KR20210094103A - 경사 격자들의 롤링 k 벡터들의 조절 - Google Patents

경사 격자들의 롤링 k 벡터들의 조절 Download PDF

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KR20210094103A
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grid
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조셉 씨. 올슨
모르간 에반스
루트거 마이어 티머만 티센
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에서 설명되는 실시예들은, 경사 에칭 시스템들 및/또는 광학 디바이스를 사용하여, 기판 상에 상이한 경사각들을 갖는 복수의 핀들을 가지는 격자들을 형성하고 연속적인 기판들 상에 상이한 경사각들을 갖는 핀들을 형성하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 방법들은, 플래튼 상에서 유지되는 기판들의 부분들을 이온 빔의 경로에 포지셔닝하는 단계를 포함한다. 기판들 상에 격자 재료가 배치되어 있다. 이온 빔은, 기판들의 표면 법선에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00097
)로 격자 재료와 접촉하고 격자들을 격자 재료에 형성하도록 구성된다.

Description

경사 격자들의 롤링 K 벡터들의 조절
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 경사 에칭 툴(angled etch tool)들에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본원에서 설명되는 실시예들은 조절된 경사각(slant angle)들을 갖는 핀들을 가지는 격자들을 형성하기 위해 경사 에칭 툴들을 활용하는 것을 제공한다.
[0002] 기판 상에 상이한 경사각들을 갖는 격자들을 형성하기 위해, 경사 에칭 시스템들이 사용된다. 경사 에칭 시스템들은 이온 빔 소스를 하우징하는 이온 빔 챔버를 포함한다. 이온 빔 소스는 리본 빔, 스폿 빔 또는 전체 기판 사이즈 빔과 같은 이온 빔을 생성하도록 구성된다. 이온 빔 챔버는 기판의 표면 법선에 대해 최적화된 각도로 이온 빔을 지향시키도록 구성된다. 최적화된 각도를 변화시키는 것은 이온 빔 챔버의 하드웨어 구성의 재구성을 필요로 한다. 기판은 액추에이터에 커플링된 플래튼(platen) 상에서 유지된다. 액추에이터는 기판이 이온 빔 챔버의 축에 대해 틸트(tilt) 각도로 포지셔닝되게 플래튼을 틸팅(tilt)하도록 구성된다. 최적화된 각도와 틸트 각도는 표면 법선에 대해 이온 빔 각도를 야기한다.
[0003] 상이한 경사각들을 갖는 격자들을 활용하는 디바이스의 일 예는 도파관 결합기와 같은 광학 디바이스이다. 광학 디바이스들은 증강 현실에 필요한 특성들에 따라 상이한 경사각들을 갖는 격자들을 필요로 할 수 있다. 부가적으로, 광학 디바이스의 격자들은 광의 인-커플링 및 아웃-커플링을 적합하게 제어하기 위해 구역에 걸쳐 변화하는, 예컨대, 증가하거나 또는 감소하는 경사각들을 갖는 핀들을 가지는 격자들을 필요로 할 수 있다. 경사 에칭 시스템들을 사용하여 핀들의 경사각의 변화, 즉, 롤링 k 벡터(rolling k-vector)를 조절하는 것은 난제일 수 있다.
[0004] 이에 따라서, 당업계에서 필요한 것은 조절된 경사각들을 갖는 핀들을 가지는 격자들을 형성하는 방법들이다.
[0005] 일 실시예에서, 격자 형성 방법이 제공된다. 방법은, 플래튼 상에서 유지되는 기판의 제1 부분을 제1 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝하는 단계를 포함한다. 기판 상에 격자 재료가 배치되어 있다. 이온 빔은 기판의 표면 법선에 대해 제1 이온 빔 각도(
Figure pct00001
)로 격자 재료와 접촉하고, 제1 경사각(
Figure pct00002
')을 갖는 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료에 형성한다. 제1 빔 각도(α)는 제1 빔 각도(α)와 상이한 제2 빔 각도(α)로 조절된다. 기판의 제2 부분이 제2 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 이온 빔은 기판의 표면 법선에 대해 제2 이온 빔 각도(
Figure pct00003
)로 격자 재료와 접촉하고, 제1 경사각(
Figure pct00004
')과 상이한 제2 경사각(
Figure pct00005
')을 갖는 하나 이상의 제2 격자들을 격자 재료에 형성한다.
