СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ НЕЙТРАЛЬНЫМ ПУЧКОМ, ОСНОВАННЫЕ НА ТЕХНОЛОГИИ ПУЧКА ГАЗОВЫХ КЛАСТЕРНЫХ ИОНОВ

1. Способ обработки поверхности заготовки, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают камеру пониженного давления;
формируют пучок газовых кластерных ионов, содержащий газовые кластерные ионы внутри данной камеры пониженного давления;
ускоряют газовые кластерные ионы, чтобы сформировать пучок ускоренных газовых кластерных ионов вдоль траектории пучка внутри камеры пониженного давления;
стимулируют фрагментацию и/или диссоциацию, по меньшей мере, части ускоренных газовых кластерных ионов вдоль траектории пучка;
удаляют заряженные частицы из данной траектории пучка, чтобы сформировать ускоренный нейтральный пучок вдоль траектории пучка в камере пониженного давления;
удерживают заготовку на траектории пучка; и
обрабатывают, по меньшей мере, часть поверхности данной заготовки путем ее облучения ускоренным нейтральным пучком.
2. Способ по п. 1, в котором на этапе удаления удаляют, по существу, все заряженные частицы из траектории пучка.
3. Способ по п. 1, в котором данный нейтральный пучок, по существу, свободен от кластеров промежуточного размера.
4. Способ по п. 1, в котором данный нейтральный пучок состоит, по существу, из газа от данного пучка газовых кластерных ионов.
5. Способ по п. 1, в котором этап стимуляции включает в себя этап, на котором повышают ускоряющее напряжение на этапе ускорения или улучшают эффективность ионизации при формировании пучка газовых кластерных ионов.
6. Способ по п. 1, в котором этап стимуляции включает в себя этап, на котором увеличивают интервал скоростей ионов в ускоренном пучке газовых кластерных ионов.
7. Способ по п. 1, в котором этап стимуляции включает в себя этап, на котором вводят один или более газообразных элементов, используемых при формировании пучка газовых кластерных ионов, в камеру пониженного давления, чтобы увеличить давление вдоль траектории пучка.
8. Способ по п. 1, в котором этап стимуляции включает в себя этап, на котором увеличивают размер диафрагмы отсекателя, используемой на этапе формирования пучка газовых кластерных ионов.
9. Способ по п. 1, в котором этап стимуляции включает в себя этап, на котором облучают пучок ускоренных газовых кластерных ионов или нейтральный пучок лучистой энергией.
10. Способ по п. 1, в котором нейтральный пучок, обрабатывающий, по меньшей мере, часть поверхности заготовки, содержит значительное число мономеров, имеющих энергию от 1 эВ до нескольких тысяч эВ.
11. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором перемещают заготовку в держателе заготовки, чтобы обрабатывать множество участков поверхности.
12. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором сканируют заготовку в держателе заготовки, чтобы обрабатывать протяженные участки поверхности.
13. Способ по п. 1, в котором на этапе удерживания вводят заготовку, которая содержит любое из:
медицинского устройства или компонента;
медицинского инструмента;
медицинского устройства или компонента, имеющего лекарственное покрытие;
вымывающего лекарство медицинского устройства или компонента;
полупроводникового материала;
металлического материала;
пластикового материала;
керамического материала;
электрического устройства;
оптического устройства;
устройства с интегральной микросхемой;
электроизолирующего материала;
материала с высоким электрическим сопротивлением; или
устройства с микроэлектрической механической системой.
14. Способ по п. 1, в котором на этапе удаления отклоняют заряженные частицы от траектории пучка, используя электрическое или магнитное поле.
15. Способ по п. 14, в котором на этапе удаления отклоняют заряженные частицы от траектории пучка, используя отклоняющую пластину или электростатическое зеркало.
16. Способ по п. 14, в котором на этапе удаления используют напряжение смещения, чтобы отклонять заряженные частицы от траектории пучка, и который дополнительно содержит этапы, на которых измеряют ток пучка в месте заготовки при неработающем напряжении смещения и регулируют напряжение смещения до достижения нулевого измеренного тока пучка.
17. Способ по п. 1, в котором на этапе облучения облучают заготовку заданной дозой.
18. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
обеспечивают датчик тепловой энергии; и
применяют данный датчик тепловой энергии, чтобы характеризовать ускоренный нейтральный пучок.
19. Способ по п. 1, в котором на этапе облучения облучают заготовку заданной дозой, и который дополнительно содержит этапы, на которых:
обеспечивают датчик тепловой энергии; и
применяют данный датчик тепловой энергии, чтобы регулировать дозу облучения.
20. Устройство получения ускоренного нейтрального пучка, содержащее:
вакуумную камеру;
средство генерации пучка газовых кластерных ионов внутри данной вакуумной камеры;
средство ускорения пучка газовых кластерных ионов для формирования пучка ускоренных газовых кластерных ионов вдоль траектории пучка;
средство стимуляции фрагментации или, по меньшей мере, частичной диссоциации газовых кластеров в пучке ускоренных газовых кластерных ионов с получением ускоренных нейтральных газовых кластеров и/или газовых мономеров; и
средство удаления заряженных частиц с траектории пучка с формированием ускоренного нейтрального пучка вдоль траектории пучка, причем нейтральный пучок содержит ускоренные нейтральные газовые кластеры и/или ускоренные нейтральные газовые мономеры.
