JP2003532794A

JP2003532794A - 材料チップのコンビナトリアル合成

Info

Publication number: JP2003532794A
Application number: JP2001582010A
Authority: JP
Inventors: リ，イ−クン
Original assignee: インテマティックスコーポレーション
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2003-11-05
Also published as: US6911129B1; EP1286790A1; US20050166850A1; EP1286790A4; WO2001085364A1; AU2001261319A1; WO2001085364A9

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、二つ以上の化学成分の基板上への制御可能に変化可能な直接または多層堆積のためのシステム及び関連する方法を提供する。【解決手段】集積材料チップを生成するために基板上への一つ，二つまたはそれ以上の化学成分の直接に制御可能に変化可能な濃度を備えるシステム及び方法。成分濃度は、一つまたは二つの位置座標により線形に，二次にまたは任意の他の適宜の累乗法則に従って、変化し得る。一つの実施形態においては、ソース及び開口幅が固定されまたは変更され且つ開口間隔が固定されまたは変更されるマスクが、所望の濃度エンベロープを生成するために使用される。他の実施形態においては、一つ以上の可動な開口または開放部を備えたマスクが、一次元または二次元で基板上の位置により変化する化学成分フラックスをもたらす。他の実施形態においては、ナズルスリットを通る化学成分の流れが所望の濃度をもたらす。イオンビームソース，スパッタリングソース，レーザアブレーションソース，分子線ソース，化学蒸着ソース及び／または蒸発ソースが、基板上に堆積されるべき化学成分を生ずる。炭化物，窒化物，酸化物，ハロゲン化物及び他の元素及び化合物が、基板への堆積物に添加され、反応され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、基板上への制御可能に変化可能な量での化学薬品の堆積のための
方法及びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

過去１０年間において、何人かのワーカーが、新材料の開発または公知材料の
新規な方法での構成のためのコンビナトリアル合成のアプローチを利用してきた
。二つまたは三つの成分を含む化学組成を変化させ、不連続のまたは連続の組成
変化を伴う材料チップサンプルは、原則として、多層及びマスクを利用して合成
され得る。しかしながら、真の多組成化合物は、各多層が形成され、比較的低温
で一様に拡散されないと、おそらく形成され得ない。これは、直接のアプローチ
を要求しているように見え、それは十分には理解されず、且つ背景技術では明ら
かにされない。

【０００３】必要とされるのは、二つ，三つまたはそれ以上の成分を有し且つ基板上の制御
可能に変化可能な組成を有する化学化合物の形成のための直接のアプローチ及び
／または多層のアプローチである。好ましくは、アプローチは、柔軟性があるべ
きであり、基板上の位置により形成工程及び組成の変化を表わす一つ以上の幾何
学的，物理的及び化学的パラメータの変更を容易に許すべきである。好ましくは
、アプローチは、材料チップの意図される利用及び環境に基づいて一つ以上の組
成パラメータの幾何学的変化（線形，非線形等）の選択を許すべきである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

これらの必要性は、二つ以上の化学成分の基板上への制御可能に変化可能な直
接または多層堆積のためのいくつかのシステム及び関連する方法を提供する本発
明によってかなえられる。一実施形態においては、超高真空（ＵＨＶ）式イオン
ビームスパッタリングシステムまたは蒸発システムは、多ターゲット式カルーセ
ル，一つまたは二つの座標方向ｘ及びｙに移動可能な精密マスク及び、時間シー
ケンスでｘ及び／またはｙ方向に制御可能な量だけマスクを移動させるステッピ
ングモータを含んでいる。純金属スパッタリングまたは蒸発ターゲットが選択さ
れた層における前駆物質の堆積のために使用される。ＵＨＶ環境の使用は、前駆
物質層が堆積中または堆積後に酸化されないことを保証する。サンプルホルダー
内に組み込まれまたは関連付けられる加熱要素が、サンプル搬送中にサンプルを
空気に曝すことなく、堆積後に熱的に駆動される前駆物質の拡散を提供する。イ
オンビームスパッタリングは、いくつかの利点を有する：ターゲットの交換が比
較的簡単である；殆どの金属ターゲットが入手可能である；前駆物質の混合が、
金属無機化合物の分配のために必要とされるより低温で且つより短い時間間隔で
発生する。第二のイオンガンが組立体に追加される場合のさらなる利点として、
酸化物，窒化物，炭化物，ハロゲン及び同様の物質が金属前駆物質フィルムから
直接に形成され得る。

【０００５】第二の実施形態は、化学蒸着（ＣＶＤ）アプローチを含んでおり、堆積に関す
る大面積の一様性，個々に制御可能な成長速度を備えた多成分薄膜フィルムの共
同堆積の可能性、そして断面形状の成長の制御を提供する。

【０００６】他の実施形態は、連続位相グラフの直接の生成のための二つ以上の断面制御可
能な前駆物質ソースを備えた堆積システムを使用する。この実施形態は、基板に
堆積される各成分に関する線形または他の幾何学的堆積断面を生成するためのノ
ズルデザインによる共同堆積を利用する。

【０００７】他の実施形態においては、可変の心間開口間隔及び可変の開口寸法を備えたマ
スクが、各化学成分の濃度が個別に位置座標ｘと共に変化可能であることにより
、二つ以上の化学成分のそれぞれを基板上に堆積するために使用される。Ｘの累
乗または二つ以上の成分濃度との累乗の組合せは、あるいは座標ｘと他の非線形
にて、ｘと共に質的にまたは量的に異なる幾何学的変化を有し得るので、濃度は
、（好ましくは）ｘと共に線形に変化し得る。また、濃度は、例えばデカルト座
標ｘ及びｙまたは極座標ｒ及びθによる二つの位置座標方向のそれぞれに独立的
に変化し得る。

【０００８】

【発明の実施の形態】

図１は、所望の材料のコンビナトリアル合成の一部としてイオンビームスパッ
タリングを使用する本発明の実施形態を概略的に示している。基板１１が、金属
合金堆積のための適したクライオポンプ，イオンポンプまたは他のポンプ手段（
図示せず）を使用して、好ましくは、１０^-9Ｔｏｒｒ以下の圧力レベルを有する
超高真空チャンバー１３内に配置されている。好ましくは、主チャンバー１３の
真空を破ることなく、サンプルの交換を容易にするために、ロード・アンド・ロ
ック・チャンバー１５が備えられている。スパッタリングターゲット１７が、イ
オンソース２１によりもたらされるイオンビーム１９を受けて、所望の化学成分
を有する堆積または前駆物質粒子ＤＰを生ずる。前駆物質粒子ＤＰの一部は、基
板１１の露出した表面で受け止められ、堆積される。基板１１上での堆積層の成
長速度は、イオンビームスパッタリングソース２１に加えられる電力により、そ
してイオンソース及び基板１１に対するターゲット１７の角度の方向付けによっ
て、高精度で制御され得る。イオンビーム電流のリアルタイムの監視及び制御の
ための負帰還ループの使用により、リアルタイム制御が実行され得る。

