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ガスクラスターイオンビーム照射装置 NEW

国内特許コード P180015496
整理番号 670
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2004-343294
公開番号 特開2006-156065
登録番号 特許第4636862号
出願日 平成16年11月29日(2004.11.29)
公開日 平成18年6月15日(2006.6.15)
登録日 平成22年12月3日(2010.12.3)
発明者
  • 大野 茂
  • 佐々木 新治
  • 古澤 賢司
  • 松尾 二郎
  • 青木 学聡
  • 瀬木 利夫
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 ガスクラスターイオンビーム照射装置 NEW
発明の概要 【課題】磁気ディスク記録装置の記録密度向上に伴い、ヘッド浮上量及び加工損傷深さの低減が求められている。しかしながら、従来から用いられている研磨加工やモノマーイオンビームの斜め照射等では、加工損傷深さを1nm程度まで低減するのは困難である。
【解決手段】ワークの加工面の法線に対する角度(照射角)を50°以上90°以下に調整するための照射角調整機構と、イオンの運動エネルギーを所望の値に調整するためのイオン加速機構と、ワークの加工面の法線方向を回転軸としてワークを回転させるためのワーク回転機構を有するガスクラスターイオンビーム照射装置を提供する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


半導体装置の配線微細化や磁気記録装置の記録密度向上に伴い、半導体装置や磁気ヘッドの製造方法としてガスクラスターイオンビームが注目されるようになってきた。ガスクラスターは、気体原子または分子(以後、モノマーという)が数百~数千個の塊になったものである。ガスクラスターを構成する多数の気体原子又は分子は、互いに化学結合を形成せず、単に凝集して一つの塊をなすにすぎない。その発生方法は、特許文献1に述べられている。イオン化されたガスクラスターイオンは加速電圧により加速され、ワークに照射される。ガスクラスターイオンがワークに衝突すると、入射エネルギーはガスクラスターイオンを構成する個々の原子に分配されるので、モノマーイオンビームに比べて高密度、低エネルギーでの照射が可能となる。



上記のようにして発生させたガスクラスターイオンビームは、従来のモノマーイオンビームとは異なった特徴を持つことが非特許文献1に示されている。例えば、従来のモノマーイオンビームをワーク表面に垂直に照射すると表面荒れが発生するのに対し、ガスクラスターイオンビームをワーク表面に垂直に照射するとラテラルスパッタ効果により、凹凸面の平坦化が可能である。ガスクラスターイオンビームを用いると、平均表面粗さを1nm以下まで低減することが容易である。また、ガスクラスターイオンは大きな質量を持つため、同じ加速電圧を与えてもモノマーイオンに比べ、低速での照射が可能である。そのため、モノマーイオンを用いるプロセスに比べて、加工損傷深さを小さくすることができる。さらに、ガスクラスターイオンを構成する原子が多重衝突することに起因する非線形効果により、モノマーイオンビームプロセスに比べて約1桁高いスパッタ率が得られる。



平坦化技術としては、化学的機械的研磨(CMP)等の研磨技術の他、イオンビームを用いる方法として特許文献2で述べられているように、従来のモノマーイオンビームを斜めから照射する方法が知られている。特許文献2の方法によれば、モノマーイオンを斜めから照射することにより、突起を選択的にエッチングできるとされている。



【特許文献1】
特開平4-354865号公報
【特許文献2】
特開平10-200169号公報
【非特許文献1】
I.Yamada,et al,Mater.Sci.Eng.,R.34,(2001)pp.231-295

産業上の利用分野


本発明は、ガスクラスターイオンビームを照射して表面加工を行う装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
クラスター発生機構、前記クラスター発生機構で発生させたクラスターのイオン化機構、前記イオン化機構でイオン化させたクラスターイオンの加速機構を備えたガスクラスターイオンビーム照射装置であって、照射するガスクラスターイオンのサイズ(N)と照射エネルギー(E)とワーク加工面の法線に対する角度(照射角:θ°)の関係が、0.02eV≦(Ea/N)×cos2θ≦0.5eVとなるように制御することを特徴とするガスクラスターイオンビーム照射装置。

【請求項2】
少なくともクラスターサイズ、照射エネルギー及び照射角を、真空を破らずに外部から制御するための制御装置を有する請求項1に記載のガスクラスターイオンビーム照射装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004343294thum.jpg
出願権利状態 登録
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