の比が２：１である場合、部分Ｒ1とＲ2
における開口面積比率を１：２にすればよい。
わち、その部分の全体の面積に対する開口面積の割合
が、各部分の平均ビーム量に反比例するように設定す
る。たとえば、中央の領域Ｒ1とこれに隣接する領域Ｒ2
の平均ビーム量の比が２：１である場合、部分Ｒ1とＲ2
における開口面積比率を１：２にすればよい。
【００１６】図１及び図２の第１実施例、及び図３の第
２実施例では、このような密度分布を原子線放出孔の径
を変化させることにより達成している。すなわち、第１
実施例の放出電極３ａにおいては放出孔８ａの単位面積
当たりの数は基本的に均等であり、孔径を変えることに
よって所定の開口面積分布を得ている。すなわち、上記
の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2における放出孔８ａ1，８
ａ2の径をａ1，ａ2とすると、ａ1 2：ａ2 2が１：２にな
っている。図３の第２実施例も放出孔の数や径の分布は
異なるが、考え方は同じである。
２実施例では、このような密度分布を原子線放出孔の径
を変化させることにより達成している。すなわち、第１
実施例の放出電極３ａにおいては放出孔８ａの単位面積
当たりの数は基本的に均等であり、孔径を変えることに
よって所定の開口面積分布を得ている。すなわち、上記
の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2における放出孔８ａ1，８
ａ2の径をａ1，ａ2とすると、ａ1 2：ａ2 2が１：２にな
っている。図３の第２実施例も放出孔の数や径の分布は
異なるが、考え方は同じである。
【００１７】このような高速原子線源Ａにおいては、真
空容器外部に設置された直流高電圧電源２によって、ド
ーナツ状の陽極５に直流電圧を印加する。これにより陰
極３と陽極５の間にグロー放電が起きてプラズマが発生
し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうして発生
したアルゴンイオンは、放出電極３ａに向かって加速さ
れて十分な運動エネルギーを得るに到る。放出孔８
ａ1，８ａ2，８ａ3に入射したイオンは電子と衝突・再
結合して中性原子に戻り、これら放出孔８ａ1，８ａ2，
８ａ3を通過して高速原子線４となる。ここで、上述し
たように、放出孔８ａ1，８ａ2，８ａ3がその孔径を変
えることによって上記のビーム分布（図８（ａ）に示
す）を相殺する開口面積分布（図８（ｂ）に示す）を持
っているため、外部に放出されるビームの強度分布はビ
ームに直交する面内で均等になっている（図８（ｃ）に
示す）。
空容器外部に設置された直流高電圧電源２によって、ド
ーナツ状の陽極５に直流電圧を印加する。これにより陰
極３と陽極５の間にグロー放電が起きてプラズマが発生
し、アルゴンイオンと電子が生成される。こうして発生
したアルゴンイオンは、放出電極３ａに向かって加速さ
れて十分な運動エネルギーを得るに到る。放出孔８
ａ1，８ａ2，８ａ3に入射したイオンは電子と衝突・再
結合して中性原子に戻り、これら放出孔８ａ1，８ａ2，
８ａ3を通過して高速原子線４となる。ここで、上述し
たように、放出孔８ａ1，８ａ2，８ａ3がその孔径を変
えることによって上記のビーム分布（図８（ａ）に示
す）を相殺する開口面積分布（図８（ｂ）に示す）を持
っているため、外部に放出されるビームの強度分布はビ
ームに直交する面内で均等になっている（図８（ｃ）に
示す）。
【００１８】この原子線のビームは、高速原子線源の下
流側に設置された回転ステージ１０上の被加工試料９の
面に当たってこれを加工するが、この際試料面でのビー
ム照射量が均一なので、試料９の時間当たりの加工量も
均一となる。従って、たとえば平坦面を研磨加工する場
合、平坦度を損なうことがなく、また、凹凸面や曲面を
加工する場合においても、加工時間、つまりビーム照射
時間を加工が必要な深さに応じて制御すればよいので、
制御が容易である。
流側に設置された回転ステージ１０上の被加工試料９の
面に当たってこれを加工するが、この際試料面でのビー
ム照射量が均一なので、試料９の時間当たりの加工量も
均一となる。従って、たとえば平坦面を研磨加工する場
合、平坦度を損なうことがなく、また、凹凸面や曲面を
加工する場合においても、加工時間、つまりビーム照射
時間を加工が必要な深さに応じて制御すればよいので、
制御が容易である。
【００１９】図４及び図５には、この発明の第３及び第
４の実施例の放出電極３ｃ，３ｄを示す。この２つの実
施例においては、それぞれの放出孔８ｃ，８ｄの径が等
しく、単位面積当たりの原子線放出孔の数の分布を変化
させることにより、所定の開口面積分布を達成してい
る。すなわち、上記の分布の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2
における放出孔の数ｎ1，ｎ2の比が１：２になってい
る。
４の実施例の放出電極３ｃ，３ｄを示す。この２つの実
施例においては、それぞれの放出孔８ｃ，８ｄの径が等
しく、単位面積当たりの原子線放出孔の数の分布を変化
させることにより、所定の開口面積分布を達成してい
る。すなわち、上記の分布の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2