[0006] 다른 실시예에서, 격자 형성 방법이 제공된다. 방법은, 플래튼 상에서 유지되는 기판의 제1 부분을 이온 빔 챔버의 x-축에 대해 제1 틸트 각도(β)로 포지셔닝하는 단계를 포함한다. 제1 틸트 각도(β)로 있는 기판의 제1 부분은 빔 각도(α)를 갖는, 이온 빔 챔버에 의해 생성되는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 기판 상에 격자 재료가 배치되어 있다. 이온 빔은 기판의 표면 법선에 대해 제1 이온 빔 각도(
Figure pct00006
)로 격자 재료와 접촉하고, 제1 경사각(
Figure pct00007
')을 갖는 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료에 형성한다. 기판의 제2 부분이 제1 틸트 각도(β)와 상이한 제2 틸트 각도(β)로 포지셔닝된다. 제2 틸트 각도(β)로 있는 기판의 제2 부분은 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 이온 빔은 기판의 표면 법선에 대해 제2 이온 빔 각도(
Figure pct00008
)로 격자 재료와 접촉하고, 제2 경사각(
Figure pct00009
')을 갖는 하나 이상의 제2 격자들을 격자 재료에 형성한다.
[0007] 또 다른 실시예에서, 격자 형성 방법이 제공된다. 방법은, 플래튼 상에서 유지되는 기판의 제1 부분을 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝하는 단계를 포함한다. 기판 상에 격자 재료가 배치되어 있다. 이온 빔은, 기판들의 표면 법선에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00010
)로 격자 재료와 접촉하고 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료에 형성하도록 구성된다. 플래튼 상에서 유지되는 기판이 플래튼의 축을 중심으로 회전되어서, 하나 이상의 제1 격자들의 격자 벡터와 이온 빔 사이에 제1 회전 각도(
Figure pct00011
)가 야기된다. 하나 이상의 제1 격자들은 기판의 표면 법선에 대해 제1 경사각(
Figure pct00012
')을 갖는다. 기판의 제2 부분이, 하나 이상의 제2 격자들을 격자 재료에 형성하도록 구성된 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 기판이 플래튼의 축을 중심으로 회전되어서, 하나 이상의 제2 격자들의 격자 벡터와 이온 빔 사이에 제2 회전 각도(
Figure pct00013
)가 야기된다. 하나 이상의 제2 격자들은 기판의 표면 법선에 대해 제2 경사각(
Figure pct00014
')을 갖는다.
[0008] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 더욱 상세한 설명이 실시예들을 참조함으로써 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들이 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 이에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 동일하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0009] 도 1a는 실시예에 따른 도파관 결합기의 사시 정면도이다.
[0010] 도 1b는 실시예에 따른 도파관 결합기의 구역의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 2는 실시예에 따른 가변 각도 에칭 시스템의 개략적인 측단면도이다.
[0012] 도 3은 일 실시예에 따른 전극 조립체의 개략적인 단면도이다.
[0013] 도 4는 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 개략적인 단면도이다.
[0014] 도 5는 실시예에 따른, 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법의 흐름도이다.
[0015] 도 6은 실시예에 따른, 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법의 흐름도이다.
[0016] 도 7은 실시예에 따른, 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법의 흐름도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0018] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 경사 에칭 툴들에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본원에서 설명되는 실시예들은 조절된 또는 다양한 경사각들을 갖는 핀들을 가지는 격자들을 형성하기 위해 경사 에칭 툴들을 활용하는 것을 제공한다.
[0019] 도 1a는 도파관 결합기(100)의 사시 정면도이다. 도파관 결합기(100)는 복수의 핀들(108)에 의해 정의되는 입력 커플링 격자 구역(102)(제1 구역), 복수의 핀들(110)에 의해 정의되는 중간 격자 구역(104)(제2 구역), 및 복수의 핀들(112)에 의해 정의되는 출력 커플링 격자 구역(106)(제3 구역)을 포함한다. 복수의 핀들(108, 110 및 112) 각각은 본원에서 설명되는 바와 같은 격자 조절 프로세스에 의해 형성된다. 예컨대, 복수의 핀들(108, 110 및 112) 중 하나 이상은 동일한 구역 내의 다른 핀들과 상이하다. 일 예에서, 입력 커플링 격자 구역(102) 내의 복수의 핀들(108) 중 하나 이상은 그 구역에 있는 다른 핀들의 기하학적 구조와 상이한 기하학적 구조를 갖는데, 이를테면, 그 구역에 있는 다른 핀들의 경사각과 상이한 경사각을 갖는다. 그 외에도, 입력 커플링 격자 구역(102) 내의 하나의 개별적인 핀(108)의 경사각은 입력 커플링 격자 구역(102)의 길이 또는 폭에 걸쳐 상이할 수 있다. 중간 격자 구역(104) 및 출력 커플링 격자 구역(106)의 복수의 핀들(110 및 112) 중 하나 이상은, 각각, 상이한 기하학적 구조를 또한 갖도록 형성될 수 있다.
