JP2018074171A - 銅材料を銅基板から除去する方法 - Google Patents
銅材料を銅基板から除去する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018074171A JP2018074171A JP2017238223A JP2017238223A JP2018074171A JP 2018074171 A JP2018074171 A JP 2018074171A JP 2017238223 A JP2017238223 A JP 2017238223A JP 2017238223 A JP2017238223 A JP 2017238223A JP 2018074171 A JP2018074171 A JP 2018074171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- graphene
- carbon source
- plasma
- treatment process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 154
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 103
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 title description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 204
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 146
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 65
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 67
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 43
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 31
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- -1 carbon nanotubes (eg Chemical compound 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 2-butyne Chemical group CC#CC XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 4
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N but-1-yne Chemical group CCC#C KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- CRSOQBOWXPBRES-UHFFFAOYSA-N neopentane Chemical compound CC(C)(C)C CRSOQBOWXPBRES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N propyne Chemical group CC#C MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- JSSLNEAEZRGSKN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane Chemical compound CC(C)C.CC(C)C JSSLNEAEZRGSKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVZWSLJZHVFIQJ-UHFFFAOYSA-N Cyclopropane Chemical compound C1CC1 LVZWSLJZHVFIQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJBLNOPPDWQMCH-MBPVOVBZSA-N Nalmefene Chemical compound N1([C@@H]2CC3=CC=C(C=4O[C@@H]5[C@](C3=4)([C@]2(CCC5=C)O)CC1)O)CC1CC1 WJBLNOPPDWQMCH-MBPVOVBZSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNRMTGGDHLBXQZ-UHFFFAOYSA-N buta-1,2-diene Chemical compound CC=C=C QNRMTGGDHLBXQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N butenyne Chemical group C=CC#C WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N cis-but-2-ene Chemical compound C\C=C/C IAQRGUVFOMOMEM-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- UGFMBZYKVQSQFX-UHFFFAOYSA-N para-methoxy-n-methylamphetamine Chemical compound CNC(C)CC1=CC=C(OC)C=C1 UGFMBZYKVQSQFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- GJVFBWCTGUSGDD-UHFFFAOYSA-L pentamethonium bromide Chemical compound [Br-].[Br-].C[N+](C)(C)CCCCC[N+](C)(C)C GJVFBWCTGUSGDD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- WJNRPILHGGKWCK-UHFFFAOYSA-N propazine Chemical compound CC(C)NC1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 WJNRPILHGGKWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/129—Radiofrequency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/22—Stationary reactors having moving elements inside in the form of endless belts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
- C01B32/186—Preparation by chemical vapour deposition [CVD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
- C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
- C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
- H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32816—Pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02425—Conductive materials, e.g. metallic silicides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02527—Carbon, e.g. diamond-like carbon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02658—Pretreatments
- H01L21/02661—In-situ cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1606—Graphene
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
