JP2533561B2 - 高速中性粒子線形成装置 - Google Patents
高速中性粒子線形成装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速な中性粒子線を形成する装置に係り、表
面処理時に半導体プロセス用表面処理に好適な化学的に
活性な高速中性粒子線を形成する装置関する。
面処理時に半導体プロセス用表面処理に好適な化学的に
活性な高速中性粒子線を形成する装置関する。
一般的に、電荷を持つた粒子（正負のイオン）に比べ
電気的に中性な粒子を高速に加速すること、即ち、高速
中性粒子線を得ることは極めて困難なことである。（本
明細書で“粒子”とは原子，分子を意味する。また粒子
線とは特定方向に飛翔している粒子を集団を意味す
る。）高速中性粒子線を得る一つの方法は、ガスを真空
中に噴出していわゆる超音速流を形成する方法である。
この方法に関しては、エー・エツチ・シヤピロ；“ザ
ダイナミツクス アンド サーモダイナミツクス オブ
コンプレツサブル フルーイド フロー”、（ザ ロ
ナルド プレス カンパニー、ニユーヨーク、1953）
（A.H Shapiro）；“The Dynamics and Thermodynamics
of Compressible Fluid Flow"、（The Ronald Press C
ompany,New York,1953））に論じられている。噴出する
前のガスを加熱することによつて、高速中性粒子線の並
進エネルギー（Et）を大きくすることができる。しか
し、このようにしても、得られるEtの大きさは通常1ev
以下である。
電気的に中性な粒子を高速に加速すること、即ち、高速
中性粒子線を得ることは極めて困難なことである。（本
明細書で“粒子”とは原子，分子を意味する。また粒子
線とは特定方向に飛翔している粒子を集団を意味す
る。）高速中性粒子線を得る一つの方法は、ガスを真空
中に噴出していわゆる超音速流を形成する方法である。
この方法に関しては、エー・エツチ・シヤピロ；“ザ
ダイナミツクス アンド サーモダイナミツクス オブ
コンプレツサブル フルーイド フロー”、（ザ ロ
ナルド プレス カンパニー、ニユーヨーク、1953）
（A.H Shapiro）；“The Dynamics and Thermodynamics
of Compressible Fluid Flow"、（The Ronald Press C
ompany,New York,1953））に論じられている。噴出する
前のガスを加熱することによつて、高速中性粒子線の並
進エネルギー（Et）を大きくすることができる。しか
し、このようにしても、得られるEtの大きさは通常1ev
以下である。
一方、高速中性粒子線の応用、特に表面処理技術への
応用を考えると、並進エネルギーEtを10ev程度まで大き
くすることが必要とされる。これは、表面処理において
は一般に化学反応を用いるが、Etが大きい程化学反応が
促進され、スループツト（処理速さ）が向上するからで
ある。逆に、Etが大きすぎると表面損傷が発生し好まし
くない状況が発生する。実用的には、表面処理に用いる
ためのEtとしては、0.1〜10ev程度が好適である。ここ
で、表面処理とは、表面に物質を堆積（デポジシヨン、
エピタキシー）させたり、表面から物質を除去（エツチ
ング）したり、表面の物理、化学的特性を変化（酸化，
窒化等の表面改質）させたりすることをいう。
応用を考えると、並進エネルギーEtを10ev程度まで大き
くすることが必要とされる。これは、表面処理において
は一般に化学反応を用いるが、Etが大きい程化学反応が
促進され、スループツト（処理速さ）が向上するからで
ある。逆に、Etが大きすぎると表面損傷が発生し好まし
くない状況が発生する。実用的には、表面処理に用いる
ためのEtとしては、0.1〜10ev程度が好適である。ここ
で、表面処理とは、表面に物質を堆積（デポジシヨン、
エピタキシー）させたり、表面から物質を除去（エツチ
ング）したり、表面の物理、化学的特性を変化（酸化，
窒化等の表面改質）させたりすることをいう。
即ち、通常の超音速流では表面処理に必要なEtを十分
に得ることができない。10ev程度のEtを得る方法として
は、シーデイング（Seeding）法と呼ばれる方法が知ら
れている。シーデイング法を用いた例は、文献、シー・
テー・レトナー等；“デソーシエイテイブ ケミソープ
シヨン オブ CH4オンＷ（110）",フイズイジカル レ
