| まえがき i |
| 執筆者一覧 ix |
| 1 イオンビーム技術の概要 1 |
| 1.1 イオンの発見 1 |
| 1.2 イオンビーム技術の誕生 3 |
| 1.3 イオンビーム技術の発達 6 |
| 1.4 クラスタービームの発生 8 |
| 1.5 クラスターイオンビーム技術の発達 15 |
| 2 ガスクラスタービームの発生 25 |
| 2.1 ガスクラスタービームの発生の原理 25 |
| 2.2 ガスクラスターイオンビーム装置 30 |
| 2.3 ガスクラスターのイオン化と輸送 35 |
| 2.4 ガスクラスターイオンビームの質量選別法 40 |
| (1)四重極質量分析法 40 |
| (2)減速電界法(リターディング法) 41 |
| (3)EXB法(ウィーンフィルター) 42 |
| (4)磁場偏向法 43 |
| (5)飛行時間法(Time of Flight:TOF) 45 |
| (6)高周波電界法 46 |
| 2.5 ガスクラスターイオンビームの質量の分布 48 |
| 3 クラスターイオンビームと固体表面相互作用 53 |
| 3.1 クラスターイオンの個体表面衝突現象 53 |
| 3.1.1 計算機シミュレーション 54 |
| (1)クラスターイオン衝突のMDシミュレーション 55 |
| (2)クラスターイオンの衝突過程 56 |
| (3)クラスター衝突による標的原子の移動とラテラルスパッタリング 57 |
| (4)損傷形成のエネルギー・サイズ依存症 59 |
| (5)表面形状変化と平坦化プロセス 64 |
| (6)反応性ガスクラスターイオンによるエッチング 67 |
| 3.2 ガスクラスターイオンの照射効果の特長 69 |
| 3.2.1 ガスクラスターイオンの照射痕 69 |
| 3.2.2 基板の表面損傷 71 |
| 3.2.3 照射痕のクラスターサイズ依存症 72 |
| 3.2.4 基板損傷のクラスターサイズ依存症 73 |
| 3.3 クラスターイオンによるスパッタリング 74 |
| 3.3.1 ラテラルスパッタリング 74 |
| 3.3.2 スパッタリングプロセス 77 |
| 3.3.3 物理的スパッタリング 78 |
| 3.3.4 反応性スパッタリング 79 |
| 3.3.5 スパッタリングのクラスターサイズ依存性 80 |
| 3.4 クラスターイオンによる表面平坦化効果 82 |
| 3.4.1 表面平坦化プロセスの特長 83 |
| 3.4.2 表面平坦化のモデリング 87 |
| 3.4.3 表面平坦化の入射角依存症 90 |
| (1)希ガスクラスターイオン 90 |
| (2)反応性クラスターイオン 94 |
| 3.5 クラスターイオンの表面改質効果 96 |
| 3.5.1 表面酸化効果 96 |
| 3.5.2 薄膜形成効果 100 |
| 3.5.3 表面クリーニング効果 105 |
| 3.6 多原子分子クラスターイオンと固体表面相互作用 107 |
| 3.6.1 多原子分子クラスターイオンビーム 107 |
| 3.6.2 ボロンクラスターイオン注入におけるサイズ効果 108 |
| 3.7 炭素クラスターイオンと固体表面相互作用 115 |
| 3.7.1 炭素クラスターイオンビームの発生 115 |
| 3.7.2 炭素クラスターイオンの注入深さと損傷形成 116 |
| 3.7.3 損傷形成効果のクラスターサイズ依存症 119 |
| 3.7.4 2次電子・2次イオン放出過程 121 |
| 4 ナノ加工プロセス応用 127 |
| 4.1 半導体デバイス応用 127 |
| 4.1.1 半導体基板加工 128 |
| (1)単結晶Siウェハーの高精度加工 128 |
| (2)SOIウェハーの高速均一化エッチング加工 131 |
| (3)TFT用多結晶シリコン膜の表面平坦化加工 134 |
| (4)SiC基板の平坦化加工 139 |
| 4.1.2 フロントエンド工程 145 |
| (1)ガスクラスターイオン注入(Infusion Doping) 145 |
| (2)B₁₀H₁₄(デカボラン)イオン注入技術 153 |
| (3)オクタデカポラン(B₁₈H₂₂)によるイオン注入 161 |
| 4.1.3 バックエンド工程 163 |
| (1)Low-k膜への応用 163 |
| (2)Cu配線への応用 166 |
| 4.2 磁性・誘電体デバイス応用 167 |
| 4.2.1 磁性材料の平坦化加工 167 |
| 4.2.2 MR(磁気抵抗)素子への応用 171 |
| 4.2.3 誘電体のトリミング加工 173 |
| 4.3 光学デバイス応用 176 |
| 4.3.1 光学多層膜への応用 176 |
| (1)光学多層膜と製造プロセス 176 |
| (2)GCIB援用蒸着法 177 |
| (3)GCIBのさらなる応用 181 |
| 4.3.2 高精度光学素子への応用 182 |
| (1)EUVマスク 182 |
| (2)光通信フィルター(DWDMフィルター) 185 |
| 4.3.3 フォトニック結晶への応用 188 |
| (1)GCIB角度照射による超平坦化技術 189 |
| (2)GCIBによるフォトニック結晶の高精度加工 190 |
| 4.3.4 小径レンズ用金型応用 191 |
| 4.4 難加工材料への応用 195 |
| 4.4.1 超高硬度DLC薄膜形成 195 |
| 4.4.2 CVDダイヤモンド薄膜の平坦化加工 198 |
| 5 産業用クラスターイオンビーム装置 207 |
| 5.1 ガスクラスターイオンビーム装置 209 |
| 5.1.1 ガスクラスターイオン注入 (インフュージョンドービング)装置 211 |
| 5.1.2 ウルトラスムーザー 213 |
| 5.2 デカボランイオン注入装置 214 |
| 索引 219 |