- H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0873—Materials to be treated
- B01J2219/0879—Solid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/335—Cleaning
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
Abstract
Description
この出願は、2012年2月24日に出願された、「低減された処理温度でのグラフェ
ンの形成方法」と題した米国仮出願第61/603104号、2012年3月6日に出願
された、「低減された処理温度でのグラフェンの形成方法」と題した米国仮出願第61/
607337号、および2012年7月30日に出願された、「低減された温度で高品質
且つ大面積グラフェンを形成する単一ステップ法」と題した米国仮出願第61/6773
23号の優先権を主張し、全ての目的のためにそれらの開示をここで参照として完全に組
み込む。
体である。グラフェンの電気的特性は、従来の3次元材料と異なっており、グラフェンは
ゼロバンドギャップ半導体と考えることができる。グラフェンは、高いキャリア移動度を
有することができ、これがグラフェンを電子回路用途の候補材料としている。
相成長(CVD)を含む。CVD成長技術も、高温(例えば1000℃程度)での水素へ
の成長前暴露を含む。
された方法およびシステムへの要求が存在する。
細には、本発明は、高品質かつ大面積のグラフェンを成長させる方法およびシステムに関
するものである。単なる例として、本発明は、室温かつ減圧雰囲気下でグラフェンを成長
させる方法に適用された。この方法および技術は、CMOS互換半導体成長プロセスを含
む様々なグラフェン成長システムに適用できる。
方法は、基板を低減された圧力にて処理チャンバ内に設置するステップと、前記基板の少
なくとも一部に表面処理プロセスを行うステップとを含む。この方法は、炭素含有材料を
前記チャンバ内に供給するステップおよび前記基板を前記炭素含有材料に曝すステップも
含む。この方法はさらに、前記基板上で前記炭素含有材料の部分をグラフェンフィルムに
変換させるステップを含む。
板を提供するステップと、前記基板を減圧環境に置くステップとを含む。この方法は、キ
ャリアガスおよび炭素源を提供するステップおよび前記基板の少なくとも部分を前記キャ
リアガスおよび前記炭素源に曝すステップも含む。この方法はさらに、前記基板の前記少
なくとも部分に表面処理プロセスを施すステップと、前記炭素源の部分を前記基板の前記
少なくとも部分上に配置されたグラフェンに変換するステップとを含む。
のシステムは、複数のガス源と、複数の質量流量計であって、該複数の質量流量計の各々
は、前記複数のガス源の1つに結合されている質量流量計と、前記複数の質量流量計と流
体的に連絡されている処理チャンバとを備える。このシステムはまた、前記処理チャンバ
においてプラズマを形成するように動作可能なプラズマ源と、前記処理チャンバと流体的
に連絡されている真空ポンプとを含む。この方法はさらに、プロセッサと、前記コンピュ
ータ可読媒体に実体的に実装され、データプロセッサにより実行された時にグラフェン製
造を提供する複数のコンピュータ可読命令を備える非固定コンピュータ可読記憶媒体とを
含む。前記複数の命令は、前記データプロセッサに基板を減圧環境に置かせる命令と、前
記データプロセッサにキャリアガスおよびカーボン源を供給させる命令とを含む。前記複
数の命令は、前記データプロセッサに前記基板の少なくとも部分を前記キャリアガスおよ
び前記炭素源に曝させる命令と、前記データプロセッサに前記基板の前記少なくとも部分
上で表面処理プロセスを実行させる命令とを含む。前記複数の命令はさらに、前記データ
プロセッサに、前記炭素源の部分を前記基板の前記少なくとも部分上に配置されたグラフ
ェンに変換させる命令を含む。
、炉の必要なしにグラフェンを製造する技術を提供する。また、ここで説明するように、
従来技術よりもより高速にグラフェン成長を実現できる。さらに、ここで説明した低熱予
算処理は、従来法を用いて成長されたグラフェンにおいて観察されるものよりも低いスト
レスにより特徴付けられるグラフェンの成長を可能にする。本発明の幾つかの実施形態は
、炉の必要なしにグラフェンを製造し、従来技術を用いるよりもグラフェン成長を高速に
実現でき、低ストレスグラフェンフィルムを製造しつつ成長時間を著しく低減する(例え
ば5時間から15分に)方法およびシステムを提供する。本発明のこれらおよび別の実施
形態は、その多くの利点および特徴とともに、以下の文章および添付の図面に関連してよ
り詳細に説明する。
細には、本発明は、高品質かつ大面積のグラフェンを成長させる方法およびシステムに関
するものである。単なる例として、本発明は、室温かつ減圧雰囲気下でグラフェンを成長
させる方法に適用された。この方法および技術は、CMOS互換半導体成長プロセスを含
む様々なグラフェン成長システムに適用できる。
。一実施形態において、プロセスは、炭素前駆体の導入前に基板(例えば銅箔)を水素プ
ラズマに曝すステップを含む。このプロセスは、減圧雰囲気下で実行される。このプロセ
スは、従来のグラフェン成長において利用された高温水素アニールを回避する。よって、
本発明は、低温(例えば室温)にて高品質グラフェンの成長を可能にして、水素中での成
長前高温アニールまたは成長中の高温なしに低温処理を可能にする。
えば1000℃程度)は、デバイス性能に正反対の結果を生む。より低い熱予算が好まし
く、製造のためのエネルギーコストを低減し、潜在的に低減されたストレスを有するグラ
フェンフィルムを製造する。また、より低い熱予算は、デバイス集積に対して新しい道を
開くことができる。水素アニール中またはCVD成長中において、高い処理温度が従来使
用されている。銅フィルム上のCVD成長に対しては、水素中でのアニールは、自然銅酸
化膜を除去して、上にグラフェン層が成長するむき出しの銅へのアクセスを提供すること
により、銅表面を清浄にすると信じられている。高温水素アニール中に生じる基板クリー
ニングは、処理チューブの内部上への銅の蓄積により証明されている。
用することなく基板の洗浄を可能にする。本発明の実施形態を限定することなく、本発明
者は、プラズマ中のエネルギー種は、銅基板上に存在する自然酸化膜を除去する働きをす
ると信じている。
ンを成長させる方法が提供される。この実施形態において、従来の高温水素アニールは、
CVD成長開始前の室温プラズマ洗浄で置き換えられる。よって、このプロセスの全熱予
算は、従来技術に比べて低減される。
ある。システムは処理チャンバ110を含む。処理チャンバは、処理チューブとしても参
照されうる。処理チャンバは、プラズマ生成に耐える非反応環境を提供する石英のような
材料から製造される。石英に加えて、アルミナ、ガラス等の別の材料を利用して処理チャ
ンバを製造することができる。高周波プラズマ(例えば、高周波スペクトルの超高周波部
分(UFH)におけるマイクロ波プラズマ)を生成するために、高周波プラズマ発生器1
20(例えば、マイクロ波プラズマの発生に適したエベンソン型キャビティ)および関連
する電源122が設けられている。処理チャンバの部分は、特定の実装に応じた処理チャ
ンバの全てまたは一部を含むことができる。
り多いガス源を含むことができる。示された実施形態において、ガス源は、水素、アルゴ
ンおよびメタンであるが、本発明はこれらの特定のガスに限定されない。質量流量計(M
FCs)131、133および135または別の適切な流量計を利用して、ガス源から処
理チャンバへのガスの流量を調整する。
よりも低いレベルにて制御するのに使用できる。幾つかの実施形態において、MFC13
5は解放条件下で動作し、炭素源の流量は、光学分光計160からのフィードバック信号
を組み込むフィードバックループを用いて制御することができる。代わりに、水素および
メタン(または別の適切な炭素源)の予混合気を利用できる。よって、幾つかの実施形態
は、光学放射スペクトルは、リーク弁の位置の非常に小さな変化に敏感にできるため、光
学放射スペクトルを利用してストリームにおける炭素源(例えば、メタン)の量を調整す
る。
び真空ポンプ146に導く真空ラインにおいて1または複数の圧力計140および142
を利用することができる。追加の真空要素を特定の用途に適切に利用することができる。
また、1または複数の真空制御弁148を利用して処理チャンバにおける圧力を制御でき
る。
62を用いて処理チャンバに光学分光計160が設けられる。光学放射分光計(OES)
は、フローストリームにおける炭素源の量を制御して調節するのに使用できるのに加えて
、放射ピークを測定するのに使用できる。幾つかの実施形態において、成長プロセスをモ
