JP5296341B2 - ガスクラスターイオンビーム加工装置における粒子汚染を低減するための装置および方法 - Google Patents
ガスクラスターイオンビーム加工装置における粒子汚染を低減するための装置および方法 Download PDFInfo
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Description
12 開口プレート
14 開口
16 前面
18 軸
20 GCIB
22 加工物
24 ほぼ環状の領域
26 汚染物質
100 GCIB加工装置
102 真空容器
104 ソースチャンバ
106 イオン化/加速チャンバ
108 加工チャンバ
110 ノズル
111 ガス貯蔵シリンダ
112 凝縮可能なソースガス
113 絞り弁
114 ガス供給チューブ
116 よどみチャンバ
118 超音速ガスジェット
120 スキマー開口
122 イオナイザ
124 白熱フィラメント
126 イオナイザ出口開口
128 ガスクラスターイオンビーム
129 軸
130 方向
131 フィルタ処理したGCIB
132 磁石
138 抑制電源
142 サプレッサ電極
146a、146b、146c 真空ポンプシステム
150 加工物ホルダ
152 加工物
202 X走査アクチュエータ
204 Y走査アクチュエータ
206 開口プレート支持体
208 X走査運動
210 Y走査運動
214 リード線
216 電気ケーブル
218 ビーム電流センサ
220 制御器
400 ビーム制限装置
402 開口プレート
404 開口
406 前面
408 汚染物質
410 環状領域
412 突起部
417 後面
420 入口開口部
422 出口開口部
428 先端
430 中央軸
500 ビーム制限装置
504 鋸歯
600 ビーム制限装置
603 フィーチャ
604 円形の凹み
Claims (20)
- 加工物を加工するのに使用されるガスクラスターイオンビームを制限するためのビーム制限装置であって、
前記加工物と離間した関係で支持されるように適合された第1の部材と、
前記加工物から離れる方向に前記第1の部材から突出する第2の部材とを備え、
前記第1および第2の部材が、前記ガスクラスターイオンビームの少なくとも一部を前記加工物に送るような形状にされた開口を含み、
前記開口が中央軸周りに配置され、かつ、前記開口が、前記第1の部材から前記中央軸に沿って離間して配置される前記第2の部材内の入口開口部と、前記加工物に近接した前記第1の部材内の出口開口部とを含み、
前記第2の部材が、前記第1の部材と交差する外面と、前記開口を囲む内面とを含み、前記内面および外面が、前記入口開口部で合流して先端を画成し、
前記第2の部材の前記内面および前記外面は、前記入口開口部及び前記中央軸の両方に向って上流方向に先細になっている円錐形状または円錐台形状である、装置。 - 前記先端が、1mm未満の半径を有する鋭角な端部である、請求項1に記載のビーム制限装置。
- 前記ビーム制限装置を、非垂直な入射角度で前記ガスクラスターイオンビームが前記外面に入射するように、前記ガスクラスターイオンビームに対して配置することができるように、前記外面が前記中央軸に対して90°未満、かつ0°を超える第1の角度で前記先端に向って傾斜されている、請求項1に記載のビーム制限装置。
- 前記第1の角度が、45°以下で0°よりも大きい、請求項3に記載のビーム制限装置。
- 前記出口開口部が前記入口開口部と比べて前記中央軸に沿って見た断面積が大きいように、前記内面が、前記中央軸に対して0°を超える第2の角度で前記先端方向に傾斜されている、請求項3に記載のビーム制限装置。
- 前記外面が前記中央軸に対して鋭角に前記先端に向って傾斜されていることにより、非垂直な入射角度で前記ガスクラスターイオンビームが前記外面に入射するように前記ビーム制限装置を前記ガスクラスターイオンビームに対して配置することができる、請求項1に記載のビーム制限装置。
- 前記先端が、前記ガスクラスターイオンビームのビーム半径以上の距離だけ前記第1の部材から離間して配置する、請求項1に記載のビーム制限装置。
- さらに、前記中央軸に沿って離間して配置する、前記外面の周りを円周方向に延びる複数の鋸歯を備えた、請求項1に記載のビーム制限装置。
- さらに、前記外面から突出するフィーチャであって、前記外面の周りを円周方向に延びて前記フィーチャの一部分および前記外面によって境界がつけられた凹みを画成するフィーチャを備えた、請求項1に記載のビーム制限装置。
- 前記フィーチャが、連続的で分離されていない、請求項9に記載のビーム制限装置。
- 前記先端が前記開口の入口開口部を画成し、前記フィーチャが前記第1の部材よりも前記先端に近接して配置される、請求項9に記載のビーム制限装置。
