[发明专利]电荷粒子分选装置以及电荷粒子照射装置

说明书

技术领域

本发明涉及电荷粒子分选装置以及电荷粒子照射装置。

背景技术

由多个原子等凝聚而成的气体团簇表示出特别的物理化学特性，而且这种气体团簇在较广领域中的用途当前也正在讨论。即，由气体团簇构成的团簇离子束适用于以往难度较大的、在距固体表面深几纳米的区域进行离子注入、表面加工以及薄膜形成的处理中。

在气体团簇产生装置中，通过接受加压气体的施加，可产生原子数目为几百到几千的团簇。在气体团簇产生装置中，所产生的团簇中的原子数目是随机的，因此气体团簇的质量偏差大，从而实际应用时需要基于气体团簇的质量来进行分选。

因此，已提出将产生的团簇离子化并基于质量进行分选的方法。

专利文献1：日本专利文献特开2005-71642号公报。

发明内容

但是，不仅按质量分选离子化的团簇，而且还希望按离子化的价数来进行分选。这是因为根据被离子化的气体团簇的价数而其用途等存在很大的差别，通过仅分选出期望价数的气体团簇来使用，能够以更高的效率进行更精细的加工等。即，进行实验等的结果，在比表面上所限定的区域更深的部分发现了离子痕迹，经研究确认了这是由于多价离子共存而引起的。因此，为了在距固体表面深几纳米的区域稳定地进行离子注入、表面加工、薄膜形成的处理，需要去除多价离子的气体团簇。另一方面，在气体团簇的用途中，有时从总处理能力等方面来说优选使用多价离子的气体团簇。并且，如果还能够去除在生成气体团簇时所产生的高速中性束则更佳。

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种可按价数分选离子化的团簇的电荷粒子分选装置以及电荷粒子照射装置。

本发明是一种用于分选离子化的气体团簇的电荷粒子分选装置，其特征在于，包括：三个以上电场施加部，所述三个以上电场施加部沿所述气体团簇的前进方向排列，用于施加电场；以及狭缝，用于分选所述气体团簇；其中，所述电场施加部由两片电极构成，并通过向所述电极施加交流电压来使离子化的气体团簇发生偏转，相邻的所述电场施加部被施加不同相位的交流电压，所述狭缝在所述气体团簇入射的方向的延长线上具有开口部。

另外，本发明是一种用于分选离子化的气体团簇的电荷粒子分选装置，其特征在于，包括：三个以上电场施加部，所述三个以上电场施加部沿所述气体团簇的前进方向排列，用于施加电场；以及狭缝，用于分选所述气体团簇；其中，所述电场施加部由两片电极构成，并通过向所述电极施加交流电压来使离子化的气体团簇发生偏转，相邻的所述电场施加部被施加不同相位的交流电压，所述狭缝具有使得经所述电场施加部偏转后的所述气体团簇通过的开口部。

另外，本发明是一种用于分选离子化的气体团簇的电荷粒子分选装置，其特征在于，包括：电场施加部，所述电场施加部沿所述气体团簇的前进方向排列，用于施加电场；以及狭缝，用于分选所述气体团簇；其中，所述电场施加部由两片电极构成，并且，所述电场施加部具有交流电场施加部和直流电场施加部，并通过向所述电极施加在直流电压上叠加交流电压而得的电压来使离子化的气体团簇发生偏转，所述直流电压是在所述直流电场施加部中产生的，所述交流电压是在所述交流电场施加部中产生的，相邻的所述电场施加部被施加不同相位的交流电压，所述狭缝具有使得经所述电场施加部偏转后的所述气体团簇通过的开口部。

另外，本发明的特征在于，所述交流电压具有以下频率，所述频率仅使得构成所述气体团簇的原子数相同的气体团簇中的预定价数的所述气体团簇通过所述狭缝的开口部。

另外，本发明的特征在于，所述预定的价数是1价。

另外，本发明的特征在于，相邻的所述电场施加部的电极被施加相位彼此相差180°的电压。

另外，本发明的特征在于，所述电场施加部的数目是3或4。

另外，本发明的特征在于，包括：气体团簇生成部，其生成气体团簇；离子化电极，其将所述气体团簇离子化；加速电极，用于加速所述离子化了的气体团簇；以及上述的电荷粒子分选装置，用于在所述加速了的离子化的气体团簇中分选出预定价数的离子化的气体团簇；并且，本发明向部件照射从所述电荷粒子分选装置射出的离子化的气体团簇。

根据本发明，能够提供可按价数分选离子化的团簇的电荷粒子分选装置以及电荷粒子照射装置。

附图说明

图1是本发明中的电荷粒子照射装置的结构图；

图2是第一实施方式中的电荷粒子分选装置的结构图；

图3是电场施加部为一个时的θ₁与离子化的团簇的偏转角的相关图；