東北学院ハイテクリサーチセンター

高精度アルゴンイオンエッチングシステム装置

　電子ビーム描画装置を用いて試料に数nm～数µｍの微細なパターンを描画した後に、数mm×数mmの領域の基板表面を高精度にエッチングし、パターニングされた試料の作製が可能である。ナノスケールの多層構造からなる試料を加工する際に、有る特定の層でエッチングを終了させる必要がある。そのために本装置では二次イオンを検出する終端検出器（エンドポイントディテクター、または２次イオン質量分析計SIMS（Secondary Ionization Mass Spectrometer））が装備されている。

　終端検出器とは、試料表面に数keV～数10keVのエネルギーを持つイオンビーム（一次イオンビーム）を照射する（試料構成原子に運動エネルギーとイオン化エネルギーを与える）と、エネルギーを与えられた原子はイオン化されて試料表面から飛び出す（スパッタリング現象）ようになる。そのイオン化されて飛び出し、捕らえられた二次イオンビームは電場・磁場を通過すると、電荷によって分離し、イオンの数は電子増倍管（Electron multiplier）により電気パルス信号に変換される。質量分析を行う事で、はじき出された試料構成原子の種類を特定する事が可能になるというものである。