クラスターとは、何ですか？

クラスターとは、原子又は分子が多数寄り集まって塊となった物です。元の原子又は分子が気体である場合はガスクラスターと呼び、ファン・デル・ワールス力により結合してクラスターを構成します。これをイオン化し、正の電荷を持たせるとクラスターイオンとなります。

クラスターイオンビーム装置の仕組みは？
クラスターイオンビーム装置は、クラスターの生成部、イオン化部、照射部から構成されており、内部は全て真空となっております。
クラスターはノズルから生成された後、イオン源によりイオン化され、クラスターイオンとなります。イオンは電界をかけることにより簡単に加速することができ、表面の加工に利用されます。

クラスターの生成方法は？

ガスクラスターは、高圧の材料ガスをノズルと呼ばれるラッパ状の細い管を通して真空中に噴出することにより生成されます。高圧のガスを真空中に噴出すると、断熱膨張によりガスが凝縮温度以下まで冷却され、お互いに結合し、クラスターが生成されます。

クラスターのイオン化の方法は？

クラスターは、イオン源の中で電子衝撃法によりイオン化されます。これは、高速の電子がクラスターに衝突した際にクラスターから電子が弾き飛ばされることを利用してクラスターに正の電荷を持たせる方法です

クラスターイオンビームの特徴は？

クラスターイオンビームが固体表面に照射されると、低エネルギー照射効果、高密度照射効果、ラテラルスパッタリング効果など、従来の単原子イオンビームでは実現が困難であった新しい照射効果が得られます 。

どんなことに使えるの？

低エネルギー照射効果により、極浅イオン注入を可能にし、次世代超LSIデバイスの接合形成、無損傷半導体表面プロセスが可能となります。

ラテラルスパッタリング効果により、ナノレベルの超表面平坦化プロセス、難加工材の高速エッチングが可能となります。［右図］

高密度照射効果により、超高品位薄膜の形成が可能となる他、反応性クラスターを利用した超高速エッチングが可能となります。[左図]