KR20110018385A - 가스 클러스터 이온 빔을 사용하여 박막을 성장시키기 위한 방법 - Google Patents

가스 클러스터 이온 빔을 사용하여 박막을 성장시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판(152, 252) 위에 박막을 형성시키는 방법을 기재하고 있다. 이러한 방법은 감압 환경 내에 기판(152, 252)을 제공하고, 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경 내 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)(128)을 발생시킴을 포함한다. 빔 가속 전위 및 빔 선량은 약 300 옹스트롬(angstrom) 이하의 범위에 있는 박막의 두께를 달성하고, 약 20 옹스트롬 미만인 박막의 상부 표면의 표면 조도(surface roughness)를 달성하도록 설정된다. GCIB(128)는 빔 가속 전위에 따라 가속화되고, 가속화된 GCIB는 빔 선량에 따라 기판(152, 252)의 적어도 일부 위로 조사(irradiating)된다. 이렇게 함으로써, 박막은 기판(152, 252)의 적어도 일부 위에서 성장(growing)하여 두께 및 표면 조도를 달성하게 된다.

Description

가스 클러스터 이온 빔을 사용하여 박막을 성장시키기 위한 방법 {METHOD FOR GROWING A THIN FILM USING A GAS CLUSTER ION BEAM}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 본원과 동일한 날짜로 출원된 "가스 클러스터 이온 빔을 사용하여 박막(thin film)을 방향성 성장(directional growth)시키기 위한 방법 및 시스템"(EP-122)이라는 발명의 명칭으로 동시 계류 중인 미국 특허원 제12/145호에 관한 것이다. 본 출원의 전체 내용은 본원에 전문이 참조로 삽입되어 있다.
발명의 분야
본 발명은 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 사용하여 박막을 성장시키기 위한 방법에 관한 것이다.
관련 분야의 기술
가스-클러스터 이온 빔(GCIB)은 박막을 에칭(etching), 세정, 연화(smoothing), 및 형성하기 위해 사용된다. 이를 논의하기 위한 목적으로, 가스 클러스터는 표준 온도 및 압력의 조건하에 기체 상태로 되는 물질의 나노-크기의 응집체이다. 이러한 가스 클러스터는 느슨하게 함께 결합된 수개 내지 수천개, 또는 이상의 분자를 포함하는 응집체로 이루어질 수 있다. 가스 클러스터는 전자 충격(electron bombardment)에 의해 이온화될 수 있고, 이는 가스 클러스터가 제어가능한 에너지를 갖는 지향된 빔(directed beam)으로 형성되도록 한다. 이러한 클러스터 이온은 각각 전형적으로 전자 전하의 크기와, 클러스터 이온의 전하 상태를 나타내는 1 이상의 정수의 곱(product)에 의해 주어진 양전하를 운반한다.
보다 큰 크기의 클러스터 이온은, 개별 분자당 단지 적당한 에너지를 가지면서 클러스터 이온당 상당한 에너지를 지니는 이들의 능력 때문에 종종 가장 유용하다. 이온 클러스터는 기판과 충돌시 분해된다. 특정한 분해된 이온 클러스터 중의 각각의 개별 분자는 총 클러스터 에너지의 작은 부분(fraction)만을 지니게 된다. 결과적으로, 큰 이온 클러스터의 충돌 효과는 상당하지만, 매우 얕은 표면 영역으로 제한된다. 이것은 통상적인 이온 빔 처리의 특징인 보다 깊은 하부-표면 손상(deeper sub-surface damage)을 일으키는 경향 없이 가스 클러스터 이온이 각종 표면 개질 공정에 효과적이도록 한다. 통상적인 클러스터 이온 공급원은 수천개의 분자에 도달할 수 있는 각각의 클러스터 내 분자의 수로 칭량되는 넓은 크기 분포를 갖는 클러스터 이온을 생산한다. 원자의 클러스터는 노즐로부터 진공 내로 고압 가스가 단열 확장되는 동안 각각의 가스 원자(또는 분자)를 응축시켜 형성시킬 수 있다. 작은 어퍼처(small aperture)를 갖는 스키머(skimmer)는 클러스터의 평행으로된 빔(collimated beam)을 생산하기 위해서 이러한 확장된 가스 유동의 코어(core)로부터 발산 흐름(divergent stream)을 제거한다. 다양한 크기의 중성 클러스터가 생산되고 반 데르 발스의 힘(Van der Waals force)으로 공지된 약한 원자간 힘에 의해 함께 유지된다. 이러한 방법을 사용하여 다양한 가스, 예를 들면, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 질소, 산소, 이산화탄소, 6플루오르화 황, 일산화질소, 및 아산화질소, 및 이들 가스의 혼합으로부터 클러스터의 빔을 생산하여 왔다.
산업적 규모에서 기판의 GCIB 처리에 대한 몇 가지 분명한 적용은 반도체 분야에서이다. 기판의 GCIB 처리가 광범위한 공정에서 수행되지만, 많은 공정이 GCIB 처리를 수행하는 표면, 구조 및/또는 막의 중요한 특성 및/또는 치수를 충분히 제어하는 것을 제공하는 것에는 실패한다.
발명의 요약
본 발명은 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 사용하여, 박막을 성장(growing)시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 GCIB를 사용하여 기판 위에서 산화 공정을 수행함으로써 박막을 성장시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 GCIB를 사용하여 기판 위에서 질화 공정을 수행함으로써 박막을 성장시키는 방법에 관한 것이다.
하나의 양태에 따라, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법이 기재되어 있다. 이러한 방법은 감압 환경에서 기판을 제공하고; 산소 및 임의의 불활성 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경에서 GCIB를 발생시키고; 빔 가속 전위(beam acceleration potential) 및 빔 선량(beam dose)을 선택하여 박막의 두께를 달성하고, 박막의 상부 표면의 표면 조도(surface roughness)를 달성하고; 빔 가속 전위에 따라 GCIB를 가속화시키고; 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 가속화된 GCIB를 조사(irradiating)시키며; 두께와 표면 조도를 달성하도록 기판의 적어도 일부 위에 박막을 성장(growing)시킴을 포함한다.
다른 양태에 따라, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법이 기재되어 있다. 이러한 방법은 감압 환경에서 기판을 제공하고; 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경에서 GCIB를 발생시키고; 빔 가속 전위 및 빔 선량을 선택하여 박막의 두께를 달성하고, 박막의 상부 표면의 표면 조도를 달성하고; 빔 가속 전위에 따라 GCIB를 가속화시키고; GCIB에 대한 빔 에너지 분포를 변형(modifying)시키고; 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 변형된, 가속화된 GCIB를 조사시키며; 두께와 표면 조도를 달성하도록 기판의 적어도 일부 위에 박막을 성장시킴을 포함한다.
또 다른 양태에 따라, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법이 기재되어 있다. 이러한 방법은 잔사 또는 기타 오염물을 제거하기 위해서 기판의 표면을 임의로 처리하고; 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB로 기판을 조사함으로써 기판의 표면의 적어도 일부 위에 박막을 성장시키며; 박막을 어닐링(annealing)함을 포함한다.
본 발명에는 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 사용하여 기판의 적어도 일부 위에 박막을 성장시켜 두께 및 표면 조도를 달성함을 포함하여, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법 및 시스템이 기재되어 있다.
도 1은 GCIB 처리 시스템의 하나의 도면이다.
도 2는 GCIB 처리 시스템의 다른 도면이다.
도 3은 GCIB 처리 시스템의 또 다른 도면이다.
도 4는 GCIB 처리 시스템에 대한 이온화 공급원의 도면이다.
도 5 내지 도 10은 각각이 GCIB를 사용하여 박막 성장하기 위한 예시적 데이터를 제공하는 도면이다.
도 11은 하나의 양태에 따라 GCIB를 사용하여 박막을 형성하기 위한 하나의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 다른 양태에 따라 GCIB를 사용하여 박막을 형성하기 위한 하나의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 다른 양태에 따라 GCIB를 사용하여 박막을 형성하기 위한 하나의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 또 다른 양태에 따라 GCIB를 사용하여 박막을 형성하기 위한 하나의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15a 및 도 15b는 하나의 양태에 따라 기판 위에 박막을 성장시키는 방법을 나타내는 개략적인 횡단면도이다.
가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 사용하여 기판 위에 박막을 형성시키는 방법 및 시스템이 각종 양태에 기재되어 있다. 그러나, 관련 분야의 숙련가들은 각종 양태들이 하나 이상의 상세한 설명 없이, 또는 다른 대체 및/또는 추가의 방법, 물질, 또는 구성성분으로 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 예에서, 잘 공지된 구조, 물질, 또는 작동은 본 발명의 다양한 양태의 국면을 차단하는 것을 방지하기 위해서 상세하게 도시되거나 기재되지 않는다. 유사하게, 설명을 위한 목적으로, 특정 숫자, 물질, 및 구성이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 특정 상세한 설명없이 실행될 수 있다. 추가로, 도면에 나타낸 다양한 양태들은 예시적인 대표이고 일정한 비율로 반드시 도시되지는 않는다.
발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서, 용어 "커플링된(coupled)" 및 "연결된"은 이의 유도체와 함께 사용된다. 이들 용어는 서로를 위한 동의어로서 의도되지 않음을 이해해야 한다. 오히려, 특정한 양태에서, "연결된"은 2개 이상의 요소가 서로 직접적인 물리적 또는 전기적으로 접촉하는 것을 지정하는데 사용할 수 있는 반면, "커플링된"은 2개 이상의 요소가 서로 직접적으로 접촉하지 않지만 여전히 서로 공-작용하거나 상호작용하는 것을 추가로 의미할 수 있다.
"한 양태" 또는 "하나의 양태"에 대해 본 명세서 전반에 걸친 참조는 당해 양태와 관련되어 기재된 특정 특징, 구조, 물질 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 양태에 포함되는 것을 의미하지만, 이들이 모든 양태에 존재하는 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 문구 "한 양태" 또는 "하나의 양태"의 등장은 반드시 본 발명의 동일한 양태를 지칭하지는 않는다. 더구나, 특정 특징, 구조, 물질 또는 특성은 하나 이상의 양태에서 임의의 적합한 방식으로 합해질 수 있다. 다양한 추가의 층 및/또는 구조가 기타 양태에서 포함될 수 있고/있거나 기재된 특징이 기타 양태에서 생략될 수 있다.
위에서 기재한 바와 같이, GCIB를 사용하여 기판의 표면 위에 물질의 박막을 형성하기 위한 일반적인 필요성이 존재한다. 특히, 기판 위에 박막을 성장시키면서 GCIB 처리를 수행한 표면, 구조, 및/또는 막의 중요한 특성 및/또는 치수를 적절히 조절하는 필요성이 존재한다.
추가로, 위에 기재된 바와 같이, GCIB를 사용하여 기판의 단지 선택된 표면 위에 물질을 선택적으로 성장시키기 위한 필요성이 존재한다. GCIB에 대해 기판의 배향을 조절함으로써, 물질 성장은 입사 GCIB(incident GCIB)에 대해 실질적으로 수직인 표면 위에서 진행할 수 있는 반면 물질 성장은 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 표면 위에서 차단되거나 감소될 수 있다.
