(57)【要約】【課題】グラフェンのエッジを崩すことなく、且つグラフェンリボンに電荷が残留するのを防止することができるグラフェンの加工方法を提供する。【解決手段】表面にグラフェン４３が形成されたウエハＷへ向けて二酸化炭素ガス及びヘリウムガスの混合ガスから生成されたＧＣＢ４４を照射する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラフェンへＧＣＢを照射することを特徴とするグラフェンの加工方法。
【請求項２】
前記グラフェンをマスク膜で覆わないことを特徴とする請求項１記載のグラフェンの加工方法。
【請求項３】
前記ＧＣＢは常温以下で不活性となる単ガス又は混合ガスから生成されることを特徴とする請求項１記載のグラフェンの加工方法。
【請求項４】
前記照射されるＧＣＢに含まれるガス分子のクラスターのエネルギーを制御することを特徴とする請求項３記載のグラフェンの加工方法。
【請求項５】
前記ガス分子のクラスターのエネルギーは、前記単ガス又は前記混合ガスを構成するガス種、各ガス種の組み合わせ、又は各ガス種の流量比を変更することによって制御されることを特徴とする請求項４記載のグラフェンの加工方法。
【請求項６】
前記ガス分子のクラスターのエネルギーは、０．３〜０．５ｅＶ／クラスターであることを特徴とする請求項４又は５記載のグラフェンの加工方法。
【請求項７】
前記ガス分子は二酸化炭素分子及びヘリウム分子を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のグラフェンの加工方法。
【請求項８】
前記ガス分子は四フッ化炭素ガス分子及びヘリウム分子を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のグラフェンの加工方法。
【請求項９】
前記ガス分子は六フッ化硫黄ガス分子及びヘリウム分子を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のグラフェンの加工方法。
【請求項１０】
前記ガス分子のクラスターのエネルギーは、０．５ｅＶ／クラスター以上であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のグラフェンの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＣＢ（Gas Cluster Beam）を用いたグラフェン加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素原子によって構成される六員環構造の集合体であるグラフェンはシリコン（Ｓｉ）に比べて遙かに高い移動度、例えば、２００，０００ｃｍ２／Ｖｓの移動度を有することから、半導体デバイス、例えば、超高速スイッチングデバイスや高周波デバイスへの適用が検討されている。また、グラフェンはバリスティク伝導特性も有しているため、半導体デバイスにおいて銅（Ｃｕ）に変わる配線材料として用いることも検討されている。
【０００３】
グラフェンを半導体デバイスに適用する際には、幅が、例えば、１０ｎｍ程度のリボン（以下、「グラフェンリボン」という。）に加工する必要があるが、加工後のグラフェンリボンの両側端（以下、「エッジ」という。）は、図８（Ａ）に示すようなトランス型のポリアセチレン構造における連続した六員環構造の一部であるアームチェアエッジや図８（Ｂ）に示すようなシス型のポリアセチレン構造における連続した六員環構造の一部であるジグザグエッジを呈する。
【０００４】
ところで、グラフェンリボンはエッジの形態によって電気的特性、例えば、移動度、電気伝導度やギャップが変わり、例えば、ジグザグエッジでは移動度や電気伝導度が高くなるため、グラフェンリボンを配線へ好適に適用することができ、アームチェアエッジではバンドギャップが生じるため、グラフェンリボンをトランジスタへ好適に適用することができる。したがって、グラフェンリボンを得る際には当該グラフェンリボンのエッジの形態を制御することが重要である。
【０００５】
従来、グラフェンの加工にはリソグラフィ技術、例えば、マスクを用いてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を用いるが、ＲＩＥにおけるプラズマはエネルギーが高く、プラズマ中のイオンがグラフェンと衝突する際、六員環構造を開裂させてエッジが崩れることがある。これに対応してグラフェンを加工してグラフェンリボンを得た後、例えば、水素ガス（Ｈ２）、酸素ガス（Ｏ２）、アンモニアガス（ＮＨ３）や炭化水素ガス（ＣｘＨｙ）等の反応性ガスの雰囲気においてグラフェンリボンへアニール処理やプラズマ処理を施し、開裂した六員環構造へ官能基を結合させてエッジを修復することが検討されているが、官能基の結合だけではエッジを完全に修復するのは困難である。
