JP2017516914A - 光波分離格子および光波分離格子を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
いくつかの実施形態では、物理的気相堆積(PVD)チャンバ内に配置された基板の上に光波分離格子を形成する方法は、(a)式ROXNYを有する第1の層を物理的気相堆積プロセスによって基板の上に堆積させるステップであって、第1の層が所定の第1の屈折率を有するステップと、(b)第1の層とは異なり、式R’OXNYを有する第2の層を物理的気相堆積プロセスによって第1の層の上に堆積させるステップであって、第2の層が第1の屈折率とは異なる所定の第2の屈折率を有し、RおよびR’がそれぞれ金属または誘電体材料の1つであるステップとを含む。
いくつかの実施形態では、カラーフィルタを形成する方法は、(a)所定の第1の屈折率を有する第1の層を物理的気相堆積プロセスによって基板の上に堆積させるステップであって、第1の層が式ROXNYを有するステップと、(b)式R’OXNYを有する第2の層を第1の層の上に堆積させるステップであって、第2の層が第1の屈折率とは異なる所定の第2の屈折率を有し、RおよびR’がそれぞれ金属または誘電体材料の1つであるステップと、(c)(a)−(b)を繰り返して、複数の交互の第1および第2の層を有するスタックを形成するステップと、(d)スタックを横切って第1の層または第2の層の1つを複数の変動する厚さにエッチングするステップであって、各厚さが異なる波長の光をフィルタリングするステップと、(e)(a)−(b)を繰り返して、光波分離格子を所望の厚さに形成するステップとを含む。
本開示の他のさらなる実施形態は、以下に記載する。
上記で簡単に要約し、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付の図面に示す本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって範囲を限定すると見なされるべきではない。
改善された光波分離格子および光波分離格子を形成する方法が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、ここで形成される光波分離格子は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)イメージセンサ上で使用することができるなど、たとえばカラーフィルタを含む異なるデバイス構造上で使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載する光波分離格子は、有利には、格子を形成するために必要とされるステップの数を低減させる方法を使用して形成することができ、その結果、改善された製品スループットが得られる。いくつかの実施形態では、光波分離格子を形成する本発明の方法は、有利には、プロセスステップの数が低減されるため、プロセススループットを増大させながら光波分離格子の製造を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、有利には、汚染の問題を低減させることができ、格子特性、たとえば屈折率値のより精密な調節を可能にすることができる。本明細書に開示する方法および構造を介して、他の利益を実現することもできる。
方法100は102から始まり、102で、図2Aに示すように、所定の所望の屈折率を有する第1の層202が、物理的気相堆積プロセスによって基板200の上に堆積される。次に、104で、図2Bに示すように、第2の層204が第1の層202の上に堆積される。第2の層204は、第1の屈折率とは異なる所定の第2の屈折率を有する。
いくつかの実施形態では、第1の層202を堆積させるステップは、ターゲット406からの材料と反応するプロセスガスをプロセスチャンバに提供するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、第2の層204を堆積させるステップもまた、ターゲット406からの材料と反応するプロセスガスをプロセスチャンバに提供するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセスガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス、炭素含有ガス、または水素含有ガスの1つまたは複数を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、プロセスガスは、O2、O3、N2、NH3、H2、CO、CO2、もしくはCH4の1つもしくは複数、またはこれらの組合せを含むことができる。この反応により、ターゲットは、ターゲット表面上にターゲット材料および反応性ガスの薄い化合物層を形成し、次いでこの層はターゲット表面からスパッタリングされて、基板200の方へ向けられる。
いくつかの実施形態では、第1の層202は、所定の所望の第1の屈折率を有することができ、第2の層204は、第1の屈折率とは異なる所定の所望の第2の屈折率を有することができる。第1の屈折率および第2の屈折率は、堆積プロセスパラメータに基づくことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、第1の層および第2の層の屈折率は、プロセスガスの組成物、チャンバ圧力、およびチャンバ温度などのプロセスパラメータを制御することによって、所望の値に調節することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、約0.5ミリトル〜約300ミリトルの圧力で維持することができる。加えて、いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、約摂氏−20度〜約摂氏500度の温度で維持することができる。
供給構造の第2の端部は、ソース分散板422に結合することができる。ソース分散板は、ソース分散板422を通って配置された孔424を含み、孔424は、供給構造の中心開口と位置合わせされる。ソース分散板422は、供給構造からのRFおよびDCエネルギーを伝えるのに適した導電性材料から製造することができる。
