1995 年度実績報告書

ガスクラスターイオンビームと固体表面との反応素過程に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	07240222
研究機関	京都大学
研究代表者	山田公京都大学, 工学部, 教授 (00026048)
研究分担者	松尾二郎京都大学, 工学部, 助手 (40263123) 高岡義寛京都大学, 工学部, 助教授 (90135525)
キーワード	クラスターイオン / 表面反応 / エッチング / スパッタリング / 非線形
研究概要	イオンビーム技術は先端材料の開発には不可欠な重要技術として活用されているが、数keV以下の極低エネルギーイオンを用いた表面改質法など新しい技術の開発が行われている。常温ガス物質から数百〜数千の原子集団であるクラスターを形成しイオンビームとし、加速して固体表面に照射するガスクラスターイオンビーム技術は、従来のイオンビーム技術とは異なる原理に基づいた新たなイオンビーム技術として期待されている。これまでに様々なガスのクラスター化が可能であることを示してきたが、プロセスに応じて最適なガスを選択できれば、さらに応用範囲が広がると考えられる。今回、SF_6クラスターイオンビームの生成を行い、W、 Siにおける反応性スパッタリングについて検討した。 SF_6クラスターをSiやWに照射した場合、スパッタ率の急激な増大が観測される。これは、SiはSiF_X、WはWF_6といった揮発性反応生成物を生成し、物理的スパッタリングと反応性スパッタリングが生じているからである。このときのWのスパッタ率は300程度、Siのスパッタ率は1300程度であり、平均クラスターサイズが2000程度であることを考えると非常に大きな反応確率を示している。SF_6分子は、室温では全くSiと反応しない。SiとSF_6が反応するためには、SF_6分子の解離が必要であり、SF_6クラスターの崩壊とともに、SF_6分子の解離が起こると考えられる。このような、衝突により誘起された分子の解離過程は、クラスターの持つ運動エネルギーを化学反応に利用した例であり、クラスターの加速エネルギーを変化させることにより、容易に制御することが可能であると考えられる。このようなクラスター衝突により誘起される反応は、イオンの加速電圧によって容易に制御できるので微細加工や薄膜形成と様々な工学分野への応用が期待される。今後、このようなクラスターの持つ運動エネルギーを化学反応促進に用いることのできる新たな反応系の探査とクラスター衝突の反応ダイナミクスを調べていく予定である。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] I. Yamada: "Surface Modifications by Gas Cluster Ion Beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B106. 165-169 (1995)
[文献書誌] I. Yamada: "A Short Review of Ionized Cluster Beam Technology" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 240-243 (1995)
[文献書誌] I. Yamada: "Molecular Dynamics Simulation of Cluster Ion Bombardment of Solid Surfaces" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 248-252 (1995)
[文献書誌] J. Matsuo,: "Gas Cluster Ion Beam Equipments for Industrial Applications" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 244-247 (1995)
[文献書誌] I. Yamada: "Cluster Ion Beam Processing of Materials" Proceeding of Ion Implantation Technology-94(1995 Elsevier Science B. V.). 1002-1005 (1995)
[文献書誌] 山田公: "ガスクラスターイオンビーム技術" 機械の研究. 47. 1-6 (1995)
[文献書誌] 山田公: "超精密生産技術体系(第1巻:クラスターイオンビーム技術)" フジテクノシステム, (1995)
[文献書誌] 山田公: "超精密生産技術体系(第1巻:イオンビームの加工の原理)" フジテクノシステム, (1995)

1995 年度 実績報告書

ガスクラスターイオンビームと固体表面との反応素過程に関する研究

研究代表者

山田 公 京都大学, 工学部, 教授 (00026048)

研究成果

[文献書誌] I. Yamada: "Surface Modifications by Gas Cluster Ion Beams" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B106. 165-169 (1995)

[文献書誌] I. Yamada: "A Short Review of Ionized Cluster Beam Technology" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 240-243 (1995)

[文献書誌] I. Yamada: "Molecular Dynamics Simulation of Cluster Ion Bombardment of Solid Surfaces" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 248-252 (1995)

[文献書誌] J. Matsuo,: "Gas Cluster Ion Beam Equipments for Industrial Applications" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B99. 244-247 (1995)

[文献書誌] I. Yamada: "Cluster Ion Beam Processing of Materials" Proceeding of Ion Implantation Technology-94(1995 Elsevier Science B. V.). 1002-1005 (1995)

[文献書誌] 山田 公: "ガスクラスターイオンビーム技術" 機械の研究. 47. 1-6 (1995)

[文献書誌] 山田 公: "超精密生産技術体系(第1巻:クラスターイオンビーム技術)" フジテクノシステム, (1995)

[文献書誌] 山田 公: "超精密生産技術体系(第1巻:イオンビームの加工の原理)" フジテクノシステム, (1995)

1995 年度実績報告書

山田公京都大学, 工学部, 教授 (00026048)

[文献書誌] 山田公: "ガスクラスターイオンビーム技術" 機械の研究. 47. 1-6 (1995)

[文献書誌] 山田公: "超精密生産技術体系(第1巻:クラスターイオンビーム技術)" フジテクノシステム, (1995)

[文献書誌] 山田公: "超精密生産技術体系(第1巻:イオンビームの加工の原理)" フジテクノシステム, (1995)