(57)【要約】  直進性が高いイオンビームを得ることができる引き出し電極を提供する。  本発明の引き出し電極（１）は、陽極酸化膜からなる絶縁層（２）と、絶縁層（２）の一方の面に配置される加速電極（３）と、加速電極（３）と絶縁層（２）を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔（４）とを備え、貫通孔（４）のアスペクト比（平均長さ（５）／平均開口径（６））が、１６以上１０００以下である。
2015080239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを引き出してイオンビームを形成するための引き出し電極であって、  バルブ金属の陽極酸化膜からなる絶縁層と、  前記絶縁層の一方の面に配置される加速電極と、  前記加速電極と前記絶縁層を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔と、  を備え、  前記貫通孔の平均長さと平均開口径との比であるアスペクト比が、１６以上１０００以下である引き出し電極。
【請求項２】
前記アスペクト比が、２２以上５００以下である請求項１に記載の引き出し電極。
【請求項３】
前記貫通孔のアスペクト比に対する開口率の比率が、１．０以上３．５以下である請求項１または２に記載の引き出し電極。
【請求項４】
前記絶縁層の平均厚みが、２μｍ以上３００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の引き出し電極。
【請求項５】
前記貫通孔による開口率が、３％以上９０％以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の引き出し電極。
【請求項６】
前記貫通孔の平均開口径が、３０ｎｍ以上５０μｍ以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の引き出し電極。
【請求項７】
前記絶縁層の前記一方の面とは反対側の他方の面に配置される接地電極をさらに有し、  前記複数の貫通孔は、前記加速電極、前記絶縁層および前記接地電極を厚さ方向に貫通する請求項１〜６のいずれか一項に記載の引き出し電極。
【請求項８】
イオンを生成するためのイオン生成室と、  前記イオン生成室に対向して配置される請求項１〜７のいずれか一項に記載の引き出し電極と、  前記引き出し電極に電位を付与する電源とを有するイオン源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、引き出し電極およびイオン源に関し、特に、イオンビームを生成するための引き出し電極およびイオン源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、イオン源は、真空成膜装置、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ（Focused Ion Beam）装置）、イオンミリング装置、および宇宙産業で用いられるイオンエンジンなど、様々な分野で利用されている。一般的に、イオン源は、イオンを生成するイオン生成室と、イオン生成室に対して低い電位に設定された引き出し電極とを有する。イオン生成室で生成されたイオンのうち正の電荷を有する陽イオンが、イオン生成室と引き出し電極との間で形成される電場に従って、イオン生成室内から引き出し電極に向けて加速しながら引き出される。これにより、イオンビームが生成され、生成されたイオンビームは、引き出し電極に形成された複数の貫通孔を通過して外部に放出される。【０００３】  ここで、引き出し電極は、イオンビームの生成に重要な役割を担っており、所望のイオンビームを生成するための様々な引き出し電極が提案されている。例えば、特許文献１には、「プラズマが発生したイオン源から、イオンを引き出すイオン引き出し電極であって、イオン引き出し電極は、イオン引き出し電極を貫通する複数のイオン引き出し孔（貫通孔）を備えて放電室の外側に向かって凸となる曲面領域を備えた板状体からなることを特徴とするイオン引き出し電極。」が開示されている（請求項５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１０２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、特許文献１の引き出し電極には、ドリルなどを用いて複数の貫通孔が形成されるため、貫通孔のアスペクト比（平均長さ／平均開口径）を高くすることができなかった。