(57)【要約】【課題】クラスターを効率よくイオン化することができると共に、モノマーイオンの発生を抑制することができ、クラスターイオンの大電流化を図ることが可能となるクラスターのイオン化方法及びイオン化装置を提供する。【解決手段】クラスター生成室１で生成された中性クラスターを、スキマー４及びクラスタービーム調整室５を経てイオン化室６に導入し、前記中性クラスターをイオン化するクラスターイオン化方法であって、  前記クラスタービーム調整室と隔壁によって隔てられた前記イオン化室の室内を、該イオン化室に設けられた排気ポート８より排気して前記クラスタービーム調整室よりも低い圧力状態に維持し、前記中性クラスターをイオン化する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを噴射させて中性クラスターを生成するクラスター生成室と、前記クラスター生成室とスキマーを介して隣接されたクラスタービーム調整室とを有し、該クラスタービーム調整室内にイオン化室を備え、
前記クラスター生成室で生成された前記中性クラスターを、スキマー及びクラスタービーム調整室を経てイオン化室に導入し、前記中性クラスターをイオン化するクラスターイオン化方法であって、
前記イオン化室は前記クラスタービーム調整室と隔壁によって隔てられ、前記イオン化室内のガスを、該イオン化室に設けられた排気ポートより排気して、前記クラスタービーム調整室よりも低い圧力状態に維持し、
前記中性クラスターをイオン化することを特徴とするクラスターイオン化方法。
【請求項２】
前記イオン化室は中性クラスター導入部とクラスターイオン出射部を有し、該中性クラスター導入部とクラスターイオン出射部の開口径のそれぞれを前記スキマーの径の１倍以上２倍以下に設定することを特徴とする請求項１に記載のクラスターイオン化方法。
【請求項３】
前記イオン化室内の圧力状態を、前記イオン化室に設けられた排気ポートからの排気量を調節することにより、調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクラスターイオン化方法。
【請求項４】
前記イオン化室に設けられた電子放出手段によって放出された電子を、
前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に、電子加速用電極による電界の印加によって加速すると共に、磁界発生手段による磁界の印加によって電子のサイクロトロン運動を生じさせ、
前記中性クラスターをイオン化することを特徴とするクラスターイオン化方法。
【請求項５】
ガスを噴射させて中性クラスターを生成するクラスター生成室と、前記クラスター生成室とスキマーを介して隣接されたクラスタービーム調整室とを有し、該クラスタービーム調整室内にイオン化室を備え、
該クラスター生成室で生成された中性クラスターを、スキマー及びクラスタービーム調整室を経てイオン化室に導入し、前記中性クラスターをイオン化するクラスターイオン化装置であって、
前記イオン化室は、前記クラスタービーム調整室と隔壁によって隔てられると共に、該イオン化室内を排気する排気ポートを有し、
前記排気ポートから排気することによって、前記クラスタービーム調整室よりも減圧可能に構成されている排気手段を有することを特徴とするクラスターイオン化装置。
【請求項６】
前記イオン化室は、前記中性クラスターを導入する中性クラスター導入部と、前記イオン化室でイオン化されたクラスターイオンの出射部を有し、
前記中性クラスター導入部の開口径と前記クラスターイオン出射部の開口径が、前記スキマーの径の１倍以上２倍以下に設定されていることを特徴とする請求項５に記載のクラスターイオン化装置。
【請求項７】
前記排気手段は排気ポートからの排気量を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のクラスターイオン化装置。
【請求項８】
前記イオン化室は、
前記中性クラスターをイオン化するための電子を放出する電子放出フィラメントと、
前記電子放出フィラメントによって放出された電子を、前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に加速する電子加速用電極と、
前記電子放出フィラメントによって放出された電子に、前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に電子のサイクロトロン運動を生じさせる磁場発生手段と、