ニターしてつじつまの合った結果を生成するように、放射ピークの組の比を使用できる。
別の実装において、光学パイロメーターを使用してサンプル温度が測定される。幾つかの
実施形態において、成長中に光学検査システム(例えば、基板の1または複数の表面への
光学的アクセスを提供するミラー)を利用して銅の除去の状態を特徴付けする。このよう
に、光学分光計に加えて、別の光学検査技術も本発明の範囲に含まれる。
読媒体174を含むコンピュータ170が設けられ、MFCs、真空制御弁148、高周
波プラズマ発生器120および電源、光学放射分光計(OES)160、および別の適切
なシステム要素に結合されている。幾つかの実装において、より少ない、あるいはより多
い要素をコンピュータに結合させることができる。プロセッサ172は、真空圧力、ガス
流量、プラズマ発生および別のシステムパラメータの少なくとも幾つかを制御することに
関する計算を実行するのに使用される。コンピュータ可読媒体174(データベースまた
はメモリとしても参照される)は、プロセッサおよび別のシステム要素によって使用され
るデータを格納するために、プロセッサ172に結合されている。プロセッサ172は、
幾つかの実施形態において、光学分光計160とやりとりして、基板洗浄プロセス、グラ
フェン堆積プロセス等の状態に関するデータを提供する。プロセッサ172、メモリ17
4およびI/Oインターフェース176を使用して、利用者は、システムを動作させてこ
こで説明するようにグラフェンを形成することができる。
サンタクララのインテル(登録商標)コーポレーションによって製造された多目的のマイ
クロプロセッサとすることができる。プロセッサ172は、ソフトウェア、ファームウェ
アおよび/またはハードウェアにおいて本発明に従って本発明の方法を実行するための命
令の少なくとも一部を実施する特定用途向け集積回路(ASIC)であっても良い。例え
ば、これらのプロセッサは、専用回路、ASIC、組み合わせ論理回路、別のプログラム
可能プロセッサ、およびそれらの組み合わせ等を含む。
リ174は、プロクラムの実行中に命令およびデータの格納のためのメインのランダムア
クセスメモリ(RAM)および固定された命令が格納されているリードオンリーメモリ(
ROM)を含むことができる。このように、メモリ174は、プログラムおよびデータフ
ァイルに対して永続的な(不揮発)記憶装置を提供し、ハードディスクドライブ、フラッ
シュメモリ、関連するリムーバブル媒体に関するフロッピーディスクドライブ、コンパク
トディスクリードオンリーメモリ(CD−ROM)ドライブ、光学ドライブ、リムーバブ
ル媒体カートリッジ、および別の類似の格納媒体を含むことができる。
ートである。この方法は、基板を減圧環境に置くステップを含む(ステップ210)。一
実施形態において、基板は(例えば0.025mmの厚みの)銅箔であり、減圧環境は真
空環境(例えば25mTorr〜0.5Torrの範囲の圧力)である。幾つかの実施形
態において、全システム圧は25mTorrと40mTorrとの間であるが、利用する
特定の真空システムに応じてより低くすることができる。ここでより完全に説明するよう
に、幾つかの実装において、処理の間、圧力は500mTorrに維持される。
)と、高周波プラズマを所定の期間の間基板の周囲に形成するステップ(ステップ214
)を含む。幾つかの実施形態において、高周波プラズマ洗浄中の基板の温度は、従来の1
000℃での水素アニールに比べて低減された温度、例えば室温または室温付近である。
このように、本発明の実施形態は、従来技術を用いては利用できない低温処理を可能にす
る。
ステップ216)。幾つかの実施形態において、加熱処理中、基板は水素流とともに真空
条件下に維持して、基板をイナート環境中に保つ。本発明の実施形態を限定することなく
、本発明者は、高周波プラズマは基板の反応性を増加させ、続く炭素含有材料に曝された
ときの成長のための基板を用意すると信じている。幾つかの実施形態では超高真空環境が
必要とされていないため、幾つかの実装において、真空環境(例えば、25mTorr〜
0.5Torr)は、雰囲気(空気、窒素等を含む)からのガスが存在しても良いことに
注意されたい。CVDシステムに精通する者に明らかなように、真空環境の増加された制
御ために、処理チャンバ中に追加のガス制御を設けることができる。
ップ218)。例として、炭素前駆体はメタン、アセチレン、シクロヘキサン、トルエン
、PMMA、ポリスチレン、ベンゼン、それらの組み合わせ等を含む複数のガス種の1つ
とすることができる。成長後、基板は冷却されて成長チャンバから除去される。
させる特定の方法を提供する。代替の実施形態に従って別のステップシーケンスも実行で
きる。例えば、本発明の代替の実施形態は、上で概説されたステップを別の順序で実行で
きる。さらに、図2に示された個々のステップは、個々のステップに適切なように様々な
シーケンスで実行されることができる複数のサブステップを含むことができる。さらにま
た、特定の用途に応じてステップを追加または除去できる。当業者は、多くの変形、変更
および代替を認識するだろう。
の成長を約800℃〜約1000℃の範囲の成長温度で実行した。その結果、本発明の幾
つかの実施形態により、従来のグラフェン成長温度よりも低い温度での成長が提供される
。図3は、従来技術を用いて成長されたグラフェンフィルムに対するデータ(プロットA
)および図2に関連して説明した方法を用いて成長されたグラフェンフィルムに対するデ
ータ(プロットB)を示している。図3に示すように、1000℃で銅単結晶上に成長さ
れたグラフェン(プロットA)および低温プラズマ洗浄プロセスを用いた銅箔上へのグラ
フェン成長後、800℃での成長(プロットB)は、1580/cm2および2700/
cm2付近の2つのシャープな特徴により特徴付けられ、1350/cm2付近の明確な
欠陥ピークがなく、本発明の実施形態は、ここで説明したプラズマアシスト条件を利用し
て高品質なグラフェンフィルムを製造することを示している。
のに使用されるプラズマ処理と成長中の炭素源への暴露との間、基板はイナート環境中に
維持される。基板をイナート環境中に維持(例えば、真空下での処理を維持)できる能力
は、銅は酸素に曝されると速やかに酸化物を形成するため、処理表面を処理された状態に
維持することを可能にする。
エベンソン型キャビティを用いて、入力:40W、期間:15分間、水素流量:2scc
mで処理チャンバにおいて基板(銅箔)の近くに高周波プラズマが形成された。高周波プ
ラズマの適用中、マイクロ波キャビティの付近に著しい量の銅が観察されており、これは
、高周波プラズマが基板から銅をエッチングまたは除去していたことを示している。高周
波プラズマが消され、基板は水素流量:2sccm、圧力:42mTorr下で800℃
まで加熱した。
500mTorrに増加させた。これらの条件の15分後、同一の流れおよび圧力下で基
板を冷却した。冷却時、基板を除去してラマン分光を行い(図5におけるプロットA)、
グラフェンが、サンプルホルダーとしても参照できるサセプタに隣接する基板の裏面側に
形成されたことを示している。この手続きを700℃および600℃の成長温度でも繰り
返したところ、同様の結果が得られた。本発明の実施形態は、単層のグラフェンに加えて
、多層グラフェン、(例えば、VLSプロセスを用いた)カーボンナノチューブ、ダイヤ
モンドライクカーボン、グラファイト、アモルファスカーボン、フラーレン等を含む、炭
素の別の同素体の形成に有益である。当業者は、多くの変形、変更および代替を認識する
だろう。
である。この方法は、図5のプロットAにおけるラマンスペクトルに関連するグラフェン
成長プロセスと幾つかの類似するプロセスを共有しており、この高温(例えば800℃)
成長プロセスに関連する説明は、図4において示された成長プロセスに適切に利用できる
。
410)。一実施形態において、基板は銅箔または別の適切な基板とすることができ、減
圧環境は、図1に示した処理チャンバ110における真空環境とすることができ、例えば
、約1〜約500mTorrの範囲の圧力である。幾つかの実装においては、圧力は50
0mTorr未満とすることができる。幾つかの実施形態において、この方法は、例えば
流量:2sccmで水素ガスの流れを導入するステップ(ステップ412)をさらに含む
。窒素、アルゴン、別の希ガス、塩素、別のハロゲン、これらの混合ガス(例えば、塩素
とアルゴン)等を含む、別のガスを利用することもできる。ガスは、プロセスチャンバを
通して流れるが、真空の適用は、ガス流にもかかわらず減圧環境を適用するのに十分であ
る。幾つかの実施形態において、処理チャンバ内の圧力は、所定の圧力値、例えば500
mTorrにて所定の期間維持される。自然酸化膜を効率的に除去するために、減圧環境