- 前記フィーチャが、前記出口開口部よりも前記入口開口部に近接して配置される、請求項9に記載のビーム制限装置。
- ガスクラスターイオンビームで加工物を加工するためのガスクラスターイオンビーム装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内にあり、前記ガスクラスターイオンビームを生成するように構成されたガスクラスターイオンビーム源と、
前記真空容器内の、前記ガスクラスターイオンビーム源と前記加工物の間に配設されたビーム制限装置であって、
前記加工物と離間した関係で支持されるように適合された第1の部材と、
前記加工物から離れる方向に前記第1の部材から突出する第2の部材とを含み、
前記第1および第2の部材が、前記ガスクラスターイオンビームの少なくとも一部分を前記加工物に送るような形状にされた開口を含み、
前記開口が中央軸周りに配置され、かつ、前記開口が、前記第1の部材から前記中央軸に沿って離間して配置される前記第2の部材内の入口開口部と、前記加工物に近接した前記第1の部材内の出口開口部とを含み、
前記第2の部材が、前記第1の部材と交差する外面と、前記開口を囲む内面とを含み、前記内面および外面が、前記入口開口部で合流して先端を画成し、
前記第2の部材の前記内面および前記外面は、前記入口開口部及び前記中央軸の両方に向って上流方向に先細になっている円錐形状または円錐台形状である、ビーム制限装置とを備えた、装置。 - 加工物をガスクラスターイオンビームで加工する方法であって、
前記ガスクラスターイオンビームを、入口開口部を抜けてビーム制限開口に導く段階と、
前記ビーム制限開口を囲む外面を、前記外面が前記ガスクラスターイオンビームの移動方向に対して傾斜されるように前記移動方向に対して向ける段階と、
前記ビーム制限開口を囲む内面を、前記入口開口部において前記外面と交差して先端を画成し、前記入口開口部及び前記移動方向の両方に向って前記内面が先細になるように向ける段階と、
前記ビーム制限開口を抜けて送られた前記ガスクラスターイオンビームの断面積を低減するように前記外面に前記ガスクラスターイオンビームを衝突させる段階と、
前記ガスクラスターイオンビームが前記ビーム制限開口の出口開口部を出た後、前記加工物を前記ガスクラスターイオンビームに晒す段階とを備えた方法。 - 前記ビーム制限開口を囲む前記外面を、前記ガスクラスターイオンビームの移動方向に対して向ける段階が、さらに、
前記ビーム制限開口およびガスクラスターイオンビームがほぼ同軸になるように前記ビーム制限開口を前記ガスクラスターイオンビームに対して配置する段階を備えた、請求項14に記載の方法。 - 前記表面と前記ガスクラスターイオンビームとの衝突が汚染を生じさせる方法であって、さらに、
前記表面から突出するフィーチャによって前記汚染から剥離した粒子を集める段階を備えた、請求項14に記載の方法。 - 前記粒子を集める段階が、さらに、
前記粒子が前記開口の前記入口開口部に到達しないように前記粒子を保持する段階を備えた、請求項16に記載の方法。 - 前記ビーム制限開口を囲む前記外面を、前記ガスクラスターイオンビームの移動方向に対して向ける段階が、さらに、
前記外面が前記イオンビームの移動方向に対して鋭角に傾斜されるように前記外面を向ける段階を備えた、請求項14に記載の方法。 - 加工物を加工するのに使用されるガスクラスターイオンビームを制限するためのビーム制限装置であって、
前記加工物と離間した関係で支持されるように適合された第1の部材と、
前記加工物から離れる方向に前記第1の部材から突出する第2の部材とを備え、
前記第1および第2の部材が、中央軸周りに配置されかつ前記ガスクラスターイオンビームの少なくとも一部を前記加工物に送るような形状にされた開口を含み、前記第2の部材が、前記開口を囲む内面と、前記第1の部材と交差する外面とを含み、さらに、
前記第2の部材の外面の周りを円周方向に延び、前記中央軸に沿って離間して配置する複数の鋸歯を備えた、ビーム制限装置。 - 加工物を加工するのに使用されるガスクラスターイオンビームを制限するためのビーム制限装置であって、
前記加工物と離間した関係で支持されるように適合された第1の部材と、
前記加工物から離れる方向に前記第1の部材から突出する第2の部材とを備え、
前記第1および第2の部材が、前記ガスクラスターイオンビームの少なくとも一部を前記加工物に送るような形状にされた開口を含み、前記第2の部材が、前記開口を囲む内面と、前記第1の部材と交差する外面とを含み、さらに、
前記外面から突出するフィーチャであって、前記外面の周りを円周方向に延びて前記フィーチャの一部分および前記外面によって境界がつけられた凹みを画成するフィーチャを備えた、ビーム制限装置。
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