[0020] 도 1b는 도파관 결합기(100)의 구역(101)의 개략적인 단면도이다. 구역(101)은 입력 커플링 격자 구역(102), 중간 격자 구역(104) 및 출력 커플링 격자 구역(106) 중 하나일 수 있다.
[0021] 구역(101)은 기판(105) 상에 배치된 격자 재료(103)를 포함한다. 격자 재료(103)는 실리콘 옥시카바이드(SiOC), 티타늄 옥사이드(TiOx), TiOx 나노 재료들, 니오븀 옥사이드(NbOx), 니오븀-게르마늄(Nb3Ge), 실리콘 디옥사이드(SiO2), 실리콘 옥시카보나이트라이드(SiOCN), 바나듐(IV) 옥사이드(VOx), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 인듐 틴 옥사이드(ITO), 징크 옥사이드(ZnO), 탄탈럼 펜톡사이드(Ta2O5), 실리콘 나이트라이드(Si3N4), 실리콘-풍부 Si3N4, 수소 도핑된 Si3N4, 붕소 도핑된 Si3N4, 실리콘 카본 나이트레이트(SiCN), 티타늄 나이트라이드(TiN), 지르코늄 디옥사이드(ZrO2), 게르마늄(Ge), 갈륨 포스파이드(GaP), 다결정질(PCD), 나노 결정질 다이아몬드(NCD), 및 도핑된 다이아몬드 함유 재료들 중 적어도 하나를 포함한다.
[0022] 본원에서 설명되는 방법들에 따른 격자 재료(103)는 복수의 핀들(107)을 포함하고, 이러한 복수의 핀들(107)은 2 개 이상의 부분들의 핀들, 이를테면, 제1 부분의 핀들(109), 제2 부분의 핀들(111) 및 제3 부분의 핀들(113)을 갖는다. 이러한 부분들의 핀들 각각은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 상이한 경사각(
Figure pct00015
')을 갖는다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 도시된 바와 같은 일 실시예에서, 핀들의 경사각(
Figure pct00016
')은 기판(105)에 걸쳐 증가한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예에서, 핀들의 경사각(
Figure pct00017
')은 기판(105)에 걸쳐 감소한다. 경사각(
Figure pct00018
')의 증가 및/또는 감소는 또한, 롤링 k 벡터로서 알려져 있다.
[0023] 도 2는 가변 각도 에칭 시스템(200)의 개략적인 측단면도이다. 아래에서 설명되는 가변 각도 에칭 시스템(200)은 예시적인 가변 각도 에칭 시스템이며, 다른 제조업체들로부터의 경사 에칭 시스템들을 포함하는 다른 가변 각도 에칭 시스템들이, 본원에서 설명되는 방법들에 따라 기판 상에 격자들 및/또는 등급화된(graded) 핀들(하나 이상의 핀들은 다른 핀들과 대조적으로 가변 경사각(
Figure pct00019
')을 가짐)을 형성하기 위해 수정되거나 또는 함께 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제어기(203)는 프로세싱 동안 가변 각도 에칭 시스템(200)의 양상들을 제어하도록 동작가능하다.
[0024] 다양한 경사각들(
Figure pct00020
')을 갖는 핀들을 가지는 격자들을 형성하기 위해, 격자 재료(103)는 기판(105) 상에 배치되고, 가변 각도 에칭 시스템(200)에 의해 에칭된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 패터닝된 하드마스크(213)가 격자 재료(103) 위에 배치된다. 패터닝된 하드마스크(213)는, 격자가 형성된 후에 제거되는 불투명(opaque) 또는 불투과성(non-transparent) 하드마스크일 수 있다. 투명한 패터닝된 하드마스크(미도시)는 격자가 형성된 후에 남아 있을 수 있다. 가변 각도 에칭 시스템(200)은 챔버(201)를 포함한다. 이온 빔 소스(204)를 하우징하는 이온 빔 하우징(202)이 챔버(201)에 적어도 부분적으로 포지셔닝된다. 이온 빔 소스는 리본 빔, 스폿 빔 또는 전체 기판 사이즈 빔(예컨대, 플러드(flood) 빔)과 같은 이온 빔(216)을 생성하도록 구성된다. 이온 빔 하우징(202)은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 빔 각도(α)로 이온 빔(216)을 지향시키도록 동작가능하다.