【０００９】イオンビームスパッタリングアプローチのいくつかの利点は、（１）金属間の
混合が、しばしば１０００℃以上の温度が必要とされる金属無機化合物の混合と
比較して、より低温でそしてより高い拡散速度で発生する；（２）殆どの金属タ
ーゲットが既に前駆物質ソースとして入手可能である；（３）それぞれ異なる前
駆物質ソース材料による一つ以上のイオンビームが、リチウム，ナトリウム，カ
リウム，ルビジウム，セシウム，バークリウム，マグネシウム，カルシウム，ス
トロンチウム，バリウム，ホウ素，アルミニウム，炭素，ケイ素，窒素，リン，
ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テルル，フッ素，塩素，臭素，ヨウ素を含む化合物
そして同様の化合物を堆積された組成の混合により形成するために備えられ得る
、ということである。

【００１０】カルーセル２５は、基板１１により受け止められる前駆物質粒子ＤＰの流れ１
９を生成するために、Ｎ個の金属または同様のターゲット１７の何れか一つを保
持して、イオンビームに対して提示し、Ｎは１〜５０または任意の他の適宜の数
である。第二の反応性化学ソース２７が、基板１１の近傍に選択的に配置され、
少なくとも一つの異なる化学元素を含む化合物の直接形成のための反応剤として
作用する化学粒子のビーム２９を備えるように方向付けられる。前駆物質の堆積
及び拡散工程が実行された後、前駆物質は、互いにそして／またはリチウム，バ
ークリウム，ホウ素，炭素，窒素，酸素及び／または周期表のフッ素の列からの
元素を含む化合物または他の同様の化合物と反応して、所望の最終生成物を形成
する。

【００１１】反応性化学ソース２７は、高品質の薄膜フィルムを製造するために有効な、基
板をエッチングしまたは基板上にて局部的にエネルギーを高めるために、Ｎｅま
たはＡｒ粒子のような低反応性ビームのソース２８により置換されまたは補完さ
れ得る。金属フィルムは、ターゲットスパッタリングのための第一のイオンガン
と、基板上の薄膜フィルムの制御された成長を補助するための第二のイオンガン
を使用して、調製される。マスク移動装置３３により制御される可動マスク３１
または一連の可動マスクが、一層づつ前駆物質堆積を実行するために、異なる時
点で基板表面の異なる部分をカバーする。基板１１に隣接して（選択的に）配置
された加熱要素３５が、最初の堆積後に前駆物質混合を実行し且つ制御すること
を補助する。

【００１２】別の構成として、基板上に前駆物質粒子ＤＰを堆積させるイオンブームの使用
のために、イオンビーム２１は、ターゲット１７に作用して前駆物質粒子のター
ゲット表面からの蒸発を引き起こす放射ユニット２３または高温（Ｔ＝６００〜
１５００℃）加熱ユニット２４により置換され得る。蒸発した粒子ＤＰの選択さ
れたほんの一部が、（図１には明示されない）粒子方向制御機構によって、基板
１１まで移動し、堆積される。

【００１３】図２は、インデックスＵを０と１との間で連続的にまたは小さな増分で変化さ
せながら、基板４１上に合金Ａ_UＢ_1-Uをコンビナトリアル合成するための堆積
手順を概略的に示している。マスクステッピングモータまたは他の適宜の移動装
置４４によって左から右へそして／または右から左へ移動可能であるマスク４３
が、基板４１と一つ以上の化学成分ソース４５との間に配置されている。ソース
４５は、化学成分Ａのフラックスまたは化学成分Ｂのフラックスをもたらす。化
学成分ＡまたはＢの各ソース４５は、同じ位置に配置されてもよく、また二つ以
上のソース４５及び４６が基板４１に関して異なる位置に配置されてもよい。好
ましいアプローチにおいては、各ソース４５がビーム焦点位置に順次に移動され
、イオンビームまたは他のビームが、好ましくは基板４１の全体の方向に移動す
るソース粒子の流れを形成するように活性化される。

【００１４】一つのアプローチにおいては、マスク４３は、左から右に移動され、第一のビ
ーム活性化ソースのみが、第一の時間間隔にて堆積粒子の（第一の）流れをもた
らす。第二の時間間隔において、第二のビーム活性化ソースが、前駆物質粒子の
（第二の）流れをもたらす。第一及び第二の粒子の流れが異なる時間間隔で与え
られるので、このアプローチは、基板上に多層堆積を生成する。

【００１５】マスク４３が左から右に向かって移動するとき、マスク４３の左端ＬＥＭの左
側に対して、時間を変化させながら、基板の部分ＬＥＳが露出され、左端ＬＥＳ
の近傍の基板４１の部分が、基板の右端ＲＥＳの近傍における基板の部分よりも
長い時間露出される。これは、基板４１の左端ＬＥＳにて、前駆物質粒子のより
多量の堆積を生成する。単位面積あたりに堆積されるソース４５からの前駆物質
粒子の数は、基板の左端ＬＥＳから右端ＲＥＳに向かって移動するにつれて単調
に減少し；単位面積あたりに堆積される前駆物質粒子の数は、基板の左端ＬＥＳ
から右端ＲＥＳに向かって移動するにつれて単調に増大する。その代わりに、マ
スク４３が右から左に向かって移動と、基板４１上に堆積される前駆物質粒子の
数は、右端ＲＥＳから左端ＬＥＳに向かって移動するにつれて単調に減少する。

【００１６】第一の他の構成として、マスク４３は、固定して保持され得、基板４１が、多
層堆積を備えるために、基板ステッピングモータまたは同様の移動装置４４によ
り、左から右へそして／または右から左へ移動され得る。第二の他の構成として
、基板４１及びマスク４３が、多層堆積を備えるために、独立的に異なる速度で
左から右へそして／または右から左へそれぞれ移動され得る。

【００１７】好ましくは、マスク長ＭＬは、少なくとも基板長ＳＬに等しく、マスク４３の
右端ＲＥＭは、基板の左端ＬＥＳの上方の点で始まり、マスクの左端ＬＥＭが基
板の右端ＲＥＳの上方に位置するまで、右に向かって単調に移動する。基板上の
特定の位置（ｘ）がソース４５からの粒子フラックスにさらされる時間Δｔ（ｘ
；Ａ）及びΔｔ（ｘ；Ｂ）は、Ａ及びＢの粒子の近似的相対量を堆積させるため
に、整合されなければならない。マスク長ＭＬ及び基板長ＳＬが等しいと、基板
上の任意の位置ｘがさらされる全体の時間

【数１】 Δｔ（ｔｏｔ）＝Δｔ（ｘ；Ａ）＋Δｔ（ｘ；Ｂ）（１）は、マスクが（ＲＥＭ及びＬＥＳが対応する）左から（ＬＥＭ及びＲＥＳが対応
する）右へどのように移動しても、同じである。