본원에서, 용어 "성장"은 용어 "증착"과 구별되는 방식으로 정의되고 사용된다. 성장하는 동안, 박막은 기판 위에 형성되고, 여기서 박막의 원자 성분의 부분만이 GCIB에 도입되고, 남아 있는 부분은 박막이 성장시 기판에 의해 제공된다. 예를 들면, 기판 위에 SiOx를 성장시키는 경우, 기판은 산소를 함유한 GCIB에 의해 조사된 규소 표면을 포함할 수 있다. 대조적으로, 증착하는 동안, 박막은 기판 위에서 형성되고, 여기서 박막의 실질적으로 모든 원자 성분은 GCIB에 도입된다. 예를 들면, SiCx를 증착하는 경우, 기판은 규소와 탄소 둘 다를 함유한 GCIB에 의해 조사된다.
따라서, 하나의 양태에 따라, 기판 위에 박막을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 이러한 방법은 감압 환경에서 기판을 제공하고, 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경에서 GCIB를 발생시킴을 포함한다. 빔 가속 전위 및 빔 선량은 약 300 옹스트롬(angstrom) 이하의 범위인 박막의 두께를 달성하고 약 20 옹스트롬 미만인 박막의 상부 표면의 표면 조도를 달성하도록 선택된다. GCIB는 빔 가속 전위에 따라 가속화되고, 가속화된 GCIB는 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 조사된다. 이렇게 함으로써, 박막은 기판의 조사된 부분 위에서 성장하여 두께 및 표면 조도를 달성한다.
본원에서, 빔 선량은 단위 면적당 클러스터의 수의 단위로 주어진다. 그러나, 또한 빔 선량은 빔 전류 및/또는 시간(예를 들면, GCIB 유지 시간)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 전류는 측정되고 일정하게 유지될 수 있는 반면 시간은 변하여 빔 선량을 변화시킨다. 대안적으로, 예를 들면, 클러스터가 단위 면적당 표면을 치는 비율(즉, 단위 시간당 단위 면적당 클러스터의 수)은 일정하게 유지될 수 있지만 시간은 변하여 빔 선량을 변화시킨다.
추가로, 기타의 GCIB 특성은 변하여 가스 유동률, 정체 압력, 클러스터 크기, 또는 가스 노즐 설계(예를 들면, 노즐 목 직경, 노즐 길이 및/또는 노즐 발산부 반각(nozzle divergent section half-angle)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 박막의 표면 조도 및/또는 막 두께를 조절할 수 있다. 게다가, 기타 막 특성은 막 밀도, 필름 품질(film quality) 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않은 GCIB 특정을 조절함으로써 변화할 수 있다.
다른 양태에 따라, 기판 위에 박막을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 당해 방법은 감압 환경에서 기판을 제공하고, 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경에서 GCIB를 발생시키는 것을 포함한다. 빔 가속 전위 및 빔 선량은 박막의 두께를 달성하고/하거나 박막의 상부 표면의 표면 조도를 달성하도록 선택된다. GCIB는 빔 가속 전위에 따라 가속화되고, GCIB에 대한 빔 에너지 분포는 변형되며, 변형된, 가속화된 GCIB는 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 조사된다. 이렇게 함으로써, 박막은 기판의 조사된 부분 위에서 성장하여 두께 및 표면 조도를 달성한다.
유사한 도면 부호가 몇몇 도면 전반에 걸쳐 상응하는 부품을 지정하는 도면을 이제 참조하면, 위에 기재된 바와 같이 박막을 형성하는 GCIB 처리 시스템(100)이 하나의 양태에 따라 도 1에 도시된다. GCIB 처리 시스템(100)은 진공 용기(102), 기판 홀더(150), 및 처리하고자 하는 기판(152)에 부착시 진공 펌핑 시스템(170A, 170B 및 170C)을 포함한다. 기판(152)은 반도체 기판, 웨이퍼(wafer), 평판 판넬 디스플레이(FPD), 액정 디스플레이(LCD) 또는 임의의 기타 제품일 수 있다. GCIB 처리 시스템(100)은 기판(152)을 처리하기 위해 GCIB를 생산하도록 구성된다.
도 1에서 GCIB 처리 시스템(100)을 여전히 참조하면, 진공 용기(102)는 3개의 통신 체임버, 즉, 공급 체임버(104), 이온화/가속화 체임버(106), 및 처리 체임버(108)를 포함하여 감압 인클로저(reduced-pressure enclosure)를 제공한다. 3개의 체임버는 각각 진공 펌핑 시스템(170A, 170B 및 170C)에 의해 적합한 작동 압력으로 배기된다. 3개의 통신 체임버(104, 106, 108)에서, 가스 클러스터 빔은 제1 체임버(공급 체임버(104))에서 형성될 수 있지만, 가스 클러스터 이온 빔은 제2 체임버(이온화/가속화 체임버(106))(여기서, 가스 클러스터 빔은 이온화되고 가속화된다)에서 형성될 수 있다. 이후에, 제3 체임버(처리 체임버(108))에서, 가속화된 가스 클러스터 이온 빔을 이용하여 기판(152)을 처리할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, GCIB 처리 시스템(100)은 하나 이상의 가스 또는 가스의 혼합물을 진공 용기(102)에 도입하도록 구성된 하나 이상의 가스 공급원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 가스 공급원(111)에 저장된 제1 가스 조성물은 압력하에 제1 가스 제어 밸브(113A)를 통해 가스 계량 밸브(들)(113)로 유입된다. 추가로, 예를 들면, 제2 가스 공급원(112)에 저장된 제2 가스 조성물은 압력하에 제2 가스 제어 밸브(113B)를 통해 가스 계량 밸브(들)(113)로 유입된다. 추가로, 예를 들면, 제1 가스 조성물 또는 제2 가스 조성물 또는 둘 다는 막-형성 가스 조성물을 포함할 수 있다. 여전히 추가로, 예를 들면, 제1 가스 조성물 또는 제2 가스 조성물 또는 둘 다는 압축가능한 불활성 가스, 담체 가스 또는 희석 가스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 불활성 가스, 담체 가스 또는 희석 가스는 희가스, 즉, He, Ne, Ar, Kr, Xe 또는 Rn을 포함할 수 있다.
추가로, 제1 가스 공급원(111) 및 제2 가스 공급원(112)을 단독으로 또는 서로 조합하여 이용하여 이온화된 클러스터를 생산할 수 있다. 막-형성 조성물은 기판 위에 제조되거나 성장하는데 바람직한 막의 기본 원자 또는 분자 종을 포함하는 막 전구체(들)(film precursor)를 포함할 수 있다.
박막을 성장시키는 경우, 제1 가스 공급원(111) 및/또는 제2 가스 공급원(112)으로부터 가압된 가스 혼합물은 산소-함유 가스, 질소-함유 가스, 탄소-함유 가스, 수소-함유 가스, 규소-함유 가스, 게르마늄-함유 가스, 또는 임의의 불활성 가스, 또는 이의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 산화물을 성장시키거나 산화 공정을 수행하는 경우, 가압된 가스 혼합물은 산소-함유 가스, 예를들면, O2를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 O2, N2, NO, NO2, N2O, CO 또는 CO2 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 예를 들면, 임의의 불활성 가스는 희가스를 포함할 수 있다.
제1 가스 조성물 또는 제2 가스 조성물 또는 둘 다를 포함하는 고압, 응축가능한 가스는 가스 공급 튜브(114)를 통해 정체 체임버(116) 내로 도입되고, 적절히 성형된 노즐(110)을 통해 실질적으로 낮은 압력 진공 내로 빠져나온다. 고압이 확장된 결과로서, 응축가능한 가스는 정체 체임버(116)로부터 공급 체임버(104)의 낮은 압력 영역으로 이동하고, 가스 속도는 초음파 속도로 가속화되고 가스 클러스터 빔(118)은 노즐(110)로부터 방사된다.
정적 엔탈피(static enthalpy)로서 제트의 고유 냉각은 운동 에너지로 교환되고, 이는 제트 내 확장으로부터 야기되고, 가스 제트의 일부가 응축되고 클러스터를 갖는 가스 클러스터 빔(118)을 형성하도록 하며, 각각은 수개 내지 수천개의 약하게 결합된 원자 또는 분자로 이루어진다. 공급 체임버(104)와 이온화/가속화 체임버(106) 사이에서 노즐(110)의 출구로부터 하향 위치된 가스 스키머(gas skimmer; 120)는 가스 클러스터 빔(118)의 주변 모서리에 있는 가스 분자를 부분적으로 분리시키고, 이는 클러스터를 형성할 수 있는 가스 클러스터 빔(118)의 코어에서 가스 분자로부터 클러스터로 응축시킬 수 없다. 기타 이유들 중에서, 가스 클러스터 빔(118)의 일부의 이러한 선택은 하향 영역에서 압력의 감소를 유도할 수 있고, 여기서 고압은 불리할 수 있다(예를 들면, 이온화기(122) 및 처리 체임버(108)). 추가로, 가스 스키머(120)는 이온화/가속화 체임버(106)에 유입하는 가스 클러스터 빔에 대한 초기 치수를 한정한다.
가스 클러스터 빔(118)이 공급 체임버(104)에 형성된 후, 가스 클러스터 빔(118)에서 구성을 이루는 가스 클러스터는 이온화기(122)에 의해 이온화되어 GCIB(128)를 형성한다. 이온화기(122)는 하나 이상의 필라멘트(124)로부터 전자를 생산하는 전자 충돌 이온화기를 포함할 수 있고, 이는 가속화되고 이온화/가속화 체임버(106) 내에 있는 가스 클러스터 빔(118)에서 가스 클러스터와 충돌하도록 지시된다. 가스 클러스터와 충돌 충격시 충분한 에너지의 전자는 가스 클러스터 내의 분자로부터의 전자를 방출시켜 이온화된 분자를 발생시킨다. 가스 클러스터의 이온화는 일반적으로 순 양전하(net positive charge)를 갖는 부하된 가스 클러스터 이온의 집단으로 유도할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 빔 전자기기(130)를 이용하여 GCIB(128)를 이온화, 추출, 가속화, 및 촛점조정(focus)시킨다. 빔 전자기기(130)는 전압(VF)을 제공하는 필라멘트 전력 공급기(136)를 포함하여 이온화기 필라멘트(124)를 가열시킨다.