における酸素の分圧は、30mTorr未満とすることができ、減圧環境における水素の
分圧は、500mTorr未満とすることができ、減圧環境におけるイナートガスの分圧
および/または水蒸気を含む雰囲気ガスは、500mTorr未満とすることができる。
別の実施形態において、減圧環境における空気の分圧は、30mTorr未満とするか、
あるいは減圧環境におけるキャリアガスおよび炭素源の分圧は、500mTorr未満と
することができる。特定の実施形態において、減圧環境におけるキャリアガスおよび炭素
源の全圧は500mTorr未満である。当業者は、多くの変形、変更および代替を認識
するだろう。
プ414)と、基板を高周波プラズマに所定の期間曝すステップ(ステップ416)を含
む。高周波プラズマへの暴露の間、基板表面は洗浄および/または処理され、自然酸化膜
を除去してグラフェン堆積のための表面を用意する。高周波プラズマ処理の間、基板は、
例えば真空条件を維持することにより減圧環境中に維持される。例として、高周波プラズ
マ(例えば、処理チャンバにおける水素の流れに合わせて形成される高周波水素プラズマ
)は、入力:40W、期間:15分(例えば、水素流量:2sccm)でエベンソン型キ
ャビティを用いて処理チャンバ中で基板(例えば銅箔)の付近に形成できる。RFプラズ
マの適用中、著しい量の銅がマイクロ波キャビティ付近に観察され、高周波プラズマが基
板から銅をエッチングまたは除去していたことを示している。
sccmで減圧水素環境中に維持され、結果として42mTorrの圧力となる。この方
法は、炭素前駆体(例えばメタン)を、例えば処理チャンバにおいて500mTorrの
圧力を生成するメタン流量:35sccmで処理チャンバ中に流すステップを含む(ステ
ップ418)。こうして、幾つかの実施形態において基板が炭素含有材料に、例えば50
0mTorr未満の圧力で暴露されている間、減圧雰囲気を維持できる。炭素前駆体の流
れの間の温度は、室温、室温よりも低い温度、または室温より高い温度とすることができ
る。特定の実施形態において、炭素前駆体の流れの間の温度は20℃と30℃の間であり
、例えば室温である。
で固定でき、あるいは特定の用途に応じて時間の関数として変動できる。幾つかの実施形
態において、減圧環境は、炭素前駆体の流れの間維持される。本発明の実施形態によれば
、炭素前駆体の流れは、例えば室温での基板上へのグラフェンの堆積に至る。グラフェン
は、堆積条件に応じて、基板の片側または両側に形成できる。幾つかの実装において、カ
バーまたはキャップを基板のすぐ近くで利用してグラフェン成長を増大させることができ
る。本発明の実施形態を限定することなく、本発明者は、カバーまたはキャップの使用は
、基板表面に隣接する種および/または前駆体の居住時間を増加させ、反応カイネティク
スに強い影響を与えて堆積レートを増加させると信じている。幾つかの実施形態において
、サセプタまたはサンプルホルダーに隣接する基板の裏面側へのグラフェン成長が観察さ
れる。このようなグラフェン成長の増大は、基板とサセプタまたはサンプルホルダーとの
間のメタン流の低い速度、およびカバーまたはキャップされていない別の表面と比較して
、対応する長い居住時間によるものとすることができる。代わりに、ガス流における炭素
源の濃度を低減して、成長表面で利用可能な炭素量を限定して、グラフェン成長を増大さ
せることができる。
バは真空ポンプと連通しているため、処理チャンバは空にして、アルゴンまたは別の適切
なイナートガスで充填される。結果として、基板は処置チャンバから除去されて、堆積さ
れたグラフェンを特徴付ける。幾つかの実施形態において、メタン流の全てまたは一部の
間、全圧は500mTorrまで増加され、例えば15分間維持できる。グラフェン形成
後、基板の特徴付けのための除去する前に、処理チャンバはアルゴンまたは別の適切なイ
ナートガスで満たすことができる。
ステップ412)高周波水素プラズマを処理チャンバ中に発生させることができる(ステ
ップ414)。
成長方法を提供する。代替の実施形態に従って別のステップシーケンスも実行することが
できる。例えば、本発明の代替の実施形態は、上で概説したステップを別の順序で実行す
ることができる。また、図2に示した個々のステップは、個々のステップに適切なように
様々なシーケンスで実行されることができる複数のサブステップを含むことができる。さ
らにまた、特定の用途に応じて、ステップを追加または除去できる。当業者は、多くの変
形、変更および代替を認識するだろう。
の実施形態を用いて成長されたグラフェンフィルムに対するデータを示している。図5に
、従来技術を用いて1000℃で銅単結晶上に成長されたグラフェンに対するラマンスペ
クトルをプロットAとして示している。プロットBは、プラズマ洗浄後に銅箔上に800
℃で成長されたグラフェンに対するラマンスペクトルを示している。プロットCは、図4
に示した方法、すなわち高周波洗浄プロセスに続いてグラフェンの室温堆積を用いて銅箔
上に成長されたグラフェンに対するラマンスペクトルを示している。図5においてデータ
収集のために使用されたグラフェンフィルムは全て、35sccmのメタンおよび2sc
cmの水素を15分間500mTorrの全圧下で成長された。図5に示したように、室
温(つまり24℃)で成長されたグラフェンは、1000℃で熱CVDにより成長された
グラフェンと類似したラマンスペクトルを有している。1580/cm2および2700
/cm2付近の2つのシャープの特徴および1350/cm2付近の明確な欠陥ピークが
存在しないことは、双方のフィルムは良好な品質であることを示している。
している。例として、銅箔基板は低温処理を用いて洗浄することができ、その結果、石英
処理チューブの内側に銅が蓄積するが、これは洗浄プロセス中に箔からの銅の除去の証拠
およびグラフェン製造のための成長表面の準備の証拠である。幾つかの実施形態において
、処理チャンバの内側、例えば基板付近上への銅堆積量を測定する、および/またはエベ
ンソン型キャビティプラズマ処理として、計量学を実行することができる。1つの基板処
理プロセスは、銅表面に隣接して形成される高周波水素プラズマを利用する。当業者には
明らかなように、高周波プラズマはガス分子を高周波電圧でイオン化する真空処理である
。プラズマ中でエネルギーを持ち活性な粒子は、自然表面層または表面汚染を除去するこ
とにより、表面を洗浄またはエッチングするように機能する。本発明の幾つかの実施形態
は、水素アニールに通常関連する高温を必要としない低温高周波プラズマ処理を利用する
。
として使用した。エベンソン型キャビティは、静止したガスおよび流れるガスの双方にお
いて、数mTorr〜数百Torrまでの範囲の圧力にて放電を励起することができる。
この特定の高周波マイクロ波キャビティの利益は、石英真空チューブ上に直接設置してそ
の場でプラズマを発生できることである。
グネシウム、これらの合金、シリコン、炭化シリコン、これらの組み合わせ等を含む別の
基板が本発明の実施形態とともに使用するのに適している。
エッチングのような化学的方法、物理的機械加工のような機械的方法、イオンビーム注入
、超音波洗浄、研磨、レーザー蒸発、蒸発、物理エッチング、反応性イオンエッチング、
電気的研磨、アルゴンプラズマエッチングのような化学機械法、電子ビーム暴露、電子ビ
ーム加熱、誘導加熱、ジュール加熱のような電気的方法、および電気化学的方法を含む、
別の表面準備方法を利用できる。
ャートである。図6に示したグラフェン形成方法は、図4に示したグラフェン形成方法と
幾つかの類似点を共有している。よって、図6に示した方法に関連する説明は、図4にお
いて示されたプロセスおよび材料に適切に利用できる。当業者は、多くの変形、変更およ
び代替を認識するだろう。
かつ大面積のグラフェン(例えばグラフェンフィルム)を成長させる方法を提供する。ま
とめると、本方法は、基板(例えば銅箔)を微量のメタンを含有する水素プラズマに曝す
ステップを含む。そのプロセスは、減圧環境において行われる。この処理は、従来のグラ
フェン成長において使用される高温水素アニールおよび関連する複数の処理ステップを避
けることができる点で有利である。この態様において、高品質グラフェンの成長は、1ス
テップかつ低減された温度で、高温での水素アニールを必要とすることなく起こることが
できる。
プ(ステップ610)を含む。一実施形態において、処理チャンバは、内径10mm、外
径12.5mmの石英チューブである。本方法は、処理チャンバを真空、例えば500m
Torr以下の圧力下に置くステップも含む(ステップ612)。キャリアガス(例えば
水素)の流れは、処理チャンバ中に、例えば水素流量:2sccm〜5sccm、例えば
2sccm、および微量の炭素源(例えばメタン)の流れを、例えば、メタン流量:0.