【００１８】マスクは、線形の速度で移動されてもよく、ｕ（ｘ）＝ａ・ｘ＋ｂとし、ｘを
基板４１の左端ＬＥＳから測定される位置座標とし、ａ及びｂを左から右へのマ
スクの移動速度に関する実数としたとき、線形に変化する合金化合物Ａu(x)Ｂ1-
u(x)を生成する。他の構成では、マスク４３は、不定速度で左から右へ移動され
てもよく、合金Ａ_u(x)Ｂ_1-u(x)の化学組成ｕ（ｘ）対１−ｕ（ｘ）は、位置座標
ｘの関数として非線形に変化する。Ａ及びＢ成分の相対量に対する組成ｕ（ｘ）
対１−ｕ（ｘ）は、

【数２】ｗ（ｘ）＝∫χ［ｘ−ｓ（ｔ）］ｄｔ／Δｔ（ｔｏｔ）（２）のような規範により決定される。ここで、ｓ（ｔ）（０≦ｓ（ｔ）≦ＳＬ；０≦
ｔ≦Δｔ（ｔｏｔ）を任意の時刻ｔにおけるマスク４３の右端ＲＥＭの基板の左
端ＬＥＳから測定されたｘ座標とし、χ（ｕ）を

【数３】 χ（ｕ）＝０（ｕ＜０）， χ（ｕ）＝１（ｕ＞０）を満たす特性関数とし、時間間隔０≦ｔ≦Δｔ（ｔｏｔ）に亘って積分を行なう
。

【００１９】図３Ａ，図３Ｂ及び図３Ｃは、堆積，混合及び化学変換工程を示している。図
３Ａにおいて、前駆物質ＤＰは、基板１１上に入射し、受け止められて、選択的
に濃度勾配をもって、一つ以上の層を形成する。図３Ｂにおいて、基板１１は、
図３Ａで堆積された前駆物質ＤＰの混合及び／またはアニールを受ける。これは
、前駆物質ＤＰのさらなる再分配を生ずる。図３Ｃにおいて、図３Ｂの混合され
た前駆物質は、イオンビームスパッタリングにより補助された炭素，酸素，窒素
，炭素，ハロゲンまたは他の選択された化合物と化合され、図１の反応性化学ソ
ース２７または他のソースを使用して、基板上に炭化物，窒化物，酸化物，ハロ
ゲン化物または他の所望の化合物をもたらす。

【００２０】図４は、コンビナトリアル合成のための直接または多層堆積を備えるために、
化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して、熱的に制御された基板５１上への化合物のコン
ビナトリアル合成を概略的に示している。キャリアガスソース４２が、ＣＶＤの
ための活性蒸気物質５４Ａ，５４Ｂ及び５４Ｃを同時にまたは順次に提供する一
つ以上の前駆物質蒸発装置または「バブラー」５３Ａ，５３Ｂ及び５３Ｃの選択
された数を通って通過されるキャリアガス（好ましくは不活性）を提供する。選
択的に、活性蒸気５４Ａ，５４Ｂ及び５４Ｃは、任意の時点におけるそれぞれの
蒸気の活性蒸気流速を決定する対応する流量制御装置５５Ａ，５５ｂ及び５５Ｃ
を通過する。活性蒸気は、予備堆積チャンバー５６内に進入し、プッシュガスソ
ース５７により与えられるプッシュガスにより、チャンバーに沿って軸方向に移
動される。活性蒸気混合体（Ｓ＝Ａ，Ｂ及び／またはＣ）のフラックスｆ_54Sは
、可動マスクまたはシャッタまたは開口５８により停止され、または通過を許さ
れ、そのｓ＝ｓ（ｔ）で与えられる横方向位置は、ソース（予備堆積チャンバー
５６）から基板５１に向かって基板５１の露出した表面を横切って延びる視線に
関して、マスクを横方向に（垂直方向には必要ない）移動させるマスクステッピ
ングモータまたは他のマスク移動装置５９により制御される。第一の他の構成と
して、マスク５８は位置が固定され、基板ステッピングモータまたは他の基板移
動装置５９が基板５１を横方向に移動させる。第二の他の構成として、マスク移
動装置５９及び基板移動装置６０が、基板５１及びマスク５８を独立的に同時に
横方向に移動させる。

【００２１】前駆物質蒸発装置５３Ａ，５３Ｂ及び５３Ｃそして対応する流量制御装置５５
Ａ，５５Ｂ及び５５Ｃを別々に制御することにより、予備堆積チャンバー５６か
ら出る活性蒸気５４Ｓの混合体が、時間の関数として厳密に制御され得る。マス
ク位置ｘ＝ｓ（ｔ）を制御することにより、基板５１の異なる領域に堆積された
蒸気５４Ｓの相対量が、逐次独立的に変化され得る。例えば、基板５１上に堆積
された活性蒸気５４Ｓ（Ｓ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）の相対部分ｆ（ｘ；５４Ｓ）（０≦ｘ
≦Ｌ）が、基板の左端からの横方向距離座標ｘにより

【数４】ｆ（ｘ；５４Ａ）＝ａ１＋ｂ１・ｘ（４Ａ）ｆ（ｘ；５４Ｂ）＝ａ２＋ｂ２・ｘ（４Ｂ）ｆ（ｘ；５４Ｃ）＝ａ３＋ｂ３・ｘ（４Ｃ）のように、線形に変化され得る。ここで、係数ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２及
びｂ３の大きさ及び符号は、制約

【数５】０≦ｆ（ｘ；５４Ａ）＋ｆ（ｘ；５４Ｂ）＋ｆ（ｘ；５４Ｃ）≦１（０≦ｘ≦
Ｌ）（５）を受けて、独立的に選択される。例えば、係数ｂ１及びｂ２は、蒸気５４Ａ及び
５４Ｂの相対または絶対濃度が、図５Ａに示されているように座標ｘが増大する
につれて、それぞれ増大し減少するように、それぞれ正及び負であってもよい。
方程式（４Ａ）乃至（４Ｃ）における座標ｘによる濃度の線形変化は、流量制御
装置５５Ａ乃至５５Ｃの流量と可動マスク５８の位置の適宜の制御による量ｆ（
ｘ；５４Ｓ）の一つ以上の非線形変化により置換されてもよい。このような非線
形の堆積の一つの可能な結果が図５Ｂに示されている。活性蒸気５４Ｓの一様な
濃度が所望されるならば、基板５１は、この蒸気が堆積される時間中回転され得
る。堆積される蒸気５４Ａ及び５４Ｂの濃度の一方または双方が線形であっても
、また非線形であってもよい。二つ以上の蒸気５４Ｓのコンビナトリアル堆積が
ＣＶＤにより発生し、一つの層が一度にまたは同時に発生して、図４に示された
装置内で、多層または直接堆積を生ずる。