【０００６】
そこで、比較的低エネルギーのガス分子のクラスターを用いるＧＣＩＢ（Gas Cluster Ion Beam）をグラフェンの加工に適用することが検討されている。特に、本発明者により、水分子のＧＣＩＢを用いてグラフェンを加工することにより、水分子の低酸化力との相乗効果によって化学的に安定なアームチェアエッジを選択的に得ることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２１６５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＧＣＩＢではガス分子や複数のガス分子からなるクラスターをイオン化し、若しくはガス分子やクラスターに電荷を付着させるため、ＧＣＩＢを用いる加工によって得られたグラフェンリボンには電荷が残留することがあり、残留する電荷はグラフェンリボンが適用される半導体デバイスの電気的特性に影響を与えるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、グラフェンのエッジを崩すことなく、且つグラフェンリボンに電荷が残留するのを防止することができるグラフェンの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のグラフェンの加工方法は、グラフェンへＧＣＢを照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のグラフェンの加工方法によれば、グラフェンへＧＣＢを照射する。ＧＣＢは、複数のガス分子、若しくは複数のガス原子からなるクラスターのビームであるが、ＧＣＢではクラスターがイオン化しておらず、電荷も付着していない。ＧＣＢのクラスターは通常のガス分子等よりも質量が非常に重いため、衝突時の衝撃によってグラフェンをグラフェンリボンへ加工することが可能であるが、電荷が付着していないのでグラフェンリボンに電荷を残留させることなくグラフェンを加工できる。また、ＧＣＢではクラスターがイオン化しておらず、クラスターがイオン加速されることが無いので、クラスターのエネルギーが不必要に大きくなることが無く、当該クラスターが衝突するグラフェンのエッジが崩れるのを防止できる。さらに、ＧＣＢのエネルギーはガス導入圧力、ガス種や混合ガスにおける各ガス種の組み合わせ、流量比等よって制御することができるため、これらのパラメータを制御することにより、グラフェンのエッジが崩れるのを防止しながらグラフェンを加工することができ、さらに、グラフェンのエッジの形態を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るグラフェンの加工方法を実行するＧＣＢ照射装置の構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図２】図１のＧＣＢ照射装置の水平断面図である。
【図３】図１におけるＧＣＢ照射ノズルの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【図４】グラフェンへのＧＣＢの照射の形態を示す図である。
【図５】ＧＣＢの照射によって一部が除去されたグラフェンの形態を示す部分平面図である。
【図６】ラマン分光法によって分析された図５のグラフェンが除去されたウエハの表面の性状を示すグラフである。
【図７】本実施の形態に係るグラフェンの加工方法を示す工程図である。
【図８】グラフェンのエッジの形態を示す部分拡大平面図であり、図８(Ａ)はジグザグエッジを示し、図８（Ｂ）はアームチェアエッジを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係るグラフェンの加工方法を実行するＧＣＢ照射装置の構成を概略的に示す垂直断面図であり、図２は、図１のＧＣＢ照射装置の水平断面図である。
【００１５】
図１及び図２において、ＧＣＢ照射装置１０は、円筒状の真空容器からなるチャンバ１１と、該チャンバ１１内において底部に配置された回転ステージ１２と、チャンバ１１内において回転ステージ１２と対向するように配置されたＧＣＢ照射ノズル１３とを備える。
【００１６】
チャンバ１１の側面には表面にグラフェンが形成された基板Ｓを搬出入するための搬出口１４が配置され、該搬出口１４には搬出口１４の開閉を行うゲートバルブ１５が設けられる。