0008sccm(つまり水素流量の0.04%)でキャリアガスの流れに追加される(
ステップ614)。処理チャンバ中の圧力は、所定の値、例えば500mTorr以下に
固定されており、本方法は、基板付近で高周波プラズマを形成できるエベンソン型キャビ
ティを用いて、例えば入力:40Wを用いて処理チャンバ中で高周波プラズマを発生させ
るステップを含む(ステップ616)。幾つかの実施形態において、炭素源の量は、ガス
流の少量、例えば0.6%未満、例えば0.01%〜0.6%である。幾つかの実装にお
いて、炭素源の量は100ppm超えである。このように、本発明の実施形態は、メタン
を炭素源として微量含む水素の高周波プラズマを提供する。本発明の実施形態によれば、
エベンソン型キャビティに加えて、例えば誘導的に結合されたプラズマ源等の別のプラズ
マ源を利用できる。プラズマ中のガスも、例えばアルゴンイオンを含むプラズマ、塩素イ
オンおよびメタンベースのラジカルを含むプラズマ、これらの組み合わせ、塩素、アルゴ
ンおよびメタン等に変更できる。また、加熱されたワイヤー(例えばホットワイヤー)フ
ィラメント技術を使用して、ここで説明したプラズマベースグラフェン成長技術に類似し
た処理におけるグラフェン成長に適した活性種を形成できる。プラズマ技術の組み合わせ
および加熱されたワイヤーフィラメント技術も本発明の範囲に含める。
ハロゲン、これらの混合ガス(例えば、塩素およびアルゴン)等を含む別のガスを利用で
きる。炭素源としてのメタンの使用に加えて、アセチレン(エチン、C2H2)、2,2
−ジメチルプロパン(ネオペンタン、C5H12)、アレン(プロパジン、C3H4)、
エタン(C2H6)、1,2−ブタジエン(C4H6)、エチルアセチレン(1−ブチン
C4H6)、1,3−ブタジエン(C4H6)、エチレン(エテン、C2H4)、イソブ
タン(2−メチルプロパン)、n−ヘキサン(C6H14)、n−ブタン(C4H10)
、1−ブテン(C4H8)、メチルアセチレン(プロピン、C4H4)、シス2−ブテン
(C4H8)、イソペンタン(2−メチルブタンまたは3−メチルブタン、C5H12)
、トランス2−ブタン(C4H8)、n−ペンタン(C5H12)、イソブチレン(2−
メチルプロパン、C4H8)、プロパン(C3H8)、シクロプロパン(C3H6)、プ
ロピレン(プロペン、C3H6)、ジメチルアセチレン(2−ブチン、C4H6)、トル
エン(C7H8)ジメチルエーテル(C3H6O)、ビニルアセチレン等を含む別のガス
を利用できる。
618)を含み、その間、キャリアガスおよび炭素源の流れは、減圧にて動作している間
は継続される。幾つかの実施形態において、ファンまたは冷却装置(例えば液体窒素を有
するチューブを通して流れる冷却ガスを流す)を高周波プラズマが形成される処理チュー
ブの領域に適用され、処理環境の温度を、例えば室温未満の温度に低減した。例として、
このような冷却は、処理チャンバ(つまり石英チューブ)の外側の温度を90℃または別
の同程度の温度に低減できる。このように、本発明の実施形態は、グラフェンフィルムの
室温成長を指すことができるが、本発明は室温での成長に具体的に限定されず、別の同程
度の温度を含むことができる。従って、室温は、本開示の目的のために、高周波プラズマ
プロセスの結果生成されうる熱を除いて基板の外部加熱のない処理環境を含むことを意図
している。実際、上述のように、基板および該基板に隣接する処理チャンバの領域の冷却
を使用して、高周波プラズマ処理中に生成される一部または全ての熱を除去できる。
、プラズマ中でC+、CH+、CH2 +およびCH3 +のような反応炭素種を形成できる
。酸化銅の除去とグラフェンの堆積が同時に起こるため、これらの活性種は、水素原子に
加えて、基板上へのグラフェンの堆積をもたらす。本発明の実施形態を限定することなく
、本発明者は、グラフェン成長処理は、同時または並行の酸化銅の除去を含み、基板表面
を表面上で触媒作用を及ぼす活性炭素種に曝し、グラフェン層を残すと信じている。
れ、基板は処理チャンバから取り除かれる。本発明者は、図6に示した処理において、高
周波プラズマが基板表面に本来存在する自然酸化銅膜を除去した結果、マイクロ波キャビ
ティの近くに著しい量の動画観察されることに気づいた。
長させる特定の方法を提供する。本発明の別の実施形態によれば、別のシーケンスステッ
プも行うことができる。例えば、本発明の代替の実施形態は、上で概説したステップを異
なる順序で実行することができる。また、図6に示された個々のステップは、個々のステ
ップに適切なように様々なシーケンスで実行されることができる複数のサブステップを含
むことができる。さらに、特定の用途に応じて、ステップを追加または除去できる。当業
者は、多くの変形、変更および代替を認識するだろう。
の一実施形態を用いて成長されたグラフェンフィルムに対するデータを示している。図7
に示すように、プロットAは、1000℃で実行された従来の成長プロセスのためのラマ
ンスペクトルを示している。プロットBは、図6に関連して説明された単一ステップ室温
成長プロセスに対するラマンスペクトルを示している。双方のフィルムは、単結晶銅上に
成長された。1580/cm2および2700/cm2付近の2つの特徴および1350
/cm2付近の明確な欠陥ピークが存在しないことは、双方のフィルムは良好な品質であ
ることを示している。
ルシステムの簡略模式図である。図8に示すように、グラフェンを製造するためのロール
・ツー・ロールシステムは、ロール状の銅箔810を含み、この銅箔810は、処理要素
815を用いてプラズマ(例えば高周波水素プラズマ)に曝され、その後あるいは同時に
、グラフェン層を形成するようにメタンガスが噴射される。グラフェンを有する銅箔は、
出力ロール820上に巻かれる。図8に示した実施形態を用いて、ロール・ツー・ロール
処理は、大面積グラフェンフィルムの連続製造に使用できる。減圧雰囲気は、少なくとも
処理領域において低要されるが、銅箔およびグラフェンを有する銅箔の一方または双方の
ロールを含むこともできる。なお、図8に示したロール・ツー・ロール処理は、ここで説
明したグラフェン製造の方法の1または複数に適用できる。図8において、グラフェンは
、銅箔の表側の表面上に形成されたように示されているが、特定の実装に応じて、銅箔の
裏側の表面または両面上に形成できる。さらに、サポートまたはキャップ構造を用いて、
成長表面に隣接する種および/または前駆体の居住時間を変更できる。
ているが、本明細書全体に説明されているように、別の基板および炭素源も図8に示した
システムの範囲に含まれる。当業者は、多くの変形、変更および代替を認識するだろう。
な変更および変形が当業者に示唆され、本願の要旨および範囲、並びに添付の請求項の範
囲に含まれるべきである。
Claims (21)
- グラフェンフィルムを形成する方法であって、該方法は、
基板を低減された圧力にて処理チャンバ中に設置するステップと、
前記基板の少なくとも一部に表面処理プロセスを行うステップと、
炭素含有材料を前記処理チャンバ中に供給するステップと、
前記基板を前記炭素含有材料に曝すステップと、
前記炭素含有材料の一部を前記基板上でグラフェンフィルムに変換するステップと、
を含む方法。 - ガスを供給するステップと、
前記表面処理プロセスの前に前記基板を前記ガスに曝すステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ガスは水素である、請求項2に記載の方法。
- 前記表面処理プロセスは高周波水素プラズマを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記表面処理プロセスは、高周波プラズマ洗浄プロセスを含む、請求項1に記載の方法
。 - 前記基板は銅箔を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記低減された圧力は500mTorr未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記炭素含有材料は、メタン、エタン、プロパンまたはブタンの少なくとも1つを含む
、請求項1に記載の方法。 - グラフェンを形成する方法であって、該方法は、
基板を用意するステップと、
前記基板を減圧環境に置くステップと、
キャリアガスを供給するステップと、
炭素源を供給するステップと、
前記基板の少なくとも一部を前記キャリアガスおよび前記炭素源に曝すステップと、
前記基板の前記少なくとも一部に表面処理プロセスを行うステップと、
前記炭素源の一部を前記基板の前記少なくとも一部上でグラフェンに変換するステップ
と、
を含む方法。 - 前記基板は銅箔を備える、請求項9に記載の方法。
- 前記表面処理プロセスは高周波プラズマ洗浄プロセスを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記キャリアガスは水素を含み、前記表面処理プロセスは高周波水素プラズマプロセス
を含む、請求項9に記載の方法。 - 前記炭素源はメタンを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記キャリアガスの供給と前記炭素源の供給は同時に行われる、請求項9に記載の方法
。 - 前記炭素源は、キャリアガスおよび炭素源の流れの合計の0.1%未満である、請求項
14に記載の方法。 - 前記表面処理プロセスは500mTorr以下の圧力にて行われる、請求項9に記載の
方法。 - グラフェン製造のためのシステムであって、該システムは、
複数のガス源と、
複数の質量流量計であって、該複数の質量流量計の各々は前記複数のガス源の1つに結
合されている、質量流量計と、
前記複数の質量流量計と流体的に連絡されている処理チャンバと、
前記処理チャンバ中でプラズマを形成するように動作可能なプラズマ源と、