【００２２】各活性蒸気５４Ｓ（Ｓ＝Ａ，Ｂ及びＣ）のソースは、（１）対応する蒸発装置
５３Ｓに詰め込まれた固体または液体の物質，（２）有機溶媒中に溶解された固
体粉末または液体または（３）選択された温度範囲内の温度に加熱されたとき所
望の前駆物質の蒸気物質を提供する任意の他のソースであり得る。ソース（１）
が在るとき、蒸発装置温度及びキャリアガスの流速は、前駆物質の搬送速度を制
御するために利用され得る。ソース（２）が在るとき、前駆物質の搬送速度は、
蒸発装置温度，キャリアガス流速及び５３Ａのような対応する蒸発装置ユニット
内での前駆物質溶液のポンプ速度により制御される。

【００２３】基板６１上へのコンビナトリアル堆積は、また図６Ａ及び図６Ｂに示された装
置を使用して、直接共同堆積により実行され得る。任意の与えられた時間に蒸気
の混合体を含み得る前駆物質蒸気フラックスｆ_64S（Ｓ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）は、図６
Ａにおける二つ以上の隔置された可動マスク６８−１及び６８−２上に入射し、
それは共に図６Ｂに示すように一つ以上の可動スロットまたは開口６７を形成す
る。蒸気６４Ｓの相対混合体は、逐次変化し得、スロット６７は基板６１の露出
した表面を横切る一様な速度で移動しなくてもよい。さらに、スロットまたは開
口の幅ｗ_slot（ｔ）は、スロット開口がある時点で他の時点よりも広く且つ一度
以上互いに閉じ得るように、選択された時間（ｔ）による関数に従って変化し得
る。スロット幅ｗ_slot（ｔ）が固定され、スロットが基板６１の露出した表面を
横切って移動する速度ｖ（ｔ）が一様であると、蒸気６４Ａ及び６４Ｂの相対濃
度を時間と共に変化させることにより、一定の濃度勾配を備えた二つの蒸気の直
接共同堆積が図５Ａに示すように得られ得る。このアプローチは、ｘが０からＬ
まで基板６１の露出した表面を横切って変化するとき、（６４Ａ）_u(x)（６４Ｂ
）_(1-u(x))の化学混合体を生じ、インデックスｕ（ｘ）は増大するｘにより線形
または非線形に増大しまたは減少する。二つ以上の成分６４Ａ及び６４Ｂの濃度
分は、図５Ｂに示されているように、非線形に変化するようにも構成され得る。

【００２４】第一の他の構成として、マスク６８−１及び６８−２が、位置が固定されてお
り、基板ステッピングモータまたは他の基板移動装置７０が基板５１を横方向に
移動させる。第二の他の構成として、マスク移動装置６９−１及び６９−２と基
板移動装置７０が、独立的に基板５１及びマスク５８−１及び５８−２をフラッ
クスｆ_64Sの方向に対して横向きに移動させる。

【００２５】図３に示された多層工程に重ねた、図６Ａ及び図６Ｂに示された直接共同堆積
工程の一つの利点は、アニール後の工程が、共同堆積工程において除去され、ま
たは最小にされ得るということである。他の利点は、アニール後の工程が行なわ
れる温度が低くされ得るということである。図６Ａ及び図６Ｂに示された直接共
同堆積工程は、また共同スパッタリング，共同蒸発，（例えばレーザアブレーシ
ョンソースを使用する）共同アブレーション、そして分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）にも適用され得る。これらのアプローチのなかで、イオンビームスパッタリ
ング及びＭＢＥは、これらのアプローチに関する堆積速度が負帰還ループによる
モニタリングによって、より厳密に制御され得ることから、特に魅力的である。

【００２６】図７Ａは、それぞれ二つの蒸気ソースチャンバー７３Ａ及び７３Ｂの出口に配
置された二つ以上のナズルスリット７５Ａ及び７５Ｂを使用する他の共同堆積ア
プローチを示している。ナズルスリット７５Ａ及び７５Ｂを通って出る蒸気７４
Ａ及び７４Ｂは、図７Ａに示されるような参照線ＲＲに関して測定されるそれぞ
れの角度θＡ及びθＢと共に、線形または非線形に独立的に変化するように構成
され得る。図７Ｂは、スリットに関連するスロートが、参照線に関して測定され
た角度θと共に制御可能に変化する所望の相対流速Ψ（θ）を生ずるように形成
されているナズルスリットを概略的に示している。ナズルスリットの一例は、小
さな流れの妨害の移動がホースから出る水の広がりを変化させるガーデンホース
ノズルである。

【００２７】図８を参照して、ナズルスリット７５Ｓ（Ｓ＝Ａ，Ｂ）が基板の露出した平坦
な表面から距離Ｄに配置され、ｂ１及びｂ２を一定の係数に選択したとき、

【数６】（ｄ／ｄｘ）Ψ（θＡ）・ｓｉｎθＡ＝−｛ｓｉｎ²θＡ／Ｄ｝（ｄ／ｄθＡ）Ψ（θＡ）・ｓｉｎ（θＡ）＝ｂ１＝一定（６Ａ）（ｄ／ｄｘ）Ψ（θＢ）・ｓｉｎθＢ＝−｛ｓｉｎ²θＢ／Ｄ｝（ｄ／ｄθＢ）Ψ（θＢ）・ｓｉｎ（θＢ）＝ｂ２＝一定（６Ｂ）により与えられる流速Ψ（θＡ）及び（θＢ）を備えるように構成されていると
する。基板７１上でのそれぞれの蒸気７４Ａ，７４Ｂの堆積速度ｇ（ｘ；７４Ａ
）及びｇ（ｘ；７４Ｂ）は、ａ１及びａ２を近似的な一定の係数とすると、

【数７】ｇ（ｘ；７４Ａ）＝ａ１＋ｂ１・ｘ（７Ａ）ｇ（ｘ；７４Ｂ）＝ａ２＋ｂ２・ｘ（７Ｂ）に従って、線形に変化する。これは、座標ｘが０からｘ／Ｌまで変化するとき、
（７４Ａ）_(x/L)（７４Ｂ）_(1-x/L)の基板７１の露出した表面にて線形に変化す
る共同堆積混合体をもたらす。超音波ノズルが、図７Ａ及び図７Ｂに示された装
置のために使用され得る。

【００２８】前駆物質蒸気が加圧され、方程式（７Ａ）及び（７Ｂ）における線形パターン
に従って堆積され得るＣＶＤアプローチが適当である。しかしながら、ノズルア
プローチは、これらのアプローチで使用される前駆物質粒子が点状ソースにより
生ぜしめられ、基板上の垂直な堆積断面が座標ｘにより線形に変化するよりも、
ガウス曲線であることから、イオンビームスパッタリング，共同スパッタリング
，共同蒸発，共同アブレーション及びＭＢＥを使用して適用することが困難であ
ろう。マグネトロンスパッタリングガンが、ノズル配置を備えるために、構成さ
れ得る。例えばニュージャージー州，ホーボーケンのスキオン社（ＳＫＩＯＮ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により開発されているようなイオンビーム堆積も、イ
オンビームスパッタリングソースから出るイオンの初速を制御するために電場を
使用して、Ｃ，Ｓｉ，Ｎｉ，Ｃｕ及び他の金属及び合金を堆積させるために、こ
のアプローチで使用され得る。