추가로, 빔 전자기기(130)는 이온화기(122)로부터 클러스터 이온을 추출하는 이온화/가속화 체임버(106)에서 한 세트의 적절히 바이어스된(biased) 고전압 전극(126)을 포함한다. 이후에, 고전압 전극(126)은 추출된 클러스터 이온을 목적하는 에너지로 가속화시키고, 이들을 촛점조정시켜 GCIB(128)를 한정시킨다. GCIB(128)에서 클러스터 이온의 운동 에너지는 전형적으로 약 1000 전자 볼트(1keV) 내지 수십개 keV의 범위이다. 예를 들면, GCIB(128)는 1 내지 100keV로 가속화될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 빔 전자기기(130)는 필라멘트(124)로부터 방출된 전자를 가속화시키고 전자가 클러스터 이온을 생산하는 가스 클러스터 빔(118)에서 가스 클러스터에 충격을 가하도록 야기하기 위해 이온화기(122)의 애노드에 전압(VA)을 제공하는 애노드 전력 공급기(138)를 추가로 포함한다.
추가로, 도 1에 도시된 바와 같이, 빔 전자기기(130)는 이온화기(122)의 이온 영역으로부터 이온을 추출하고 GCIB(128)를 형성하기 위해 고압 전극(126)의 적어도 하나를 바이어스 하는 전압(VE)을 제공하는 추출 전력 공급기(138)를 포함한다. 예를 들면, 추출 전력 공급기(138)는 이온화기(122)의 애노드 전압 이하인 고압 전극(126)의 제1 전극에 전압을 제공한다.
추가로, 빔 전자기기(130)는 이온화기(122)에 대하여 고압 전극(126) 중의 하나를 바이어스하는 전압(VACC)을 제공하여서 VACC 전자 볼트(eV)와 대략 동일한 총 GCIB 가속 에너지를 생산하는 가속화기 전력 공급기(140)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 가속화기 전력 공급기(140)는 고압 전극(126)의 제2 전극으로 이온화기(122)의 애노드 전압 및 제1 전극의 추출된 전압 이하인 전압을 제공한다.
여전히 추가로, 빔 전자기기(130)는 GCIB(128)를 촛점조정하기 위해서 전위(예를 들면, VL1 및 VL2)를 갖는 고압 전극(126)의 일부를 바이어스하도록 제공될 수 있는 렌즈 전력 공급기(142, 144)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 렌즈 전력 공급기(142)는 이온화기(122)의 애노드 전압, 제1 전극의 추출 전압, 및 제2 전극의 가속화기 전압 이하인 고압 전극(126)의 제3 전극으로 전압을 제공할 수 있고, 렌즈 전력 공급기(144)는 이온화기(122)의 애노드 전압, 제1 전극의 추출 전압, 제2 전극의 가속화기 전압, 및 제3 전극의 제1 렌즈 전압 이하인 고압 전극(126)의 제4 전극으로 전압을 제공할 수 있다.
이온화 및 추출 식 둘 다에 대한 다수의 변수가 사용될 수 있음에 주의한다. 본원에 기재된 식은 설명을 목적으로 유용하지만, 다른 추출식이 이온화기 및 Vacc에서 추출 전극(들)(또는 추출 광학)의 제1 요소를 위치시킴을 포함한다. 이는 이온화기 전력 공급을 위해 전압을 제어하도록 프로그래밍하는 섬유광학(fiber optic)을 전형적으로 필요로 하지만, 더 간단한 전체 광학 트레인(overall optics train)을 창조한다. 본원에 기재된 발명은 이온화기 및 추출 렌즈 바이어스의 상세한 설명에 관계없이 유용하다.
고압 전극(126)의 이온화/가속화 체임버(106) 하향에 있는 빔 여과기(146)를 이용하여 단량체, 또는 단량체 및 GCIB(128)로부터의 광 클러스터 이온(light cluster ion)을 제거하여서 처리 체임버(108)로 유입되는 여과된 공정 GCIB(128A)를 한정할 수 있다. 하나의 양태에서, 빔 여과기(146)는 100개 미만의 원자 또는 분자 또는 둘 다를 갖는 클러스터의 수를 실질적으로 감소시킨다. 빔 여과기는 GCIB(128)를 거쳐 자기장을 부과하기 위한 자석 조립체를 포함해서 여과 공정에 일조할 수 있다.
도 1을 여전히 참조하면, 빔 게이트(148)는 이온화/가속화 체임버(106)에서 GCIB(128)의 경로에 배치된다. 빔 게이트(148)는 개방 상태를 가져서 GCIB(128)가 이온화/가속화 체임버(106)로부터 처리 체임버(108)로 통과하도록 허용하여서 공정 GCIB(128A)를 한정하고, 폐쇄된 상태를 가져서 GCIB(128)가 처리 체임버(108)가 유입하는 것을 차단한다. 제어 케이블은 제어 시스템(190)으로부터 빔 게이트(148)로 제어 신호를 실행한다. 제어 신호는 개방 상태 또는 폐쇄된 상태 사이에서 빔 게이트(148)를 제어가능하게 변화시킨다.
웨이퍼 또는 반도체 웨이퍼, 평판 판넬 디스플레이(FPD), 액정 디스플레이(LCD), 또는 GCIB 처리에 의해 처리되는 다른 기판일 수 있는 기판(152)은 처리 체임버(108)에서 공정 GCIB(128A)의 경로에 배치된다. 대부분의 적용이 공간적으로 동일한 결과를 갖는 큰 기판의 처리를 고려하기 때문에 스캐닝 시스템(scanning system)은 공정 GCIB(128A)를 큰 영역을 지나 균일하게 스캔하여 공간적으로 균일한 결과를 생산하는 것이 바람직할 수 있다.
X-스캔 작동기(160)는 X-스캔 작동(페이퍼의 면 안과 밖)의 방향으로 기판 홀더(150)의 선형 작동을 제공한다. Y-스캔 작동기(162)는 X-스캔 작동에 대해 전형적으로 직각인 Y-스캔 작동(164)의 방향으로 기판 홀더(150)의 선형 작동을 제공한다. X-스캐닝 및 Y-스캐닝 작동의 조합으로, 공정 GCIB(128A)를 통해 래스터-유사(raster-like) 스캐닝 작동하여 기판 홀더(150)에 의해 유지되는 기판(152)이 이동하여서 기판(152)을 처리하기 위해 공정 GCIB(128A)에 의해 기판(152)의 표면의 균일한(또는 프로그램화된) 조사를 야기한다.
기판 홀더(150)는 공정 GCIB(128A)의 축에 대한 각도로 기판(152)을 배치해서 공정 GCIB(128A)가 기판(152) 표면에 대한 빔 입사각(166)을 갖게 한다. 빔 입사각(166)은 90°또는 일부 다른 각도일 수 있지만, 전형적으로 90°또는 90°에 가깝다. Y-스캐닝 동안, 기판(152) 및 기판 홀더(150)는 나타낸 위치로부터 각각 도면 부호(152A 및 15OA)로 지정된 대안적인 위치 "A"로 이동한다. 두 위치 사이를 이동할 때, 기판(152)은 공정 GCIB(128A)를 통해 스캐닝되고, 양 극단의 위치에서 공정 GCIB(128A)의 경로 밖(오버-스캐닝됨)으로 완전히 이동함을 주지한다. 도 1에서 명백하게 나타내지는 않았지만, 유사한 스캐닝 및 오버-스캔은 X-스캔 작동 (페이퍼의 면 안과 밖)의 (전형적으로) 직각 방향으로 수행된다.
빔 전류 센서(180)는 공정 GCIB(128A)의 경로에서 기판 홀더(150)를 지나 배치되어서 기판 홀더(150)가 공정 GCIB(128A)의 경로 밖으로 스캐닝되는 경우, 공정 GCIB(128A)의 샘플을 차단할 수 있게 된다. 빔 전류 센서(180)는 전형적으로 빔-유입 개구를 제외하고 폐쇄된 패러데이 컵(Faraday cup) 또는 유사한 것이고, 전형적으로 전기적으로 절연 마운트(insulating mount: 182)을 갖는 진공 용기(102)의 벽에 고정된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(190)은 전기 케이블을 통해 X-스캔 작동기(160) 및 Y-스캔 작동기(162)에 연결되고, X-스캔 작동기(160) 및 Y-스캔 작동기(162)를 제어하여서 기판(152)을 공정 GCIB(128A) 내로 또는 외부로 위치시키고, 기판(152)이 공정 GCIB(128A)에 대해 균일하게 스캔되어 공정 GCIB(128A)에 의해 기판(152)의 목적하는 처리를 달성하도록 한다. 제어 시스템(190)은 전기 케이블을 거쳐 빔 전류 센서(180)에 의해 수집된 샘플링된 빔 전류를 수득하고, 이로써, GCIB를 모니터링하고, 예정된 양이 전달될 때 공정 GCIB(128A)로부터 기판(152)을 제거함으로써 기판(152)에 의해 수득한 GCIB(128) 선량을 제어한다.
도 2에 도시된 양태에서, GCIB 처리 시스템(100')은 도 1의 양태와 유사할 수 있고, 공정 GCIB(128A)에 대해 기판(252)을 효율적으로 스캐닝하는, 2개의 축에서 기판(252)을 고정하고 이동하도록 조절가능한 X-Y 위치결정 테이블(253)을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, X-작동은 페이퍼의 면 안과 밖으로의 작동을 포함할 수 있고, Y-작동은 방향(264)을 따르는 작동을 포함할 수 있다.
공정 GCIB(128A)는 기판(252)의 표면 위에서 돌출된 충돌 영역(286)에서 기판(252) 표면에 대해 빔 입사각(266)으로 기판(252)과 충돌한다. X-Y 작동에 의해, X-Y 위치결정 테이블(253)은 공정 GCIB(128A)의 경로에서 기판(252)의 표면의 각각의 부분에 위치할 수 있어서 표면의 모든 영역이 공정 GCIB(128A)에 의해 처리하기 위한 돌출된 충돌 영역(286)과 부합하도록 제조될 수 있다. X-Y 제어장치(X-Y controller)(262)는 각각의 X-축 및 Y-축 방향에서 위치 및 속도를 제어하기 위한 전기 케이블을 통해 X-Y 위치결정 테이블(253)로 전기적 신호를 제공한다. X-Y 제어장치(262)는 전기 케이블로부터 제어 신호를 수신하고 전기 케이블을 통해 제어 시스템(190)에 의해 작동가능하다. X-Y 위치결정 테이블(253)은 통상적인 X-Y 테이블 위치결정 기술에 따라 연속 작동 또는 단계적 작동에 의해 이동하여 돌출된 충돌 영역(286) 내에 있는 상이한 영역의 기판(252)에 위치하게 된다. 하나의 양태에서, X-Y 위치결정 테이블(253)은 제어 시스템(190)에 의해 프로그램되어 작동가능하여 공정 GCIB(128A)에 의해 처리하는 GCIB에 대해 돌출된 충돌 영역(286)을 통해 기판(252)의 임의의 부분을 프로그램가능한 속도로 스캔하게 된다.