ヴユー レターズ,54巻,2716頁〜2719頁,1985年（C.T.R
ettner et al,“Dissociative Chemisorption of CH4 o
n W（110）",Phys.Rev.Letts.54，（1985）PP2716〜271
9）に見ることができる。シーデイング法とは、質量
（１粒子当りの質量）の大きなガス（ガスＢ）を質量の
小さなガス（ガスＡ）に混合し、この混合ガスを高温に
加熱してから真空中に噴出することによつてEtの大きな
Ｂ粒子（ガスＢを構成する粒子）の粒子線を得る方法で
ある。これは、質量が小さいために速度の大きなＡ粒子
が、質量が大きくして遅いＢ粒子を衝突によつて加速す
ることで実現される。Ｂ粒子がＡ粒子に同じ速度まで加
速されると、 Et＊；＊粒子線の並進エネルギー ｍ＊：＊粒子の質量 となる。例えば、Ｂ粒子としてCl2、Ａ粒子としてHeを
用いるとmB/mA17.5となり、EtAとして1eVを実現する
と、EtBとしては17.5evが実現できることになる。
に得ることができない。10ev程度のEtを得る方法として
は、シーデイング（Seeding）法と呼ばれる方法が知ら
れている。シーデイング法を用いた例は、文献、シー・
テー・レトナー等；“デソーシエイテイブ ケミソープ
シヨン オブ CH4オンＷ（110）",フイズイジカル レ
ヴユー レターズ,54巻,2716頁〜2719頁,1985年（C.T.R
ettner et al,“Dissociative Chemisorption of CH4 o
n W（110）",Phys.Rev.Letts.54，（1985）PP2716〜271
9）に見ることができる。シーデイング法とは、質量
（１粒子当りの質量）の大きなガス（ガスＢ）を質量の
小さなガス（ガスＡ）に混合し、この混合ガスを高温に
加熱してから真空中に噴出することによつてEtの大きな
Ｂ粒子（ガスＢを構成する粒子）の粒子線を得る方法で
ある。これは、質量が小さいために速度の大きなＡ粒子
が、質量が大きくして遅いＢ粒子を衝突によつて加速す
ることで実現される。Ｂ粒子がＡ粒子に同じ速度まで加
速されると、 Et＊；＊粒子線の並進エネルギー ｍ＊：＊粒子の質量 となる。例えば、Ｂ粒子としてCl2、Ａ粒子としてHeを
用いるとmB/mA17.5となり、EtAとして1eVを実現する
と、EtBとしては17.5evが実現できることになる。
しかし、シーデイング法には次のような問題点があ
る。
る。
（１）ガスＢが化学的に活性なガスとすると、混合ガス
を加熱する過程で加熱容器内壁がガスＢと反応してしま
う。このため、混合ガスを十分に加熱できず、よつて大
きなEtBを得ることができない。
を加熱する過程で加熱容器内壁がガスＢと反応してしま
う。このため、混合ガスを十分に加熱できず、よつて大
きなEtBを得ることができない。
（２）ガスＢが分解しやすいガスとすると、混合ガスを
加熱する過程でガスＢが分解してしまう。このため、ガ
スＢを分解せずに大きなEtBを得ることができなくなつ
てしまう。
加熱する過程でガスＢが分解してしまう。このため、ガ
スＢを分解せずに大きなEtBを得ることができなくなつ
てしまう。
表面処理技術において用いられるガスは、化学的に活
性であつたり、分解しやすい性質であることが多い。こ
のため、上記の問題点はシーデイング法を表面処理に用
いる際の限界を示している。
性であつたり、分解しやすい性質であることが多い。こ
のため、上記の問題点はシーデイング法を表面処理に用
いる際の限界を示している。
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、化学的に活
性であつたり、分解しやすい性質を持つガス粒子を高速
に加速して、表面処理に好適な高速中性粒子線を得るこ
とに有る。本発明の装置または方法により、EtBが0.1〜
10evの高速中性粒子線を容易に得ることができる。
性であつたり、分解しやすい性質を持つガス粒子を高速
に加速して、表面処理に好適な高速中性粒子線を得るこ
とに有る。本発明の装置または方法により、EtBが0.1〜
10evの高速中性粒子線を容易に得ることができる。
上記目的は、あらかじめガスＡを加熱しておき、ガス
Ａを真空中に噴出する直前、噴出途中または噴出後にガ
スＢを混入する手段を設けることによつて達成される。
Ａを真空中に噴出する直前、噴出途中または噴出後にガ
スＢを混入する手段を設けることによつて達成される。