における放出孔の数ｎ1，ｎ2の比が１：２になってい
る。
【００２０】図６及び図７に示す第５及び第６の実施例
の放出電極３ｅ，３ｆにおいては、放出孔８ｅ1，８
ｅ2，８ｅ3，８ｆ1，８ｆ2の径及び数の双方を変化させ
ることにより、所定の開口面積分布を達成している。す
なわち、上記の分布の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2におけ
る放出孔の数をｎ1，ｎ2、径をａ1，ａ2とすると、ｎ1
ａ1 2：ｎ2ａ2 2が１：２になっている。
の放出電極３ｅ，３ｆにおいては、放出孔８ｅ1，８
ｅ2，８ｅ3，８ｆ1，８ｆ2の径及び数の双方を変化させ
ることにより、所定の開口面積分布を達成している。す
なわち、上記の分布の例で言えば、領域Ｒ1とＲ2におけ
る放出孔の数をｎ1，ｎ2、径をａ1，ａ2とすると、ｎ1
ａ1 2：ｎ2ａ2 2が１：２になっている。
【００２１】これらのいずれの例においても、図１及び
図２の実施例と同様に、ビーム発生源の分布が相殺され
て均等な分布になり、上記例と同様の作用効果を得るこ
とができる。尚、以上の説明ではガスプラズマを形成す
る手段として陽極と陰極間に高電圧を印加する冷陰極放
電（グロー放電）の例について説明したが、ガスをプラ
ズマ化する手段としては導波管を利用した高周波放電や
ＥＣＲ放電、或いはフォロカソード放電等を用いてもよ
い。
図２の実施例と同様に、ビーム発生源の分布が相殺され
て均等な分布になり、上記例と同様の作用効果を得るこ
とができる。尚、以上の説明ではガスプラズマを形成す
る手段として陽極と陰極間に高電圧を印加する冷陰極放
電（グロー放電）の例について説明したが、ガスをプラ
ズマ化する手段としては導波管を利用した高周波放電や
ＥＣＲ放電、或いはフォロカソード放電等を用いてもよ
い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電極の複数の原子線放出孔の開口面積分布を適当に
設定することにより、ビーム発生源に起因する制約にと
らわれることなく所望の密度分布を得ることができるの
で、使用状況や目的に応じた使用しやすい、制御しやす
い高速原子線源を得ることができる。従って、固体表面
を高アスペクト比で高速加工できる、組成分析や微細加
工等において、金属、半導体ばかりでなく、プラスチッ
ク、セラミックスの加工も可能であるという高速原子線
の特徴を生かした加工装置を提供することができる。
ば、電極の複数の原子線放出孔の開口面積分布を適当に
設定することにより、ビーム発生源に起因する制約にと
らわれることなく所望の密度分布を得ることができるの
で、使用状況や目的に応じた使用しやすい、制御しやす
い高速原子線源を得ることができる。従って、固体表面
を高アスペクト比で高速加工できる、組成分析や微細加
工等において、金属、半導体ばかりでなく、プラスチッ
ク、セラミックスの加工も可能であるという高速原子線
の特徴を生かした加工装置を提供することができる。
【図１】この発明の一実施例の加工装置の構成を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図２】この発明の一実施例の高速原子線源の放出電極
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】この発明の第２実施例の高速原子線源の放出電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図４】この発明の第３実施例の高速原子線源の放出電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図５】この発明の第４実施例の高速原子線源の放出電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図６】この発明の第５実施例の高速原子線源の放出電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図７】この発明の第６実施例の高速原子線源の放出電
極を示す斜視図である。
極を示す斜視図である。
【図８】この発明の一実施例の高速原子線源の作用を説
明するグラフである。
明するグラフである。
【図９】この発明の一実施例の高速原子線源の放出電極
の構成を説明するグラフである。
の構成を説明するグラフである。
【図１０】従来の高速原子線源を用いた加工装置を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図１１】従来の高速原子線源の放出電極を示す斜視図
である。
である。
【図１２】従来の高速原子線源におけるビームの強度分
布を示すグラフである。
布を示すグラフである。
Ａ 高速原子線源 １ ガスノズル ２ 直流高圧電源 ３ａ，３ｂ，３ｃ，・・・ 高速原子線放出用電極 ４ 高速原子線 ８ａ，８ｂ，８ｃ，・・・ 高速原子線放出孔 ９ 試料 １０ 回転台
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の原子線放出孔が形成された電極を
有し、 上記電極の一方の空間で生成された高速原子線を上記原
子線放出孔から放出するようにした高速原子線源であっ