を備えていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のクラスターイオン化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラスターのイオン化方法及びイオン化装置に関し、特に、常温でガス状の原子の集合体であるガスクラスターや、膜材料となる材料原子の集合体である材料クラスターなどのイオン化の方法及びイオン化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子衝撃イオン化法（ＥＩ＝Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）は、ガスクラスターイオン源や質量分析装置に於いて気体である試料クラスターや分子をイオン化する際に、最も一般的に用いられるイオン化法の一つである。
従来のＥＩ法によるガスクラスターイオン化装置の概略を、図３を用いて説明する。
この装置においては、真空容器（不図示）中に配置されたイオン化室３１にガスクラスターが導入される。
そのため、導入方向と略直交する方向（図中では上下）に熱電子流の入射孔３２と出射孔３３とが設けられている。
また、入射孔３２と出射孔３３とを結ぶ電子流軸Ｌと直交するクラスター進行軸上には、中性クラスター入射孔３４及びクラスターイオン出射孔３５が設けられている。
入射孔３２の外側の電子流軸Ｌ上には熱電子発生用のフィラメント（熱陰極）３７が、また出射孔３３の外側の電子流軸Ｌ上には電子流を捕捉するためのトラップ電極（電子コレクタ、ターゲット等とも呼ばれる）３８が、対向して配置されている。
そのフィラメント３７及びトラップ電極３８の更に外側には、一対の磁石３９、４０が配置されている。
上記構成に於いて、フィラメント３７に加熱電流を供給し電子を放出させると共に、該フィラメント３７とイオン化室３１やトラップ電極３８との間に適宜の電位差を生じさせてその電子に運動エネルギーを付与する。
また、フィラメント３７で発生した電子の飛行方向を電子流軸Ｌの方向に揃えるように、磁石３９、４０により磁場が形成される。
これにより、フィラメント３７で発生した電子は熱電子流の入射孔３２を通過してイオン化室３１へ入り、トラップ電極３８へ向かって電子流軸Ｌ方向に沿って飛行する。
その飛行途中で中性クラスターに接触すると、クラスターから電子を叩き出してクラスターをイオン化する。
一般には、電子は７０（ｅＶ）程度のエネルギーをもって試料分子に接触するように構成されている。
発生したクラスターイオンはイオン化室３１のクラスターイオン出射孔３５の外側に配置された図示しない電極により形成される電場によって引き出される。
そして、図示しない加速電極、イオンレンズなどにより適宜に加速電圧、イオンビーム形状が整えられ、被処理基板へ照射される。
【０００３】
従来において、このようなガスクラスターの電子衝撃イオン化法として、例えば、特許文献１ではフィラメント形状などを工夫して、環状楕円形状のイオン化領域を形成し、イオン化効率を向上する手法が提案されている。
また、特許文献２では、イオン飛行方向に垂直に電子の加速電圧及び磁場を印加し、特にイオン飛行と重なる部分の磁場強度を最大とすることで、電子のサイクロトロン運動の移動速度を遅くして、イオン化率を向上する方法が提案されている。
【特許文献１】特表２００３−５２０３９３号公報
【特許文献２】特開２００２−３７３６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のイオン化方法では、イオン飛行方向に直交する方向に電子を加速・運動させ、電子とガスクラスターやガス分子との衝突確立を増加し、イオン化効率を向上する手法が採られていることから、つぎのような課題を有していた。
上記したようにイオン飛行方向と直交する方向に電子とガスクラスター等とを衝突させることから、電子の軌道を磁場や電場で制御して中心付近に集中するような構成としても、衝突確率は飛躍的には増大せず、イオン化効率を必ずしも高くすることができない。
また、特にガスクラスター等においては、イオン化室に導入される中性のクラスターはイオン化室の中心近傍に特に集中しており、直交する方向からの電子線照射では電子衝撃で効率良くイオン化することが難しい。
このため、イオン化効率を上げるために電子電流を大きくとる必要があり、フィラメントの寿命を短くしてしまうなどの問題もあった。
また、電子線衝撃で解離しやすいガスクラスターのイオン化においては、必要以上に大きいエネルギーの電子線衝撃ではイオン化のみならずクラスターが解離し、不要なモノマーイオンの生成や、クラスターサイズの減少をもたらすこととなる。
【０００５】
また、Ａｒのイオン化には１５．７ｅＶ以上の電子線での衝撃が必要であるとされている。
しかし、通常のＡｒガスのイオン化では、７０ｅＶ程度の電子線衝撃でイオン化効率が最大になるとされ（特開平５−４７３２７号公報）、これまで電子線の加速電圧は、７０Ｖ〜１００Ｖ、場合によってはそれ以上の電圧が印加されていた。