このようにすることによつて、ガスＢ自体は高温に加
熱されないため加熱容器内壁と反応したり分解したりす
ることはない。一方、ガスＡは必要な温度に加熱されて
いるため、噴出後にはA,B粒子共に高速となり大きなEtB
を実現することができる。粒子Ａと粒子Ｂの速度が最終
的に等しくなるとすれば、シーンデイング法と同様に式
が成立する。
熱されないため加熱容器内壁と反応したり分解したりす
ることはない。一方、ガスＡは必要な温度に加熱されて
いるため、噴出後にはA,B粒子共に高速となり大きなEtB
を実現することができる。粒子Ａと粒子Ｂの速度が最終
的に等しくなるとすれば、シーンデイング法と同様に式
が成立する。
このような作用を実現するためには、ガスＢをガスＡ
に混入した後の粒子Ａ・Ｂ間の衝突回数を適当数に保つ
必要がある。即ち、衝突回数が少な過ぎると粒子Ｂは十
分に加速されず大きなEtBを得ることができなくなる
し、衝突回数が大き過ぎると粒子Ｂの内部エネルギーが
高まり内壁との反応や分解が発生することになる。適当
な衝突回数はA,Bガスの組み合せによつて変化するが、
通常は１〜1000回程度である。
に混入した後の粒子Ａ・Ｂ間の衝突回数を適当数に保つ
必要がある。即ち、衝突回数が少な過ぎると粒子Ｂは十
分に加速されず大きなEtBを得ることができなくなる
し、衝突回数が大き過ぎると粒子Ｂの内部エネルギーが
高まり内壁との反応や分解が発生することになる。適当
な衝突回数はA,Bガスの組み合せによつて変化するが、
通常は１〜1000回程度である。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。装
置構成は図の中心軸（一点鎖線）のまわりに回転対称と
なつている。第１図において、ガスＡは炉（Ａ）１内で
加熱された後、噴出口（Ａ）２を介して真空中に噴出さ
れる。炉（Ａ）は温度制御手段（Ａ）３によつて高温に
加熱されている。（但し、場合によつては、炉（Ａ）は
温度制御手段（Ａ）によつて冷却されていることもあ
る。）ガスＢは炉（Ｂ）４内を通過した後、噴出口
（Ｂ）５を介して真空中に噴出し上記ガスＡと混合され
る。炉（Ｂ）４は、温度制御手段（Ｂ）６によつて加熱
または冷却されている。また、加熱手段（Ａ）と加熱手
段（Ｂ）との間には断熱手段７が有り、炉（Ａ），炉
（Ｂ）を独立に温度制御できるようになつている。断熱
手段７には必要に応じて水冷等の冷却機能が備わつてい
る。温度制御手段（Ａ），（Ｂ）を加熱手段として用い
る場合は、加熱方法として例えば、ヒーターによる傍熱
形ジユール加熱、炉自体に電流を流す直接ジユール加
熱、RF電力を用いる誘導加熱、赤外線加熱等を用いるこ
とができる。また、冷却手段として用いる場合には、
水、液体窒素等の液体寒剤や、冷却したHeガス、フレオ
ンガス等の気体寒剤等を用いることができる。
置構成は図の中心軸（一点鎖線）のまわりに回転対称と
なつている。第１図において、ガスＡは炉（Ａ）１内で
加熱された後、噴出口（Ａ）２を介して真空中に噴出さ
れる。炉（Ａ）は温度制御手段（Ａ）３によつて高温に
加熱されている。（但し、場合によつては、炉（Ａ）は
温度制御手段（Ａ）によつて冷却されていることもあ
る。）ガスＢは炉（Ｂ）４内を通過した後、噴出口
（Ｂ）５を介して真空中に噴出し上記ガスＡと混合され
る。炉（Ｂ）４は、温度制御手段（Ｂ）６によつて加熱
または冷却されている。また、加熱手段（Ａ）と加熱手
段（Ｂ）との間には断熱手段７が有り、炉（Ａ），炉
（Ｂ）を独立に温度制御できるようになつている。断熱
手段７には必要に応じて水冷等の冷却機能が備わつてい
る。温度制御手段（Ａ），（Ｂ）を加熱手段として用い
る場合は、加熱方法として例えば、ヒーターによる傍熱
形ジユール加熱、炉自体に電流を流す直接ジユール加
熱、RF電力を用いる誘導加熱、赤外線加熱等を用いるこ
とができる。また、冷却手段として用いる場合には、
水、液体窒素等の液体寒剤や、冷却したHeガス、フレオ
ンガス等の気体寒剤等を用いることができる。
第１図では、ガスＢのガスＡへの混合はガスＡの噴出
直後に行なわれる。混合のタイミングは噴出口（Ａ），
（Ｂ）の相対距離を変えることによつて調整することが
できる。ガスA,Bの混合後、ガスは粒子A,B間の衝突をく
り返しながら膨張し、最終的には粒子間の衝突のない自
由粒子流となる。〔作用〕の章で説明した「適当な衝突
回数」は、炉内でのA,Bガスの圧力や、噴出口の大き