【００１７】
また、ＧＣＢ照射装置１０の側面の別の箇所には排気口１６が配置され、排気口１６には排気路１７が接続され、排気路１７は圧力調整弁１８や開閉弁１９を介して、例えば、ターボ分子ポンプからなる真空ポンプ２０へ接続される。真空ポンプ２０は排気路１７を介してチャンバ１１内を減圧し、圧力調整弁１８はチャンバ１１内の圧力を所定の真空度、例えば、１０−４Ｐａへ調整する。
【００１８】
回転ステージ１２は基板Ｓを載置し、回転軸２１を介して回転駆動力を回転軸２１に付与する駆動部２２に接続され、回転ステージ１２は駆動部２２によって回転軸２１回りに回転自在、且つ図中上下方向に移動自在に構成される。回転ステージ１２は基板Ｓを静電チャック機構又は真空吸着機構（いずれも図示しない）によって吸着する。
【００１９】
ＧＣＢ照射ノズル１３は、回転ステージ１２の脇において立設する旋回軸２３ａ及び該旋回軸２３の上端から回転ステージ１２の方向へ延出する旋回腕２３ｂによって構成されるノズル移動部２３によって釣支される。旋回軸２３ａはチャンバ１１の底部を貫通し、チャンバ１１の外において回転機構２４と係合する。回転機構２４は旋回軸２３ａを回転駆動することにより、ＧＣＢ照射ノズル１３に旋回軸２３ａを中心とする旋回運動を行わせ、ＧＣＢ照射ノズル１３を回転ステージ１２に載置された基板Ｓの上方から退出させ、又は基板Ｓの上方へ進入させる。
【００２０】
図３は、図１におけるＧＣＢ照射ノズルの構成を概略的に示す垂直断面図である。
【００２１】
図３において、ＧＣＢ照射ノズル１３は、下端部が開口してオリフィス２５を形成する略円筒状の圧力筒２６と、該圧力筒２６の下端に形成され、オリフィス２５を介して圧力筒２６内と連通するとともに、下方へ向けて径が拡大する円錐状のガス拡散部２７とを有する。なお、オリフィス２５の開口径は、例えば、０．１ｍｍである。
【００２２】
ＧＣＢ照射ノズル１３は、チャンバ１１内よりも圧力が高い圧力筒２６内からガス分子２８を基板Ｓへ向けて噴出する（すなわち、ガス分子２８がチャンバ１１内へ導入される）。このとき、ガス拡散部２７の径が下方へ向けて拡大するため、吐出されたガス分子２８は断熱膨張によって急冷され、各ガス分子２８の運動エネルギーが低下して各ガス分子２８間に作用する分子間力（ファンデルワールス力）によって互いに密着する。これにより、多数のガス分子２８からなる複数のガスクラスター２９が形成される。形成されたガスクラスター２９はそのまま基板Ｓへ向けて移動して基板Ｓと衝突する。換言すれば、多数のガスクラスター２９からなるＧＣＢが基板Ｓへ照射される。
【００２３】
ＧＣＢ照射ノズル１３では、ガスクラスター２９の形態がオリフィス２５の開口径やガス拡散部２７の形状に左右される。ガスクラスター２９は温度が上昇すると分解するおそれがあるため、ガスクラスター２９を照射する際、圧力筒２６を冷却するのが好ましい。
【００２４】
ＧＣＢ照射ノズル１３は基板Ｓの表面へＧＣＢを垂直に照射するように構成されるが、本実施の形態において垂直とは、図中における基板Ｓと圧力筒２６の中心軸とがなす角θが９０°±１５°の範囲内にある状態を示す。
【００２５】
ＧＣＢ照射ノズル１３では、圧力筒２６の上端部に配管３０が接続される。配管３０は、図２に示すように、旋回腕２３ｂや旋回軸２３ａの内部を貫通し、チャンバ１１の外において接続部３１を介してガス供給路３２と接続される。ガス供給路３２は第１のガス供給路３３及び第２のガス供給路３４へ分岐点３５において分岐され、接続部３１及び分岐点３５の間には圧力調整弁３６が配置される。
【００２６】
第１のガス供給路３３には開閉弁Ｖ１及び流量調整器３７を介して二酸化炭素（ＣＯ２）ガス供給源３８が接続され、第２のガス供給路３４には開閉弁Ｖ２及び流量調整器３９を介してヘリウム（Ｈｅ）供給源４０が接続される。
【００２７】
ガス供給路３２には圧力検出器４１が配置され、該圧力検出器４１の検出値に基づいて、後述の制御部４２によって圧力調整弁３６の開度が調整され、ＧＣＢ照射ノズル１３の圧力筒２６内の圧力が調整される。なお、圧力検出器４１の代わりに圧力筒２６へ圧力検出器を設け、当該圧力検出器の検出値に基づいて圧力筒２６内の圧力を調整してもよい。
【００２８】
ＧＣＢ照射装置１０ではＧＣＢ照射ノズル１３の旋回運動と回転ステージ１２の回転によって基板Ｓの全面にＧＣＢが照射されるが、ＧＣＢ照射装置１０におけるＧＣＢ照射ノズル１３の旋回運動や回転ステージ１２の回転等は、ＧＣＢ照射装置１０が備える制御部４２によって制御される。制御部４２は、例えば、コンピュータからなり、プログラムを格納するメモリ、プログラムの展開領域であるＲＡＭやＣＰＵを有し、ＣＰＵはＲＡＭに展開されたプログラムを実行することにより、本実施の形態に係るグラフェンの加工方法を実行する。