【００２９】二つ以上のナズルスリット及び対応する蒸気ソースも、ｈ（ｘ，ｙ；Ａ），ｈ
（ｘ，ｙ；Ｂ）及びｈ（ｘ，ｙ；Ｃ）をそれぞれナズルスリット８５Ａ，８５Ｂ
及び８５Ｃの構成により決定される二次元分配としたとき、

【数８】ｆ（ｘ，ｙ；Ａ；Ｂ；Ｃ）＝（８４Ａ）_h(x,y;A)（８４Ｂ）_h(x,y;B)（８４Ｃ
）_h(x,y;C) （８）で与えられる、三つの蒸気８４Ａ，８４Ｂ及び８４Ｃの二次元の相対濃度分ｆ（
ｘ，ｙ）を備えるために、図９に示されているように、平行でないアレイに配置
され得る。三つのナズルスリットは、二等辺三角形または正三角形の必要はなく
、一般的な三角形の頂点または三辺に沿って配置され得る。

【００３０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施形態を概略的にそしてグラフにより示
している。化学成分ソース９１が、基板９９上に堆積されるべき符号Ａで示され
た化学成分を提供する。好適な実施形態においては、ソース９１は、選択された
座標方向ｚにて近似的に一様である化学成分Ａのフラックスｆ_Aを提供する。フ
ラックスｆ_Aがｚ方向に垂直な平面Π内にて近似的に一様でなく、平面Π内で測
定されたデカルト座標ｘ及びｙの関数として既知である場合には、この実施形態
の詳細は、実質的に同じ結果を達成するために変化され得る。他の構成では、ソ
ースからのフラックスｆ_Aの一部が、マスク開口を通って近似的に一様なフラッ
クスを備えるために、マスクされ得る。

【００３１】この実施形態においては、開口幅ｄｉで隔置された一連の開口９５−ｉ（ｉ＝
１，２，３，４，…）を有するマスク９３が、ソース９１からのフラックスｆ_A
のｚ方向に対して横向きに、そして選択された距離ｓ１だけソースから離れて、
ｘｙ平面内に配置されている。マスク９３は、また基板９９から距離ｓ２だけ隔
置されている。マスク９３と基板９９との間の空間９７は、高真空に排気され、
または選択された低密度ρ₉₇で選択されたガスにより満たされている。

【００３２】開口９５−ｉは、選択されたｘ方向に開口幅ｄｉを有しており、９５−２，９
５−３のような二つの隣接する開口は、選択された開口間隔距離Ｄ（２，３）を
有している。この実施形態の一つの見解においては、開口間隔Ｄ（ｉ，ｉ＋１）
は一様である。この実施形態の他の見解においては、開口間隔Ｄ（ｉ，ｉ＋１）
は、所望の基板堆積パターンに従って可変である。一つの開口９５−ｉがソース
９１からのフラックスｆ_Aを受ける場合、開口９５−ｉにてマスク９３を通過し
た前駆物質粒子Ａは、基板９９に達し、図１０Ｂに示されているように、横の座
標ｘの関数として近似的にガウス曲線または垂直に分配された濃度パターンＣ（
ｘ；ｉ）で堆積する。しかしながら、三つ以上の開口９５−ｉの集合が適宜の開
口幅ｄｉで且つ適宜に選択された開口間隔Ｄ（ｉ，ｉ＋１）で備えられていると
、これらの開口の総計は、図１０Ｂに示された基板上に選択された形状の濃度エ
ンベロープＣ（ｘ）（またはＣ（ｘ，ｙ））を生ずる。図１０Ａに示された開口
幅及び開口間隔は、表示のために比較的大きい。実際には、これらの寸法は、比
較的小さく、おそらく０．０１乃至１ｍｍの範囲内または適宜にそれより大きく
または小さくなるであろう。

【００３３】濃度エンベロープＣ（ｘ）は、ａ，ｂ，ａ’，ｂ’及びｑを選択された実数と
して、

【数９】Ｃ（ｘ）＝ａ＋ｂ・ｘ（９Ａ）Ｃ（ｘ）＝ａ＋ｂ｜ｘ｜（９Ｂ）Ｃ（ｘ）＝ａ’＋ｂ’・｜ｘ｜^q（ｑ≠０）（９Ｃ）で示すように、線形または線形対称であり、あるいはより一般的な累乗法則に従
うように選択され得る。生ぜしめられた特別の濃度エンベロープＣ（ｘ）（また
はＣ（ｘ，ｙ））は、パラメータｄｉ（開口幅），Ｄ（ｉ，ｉ＋１）（開口間隔
），ｓ１（ソース−マスク間隔），ｓ２（マスク−基板間隔），必要であればガ
ス、そして空間１０１内におけるその密度ρ₉₇，ソース９１によりｚ方向に生ぜ
しめられる化学成分Ａのフラックスｆ_Aの範囲，そしてソースを表わす他のパラ
メータに依存する。

【００３４】濃度エンベロープＣ（ｘ）は、マスク９３のために選択された開口幅及び開口
間隔を考慮するたたみ込み積分として設計され得、即ちＦ（ｘ’）が粒子フラッ
クスｆ_A を表わし、Ａｐ（ｘ’）がマスク特性関数（マスク開口が在るとき１，マスク開
口がないとき０）であるとして、

【数１０】Ｃ（ｘ）＝∫Ｆ（ｘ’）Ａｐ（ｘ’）Ｈ（ｘ−ｘ’）ｄｘ’ （１０）である。方程式（１０）の被積分関数におけるたたみ込み関数Ｈ（ｘ’）の存在
は、横位置座標ｘ’にてマスクを通過するＡ成分粒子が、分散，粒子の初速度ベ
クトル及び他の干渉現象のために、他の横位置座標ｘにて基板上で堆積され得る
という事実を説明する。一つの開口に関するたたみ込み関数のための適宜の近似
は、（長さの単位を有する）パラメータσが一つの開口を通るフラックスの横の
広がりを表わすと、

【数１１】Ｈ（ｗ）＝（２πσ²）^-1/2ｅｘｐ｛−ｗ²／２σ²｝（１１）である。重ね合わせの原理を参照して、あるいは異なるσパラメータによるこの
たたみ込み関数がマスクにおける各開口のために使用され得る。

【００３５】図１０Ｂに示された濃度エンベロープＣ（ｘ）は、座標方向ｘ及びｙのそれぞ
れに非自明に依存する濃度エンベロープＣ（ｘ）を生成するために、マスクの各
開口９５−ｉが第二の横位置座標方向ｙにて一様であるならば、一方向にのみ再
現され得る。