さ、形状および噴出口間の相対距離を最適化することに
よつて実現される。また、第１図では噴出口（Ａ），
（Ｂ）の開口は１つであるが、各々複数個の開口を設け
ても良い。
直後に行なわれる。混合のタイミングは噴出口（Ａ），
（Ｂ）の相対距離を変えることによつて調整することが
できる。ガスA,Bの混合後、ガスは粒子A,B間の衝突をく
り返しながら膨張し、最終的には粒子間の衝突のない自
由粒子流となる。〔作用〕の章で説明した「適当な衝突
回数」は、炉内でのA,Bガスの圧力や、噴出口の大き
さ、形状および噴出口間の相対距離を最適化することに
よつて実現される。また、第１図では噴出口（Ａ），
（Ｂ）の開口は１つであるが、各々複数個の開口を設け
ても良い。
ガスＡとしては、化学的に不活性なガス、例えば、H
e,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn等の希ガスが適している。ガスＢは、
表面処理の化学反応に用いられるガスであり、例えばデ
ポジシヨンやエピタキシー用には、SiH4,SinHm,GaH3,As
H3,PH3等が用いられ、エツチング用にはF2,Cl2,Br2,N
F3,HCl,HF,SF6,CF4,CnFm,CCl4,CnClm等のハロゲン元素
や水素を含んだ粒子のガスが用いられ、表面改質にはO2
やN2等が用いられる。ガスA,Bは一種類の粒子から形成
される単体ガスであつても良いし、複数種の粒子から形
成される混合ガスであつても良い。
e,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn等の希ガスが適している。ガスＢは、
表面処理の化学反応に用いられるガスであり、例えばデ
ポジシヨンやエピタキシー用には、SiH4,SinHm,GaH3,As
H3,PH3等が用いられ、エツチング用にはF2,Cl2,Br2,N
F3,HCl,HF,SF6,CF4,CnFm,CCl4,CnClm等のハロゲン元素
や水素を含んだ粒子のガスが用いられ、表面改質にはO2
やN2等が用いられる。ガスA,Bは一種類の粒子から形成
される単体ガスであつても良いし、複数種の粒子から形
成される混合ガスであつても良い。
最終的に粒子Ｂの速度が粒子Ａの速度と等しくなると
し、かつガスＡの流量がガスＢの流量より十分に大きい
とすると、粒子Ｂの並進エネルギーEtBは となる。γCAはガスＡの定圧比熱と定積比熱の比であ
り、ガスＡが希ガスのような単原子分子ガスの場合γCA
＝5/3＝1.67である。また、ｋはボルツマン定数、TfAは
炉（Ａ）の温度である。ガスＡとしてHeガスを用い、ガ
スＢとしてF2ガスを用いると EtB＝23.8（kTfA） … となり、ガスＢとしてCl2ガスを用いると EtB＝43.8（kTfA） … となる。第２図に、式，から求められるEtBとTfAの
関係をF2とCl2の場合について示してある。図より数ev
のEtBが容易に得られることがわかる。本発明の効果
は、F2やCl2ガスを単独で加熱して真空中に噴出する場
合と比較すると明瞭になる。この場合のF2やCl2の並進
エネルギーEtは Et＝3.5kTf … となる。TfはF2やCl2ガスを加熱する温度である。この
方法では、Tf＝3000℃としてもEt＝0.98evである。しか
も、F2ガスやCl2ガスを炉壁との反応や分解なしにこの
ような高温に加熱することは極めて難しい。
し、かつガスＡの流量がガスＢの流量より十分に大きい
とすると、粒子Ｂの並進エネルギーEtBは となる。γCAはガスＡの定圧比熱と定積比熱の比であ
り、ガスＡが希ガスのような単原子分子ガスの場合γCA
＝5/3＝1.67である。また、ｋはボルツマン定数、TfAは
炉（Ａ）の温度である。ガスＡとしてHeガスを用い、ガ
スＢとしてF2ガスを用いると EtB＝23.8（kTfA） … となり、ガスＢとしてCl2ガスを用いると EtB＝43.8（kTfA） … となる。第２図に、式，から求められるEtBとTfAの
関係をF2とCl2の場合について示してある。図より数ev
のEtBが容易に得られることがわかる。本発明の効果
は、F2やCl2ガスを単独で加熱して真空中に噴出する場
合と比較すると明瞭になる。この場合のF2やCl2の並進
エネルギーEtは Et＝3.5kTf … となる。TfはF2やCl2ガスを加熱する温度である。この
方法では、Tf＝3000℃としてもEt＝0.98evである。しか
も、F2ガスやCl2ガスを炉壁との反応や分解なしにこの