【００２９】
ところで、本発明に先立ち、本発明者は、表面に単層のグラフェン４３が形成された半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを準備し、該ウエハＷへ向けてＧＣＢ照射ノズル１３から二酸化炭素ガス及びヘリウムガスの混合ガス（以下、単に「混合ガス」という。）から生成されたＧＣＢ４４を照射した。このとき、図４に示すように、ＧＣＢ４４によってグラフェン４３を一方向に走査してグラフェン４３の一部を帯状に除去した。その後、ウエハＷの表面の性状をラマン分光法によって分析した。なお、図４においてウエハＷはその一部が切り出されたように示される。
【００３０】
ＧＣＢ４４を生成するための混合ガスにおける二酸化炭素ガス及びヘリウムガスの流量比は１：９であり、ＧＣＢ照射ノズル１３の圧力筒２６内における混合ガスの圧力は４ＭＰａに設定された。
【００３１】
図５は、ＧＣＢの照射によって一部が除去されたグラフェンの形態を示す部分平面図である。図５においてもウエハＷはその一部が切り出されたように示される。
【００３２】
図５では、図中の左半分においてグラフェン４３が除去されて、例えば、シリコンからなるウエハＷの基材４５が露出している。また、グラフェン４３及び露出した基材４５の境界にはグラフェン４３のエッジ４６が存在する。
【００３３】
図６は、ラマン分光法によって分析された図５のグラフェンが除去されたウエハの表面の性状を示すグラフである。図６において、横軸はウエハＷの表面からの散乱光の波数（波長の逆数）であり、縦軸は散乱光の強度であり、符号（１）〜（４）は図５中における位置（１）〜（４）にそれぞれ対応する。なお、波数の単位はｃｍ−１であり、散乱光の強度の単位は任意単位（ａ．ｕ．）である。
【００３４】
通常、グラフェンからの散乱光には、炭素原子の六員環構造（六角格子）内振動に起因する、波数が１５９０ ｃｍ−１近傍のＧバンドと呼ばれるピークが生じ、未結合手（ダングリングボンド）が多く存在するアームチェアエッジ、又はグラフェン４３の残滓や損傷からの散乱光には、ダングリングボンドを持つ炭素原子に起因する、波数が１３５０ｃｍ−１近傍のＤバンドと呼ばれるピークが生じる。
【００３５】
図５及び図６に示すように、まず、位置（３）ではＧバンドが大きく発生しており、グラフェン４３が除去されずに残存する一方、位置（２）ではＧバンドが殆ど発生しておらず、グラフェン４３が除去されていることから、位置（３）及び位置（２）の間でグラフェン４３が途切れてエッジ４６が明確に形成されているのが分かった。すなわち、ＧＣＢ４４の照射によってエッジ４６を明確に形成することができるのが分かった。
【００３６】
また、位置（２）ではＧバンドが殆ど発生していないことからグラフェン４３が除去されていることが分かる一方、Ｄバンドが大きく発生していることから位置（２）の近傍のエッジ４６ではアームチェアエッジが形成されていることが分かった。
【００３７】
上記混合ガスから生成されたＧＣＢ４４を照射することにより、エッジ４６としてアームチェアエッジが形成された理由として、本発明者は以下の理由を推察した。すなわち、グラフェンリボンにおいてジグザグエッジよりもアームチェアエッジの方が化学的に安定し、形態を維持するためのエネルギーも低いところ、上記混合ガスから生成されたＧＣＢ４４のガス分子（二酸化炭素やヘリウムのガス分子）のクラスターのエネルギーは０．３〜０．５ｅＶ／クラスターと低いため、当該クラスターがグラフェン４３へ与えるエネルギーが低く、結果として、グラフェン４３が加工される際、形態を維持するためのエネルギーが低いアームチェアエッジが選択的に形成されたと推察された。
【００３８】
また、上記理由を鑑みると、ＧＣＢのガス分子のクラスターのエネルギーがやや高い場合、例えば、０．５ｅＶ／クラスター以上の場合だと形態を維持するためのエネルギーがやや高いジグザグエッジが形成されるものと推察された。
【００３９】
その他、位置（１）ではＧバンドが発生していないことからグラフェン４３が完全に除去されていることが分かり、Ｄバンドも発生していないことからグラフェン４３の残渣も存在しないことが分かった。一方、位置（４）ではＧバンドが大きく発生していることからグラフェン４３が除去されずに残存し、さらに、位置（３）、（４）ではＤバンドが殆ど発生していないことから残存するグラフェン４３には損傷が存在しないことが分かった。
