JPS60246546A - イオンビ−ム装置用グリツド - Google Patents

イオンビ−ム装置用グリツド

Info

Publication number
JPS60246546A
JPS60246546A JP10059784A JP10059784A JPS60246546A JP S60246546 A JPS60246546 A JP S60246546A JP 10059784 A JP10059784 A JP 10059784A JP 10059784 A JP10059784 A JP 10059784A JP S60246546 A JPS60246546 A JP S60246546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grid
thin film
substrate
metal thin
generation chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10059784A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoyuki Toshima
戸島 知之
Keiichi Yanagisawa
佳一 柳沢
Tsutomu Nishimura
力 西村
Yasuhiro Nagai
靖浩 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP10059784A priority Critical patent/JPS60246546A/ja
Publication of JPS60246546A publication Critical patent/JPS60246546A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明は、大口径のイオン生成室、を試料に照射してエ
ツチングなどを行うイオンビーム装置に係り、特に低加
速電圧においても大きなイオン電流を引出すことのでき
るイオンビーム装置用グリッドの構造に関するものであ
る。 〔従来技術〕 第1図は上記イオンビーム装置として通常良く使用され
るカウフマン形イオンビームエツチング装置の概略図で
ある。同図において、1はイオン生成室A内の中央に支
持された熱電子放出用カソード、2はこのカソード1の
周面に配置された同筒状のアノード、3Viイオン生成
室Aの外側に設けられたプラズマ発生用マグネット、4
1−1イオン生成室A内にアルゴンなどの不活性ガスを
導入するガス導入口である。また、5,6はイオン生成
室Aの外側にそれぞれ支持部材(図示せず)で支持され
て該イオン生成家人より生成されるイオンを加速するた
めのグリッド、7はこれらグリッド5.6にて引出され
たイオンを申付化するためのニュートラライザ(中和電
極ともいう)であり、このイオンが試*+UB内の試料
台8に載置された被エツチング材9に胛射されるように
(n成されている。 ここで、プラズマ発生用マグネット3により磁界を発生
させた状態でカソード1から熱電千金放出させると、熱
電子はサイクロ)oン運動を開始する。そして、アノー
ド2に電位を加えた状態でガス導入口4からアルゴンな
どの不活性ガスを導入すると、不活性ガスはカソード1
よりの熱電子の衝撃によってプラズマ化し、このプラズ
マはイオン生成室A内に分布してその外側にあるグリッ
ド5,6により引出される。このとき、グリッド5.6
は、第2図にその断面を示すように1通常は5簡以下の
穴を多数個あけた導電性の2枚の円板を各々の穴の位置
がそろうように一定の距離をおいて対向させた構造を有
しており、プラズマに面するものをスクリーングリッド
(5)および被エツチング材9に対向するものをアクセ
ラレータグリッド(6)と称する。しかして、このアク
セラレータグリッド6に負電位ヲ、捷だスクリーングリ
ッド5、アノード2およびカソード1の各電極に正′

1位を加えると、イオン生成室Aより生成されるイオン
が2枚のグリッド5,6間で加速されて被エツチング材
9に衝突し、スパッタ現象によりエツチングが生ずる。 この場合、各グリッド5,6より引出されるイオン電流
密度jは以下に示すチャイルドの法則により与えられる
。 j = (4t 6 /9 ) (2e 7m )”2
V3A/ Lまただし、eo″゛グリッド間媒質の誘電
率翳−イオンの電荷と質量との比 ■ニゲリッド間電位差 tニゲリッド間隔 上式からイオン電流密度を大きくするためにはグリッド
5,6の間隔を小さくしなければならないことがわかる
。しかし、グリッド5,6の間隔を小さくすると、加工
時に生ずる変形等のためにグリッド全面において距離を
等しく一定に保つことが困雛になる。また、動作時にお
ける熱変形によりグリッド5,6間の接触等も生じゃす
くなる。 そのため、グリッド間の距離を余り小さくすることはで
きず、従来のグリッド構造では大イオン電流値を得るこ
とが困離である。特に、イオンビーム装置は第1図に示
したようなドライエツチング装置として、あるいは上記
被エツチング材9の代りにターゲツト材をおき、第1図
の点線で示す基板10をおくことKよりスパッタ成膜装
置として良く使用されているが、大きなイオン電流値が
得られないために、エツチング速度や成膜速度が遅いと
いう欠点があった。 〔発明の概要〕 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的はイオン生成室より生成されるイオンを加速するグ