위치결정 테이블(253)의 기판 고정 표면(254)은 전기적으로 전도성이고 제어 시스템(190)에 의해 작동된 빔 선량 측정 프로세서에 연결된다. 위치결정 테이블(253)의 전기 절연 층(255)은 위치결정 테이블(253)의 기저부(260)로부터 기판(252) 및 기판 홀딩 표면(254)을 분리시킨다. 충돌하는 공정 GCIB(128A)에 의해 기판(252)에서 유도된 전기 부하는 기판(252) 및 기판 홀딩 표면(254)을 통해 수행되고, 신호는 빔 선량 측정을 위해 위치결정 테이블(253)을 통해 제어 시스템(190)에 커플링된다. 빔 선량 측정은 GCIB 전류를 통합하기 위한 통합 수단을 가져서 GCIB 처리량을 측정한다. 특정 환경 하에, 때때로 일렉트론 플러드(electron flood)로서 언급된 전자의 표적-중성 공급원(도시되지 않음)을 사용하여 공정 GCIB(128A)를 중립시킬 수 있다. 이러한 경우에, 패러데이 컵(Faraday cup; 도시되지 않았지만 도 1의 빔 전류 센서(180)와 유사할 수 있음)을 사용하여 전기 부하의 가해진 공급원에도 불구하고 정확한 선량을 보증할 수 있는데, 이러한 이유는 전형적인 패러데이 컵이 단지 고에너지 양성 이온을 유입시키고 측정하도록 허용하기 때문이다.
작동시, 제어 시스템(190)은 빔 게이트의 개구(148)에 신호하여 기판(252)을 공정 GCIB(128A)로 조사한다. 제어 시스템(190)은 기판(252)에 의해 수득한 축적된 선량을 계산하기 위해서 기판(252)에 의해 수집된 GCIB 전류의 측정을 모니터링한다. 기판(252)에 의해 수득한 선량이 예정된 선량에 도달하면, 제어 시스템(190)은 빔 게이트(148)를 폐쇄하고 기판(252)의 처리는 완료된다. 기판(252)의 주어진 영역으로 수득한 GCIB 선량의 측정을 기준으로 하여, 제어 시스템(190)은 기판(252)의 상이한 영역을 처리하기 위한 적절한 빔 유지 시간을 달성하기 위해서 스캔 속도를 조절할 수 있다.
대안적으로, 공정 GCIB(128A)는 기판(252)의 표면을 지나 고정된 형태로 고정 속도로 스캐닝할 수 있다; 그러나, GCIB 세기는 의도적으로 비-균일 선량을 샘플에 전달하도록 조절(Z-축 변조로서 언급될 수 있음)된다. GCIB 세기는 GCIB 공급원 공급기로부터 가스 유동을 변화시키고; 필라멘트 전압(VF) 또는 애노드 전압(VA)을 변화시킴으로써 이온화기(122)를 조절하고; 렌즈 전압(VL1 및 또는 VL2)을 변화시킴으로써 렌즈 촛점을 조절하거나; 또는 가변 빔 블록(variable beam block), 조절가능한 셔터, 또는 가변 어퍼처(variable aperture)로 가스 클러스터 이온 빔의 일부를 기계적으로 차단함을 포함하여, 임의의 다양한 방법에 의해 GCIB 처리 시스템(100')에서 조절될 수 있다. 조절 편차는 연속 아날로그 편차일 수 있거나 시간 조절된 스위칭(switching) 또는 게이팅(gating)일 수 있다.
처리 체임버(108)는 적소 도량형 시스템(in-situ metrology system)을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 적소 도량형 시스템은 각각 입사 광학 신호(284)를 갖는 기판(252)을 나타내고 기판(252)으로부터 분산된 광학 신호(288)를 수득하도록 구성된 광학 송신기(280) 및 광학 수신기(282)를 갖는 광학 진단 시스템을 포함할 수 있다. 광학 진단 시스템은 입사 광학 신호(284)의 통로 및 처리 체임버(108) 내로 및 외부에 분산된 광학 신호(288)를 허용하는 광학 윈도우(optical window)를 포함한다. 추가로, 광학 송신기(280) 및 광학 수신기(282)는 각각 광학을 송신하고 수신함을 포함할 수 있다. 광학 송신기(280)는 제어 시스템(190)으로부터 제어하는 전기 신호를 수신하고 제어 전기 신호에 반응한다. 광학 수신기(282)는 측정 신호를 제어 시스템(190)으로 반송한다.
적소 도량형 시스템은 GCIB 처리의 공정을 모니터링 하도록 구성된 임의의 기계를 포함할 수 있다. 하나의 양태에 따라, 적소 도량형 시스템은 광학 산란측정 시스템(optical scatterometry system)을 구성할 수 있다. 산란 측정 시스템은 써마-웨이브, 인크.(Therma-Wave, Inc.)(미국 캘리포니아 94539 프레몬트 렐리언스 웨이 1250 소재) 또는 나노메트릭스, 인크.(Nanometrics, Inc.)(미국 캘리포니아 95035 밀피타스 벅아이 드라이브 1550 소재)로부터 상업적으로 이용가능한 빔 프로파일 타원계측법(타원계측기) 및 빔 프로파일 반사율측정법(반사율측정기)을 삽입한 산란측정기(scatterometer)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 적소 도량형 시스템은 GCIB 처리 시스템(100')에서 처리 공정을 실행하여 야기된 공정 수행 데이터를 측정하도록 구성된, 통합된 광학 디지털 형상측정장치(integrated Optical Digital Profilometry: iODP) 산란측정 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도량형 시스템은 처리 공정으로부터 야기된 도량형 데이터를 측정 또는 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 도량형 데이터를 이용하여 처리 공정, 예를 들면, 공정율, 상대적 공정율, 피처 프로파일 각, 임계 치수(critical dimension), 피처 두께 또는 깊이, 피처 형태 등을 특징으로 하는 공정 수행 데이터를 측정할 수 있다. 예를 들면, 기판 위에 물질을 방향성 증착시키는 공정에서, 공정 수행 데이터는 임계 치수(CD), 예를 들면, 피처(즉, 비아, 라인 등)의 상, 중 또는 하 CD, 피처 깊이, 물질 두께, 측벽 각, 측벽 형태, 증착률, 상대적인 증착률, 이의 임의의 파라미터의 공간적 분포, 이의 임의의 공간적 분포의 동일성을 특징으로 하는 파라미터 등을 포함할 수 있다. 제어 신호를 통해 제어 시스템(190)으로부터 X-Y 위치결정 테이블(253)을 작동하면서, 적소 도량형 시스템은 기판(252)의 하나 이상의 특징을 맵핑(mapping)할 수 있다.
도 3에 도시된 양태에서, GCIB 처리 시스템(100'')은 도 1의 양태와 유사할 수 있고, 추가로, 예를 들면, 이온화/가속화 체임버(106)의 출구 영역에서 또는 출구 영역 근처에 위치된 압력 셀 체임버(pressure cell chamber; 350)를 포함할 수 있다. 압력 셀 체임버(350)는 압력 셀 체임버(350)의 압력을 상승시키기 위해 압력 셀 체임버(350)로 백그라운드 가스(background gas)를 공급하도록 구성된 불활성 가스 공급원(352), 및 압력 셀 체임버(350)에서 상승된 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서(354)를 포함한다.
압력 셀 체임버(350)는 GCIB(128)의 빔 에너지 분포를 변형시켜 변형된 처리 GCIB(128A')를 생산하도록 구성될 수 있다. 빔 에너지 분포의 이러한 변형은 압력 셀 체임버(350) 내에 있는 증가된 압력 영역을 통해 GCIB 경로를 따라 GCIB(128)를 지향시킴으로써 달성되어서 GCIB의 적어도 일부가 증가된 압력 영역을 통과하도록 한다. 빔 에너지 분포에 대한 변형의 정도는 GCIB 경로의 적어도 일부를 따라 압력-거리 적분에 의해 특징지을 수 있고, 여기서 거리(또는 압력 셀 체임버(350)의 길이)는 경로 길이(d)로 지정된다. 압력-거리 적분의 값이 증가(압력 및/또는 경로 길이(d)를 증가시킴으로써)하는 경우, 빔 에너지 분포는 확장되며 피크 에너지(peak energy)는 감소된다. 압력-거리 적분의 값이 감소(압력 및/또는 경로 길이(d)를 감소시킴으로써)하는 경우, 빔 에너지 분포는 축소되며 피크 에너지는 증가된다. 압력 셀 설계를 위한 추가의 상세한 설명은 "가스 클러스터 이온 빔으로 향상된 처리를 위한 방법 및 장치"라는 발명의 명칭으로 미국 특허 제7,060,989호로부터 결정할 수 있고; 이의 내용은 전문이 참조로 본원에 삽입되어 있다.
제어 시스템(190)은 GCIB 처리 시스템(100 또는 100', 100'')에 입력을 통신하고 활성화시킬 뿐만 아니라 GCIB 처리 시스템(100 또는 100', 100'')으로부터 출력을 모니터링하는데 충분한 제어 전압을 발생시킬 수 있는 디지털 I/O 포트, 마이크로프로세서(microprocessor), 및 메모리를 포함한다. 더구나, 제어 시스템(190)은 진공 펌핑 시스템(170A, 170B 및 170C), 제1 가스 공급원(111), 제2 가스 공급원(112), 제1 가스 제어 밸브(113A), 제2 가스 제어 밸브(113B), 빔 전자기기(130), 빔 여과기(146), 빔 게이트(148), X-스캔 작동기(160), Y-스캔 작동기(162), 및 빔 전류 센서(180)를 갖는 정보에 커플링될 수 있고 정보를 교환할 수 있다. 예를 들면, 메모리에 저장된 프로그램을 이용하여 기판(152) 위에 GCIB 공정을 수행하기 위하여 공정 처리법에 따라 GCIB 처리 시스템(100)의 앞서 언급한 성분에 대한 입력을 활성화시킬 수 있다.
그러나, 제어 시스템(190)은 메모리에 포함된 하나 이상의 지시사항의 하나 이상의 서열을 실행하는 프로세서에 반응하여 본 발명의 마이크로프로세서 기초로한 처리 단계의 일부 또는 모두를 수행하는 일반적인 목적 컴퓨터 시스템으로서 수행될 수 있다. 이러한 지시사항은 다른 컴퓨터 판독가능한 미디어, 예를 들면, 하드 디스크 또는 제거가능한 미디어 드라이브로부터 제어장치 메모리 내로 판독할 수 있다. 또한 멀티프로세싱 배열에서 하나 이상의 프로세서를 제어장치 마이크로프로세서로서 이용하여 메인 메모리에 포함된 지시사상의 서열을 실행할 수 있다. 대안적인 양태에서, 하드웨어에 내장된 회로가 소프트웨어 지시사항을 대신하거나 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 양태는 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 임의의 특이적 조합에 제한되지 않는다.