【００４０】
本発明は以上得られた知見に基づくものである。
【００４１】
図７は、本実施の形態に係るグラフェンの加工方法を示す工程図である。
【００４２】
まず、表面に単層のグラフェン４３が形成されウエハＷを準備し、ＧＣＢ照射装置１０における回転ステージ１２にウエハＷを吸着させる（図７（Ａ））。
【００４３】
次いで、チャンバ１１内の圧力を、例えば、１０−４Ｐａまで低下させ、ノズル移動部２３によってＧＣＢ照射ノズル１３を吸着されたウエハＷの上方へ進入させてＧＣＢ照射ノズル１３をウエハＷにおける所望の加工位置に対向させ、さらに、圧力筒２６内の圧力を４ＭＰａに設定し、圧力筒２６内から所定のガスをチャンバ１１内へ噴出して複数のガスクラスター２９を形成し、これらのガスクラスター２９からなるＧＣＢ４４を、ＧＣＢノズル１３をウエハＷに対して相対的に移動させながら、ウエハＷのグラフェン４３へ照射する（図７（Ｂ））。
【００４４】
ＧＣＢ４４はグラフェン４３を所望の加工位置からガスクラスター２９の衝突によって除去し、エッジ４６を形成する（図７（Ｃ））。このとき、ＧＣＢ４４のガス分子のクラスターのエネルギーが制御される。例えば、ガス分子のクラスターのエネルギーが低い場合（例えば、０．３〜０．５ｅＶ／クラスターである場合）には、エッジ４６としてアームチェアエッジが形成され、ガス分子のクラスターのエネルギーがやや高い場合（例えば、０．５ｅＶ／クラスター以上である場合）には、エッジ４６としてジグザグエッジが形成される。ガス分子のクラスターのエネルギーの制御は、ガス種や混合ガスにおける各ガス種の組み合わせ、流量比等を変更してガス分子の平均分子量（単ガスの場合は分子量）を変更すること、若しくは、ガスの噴出時におけるＧＣＢ照射ノズル１３の圧力筒２６内の圧力を変更してガス導入圧力を変更することで行うことができる。
【００４５】
次いで、グラフェン４３が所望の加工位置から除去されてエッジ４６が形成された後、本方法を終了する。
【００４６】
図７の加工方法によれば、ウエハＷのグラフェン４３へＧＣＢ４４を照射する。ＧＣＢ４４は複数のガス分子、若しくは複数のガス原子からなるガスクラスター２９のビームであるが、ＧＣＢ４４ではガスクラスター２９がイオン化しておらず、電荷も付着していない。ＧＣＢ４４のガスクラスター２９は通常のガス分子等よりも質量が非常に重いため、衝突時の衝撃によってグラフェン４３をグラフェンリボンへ加工することが可能であるが、例え、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９の質量が従来のＧＣＩＢのクラスターの質量と同程度であったとしても、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９には電荷が付着していないので、グラフェンリボンに電荷を残留させないという効果を奏することができる。また、ＧＣＢ４４のエネルギーはガスクラスター２９の運動エネルギーが主であるため、ＧＣＢ照射ノズル１３から導入された各ガス分子等の運動エネルギーが高いほど、ＧＣＢ４４のエネルギーは高くなる。
【００４７】
本実施の形態では、ＧＣＢ照射ノズル１３からチャンバ１１内へ所定のガスを噴出する際に、大気圧よりも大きい圧力差で所定のガスを噴出することにより、高速でガスを導入するとともに、噴出される所定のガスの断熱膨張の程度を大きくする。これにより、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９を形成する各ガス分子等が有する運動エネルギーを増大させるとともに、形成されるクラスターの質量をより大きくすることができ、もって、確実にグラフェンを加工することができる。
【００４８】
すなわち、ＧＣＩＢのガスクラスターと同様に、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９の運動エネルギーを、自由運動を行うガス分子等の運動エネルギーよりも高くすることができ、その結果、確実にグラフェンを加工することができる一方、ＧＣＩＢのガス分子イオンやクラスターイオンとは異なり、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９のガス分子等には電荷が付着していないので、グラフェン４３へＧＣＢ４４を照射する際に、グラフェンリボンに電荷が残留するのを防止しながらグラフェン４３を加工することが可能となる。
【００４９】