このため、直進性が低いイオンビームも貫通孔を通過してしまい、直進性が高いイオンビームを得ることが困難であった。【０００６】  そこで、本発明は、直進性が高いイオンビームを得ることができる引き出し電極およびイオン源を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、引き出し電極の複数の貫通孔が、所定の範囲のアスペクト比を有することにより、直進性が高いイオンビームが得られることを見出し、本発明を完成させた。  すなわち、本発明は、以下の構成の引き出し電極およびイオン源を提供する。【０００８】  （１）  イオンを引き出してイオンビームを形成するための引き出し電極であって、  バルブ金属の陽極酸化膜からなる絶縁層と、  絶縁層の一方の面に配置される加速電極と、  加速電極と絶縁層を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔と  を備え、  貫通孔の平均長さと平均開口径との比であるアスペクト比が、１６以上１０００以下である引き出し電極。【０００９】  （２）  アスペクト比が、２２以上５００以下である（１）に記載の引き出し電極。【００１０】  （３）  貫通孔のアスペクト比に対する開口率の比率が、１．０以上３．５以下である（１）または（２）に記載の引き出し電極。【００１１】  （４）  絶縁層の平均厚みが、２μｍ以上３００μｍ以下である（１）〜（３）のいずれかに記載の引き出し電極。【００１２】  （５）  貫通孔による開口率が、３％以上９０％以下である（１）〜（４）のいずれかに記載の引き出し電極。【００１３】  （６）  貫通孔の平均開口径が、３０ｎｍ以上５０μｍ以下である（１）〜（５）のいずれかに記載の引き出し電極。【００１４】  （７）  絶縁層の一方の面とは反対側の他方の面に配置される接地電極をさらに有し、  複数の貫通孔は、加速電極、絶縁層および接地電極を厚さ方向に貫通する（１）〜（６）のいずれかに記載の引き出し電極。【００１５】  （８）  イオンを生成するためのイオン生成室と、  イオン生成室に対向して配置される（１）〜（７）のいずれかに記載の引き出し電極と、  引き出し電極に電位を付与する電源とを有するイオン源。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、直進性が高いイオンビームを得ることができる引き出し電極およびイオン源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の引き出し電極の好適な実施形態の一例を示す簡略図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉｂ−Ｉｂからみた断面図である。
【図２】本発明の引き出し電極の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明のイオン源の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のイオン源の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  ［引き出し電極］  本発明の引き出し電極は、イオンを引き出してイオンビームを形成するための引き出し電極であって、バルブ金属の陽極酸化膜からなる絶縁層と、絶縁層の一方の面に配置される加速電極と、加速電極と絶縁層を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔とを備え、貫通孔のアスペクト比（平均長さ／平均開口径）が、１６以上１０００以下である。  次に、本発明の引き出し電極について、図１を用いて説明する。
【００１９】  図１は、本発明の引き出し電極の好適な実施形態の一例を示す簡略図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉｂ−Ｉｂからみた断面図である。  本発明の引き出し電極１は、平板形状を有する絶縁層２と、絶縁層２の一方の面２ａに配置される加速電極３とを備え、絶縁層２と加速電極３を貫通して厚さ方向Ｚに直線上に延びる複数の貫通孔４が形成されている。すなわち、複数の貫通孔４は、絶縁層２に形成された複数の貫通孔４ａと、加速電極３に形成された複数の貫通孔４ｂとが互いに連通するように形成されている。