【００３６】基板上に堆積されるべき各化学成分Ａ，Ｂ，…は、異なる開口パターンを備え
た異なるマスクを有し、異なる分離距離ｓ１，ｓ２を有し得る。例えば、二つの
化学成分Ａ及びＢは、同じマスク及び／または同じ分離距離ｓ１及びｓ２を使用
してもよい（が必要ではない）。図１１Ａは、それぞれがその独自の成分マスク
１０３Ａ及び１０３Ｂを備えた、二つのソース１０１Ａ及び１０１Ｂの使用を示
しており、上記マスクは、選択的に二つのソース及び基板１０９の間に配置され
た全体マスク１０３の一部である。基板１０９上への成分Ａ及びＢの同時または
順次の堆積の正味の効果は、図１１Ｂに示された濃度エンベロープＣ（ｘ；Ａ）
及びＣ（ｘ；Ｂ）の合計である濃度エンベロープＣ（ｘ；Ａ；Ｂ）である。

【００３７】多成分堆積の第一の他の構成として、それぞれ独自のソース１１１Ａ，１１１
Ｂ等を備えた二つ以上の化学成分Ａ，Ｂ，…は、図１２に示されているように、
一つの基板１１９上に同時に堆積され得る。（図１２には明示されていない）適
宜の開口幅及び開口間隔を有する一つのマスク１１３が、少なくとも一つのソー
ス１１１Ａ，１１１Ｂ等から共通の基板１１９への直接経路または視線に対して
横向きに配置される。第一のソース１１１Ａ及びマスク１１３は、基板１１９上
に第一の濃度エンベロープＣ（ｘ；Ａ）を生じ、第二のソース１１１Ｂ及びマス
ク１１３は、基板１１９上に第二の濃度エンベロープＣ（ｘ；Ｂ）を生ずる。こ
れらの濃度エンベロープの合計、即ち

【数１２】ｆ（ｘ；Ａ；Ｂ）＝［Ａ］・Ｃ（ｘ；Ａ）＋［Ｂ］・Ｃ（ｘ；Ｂ）（１２）は、基板上に堆積される化学成分Ａ及びＢの全体の濃度を定義する。例えば熱駆
動式拡散により被膜された基板のその後の工程は、最初の全体濃度エンベロープ
ｆ（ｘ；Ａ；Ｂ）とは異なる濃度パターンを生じ得る。

【００３８】図１３に示された第二の他の構成として、多角形（図１３では三角形）の二つ
以上の辺に隣接して上方に配置された二つ以上のソース１２１Ａ，１２１Ｂ及び
１２１Ｃのそれぞれが、独自のマスク１２３Ａ，１２３Ｂ及び１２３Ｃをそれぞ
れ有し得、各ソースマスクの組合せが、ソース及び基板の間に配置されているマ
スクにより、ソースに隣接して配置された共通の基板１２９上に異なる二次元濃
度エンベロープＣ１（ｘ，ｙ；Ａ）及びＣ（ｘ，ｙ；Ｂ）及びＣ（ｘ，ｙ；Ｃ）
を生ずる。この実施形態においては、マスクのそれぞれは、別体に構成され得、
従ってその化学成分に対して所望される特別の濃度エンベロープのために最適化
され得る。

【００３９】図１４は、図１３におけるシステムの異なる配置を示しており、ソース１３１
Ａ，１３１Ｂ及び１３１Ｃが多角形の二つ以上の頂点に隣接して上方に配置され
ていて、マスク１３３Ａ，１３３Ｂ及び１３３Ｃが共通の基板１３９と各ソース
との間に配置されている。

【００４０】図１５は、本発明を実行するために使用される工程を概略的に示すフローチャ
ートである。工程１４１において、それぞれ第一及び第二の化学成分の第一及び
第二のフラックスが基板に向けて方向付けられる。工程１４３において、少なく
とも一つの開放部（例えば開口または縁部）を有するマスクが、それぞれ第一及
び第二の化学成分の第一及び第二の選択された部分が基板表面の選択された第一
及び第二の部分に堆積されることを許すフラックス場を横切って備えられる。工
程１４５において（選択的に）、基板表面に第一及び第二の化学成分の所望の濃
度を備えるために、マスクが選択された移動速度で第一及び第二のフラックス方
向の少なくとも一方に対して横向きに移動される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、材料のコンビナトリアル合成のためのイオンビームスパッタリング堆
積を示す概略図である。

【図２】図２は、二つの化学成分に対する線形厚さ断面を生成するためのマスクの制御
移動の使用を示す概略図である。

【図３】図３Ａ，図３Ｂ及び図３Ｃは、金属無機化合物の形成を進めるための堆積及び
混合の使用を示す図である。

【図４】図４は、材料のコンビナトリアル合成のためのＣＶＤの使用を示す図である。

【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図４または図６Ａの装置を使用して生成される可能な堆
積パターンのグラフである。

【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、化合物Ａ_UＢ_1-Uの直接形成のための線形ランプにおけ
る成長速度を制御するための移動可能なスロット窓またはスリットの使用を示す
概略図である。

【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、化合物Ａ_UＢ_1-UまたはＡ_UＢ_vＣ_1-U-vの直接形成のため
の線形堆積断面を生成するための二つのノズルの使用を示す概略図である。

【図８】図８は、化合物Ａ_UＢ_1-UまたはＡ_UＢ_vＣ_1-U-vの直接形成のための線形堆積断
面を生成するための二つのノズルの使用を示す概略図である。

【図９】図９は、化合物Ａ_UＢ_1-UまたはＡ_UＢ_vＣ_1-U-vの直接形成のための線形堆積断
面を生成するための三つのノズルの使用を示す概略図である。

【図１０】図１０Ａ／図１０Ｂは、一つのソースを使用する本発明の一つの実施形態を示
す概略図及びグラフを含む対である。

【図１１】図１１Ａ／図１１Ｂは、二つのソースを使用する本発明の一つの実施形態を示
す概略図及びグラフを含む対である。

【図１２】図１２は、他の実施形態の概略図である。

【図１３】図１３は、他の実施形態の概略図である。

【図１４】図１４は、他の実施形態の概略図である。

【図１５】図１５は、本発明の実施を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１，４１，５１，６１基板１３超高真空チャンバー１５ロード・アンド・ロック・チャンバー１７スパッタリングターゲット１９イオンビーム２１イオンビームスパッタリングソース２３放射ユニット２４加熱ユニット２５カルーセル２７反応性化学ソース２９ビーム３１，４３可動マスク３３，４４マスク移動装置３５加熱要素４２キャリアガスソース４５化学成分ソース５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ前駆物質蒸発装置５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｓ活性上記５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ流量制御装置５６予備堆積チャンバー５７プッシュガスソース５８マスク５９マスク移動装置６０基板移動装置６８−１，６８−２可動マスク６９−１，６９−２マスク移動装置７０基板移動装置７３Ａ，７３Ｂ蒸気ソースチャンバー７４Ａ，７４Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ蒸気７５Ａ，７５Ｂ，８５Ａ，８５Ｂ，８５Ｃナズルスリット９１化学成分ソース９３マスク９５−ｉ開口９７空間９９基板１０１Ａ，１０１Ｂソース１０３全体マスク１０３Ａ，１０３Ｂ成分マスク１０９基板１１１Ａ，１１１Ｂ，…，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２３Ｃソース１１３，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃマスク１１９，１２９基板１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃソース１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃマスク１３９基板