また、ＧＣＢ４４のガスクラスター２９はイオン加速されることが無いので、ガスクラスター２９のエネルギーが不必要に大きくなることが無く、当該ガスクラスター２９が衝突するグラフェン４３のエッジが崩れるのを防止できる。さらに、ＧＣＢ４４のエネルギーはガス導入圧力、ガス種や混合ガスにおける各ガス種の組み合わせ、流量比等よって制御することができるため、これらのパラメータを制御することにより、グラフェン４３のエッジが崩れるのを防止ししながらグラフェン４４を加工することができ、さらに、グラフェン４３のエッジの形態を制御するができる。
【００５０】
上述した図７の加工方法では、ＧＣＢ４４のガス分子のクラスターのエネルギーが制御される。グラフェンリボンにおいてジグザグエッジよりもアームチェアエッジの方が化学的に安定し、形態を維持するためのエネルギーも低いため、ＧＣＢ４４のガス分子のクラスターのエネルギーを制御してグラフェン４３へ与えるエネルギーを制御することにより、ＧＣＢ４４を用いる加工によって得られるグラフェンリボンのエッジ４６の形態（アームチェアエッジやジグザグエッジ）を制御することができる。すなわち、上述した図７の加工方法では、グラフェン４３へＧＣＢ４４を照射することにより、グラフェン４３の加工とエッジ４６の形態の制御を同時に行うことができる。
【００５１】
また、上述した図７の加工方法では、ガス分子をイオン化する必要がないので、ＧＣＢ照射装置１０はイオン化装置を備える必要が無く、ＧＣＢ照射装置１０の構成を簡素化することができる。
【００５２】
以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、ＧＣＢ４４を生成するためのガスは、常温以下で不活性となるガスであることが好ましい。これにより、ＧＣＢ４４を用いる加工においてガスに含まれるガス分子に起因する化学反応が発生するのを抑制することができ、グラフェン４３における炭素の六員環構造へ化学反応によって官能基が結合するのを防止することができる。また、この場合、除去されないグラフェン４３が化学反応を起こすのを防ぐために必要な、グラフェン４３を覆うマスク膜が不要となるため、マスク膜を構成するレジスト材料がグラフェンリボンに不純物準位を形成するのを抑制することができる。また、マスク膜のアッシングが不要となるため、過度のアッシングによってグラフェンリボンが損傷するのを防止することができる。
【００５４】
なお、常温以下で不活性となるガスとしては、上記実施の形態で用いた二酸化炭素ガスとヘリウムガスの混合ガスの他、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスや六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガス等が該当する。また、四フッ化炭素ガスや六フッ化硫黄ガスはヘリウムガスと混合させることなく単ガスとして用いることができる。
【００５５】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ、例えば、ＧＣＢ照射装置１０の制御部４２に供給し、制御部４２のＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００５６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより制御部４２に供給されてもよい。
【００５８】
また、制御部４２が読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００５９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、制御部４２に挿入された機能拡張ボードや制御部４２に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６０】
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ  ウエハ
２９  ガスクラスター
４３  グラフェン
４４  ＧＣＢ
【図１】
2015168593.tif 000003
【図２】
2015168593.tif 000004
【図３】
2015168593.tif 000005
【図４】
2015168593.tif 000006
【図５】
2015168593.tif 000007
【図６】
2015168593.tif 000008
【図７】
2015168593.tif 000009
【図８】
2015168593.tif 000010