エネルギーの変換効率や、電子と中性粒子との衝突状態などに分布があるため、ある程度高エネルギーでの電子線衝撃が必要ではあるが、ガスクラスターのイオン化に対しては必ずしも適した条件とはいえない。
高エネルギーの電子線衝撃では、イオン化に際して余分なエネルギーがクラスターの解離に使われ、結果としてクラスターサイズが減少し、モノマーイオンが生成してしまうこととなる。
【０００６】
また、ガスクラスターは数百から数千個の原子が結合したサイズで初めて様々な特徴のあるエッチングやアシスト蒸着が可能となるが、このクラスターイオンにモノマーイオンが混ざっている場合、膜や基板にダメージを及ぼすなど様々な弊害が生じてしまう。
このため、サイズ分離装置等でこのモノマーイオン等の軽量イオンは排除されるが、ガスクラスターイオン源のイオン化効率向上及びクラスターイオン電流値の極大化において、大きな課題となっていた。
【０００７】
また、従来のクラスターのイオン化室は、クラスターの導入部や出射部とほぼ同じ圧力状態におかれている。
フィラメントの寿命を延ばすために熱電子供給源のみは圧力を低く抑える構成とされることもあるが、ガス放電を用いて電子を供給するタイプのイオン源の場合は放電形成部にＡｒ等のガスを供給してガス放電を起こす。このため、むしろイオン化室のガス圧力が高くなってしまっていた。
このようなイオン化室では、クラスターのイオン化のみならず、ガス原子・分子のイオン化も同時に生じ、イオン化室内でできたモノマーイオンはイオン化室外に拡散する。
この時、イオン化部はクラスターイオンの加速のために高電圧に維持されていることから、イオン化室外へ拡散したイオンはこの電界で加速されてスキマーや他の電極に入射して電極を損傷したり、電極をスパッタして汚染源となるなどの問題も生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、クラスターを効率よくイオン化することができると共に、モノマーイオンの発生を抑制することができ、クラスターイオンの大電流化を図ることが可能となるクラスターのイオン化方法及びイオン化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成したクラスターのイオン化方法及びイオン化装置を提供するものである。
本発明のクラスターのイオン化方法は、ガスを噴射させて中性クラスターを生成するクラスター生成室と、前記クラスター生成室とスキマーを介して隣接されたクラスタービーム調整室とを有し、該クラスタービーム調整室内にイオン化室を備え、
前記クラスター生成室で生成された前記中性クラスターを、スキマー及びクラスタービーム調整室を経てイオン化室に導入し、前記中性クラスターをイオン化するクラスターイオン化方法であって、
前記イオン化室は前記クラスタービーム調整室と隔壁によって隔てられ、前記イオン化室内のガスを、該イオン化室に設けられた排気ポートより排気して、前記クラスタービーム調整室よりも低い圧力状態に維持し、前記中性クラスターをイオン化することを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化方法は、前記イオン化室は中性クラスター導入部とクラスターイオン出射部を有し、該中性クラスター導入部とクラスターイオン出射部の開口径のそれぞれを前記スキマーの径の１倍以上２倍以下に設定することを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化方法は、前記イオン化室内の圧力状態を、前記イオン化室に設けられた排気ポートからの排気量を調節することにより、調整することを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化方法は、前記イオン化室に設けられた電子放出手段によって放出された電子を、前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に、電子加速用電極による電界の印加によって加速すると共に、
磁界発生手段による磁界の印加によって電子のサイクロトロン運動を生じさせ、前記中性クラスターをイオン化することを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化装置は、ガスを噴射させて中性クラスターを生成するクラスター生成室と、前記クラスター生成室とスキマーを介して隣接されたクラスタービーム調整室とを有し、該クラスタービーム調整室内にイオン化室を備え、
該クラスター生成室で生成された中性クラスターを、スキマー及びクラスタービーム調整室を経てイオン化室に導入し、前記中性クラスターをイオン化するクラスターイオン化装置であって、