【００２０】  ここで、加速電極３は、後述するイオン源に配置された際に、イオン生成室に対して異なる電位が付与されるものである。これにより、イオン生成室と加速電極３の間には電場が形成され、イオン生成室内で生成されたイオンが電場に従って加速しながら引き出されることでイオンビームが形成される。加速電極３により形成されたイオンビームは、複数の貫通孔４内に進入し、直進性の低いイオンビームは複数の貫通孔４の内周面に規制されて複数の貫通孔４を通過することができず、直進性が高いイオンビームのみが複数の貫通孔４を通過して外部に放出される。  本発明においては、複数の貫通孔４は、平均開口径６に対する平均長さ５の比率を示すアスペクト比が１６以上１０００以下となるように形成されている。複数の貫通孔４のアスペクト比を１６以上とすることで、直進性が高いイオンビームを得ることができ、複数の貫通孔４のアスペクト比を１０００以下とすることで、イオンビームの通過性を確保してそれぞれの貫通孔４を通過するイオンビームの量が大きく減少するのを抑制することができる。なお、複数の貫通孔４は、イオンビームの直進性をより向上させる理由から、２２以上５００以下のアスペクト比を有することが好ましい。さらに、複数の貫通孔４は、イオンビームの直進性と通過性を共に向上させる理由から、２４以上５０以下のアスペクト比を有することが好ましい。
【００２１】  また、図２に示すように、本発明の引き出し電極１は、絶縁層２の一方の面２ａとは反対側の他方の面２ｂに配置される接地電極７をさらに有することが好ましい。これにより、複数の貫通孔４を通過して外部に放出されたイオンビームが加速電極３の電位により引き戻されることを抑制し、複数の貫通孔４から放出されたイオンビームの量が減少するのを抑制することができる。
【００２２】  また、本発明の引き出し電極１の開口率は、３％以上９０％以下であるのが好ましく、３０％以上９０％以下であるのがより好ましい。開口率を３％以上とすることで、複数の貫通孔４を通過するイオンビームの総量が大きく減少するのを抑制し、イオンビームの電流量を高く保つことができる。また、開口率を９０％以下とすることで、引き出し電極１に充分な強度を付与することができ、引き出し電極１の複数回使用による劣化を抑制することができる。
【００２３】  また、引き出し電極１は、複数の貫通孔を透過するイオンビームの直進性を高く保ちつつ通過性を向上させる理由から、複数の貫通孔４のアスペクト比に対する開口率の比率が０．１以上３．５以下であることが好ましい。また、複数の貫通孔４のアスペクト比に対する開口率の比率は、イオンビームの直進性を高く保ちつつ通過性をより向上させてイオンビームの電流量を高く保つ理由から、１．０以上３．５以下であることがより好ましい。また、複数の貫通孔４のアスペクト比に対する開口率の比率は、イオンビームの直進性を高く保ちつつ通過性をさらに向上させる理由から、２．０以上３．５以下であることがさらに好ましい。
【００２４】  なお、上述した複数の貫通孔の平均開口径と平均長さの値は、それぞれ倍率１０万倍で取得した引き出し電極のＳＥＭ画像を解析して平均値を求めたものである。具体的には、引き出し電極のＳＥＭ画像について視野内に存在する全ての貫通孔の直径と長さをそれぞれ算出し、その全ての貫通孔の直径と長さについて平均値を求めたものである。なお、一視野内に存在する複数の貫通孔が５０個に満たない場合には、複数の視野を撮影し、少なくとも５０個の貫通孔について直径と長さを算出して平均値を求めるようにした。  また、上述した引き出し電極の開口率は、引き出し電極のＳＥＭ画像について視野内に存在する貫通孔の面積と視野の面積を算出して求めた。
【００２５】［絶縁層］  上記絶縁層は、バルブ金属の陽極酸化膜からなる構造体であり、イオンビームの直進性を向上させるものである。  本発明においては、上記絶縁層は、２μｍ以上３００μｍ以下の平均厚みを有することが好ましい。絶縁層の平均厚みを２μｍ以上とすることで、イオンビームが複数の貫通孔（図１においては符号４ａで表される部分）を通過する際に直進性が低いイオンビームを確実に除くことができ、絶縁層の平均厚みを３００μｍ以下とすることで、複数の貫通孔（図１においては符号４ａで表される部分）を通過するイオンビームの通過性を向上させることができる。また、図２に示すように、絶縁層の一方の面に加速電極を配置すると共に他方の面に接地電極を配置した場合に、絶縁層の平均厚みを上記範囲内とすることで、電極間の絶縁性を充分に確保することができる。
