가스 클러스터 이온 빔의 발생기구 및 응용(Gas cluster ion beam applications and equipment)

전문가 제언

□ 클러스터 이온 빔은 모노머 이온 빔과 달리 몇 백에서 몇 천에 이르는 약하게 뭉친 원자 집단의 에너지의 흐름이다. 그러기 위하여 이 클러스터 이온 빔 발생 과정에서 모노머 이온 빔은 걸러낸다. 이 클러스터 이온 빔의 근원 물질로 비활성인 아르곤이 주로 쓰이나 기질 물질의 표면 원자와의 반응을 원할 때 이 아르곤에 몇 십 %의 화학 반응성 물질(SF6, CF4, F2 등)을 혼합한다.

○ 본문에서는 이 클러스터 이온 빔을 이용한 기질 표면의 식각(etching)과 표면의 거칠기 제거에 대하여 자세히 설명하고 있다. 특히 광학 기구에 쓰이는 기질의 표면 거칠기는 광의 산란을 초래하는데 이 위에 필름 층을 축적시킬수록 이 산란은 더 확대된다. 따라서 필름을 입히기 전에 이 표면의 거칠음을 원자 규모로까지 평탄하게 하는 데는 클러스터 이온 빔이 탁월한 능력을 발휘한다. 본문에서는 이를 평탄화라 하였으나 이를 표면의 균일화라 부르는 것이 더 이치에 타당하다고 생각한다.

□ 이 기술의 핵심 파라미터는 클러스터 이온 빔의 전류로서 이는 이 기술의 기질 처리능력으로 나타난다. Kyoto대학에서 처음으로 만든 GCIB는 몇 십 나노 암페어 수준이었다. 그 후 이 클러스터 이온 빔의 전류를 증대시키려는 노력이 경주되어 왔다. 현재 상업적 시스템은 400㎂까지 시장에 나와 있다.

○ 여기서부터 현재 연구는 밀리암페어 단위의 클러스터 이온 빔을 얻는 것이 그 목표이다. 이 정도의 클러스터 이온 빔은 모노 이온 빔의 2암페어에 해당된다고 본문은 보고하였으니 모노머 이온 빔에 비해 천배의 에너지를 갖고 있는 셈이다. 비활성인 아르곤에서 벗어나 다른 화학적 반응성이 있는 클러스터 이온 빔도 현재 연구 발전되고 있다. 이 정도 규모의 반응성 기체를 원천으로 하는 가스 클러스터 이온 빔이면 현재 생각하지 않고 있는 여러 분야에까지 그 용도가 확대될 수 있을 것이다.

저자

Allen Kirkpatrick

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2003

권(호)

206

잡지명

Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

830~837

분석자

김*설

분석물

• 가스 클러스터 이온 빔의 발생기구 및 응용.pdf [207,955 byte]

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