前記イオン化室は、前記クラスタービーム調整室と隔壁によって隔てられると共に、該イオン化室内を排気する排気ポートを有し、
前記排気ポートから排気することによって、前記クラスタービーム調整室よりも減圧可能に構成されている排気手段を有することを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化装置は、前記イオン化室は、前記中性クラスターを導入する中性クラスター導入部と、前記イオン化室でイオン化されたクラスターイオンの出射部を有し、
前記中性クラスター導入部の開口径と前記クラスターイオン出射部の開口径が、前記スキマーの径の１倍以上２倍以下に設定されていることを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化装置は、前記排気手段は排気ポートからの排気量を調整可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明のクラスターのイオン化装置は、前記イオン化室が、
前記中性クラスターをイオン化するための電子を放出する電子放出フィラメントと、
前記電子放出フィラメントによって放出された電子を、前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に加速する電子加速用電極と、
前記電子放出フィラメントによって放出された電子に、前記イオン化室に導入された中性クラスターの飛行方向と平行に電子のサイクロトロン運動を生じさせる磁場発生手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クラスターを効率よくイオン化することができると共に、モノマーイオンの発生を抑制することができ、クラスターイオンの大電流化を図ることが可能となる。
また、これによって安定したクラスターのイオン化方法及びイオン化装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以上の構成により、上記した本発明の課題を達成することができるが、それは本発明らのつぎのような知見に基づくものである。
すなわち、クラスターイオン源のイオン化室は、ガスなどの原子の集団であるクラスターだけをイオン化すればよく、ガス分子などはイオン化室には不要である。つまりは、イオン化室内にはクラスターだけが存在していればよい。
通常用いられるノズルから吹き出してスキマーで切り出された中性のクラスターは、ノズルから出た時点で超音速状態になっており、しかもクラスター化して質量が大きいため運動の指向性が高くなっている。
【００１２】
このため、本発明では、中性クラスター導入ポートやイオン化したクラスターの出射ポートの開口径はスキマー径の１倍以上２倍以下としてコンダクタンスを小さくして、イオン化室内を排気する構成が採られる。１倍より小さいと中性クラスターのイオン化室内への侵入確率が下がってしまい、２倍より大きいと排気効率が悪くなってしまう。中性クラスター導入ポートやイオン化したクラスターの出射ポートの開口径をスキマー径の１倍以上２倍以下としてコンダクタンスを小さくすることにより、イオン化室内のクラスター生成室に比べイオン化室内部の圧力を低く維持できるとともに、イオン化室内を排気して減圧状態にしても中性クラスターの存在確率は大きくは変化しない。低減するのは拡散しやすいガス分子である。
このようなイオン化室内でのイオン化では、ガス分子のイオン化により生成するモノマーイオンの発生を低減できる。勿論、中性クラスター存在確率は変わらないので、電子とクラスターとの衝突確率も大きくは変化せず、クラスターのイオン化効率は大きくは変化しない。
こうして生成したモノマーイオンや、クラスターのイオン化過程で生成したモノマーイオンは、イオン化室外へ拡散する確率が低く、結果として外部電極の損傷やスパッタによる不純物の発生を抑える効果がある。イオン化室内の圧力が低いため、クラスターがガス分子との衝突で破壊する確率も低くなる。
上記低圧に維持されたイオン化室内にフィラメントを設ければ、フィラメントの寿命を延ばす効果も同時に得られる。
また、上記の構成ではフィラメントから放出された熱電子はクラスターの飛行方向と平行に加速電極に向かって加速されると同時に、外部磁場の影響でサイクロトロン運動を行う。特に磁場の強度および電子の加速電圧を調整して、中性クラスターの分布密度の高い半径２ｍｍ以下とすることで、クラスターと電子の衝突確率が飛躍的に増大する。
【００１３】
クラスターの解離を極力おさえるには、電子の加速エネルギーをイオン化電圧程度にする必要がある。