導電性部材425の内向きの壁、ソース分散板422のターゲット側表面428、およびターゲット406のソース分散板側表面432によって、空胴434を画定することができる。空胴434は、ソース分散板422の孔424を介して本体の中心開口415に結合される。空胴434および本体の中心開口415を利用して、回転可能なマグネトロンアセンブリ436の1つまたは複数の部分を少なくとも部分的に収納することができる。いくつかの実施形態では、空胴は、水(H2O)などの冷却流体で少なくとも部分的に充填することができる。
プロセスチャンバ400のリッドの外面を覆うために、接地シールド440を設けることができる。接地シールド440は、たとえばチャンバ本体の接地接続を介して、接地に結合することができる。接地シールド440は、供給構造が接地シールド440を通過してソース分散板422に結合されることを可能にするために、中心開口を有する。接地シールド440は、アルミニウム、銅などの任意の適した導電性材料を含むことができる。接地シールド440と、ソース分散板422、導電性部材425、およびターゲット406(および/またはバッキング板446)の外面との間には、RFおよびDCエネルギーが接地へ直接経路指定されるのを防止するために、絶縁間隙439が設けられる。絶縁間隙は、空気またはセラミック、プラスチックなどの何らかの他の適した誘電体材料で充填することができる。
Claims (15)
- 式ROXNYを有する第1の層であって、第1の屈折率を有する第1の層と、
前記第1の層とは異なり、該第1の層の上に配置され、式R’OXNYを有する第2の層であって、前記第2の層が前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有し、RおよびR’がそれぞれ金属または誘電体材料の1つである、第2の層と
を備える光波分離格子。 - xおよびyはそれぞれ、0%〜100%の濃度で変動することができる、請求項1に記載の光波分離格子。
- RおよびR’はそれぞれ、シリコン(Si)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、または銅(Cu)の1つである、請求項1に記載の光波分離格子。
- 複数の交互の第1および第2の層をさらに備える、請求項1に記載の光波分離格子。
- 前記第1の層および第2の層はそれぞれ、約10nm〜約120nmの厚さを有する、請求項4に記載の光波分離格子。
- 前記第1の層および前記第2の層は、炭素または水素の少なくとも1つをさらに含む、請求項1から5までのいずれか1項に記載の光波分離格子。
- 物理的気相堆積(PVD)チャンバ内に配置された基板の上に光波分離格子を形成する方法であって、
(a)式ROXNYを有する第1の層を物理的気相堆積プロセスによって基板の上に堆積させるステップであって、前記第1の層が所定の第1の屈折率を有するステップと、
(b)前記第1の層とは異なり、式R’OXNYを有する第2の層を物理的気相堆積プロセスによって前記第1の層の上に堆積させるステップであって、前記第2の層が前記第1の屈折率とは異なる所定の第2の屈折率を有し、RおよびR’がそれぞれ金属または誘電体材料の1つであるステップとを含む方法。 - 前記第1の層および前記第2の層は、単一の物理的気相堆積プロセスチャンバ内で堆積される、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の層は、第1の物理的気相堆積プロセスチャンバ内で堆積され、前記第2の層は、第2の物理的気相堆積プロセスチャンバ内で堆積され、前記第1の物理的気相堆積プロセスチャンバおよび前記第2の物理的気相堆積プロセスチャンバは、クラスタツールに結合される、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の物理的気相堆積プロセスチャンバおよび第2の物理的気相堆積プロセスチャンバはそれぞれ、シリコン(Si)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、または銅(Cu)の1つから構成されたターゲットを備える、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の層または前記第2の層を堆積させる少なくとも1つのステップが、前記チャンバ内へプロセスガスを流すステップをさらに含み、前記プロセスガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス、炭素含有ガス、または水素含有ガスの1つまたは複数を含む、請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の層または前記第2の層を堆積させる少なくとも1つのステップは、前記チャンバ内へプロセスガスを流すステップをさらに含み、
前記基板の表面の上にプラズマを生成して、前記プロセスガスをイオン化するステップと、
前記チャンバの一部分に結合された電極にバイアスをかけて、前記イオン化プロセスガスが前記基板の前記表面に衝撃を与えるようにするステップとをさらに含む、請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記電極にバイアスをかけるステップが、前記基板の前記表面の平滑性または疎水性の少なくとも1つを制御するために使用される、請求項12に記載の方法。
- (a)−(b)を繰り返して、複数の交互の第1および第2の層を有するスタックを形成するステップと、
前記スタックを横切って前記第1の層または前記第2の層の1つを複数の変動する厚さにエッチングするステップであって、各厚さが異なる波長の光をフィルタリングするステップと、
その後、(a)−(b)を繰り返して、前記光波分離格子を所望の厚さに形成するステップと
をさらに含む、請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の層および第2の層はそれぞれ、約10nm〜約120nmの厚さを有する、請求項7から10までのいずれか1項に記載の方法。
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