제어 시스템(190)을 사용하여 임의의 수의 처리 요소를 구성할 수 있고, 위에 기재된 바와 같이, 제어 시스템(190)은 처리 요소로부터 데이터를 수집하고, 제공하고, 처리하고, 저장하며 디스플레이할 수 있다. 제어 시스템(190)은 다수의 적용, 뿐만 아니라 하나 이상의 처리 요소를 제어하기 위한 다수의 제어장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(190)은 사용자가 하나 이상의 처리 요소를 모니터링 및/또는 제어할 수 있는 인터페이스(interface)를 제공할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스(graphic user interface; GUI) 성분(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
제어 시스템(190)은 GCIB 처리 시스템(100 또는 100', 100'')에 대해 가깝게 위치할 수 있거나, 또는 GCIB 처리 시스템(100 또는 100', 100'')에 대해 원격으로 위치할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(190)은 데이터를 직접 접속, 인트라넷, 및/또는 인터넷을 사용하여 GCIB 처리 시스템(100)과 교환할 수 있다. 제어 시스템(190)은 예를 들면, 소비자 사이트(즉, 장치 메이커 등)에서 인트라넷에 커플링될 수 있거나, 예를 들면, 판매자 사이트(즉, 장치 제조업자)에서 인트라넷에 커플링될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제어 시스템(190)은 인터넷에 커플링될 수 있다. 게다가, 다른 컴퓨터(즉, 제어장치, 서버 등)는 제어 시스템(190)에 접근하여서 직접 접속, 인트라넷 및/또는 인터넷을 통해 데이터를 교환할 수 있다.
기판(152)(또는 252)는 클램핑 시스템(도시되지 않음), 예를 들면, 기계적 클램핑 시스템 또는 전기적 클램핑 시스템(예를 들면, 정전기적 클램핑 시스템)을 통해 기판 홀더(150)(또는 기판 홀더(250))에 부착될 수 있다. 추가로, 기판 홀더(150)(또는 250)는 기판 홀더(150)(또는 250) 및 기판(152)(또는 252)의 온도를 조절하고/하거나 제어하도록 구성된 가열 시스템(도시되지 않음) 또는 냉각 시스템(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
진공 펌핑 시스템(17OA, 17OB 및 17OC)은 1초당 약 5000리터(및 이상)까지 속도를 펌핑시킬 수 있는 터보-분자 진공 펌프(turbo-molecular vacuum pump; TMP) 및 체임버 압력을 스로틀링(throttling)하기 위한 게이트 밸브를 포함할 수 있다. 통상적인 진공 처리 장치에서, 초당 1000 내지 3000리터 TMP가 사용될 수 있다. TMP는 전형적으로 약 50 mTorr 미만의 저압 처리에 유용하다. 도시되지 않았지만, 압력 셀 체임버(350)가 진공 펌핑 시스템을 또한 포함할 수 있음이 이해될 수 있다. 추가로, 체임버 압력을 모니터링하기 위한 장치(도시되지 않음)가 진공 용기(102) 또는 3개의 진공 체임버 중의 어느 하나(104, 106, 108)에 커플링될 수 있다. 압력-측정 장치는, 예를 들면, 정전용량방식압력계(capacitance manometer) 또는 이온화 게이지일 수 있다.
이제 도 4를 참조로 하여, 가스 클러스터 제트(가스 클러스터 빔(118), 도 1, 2 및 3)를 이온화시키기 위한 가스 클러스터 이온화기(122, 도 1, 2 및 3)의 섹션(300)이 도시되어 있다. 섹션(300)은 GCIB(128)의 축에 대해 수직이다. 전형적인 가스 클러스터 크기(2000 내지 15000개 원자)에 대해, 스키머 천공(120, 도 1, 2 및 3)을 떠나서 이온화기(122, 도 1, 2 및 3)로 들어가는 클러스터는 약 130 내지 1000 전자 볼트(eV)의 동력학적 에너지로 이동할 것이다. 이러한 낮은 에너지에서, 이온화기(122) 내에서의 공간 전하 중립(space charge neutrality)으로부터의 임의의 이탈은 제트의 신속한 분산과 빔 전류의 상당한 손상을 야기할 것이다. 도 4는 자기-중립화(self-neutralizing) 이온화기를 도시하고 있다. 다른 이온화기에서와 같이, 가스 클러스터는 전자 충격에 의해 이온화된다. 이러한 설계에서, 열-전자(7개의 예가 310으로 나타내어져 있음)가 다중 선형 열전자 필라멘트(multiple linear thermionic filament; 302a, 302b 및 302c)(전형적으로 텅스텐)로부터 방출되고, 전자-리펠러 전극(electron-repeller electrode; 306a, 306b 및 306c) 및 빔-형성 전극(304a, 304b 및 304c)에 의해 제공된 적합한 전기장의 작용에 의해 추출 및 집중된다. 열-전자(310)는 가스 클러스터 제트 및 제트 축을 통해 통과한 다음 반대쪽 빔-형성 전극(304b)에 부딪쳐 저 에너지 2차 전자(예를 들어 나타낸 312, 314 및 316)를 생성한다.
(간소화를 위해) 도시하지는 않았지만, 선형 열전자 필라멘트(302b 및 302c)가 또한 열-전자를 생성하며, 이것은 이후에 저 에너지 2차 전자를 생성한다. 모든 2차 전자는 공간 전하 중립을 유지하는데 필요한 바와 같이 양으로 이온화된 가스 클러스터 제트로 끌려갈 수 있는 저 에너지 전자를 제공함으로써 이온화된 클러스터 제트가 공간 전하 중성을 유지하는 것을 보장하도록 돕는다. 빔-형성 전극(304a, 304b 및 304c)은 선형 열전자 필라멘트(302a, 302b 및 302c)에 대해 양으로 바이어스되고, 전자-리펠러 전극(306a, 306b 및 306c)은 선형 열전자 필라멘트(302a, 302b 및 302c)에 대해 음으로 바이어스된다. 절연체(308a, 308b, 308c, 308d, 308e 및 308f)는 전극(304a, 304b, 304c, 306a, 306b 및 306c)을 전기적으로 절연 및 지지시킨다. 예를 들면, 이러한 자기-중립화 이온화기가 효과적이며, 1000 마이크로 Amp 이상의 아르곤 GCIB를 달성한다.
대안적으로, 이온화기는 플라스마로부터 전자 추출을 이용하여 클러스터를 이온화시킬 수 있다. 이들 이온화기의 기하학은 본원에 기재된 3개의 필라멘트 이온화기로부터 꽤 상이하지만 작동 원리 및 이온화기 제어는 매우 유사하다. 예를 들면, 이온화기 설계는 "가스-클러스터 이온-빔 형성을 위한 이온화기 및 방법"이라는 발명의 명칭으로 미국 특허 제7,173,252호에 기재된 이온화기와 유사할 수 있고; 이의 내용은 전문이 본원에 참조로 삽입되어 있다.
가스 클러스터 이온화기(122, 도 1, 2 및 3)는 GCIB(128)의 전하 상태를 변경시킴으로써 GCIB(128)의 빔 에너지 분포를 변형시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전하 상태는 가스 클러스터의 전자 충돌-유도된 이온화에 이용된 전자에 대한 전자 유동, 전자 에너지, 또는 전자 에너지 분포를 조절함으로써 변형될 수 있다.
하나의 양태에 따라, GCIB를 이용하여 기판의 표면 위에 박막을 성장시킨다. 예를 들면, GCIB는 도 1, 2 및 3에 도시된 GCIB 처리 시스템(100, 100' 또는 100'' 또는 이의 조합) 중의 임의의 하나를 사용하여 발생시킬 수 있다. 박막의 형성은 기판 또는 기판 위의 층의 산화, 질화, 또는 산화질화를 포함할 수 있다. 추가로, 박막의 형성은 기판 위에 SiOx, SiNx, SiCx, SiOxNy 또는 SiCxNy 막 또는 기판 위에 층을 성장시킴을 포함할 수 있다. 여전히 추가로, 박막의 형성은 게르마나이드(germanide)를 성장시킴을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 양태에 따라, 가압된 가스 혼합물은 산소-함유 가스, 질소-함유 가스, 탄소-함유 가스, 수소-함유 가스, 규소-함유 가스 또는 게르마늄-함유 가스, 또는 이의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
산화물, 예를 들면, SiOx를 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 산소-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 O2를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 가압된 가스 혼합물을 O2, NO, NO2, N2O, CO 또는 CO2 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
질화물, 예를 들면, SiNx를 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 질소-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 N2를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 가압된 가스 혼합물은 N2, NO, NO2, N2O 또는 NH3, 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
탄화물, 예를 들면, SiCx를 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 탄소-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 CH4를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 가압된 가스 혼합물은 CH4(또는 보다 일반적으로 탄화수소 가스, 즉, CxHy), CO 또는 CO2 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
산화질화물, 예를 들면, SiOxNy을 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 산소-함유 가스 및 질소-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 O2 및 N2, NO, NO2 또는 N2O 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
탄화질화물, 예를 들면, SiCxNy을 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 탄소-함유 가스 및 질소-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 CH4 및 N2를 포함할 수 있다.
게르마나이드, 예를 들면, SiGe를 형성하는 경우, 규소 또는 규소-함유 물질을 포함하는 기판은 게르마늄-함유 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB에 의해 조사될 수 있다. 예를 들면, 가압된 가스 혼합물은 GeH4 또는 Ge2H6 또는 둘 다를 포함할 수 있다.
위의 예들 중의 임의의 하나에서, 가압된 가스 혼합물은 임의의 불활성 가스를 포함할 수 있다. 임의의 불활성 가스는 희가스를 포함할 수 있다.
하나의 예에 따라, SiO2는 O2를 함유하는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB로 기판을 조사함으로써 규소 기판 위에 성장한다. 막 두께(옹스트롬 Å으로 측정됨) 및 표면 조도(옹스트롬 Å으로 측정됨)는 도 5 및 도 6(도 5의 분해도)에서 수집되고 제공된다. 도 5에 제공된 데이터는 3개의 전극 빔 라인을 갖는 GCIB 처리 시스템을 사용하여 수득된다. 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 적절히 바이어스된 고압 전극의 세트는 추출 전극(양성 바이어스됨), 억제 전극(음성 바이어스됨) 및 접지 전극(ground electrode)을 갖는 3개의 전극 배열을 포함한다.
성장된 막의 막 두께는 빔 가속 전위(즉, 빔 에너지, kV) 및 공정 시간(분으로 측정됨, min)(즉, 빔 선량)의 함수로서 제공된다. 각각의 경우에, 두께는 결국 최대가 될 때까지 공정 시간(또는 빔 선량)의 함수로서 증가한다. 최대 두께 및 최대 두께를 실질적으로 달성하는 것과 관련된 소요 공정 시간은 빔 가속 전위에 의존한다. 빔 가속이 증가함에 따라, 최대 두께는 증가하고 최대 두께를 달성하는 시간은 감소한다. 역으로, 빔 가속이 감소함에 따라, 최대 두께는 감소하고 최대 두께를 달성하는 시간은 증가한다.
추가로, 표면 조도(평균 조도, Ra)는 빔 가속 전위에 의존한다. 빔 가속이 증가하면, 표면 조도도 증가한다. 역으로, 빔 가속이 감소하면, 표면 조도도 감소한다.