リッド間の距離を短かくかつ均一に保つことにより、低
加速電圧においても大きなイオン電流を引出すことので
きるイオンビーム装置用グリッドを提供することにある
。 こめような目的を達成するために、本発明は、導電性を
有する基板と、この基板上に絶縁膜を介して被着形成さ
れた金属薄膜と、これら金属薄膜と基板間に一方の金属
薄膜より別記絶縁膜を別して他方の基板へ貫通する穴が
選択的に形成されたイオン引出し用の穴部とからグリッ
ドを構成し、前記金属薄膜を第1のグリッドとしかつ前
記基板を第2のグリッドとしてこれらグリッドに所定の
電位を付与することにより、イオンビーム生成室よシ作
成されるイオンビーム全加速し引出すようにしたもので
ある。以下、本発明の実施例を図面忙基いて詳細に説明
する。 〔実施例〕 第3図は本発明の一実施例によるイオンビーム装置用グ
リッドの要部断面図であり、この実施例のグリッド11
は、S1単結晶などの導電性基板12上にSi 02 
r Atz O3などの絶縁膜13を均一に形成すると
ともに、この絶縁膜13上にTl 、 C。 などの金属薄膜14を形成し、これら基板12と金属薄
膜14間に、該金属Wf、膜14よシ絶縁膜13を通し
て基板12へ貫通する多数の穴151〜15nが選択的
にあけられたイオン引出し用の穴部15が形成されてい
る。 このようにして作成されたグリッドは、例えば上述した
第1図のイオンビームエツチング装fJ!tK適用する
場合、イオン生成室Aとニュートラライザ7との間に配
置されるもので、導電性基板12をスクリーングリッド
としかつ金属薄膜14をアクセラレータグリッドとして
それぞれ所定の電位を印加することにより、イオン生成
室よりのイオンを加速して引出すことができる。したが
って、上記実施例のグリッド構造は、5インチ径ぐらい
の面積までの基板12上にRFスパッタ法等を用いてJ
 Oz + Atz 03等の絶縁膜13t50μm程
度までの厚さに均一に成膜することができる。それゆえ
、基板12および金属薄膜14は極く短い一定の間隔で
保持されることになるので、低電圧においても大きなイ
オン電流を得ることができる。 また、上記基板12に熱・変形が生じても従来のように
2枚のグリッドが接触することはないので、動作75−
X損なわれることもない。さらに、絶縁膜13としての
Si 02の耐圧特性は20〜40に′v/WrMに及
ぶため、この絶縁膜の厚さが50μmの場合でも1〜2
KVの加速電圧を加えることができ、これにより広範囲
の加速電圧において大正、流を得ることができるなどの
効果を有する。なお、上記実施例のグリッド構造におい
て導電性基板12をアクセラレータグリッド、金属薄膜
14をスクリーングリッドとしても同様な効果が得られ
ることは上述の説明からも明らかである。 第4図に導電性基板12として1〜2×10Ω・−の固
有抵抗をもつS1単結晶を用いた場合の製造工程の一例
を示す。同図において、まずSi単結晶基板12の表面
上に絶縁膜として5102膜13を所定の厚さにスパッ
タ等の手段により成膜する。 このとき、S1単結晶基板12の表面を熱酸化して5i
02膜全形成してもよい。その後、5102膜13 、
 Si単結晶基板12に対して選択エツチングの可能な
T1等の金属薄膜14を5102膜13上に形成する(
第4図(a))。次いで通常のフ第1・リングラフィ技
術により金縞薄膜14を所定のパターンにエツチングし
て選択的に穴153〜15n(図では151,152の
み)をあける(第4図(b))。 つぎにこの金184Nm 14 kマスクにして510
2膜13、S+IIl結晶基板12のエツチングを行う
(第4図(C))。このとき、5IOzleN13のウ
ェットエツチングには緩衝フッ酸液が良く使用されるが
、エツチング量が大きい場合にはSiO2膜13のサイ
ドエッチが大きく微細加工が困難である。また、緩衝フ
ッ酸液に対してマスクとして作用する適当な金属薄膜が
ない。それゆえ、5102膜13はCF系ガスによるイ
オンビームエツチングでもエツチングされる。このCF
4ガスのイオンビームエツチングによる5102膜13
のエツチング速度を第5図に示す。第5図はエツチング
条件として/Jl+速電圧IKV、電流密夏1mh/e
raの場合を示し、符号Iは動作真空度に対する5i0
2膜13のエツチング速度を示し、符号■lIは金属薄
膜14としてのTI+Crのエツチング速度も合わせて
示している。同図から明らかなように、 5iOzDJ
l 3とTl 、 Cr薄膜のエツチング速度比はlX
l0 Torr以上において6以上になるので、数10
μmの厚さノ5iOz HKI 3に対してもサイドエ
ッチの少ない加工を行うことができる。1次、Ti 、
 C,薄膜は後述するSl単結晶基板12のエツチング
液ではエツチングされないので、S1単結晶基板のエツ
チング後もグリッドとして作用させることができる。 しかして、5i02膜13をエツチングした後、この5
10z膜’tマスクとしてエチレンジアミン。 ピロカテコール、および水の混合物でSi単結晶基板1
2をエツチングする。良く知られているように上記のエ
ツチング液では】00℃における<100> 。 <110> および(11D結晶軸方向のエツチング速
度比は50 : 30 : 3μm/hrになる。それ
ゆえ2面の垂直方向が<100>方向に配向している基
