JP2013541165A5

JP2013541165A5 -

Info

Publication number: JP2013541165A5
Application number: JP2013533165A
Authority: JP
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2031-10-10

Claims

１つ又は複数の表面を処理する方法であって、
表面を照射する、実質的に電離ガスクラスタを含むイオンビームを生成するクラスタモード設定と、表面を照射する、実質的に電離ガス原子を含むイオンビームを生成する原子モード設定との間で切り替え可能な切り替え可能イオン銃を提供するステップと、
前記イオン銃内の電離チャンバ内でイオンを形成するステップと、
前記クラスタモードにおいて、可変質量セレクタを使用して、前記電離チャンバ内で形成された電離ガスクラスタを質量選択することにより、実質的に電離ガスクラスタで表面を照射するか、又は前記原子モードにおいて、前記可変質量セレクタを使用して、前記電離チャンバ内で形成された電離ガス原子を質量選択することにより、実質的に電離ガス原子で表面を照射するように、前記イオン銃を選択的に動作させるステップと、
前記質量選択されたイオンに湾曲路を辿らせて、中性ガス種を前記イオンビームから除去するステップと、
を含む、方法。
前記イオン銃を他方のモードに切り替え、その後、前記他方のモードで前記イオン銃を動作させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記クラスタモードにおいて、電離ガスクラスタビームは、５０ｅＶ以下の原子当たりのエネルギーを有し、前記原子モードにおいて、電離ガス原子ビームは少なくとも５００ｅＶの原子当たりのエネルギーを有する、請求項１又は２に記載の方法。
クラスタモードにおいて、前記イオンビーム内の前記クラスタは、１〜１０ｅＶの範囲内の原子当たりのエネルギーを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
クラスタモードにおいて、前記イオンビーム内の前記クラスタの下限サイズは原子５０〜４００個の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記電離ガスクラスタ及び電離ガス原子は、５ｋｅＶ以下のソースエネルギーで形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記ガスはアルゴンである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
１つ又は複数の表面解析方法により前記１つ又は複数の表面を解析するステップを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記処理する方法は、前記１つ又は複数の表面を深度方向でエッチングすることを含み、前記１つ又は複数の表面解析方法は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を含む、請求項８に記載の方法。
前記電離ガスクラスタ及び電離ガス原子は、ソースエネルギーで前記イオン銃内で形成され、前記イオン銃をクラスタモード又は原子モードで選択的に動作させるステップは、磁場を使用して前記電離ガスクラスタ及び電離ガス原子を質量選択すること、及び電離ガスクラスタ及び電離ガス原子が前記磁場にある間、ソースエネルギーと比較して前記電離ガスクラスタ及び電離ガス原子のエネルギーを変更することを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
ガス膨脹ノズルであって、前記ノズルを通してのガス膨脹によりガス原子の存在下でガスクラスタを生成するためのガス膨脹ノズルと、
前記ガスクラスタ及び前記ガス原子を電離させる電離チャンバと、
前記電離ガスクラスタ及び前記電離ガス原子を質量選択して、実質的に電離ガスクラスタを含むイオンビームと実質的に電離ガス原子を含むイオンビームとの間で変更可能なイオンビームを生成する可変質量セレクタと、
を備え、
前記可変質量セレクタは、前記質量選択されたイオンに湾曲路を辿らせて、中性ガス種を前記イオンビームから除去する磁気セクタを備える、切り替え可能イオン銃。
前記ガス膨脹ノズルは微細加工金属膨脹ノズルを含む、請求項１１に記載の切り替え可能イオン銃。
前記ガス膨脹ノズルは、直径１００μｍ以下の開口部を備える、請求項１１又は１２に記載の切り替え可能イオン銃。
前記可変質量セレクタは、前記磁気可変質量セレクタ内の前記イオンのエネルギーを調整する電気浮動イオン光学装置を備える、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記電気浮動イオン光学装置は、電気浮動飛行管を備える、請求項１４に記載の切り替え可能イオン銃。
前記電気浮動イオン光学装置は、少なくとも部分的に前記磁気可変質量セレクタ内に配置される、請求項１４又は１５に記載の切り替え可能イオン銃。
前記クラスタモードにおいて、電圧が前記浮動イオン光学装置に印加されて、イオンが前記磁気セクタを通過する際に前記イオンを遅らせ、且つ／又は原子モードにおいて、電圧が前記浮動イオン光学装置に印加されて、前記イオンが前記磁気セクタを通過する際に前記イオンを加速させる、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記可変質量セレクタは、使用中、０．２テスラ未満の磁場強度を生成する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記イオンは、６ｋｅＶ以下のソースエネルギーで前記電離チャンバ内で形成される、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記イオンの前記ソースエネルギーは、前記可変質量セレクタにより前記イオンのサイズの選択から独立して選択することができる、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記イオンは、抽出器電極により前記電離チャンバから抽出され、集光レンズにより集束してから、前記可変質量セレクタに入る、請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記可変質量セレクタはハイパス質量セレクタとして動作可能である、請求項１１〜２１のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記磁気セクタは、前記磁気セクタにより選択された前記イオンの質量範囲を変更するプログラマブル電磁石を有する、請求項１１〜２２のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。
前記湾曲路は、前記磁気セクタの入口と出口との間で１〜５度の湾曲を有する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の切り替え可能イオン銃。