[0025] 기판(105)은 챔버(201)에 배치된 플래튼(206) 상에서 유지된다. 플래튼(206)은 스캔 및 틸트 액추에이터(208)에 커플링된다. 스캔 및 틸트 액추에이터(208)는, y-방향 및 z-방향을 따라 스캐닝 모션으로 플래튼(206)을 이동시키도록 동작가능하고, 기판(105)이 이온 빔 하우징(202)의 x-축에 대해 틸트 각도(β)로 포지셔닝되게 플래튼(206)을 틸팅하도록 동작가능하다. 빔 각도(α)와 틸트 각도(β)는 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00021
)를 야기한다. 표면 법선(115)에 대해 경사각(
Figure pct00022
')을 갖는 격자들을 형성하기 위해, 이온 빔 소스(204)는 이온 빔(216)을 생성하고 이온 빔 하우징(202)은 이온 빔(216)을 빔 각도(α)로 기판(105)을 향해 지향시킨다. 스캔 및 틸트 액추에이터(208)는, 이온 빔(216)이 이온 빔 각도(
Figure pct00023
)로 격자 재료(103)와 접촉하고 격자 재료(103)의 원하는 부분들 상에 경사각(
Figure pct00024
')을 갖는 격자들을 에칭하도록, 플래튼(206)을 포지셔닝한다. 회전 액추에이터(220)가, 격자들의 경사각(
Figure pct00025
')을 제어하기 위해 플래튼(206)의 x-축을 중심으로 기판(105)을 회전시키도록 플래튼(206)에 커플링된다. 본원에서 설명되는 방법들에서, 2 개 이상의 부분들의 핀들, 이를테면, 제1 부분의 핀들(109), 제2 부분의 핀들(111) 및 제3 부분의 핀들(113)의 경사각들(
Figure pct00026
')은, 빔 각도(α), 틸트 각도(β) 및 회전 각도(
Figure pct00027
), 또는 이들의 조합들을 조절하는 것을 통해 롤링 k 벡터에 대해 조절된다.
[0026] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 가변 각도 에칭 시스템(200)은, 빔 각도(α)를 변화시키고 그리고/또는 조절하도록 동작가능한 3극관 추출 조립체(205)를 포함한다. 3극관 추출 조립체(205)는 아래에서 설명되는 전극 세트 또는 조립체 그리고 복수의 작동되는 편향기 플레이트들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 3극관 추출 조립체(205)는 이온 빔 소스(204)의 하류에 포지셔닝된다.
[0027] 도 3은 도 2의 3극관 추출 조립체(205)로서 사용될 수 있는 예시적인 전극 세트(300)의 측단면도를 도시한다. 전극 세트(300)는 등급화된 렌즈 구성으로서 구성될 수 있다. 전극 세트(300)는 여러 세트들의 전극들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전극 세트(300)는 한 세트의 입구 전극들(302), 하나 이상의 세트들의 억제 전극들(304)(또는 집속(focusing) 전극들), 그리고 한 세트의 출구 전극들(306)을 포함할 수 있다. 출구 전극들(306)은 접지 전극들로 지칭될 수 있다. 각각의 세트의 전극들은, 이온 빔(312)(예컨대, 리본 빔, 스폿 빔, 또는 전체 기판 사이즈 빔)이 통과할 수 있도록 공간/갭을 가질 수 있다.
[0028] 일부 실시예들에서, 입구 전극들(302), 억제 전극들(304) 및 출구 전극들(306)은 하우징(308)에 제공된다. 펌프(310)가 하우징(308)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 펌프(310)는 고진공 환경 또는 상이한 진공 레벨의 다른 제어된 환경을 제공하기 위한 진공 펌프일 수 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에서, 하우징(308)은 하나 이상의 유전체 부재들(314)을 포함할 수 있다. 유전체 부재들(314)은 하우징(308)을 다른 컴포넌트들로부터 전기적으로 격리시키기 위해 사용될 수 있다.
[0029] 도 3에 도시된 바와 같이, 한 세트의 입구 전극들(302) 및 출구 전극들(306)은 서로 전기적으로 커플링된 2 개의 전도성 피스(piece)들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이러한 세트의 입구 전극들(302)은 이온 빔(312)이 통과하는 애퍼처를 갖는 원피스 구조일 수 있다. 일부 실시예들에서, 억제 전극들(304)의 상부 부분 및 하부 부분은, 이들을 통과하는 이온 빔(312)을 편향시키기 위하여 (예컨대, 별개의/개별적인 전도성 부분들에서) 상이한 전위들을 가질 수 있다. 전극 세트(300)가 (예컨대, 5 개의 세트들의 억제 전극들(304)을 갖는) 7 엘리먼트 렌즈 구성으로서 도시되어 있지만, 임의의 수의 엘리먼트들(또는 전극들)이 활용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 전극 세트(300)는 3 개 내지 10 개 범위의 전극 세트들을 활용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극들을 통과하는 이온 빔(312)은 아르곤 또는 다른 원소들을 포함할 수 있다.