て、 上記電極の複数の原子線放出孔は、その開口面積が電極
面内において所定の分布態様になるように形成されてい
ることを特徴とする高速原子線源。 - 【請求項２】 上記分布態様は、上記電極に向かう原子
線の密度分布を相殺して電極面内で均一な密度分布とす
るような分布態様であることを特徴とする請求項１に記
載の高速原子線源。 - 【請求項３】 上記分布態様は、原子線放出孔の径を変
化させることにより形成されていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の高速原子線源。 - 【請求項４】 上記分布態様は、原子線放出孔の開口数
を変化させることにより形成されていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の高速原子線源。 - 【請求項５】 上記分布態様は、原子線放出孔の開口面
積の比率が中央近傍で周辺部より小さくなっていること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高速
原子線源。 - 【請求項６】 高速原子線がガス放電により生成される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
高速原子線源。 - 【請求項７】 高速原子線がＥＣＲ放電により生成され
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
の高速原子線源。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の高
速原子線源の下流側に、高速原子線の照射により加工を
受ける被加工試料を支持する試料台が配置されているこ
とを特徴とする加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7086542A JP3064201B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 高速原子線源及びこれを用いた加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7086542A JP3064201B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 高速原子線源及びこれを用いた加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255698A true JPH08255698A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3064201B2 JP3064201B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=13889900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7086542A Expired - Fee Related JP3064201B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 高速原子線源及びこれを用いた加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064201B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921722B2 (en) * | 2000-05-30 | 2005-07-26 | Ebara Corporation | Coating, modification and etching of substrate surface with particle beam irradiation of the same |
| JP2007317650A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高速原子線源および高速原子線放出方法ならびに表面改質装置 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7086542A patent/JP3064201B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921722B2 (en) * | 2000-05-30 | 2005-07-26 | Ebara Corporation | Coating, modification and etching of substrate surface with particle beam irradiation of the same |
| JP2007317650A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高速原子線源および高速原子線放出方法ならびに表面改質装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3064201B2 (ja) | 2000-07-12 |
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