JP2007529877A - 高電流ガスクラスターイオンビーム処理システムにおけるビーム安定性向上方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
(式1)
Claims (23)
- 高電流ガスクラスターイオンビーム装置であって、
減圧チャンバーと、
中性ガスクラスターを含んだガスジェットを発生させるために前記減圧チャンバー内に設置されたガスジェット発生器と、
ガスクラスターイオンを形成するため、前記ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化させるイオナイザーと、
エネルギーが付与されたガスクラスターイオンビームを形成するよう前記ガスクラスターイオンを加速させるため、前記減圧チャンバー内に設置された加速器と、
前記ガスジェット発生器と前記イオナイザーとの間での電子の移動を実質的に妨害しつつ、該イオナイザーにまで前記中性ガスクラスターを実質的に通過させるために前記ガスジェット発生器と前記イオナイザーとの間に設けられた電子抑制器と、を含んでいることを特徴とする装置。 - 前記ガスジェット発生器は、
加圧ガスソースと、
前記加圧ガスソースから減圧チャンバーに加圧ガスを膨張させるノズルと、
スキマー開口部と、をさらに含んでいることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 前記イオナイザーはガスジェットを受容する入口を有していることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記ガスジェットは実質的に筒状で、軸を有し、
前記イオナイザー形状は実質的に筒状で、入口は実質的に直径Dの円形であることを特徴とする請求項3記載の装置。 - 前記イオナイザー入口と前記ガスジェット発生器との間に設けられ、ガスジェットの軸と同軸方向に整列された管状コンダクターをさらに含んでいることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 前記ガスジェット発生器の少なくとも一部は電気的に導電性であり、第1電圧で電気的にバイアスされており、
前記イオナイザーの少なくとも一部は電気的に導電性であり、第2電圧でバイアスされており、
管状コンダクターは第2電圧と同様の電圧でバイアスされており、イオナイザーからガスジェット発生器へのイオンの後方抽出を防止していることを特徴とする請求項5記載の装置。 - 第2電圧は第1電圧に対して略1kVから略60kV正電圧であることを特徴とする請求項6記載の装置。
- 前記管状コンダクターは実質的に直径D1で長さLの筒状であり、LはD1より大きいことを特徴とする請求項5記載の装置。
- 0.5D<D1<1.5Dであることを特徴とする請求項8記載の装置。
- 前記ガスジェット発生器の少なくとも一部は電気的に導電性であり、第1電圧で電気的にバイアスされており、
イオナイザーの少なくとも一部は電気的に導電性であり、異なる第2電圧でバイアスされていることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 前記電子抑制器は、異なる第3電圧で電気的にバイアスされた導電性電子抑制電極と、
第1電圧でバイアスされた導電性電極とを含んでおり、
前記導電性電子抑制電極と前記導電性電極はそれぞれガスジェットの搬送用開口部を有していることを特徴とする請求項10記載の装置。 - 第2電圧は第1電圧に対して略1kVから略60kV正電圧であり、
第3電圧は該第1電圧に対して略1kVから略5kV負電圧であることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 前記電子抑制器は磁性電子抑制器であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 減圧チャンバー内に中性ガスクラスターのガスジェットを形成するガスジェット発生器と、ガスクラスターイオンを形成するために前記ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化するイオナイザーと、エネルギーを付与されたガスクラスターイオンビームを形成するために前記ガスクラスターイオンを加速する加速器とを含んだ高電流ガスクラスターイオンビームシステムにおける、ビーム安定性を向上させ、高電流ガスクラスターイオンビーム発生時の過渡現象を減少させる装置であって、
前記ガスジェット発生器と前記イオナイザーとの間に設けられた電子抑制器が、イオナイザーへの中性ガスクラスターの通過を実質的に許し、ガスジェット発生器とイオナイザーとの間の電子の通過を実質的に防止することを特徴とする装置。 - 高電流ガスクラスターイオンビーム装置であって、