【００２６】  絶縁層は、バルブ金属基材を陽極酸化し、陽極酸化により生じた細孔を貫通化することにより製造することができる。バルブ金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマスおよびアンチモンが用いられ、アルミニウムが好ましく用いられる。  このような、陽極酸化により生じる細孔を利用して引き出し電極に後述する複数の貫通孔を形成することにより、従来のドリルなどを用いて複数の貫通孔を形成する場合と比べて、アスペクト比が高い複数の貫通孔を容易に形成することができる。また、陽極酸化により生じる細孔を利用して引き出し電極に後述する複数の貫通孔を形成することにより、複数の貫通孔を小さいピッチで容易に形成することができる。  陽極酸化処理については、従来公知の方法を用いることができるが、複数の貫通孔の規則性を高くする観点から、自己規則化法や定電圧処理を用いるのが好ましい。ここで、陽極酸化処理の自己規則化法や定電圧処理については、特開２００８−２７０１５８号公報の［００５６］〜［０１０８］段落および［図３］に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。  また、貫通化処理については、例えば、特開２００８−２７０１５８号公報の［０１１０］〜［０１２１］段落ならびに［図３］および［図４］に記載された各方法と同様の方法が挙げられる。
【００２７】［加速電極］  上記加速電極は、後述するイオン源のイオン生成室から正の電荷を有する陽イオンを引き出してイオンビームを形成する電極である。  上記加速電極は、電導性材料から構成されていれば特に限定されず、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン、およびニッケルなどの高融点金属材料が好適に例示される。  上記加速電極は、例えばスパッタリングなどを利用して、上記絶縁層である陽極酸化膜の一方の面上に形成することができる。
【００２８】［接地電極］  上記接地電極は、複数の貫通孔から放出されたイオンビームが引き出し電極側に引き戻されることを抑制するものである。上記接地電極は、導電性材料から構成されていれば特に限定されず、例えば、上述した加速電極と同様の材料から構成することができる。  上記接地電極は、例えばスパッタリングなどを利用して、上記絶縁層である陽極酸化膜の他方の面上に形成することができる。
【００２９】［複数の貫通孔］  上記複数の貫通孔は、平均開口径（図１においては符号６で表される部分）が３０ｎｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。平均開口径が３０ｎｍ以上であると、複数の貫通孔を通過するイオンビームの通過性を向上することができ、平均開口径が５０μｍ以下であると、直進性が低いイオンビームを確実に除くことができる。  また、上記複数の貫通孔は、平均ピッチ（図１においては符号８で表される部分）が４０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であるのが好ましい。平均ピッチが４０ｎｍ以上であると、引き出し電極に充分な強度を付与することができ、平均ピッチが５００ｎｍ以下であると、引き出し電極の表面に衝突されるイオンビームの量を抑制してより多くのイオンビームを複数の貫通孔に進入させることができる。
【００３０】  上記複数の貫通孔の密度は、イオンビームの電流量を高く保つ理由から、２００万個／ｍｍ２以上であるのが好ましく、１０００万個／ｍｍ２以上であるのがより好ましく、５０００万個／ｍｍ２以上であるのがさらに好ましく、１億個／ｍｍ２以上であるのが特に好ましい。
【００３１】  [イオン源]  以下に、本発明のイオン源について詳細に説明する。  本発明のイオン源は、イオンを生成するためのイオン生成室と、イオン生成室に対向して配置される上述した引き出し電極と、引き出し電極に電位を付与する電源とを有するイオン源である。
【００３２】  図３は、本発明のイオン源２１の好適な実施態様の一例を示す模式的な断面図である。  本発明のイオン源２１は、イオン生成室２２と、イオン生成室２２に対向して配置される引き出し電極１と、イオン生成室２２より引き出し電極１の電位が低くなるように電位を付与する電源２３とを有する。  イオン生成室２２は、プラズマＰを発生させるプラズマ発生室２４と、プラズマ発生室２４内に原料ガスを供給するガス供給部２５と、発生したプラズマＰをプラズマ発生室２４内に閉じ込めるための閉じ込め部２６と、プラズマ発生室２４において引き出し電極１と対向する側面に形成された引き出し口２７とを有する。  上記引き出し電極１は、上述したように、絶縁層２の一方の面２ａに加速電極３を配置すると共に絶縁層２の他方の面２ｂに設置電極７を配置したものであり、加速電極３がイオン生成室２２に対向するように設置されている。なお、図１に示すように、引き出し電極１は、絶縁層２の一方の面２ａにのみ加速電極３を配置して、他方の面２ｂには接地電極７を配置しないものでもよく、同様にして、加速電極３がイオン生成室２２に対向するように設置することができる。