21. Устройство по п. 20, дополнительно содержащее средство удерживания заготовки для перемещения заготовки, чтобы облучать множество участков поверхности заготовки ускоренным нейтральным пучком.
22. Устройство по п. 21, в котором данное средство удерживания заготовки дополнительно содержит средство сканирования для сканирования заготовки сквозь траекторию пучка, чтобы облучать протяженный участок поверхности заготовки ускоренным нейтральным пучком.
23. Устройство по п. 20, в котором данное средство удаления удаляет заряженные частицы, используя электрическое поле или магнитное поле, чтобы отклонять заряженные частицы.
24. Устройство по п. 20, в котором ускоренный нейтральный пучок состоит, по существу, из нейтральных газовых мономеров.
25. Устройство по п. 20, в котором данное средство генерации пучка газовых кластерных ионов содержит средство ионизации газовых кластеров путем электронной бомбардировки, и в котором дополнительно данное средство стимуляции содержит средство управления данным средством ионизации, чтобы обеспечивать условия интенсивной ионизации, что создает высокую долю многократно ионизованных газовых кластеров в пучке газовых кластерных ионов.
26. Устройство по п. 20, в котором данное средство стимуляции содержит любое средство из:
средства обеспечения фонового газа для столкновения с пучком газовых кластерных ионов;
средства нагрева ускоренного пучка газовых кластерных ионов;
средства облучения ускоренного пучка газовых кластерных ионов;
средства для пересечения пучка газовых кластерных ионов с газовой струей; или
средства возбуждения пучка газовых кластерных ионов электронами.
27. Устройство по п. 20, в котором данное средство стимуляции стимулирует образование нейтральных мономеров из ускоренных газовых кластерных ионов.
28. Устройство по п. 20, дополнительно содержащее средство удерживания заготовки и ее размещения на траектории пучка так, чтобы облучать, по меньшей мере, участок поверхности заготовки ускоренным нейтральным пучком.
29. Устройство по п. 28, в котором данное средство удерживания заготовки приспособлено для удерживания заготовки, которая может представлять собой любую заготовку из:
заготовки полупроводниковой пластины;
заготовки медицинского устройства или компонента;
заготовки медицинского устройства, имеющего лекарственное покрытие;
заготовки медицинского инструмента или компонента;
электроизолирующей заготовки;
заготовки материала с высоким электрическим сопротивлением;
металлической заготовки;
пластиковой заготовки;
керамической заготовки;
заготовки оптического устройства;
заготовки электрического устройства; или
заготовки микроэлектрической механической системы.
30. Устройство по п. 20, дополнительно содержащее средство регулировки дозиметрии нейтрального пучка.
31. Устройство по п. 30, в котором данное средство регулировки дозиметрии нейтрального пучка содержит средство термического измерения для измерения нагрева, вызываемого пучком.
32. Устройство по п. 31, в котором данное средство регулировки дозиметрии нейтрального пучка содержит средство захвата и измерения электрического тока в, по меньшей мере, образце заряженных частиц, удаляемых из пучка.
33. Устройство по п. 31, в котором данное средство термического измерения приспособлено измерять вызываемый пучком нагрев вдоль траектории пучка.
34. Изделие, имеющее участок, улучшенный путем облучения ускоренным нейтральным пучком, полученным из ускоренного пучка газовых кластерных ионов.
35. Изделие по п. 34, в котором участок, улучшенный путем облучения, был очищен, сглажен, стерилизован, отшлифован, вытравлен, имплантирован, легирован, модифицирован, сделан более или менее смачиваемым, сделан более или менее биологически активным или совместимым путем облучения.
36. Изделие по п. 34, причем данное изделие содержит любое из:
медицинского устройства или компонента;
биологического материала;
медицинского инструмента;
медицинского устройства или компонента, имеющего лекарственное покрытие;
медицинского устройства или компонента, вымывающего лекарство;
полупроводникового материала;
металлического материала;
пластикового материала;
керамического материала;
электрического устройства;
оптического устройства;
устройства с интегральной микросхемой;
электроизолирующего материала;
материала с высоким электрическим сопротивлением; или
устройства с микроэлектрической механической системой.
37. Изделие по п. 34, дополнительно содержащее полупроводниковый материал, имеющий слой, образованный на полупроводниковом материале, и границу раздела, расположенную между ними, причем данная граница раздела имеет гладкость атомарного уровня, при этом данный слой сформирован путем облучения нейтральным пучком, образованным из газовых мономеров, полученных из пучка газовых кластерных ионов.
38. Изделие по п. 34, дополнительно содержащее монокристаллический полупроводниковый материал, имеющий аморфный поверхностный слой, и границу раздела, расположенную между монокристаллическим полупроводниковым материалом и аморфным слоем, причем данная граница раздела имеет гладкость атомарного уровня, при этом данный слой сформирован путем облучения нейтральным пучком, образованным из газовых мономеров, полученных из пучка газовых кластерных ионов.
39. Изделие по п. 34, дополнительно содержащее подложку и углеродный слой, осажденный непосредственно на подложке, причем углеродный слой сформирован путем облучения нейтральным пучком, образованным из газовых мономеров, полученных из пучка газовых кластерных ионов.
40. Изделие по п. 39, в котором данный углеродный слой является алмазоподобным углеродом.