ような高温に加熱することは極めて難しい。
第１図において、ガスＢを温度制御手段（Ｂ）によつ
て加熱した後噴出口（Ｂ）から噴出させると、内部エネ
ルギー（振動エネルギー，回転エネルギー，電子準位エ
ネルギー）の高まつた状態。（励起状態）のＢ粒子で構
成される高速中性粒子線を得ることができる。このよう
な粒子線はより反応性が高く、表面処理に有用なものと
なる。
て加熱した後噴出口（Ｂ）から噴出させると、内部エネ
ルギー（振動エネルギー，回転エネルギー，電子準位エ
ネルギー）の高まつた状態。（励起状態）のＢ粒子で構
成される高速中性粒子線を得ることができる。このよう
な粒子線はより反応性が高く、表面処理に有用なものと
なる。
本実施例の説明では不活性ガスＡを炉（Ａ）に流し、
反応性ガスＢを炉（Ｂ）に流したが、ガスを入れ替えて
も、即ちガスＡを炉（Ｂ）に、ガスＢを炉（Ａ）に流し
ても同様の効果、作用が有ることはいうまでもない。た
だし、それぞれのガスの組み合せに応じて噴出口
（Ａ），（Ｂ）の形状を最適化する必要がある。
反応性ガスＢを炉（Ｂ）に流したが、ガスを入れ替えて
も、即ちガスＡを炉（Ｂ）に、ガスＢを炉（Ａ）に流し
ても同様の効果、作用が有ることはいうまでもない。た
だし、それぞれのガスの組み合せに応じて噴出口
（Ａ），（Ｂ）の形状を最適化する必要がある。
本実施例の特徴は、炉（Ａ）を炉（Ｂ）が包み込む構
造となつていることである。こうすることによつて、装
置全体の構造を簡単にすることができ、全体の専有容積
も小さくすることができる。しかし、温度制御手段
（Ａ），（Ｂ）間の熱絶縁が難しくなるという問題が有
る。
造となつていることである。こうすることによつて、装
置全体の構造を簡単にすることができ、全体の専有容積
も小さくすることができる。しかし、温度制御手段
（Ａ），（Ｂ）間の熱絶縁が難しくなるという問題が有
る。
第３図に本発明の別の実施例を示してある。第３図に
おいて、各々の構成要素の作用は図１の実施例と同じで
ある。第３図において、炉（Ａ），温度制御手段（Ａ）
は中心軸ａのまわりに回転対称となつており、炉
（Ｂ）、温度制御手段（Ｂ）はそれぞれの中心軸ｂのま
わりに回転対称となつている。また、断熱手段７は中心
軸ａのまわりに回転対称となつている。すなわち、炉
（Ａ）、温度制御手段（Ａ）と炉（Ｂ）、温度制御手段
（Ｂ）は分離された構造になつている。このため、温度
制御手段間の熱絶縁が容易に行えるのが利点となる。一
方、中心軸ａのまわりにガスＢの流れが回転対称でなく
なるという問題点がある。このため、ガスＢの供給ライ
ン（炉（Ｂ））を複数個設け、中心軸ａのまわりに等角
に配置してある。
おいて、各々の構成要素の作用は図１の実施例と同じで
ある。第３図において、炉（Ａ），温度制御手段（Ａ）
は中心軸ａのまわりに回転対称となつており、炉
（Ｂ）、温度制御手段（Ｂ）はそれぞれの中心軸ｂのま
わりに回転対称となつている。また、断熱手段７は中心
軸ａのまわりに回転対称となつている。すなわち、炉
（Ａ）、温度制御手段（Ａ）と炉（Ｂ）、温度制御手段
（Ｂ）は分離された構造になつている。このため、温度
制御手段間の熱絶縁が容易に行えるのが利点となる。一
方、中心軸ａのまわりにガスＢの流れが回転対称でなく
なるという問題点がある。このため、ガスＢの供給ライ
ン（炉（Ｂ））を複数個設け、中心軸ａのまわりに等角
に配置してある。
第３図において、放電発生手段８はガスＢの放電を発
生させるものである。放電によりガス分子が分解される
ため、通常の安定ガスとしては得られない粒子の高速中
性粒子線を得ることができる。例えば、ガスＢとしてF2
（Cl2）を供給し、放電を発生させることによつて、F2
（Cl2）の分解生成物であるＦ（Cl）の高速中性粒子線
を得ることができる。放電発生手段８のかわりに、レー
ザ，紫外線,X線等をガスに照射しても同様の効果が得ら
れることはいうまでもない。
生させるものである。放電によりガス分子が分解される
ため、通常の安定ガスとしては得られない粒子の高速中
性粒子線を得ることができる。例えば、ガスＢとしてF2
（Cl2）を供給し、放電を発生させることによつて、F2
（Cl2）の分解生成物であるＦ（Cl）の高速中性粒子線
を得ることができる。放電発生手段８のかわりに、レー
ザ，紫外線,X線等をガスに照射しても同様の効果が得ら
れることはいうまでもない。
第４図に本発明の別の実施例を示してある。各々の構
成要素の作用は第１図の実施例と同じである。本実施例