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１２月６日（２００１．１２．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図７】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図８】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図９】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１０】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１１】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１２】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１３】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１４】

【手続補正１５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１５】

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年６月１０日（２００２．６．１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ【要約の続き】成分を生ずる。炭化物，窒化物，酸化物，ハロゲン化物及び他の元素及び化合物が、基板への堆積物に添加され、反応され得る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に沿って測定される位置座標により制御可能に変
化する第一及び第二の成分の濃度を有する、選択された第一及び第二の化学成分
の混合体を基板上に堆積させるシステムにおいて、上記システムが、基板から隔置され、第一のソース及び第二のソースが、それぞれそれぞれ第一
及び第二の化学成分の第一及び第二のフラックスを備える、それぞれ第一及び第
二の化学成分の第一及び第二のソースと、第一の端部及び第二の端部を有し、マスク開放部を有し、基板と第一及び第二
のソースとの間に配置され、第一のソースから基板に延びる第一の視線と第二の
ソースから基板に延びる第二の視線の少なくとも一方に対して横向きの方向に移
動可能であるマスクと、基板の少なくとも一部が第一のソースから開放部を通して見える第一の位置か
ら、基板が第一のソースから見えない第二の位置までマスクを移動させ、基板が
第二のソースから見えない第三の位置から、基板の少なくとも一部が第二のソー
スから開放部を通して見える第四の位置までマスクを移動させるモータと、を含んでいることを特徴とする、システム。
【請求項２】上記第一及び第二のソースが、上記マスクが選択された第五
の位置に在るとき、上記基板のいずれの部分も第一のソースから見えず、且つ上
記基板のいずれの部分も上記第二のソースから見えないように、上記基板に対し
て配置されていることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項３】上記第一のソース，第二のソース，上記マスク及び上記モー
タの少なくとも一つが、上記第一の化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一
方の濃度が基板表面に沿って測定される位置座標に関して線形に変化する上記化
学成分の混合体を、基板表面に備えるために構成されていることを特徴とする、
請求項１のシステム。
【請求項４】上記第一のソース，第二のソース，上記マスク及び上記モー
タの少なくとも一つが、上記第一の化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一
方の濃度が基板表面に沿って測定される位置座標に関して非線形に変化する上記
化学成分の混合体を、基板表面に備えるために構成されていることを特徴とする
、請求項１のシステム。
【請求項５】上記第一のソース及び第二のソースの少なくとも一方が、選
択された時間の関数に従って時間と共に変化する適宜の化学成分フラックスを備
えるように構成されていることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項６】上記モータが、上記第一の視線及び第二の視線の少なくとも
一方に対して横向きの方向に、時間に関して一様な速度でマスクを移動させるこ
とを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項７】上記モータが、上記第一の視線及び第二の視線の少なくとも
一方に対して横向きの方向に、時間に関して一様でない速度でマスクを移動させ
ることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項８】上記第一のソース及び第二のソースの少なくとも一方が、イ
オンビームスパッタリングソース，スパッタリングソース，レーザアブレーショ
ンソース，分子線ソース，化学蒸着ソース及び蒸発ソースから成る一群の化学成
分ソースから選択されることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項９】上記第一及び第二の化学成分の少なくとも一方が、リチウム
，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，バークリウム，マグネシウム
，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ホウ素，アルミニウム，ガリウム，
炭素，ケイ素，ゲルマニウム，窒素，リン，ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テルル
，フッ素，塩素，臭素及びヨウ素から成る一群の化学元素から選択される少なく
とも一つの化学元素を含んでいることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項１０】上記開放部が、選択された値で固定される開口幅を有する
開口であることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項１１】上記開放部が、選択されたように時間と共に変化する開口
幅を有する開口であることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項１２】上記開放部が、上記マスクの第一の端部及び第二の端部の
一方に隣接する領域であることを特徴とする、請求項１のシステム。
【請求項１３】基板の表面に沿って測定される位置座標により制御可能に
変化する第一及び第二の成分の濃度を有する、選択された第一及び第二の化学成
分の混合体を基板上に堆積させるシステムにおいて、上記システムが、基板から隔置され、第一のソース及び第二のソースが、それぞれそれぞれ第一
及び第二の化学成分の第一及び第二のフラックスを備える、それぞれ第一及び第
二の化学成分の第一及び第二のソースと、第一及び第二の化学成分の第一及び第二のフラックスを、それぞれ選択された
第一及び第二のフラックスパターンで選択された座標方向にて基板に向かって方
向付ける、それぞれ第一及び第二のソースに関連付けられた第一及び第二のナズ
ルスリットと、を含んでいることを特徴とする、システム。
【請求項１４】上記第一のナズルスリットが、上記第一のフラックスを、
第一の座標方向にて上記第一のパターンで、そして選択された第二の座標方向に
て選択された第三のパターンで、方向付けることを特徴とする、請求項１３のシ
ステム。
【請求項１５】上記第一及び第二のナズルスリットが、上記第一のフラッ
クス及び第二のフラックスを、それぞれ上記第一及び第二のフラックスパターン
で、そしてそれぞれ選択された第二の座標方向にて選択された第三及び第四のパ
ターンで、方向付けることを特徴とする、請求項１３のシステム。
【請求項１６】上記第一のソース及び第二のソースの少なくとも一方が、
イオンビームスパッタリングソース及び化学蒸着ソースから成る一群のソースか
ら選択されることを特徴とする、請求項１３のシステム。
【請求項１７】上記第一及び第二の化学成分の少なくとも一方が、リチウ
ム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，バークリウム，マグネシウ
ム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ホウ素，アルミニウム，ガリウム
，炭素，ケイ素，ゲルマニウム，窒素，リン，ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テル
ル，フッ素，塩素，臭素及びヨウ素から成る一群の化学元素から選択される少な