추가로, 주어진 막 두께를 위해, 표면 조도는 빔 에너지 분포 함수를 변형시킴으로써 감소시킬 수 있다. 2개의 데이터 세트를 제외하고, 각각의 데이터 세트는 예를 들면, GCIB가 통과하는 증가된 압력 영역을 갖는 압력 셀 없이 빔 에너지 분포 함수를 변형시키지 않고 GCIB 처리 시스템을 사용하여 수득한다. 2개의 제외의 경우에는, GCIB의 빔 에너지 분포 함수는 증가된 압력을 통해 GCIB 경로를 따라 GCIB를 지향시킴으로써 변형시킨다. 하나의 경우에, 압력 셀의 경로 길이(d)는 d~23.3 cm로 설정되고, 압력 셀 내 압력은 15sccm(standard cubic centimeters per minute)("15P")(또는 압력-거리 적분은 약 0.002 토르-cm이다)의 유동률에서 압력 셀로 백그라운드 가스를 도입함으로써 상승한다. 상응하는 데이터 세트는 약 45 kV(참조: 도 5의 점선, 속이 꽉 찬 원)의 빔 가속 전위를 위해 수득된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 빔 에너지 분포 함수의 변형을 사용하여 표면 조도를 감소시킬 수 있지만, 대략 동일한 막 두께(빔 가속 전위를 증가시킴으로써)를 유지시킬 수 있다. 기타의 경우에, 압력 셀 내 압력은 40 sccm("40P")(또는 압력-거리 적분은 약 0.005 토르-cm이다)의 유동률에서 압력 셀로 백그라운드 가스를 도입함으로써 상승한다. 빔 가속 전위(45 kV)가 일정하게 유지되기 때문에, 막 두께 및 표면 조도 둘 다는 감소한다.
도 6에서, 빔 가속은 60 kV로 증가되고, 압력 셀 내 압력은 "40P"로 설정된다. 공정 시간의 함수로서 생성한 막 두께는 압력 셀을 사용하지 않고도 3 kV 빔 가속 전위에 대해 측정된 막 두께와 거의 일치한다. 그러나, 압력 셀의 사용으로, 표면 조도는 약 4Å에서 약 1Å로 감소한다.
다른 예에 따르면, SiO2는 O2를 함유하는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB로 기판을 조사함으로써 규소 기판 위에 성장한다. 막 두께(옹스트롬, Å으로 측정됨) 및 표면 조도(옹스트롬, Å으로 측정됨)는 수집되고, 도 7에 제공된다. 도 7에 제공된 데이터는 도 5의 데이터와 유사하고; 그러나, 데이터는 5개-전극 빔 라인을 갖는 GCIB 처리 시스템을 사용하여 수득된다. 예를 들면, 적절히 바이어스된 고압 전극의 세트(set)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 전극 시스템과 유사하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 두께는 두께가 마침내 최대가 될 때까지 공정 시간(또는 빔 선량)의 함수로서 증가한다. 최대 두께 및 최대 두께를 실질적으로 달성하는 것과 관련된 소요 공정 시간은 빔 가속 전위에 좌우된다. 추가로, 표면 조도(평균 조도, Ra)는 빔 가속 전위에 좌우된다. 빔 가속이 증가하면, 표면 조도도 증가한다. 역으로, 빔 가속이 감소하면, 표면 조도도 감소한다.
도 8에서, 공정 시간의 함수로서 막 두께는 압력 셀 없이 3-전극 빔 라인(실선 데이터) 및 5-전극 빔 라인(점선 데이터)에 대해 비교한다. 도 9에서, 공정 시간의 함수로서 막 두께는 압력 셀을 가지고 3-전극 빔 라인(실선 데이터) 및 5-전극 빔 라인(점선 데이터)에 대해 비교한다. 2개의 데이터 세트에서, 최대 막 두께는 5-전극 빔 라인을 사용하여 더 적은 공정 시간으로 실질적으로 달성된다(즉, 데이터는 왼쪽으로 이동한다). 이러한 관찰에 대한 한 가지 가능한 이유는 5-전극 빔 라인을 사용하여 달성된 빔 전류 내 증가일 수 있다. 도 10은 5-전극 빔 라인("5EBL", 속이 채워진 다이아몬드) 및 3-전극 빔 라인("3EBL", 속이 채워진 삼각형)에 대한 빔 가속 전압의 함수로서 빔 전류(마이크로암페어로 측정됨)를 제공한다.
도 11을 참조하면, GCIB를 사용하여 기판 위에 박막을 형성하는 방법이 하나의 양태에 따라 도시된다. 이러한 방법은 감압 환경 내 기판을 제공하는 도면부호 (510)으로 시작하는 순서도(500)를 포함한다. 이러한 기판은 GCIB 처리 시스템에 배치될 수 있다. 기판은 기판 홀더 위에 위치될 수 있고, 기판 홀더에 의해 안전하게 고정될 수 있다. 기판의 온도는 제어되거나 제어되지 않을 수 있다. 예를 들면, 기판은 막 형성 공정 동안 가열되거나 냉각될 수 있다. 기판을 둘러싼 환경은 감압에서 유지된다.
GCIB 처리 시스템은 도 1, 2 또는 3에서 위에 기재된 임의의 GCIB 처리 시스템(100, 100' 또는 100''), 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 이러한 기판은 전도성 물질, 비-전도성 물질, 또는 반-전도성 물질, 또는 이의 둘 이상의 물질의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 기판은 기판 위에 형성된 하나 이상의 물질 구조를 포함할 수 있거나, 또는 이러한 기판은 물질 구조가 없는 블랭킷 기판(blanket substrate)일 수 있다.
도면부호 (520)에서, GCIB는 감압 환경에서 발생한다. GCIB는 산소 및 임의의 불활성 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 발생할 수 있다. 그러나, 기타의 가스 또는 가스 혼합물이 위에 기재된 바와 같이 사용될 수 있다.
도면부호 (530)에서, 빔 가속 전위 및 빔 선량은 선택될 수 있다. 빔 가속 전위 및 빔 선량을 선택하여 약 300 옹스트롬 이상까지의 범위인 박막의 두께를 달성하고, 약 20 옹스트롬 미만인 박막의 상부 표면의 표면 조도를 달성할 수 있다. 다양한 양태에 따라, 빔 가속 전위 및 빔 선량을 선택하여 박막에 대한 최소 두께를 달성할 수 있다. 예를 들자면, 제한되지 않고, 최소 두께는 약 1nm 이상, 예를 들면, 약 5nm 이상일 수 있다.
빔 가속 전위는 100kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 1x1016 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. 대안적으로, 빔 가속 전위는 10kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 약 10kV의 빔 가속 전위 및 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량은 약 140 옹스트롬의 막 두께 및 약 8 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 대안적으로, 빔 가속 전위는 7kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 약 7kV의 빔 가속 전위 및 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량은 약 115 옹스트롬의 막 두께 및 약 7 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 대안적으로, 빔 가속 전위는 5kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 5kV의 빔 가속 전위 및 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량은 약 80 옹스트롬의 막 두께 및 약 6 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 여전히 대안적으로, 빔 가속 전위는 3kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 약 3kV의 빔 가속 전위 및 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량은 약 55 옹스트롬의 막 두께 및 약 3 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 여전히 대안적으로, 빔 가속 전위는 2kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 약 2kV의 빔 가속 전위 및 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량은 약 25 옹스트롬의 막 두께 및 약 2 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 여전히 대안적으로, 빔 가속 전위는 70kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있으며, 압력-경로 길이 적분(압력 셀에 대한)은 0.005 토르-cm 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 70kV의 빔 가속 전위, 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량, 및 약 0.005 토르-cm의 압력-경로 길이 적분은 약 70 옹스트롬 이하의 막 두께 및 약 1 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다. 여전히 대안적으로, 빔 가속 전위는 70kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 2x1014 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있으며, 압력-경로 길이 적분(압력 셀에 대한)은 0.002 토르-cm 이하의 범위일 수 있다. SiO2 박막을 성장시키는 경우, 약 70kV의 빔 가속 전위, 약 2x1014 클러스터/cm2의 빔 선량, 및 약 0.002 토르-cm의 압력-경로 길이 적분은 약 70 옹스트롬 이하의 막 두께 및 약 2 옹스트롬 이하의 표면 조도를 달성할 수 있다.
도면부호 (540)에서, GCIB는 빔 가속 전위에 따라 가속화된다.
도면부호 (550)에서, 가속화된 GCIB는 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 조사된다.
도면부호 (560)에서, 박막은 기판의 적어도 일부(즉, 조사된 부분) 위에 성장된다. 기판의 적어도 일부는 규소를 포함할 수 있고, 여기서 성장한 박막은 SiO2를 포함한다.
도 12를 참조하면, GCIB를 사용하여 기판 위에 박막을 형성하는 방법이 다른 양태에 따라 도시된다. 이러한 방법은 감압 환경 내 기판을 제공하는 도면부호 (610)으로 시작하는 순서도(600)를 포함한다. 이러한 기판은 GCIB 처리 시스템에 배치될 수 있다. 기판은 기판 홀더 위에 위치될 수 있고, 기판 홀더에 의해 안전하게 고정될 수 있다. 기판의 온도는 제어되거나 제어되지 않을 수 있다. 예를 들면, 기판은 막 형성 공정 동안 가열되거나 냉각될 수 있다. 기판을 둘러싼 환경은 감압에서 유지된다.
GCIB 처리 시스템은 도 1, 2 또는 3에서 위에 기재된 임의의 GCIB 처리 시스템(100, 100' 또는 100''), 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 이러한 기판은 전도성 물질, 비-전도성 물질, 또는 반-전도성 물질, 또는 이의 둘 이상의 물질의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 기판은 기판 위에 형성된 하나 이상의 물질 구조를 포함할 수 있거나, 또는 이러한 기판은 물질 구조가 없는 블랭킷 기판일 수 있다.
도면부호 (620)에서, GCIB는 감압 환경에서 발생한다. GCIB는 산소 및 임의의 불활성 가스를 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 발생할 수 있다. 그러나, 기타의 가스가 기판 위에 성장되기 위해서 박막의 조성물에 따라 사용될 수 있다.
도면부호 (630)에서, 빔 가속 전위 및 빔 선량은 선택될 수 있다. 빔 가속 전위 및 빔 선량을 선택하여 약 300 옹스트롬 이하의 범위인 박막의 두께를 달성하고, 약 20 옹스트롬 미만인 박막의 상부 표면의 표면 조도를 달성할 수 있다. 빔 가속 전위는 100kV 이하의 범위일 수 있고, 빔 선량은 약 1x1016 클러스터/cm2 이하의 범위일 수 있다.
도면부호 (640)에서, GCIB는 빔 가속 전위에 따라 가속화된다.