減圧チャンバーと、
中性ガスクラスターを含み、軸を有したガスジェットを発生させるために該減圧チャンバー内に設置されたガスジェット発生器と、
ガスクラスターイオンを形成するため、前記ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化させ、ガスジェットを受容する入口を有したイオナイザーと、
前記イオナイザー入口と前記ガスジェット発生器との間に露出して、前記ガスジェットの軸と同軸方向に整列された筒状コンダクターと、
エネルギーが付与されたガスクラスターイオンビームを形成するために前記ガスクラスターイオンを加速させる、前記減圧チャンバー内に設置された加速器と、
を含んでおり、本装置は前記イオナイザーから前記ガスジェット発生器に向かうイオンの後方抽出を防止するように調整されていることを特徴とする装置。 - ガスジェット発生器は、
加圧ガスソースと、
該加圧ガスソースから減圧チャンバーに加圧ガスを膨張させるノズルと、
スキマー開口部とをさらに含んでいることを特徴とする請求項15記載の装置。 - ガスジェットは実質的に筒状であり、イオナイザー形状は実質的に筒状で、入口は実質的に直径Dの円形であることを特徴とする請求項15記載の装置。
- ガスジェット発生器の少なくとも一部は導電性であり、第1電圧で電気的にバイアスされており、
イオナイザーの少なくとも一部は導電性であり、異なる第2電圧でバイアスされており、
筒状コンダクターは第2電圧でバイアスされて、前記イオナイザーからガスジェット発生器へのイオンの後方抽出を防止していることを特徴とする請求項15記載の装置。 - 管状コンダクターは実質的に筒状であり、直径D1と長さLを有し、LはD1よりも大きいことを特徴とする請求項18記載の装置。
- 0.5D<D1<1.5Dであることを特徴とする請求項19記載の装置。
- 減圧チャンバー内で中性ガスクラスターのガスジェットを形成するガスジェット発生器と、
ガスクラスターイオンを形成するために前記ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化する、入口を有したイオナイザーと、
エネルギーを付与されたガスクラスターイオンビームを形成するために前記ガスクラスターイオンを加速する加速器とを含んだ高電流ガスクラスターイオンビームシステムにおける、ビーム安定性を向上させ、高電流ガスクラスターイオンビーム処理時の過渡現象を減少させる装置であって、
前記イオナイザーの入口とガスジェット発生器との間に、ガスジェット軸と同軸方向に整列されている管状コンダクターを含んでいることを特徴とする装置。 - 500から1000マイクロアンペアのビーム電流を有したガスクラスターイオンビームの安定性を高める方法であって、減圧チャンバー内で実施される以下のステップ:
中性ガスクラスターのガスジェットをガスジェット発生器で発生させるステップ;
ガスジェット内の放電可能性を減少させるために、前記ガスジェット発生器とイオナイザーとの間で電子の通過を実質的に防止しつつ、該イオナイザーへの前記中性ガスクラスターの通過を許可するステップ;
ガスクラスターイオンを形成するために、ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化するステップ;及び
エネルギーが付与されたガスクラスターイオンビームを形成するために、ガスクラスターイオンを加速するステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。 - 500から1000マイクロアンペアのビーム電流を有したガスクラスターイオンビームの安定性を高める方法であって、減圧チャンバー内で実施される以下のステップ:
ガスジェット発生器により、ガスジェット軸を有し、中性ガスクラスターを含む実質的に筒状のガスジェット発生させるステップ;
ガスジェットを受容する入口と、イオナイザー入口とガスジェット発生器との間に設けられ、前記ガスジェット軸と同軸方向に整列された管状コンダクターとを有するイオナイザーを提供するステップ;
ガスジェットの放電可能性を減少させるために、ガスジェット発生器とは異なる電圧で前記管状コンダクターと前記イオナイザーの少なくとも一部を電気的にバイアスするステップ;
ガスクラスターイオンを形成するために、ガスジェット内の中性ガスクラスターの少なくとも一部をイオン化するステップ;及び
エネルギーが付与されたガスクラスターイオンビームを形成するためにガスクラスターイオンを加速するステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。
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