【００３３】  また、電源２３は、プラズマ発生室２４と加速電極３の間を接続して、プラズマ発生室２４に対して加速電極３の電位が低くなるように電圧を印加する。これにより、プラズマ発生室２４内に閉じ込められたプラズマＰ中の陽イオンＩが、プラズマ発生室２４内から引き出し口２７を介して引き出し電極１に向けて引き出されてイオンビームが形成される。  イオンビームは、引き出し電極１に到達すると、複数の貫通孔４を通過して外部に放出される。この時、複数の貫通孔４は、１６以上１０００以下の高いアスペクト比で形成されているため、直進性の高いイオンビームを外部に放出することができる。また、接地電極７が、複数の貫通孔４から放出されたイオンビームの引き戻しを抑制して、外部に放出されたイオンビームの量が減少するのを抑制することができる。
【００３４】  このようにして、直進性の高いイオンビームを複数の貫通孔４から外部に放出することにより、例えば、イオンビームの進行方向に対して引き出し電極１の下流側に基板を配置して高精度な成膜を行うことができる。
【００３５】  なお、本発明のイオン源２１は、イオンビームの進行方向に対して引き出し電極１の下流側に、イオンビームの電荷を中和するためのニュートラライザーを有するのが好ましい。ニュートラライザーとしては、例えば、加熱による熱電子でイオンビームの電荷を中和する加熱フィラメントなどが挙げられる。これにより、イオンビームの電荷が中和され、複数の貫通孔４から放出されたイオンビームが互いの電荷に影響されて拡散するのを抑制することができる。
【００３６】  また、図４に示すように、本発明のイオン源２１は、引き出し電極１を挟んでイオン生成室２２の反対側に配置、すなわち引き出し電極１の接地電極７に対向して配置されるイオン測定部２８を備えることができる。  イオン測定部２８は、イオン源のメンテナンスなどを実施する際に設置されるものでイオンビームの電流量を測定することができる。具体的には、イオン測定部２８は、引き出し電極１に対向して配置される測定基板２９と、測定基板２９の表面上に並べて配置される複数の測定プローブ３０と、複数の測定プローブ３０にそれぞれ接続される電流計３１とを有する。  引き出し電極１から放出されたイオンビームが、イオン測定部２８の複数の測定プローブ３０で受信され、この測定プローブからの電流量を電流計３１で検出することにより、イオンビームの電流量を測定することができる。
【００３７】  [イオン生成室]＜プラズマ発生室＞  上記プラズマ発生室は、後述するガス供給部から供給される原料ガスを電離してプラズマを発生させるものである。例えば、プラズマ発生室は、高周波放電、マイクロ波放電およびレーザー照射などの方法により原料ガスを電離してプラズマを発生させることができる。  なお、プラズマ発生室は、耐熱性を有する導電性材料から構成するのが好ましい。
【００３８】＜ガス供給部＞  上記ガス供給部は、上述したプラズマ発生室にプラズマを発生させるための原料ガスを供給するもので、例えば、原料ガスの供給量を調整バルブ（図３においては符号３０で表される部分）などで調整することにより、所定の圧力で原料ガスをプラズマ発生室に供給することができる。  原料ガスとしては、例えば、ヘリウム、水素、アルゴン、キセノンなどが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、原料ガスには、ガリウム（Ｇａ）イオン、鉄（Ｆｅ）イオン、リチウム（Ｌｉ）イオンなどを含有させることもできる。
【００３９】＜閉じ込め部＞  上記閉じ込め部は、上述したプラズマ発生室内に磁場および電界などを発生させることにより、プラズマをプラズマ発生室内に閉じ込めるものである。例えば、プラズマ発生室を囲むように磁石を配置してプラズマ発生室内に、いわゆるミラー磁場を発生させることによりプラズマの拡散を抑制して閉じ込めることができる。
【実施例】
