What is the Gas Cluster Ion Beam

ガスクラスターイオンビーム(Gas Cluster Ion Beam, GCIB) 技術¹⁾は、京都大学で開発された日本発の先端技術です。GCIBはアルゴンなどのガス原子(分子) 数千個程度から形成されるイオンビームで、既存のイオンビーム技術では達成できなかった1原子当りのエネルギーが極めて低いイオンビームエッチングとエッチング後の表面の平坦化が実現します²⁾。

図1　従来のイオンビームとクラスターイオンビームの特徴の比較³⁾

図2　ガスクラスターイオンビーム装置の概要³⁾

XPS, TOF-SIMS などの表面分析では従来からクラスターイオンが用いられてきました⁷⁾。クラスターイオンの中でも特に、C₆₀イオンは、多くのポリマーや有機物に対して表面クリーニングと低損傷スパッタエッチングが可能であることから、市販分析装置に数多く搭載され、現在では世界中で数十台が実用的に表面分析に用いられています。Arガスクラスターイオンビームは、エッチング後の表面に照射イオン由来の化学変化がほとんど認められないことから、C₆₀では達成できない、1原子あたり1～20eV程度の超低エネルギーイオンエッチングによる、低損傷・高深さ分解能エッチングが実現します。

図3に発売した装置の外観を示します。表面分析用小型GCIB装置は、株式会社アルバックとアルバック・ファイ株式会社が共同で開発いたしました^3-6)。

図3　表面分析用小型ガスクラスターイオン銃