JSA Vol.12 No.1 Pages 2-8
金属クラスター錯体を用いたクラスターイオン銃の開発 藤本 俊幸，溝田 武志，野中 秀彦，黒河 明，一村 信吾産業技術総合研究所 計測フロンティア研究部門
〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1(2004年11月15日受理；2005年1月13日掲載決定）
Abstract
クラスターイオンビームは材料を低損傷かつ高スループットで加工する手段としての期待から研究が進められている．クラスターイオンビームでは単イオンのビームと比べて，①原子当たりの電荷が少ないため試料のチャージアップを防げる，②質量が大きいので同じエネルギーを持ちながら衝突時の速度が遅くAtomic mixingを低減できる，③衝突時にクラスターの分裂・飛散による横方向スパッターができるといった優位性が期待できるが，これまで原子数がそろったイオンビームを安定して得るのが難しかった．我々は複数の金属原子が骨格構造を形成し，その周りを有機物が配位した分子である金属クラスター錯体をイオン源として利用することで，構成原子数のそろったイオンビームを安定して得ることに成功し,炭素膜やシリコン基板に照射しその効果を確認した．
Development of the compact cluster ion gun using molecular metal cluster complexesToshiyuki Fujimoto, Takeshi Mizota, Hidehiko Nonaka, Akira Kurokawa
and Shingo IchimuraResearch Institute of Instrumentation Frontier, AIST
1-1-1, Umezono, Tsukuba, Ibaraki 305-8568, Japan
(Received: November 15, 2004; Accepted: January 13, 2005)
Abstract
Cluster ion beam have been extensively studied to achieve low damage, high precision and high throughput fabrication. The essential features of the cluster ion beam arise from small specific charge of atom, slow velocity of the cluster and capability of the atoms in the cluster spread apart at the impact. Low velocity of the cluster might avoid atomic mixing of the sample, and disintegration of the cluster might enable a lateral sputtering.
The cluster ion beam is a potential tool for advanced fabrications, however some problems such as a requirement of complex instruments, difficulty to get uniform cluster size and shape, unstable beam current and so on still remain. To overcome the situation, we chose the stable cluster molecule, metal cluster complexes, as a source. We have achieved to produce uniform cluster ions and to observe resulting surfaces after the cluster ion beam irradiation.