【００４０】  以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。【００４１】（実施例１）  （Ａ）鏡面仕上げ処理（電解研磨処理）  高純度アルミニウム基板（住友軽金属株式会社製、純度９９．９９質量％、厚さ０．４ｍｍ）を１０ｃｍ四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用い、電圧２５Ｖ、液温度６５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で電解研磨処理を施した。  陰極はカーボン電極とし、電源は、ＧＰ０１１０−３０Ｒ（株式会社高砂製作所社製）を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（アズワン株式会社製）を用いて計測した。【００４２】  （電解研磨液組成）  ・８５質量％リン酸（和光純薬工業株式会社製試薬）    ６６０ｍＬ  ・純水    １６０ｍＬ  ・硫酸    １５０ｍＬ  ・エチレングリコール    ３０ｍＬ【００４３】  （Ｂ）陽極酸化処理工程  次いで、鏡面仕上げ処理を行ったアルミニウム基板は、５．０ｍｏｌ／Ｌ濃度のマロン酸の電解質において、電圧１１５Ｖおよび液温度０℃の条件で、１時間の陽極酸化処理を施した後、５０ｇ／Ｌ濃度のリン酸水溶液に浸漬されて、液温度３０℃の条件で１０分間の酸化被膜溶解処理を施した。この陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を４回繰り返し行った。  なお、陽極酸化処理は、陰極をステンレス電極とし、電源には株式会社高砂製作所社製の直流安定化電源を用いた。また、冷却装置にはＮｅｏＣｏｏｌ ＢＤ３６（ヤマト科学株式会社製）、攪拌加温装置にはペアスターラー ＰＳ−１００（ＥＹＥＬＡ東京理化器械株式会社製）を用いた。【００４４】  続いて、陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を施したアルミニウム基板に、０．５ｍｏｌ／Ｌ濃度のマロン酸の電解質で、電圧１１５Ｖ、液温度０℃の条件で、６時間の陽極酸化処理を施した後、５０ｇ／Ｌ濃度のリン酸水溶液に１０分間浸漬して、厚さ１４μｍの陽極酸化膜を得た。得られた陽極酸化膜には、中心間距離の平均値が３００ｎｍの複数の細孔が形成されていた。複数の細孔の中心間距離の測定は、走査型電子顕微鏡S-4800（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて、５０ｋ倍の画像を任意の場所で５枚撮影し、各々画像から任意に選択された細孔の中心間距離を１０点測定して、その平均数値を細孔の中心間距離とした。【００４５】  （Ｃ）貫通化処理工程  次いで、２０質量％塩酸水溶液に０．１ｍｏｌ／Ｌの塩化銅を混合した処理液を用い、液温１５℃で、目視によりアルミニウムが除去されるまで浸漬することによりアルミニウム基板を溶解し、更に、５質量％リン酸に３０℃、３０分〜１８０分間浸漬させることにより陽極酸化膜の底部を除去し、複数の貫通孔を有する陽極酸化膜からなる構造体（絶縁層）を作製した。【００４６】  （Ｄ）加熱処理  次いで、上記で得られた構造体に、温度４００℃で１時間の加熱処理を施した。【００４７】  （Ｅ）表面平滑化処理  次いで、構造体の表面を５μｍ以上研磨し、その反対の面を５μｍ以上研磨する表面平滑化処理を施した。  具体的には、研磨剤の種類がシリコンカーバイトのシート（＃１２００）でラッピング研磨を行なった後、粒子径２μｍのダイヤモンドスラリーでポリッシングを行い、さらに、粒子径０．２５μｍのダイヤモンドスラリーでポリッシングを行なって鏡面状態とした。【００４８】  （Ｆ）電極形成処理  次いで、表面平滑化処理後の陽極酸化膜の両面に、スパッタリング装置（ＨＳＲ−３５１Ｌ、株式会社島津製作所社製）を用いてアルゴンガスを０．５Ｐａで導入しつつ投入電力１００Ｗで６００秒間モリブデン（純度９９．９５％）を０．５μｍ蒸着することにより、絶縁層の一方の面と他方の面にそれぞれ加速電極と接地電極を配置して引き出し電極を作製した。【００４９】  （実施例２）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に陽極酸化処理の処理時間を６時間とし、（Ｅ）表面平滑化処理において構造体の表面を４μｍ以上研磨すると共にその反対の面を４μｍ以上研磨した以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５０】  （実施例３）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理のマロン酸の濃度を０．