[0030] 이온 빔(312)의 정전 집속은, 이온 빔(312)의 경로를 따라 전위의 등급화(grading)를 제어하기 위해 여러 얇은 전극들(예컨대, 억제 전극들(304))을 사용함으로써 달성될 수 있다. 그 결과, 입력 이온 빔들(312)의 사용은, 매우 낮은 에너지 출력 빔들에 대해서도, 더 높은 품질의 빔들을 가능하게 할 수 있는 에너지 범위에서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이온 빔(312)이 전극 세트(300)의 전극들을 통과할 때, 이온 빔(312)은 전극 세트(300)의 전극들에 의해 약 15 도 내지 약 30 도 이상으로 편향되고 6 keV로부터 0.2 keV로 감속될 수 있다. 일 예에서, 에너지 비(ratio)는 30/1일 수 있다. 다른 실시예들에서, 입력 전력은 약 15 도 내지 약 30 도 이상만큼 이온 빔(312)을 편향시키기 위해 100 볼트 내지 3,000 볼트일 수 있다.
[0031] 감속, 편향 및/또는 초점(focus)을 분리하여 독립적으로 제어하는 것은, 이온 빔(312)의 중심 광선 궤적에 대하여 전극들(예컨대, 입구 전극(302), 억제 전극들(304) 및 출구 전극(306))을 이동시키는 것, 그리고 이온 빔(312)의 중심 광선 궤적을 따르는 각각의 지점에서 빔 에너지를 편향 각도(316)로 반사시키기 위해 중심 광선 궤적을 따라 편향 전압 전극(deflection voltages electrode)들(예컨대, 입구 전극(302), 억제 전극들(304) 및 출구 전극(306))을 변화시키는 것 중 하나 또는 이들의 조합에 의해 달성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이온 빔(312)에 가장 가까운 상부 및 하부 전극들의 단부들이 이온 빔(312)의 중심 광선 궤적으로부터 동일한(또는 거의 동일한) 수직 거리(perpendicular distance)들에서 유지될 수 있는 경우, 이온 빔(312)의 중심 광선 궤적에 대한 전극들의 대칭이 있다. 예컨대, 이온 빔(312)의 위에 그리고 아래에 있는 전극들에 대한 전압들의 차이는, 전기장의 편향 성분이 (전극들 또는 렌즈들에 따라 변할 수 있는) 그 지점에서의 빔 에너지의 고정된 비/팩터일 수 있도록 구성될 수 있다.
[0032] 도 4는 전극 세트(300)가 사용될 수 있는 전극 조립체(400)의 개략적인 단면도이다. 전극 조립체(400)는 제1 액추에이터(402)에 커플링된 한 쌍의 입구 전극들(302), 제2 액추에이터(405)에 커플링된 한 쌍의 억제 전극들(304), 및 제3 액추에이터(410)에 커플링된 한 쌍의 출구 전극들(306)(예컨대, 접지 전극들)을 포함한다. 제1 액추에이터(402)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제1 거리(415)로 입구 전극들(302) 중 하나 또는 둘 모두를 이동시키도록 동작가능하다. 제2 액추에이터(405)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제2 거리(417)로 억제 전극들(304) 중 하나 또는 둘 모두를 이동시키도록 동작가능하다. 중간 라인(420)은 입구 전극들(302), 억제 전극들(304) 및 출구 전극들(306) 중 하나 이상에 의한 이온 빔(312)의 빔 각도(α)의 조절 전의 이온 빔(312)의 법선(307)에 대응한다. 제3 액추에이터(410)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제3 거리(425)로 출구 전극들(306) 중 하나 또는 둘 모두를 이동시키도록 동작가능하다. 제1 액추에이터(402), 제2 액추에이터(405) 및 제3 액추에이터(410)는, 본원에서 설명되는 방법들과 같은 프로세싱 동안 가변 각도 에칭 시스템(200)의 양상들을 제어하도록 동작가능한 제어기(203)에 커플링된다. 제어기(203)는 전압들을 제어하도록 구성된다.
[0033] 도 5는 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법(500)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 5는 적용가능한 경우 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 다음에서 이온 빔에 대한 언급들은 도 2의 이온 빔(216) 및/또는 도 3 및 도 4의 이온 빔(312)을 지칭할 수 있다.
