JPH02501964A - 高められたぬれ特性のホウ素基液状金属イオンソースおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高められたぬれ特性のホウ素基液状金属イオンソースおよび方法 発明の背景と要約 本発明はカーボン（グラファイト）基板を用いる電界放出型のイオンビーム発生 装置における使用のための高ぬれ能力を備えた液状金属イオンソース、およびそ のソースを使用する基板湿潤方法に関する。更に特定的には、本発明は、支配的 な量のホウ素を含有し、十分なホウ素の富化により著しい基板ぬれを促進する二 元合金の形式をとるソースに関する。

ごく最近まで、所謂集中イオンビームの使用には広範で拡大する関心があった。

このようなビームは種々の目的、例えば、特定材料の超小形加工（ｇ＋ｉｃｒｏ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）、および半導体装置を作る際のイオン注入に用いられる。

このような目的に対しイオンの重要なソースを提供する多くの元素の一つにホウ 素がある。しかしながら、ホウ素イオンの有望な集中ビームに対する道具室てに は多くの問題があった。

例えば、ホウ集蓄イオンソースはイオンビーム発生装置に用いられる通常の金属 的な、点ソース支持基板に対しては極度に腐蝕的である。その結果、それらのソ ースでは、実際の基板寿命予想は極端に短く、例えば数時間であるような運転状 態を生ずる。カーボン、代表的にはグラファイトの形では、それが支持基板自体 として用いられる時に腐蝕の問題に対して「材料」としての解決を提供するが、 このような基板を十分にぬらして実用的なソースとして適切に作用させるには、 既知のホウ集蓄イオンソースの貧弱な能力に対しての不満があった。

本発明の一般的な目的は、この状況下では、新しい富化されたホウ素を持つホウ 集蓄ソース、およびカーボン基板において「ぬれ困難性」を実質的に解決して、 好結果で用いることができる関連した方法を提供することに本発明によって提供 され到達されるこれらの、またはその他の利点は、以下の記述に従って更に明ら かとなるイオンビーム発生装置における通常の金属基板の腐蝕と共に、ホウ素基 金属イオンソースの採用についての困難さを認識した上で、本発明はこのような ソースを腐蝕に耐えるが、同時に多くの通常のソース材料の場合には、必要なぬ れにも耐えるカーボン（グラファイト）基板と共に用いる困難さを解決すること に注意を集中する。

本質的に本発明は、非ぬれの原因が、液状金属イオンソースに対して用いられる 種々の通常の、ホウ素基合金に存在する遊離カーボン不純物の形をとるという発 見に基づいている。更に特定的には、抗ぬれ困難性は、通常の合金材料中の遊離 カーボン、即ち、不純物カーボンが、ソース材料が複相（Ｐｌｕｒａｌ　−ｐｈ ａｓｅ）　（液体／固体）状態にある時にソース材料上の抵抗性外殻を形作り、 その殻がソース材料を非延展性、非ぬれ性のビーズとして残留させ易いという事 実から生ずるように思われる。

驚くべきことに、出願人は、二元合金のみを使用して、ホウ素粉末被覆によるよ うな基板予備処理技術に結果することなく、合金中に、ホウ素の富化供給を採用 して遊離カーボンの抗湿潤傾向を無力化し、このカーボンと結合させて化合物８ ４Ｃの形で捉えることが可能になるということを発見した。

この発見は本来二元性であり、ニッケル、パラジウムおよび白金が選択的にホウ 素と結合する三種の新しい非常に有望なイオンソース合金の発展に導いた。更に 特定的には、それぞれの二元合金でホウ素は、少くとも５０原子パーセントを超 えて存在し合金の支配的部分を形成する。

これらの合金中での約５１％はどの低いホウ素濃度は８４Ｃの形でカーボンと結 合する著しい能力を発揮するが、合金の最も好ましい形はホウ素が約６０原子パ ーセントの存在で存在している形式である。

集中イオンビーム操作におけるこれらの合金の使用中に起こる機構、グラファイ ト基板への夫々の金属の引続く応用、応用された合金の複相（液体／固体）への 加熱には過剰のホウ素の遊離カーボン不純物との結合でこれらの不純物を８４Ｃ の形で捉えるえることが含まれる。

このことは、加熱されたソースがイオンビームソースとによく作用するように、 合金の延展と基板のぬれとを促進する合金条件を作り出す。

上述の通り、５０原子パーセントを超えるホウ素含量は、ホウ素含量が６０原子 パーセントの周囲に集中する時に、著しい改善を示しながら最良の結果が達成さ れると思われる。

従って、発明の好ましい態様と発明を実施する方法とが記述されたが、当業者に 明らかな変動と修正が本発明の精神から逸脱することなく採用されうる。

国際調査報告 国際調査報告 ＵＳ　８８０１６ＳＯ ５Ａ　２３０１’１

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．電界放出型のイオンビーム発生装置に使用するホウ素（Ｂ）基液状金属イオ ンソースであって、前記ソースが（Ｘ）ａ（Ｂ）ｂの組成を持つ二元合金を含む ことを特徴とするホウ素基液状金属イオンソース。 ここで、ａは５０原子パーセント未満に等しく、ｂは（１００−ａ）原子パーセ ントに等しく、Ｘはニッケル、パラジウムおよび白金から成る元素の群から選ば れる。
2. ２．ｂが好ましくは約６０原子パーセントである請求項１に記載のソース。
3. ３．電界放出型、イオンビーム、カーボン担持基板との組合わせにおいて、（Ｘ ）ａ（Ｂ）ｂなる組成を持つ二元合金を含むことを特徴とするホウ素（Ｂ）基液 状金属イオンソース。 ここで、ａは５０原子パーセント未満に等しく、ｂは（１００−ａ）原子パーセ ントに等しく、Ｘはニッケル、パラジウムおよび白金から成る元素の群から選ば れる。
4. ４．ｂが好ましくは約６０原子パーセントである請求項３に記載の組合わせ。
5. ５．こん跡量のカーボン不純物を含むホウ素基金属イオンソースによって電界放 出型イオンビームカーボン基板のぬれを促進するカーボン捕捉方法において、支 配的量のホウ素を含む二元金属合金を上記のような基板に適用し、 基板に適用された合金を加熱して、それを加熱された複相状態に置き、 前記の加熱の間、このような状態にある合金でＢ４Ｃの形でこん跡量のカーボン の不純物を捕捉し、前記の捕捉およびＢ４Ｃの形成により、合金中に延展して基 板をぬらす能力を高める状況を造ることを含むことを特徴とする前記の方法。
6. ６．合金が、ニッケル、パラジウムおよび白金から成る元素の群から選ばれる元 素とホウ素とが結合した形をとる請求項５に記載の方法。
7. ７．ホウ素が好ましくは、合金の約６０原子パーセントで調合される請求項５ま たは６に記載の方法。