前記処理チャンバと流体的に連絡されている真空ポンプと、
プロセッサと、
複数のコンピュータ可読命令を含む非固定コンピュータ可読記憶媒体であって、前記命
令は前記コンピュータ可読記憶媒体に実体的に実装され、データプロセッサにより処理さ
れる時にグラフェン製造のために前記複数の命令を提供し、該複数の命令は、
前記データプロセッサに基板を低減された圧力環境に置かせる命令と、
前記データプロセッサにキャリアガスおよび炭素源を供給させる命令と、
前記データプロセッサに前記基板の少なくとも一部を前記キャリアガスおよび前記炭素
源に曝させる命令と、
前記データプロセッサに前記基板の前記少なくとも一部に表面処理プロセスを行わせる
命令と、
前記データプロセッサに前記基板の前記少なくとも一部上で前記炭素源の一部をグラフ
ェンに変換させる命令とを含む、非固定コンピュータ可読記憶媒体と、
を備えるシステム。 - 前記基板は銅箔を備える、請求項17に記載のシステム。
- 前記キャリアガスは水素を含み、前記表面処理プロセスは高周波水素プラズマ処理プロ
セスを含む、請求項17に記載のシステム。 - 前記炭素源はメタンを含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記キャリアガスの供給および前記炭素源の供給は同時に行われる、請求項17に記載
のシステム。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261603104P | 2012-02-24 | 2012-02-24 | |
US61/603,104 | 2012-02-24 | ||
US201261607337P | 2012-03-06 | 2012-03-06 | |
US61/607,337 | 2012-03-06 | ||
US201261677323P | 2012-07-30 | 2012-07-30 | |
US61/677,323 | 2012-07-30 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014558853A Division JP6262156B2 (ja) | 2012-02-24 | 2013-02-22 | グラフェン形成のための方法およびシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018074171A true JP2018074171A (ja) | 2018-05-10 |
JP6562996B2 JP6562996B2 (ja) | 2019-08-21 |
Family
ID=49006226
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014558853A Active JP6262156B2 (ja) | 2012-02-24 | 2013-02-22 | グラフェン形成のための方法およびシステム |
JP2017238223A Active JP6562996B2 (ja) | 2012-02-24 | 2017-12-13 | 銅材料を銅基板から除去する方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014558853A Active JP6262156B2 (ja) | 2012-02-24 | 2013-02-22 | グラフェン形成のための方法およびシステム |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9150418B2 (ja) |
EP (1) | EP2817261A4 (ja) |
JP (2) | JP6262156B2 (ja) |
KR (1) | KR102107382B1 (ja) |
CN (2) | CN104136368B (ja) |
SG (3) | SG10201908213VA (ja) |
TW (1) | TWI552954B (ja) |
WO (1) | WO2013126671A1 (ja) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG10201908213VA (en) * | 2012-02-24 | 2019-10-30 | California Inst Of Techn | Method and system for graphene formation |
KR101954999B1 (ko) * | 2013-01-14 | 2019-03-06 | 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 그라펜을 형성시키는 방법 및 시스템 |
US9242865B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-01-26 | Lockheed Martin Corporation | Systems and methods for production of graphene by plasma-enhanced chemical vapor deposition |
US9458020B2 (en) * | 2013-05-06 | 2016-10-04 | Centre National De La Recherche Scientifique | Process and device for forming a graphene layer |
GB201318463D0 (en) * | 2013-08-13 | 2013-12-04 | Medical Res Council | Graphene Modification |
WO2015149116A1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Graphene process and product |
US10072355B2 (en) * | 2014-04-15 | 2018-09-11 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods of forming graphene single crystal domains on a low nucleation site density substrate |
WO2016006943A1 (ko) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 재단법인대구경북과학기술원 | 그래핀으로 코팅된 코어-쉘 구조를 가지는 금속 나노와이어 및 이의 제조방법 |
CN104211054B (zh) * | 2014-09-09 | 2016-05-18 | 中国科学院化学研究所 | 一种可控制备石墨烯的方法 |
CN104576457A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 常州二维碳素科技有限公司 | 一种对石墨烯制件进行表面处理的设备及其处理方法 |
KR101723521B1 (ko) * | 2015-02-26 | 2017-04-05 | 주성엔지니어링(주) | 그래핀 성장 장치 |
KR101717476B1 (ko) * | 2015-02-27 | 2017-03-27 | 주성엔지니어링(주) | 그래핀 성장 장치 |
TWI539043B (zh) | 2015-07-21 | 2016-06-21 | 財團法人工業技術研究院 | 石墨烯花的形成方法 |
JP6661189B2 (ja) * | 2015-10-02 | 2020-03-11 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | グラフェン膜の作製方法 |
CN105220128B (zh) * | 2015-11-16 | 2018-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种锆合金表面原位垂直生长石墨烯防腐层的制备方法 |
JP6652770B2 (ja) * | 2016-04-04 | 2020-02-26 | 株式会社不二越 | 固体高分子形燃料電池用セパレータの製造方法 |
NO345837B1 (en) * | 2016-05-04 | 2021-08-30 | Cealtech As | Apparatus for large scale producing 3D graphene and method describing the same |
CN106248221A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-21 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种基于石墨烯的非制冷红外探测器及原位制作方法 |
US9997334B1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-06-12 | Lyten, Inc. | Seedless particles with carbon allotropes |
US10825586B2 (en) * | 2017-08-30 | 2020-11-03 | Ultra Conductive Copper Company, Inc. | Method and system for forming a multilayer composite structure |
ES2717199B2 (es) * | 2017-12-19 | 2022-07-21 | Pamies Javier Biela | Planta de biogas |
