製品特徴

イオンビームミリングとは

イオンビームミリングとは、電子との衝撃で生じたイオンを通常200~1000eVの範囲で加速させ、イオンの物理的な運動エネルギーを利用して、基板表面材料が削り取られる現象を利用したものです。イオンビームミリング装置は、ドライプロセスでの微細加工の有力な方法として各分野で広く使用されています。イオンビームが基板表面に衝突すると、表面に存在する原子間結合力(数eV程度)を壊し、表面の原子をたたきだします。通常エッチングガスとして安価で取り扱いが容易なArガスが使用されます。

通常イオンビームエッチング装置には、イオンを発生し加速させるイオンソース、正電荷をもったイオンビームを電気的に中性化させるニュートラライザー、基板を保持するためのステージおよび真空チャンバーと真空ポンプなどの真空排気系より構成されています。

カウフマン型イオンソース

イオンビームエッチング装置を構成するカウフマン型イオンソースは、NASAの宇宙開発計画の一部であったイオン推進技術より生まれたものです。カウフマン博士は1960年に電子衝撃型イオン推進ロケットを開発し、このイオンソースが現在ではイオンビームエッチングの分野に応用されています。イオンソースは熱電子を発生させるカソード・円筒形のアノード・磁場作成のためのマグネット、2枚のグリッドおよびニュートラライザーにより構成されています。動作原理としては、まずイオンソースを含んだ真空チャンバーを高真空に排気します。Arガスをイオンソースに供給し、真空圧力を10-4Pa程度にします。カソードフィラメントにより発生した熱電子はカソード・アノード間に印可した電圧および磁場の作用により螺旋状に運動し、Arガス分子と衝突し電離させプラズマを発生させます。イオンソース内で作られたイオンはスクリーングリッド、 アクセラレーターグリッドの2枚で構成されたグリッドによりイオンソースの外へ放出されます。

上のグラフから分かるようにイオンは互いのグリッドに印可された電圧Vb, Vaの和Viにより加速され、そしてある距離だけ離れたターゲット(イオンミリングの場合これが基板表面になります)に向かって進んでいきます。基板に衝突するイオンポテンシャルは、Vbに等しくなります。このVbはビーム電源の電圧を設定することにより制御されます。アクセラレーターグリッドには、エッチングチャンバー内の電子・ニュートラライザーからの電子がディスチャージチャンバーに逆流しないために負電位に保たれています。

設計自由度

弊社はイオンビームミリング装置の設計時からお客様のご要望を可能な限り反映させ、お客様だけの特別な1台としてご提案可能です。

ご提案装置実績事例)
　・簡易型ロードロック装置 ・ゲートバルブレス装置　
　・大口径基板用装置(イオンソース2台搭載装置)
　・イオンビームデポジション/ エッチング装置(デポジション用、アシスト用イオンソース2台搭載装置)

サンプルデモ

小型機・中型機のデモ機を保有、お客様のご要望・仕様にあった装置でサンプル作成のデモンストレーションが可能です。

小型機：シングルステージ(直接冷却ステージ)
中型機：プラネタリーステージ(直接冷却・間接冷却・ガス冷却ステージ)・シングルステージ(直接冷却ステージ)