[0034] 동작(501)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제1 부분이 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 제1 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00028
)로 격자 재료(103)와 접촉하고, 제1 경사각(
Figure pct00029
')을 갖는 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료(103)에 형성한다. 동작(502)에서, 제1 빔 각도(α)는 제1 빔 각도(α)와 상이한 제2 빔 각도(α)로 조절된다. 제2 빔 각도(α)는 제1 빔 각도(α)보다 더 크거나 또는 더 작을 수 있다. 동작(503)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제2 부분이 제2 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 제1 빔 각도(α)보다 더 큰 제2 빔 각도(α)는, 제1 경사각(
Figure pct00030
')보다 더 큰 제2 경사각(
Figure pct00031
')을 갖는 하나 이상의 제2 격자들을 격자 재료(103)에 야기할 것이다. 제1 빔 각도(α)보다 더 작은 제2 빔 각도(α)는, 제1 경사각(
Figure pct00032
')보다 더 작은 제2 경사각(
Figure pct00033
')을 야기할 것이다. 동작(504)에서, 제2 빔 각도(α)는 제2 빔 각도(α)와 상이한 제3 빔 각도(α)로 조절된다. 동작(505)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제3 부분이, 제2 경사각(
Figure pct00034
')보다 더 큰 제3 경사각(
Figure pct00035
')을 갖는 하나 이상의 제3 격자들을 격자 재료(103)에 형성하기 위해 제3 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에서, 제1, 제2 및 제3 빔 각도들(α)은, 위에서 설명된 바와 같이 전극 세트(300) 또는 전극 조립체(400) 그리고 복수의 작동되는 편향기 플레이트들 중 적어도 하나에 의해 조절된다.
[0035] 일 예에서, 제1 액추에이터(402)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제1 거리(415)로 입구 전극(들)(302)을 이동시킨다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제2 액추에이터(405)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제2 거리(417)로 억제 전극(들)(304)을 이동시킨다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제3 액추에이터(410)는 이온 빔(312)의 빔 각도(α)를 조절하기 위해 중간 라인(420)으로부터 제3 거리(425)로 출구 전극(들)(306)을 이동시킨다. 빔 각도(α)의 조절은 위에서 설명된 바와 같이 핀들의 경사각(
Figure pct00036
')을 변화시킨다.
[0036] 단독으로 또는 위의 예와 조합하여 활용될 수 있는 다른 예에서, 전극들(예컨대, 입구 전극(들)(302), 억제 전극(들)(304)(또는 집속 전극(들)) 및 출구 전극(들)(306))의 편향 전압들은 위에서 설명된 바와 같이 핀들의 경사각들(
Figure pct00037
')을 변화시키는 것을 초래하도록 변화될 수 있다.
[0037] 도 6은 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법(600)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 6은 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 가변 각도 에칭 시스템(200) 이외의 경사 에칭 시스템이 방법(600)과 함께 활용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에서, 방법(600)은 이온 빔 에칭 시스템에 의해 수행된다. 다음에서 이온 빔에 대한 언급들은 도 2의 이온 빔(216) 및/또는 도 3 및 도 4의 이온 빔(312)을 지칭할 수 있다.
[0038] 동작(601)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제1 부분이 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 기판(105)은 이온 빔 하우징(202)의 x-축에 대해 제1 틸트 각도(β)에 포지셔닝된다. 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00038
)로 격자 재료(103)와 접촉하고, 제1 경사각(
Figure pct00039
')을 갖는 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료(103)에 형성한다. 동작(602)에서, 제1 틸트 각도(β)는 제1 틸트 각도(β)와 상이한 제2 틸트 각도(β)로 조절된다. 제2 빔 틸트 각도(β)는 제1 틸트 각도(β)보다 더 크거나 또는 더 작을 수 있다. 동작(603)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판의 제2 부분이 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 제1 틸트 각도(β)보다 더 큰 제2 틸트 각도(β)는, 제1 경사각(
Figure pct00040
')보다 더 큰 제2 경사각(
Figure pct00041
')을 갖는 하나 이상의 제2 격자들을 격자 재료(103)에 야기할 것이다. 제1 빔 각도(α)보다 더 작은 제2 빔 각도(α)는, 제1 경사각(
Figure pct00042
')보다 더 작은 제2 경사각(
Figure pct00043
')을 야기할 것이다. 동작(604)에서, 틸트 각도(β)는 제2 틸트 각도(β)와 상이한 제3 틸트 각도(β)로 조절된다. 동작(605)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판의 제3 부분이, 제2 경사각(
Figure pct00044
')보다 더 큰 제3 경사각(
Figure pct00045
')을 갖는 하나 이상의 제3 격자들을 격자 재료(103)에 형성하기 위해 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에서, 스캔 및 틸트 액추에이터(208)는 y-방향 및 z-방향 중 적어도 하나를 따라 스캐닝 모션으로 플래튼(206)을 이동시키고, 이온 빔 하우징(202)의 x-축에 대해 제1, 제2 및 제3 틸트 각도들(β)로 플래튼(206)을 틸팅한다.