の特徴は、ガスＢとガスＡの混合をガスＡの噴出途中
（図（ａ））、および噴出直前（図（ｂ））に行なうよ
うにしたことである。こうすることによつて、混合後の
粒子A,B間の衝突回数が多くなり、粒子Ｂの加速がより
十分に行われるようになる。しかし、前述した如く、粒
子Ｂが分解しやすくなるのが問題である。
成要素の作用は第１図の実施例と同じである。本実施例
の特徴は、ガスＢとガスＡの混合をガスＡの噴出途中
（図（ａ））、および噴出直前（図（ｂ））に行なうよ
うにしたことである。こうすることによつて、混合後の
粒子A,B間の衝突回数が多くなり、粒子Ｂの加速がより
十分に行われるようになる。しかし、前述した如く、粒
子Ｂが分解しやすくなるのが問題である。
第５図に、本発明の装置，方法で得られた高速中性粒
子線を用いた表面処理装置の構成例を示してある。第５
図において、高速中性粒子線が試料９の表面に入射し、
この粒子線を処理の手段（または手段の一部）として表
面処理が行なわれる。試料表面の一部はマスクで覆われ
ており、必要な部分のみが表面処理される。試料は試料
台11に設置されている。試料台には試料温度制御手段12
が設けられており、これにより試料温度が制御されてい
る。試料温度制御手段12により試料の加熱，冷却を行う
ことができる。また、必要に応じて試料と試料台は粒子
線に対して相対的に駆動できるようになつており、一様
性の良い表面処理が可能となつている。
子線を用いた表面処理装置の構成例を示してある。第５
図において、高速中性粒子線が試料９の表面に入射し、
この粒子線を処理の手段（または手段の一部）として表
面処理が行なわれる。試料表面の一部はマスクで覆われ
ており、必要な部分のみが表面処理される。試料は試料
台11に設置されている。試料台には試料温度制御手段12
が設けられており、これにより試料温度が制御されてい
る。試料温度制御手段12により試料の加熱，冷却を行う
ことができる。また、必要に応じて試料と試料台は粒子
線に対して相対的に駆動できるようになつており、一様
性の良い表面処理が可能となつている。
本発明を電気的に中性な粒子の高速粒子線形成装置お
よび方法として説明したが、必要有れば電荷を持つた粒
子（正・負のイオン）に対しても同様の効果が期待でき
ることはいうまでもない。
よび方法として説明したが、必要有れば電荷を持つた粒
子（正・負のイオン）に対しても同様の効果が期待でき
ることはいうまでもない。
本発明によれば、化学的に活性な粒子の高速中性粒子
線を得ることができる。本発明で得られる高速中性粒子
線は表面処理、特に半導体プロセス用表面処理に有効で
ある。
線を得ることができる。本発明で得られる高速中性粒子
線は表面処理、特に半導体プロセス用表面処理に有効で
ある。
第１図，第３図，第４図は、本発明の実施例の断面図。
第５図は、本発明の応用例の断面図、第２図は、炉温度
TfAとＢ粒子の並進エネルギーEtBの関係を示す図であ
る。 １……炉（Ａ）、２……噴出口（Ａ）、３……温度制御
手段（Ａ）、４……炉（Ｂ）、５……噴出口（Ｂ）、６
……温度制御手段（Ｂ）、７……断熱手段、８……放電
発生手段、９……試料、10……マイク、11……試料台、
12……試料温度制御手段。
第５図は、本発明の応用例の断面図、第２図は、炉温度
TfAとＢ粒子の並進エネルギーEtBの関係を示す図であ
る。 １……炉（Ａ）、２……噴出口（Ａ）、３……温度制御
手段（Ａ）、４……炉（Ｂ）、５……噴出口（Ｂ）、６
……温度制御手段（Ｂ）、７……断熱手段、８……放電
発生手段、９……試料、10……マイク、11……試料台、
12……試料温度制御手段。
Claims (8)
- 【請求項１】第１のガスの温度を制御する手段と、前記
ガスを真空中に噴出する手段と、前記第１のガスに第２
のガスを、前記第１のガスの噴出直前、噴出途中、また
は噴出後に混合する手段とを有することを特徴とする高
速中性粒子線形成装置。 - 【請求項２】上記第１のガスの温度を制御する手段が、
第１のガスを加熱する手段であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の高速中性粒子線形成装置。 - 【請求項３】上記第２のガスを上記第１のガスに混合す
る前に、上記第２のガスの温度を制御する手段を設ける
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の高速中性粒子線形成装置。 - 【請求項４】上記第２のガスを上記第１のガスに混合す
