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ガスクラスターイオンビーム(GCIB)応用装置
ガスクラスターイオンビーム(GCIB)応用装置
GCIB応用装置とは
ナノ加工・表面改質を実現する特注ソリューション
ガスクラスターイオンビーム(GCIB)ソースの特性を最大限に活かし、お客様のご要望に応じて設計・製造するカスタム応用装置です。非接触、ドライプロセス、低温、低ダメージのナノレベル平滑化処理を実現します。
GCIBの特性と役割
本装置は、ガスクラスターイオンビーム(GCIB)を使用し、スキャンステージ上の基板表面平滑化エッチングを行います。従来の加工技術で困難だった以下の効果を実現します。
- 超低エネルギー照射による無損傷加工
- ラテラルスパッタ効果による超平坦化(Ra数ナノメートル)
- 高品位薄膜形成、表面改質
装置の特長
高い設計柔軟性によるカスタム対応
ガスクラスターイオンビーム装置設計時からお客様のご要望を可能な限り反映させ、お客様だけの特注の研究・量産設備に仕上げます。基板サイズ、試料重量、回転機構、入射角など、被対象物にあわせてステージを作製し、X-Y-Z調整が可能です。
高均一・クリーンプロセスとコンタミ防止
ガスクラスターイオン生成室とビーム照射室が分かれているため、照射雰囲気は10⁻³Pa台の高真空に保たれます。これにより、コンタミ発生やプラズマダメージを対象物表面に与えることなく、高均一な加工が可能です。
広範なプロセスガス・温度への対応
対象物の加工条件によって、N₂, O₂, CO₂, SF₆, CF₄, CHF₃, B₂H₆などの反応性ガスでのクラスタービーム照射が可能です。また、基板表面温度100°C以下での加工を実現します。
低損傷・ナノ平滑化と特許技術
クラスターイオンの多体衝突効果(例: 8keV/2000atoms@cluster=4eV)による低損傷加工を実現。吉川トレーディング特許の磁場電極により、クラスターイオン以外の単原子イオンなどを除去し、高純度ビームを生成します。
GCIB装置の一例
| チャンバー内寸 | 約1200W x 990D x 900H |
|---|---|
| 排気系 | TMP 2台、到達真空度1e-4Pa以下(排気速度5e-4Pa迄3時間以上) |
| ステージ | 5軸まで対応可能(X, Y, Z, θ, 自転)、8インチウェハ搭載、最大10kg |
| 構成品例 | GCIBソース(モノマーイオン除去・中和機能付き)、ファラデーカップ、基板シャッター |
GCIBソース(モノマーイオン除去・中和機能付き)
GCIBソース
照射・応用事例
ガスクラスターイオンビーム(GCIB)照射・応用事例
GCIB の優れた加工能力を、実際の応用事例を通じてご紹介します。
ダイヤモンドへのGCIB照射加工例
照射前
照射後
CVD ダイヤモンドの平滑化加工例
照射前と比較して、CVD ダイヤモンド表面の粗さを劇的に改善し、超平坦化 を実現した事例。
ご提供:京都大学名誉教授 山田公氏
タングステンカーバイド金型表面へのGCIB照射加工例
SF₆-GCIB照射による金型表面の エッチング加工事例。微細パターンの形成や表面改質の効果をご確認いただけます。
GCIB照射前
GCIB照射後
SF6-GCIB照射例WCエッチングNiマスク
パターン寸法:穴径約60um スペース90um エッチング深さ約16um