도면부호 (650)에서, GCIB의 빔 에너지 분포 함수는 변형된다. 하나의 양태에서, GCIB에 대한 빔 에너지 분포 함수는 증가된 압력을 통해 GCIB 경로를 따라 GCIB를 지향시킴으로써 변형되어서 GCIB의 적어도 일부가 증가된 압력 영역을 통과하도록 한다. 빔 에너지 분포에 대한 변형의 정도는 GCIB 경로의 적어도 일부를 따라 압력-거리(d) 적분에 의해 특징지어질 수 있다. 압력-거리 적분의 값이 증가(압력 및/또는 경로 길이(d)를 증가시킴으로써)되는 경우, 빔 에너지 분포는 확장되며 피크 에너지(peak energy)는 감소한다. 압력-거리 적분의 값이 감소(압력 및/또는 경로 길이(d)를 감소시킴으로써)되는 경우, 빔 에너지 분포는 축소되며 피크 에너지는 증가한다. 하나의 예로서, 빔 에너지 분포를 확장시켜 박막의 표면 조도를 감소시키거나, 또는 빔 에너지 분포를 축소하여 박막의 표면 조도를 증가시킬 수 있다.
GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분은 약 0.0001 토르-cm 이상일 수 있다. 대안적으로, GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분은 약 0.001 토르-cm 이상일 수 있다. 여전히 대안적으로, GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분은 약 0.01 토르-cm 이상일 수 있다.
다른 양태에서, GCIB에 대한 빔 에너지 분포 함수는 GCIB의 전하 상태를 변형 또는 변경시킴으로써 변화된다. 예를 들면, 전하 상태는 가스 클러스터의 전자-충돌 유도된 이온화에 사용된 전자에 대한 전자 유동, 전자 에너지, 또는 전자 에너지 분포를 조절함으로써 변형시킬 수 있다.
도면부호 (660)에서, 가속화된 GCIB는 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 조사된다.
도면부호 (670)에서, 박막은 기판의 적어도 일부(즉, 조사된 부분) 위에 성장된다. 기판의 적어도 일부는 규소를 포함할 수 있고, 여기서 성장한 박막은 SiO2를 포함한다.
도 13을 참조하면, GCIB를 사용하여 기판 위에 박막을 형성하는 방법이 다른 양태에 따라 도시된다. 이러한 방법은 잔사 또는 기타 오염물을 제거하기 위해 기판의 표면을 임의로 처리하는 도면부호 (710)으로 시작하는 순서도(700)를 포함한다. 처리 단계는 세정 또는 예비-세정(pre-cleaning) 단계를 포함할 수 있다. 추가로, 처리 단계는 건식 또는 습식 처리 공정을 포함할 수 있다. 게다가, 처리 단계는 플라스마 또는 비-플라스마 처리 공정을 포함할 수 있다. 여전히 추가로, 처리 단계는 인-시츄(in-situ) 또는 엑스-시츄(ex-situ)에서 다음 단계로 수행될 수 있다.
도면부호 (720)에서, 박막은 가압된 가스 혼합물로부터 형성된 GCIB로 기판을 조사함으로써 기판의 표면의 적어도 일부 위에 성장한다. 이러한 박막은 얇은 산화물 막을 포함할 수 있고, 가압된 가스 혼합물은 산소 및 임의의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
도면부호 (730)에서, 박막은 어닐링된다. 박막은 열 처리를 통해 어닐링될 수 있고, 여기서 막의 온도는 일정 시간 동안 물질-특정 온도로 상승한다. 어닐링 공정에 대한 온도 및 시간은 막 특성을 변화하기 위해서 조절될 수 있다. 예를 들면, 막의 온도는 약 800℃를 초과하는 값으로 상승할 수 있다. 추가로, 예를 들면, 막의 온도는 약 850℃를 초과하는 값으로 상승할 수 있다. 여전히 추가로, 예를 들면, 막의 온도는 약 900℃를 초과하는 값으로 상승할 수 있다. 게다가, 예를 들면, 어닐링 공정에 대한 시간은 약 1 밀리세컨드(millisecond)를 초과할 수 있다. 어닐링 공정은 대기압 또는 감압에서 수행될 수 있다. 추가로, 어닐링 공정은 불활성 가스 대기로 또는 불활성 가스 대기 없이도 수행될 수 있다. 게다가, 어닐링 공정은 로, RTP(rapid thermal annealing) 시스템, 섬광 램프 어닐링 시스템, 또는 레이저 어닐링 시스템에서 수행될 수 있다.
여전히 다른 양태에 따라, GCIB를 이용하여 기판의 단지 선택된 표면 위에 물질을 선택적으로 증착시킨다. 예를 들면, GCIB는 도 1, 2 및 3에 도시된 GCIB처리 시스템(100, 100' 또는 100'', 또는 이의 조합) 중의 임의의 하나를 사용하여 제공될 수 있다. GCIB의 입사 방향에 대해 기판을 배향시킴으로써, 물질 성장은 입사 GCIB에 실질적으로 수직인 하나 이상의 표면 위에서 진행될 수 있지만, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면 위에서는 물질 성장이 실질적으로 차단되거나 감소할 수 있다.
예로서, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 25°이하의 각 편차(angular deviation)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 20°이하의 각 편차를 포함할 수 있다. 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 10°이하의 각 편차를 포함할 수 있다. 여전히 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 5°이하의 각 편차를 포함할 수 있다. 결과적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 수직인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 75°를 초과하는 각 편차를 포함할 수 있다. 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 수직인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 80°를 초과하는 각 편차를 포함할 수 있다. 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 85°를 초과하는 각 편차를 포함할 수 있다. 여전히 대안적으로, 입사 GCIB와 실질적으로 평행인 하나 이상의 표면은 입사 GCIB의 방향으로부터 약 90°를 초과하는 각 편차를 포함할 수 있다. 게다가, GCIB의 입사각의 편차는 GCIB 처리 설비 내 변수로 인해 약 1 내지 3°를 가감하여 변화시킬 수 있다.
GCIB의 입사 방향에 대해 기판의 배향을 실질적으로 조절하는 것은 이후에 입사 GCIB에 실질적으로 수직으로 배향되는 기타 표면 위에 진행되는 성장을 허용할 것이다. 또한, GCIB의 하나 이상의 특성은, 빔 조성물을 포함하여, 입사 GCIB에 실질적으로 수직인 하나 이상의 표면 위에서 하나의 하부-층에서부터 인접한 하부-층으로 상이한 특성을 갖는 다층 물질막의 성장을 방향성 그레이드(directionally grade)시키기 위해서 조절 또는 번갈아 일어날 수 있다.
도 14, 15a 및 15b를 참조하면, GCIB를 사용하여 제1 면에 대하여 실질적으로 평행하게 놓인 하나 이상의 제1 표면, 및 제1 면에 대하여 실질적으로 수직으로 놓인 하나 이상의 제2 표면을 포함하는 다수의 표면을 갖는 기판 위에 물질을 성장시키기 위한 방법이 하나의 양태에 따라 도시된다. 이러한 방법은 GCIB 처리 시스템에서 기판을 배치시키는 도면부호 (810)으로 시작하는 순서도(800)에 의해 도 14에 도시된다. 이러한 기판은 기판 홀더 위에 위치될 수 있고, 기판 홀더에 의해 안전하게 고정될 수 있다. 기판의 온도는 제어되거나 제어되지 않을 수 있다. 예를 들면, 기판은 막 형성 공정 동안 가열되거나 냉각될 수 있다. 기판을 둘러싼 환경은 감압에서 유지되지만, GCIB는 하나 이상의 막-형성 종을 포함하는 가압된 가스 혼합물로부터 형성된다. GCIB 처리 시스템은 도 1, 2 또는 3에서 위에 기재된 임의의 GCIB 처리 시스템(100, 100' 또는 100''), 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 이러한 기판은 전도성 물질, 비-전도성 물질, 또는 반-전도성 물질, 또는 이의 둘 이상의 물질의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 기판은 기판 위에 형성된 하나 이상의 구조를 포함할 수 있거나, 또는 이러한 기판은 물질 구조가 없는 블랭킷 기판일 수 있다.
예를 들면, 도 15a에 도시된 바와 같이, 물질 구조(400)는 기판(410) 위에 또는 안에 형성된 하나 이상의 구조(420)를 포함하여 도시된다. 하나 이상의 층, 피처 및/또는 기타 구조는 하나 이상의 구조(420)를 형성하기 전에 기판(410) 위에 형성될 수 있다. 하나 이상의 구조(420)는 기판(410) 위에 전자 또는 기계 장치 또는 전자기계 장치, 예를 들면, 집적 회로(IC), MEM(micro-electromechanical) 장치, 또는 NEM(nano-electromechanical) 장치를 제조하기 위한 임의의 구조를 포함할 수 있다. 전자 장치는 상호접속 구조(interconnect structure), 트랜지스터(transistor), 커패시터(capacitor)를 포함하지만 이에 제한되지 않은 전자 장치의 임의의 부분을 포함할 수 있다. 기계 장치는 채널 또는 전선관, 캔틸레버(cantilever), 또는 칼럼, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 하나 이상의 구조(420)는 비아, 콘택(contact), 트렌치(trench), 커패시터 트렌치(capacitor trench), 게이트 스택(gate stack), 또는 스페이서(spacer), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 기판(410) 안에 또는 위에 형성된 하나 이상의 구조(420)는 기판 면과 실질적으로 평행인 하나 이상의 수평 표면(430), 및 기판 면과 실질적으로 수직인 하나 이상의 수직 표면(432)을 포함한다.
도면부호 (820)에서, 전구체의 공급원으로부터 막-형성 가스는 GCIB에 도입되고, 도 15b에 도시된 바와 같이, 다수의 가스 클러스터(440)는 방향(442)의 GCIB가 기판(410)을 향함에 따라 집합적으로 함께 이동하는 것으로 도시된다. 위에 기재된 바와 같이, 전구체의 공급원을 갖는 가압된 가스 혼합물은 감압 환경 내로 확장되어 가스 클러스터를 형성하고, 가스 클러스터는 이온화되며, 이온화된 가스 클러스터는 가속화되고 임의로 여과된다. 추가로, 빔 가속 전위는 설정될 수 있고, GCIB는 이에 따라 가속화될 수 있다. 게다가, 빔 선량은 설정될 수 있고, GCIB는 이에 따라 가속화될 수 있다.
도면부호 (830)에서, 기판(410)이 GCIB에 노출되고, 도 15b에 도시된 바와 같이, GCIB의 입사 방향(442)은 기판 면에 실질적으로 수직이다. 기판은 제1 면에 대하여 실질적으로 평행하게 놓여 있는 하나 이상의 제1 표면, 및 제1 면에 대하여 실질적으로 수직으로 놓여 있는 하나 이상의 제2 표면을 포함할 수 있다. 노출하는 동안, GCIB는 도시된 입사 방향으로 기판을 향해 전구체의 공급원으로부터 박막으로 지향된다. 기판은 입사 방향에 대해 배향되어서 제1 면이 입사 방향에 대하여 실질적으로 수직이어서 입사 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 배향된 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장시키지만, 입사 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 배향된 하나 이상의 제2 표면 위에 박막을 성장시키는 것을 실질적으로 차단한다.