くとも一つの化学元素を含んでいることを特徴とする、請求項１３のシステム。
【請求項１８】基板の表面に沿って測定された位置座標により制御可能に
変化する濃度を有する、選択された化学成分を基板上に堆積させるシステムにお
いて、上記システムが、ソースが当該ソースから基板まで延びるフラックス方向に化学成分フラックス
を備える選択された距離ｓ１＋ｓ２だけ基板から隔置された、選択された化学成
分のソースと、ソースと基板との間にてソースから選択された距離ｓ１で配置され、フラック
ス方向に横向きである座標方向ｘにて選択された開口幅と選択された開口間隔を
備えた二つ以上の開口を有するマスクと、を含んでおり、上記開口幅及び開口間隔が、座標ｘの関数として基板上に堆積される化学成分
の濃度を示す濃度エンベロープＣ（ｘ）が、実質的に選択された関数ｆ（ｘ）に
等しいことを特徴とするシステム。
【請求項１９】上記関数ｆ（ｘ）が、ｆ（ｘ）＝ａ＋ｂ・ｘ，ｆ（ｘ）＝
ａ＋ｂ｜ｘ｜及びｆ（ｘ）＝ａ’＋ｂ’・（ｘ）^q（ここで、ａ，ｂ，ａ’，ｂ
’及びｑは選択された実数）から成る一群の関数から選択されることを特徴とす
る、請求項１８のシステム。
【請求項２０】上記ソースが、イオンビームスパッタリングソース，スパ
ッタリングソース，レーザアブレーションソース，分子線ソース，化学蒸着ソー
ス及び蒸発ソースから成る一群の化学成分ソースから選択されることを特徴とす
る、請求項１８のシステム。
【請求項２１】上記第一及び第二の化学成分の少なくとも一方が、リチウ
ム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，バークリウム，マグネシウ
ム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ホウ素，アルミニウム，ガリウム
，炭素，ケイ素，ゲルマニウム，窒素，リン，ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テル
ル，フッ素，塩素，臭素及びヨウ素から成る一群の化学元素から選択される少な
くとも一つの化学元素を含んでいることを特徴とする、請求項１８のシステム。
【請求項２２】基板の表面に沿って測定される位置座標により制御可能に
変化する濃度を有する、選択された化学成分を基板上に堆積させるシステムにお
いて、上記システムが、選択された前駆物質粒子を含むターゲット表面と、イオンビームのターゲット表面との衝突に応じて前駆物質粒子のフラックスを
備えるように、ターゲット表面に方向付けられたイオンビームソースと、基板の表面に向かって前駆物質粒子フラックスの少なくとも一部を方向付ける
ための方向制御手段と、ターゲット表面と基板表面との間に配置され、前駆物質粒子フラックスの少な
くとも一部が基板表面の少なくとも一部に達することを許し、開口形状及び直径
が基板表面により受容される前駆物質粒子の選択された一様でない分配を備える
ように選択されている、選択された開口形状及び直径の少なくとも一つの開口を
有するマスクと、を含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項２３】上記ソースが、選択された時間関数に従って時間と共に変
化する対応する化学成分フラックスを備えるように、構成されていることを特徴
とする、請求項２２のシステム。
【請求項２４】さらに、基板の少なくとも一部がソースから見える第一の
位置から、基板のいずれの部分もソースから見えない第二の位置までマスクを移
動させるモータを含んでいることを特徴とする、請求項２２のシステム。
【請求項２５】上記ソース，上記マスク及び上記モータの少なくとも一つ
が、上記第一の化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一方の濃度が基板表面
に沿って測定される位置座標に関して線形に変化する上記化学成分の混合体を、
基板表面に備えるために構成されていることを特徴とする、請求項２４のシステ
ム。
【請求項２６】上記ソース，上記マスク及び上記モータの少なくとも一つ
が、上記第一の化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一方の濃度が基板表面
に沿って測定される位置座標に関して非線形に変化する上記化学成分の混合体を
、基板表面に備えるために構成されていることを特徴とする、請求項２４のシス
テム。
【請求項２７】上記モータが、上記第一の視線及び第二の視線の少なくと
も一方に対して横向きの方向に、時間に関して一様な速度でマスクを移動させる
ことを特徴とする、請求項２４のシステム。
【請求項２８】上記モータが、上記第一の視線及び第二の視線の少なくと
も一方に対して横向きの方向に、時間に関して一様でない速度でマスクを移動さ
せることを特徴とする、請求項２４のシステム。
【請求項２９】さらに、上記基板に隣接して配置され、リチウム，ナトリ
ウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，バークリウム，マグネシウム，カルシ
ウム，ストロンチウム，バリウム，ホウ素，アルミニウム，ガリウム，炭素，ケ
イ素，ゲルマニウム，窒素，リン，ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テルル，フッ素
，塩素，臭素及びヨウ素から成る一群の元素から選択された元素を含む、選択さ
れた化合物のソースと、選択された化合物の粒子を導入するための粒子手段と、上記基板表面に向かって選択された化合物粒子の少なくとも一部を方向付ける
ための第二の方向制御手段と、を含んでいることを特徴とする、請求項２２のシステム。
【請求項３０】位置座標により制御可能に変化する第一及び第二の成分の
相対濃度を有する、選択された第一及び第二の化学成分の混合体を基板表面に堆
積させる方法において、上記方法が、基板の少なくとも一つの表面に向かって、それぞれ第一及び第二の化学成分の
第一及び第二のフラックスを方向付け、第一の化学成分フラックスの第一の選択された部分が基板上に堆積されること
を許し、第一の化学成分フラックスの第二の選択された部分が基板上に堆積され
ることを阻止し、第二の化学成分フラックスの第一の選択された部分が、基板上
に堆積されることを許し、第二の化学成分フラックスの第二の選択された部分が
基板上に堆積されることを阻止するマスク開放部を有し、マスクが選択された可
変の濃度に従って第一及び第二の化学成分の少なくとも一部の基板上への堆積を
許すように選択される少なくとも一つの開口を有する、マスクを備える、ことを特徴とする、方法。
【請求項３１】さらに、第一の化学成分フラックス及び第二の化学成分フ
ラックスの少なくとも一方に近似的に平行である選択された視線に対して横向き
の方向に、選択された移動速度で上記マスクを移動させる段階を含んでいること
を特徴とする、請求項３０の方法。
【請求項３２】さらに、基板表面に上記化学成分の混合体を備え、第一の
化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一方の濃度が基板表面に沿って測定さ
れる位置座標により線形に変化するように、上記第一のソース，第二のソース，
マスク及びマスク移動速度の少なくとも一つを構成することを特徴とする、請求
項３１の方法。
【請求項３３】さらに、基板表面に上記化学成分の混合体を備え、第一の
化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一方の濃度が基板表面に沿って測定さ
れる位置座標により非線形に変化するように、上記第一のソース，第二のソース
，マスク及びマスク移動速度の少なくとも一つを構成することを特徴とする、請
求項３１の方法。
【請求項３４】さらに、選択された時間の関数に従って時間と共に変化す
る対応する化学成分フラックスを備えるように、第一のソース及び第二のソース
の少なくとも一方を構成することを特徴とする、請求項３０の方法。
【請求項３５】上記第一の化学成分及び第二の化学成分の少なくとも一方
を、イオンビームスパッタリングソース，スパッタリングソース，レーザアブレ
ーションソース，分子線ソース，化学蒸着ソース及び蒸発ソースから成る一群の
化学成分ソースから備えることを特徴とする、請求項３０の方法。
【請求項３６】さらに、リチウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，
セシウム，バークリウム，マグネシウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウ
ム，ホウ素，アルミニウム，ガリウム，炭素，ケイ素，ゲルマニウム，窒素，リ
ン，ヒ素，酸素，硫黄，セレン，テルル，フッ素，塩素，臭素及びヨウ素から成
る一群の化学元素から選択される少なくとも一つの化学元素を含むように、第一
及び第二の化学成分の少なくとも一方を選択することを特徴とする、請求項３０
の方法。