板を使用すれば面の垂直方向に対して約35.3°の、
また<110>方向に配向している基板を使用するとほ
ぼ0°の角度で選択エツチングが進行し、サイドエッチ
の小さ゛欠151〜15nからなるイオン引出し用穴部
15が得られる。 なお、2jI%性基板としては、GaAl1単結晶基板
の場合にも(100)配向基板を流酸過酸化水素および
水からなる液でエツチングすることによりSlヤ結晶の
場合と同様な加工を行うことができる。 1だ、ステンレスなどのような金属薄板を用いることも
できる。 また、上述の実施例では導電性基板の片面に絶縁膜を介
して金攬湧膜を形成する場合について示したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、導電性基板の両面に
それぞれ絶縁mを介して金属R模を形成して、上記実施
1タリと同様のイオン引出し用穴部を設けることにより
、これら基板、金槙i1Q膜を各々のグリッドとして↑
、′・)hvすることもできる。さらに、金属薄膜は、
TjあるいはCrなどの一中層に限らず、これら金属の
絹合せによるtrr層↑j・1゛造にすることもできる
。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれは、イオン生成室より
生成されるイオンを加速するグリッド間の距離を短かく
かつ均一に保持することができるので、イオノビーム装
置において広l:・囲の加速箱、圧で大電流を得ること
ができ、したがって、エツチング装置に用いてエツチン
グ速度を増加させることができるとともに、イオンビー
ムスパッタ成膜装置に用いて成膜速度を高めることがで
きる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は通常周知のカウフマン型イオノビームエツチン
グ装置の概略図、第2図は第1図のグリッドの概略断面
図、第3図は本発明の一犬施例の要部断面図、第4図は
本発明の一実施例の製造工程図、第5図1はCF系ガス
によるイオンビームエツチング時のS i 02 + 
TrおよびCrMの工、ノチ/グ速度と動作真空度との
関係を示す特性図である。 A・・・・イオン生成室、B・・・・試料至、1・・・
・カソード、2−・・・アノード、3・・・・マグネッ
ト、4・・・・ガス導入[コ、5−・・・スクリーング
リッド、6・−・僧アクセラレータグリッド、7壽−・
拳ニュートラライザ、8・・・・試料台、9・・・・被
エツチング材、12−・・・導電性基板(スクリーング
リッド)、13・・・・絶縁層、14・・・・金属′A
9摸(アクセラレータグリッド)、15・・・・イオン
引出し用穴部。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 山川政樹(ほか1名) 第1図 第2図 第3図 市 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電性を有する基板と、この基板上に絶縁膜を介して被
    着形成された金属薄膜と、これら金属薄膜と基板間に一
    方の金属薄膜より前記絶縁膜を通して他方の基板へ質通
    する穴が選択的に形成されたイオン引出し用の穴部とか
    ら構成したことを特徴とするイオンビーム装置用グリッ
    ド、。
JP10059784A 1984-05-21 1984-05-21 イオンビ−ム装置用グリツド Pending JPS60246546A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10059784A JPS60246546A (ja) 1984-05-21 1984-05-21 イオンビ−ム装置用グリツド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10059784A JPS60246546A (ja) 1984-05-21 1984-05-21 イオンビ−ム装置用グリツド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60246546A true JPS60246546A (ja) 1985-12-06

Family

ID=14278274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10059784A Pending JPS60246546A (ja) 1984-05-21 1984-05-21 イオンビ−ム装置用グリツド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60246546A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230290A2 (de) * 1986-01-21 1987-07-29 Leybold Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von Extraktionsgittern für Ionenquellen und durch das Verfahren hergestellte Extraktionsgitter
EP0353245A1 (en) * 1987-03-20 1990-02-07 University Of New Mexico Method and apparatus for ion etching and deposition