도면부호 (840)에서, 막이 기판(410) 위에 형성되고, 도 15b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 수직 표면(430) 위에 다양한 가스 클러스터의 충돌은 하나 이상의 수직 표면(430) 위에 층(450)의 성장을 야기하고, 하나 이상의 수직 표면(432) 위에 막의 실질적으로 상당한 성장을 야기한다. 그러나, 입사 GCIB에 대한 기판(410)의 배향을 조절함(즉, 기판을 경사지게 함)으로써, 막 성장은 하나 이상의 수직 표면(432) 위에 달성될 수 있다. 기판(410)을 배향시킴으로써, 방향성 성장은 GCIB의 입사 방향에 수직인 면에 놓이도록 배향된 임의의 표면 위에 발생할 수 있다.
가스 클러스터가 하나 이상의 수평 표면(430)과 충돌하는 경우, 기판(410)의 표면 층 또는 기판(410) 위에 형성된 하층에 물질이 주입되고, 이러한 물질은 기판 물질과 산재(intersperse)하게 된다. GCIB 선량이 증가하면, 성장된 박막의 두께는 주어진 GCIB 에너지(또는 GCIB 가속 전위)에 대해 막 두께가 최대가 될 때까지 증가할 수 있다. GCIB 에너지가 증가하면, 성장된 박막의 두께도 증가할 수 있다.
다양한 물질 조성물을 갖는 무정형 막이 생산될 수 있고, 이방성 성장(anisotropic growth)(또는 방향성 성장)을 GCIB를 사용하여 달성할 수 있다. 추가로, GCIB 에너지(또는 빔 가속 전위)가 증가하면서, 이방성(또는 방향성)은 증가(즉, 보다 많은 물질이 실질적으로 수평 표면 위에 성장되지만, 보다 적은 물질이 실질적으로 수직 표면에서 성장한다)할 수 있다. 따라서, 빔 가속 전위를 조절함으로써, 하나 이상의 제2 표면 위에 성장된 박막의 다른 양에 대해 하나 이상의 제1 표면 위에 성장된 박막의 양은 변화될 수 있다. 일단 무정형 막이 형성되면, 막을 결정화시키기 위해서 하나 이상의 열 주기(thermal cycle)(예를 들면, 온도의 상승)를 수행할 수 있다.
본 발명의 특정 양태만이 위에 상세하게 기재되어 있지만, 당해 기술분야의 숙련가들은 본 발명의 신규한 교시 및 이점을 실질적으로 벗어나지 않으면서 다수의 변형이 이러한 양태에서 가능하다는 것을 쉽게 인지할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (44)

  1. 감압 환경에서 기판을 제공하고;
    가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경에서 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 발생시키고;
    빔 가속 전위(beam acceleration potential) 및 빔 선량(beam dose)을 선택하여 박막의 두께 및 박막의 상부 표면의 표면 조도(surface roughness)를 달성하고;
    빔 가속 전위에 따라 GCIB를 가속화시키고;
    빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 가속화된 GCIB를 조사(irradiating)시키며;
    기판의 적어도 일부 위에 박막을 성장(growing)시켜 두께 및 표면 조도를 달성함을 포함하여, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 박막의 두께가 약 300 옹스트롬(angstrom) 이하의 범위이고, 표면 조도가 약 20 옹스트롬 미만인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 가압된 가스 혼합물이 산소 및 임의의 불활성 가스를 포함하고, 기판의 적어도 일부가 규소를 포함하며, 성장한 박막이 SiO2를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 100 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 1 x 1016 클러스터/cm2 이하의 범위인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 10 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 140 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 8 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  6. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 7 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 115 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 7 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  7. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 5 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 80 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 6 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  8. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 3 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 55 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 3 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  9. 제3항에 있어서, 빔 가속 전위가 2 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 25 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 2 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  10. 제3항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시켜 박막의 두께, 또는 박막의 표면 조도, 또는 둘 다를 변화시킴을 추가로 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시키는 것이 빔 에너지 분포를 확장시켜 박막의 표면 조도를 감소시키거나, 또는 빔 에너지 분포를 축소시켜 박막의 표면 조도를 증가시킴을 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시키는 것이 증가된 압력 영역을 통해 GCIB 경로를 따라 GCIB를 지향(directing)시킴을 포함하여서 GCIB 경로의 적어도 일부가 증가된 압력 영역을 통과하도록 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분이 약 0.005 토르(torr)-cm 이상이고, 빔 가속 전위는 70 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이고, 두께가 약 70 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 1 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  14. 제10항에 있어서, GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분이 약 0.002 토르-cm 이상이고, 빔 가속 전위는 70 kV 이하의 범위이고, 빔 선량이 약 2 x 1014 클러스터/cm2 이하의 범위이며, 두께가 약 70 옹스트롬 이하의 범위이며, 표면 조도가 약 2 옹스트롬 이하의 범위인 방법.
  15. 제1항에 있어서, GCIB에 대한 빔 에너지 분포를 변형시키고, 조사가 빔 선량에 따라 기판의 적어도 일부 위로 변형된, 가속화된 GCIB를 조사시킴을 포함함을 추가로 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 가압된 가스 혼합물이 산소-함유 가스, 질소-함유 가스, 탄소-함유 가스, 수소-함유 가스, 규소-함유 가스, 또는 게르마늄-함유 가스, 또는 이의 둘 이상의 조합을 포함하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 가압된 가스 혼합물이 O2, N2, NO, NO2, N2O, CO 또는 CO2, 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시키는 것이 빔 에너지 분포를 확장시켜 박막의 표면 조도를 감소시키거나, 또는 빔 에너지 분포를 축소시켜 박막의 표면 조도를 증가시킴을 포함하는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시키는 것이 증가된 압력 영역을 통해 GCIB 경로를 따라 GCIB를 지향시킴을 포함하여서 GCIB 경로의 적어도 일부가 증가된 압력 영역을 통과하도록 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, GCIB 경로의 적어도 일부를 따르는 압력-거리 적분이 약 0.001 토르-cm 이상인 방법.
  21. 제15항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시키는 것이 GCIB의 전하 상태를 변형시킴을 포함하는 방법.
  22. 기판의 표면을 임의로 처리하여 잔사 또는 기타 오염물을 제거하고;
    가압된 가스 혼합물로부터 형성된 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)로 기판을 조사함으로써 기판의 표면의 적어도 일부 위에 박막을 성장시키며;
    박막을 어닐링(annealing)함을 포함하여, 기판 위에 박막을 형성시키는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 박막이 얇은 산화물 막을 포함하고, 가압된 가스 혼합물이 산소 및 임의의 불활성 가스를 포함하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 임의의 처리 단계, 성장 단계, 또는 어닐링 단계 중의 임의의 하나를 조절하여 막 두께, 막 조도, 또는 막 특성, 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 변경시킴을 추가로 포함하는 방법.
  25. 제22항에 있어서, 어닐링이 기판의 온도를 약 800℃ 이상의 값으로 상승시킴을 포함하는 방법.
  26. 입사 방향으로 기판을 향해 박막에 대한 전구체(precursor)의 공급원으로부터 형성된 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 지향시키고;
    입사 방향에 대해 기판을 배향시켜서 제1 면이 입사 방향에 대하여 실질적으로 수직이어서 입사 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 배향된 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장(directionally growing)시키지만, 입사 방향에 대하여 실질적으로 평행하게 배향된 하나 이상의 제2 표면 위에 박막의 성장을 실질적으로 차단시킴(여기서, 박막의 성장은 전구체의 공급원으로부터의 구성성분 및 기판으로부터의 구성성분을 포함한다)을 포함하여, 제1 면에 대하여 실질적으로 평행하게 놓여 있는 하나 이상의 제1 표면, 및 제1 면에 대하여 실질적으로 수직으로 놓여 있는 하나 이상의 제2 표면을 포함하는 다수의 표면을 갖는 기판 위에 물질을 성장시키는 방법.
  27. 제26항에 있어서, GCIB를 지향시키는 것이, 전구체(precursor)의 공급원을 갖는 가압된 가스 혼합물로부터 감압 환경 내 GCIB를 발생시키고;
    빔 가속 전위를 선택하고;
    빔 선량을 선택하고;
    빔 가속 전위를 따라 GCIB를 가속화시키며;
    빔 선량에 따라 기판 위로 가속화된 GCIB를 조사시킴을 추가로 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 빔 가속 전위를 변형시키는 것이 하나 이상의 제1 표면 위에 성장된 박막의 양을 변경시킴을 추가로 포함하는 방법.
  29. 제27항에 있어서, 빔 에너지 분포를 변형시켜 박막의 두께, 또는 박막의 표면 조도, 또는 둘 다를 변화시킴을 추가로 포함하는 방법.
  30. 제27항에 있어서, 입사 방향에 대해 기판의 배향을 조절하여 하나 이상의 제1 표면과 상이한 하나 이상의 다수의 표면 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  31. 제27항에 있어서, 입사 방향으로 다른 박막에 대해 전구체의 다른 공급원으로부터 형성된 다른 가스 클러스터 이온 빔(GCIB)을 지향시켜 당해 기판의 하나 이상의 제1 표면 위에 다른 박막을 방향성 성장시킴(여기서, 다른 박막의 물질 조성물은 당해 박막의 물질 조성물과 상이하다)을 추가로 포함하는 방법.
  32. 제27항에 있어서, 가압된 가스 혼합물이 O2, N2, NO, NO2, N2O, CO 또는 CO2, 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  33. 제26항에 있어서, 박막을 어닐링함을 추가로 포함하는 방법.
  34. 제26항에 있어서, 기판 위에 형성된 트렌치(trench) 또는 비아(via) 내에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  35. 제26항에 있어서, 막 스택(film stack)을 접촉시키는 하나 이상의 제1 표면들 중의 하나 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  36. 제26항에 있어서, 하나 이상의 제1 표면들 중의 적어도 하나를 산화시킴으로써 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 박막에 대한 전구체의 공급원이 O2를 포함하는 방법.
  38. 제26항에 있어서, 하나 이상의 제1 표면들 중의 적어도 하나를 질화시킴으로써 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  39. 제38항에 있어서, 박막에 대한 전구체의 공급원이 N2를 포함하는 방법.
  40. 제26항에 있어서, 하나 이상의 제1 표면들 중의 적어도 하나의 산화질화물을 형성시킴으로써 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 박막에 대한 전구체의 공급원이 O2, N2, NO, NO2 또는 N2O, 또는 이의 둘 이상의 임의의 조합을 포함하는 방법.
  42. 제26항에 있어서, 하나 이상의 제1 표면들 중의 적어도 하나의 게르마나이드(germanide)를 형성시킴으로써 하나 이상의 제1 표면 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  43. 제26항에 있어서, 상호접속 구조(interconnect structure), 트랜지스터(transistor), 또는 커패시터(capacitor)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전자 장치 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
  44. 제26항에 있어서, MEM(micro-electromechanical) 장치 또는 NEM(nano-electromechanical) 장치 위에 박막을 방향성 성장시킴을 추가로 포함하는 방법.
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