これはイオン化において生じる余分なエネルギーがクラスターの解離に使われるためであるが、低い電圧ではイオン化する確率が低くなる。したがって、効率の良いイオン化が出来ない。
しかし、本発明の上記の構成によって衝突確率が増大することで、電子の加速電圧を６０Ｖ以下にして、クラスターの解離を極力おさえつつ、クラスターを効率良くイオン化することが可能となる。
また、上記構成により、数千以上のクラスターサイズの実用的なイオン電流を極大化することができ、これによりサイズの大きいクラスターイオンを効率良く得ることが可能となる。
【００１４】
以上により得られるクラスターイオンは、薄膜形成中に薄膜表面に照射して、無加熱の被処理基板上に緻密で機械的強度の大きい高品質の薄膜を得ることが可能なクラスターアシスト成膜法に用いることができる。あるいは、基板表面に照射して基板を研磨する場合などに用いることができる。
また、材料クラスターは、基板表面に照射して配線や、薄膜形成などに用いることができる。
【実施例】
【００１５】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
以下の実施例では限られたガス種、膜材料等により説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１は、本発明の構成を適用してガスクラスターイオン化装置を構成したものである。
図１に本実施例におけるガスクラスターイオン化源の概略図を示す。
図１において、１はクラスター生成室、２は高圧ガス導入部、３はノズル、４はスキマー、Ａはスキマー径、５はビーム調整室、６はイオン化室、７は磁界発生装置、８はイオン化室排気ポートである。
また、９は熱フィラメント、１０は熱電子加速用電極、１１は引き出し電極、１２はアインツェルレンズ、１３はイオン導入口、１４はクラスターイオン加速用電源である。
【００１６】
本実施例のガスクラスターイオン源で生成されたクラスターイオンは、イオン導入口１３を通して、図示しない真空チャンバー内で、成膜を行う被処理基板やエッチングを行う被処理基板に照射される。
このようなクラスターイオンの生成について、つぎに説明する。
まず、クラスター生成室１において、ノズル３から高速で噴射した高圧ガスは、断熱冷却されてクラスターが生成される。
この生成されたクラスターは、クラスター生成室１とスキマー４を介して隣接されたクラスタービーム調整室５内のイオン化室６へスキマー４を経て導入される。イオン化室６はクラスター導入部と出射部以外は隔壁により完全に閉じた構成となっており、イオン化室６内のガスは、排気ポート８から例えばポンプ等の排気手段（不図示）により排気され、常にビーム調整室５よりも低い圧力状態に維持されている。
イオン化室６の圧力はイオン化室のコンダクタンスと排気速度、クラスタービーム強度などで変化する。
本実施例では、図示されていないが、圧力調整のためにクラスター導入部と出射部のコンダクタンスや排気ポートのコンダクタンスを調整できる構成とすることで、イオン化室の圧力を調整可能とされている。
クラスターの入射部のイオン化室側にクラスターをイオン化するための熱電子放出源である熱フィラメント９が設けられている。
また、ここから放出された熱電子を電界の印加によりクラスターの飛行方向に平行に加速するため、クラスター出射部側に熱電子加速用電極１０が設置されている。さらに、クラスターの飛行方向に平行に磁界を印加する磁界発生装置７がイオン源を取り囲むように設けられている。
【００１７】
つぎに、本実施例のガスクラスターイオン化装置によるイオン化方法について、さらに詳細に説明する。
ノズルから放出されたガス分子は超音速でスキマー方向に加速・冷却され、途中分子同士結合して中性クラスターが生成される。
中性クラスターの生成はノズル中心付近で効率良く生じ、径方向に急速にクラスター生成確率は小さくなる。生成した中性クラスターは加速された状態を維持してスキマー４を経てイオン化室へ導入される。
この中性クラスターは平均数千の分子・原子からなり、非常に大きな質量を持つことから飛行方向は他分子・原子との衝突では容易には変化せず、ほぼ直線的に進行する。
このため、イオン化室６の導入部の開口径はスキマー径Ａと同じか、僅かに大きい程度でも、中性クラスターのイオン化室６への侵入確率は大きくは減少しない。
また、イオン化室６内においても中性クラスターの存在確率は中心付近で非常に高くなっている。
イオン化室６は排気され、かつ、ビーム調整室５とは僅かな開口部でしかつながっていないため、低い圧力を維持することが容易である。
この結果、熱電子放出用のイオン化室６内部で加熱するフィラメント９の寿命も長く維持できる。