JPH0594794A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Nec Corp イオンソースグリツド
KR100585937B1 (ko) 2004-12-06 2006-06-07 학교법인 성균관대학 개선된 이온빔 소오스
JP2015046645A (ja) * 2011-10-31 2015-03-12 キヤノンアネルバ株式会社 イオンビームエッチング装置
CN106229248A (zh) * 2015-08-26 2016-12-14 成都森蓝光学仪器有限公司 水冷环形热阴极离子源中和器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230290A2 (de) * 1986-01-21 1987-07-29 Leybold Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von Extraktionsgittern für Ionenquellen und durch das Verfahren hergestellte Extraktionsgitter
JPS62229640A (ja) * 1986-01-21 1987-10-08 ライボルト−ヘレ−ウス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング イオン源用抽出格子の製法及び抽出格子
EP0230290A3 (de) * 1986-01-21 1988-11-09 Leybold Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von Extraktionsgittern für Ionenquellen und durch das Verfahren hergestellte Extraktionsgitter
EP0353245A1 (en) * 1987-03-20 1990-02-07 University Of New Mexico Method and apparatus for ion etching and deposition
JPH0594794A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Nec Corp イオンソースグリツド
KR100585937B1 (ko) 2004-12-06 2006-06-07 학교법인 성균관대학 개선된 이온빔 소오스
JP2015046645A (ja) * 2011-10-31 2015-03-12 キヤノンアネルバ株式会社 イオンビームエッチング装置
US10388491B2 (en) 2011-10-31 2019-08-20 Canon Anelva Corporation Ion beam etching method of magnetic film and ion beam etching apparatus
CN106229248A (zh) * 2015-08-26 2016-12-14 成都森蓝光学仪器有限公司 水冷环形热阴极离子源中和器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2034481C (en) Self-aligned gate process for fabricating field emitter arrays
US4521286A (en) Hollow cathode sputter etcher
JPS6226821A (ja) Rfスパツタ/エツチング装置
JPH0564407B2 (ja)
JPS6020440A (ja) イオンビ−ム加工装置
US4541890A (en) Hall ion generator for working surfaces with a low energy high intensity ion beam
US5252892A (en) Plasma processing apparatus
JPS6136589B2 (ja)
JPS60246546A (ja) イオンビ−ム装置用グリツド
JP2535564B2 (ja) プラズマ処理装置
JPH05102083A (ja) ドライエツチング方法及びそのための装置
JPH08319588A (ja) プラズマエッチング装置
JPH0762989B2 (ja) 電子ビ−ム励起イオン源
JPS59225525A (ja) 反応性イオンビ−ムエツチング装置
JP3577785B2 (ja) イオンビーム発生装置
RU2089001C1 (ru) Источник электронов и способ его изготовления
JP2862088B2 (ja) プラズマ発生装置
JPS5812339B2 (ja) イオンエツチングホウホウ
JPH0626197B2 (ja) ドライエッチング装置
KR100370414B1 (ko) 전계 효과 전자 방출 소자의 홀 식각 방법
JPH01183123A (ja) Alのスパッタエッチング装置
JPS62286227A (ja) ドライエツチング装置
JPH0922796A (ja) ドライエッチング装置
JPH0228597Y2 (ja)
JPH07207471A (ja) プラズマエッチング装置