[0039] 도 7은 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법(700)의 흐름도이다. 설명을 용이하게 하기 위해, 도 7은 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 가변 각도 에칭 시스템(200) 이외의 경사 에칭 시스템이 방법(700)과 함께 활용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에서, 방법(700)은 이온 빔 에칭 시스템에 의해 수행된다. 다음에서 이온 빔에 대한 언급들은 도 2의 이온 빔(216) 및/또는 도 3 및 도 4의 이온 빔(312)을 지칭할 수 있다.
[0040] 동작(701)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제1 부분이 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00046
)로 격자 재료(103)와 접촉하고, 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료(103)에 형성한다. 기판(105)은 하나 이상의 제1 격자들의 격자 벡터와 이온 빔 사이의 제1 회전 각도(
Figure pct00047
)로 포지셔닝된다. 제1 회전 각도(
Figure pct00048
)는, 기판의 표면 법선(115)에 대해 제1 경사각(
Figure pct00049
')을 갖는 하나 이상의 제1 격자들을 야기하도록 선택된다. 제1 회전 각도(
Figure pct00050
)는,
Figure pct00051
= cos-1(tan(
Figure pct00052
')/tan(
Figure pct00053
))의 회전 각도(
Figure pct00054
) 방정식에 의해 선택된다. 동작(702)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제2 부분이 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 이온 빔은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00055
)로 격자 재료(103)와 접촉하고, 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료(103)에 형성한다. 기판(105)은 하나 이상의 제2 격자들의 격자 벡터와 이온 빔 사이의 제2 회전 각도(
Figure pct00056
)로 포지셔닝된다. 제1 회전 각도(
Figure pct00057
)보다 더 큰 제2 회전 각도(
Figure pct00058
)는 제2 경사각(
Figure pct00059
')보다 더 큰 제2 경사각(
Figure pct00060
')을 갖는 하나 이상의 제2 격자들을 야기하도록 선택된다. 동작(703)에서, 상부에 격자 재료(103)가 배치되어 있는 기판(105)의 제3 부분이 빔 각도(α)를 갖는 이온 빔의 경로에 포지셔닝된다. 이온 빔은 기판(105)의 표면 법선(115)에 대해 이온 빔 각도(
Figure pct00061
)로 격자 재료(103)와 접촉하고, 하나 이상의 제1 격자들을 격자 재료(103)에 형성한다. 기판(105)은 하나 이상의 제2 격자들의 격자 벡터와 이온 빔 사이의 제3 회전 각도(
Figure pct00062
)로 포지셔닝된다. 제2 회전 각도(
Figure pct00063
)보다 더 큰 제3 회전 각도(
Figure pct00064
)는 제2 경사각(
Figure pct00065
')과 상이한 제2 경사각(
Figure pct00066
')을 갖는 하나 이상의 제3 격자들을 야기하도록 선택된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에서, 회전 액추에이터(220)는 플래튼(206)의 x-축을 중심으로 기판(105)을 제1, 제2 및 제3 회전 각도들(
Figure pct00067
)로 회전시킨다. 제3 회전 각도(
Figure pct00068
)는 제2 회전 각도(
Figure pct00069
)보다 더 클 수 있고, 제2 회전 각도(
Figure pct00070
)는 제1 회전 각도(
Figure pct00071
)보다 더 클 수 있다. 제1 회전 각도(
Figure pct00072
)는 제2 회전 각도(
Figure pct00073
)보다 더 클 수 있고, 제2 회전 각도(
Figure pct00074
)는 제3 회전 각도(
Figure pct00075
)보다 더 클 수 있다.
[0041] 요약하면, 기판 상에 롤링 k 벡터 경사각들을 갖는 격자들을 형성하는 방법들이 제공된다. 본원에서 설명된 방법들은, 격자들의 2 개 이상의 부분들의 경사각들(
Figure pct00076
')의 롤링 k 벡터가 기판의 부분들에 대한 빔 각도(α), 틸트 각도(β) 및 회전 각도(
Figure pct00077
) 중 적어도 2 개를 조절함으로써 제공되도록 조합하여 수행될 수 있다.