る前に、上記第２のガスの放電を発生させる手段を設け
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の高速中性粒子線形成装置。 - 【請求項５】上記第１のガスが希ガスであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の高速
中性粒子線形成装置。 - 【請求項６】上記真空中に試料を載置して、上記高速中
性粒子線を表面処理の手段または手段の一部として用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の高速中性粒子線形成装置。 - 【請求項７】上記第２のガスがハロゲンまたは水素を含
んだ原子または分子で構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載の高速中性粒子線
形成装置。 - 【請求項８】上記第２のガスが酸素または窒素を含んだ
原子または分子で構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項に記載の高速中性粒子線形成
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62217807A JP2533561B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 高速中性粒子線形成装置 |
| KR1019880006284A KR960016218B1 (ko) | 1987-06-05 | 1988-05-28 | 표면처리방법 및 그 장치 |
| EP88108815A EP0293879B1 (en) | 1987-06-05 | 1988-06-01 | Surface treatment method and apparatus |
| DE8888108815T DE3876145T2 (de) | 1987-06-05 | 1988-06-01 | Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung. |
| US07/511,946 US5108778A (en) | 1987-06-05 | 1990-04-16 | Surface treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62217807A JP2533561B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 高速中性粒子線形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6463298A JPS6463298A (en) | 1989-03-09 |
| JP2533561B2 true JP2533561B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=16710044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62217807A Expired - Lifetime JP2533561B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-09-02 | 高速中性粒子線形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533561B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL90970A (en) * | 1989-07-13 | 1993-07-08 | Univ Ramot | Mass spectrometer method and apparatus for analyzing materials |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62217807A patent/JP2533561B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6463298A (en) | 1989-03-09 |
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