５ｍｏｌ／Ｌとし且つ処理時間を１６時間とした以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５１】  （実施例４）  実施例２の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理の処理時間を５６時間とした以外は、実施例２と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５２】  （実施例５）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理は、マロン酸に代えて０．３ｍｏｌ／Ｌ濃度のリン酸の電解質を用い、電圧２８Ｖおよび液温度０℃の条件で１時間処理された以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５３】  （実施例６）  実施例５の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理の条件を電圧４５Ｖで液温度２℃とした以外は、実施例５と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５４】  （実施例７）  実施例５の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理の条件を電圧９１Ｖで液温度１０℃とした以外は、実施例５と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５５】  （実施例８）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、酸化被膜溶解処理を液温度４０℃で２０分間行った以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５６】  （実施例９）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、酸化被膜溶解処理を液温度４０℃で２５分間行った以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５７】  （比較例１）  実施例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、陽極酸化処理の処理時間を２２０時間とし且つ酸化被膜溶解処理を液温度４０℃で２５分間行った以外は、実施例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５８】  （比較例２）  比較例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化��膜溶解処理を繰り返す際に陽極酸化処理の処理時間を１時間とし且つ酸化被膜溶解処理を液温度３０℃で１０分間行い、（Ｅ）表面平滑化処理において構造体の表面を５．７５μｍ以上研磨すると共にその反対の面を５．７５μｍ以上研磨した以外は、比較例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００５９】  （比較例３）  比較例１の（Ｂ）陽極酸化処理工程において陽極酸化処理と酸化被膜溶解処理を繰り返す際に、酸化被膜溶解処理を液温度３０℃で１０分間行った以外は、比較例１と同様の方法により、引き出し電極を作製した。【００６０】  （比較例４）  厚さ１ｍｍのモリブデン板材を１０ｃｍ四方の面積でカットし、２ｍｍφのドリルを使用して水冷しつつ穴あけ加工を施した。【００６１】  上記の実施例１〜９、比較例１〜４について、貫通孔の開口径、貫通孔の長さおよび開口率を測定した。  貫通孔の開口径および長さは、ＳＥＭ画像を解析して開口径および長さの平均値を求めた。この結果を下記第１表に示す。  開口率は、上記で観察したＳＥＭ像を画像解析して算出した。この結果を下記第１表に示す。【００６２】  また、貫通孔のアスペクト比は、開口径に対する長さの比率を求めることにより算出した。この結果を下記第１表に示す。  また、開口率／アスペクト比は、上記で算出されたアスペクト比に対する開口率の比率を求めることにより算出した。この結果を下記第１表に示す。【００６３】（評価方法）  カウフマン型イオン源に引き出し電極を設置し、プラズマ発生室を０．６ｍＰａまで排気した後、ガス供給部からアルゴンガスを３０ｍＰａでプラズマ発生室内に供給しつつプラズマ発生室内に配置されたフィラメントに１００Ｗの電力を印加してプラズマを発生させた。