CN109975368A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-05 | 西南大学 | 一种用于气敏传感的石墨烯氧化锡复合材料的制备方法 |
CN109930133A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-06-25 | 西南大学 | 一种用于气敏传感的石墨烯氧化锆复合材料的制备方法 |
EP4100362A1 (en) | 2020-02-03 | 2022-12-14 | CealTech AS | Process and device for large-scale production of graphene |
JP2022007053A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-01-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
CN111847432B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-08-29 | 北京石墨烯研究院 | 大面积多层石墨烯及其制备方法 |
US11515163B2 (en) * | 2021-01-06 | 2022-11-29 | Applied Materials, Inc. | Low temperature graphene growth |
US20220254641A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus of low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition of graphene |
WO2023079018A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | Universite Picardie Jules Verne | Process for direct deposition of graphene or graphene oxide onto a substrate of interest |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06140368A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Fujitsu Ltd | 水素プラズマダウンフロー処理方法及び水素プラズマダウンフロー処理装置 |
JP2001007117A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置及び処理方法 |
JP2006080486A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Samsung Electronics Co Ltd | エピタキシャル膜の形成方法と、これを用いた薄膜形成方法、及び半導体装置の製造方法 |
JP2006135052A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造システム |
JP2007317908A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Shinko Seiki Co Ltd | クリーニング装置 |
WO2011115197A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 透明導電性炭素膜の製造方法及び透明導電性炭素膜 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55158275A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-09 | Hitachi Ltd | Corrosion preventing method for al and al alloy |
US4431499A (en) * | 1982-02-26 | 1984-02-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of sputter etching a surface |
JPH0225571A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-29 | Kawasaki Steel Corp | 硬質炭素膜合成方法 |
US6547934B2 (en) * | 1998-05-18 | 2003-04-15 | Applied Materials, Inc. | Reduction of metal oxide in a dual frequency etch chamber |
JP2000096233A (ja) * | 1998-06-20 | 2000-04-04 | Nissin Electric Co Ltd | 炭素膜及びその形成方法並びに炭素膜被覆物品及びその製造方法 |
US7604708B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-10-20 | Applied Materials, Inc. | Cleaning of native oxide with hydrogen-containing radicals |
US20070184190A1 (en) * | 2003-08-27 | 2007-08-09 | Mineo Hiramatsu | Method for producing carbon nanowalls, carbon nanowall, and apparatus for producing carbon nanowalls |
JP2009184892A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | カーボンナノチューブ形成装置およびカーボンナノチューブ形成方法 |
JP5463282B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2014-04-09 | 勝 堀 | グラフェンの製造方法 |
JP5453045B2 (ja) * | 2008-11-26 | 2014-03-26 | 株式会社日立製作所 | グラフェン層が成長された基板およびそれを用いた電子・光集積回路装置 |
KR20100090580A (ko) * | 2009-02-06 | 2010-08-16 | 에이비씨상사 주식회사 | 그라펜 물질의 제조방법 |
KR101174870B1 (ko) * | 2009-02-06 | 2012-08-17 | 에이비씨상사 주식회사 | 그라펜 복합체 조성물 및 이를 이용한 투명한 전도성 필름 |
JP2010212619A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Toshiba Corp | グラフェンの作製方法、グラフェン、グラフェン作製装置及び半導体素子 |
FR2943660B1 (fr) * | 2009-03-25 | 2011-04-29 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'elaboration de graphene |
US20100323113A1 (en) * | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Ramappa Deepak A | Method to Synthesize Graphene |
US10167572B2 (en) * | 2009-08-07 | 2019-01-01 | Guardian Glass, LLC | Large area deposition of graphene via hetero-epitaxial growth, and products including the same |
US20120161098A1 (en) * | 2009-08-20 | 2012-06-28 | Nec Corporation | Substrate, manufacturing method of substrate, semiconductor element, and manufacturing method of semiconductor element |
KR101636442B1 (ko) * | 2009-11-10 | 2016-07-21 | 삼성전자주식회사 | 촉매합금을 이용한 그라핀의 제조방법 |
KR101279606B1 (ko) * | 2009-12-11 | 2013-07-05 | 한국전자통신연구원 | 그래핀 박막의 증착방법 |
JP5660804B2 (ja) * | 2010-04-30 | 2015-01-28 | 東京エレクトロン株式会社 | カーボンナノチューブの形成方法及びカーボンナノチューブ成膜装置 |
KR20120012271A (ko) | 2010-07-30 | 2012-02-09 | 성균관대학교산학협력단 | 그래핀의 제조 방법, 그래핀 시트 및 이를 이용한 소자 |
WO2012051182A2 (en) * | 2010-10-11 | 2012-04-19 | University Of Houston System | Fabrication of single-crystalline graphene arrays |