イオン化室６に導入された中性クラスターは直進性が高いため、イオン化室中心付近に局在しており、飛行過程に於いて、フィラメント９から放出され、加速された熱電子によってイオン化される。
この時、フィラメント９から放出された熱電子は熱電子加速用電極１０および磁界発生装置７で形成されたクラスター飛行方向に平行な磁場の影響で、中性クラスターの飛行方向と平行にしかもサイクロトロン運動をしながらクラスターと衝突する。これにより、クラスターをイオン化する。
磁界の分布によって、特に中性クラスター密度の高いイオン化室中心付近の電子密度が高くなるようにすることも可能である。
【００１８】
以上のように、熱電子放出用のフィラメント９、熱電子加速用電極１０、磁界発生装置７により、中性クラスターの存在確率の高い領域での電子密度を上げ、サイクロトロン運動をさせると共に中性クラスターの飛行方向と平行に電子を加速する。
これにより、クラスターとの衝突確率は飛躍的に大きくなり、イオン化効率も飛躍的に高めることが可能となる。
また、上記実施例のようにイオン化効率を電子密度や衝突確率の増加で補うことで、熱電子の加速電圧を６０Ｖ以下にしても、効率良くクラスターイオンを生成することができる。
また、加速電圧とクラスターサイズの関係から、加速電圧はイオン化ポテンシャルに近いほどクラスターの崩壊を起こさずにイオン化でき、大きいサイズのクラスターイオンを生成するのにも非常に有効である。
また、真空度を低く維持できるため、フィラメント寿命も長く出来、イオン源の長時間安定稼動が可能になる。
さらに、イオン化室６内のガス圧力はビーム調整室５よりも低く維持されている。
このため、イオン化室６でイオン化されたクラスター以外の中性ガス分子のイオンが、拡散してイオン化室６外に漏れることを防止することができる。
本実施例によれば、従来例のように、イオン化室６のクラスター入射口や出射口から拡散して漏れたイオンはクラスターイオン加速電圧１４で加速されて、スキマーや他の電極に入射し、電極の破壊やスパッタして汚染源となるような問題は生じない。
【００１９】
［実施例２］
実施例２は、実施例１のガスクラスターイオン化装置に、スキマーとイオン化室との間でのクラスターの破壊を抑制する構成を、更に付加してガスクラスターイオン源を構成したものである。
本実施例は、実施例１と上記のクラスターの破壊を抑制する構成を付加した構成が異なるだけであり、他のガスクラスターイオン源の構成は全て共通するものであるから、実施例１と異なる構成についてのみ説明する。
図２に、本実施例におけるガスクラスターイオン化源の概略図を示す。
図２において、２１はスキマー、２２は排気ポートである。
【００２０】
ガス分子・原子からなるクラスターは結合力が小さいため、飛行過程に於いて他のガス分子と衝突すると破壊してしまう。
このため、クラスター生成過程においては他のガス分子、原子との衝突確立を高くすると共に、生成後においては衝突確率を低く抑える必要がある。
本実施例の構成では、前述したようにイオン化室６の内部圧力は従来の構成に比べて低いため、上記のクラスターの破壊確率を低く抑えることができるため、効率良くクラスターイオンを生成できる。
しかし、実施例１の構成において、スキマー４とイオン化室６の間でクラスターの破壊が生じる可能性が考えられる。また、イオン化室６内の圧力もビーム調整室５内の圧力の影響を受ける。
このようなことから、本実施例では、図２に示すように、上記したスキマー４とイオン化室６間に、別のスキマー２１を設け、更にスキマー４とスキマー２１間を排気ポート２２から排気するように構成した。
本実施例の構成によれば、スキマー４とイオン化室６の間でのクラスターの破壊を抑制することができ、より一層効率良くクラスターイオンを生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１におけるガスクラスターイオン化装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の実施例２におけるガスクラスターイオン化装置の構成を示す概略図。
【図３】従来例におけるガスクラスターイオン化装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００２２】
１：クラスター生成室
２：高圧ガス導入部
３：ノズル
４：スキマー
５：ビーム調整室
６：イオン化室
７：磁界発生装置
８：イオン化室排気ポート
９：熱フィラメント
１０：熱電子加速用電極
１１：引き出し電極
１２：アインツェルレンズ
１３：イオン導入口
１４：クラスターイオン加速用電源
２１：スキマー
２２：排気ポート
【図１】
2007317491.tif 000003
【図２】
2007317491.tif 000004
【図３】
2007317491.tif 000005