続いて、引き出し電極の加速電極に１．２ｋＶの加速電位を付与することで、プラズマ発生室内から陽イオンを引き出すことによりイオンビームを形成した。【００６４】  イオンビームの直進性は、引き出し電極から１００ｍｍの位置に２ｍｍφの測定プローブを、貫通孔の中心軸に対してそれぞれ３度、５度および１０度の方向に配置し、それぞれの測定プローブで検出されたイオンビームの電流値を微小電流計（３４４１０Ａ、アジレントテクノロジー社製）を用いて測定した。この時の電流値が、３度の方向に配置された測定プローブでのみ得られる場合（イオンビームの広がりが５度未満）をＡ、３度および５度の方向に配置された測定プローブで得られる場合（イオンビームの広がりが５度以上１０度未満）をＢ、３度、５度および１０度の方向に配置された測定プローブで得られる場合（イオンビームの広がりが１０度以上）をＣとしてイオンビームの直進性を評価した。この結果を下記第１表に示す。【００６５】  イオンビームの電流量は、貫通孔の直下に引き出し電極から１００ｍｍ離して配置された２ｍｍφの測定プローブでイオンビームを検出し、この時の電流値を微小電流計（３４４１０Ａ、アジレントテクノロジー社製）を用いて測定した。この時の電流量が、実施例１の電流量以上である場合をＡ、実施例１の電流量未満実施例１の電流量の５０％以上である場合をＢ、実施例１の電流量の５０％未満１％以上である場合をＣ、実施例１の電流量の１％未満である場合をＤ���してイオンビームの電流量を評価した。この結果を下記第１表に示す。  なお、比較例１および比較例３は、電流量が１％未満であったため（評価Ｄ）、直進性および安定性は評価できなかった。【００６６】  イオンビームの電流安定性は、貫通孔の直下に引き出し電極から１００ｍｍ離して配置された２ｍｍφの測定プローブでイオンビームを検出し、この時の電流値を微小電流計（３４４１０Ａ、アジレントテクノロジー社製）を用いて測定した。この時の電流値が、１分以上連続して得られる場合をＡ、１分以上連続して得られない場合をＢとしてイオンビームの電流安定性を評価した。この結果を下記第１表に示す。【００６７】  なお、下記第１表において、「−」は、測定値が得られずに評価できなかったことを示している。【００６８】
【表１】
2015080239.tif 000003
【００６９】  第１表に示す結果から、複数の貫通孔のアスペクト比が１６以上１０００以下である実施例１〜９は、複数の貫通孔のアスペクト比が１６未満の比較例２および４と比較して、イオンビームの直進性が向上することがわかった。また、複数の貫通孔のアスペクト比が１０００を超える比較例１および３では、イオンビームの電流量が検出されず、ほとんどのイオンビームが複数の貫通孔を通過できないことがわかった。このことから、複数の貫通孔のアスペクト比を１６以上１０００以下とすることで、直進性が高いイオンビームを確実に得られることがわかった。【００７０】  さらに、複数の貫通孔のアスペクト比が１６以上１０００以下である実施例１〜９は、従来用いられている引き出し電極と同等のアスペクト比を有する比較例４と同様に、イオンビームの電流安定性が高く、直進性に加えて電流安定性の高いイオンビームが得られることがわかった。【００７１】  また、複数の貫通孔のアスペクト比が２２以上５００以下である実施例２〜９は、複数の貫通孔のアスペクト比が２２未満の実施例１と比較して、イオンビームの直進性がより向上することがわかった。  また、複数の貫通孔のアスペクト比に対する開口率の比率（開口率／アスペクト比）が１．０以上３．５以下である実施例２、７〜９は、開口率／アスペクト比が１．０未満あるいは３．５を超える実施例１、３〜６、比較例１〜３と比較して、イオンビームの直進性と電流量が共に向上することがわかった。
【符号の説明】
【００７２】  １  引き出し電極、２  絶縁層、２ａ  一方の面、２ｂ  他方の面、３  加速電極、４，４ａ，４ｂ  複数の貫通孔、５  平均長さ、６  平均開口径、７  接地電極、８  平均ピッチ、２１  イオン源、２２  イオン生成室、２３  電源、２４  プラズマ発生室、２５  ガス供給部、２６  閉じ込め部、２７  引き出し口、２８  イオン測定部、２９  測定基板、３０  測定プローブ、３１  電流計、Ｐ  プラズマ、Ｉ  陽イオン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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