[0042] 전술된 내용이 본 개시내용의 예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 예들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 격자 형성 방법으로서,
    기판의 표면 법선에 대해 이온 빔 각도(
    Figure pct00078
    )로 상기 기판을 향해 이온 빔을 투영하는 단계를 포함하고,
    상기 기판 상에 형성될 격자의 제1 부분은 상기 제1 부분과 접촉하는 상기 이온 빔에 의해 형성될 하나 이상의 제1 핀들의 제1 격자 벡터와 상기 이온 빔 사이의 제1 회전 각도(
    Figure pct00079
    1)로 포지셔닝되고;
    상기 제1 회전 각도(
    Figure pct00080
    1)는 제1 경사각(slant angle)(
    Figure pct00081
    '1)을 갖는 상기 하나 이상의 제1 핀들을 형성하도록 선택되고;
    상기 기판 상에 형성될 상기 격자의 제2 부분은 상기 제2 부분과 접촉하는 상기 이온 빔에 의해 형성될 하나 이상의 제2 핀들의 제2 격자 벡터와 상기 이온 빔 사이의 제2 회전 각도(
    Figure pct00082
    2)로 포지셔닝되며; 그리고
    상기 제2 회전 각도(
    Figure pct00083
    2)는 상기 제1 경사각(
    Figure pct00084
    '1)과 상이한 제2 경사각(
    Figure pct00085
    '2)을 갖는, 상기 격자의 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하도록 선택되는,
    격자 형성 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들과 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하기 위한 이온 빔 각도(
    Figure pct00086
    )는 동일한,
    격자 형성 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들 및 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하는 것은 플래튼(platen)의 x-축을 따라 상기 플래튼을 이동시키는 것을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들 및 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하는 것은 x-방향 및/또는 z-방향으로 상기 플래튼을 이동시키는 것을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들 및 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하는 것은 z-방향에 대해 상기 플래튼을 틸팅(tilting)하는 것을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 플래튼에 대해 상기 이온 빔이 휘어지게 하는(bending) 단계를 더 포함하는,
    격자 형성 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 이온 빔이 휘어지게 하는 단계는 상기 이온 빔에 대해 하나 이상의 쌍들의 전극들을 이동시키는 단계를 포함하는,
    격자 형성 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전극들은,
    복수의 입구 전극들;
    상기 입구 전극들의 하류에 포지셔닝된 복수의 억제 전극들; 및
    상기 억제 전극들의 하류에 포지셔닝된 복수의 출구 전극들
    을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 이온 빔은 상기 이온 빔의 빔 경로를 따라 포지셔닝된 복수의 전극들을 갖는 이온 빔 소스에 의해 생성되며, 상기 전극들에 대한 전압들을 변화시킴으로써 제1 빔 각도(α) 및 제2 빔 각도(α)가 제공되는,
    격자 형성 방법.
  10. 격자 형성 방법으로서,
    기판의 표면 법선에 대해 이온 빔 각도(
    Figure pct00087
    )로 상기 기판을 향해 이온 빔을 투영하는 단계 ―상기 기판 상에 형성될 격자의 제1 부분은 상기 제1 부분과 접촉하는 상기 이온 빔에 의해 형성될 하나 이상의 제1 핀들의 제1 격자 벡터와 상기 이온 빔 사이의 제1 회전 각도(
    Figure pct00088
    1)로 포지셔닝되고, 상기 제1 회전 각도(
    Figure pct00089
    1)는 제1 경사각(
    Figure pct00090
    '1)을 갖는 상기 하나 이상의 제1 핀들을 형성하도록 선택됨―; 및
    상기 기판 상에 형성될 상기 격자의 제2 부분이 상기 제2 부분과 접촉하는 상기 이온 빔에 의해 형성될 하나 이상의 제2 핀들의 제2 격자 벡터와 상기 이온 빔 사이의 제2 회전 각도(
    Figure pct00091
    2)로 포지셔닝되도록, 상기 기판을 회전시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 제2 회전 각도(
    Figure pct00092
    2)는 상기 제1 경사각(
    Figure pct00093
    '1)과 상이한 제2 경사각(
    Figure pct00094
    '2)을 갖는, 상기 격자의 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하도록 선택되는,
    격자 형성 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 이온 빔 각도(
    Figure pct00095
    )는 계속 고정 상태로 있는,
    격자 형성 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들 및 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하는 것은 x-방향 및/또는 z-방향으로 플래튼을 이동시키는 것을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 핀들 및 상기 하나 이상의 제2 핀들을 형성하는 것은 z-방향에 대해 플래튼을 틸팅하는 것을 포함하는,
    격자 형성 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 이온 빔에 대해 플래튼을 이동시킴으로써 제1 틸트 각도(β) 및 제2 틸트 각도(β)가 제공되는,
    격자 형성 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 이온 빔 각도(
    Figure pct00096
    )는 계속 고정 상태로 있는,
    격자 형성 방법.
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