CN102212794B (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种基于电镀铜衬底制备大面积石墨烯薄膜的方法 |
CN103764750B (zh) | 2011-08-24 | 2016-08-17 | 旭化成株式会社 | 树脂密封片和太阳能电池模块 |
SG10201908213VA (en) * | 2012-02-24 | 2019-10-30 | California Inst Of Techn | Method and system for graphene formation |
-
2013
- 2013-02-22 SG SG10201908213V patent/SG10201908213VA/en unknown
- 2013-02-22 CN CN201380010837.8A patent/CN104136368B/zh active Active
- 2013-02-22 EP EP13751679.5A patent/EP2817261A4/en active Pending
- 2013-02-22 KR KR1020147025067A patent/KR102107382B1/ko active IP Right Grant
- 2013-02-22 WO PCT/US2013/027284 patent/WO2013126671A1/en active Application Filing
- 2013-02-22 JP JP2014558853A patent/JP6262156B2/ja active Active
- 2013-02-22 US US13/774,188 patent/US9150418B2/en active Active
- 2013-02-22 SG SG10201607367UA patent/SG10201607367UA/en unknown
- 2013-02-22 CN CN201611162591.8A patent/CN106744866B/zh active Active
- 2013-02-22 SG SG11201404775RA patent/SG11201404775RA/en unknown
- 2013-02-23 TW TW102106432A patent/TWI552954B/zh active
-
2015
- 2015-08-27 US US14/838,202 patent/US20150368111A1/en not_active Abandoned
-
2016
- 2016-08-24 US US15/246,427 patent/US20170044018A1/en not_active Abandoned
-
2017
- 2017-12-13 JP JP2017238223A patent/JP6562996B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06140368A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Fujitsu Ltd | 水素プラズマダウンフロー処理方法及び水素プラズマダウンフロー処理装置 |
JP2001007117A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置及び処理方法 |
JP2006080486A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Samsung Electronics Co Ltd | エピタキシャル膜の形成方法と、これを用いた薄膜形成方法、及び半導体装置の製造方法 |
JP2006135052A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造システム |
JP2007317908A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Shinko Seiki Co Ltd | クリーニング装置 |
WO2011115197A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 透明導電性炭素膜の製造方法及び透明導電性炭素膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201336784A (zh) | 2013-09-16 |
CN106744866A (zh) | 2017-05-31 |
US20170044018A1 (en) | 2017-02-16 |
KR20140135725A (ko) | 2014-11-26 |
CN104136368A (zh) | 2014-11-05 |
WO2013126671A1 (en) | 2013-08-29 |
JP2015510489A (ja) | 2015-04-09 |
JP6562996B2 (ja) | 2019-08-21 |
SG11201404775RA (en) | 2014-09-26 |
EP2817261A1 (en) | 2014-12-31 |
CN106744866B (zh) | 2021-01-01 |
TWI552954B (zh) | 2016-10-11 |
US20140044885A1 (en) | 2014-02-13 |
SG10201908213VA (en) | 2019-10-30 |
JP6262156B2 (ja) | 2018-01-17 |
US9150418B2 (en) | 2015-10-06 |
CN104136368B (zh) | 2017-02-22 |
US20150368111A1 (en) | 2015-12-24 |
EP2817261A4 (en) | 2015-10-28 |
SG10201607367UA (en) | 2016-10-28 |
KR102107382B1 (ko) | 2020-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6562996B2 (ja) | 銅材料を銅基板から除去する方法 | |
JP5650421B2 (ja) | グラフェン製造法 | |
TWI554634B (zh) | 超高選擇性之可灰化硬遮罩膜 | |
US20090297731A1 (en) | Apparatus and method for improving production throughput in cvd chamber | |
JP2016520950A5 (ja) | ||
JP6499001B2 (ja) | 多孔質膜をエッチングする方法 | |
KR20160119849A (ko) | 저 rf 바이어스 주파수 애플리케이션들을 사용하여 비정질 탄소 증착 잔여물들을 세정하기 위한 세정 프로세스 | |
CN105568253A (zh) | 一种等离子体化学气相沉积设备生长六方氮化硼的方法 | |
JP2013207005A (ja) | 酸化膜の形成方法 | |
KR20010039780A (ko) | 발열체 cvd 장치 및 부착막의 제거방법 | |
Li et al. | Characterization of sp2/sp3 hybridization ratios of hydrogenated amorphous carbon films deposited in C2H2 inductively coupled plasmas | |
KR20130035617A (ko) | 그래핀상의 금속 박막의 형성 방법 | |
US20140332372A1 (en) | Plasma etching method | |
Macháč et al. | Synthesis of graphene on SiC substrate via Ni-silicidation reactions | |
JP2005122939A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
JP4450407B2 (ja) | プラズマ処理装置及び処理方法 | |
JP2004107766A (ja) | 触媒化学気相成長方法および触媒化学気相成長装置 | |
JP6383910B2 (ja) | プラズマcvd装置及び膜の製造方法 | |
JP3241447B2 (ja) | ダイヤモンドの選択形成方法 | |
JP7508511B2 (ja) | エッチング処理方法およびエッチング処理装置 | |
JP2013237575A (ja) | グラフェン膜の形成方法 | |
CN105568251A (zh) | 一种绝缘衬底上生长石墨烯的方法 | |
JPH05890A (ja) | ダイヤモンド薄膜合成装置および合成方法 | |
JP2019116643A (ja) | グラフェンの成膜方法及びその装置 | |
JPH05155687A (ja) | 炭素材料作製装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190318 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190610 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190723 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6562996 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |