(57)【要約】【課題】中性化フィラメントを断線することなく巻き取ることが可能である中性化フィラメントの供給方法及びイオンビーム装置を提供する。【解決手段】使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に新たな中性化フィラメントを供給するイオンビーム装置における中性化フィラメントの供給方法において、第１と第２の電極に設けられた挿通孔９に挿入された中性化フィラメント６を挿通孔から離間する工程と、使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に供給された新たな中性化フィラメントを挿通孔に挿入する工程と、挿通孔に挿入された中性化フィラメントを挿通孔に圧接する工程とを備える。【選択図】　　図１
2004022260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取りドラムにより使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に送り出しドラムにより新たな中性化フィラメントを供給するイオンビーム装置における中性化フィラメントの供給方法において、
中性化フィラメントに給電する第１と第２の電極に設けられた挿通孔に挿入された中性化フィラメントを前記挿通孔から離間する工程と、
巻取りドラムにより使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に送り出しドラムから供給された新たな中性化フィラメントを前記挿通孔に挿入する工程と、
前記送り出しドラムにより供給され前記挿通孔に挿入された中性化フィラメントを前記挿通孔に圧接する工程とを備える
ことを特徴とする中性化フィラメントの供給方法。
【請求項２】
両端がドラムに固定された中性化フィラメントを有するイオンビーム装置において、
前記中性化フィラメントに給電する第１と第２の電極を備え、
前記第１と第２の電極に挿通孔を設けると共に、
該挿通孔に挿入された前記中性化フィラメントを前記挿通孔に圧接あるいは離間せしめる圧接手段を設けた
ことを特徴とするイオンビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中性化フィラメントの供給方法及びイオンビーム装置に関する。詳しくは、巻取りドラムにより使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に送り出しドラムにより新たな中性化フィラメントを供給するイオンミリング装置、イオンビームスパッタ装置などのイオンビーム装置における中性化フィラメントの供給方法及び両端がドラムに固定された中性化フィラメントを有するイオンミリング装置、イオンビームスパッタ装置などのイオンビーム装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図４、図５及び図６を参酌しながら従来のイオンビーム装置の一例であるイオンミリング装置を説明する。
【０００３】
図４に従来のイオンミリング装置の構成を説明するための模式図を示す。ここで示すイオンミリング装置１０１は被処理物である半導体基板１０２のイオンミリングを行い、パターンを形成する装置であって、大別してイオン源室１０３、処理室１０４及び仕込み室（図示せず）から構成されている。
【０００４】
ここで、イオン源室１０３はイオンビームを発生させる電源部分であって、Ａｒガスをイオン化させるためのフィラメント１０５及びイオン化したＡｒガスを加速させるための電極板１０６とを備え、処理室１０４はイオン源室で発生したイオンビームにより被処理物である半導体基板の表面をイオンミリングする部屋であり、真空チャンバーからなり、真空チャンバー内に半導体基板１０２を保持する基板ホルダー１０７、イオンを中性化する中性化フィラメントを供給する中性化フィラメント供給機構１０８及びシャッター１０９とを備える。
【０００５】
図５に従来のイオンミリング装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式図を示す。なお、図５（ａ）は従来のイオンミリング装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式的な正面図であり、図５（ｂ）は従来のイオンミリング装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式的な側面図である。ここで示す中性化フィラメント供給機構１０８はシャーシ１１０に回転自在に取り付けられた送り出しドラム１１１、送り出しドラムと所定間隔を隔ててシャーシに回転自在に取り付けられ、巻取りモーター１１２で回転駆動する巻取りドラム１１３及びシャーシに取り付けられ、中性化フィラメント１１４に給電する中性化フィラメント電極１１５とを備える。
【０００６】
ここで、中性化フィラメント電極１１５には図６で示す様に中性化フィラメントが挿入される挿通孔１１６が形成され、図６（ａ）中符号Ａで示す挿通孔の径は、例えば図６（ａ）中符号Ｂで示す中性化フィラメントの径が０．３５ｍｍである場合には０．４０ｍｍに形成する等、挿通孔の径は中性化フィラメントの径よりも若干大きく形成され、挿通孔と中性化フィラメントが図６（ｂ）で示す様に嵌合すべく形成されることによって、中性化フィラメント電極による中性化フィラメントへの給電を可能としている。
【０００７】
上記の様に構成されたイオンミリング装置１０１を用いて被処理物である半導体基板１０２をイオンミリングする場合には、先ず仕込み室にてローダカセットに半導体基板をセットしスタートさせ、仕込み室内をロータリポンプで真空引きを行い、仕込み室の真空度が処理室と同等の真空度に到達した時に仕込み室と処理室との間に配設されているゲートバルブを開け、搬送アームにより半導体基板を処理室１０４に搬入して基板ホルダー１０７にセットする。
【０００８】
次に、フィラメント１０５に電圧を印加してマスフロコントローラー１１７を通じてイオン源室１０３へ導入された反応ガスであるアルゴンガスをイオン化し、電極板１０６でアルゴンイオンを図４中符号Ｃで示す基板ホルダー１０７にセットした半導体基板の方向へ加速させ、イオンミリングを行う。
【０００９】
なお、アルゴンイオンはプラスの電荷を有しており、プラスの電荷を帯びたアルゴンイオンを半導体基板に照射することにより、半導体基板表面がアルゴンイオンの電荷によって帯電し、アルゴンイオンが当たらなくなることに起因したエッチングレートの低下及び面内均一性の悪化を防止すべく、電極板１０６と半導体基板１０２との間に配置された中性化フィラメントによりアルゴンイオンを中和し、アルゴンイオンが中和されたことを検知した後にシャッター１０９が開き、半導体基板のイオンミリングが開始される。
【００１０】
ここで、アルゴンイオンを中和する目的で配置された中性化フィラメントは、反応ガスであるアルゴンイオンの影響で長時間使用により切断してしまうために、中性化フィラメント供給機構１０８により、イオンミリング終了後に所定の使用時間を超過した使用済み中性化フィラメントを巻取りモーターを回転させて巻取りドラム１１３によって巻き取ると同時に、送り出しドラム１１５から新たな中性化フィラメントの供給を行い中性化フィラメントの切断を抑制している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した様に使用済み中性化フィラメントはアルゴンガスの影響により劣化し、使用前の状態と比較して中性化フィラメントは細く切断されやすい状態になっているために、中性化フィラメント巻取りの際に巻取りドラムによる張力や嵌合している挿通孔と接触して切断してしまうという不都合があった。
なお、中性化フィラメントが切断した場合には、切断した中性化フィラメントを接続しなければならないが、接続作業を行うためには処理室を大気開放する必要があり外気が流入すると共に大気中の水分が電極板に付着し、電極板の状態が悪化することでイオンミリング再開後のエッチングレートが低下しメタル残り等の品質不良を起こしたり、スループットが悪化したりするという問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであって、中性化フィラメントを断線することなく巻き取ることが可能である中性化フィラメントの供給方法及びイオンビーム装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る中性化フィラメントの供給方法は、巻取りドラムにより使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に送り出しドラムにより新たな中性化フィラメントを供給するイオンビーム装置における中性化フィラメントの供給方法において、中性化フィラメントに給電する第１と第２の電極に設けられた挿通孔に挿入された中性化フィラメントを前記挿通孔から離間する工程と、巻取りドラムにより使用済み中性化フィラメントを巻き取ると同時に送り出しドラムから供給された新たな中性化フィラメントを前記挿通孔に挿入する工程と、前記送り出しドラムにより供給され前記挿通孔に挿入された中性化フィラメントを前記挿通孔に圧接する工程とを備える。
【００１４】
ここで、中性化フィラメントに給電する第１と第２の電極に設けられた挿通孔に挿入された中性化フィラメントを挿通孔から離間することによって、中性化フィラメントと挿通孔とが接触することなく中性化フィラメントを巻き取ることができる。
また、送り出しドラムにより供給され挿通孔に挿入された中性化フィラメントを挿通孔に圧接することによって、第１と第２の電極により中性化フィラメントに給電することができる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るイオンビーム装置は、両端がドラムに固定された中性化フィラメントを有するイオンビーム装置において、前記中性化フィラメントに給電する第１と第２の電極を備え、前記第１と第２の電極に挿通孔を設けると共に、該挿通孔に挿入された前記中性化フィラメントを前記挿通孔に圧接あるいは離間せしめる圧接手段を設けた。
【００１６】
ここで、挿通孔に挿入された中性化フィラメントを挿通孔に圧接あるいは離間せしめる圧接手段によって、中性化フィラメントと挿通孔とが接触することなく中性化フィラメントを巻き取ることができると共に、第１と第２の電極により中性化フィラメントに給電することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１８】
図１は本発明を適用したイオンビーム装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式図を示す。なお、図１（ａ）は本発明を適用したイオンビーム装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式的な正面図であり、図１（ｂ）は本発明を適用したイオンビーム装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式的な側面図である。ここで示す中性化フィラメント供給機構１はシャーシ２に回転自在に取り付けられた送り出しドラム３、送り出しドラムと所定間隔を隔ててシャーシに回転自在に取り付けられ、巻取りモーター４で回転駆動する巻取りドラム５及びシャーシに取り付けられ、中性化フィラメント６に給電する第１中性化フィラメント電極７及び第２中性化フィラメント電極８を備える。
【００１９】
ここで、第１中性化フィラメント電極７及び第２中性化フィラメント電極８には、中性化フィラメントが挿入される挿通孔９が形成され、挿通孔の径は、例えば中性化フィラメントの径が０．３５ｍｍである場合には５．０ｍｍに形成する等、挿通孔の径は中性化フィラメントの径と比較して充分に大きく形成されている。また、第１中性化フィラメント電極７及び第２中性化フィラメント電極８は棒状伸縮ピン１０が接続された電磁ソレノイド１１を備える。
【００２０】
なお、挿通孔の径は中性化フィラメントの径との関係において、中性化フィラメントと挿通孔とが接触することなく中性化フィラメントを巻き取ることができる程度の径であれば充分であり、必ずしも５．０ｍｍに限定されるものでは無い。
また、圧接手段として電磁ソレノイドを一例に挙げたが、圧接手段は挿通孔に挿入された中性化フィラメントを挿通孔に圧接あるいは離間することができれば充分であって、必ずしも電磁ソレノイドである必要は無い。
【００２１】
上記の様に構成された中性化フィラメント供給機構では、中性化フィラメントへの給電時、即ち、中性化フィラメントにマイナスの電位を与えることによりアルゴンイオンの中和を行う時には、図２で示す様に、電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンを伸ばすことにより中性化フィラメントを挿通孔の内壁に接触させ、中性化フィラメントへの給電停止時、即ち、使用済みの中性化フィラメントを巻取りドラムで巻き取ると共に送り出しドラムから新たな中性化フィラメントの供給を行う時には、図３で示す様に、電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンを収縮させることにより中性化フィラメントを挿通孔の内壁から離間させることができる。
従って、本発明を適用したイオンビーム装置では、所定の使用時間を超過した使用済み中性化フィラメントを、電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンを収縮させることにより中性化フィラメントを挿通孔の内壁から離間させ中性化フィラメントと挿通孔とが接触することなく巻取りドラムによって巻き取ることができる。また、送り出しドラムから新たな中性化フィラメントが供給された後には、電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンを伸ばすことにより中性化フィラメントを挿通孔の内壁に接触させ、第１中性化フィラメント電極及び第２中性化フィラメント電極により中性化フィラメントに給電することができる。
なお、図２（ａ）は給電時における第１中性化フィラメント電極の上面図、図２（ｂ）は給電時における第１中性化フィラメント電極の側面断面図、図３（ａ）は給電停止時における第１中性化フィラメント電極の上面図であり図３（ｂ）は給電停止時における第１中性化フィラメント電極の側面断面図である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の中性化フィラメントの供給方法及びイオンビーム装置によれば、中性化フィラメントを断線することなく巻き取ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したイオンビーム装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式図である。
【図２】給電時における電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンの状態及び中性化フィラメントの状態を説明するための図である。
【図３】給電停止時における電磁ソレノイドに接続された棒状伸縮ピンの状態及び中性化フィラメントの状態を説明するための図である。
【図４】従来のイオンミリング装置の構成を説明するための模式図である。
【図５】従来のイオンミリング装置における中性化フィラメント供給機構を説明するための模式図である。
【図６】従来の中性化フィラメント電極を説明するための図である。
【符号の説明】
１　　中性化フィラメント供給機構
２　　シャーシ
３　　送り出しドラム
４　　巻取りモーター
５　　巻取りドラム
６　　中性化フィラメント
７　　第１中性化フィラメント電極
８　　第２中性化フィラメント電極
９　　挿通孔
１０　　棒状伸縮ピン
１１　　電磁ソレノイド
【図１】
2004022260.tif 000003
【図２】
2004022260.tif 000004
【図３】
2004022260.tif 000005
【図４】
2004022260.tif 000006
【図５】
2004022260.tif 000007
【図６】
2004022260.tif 000008