(57)【要約】【課題】第１の目的のパターンに従って、基板表面に、目的の付着物材料の層を形成する方法を提供すること。【解決手段】この基板表面を真空中に置き、シード付着物材料用の前駆体分子を含む第１の化学蒸気にさらし、それにより、この前駆体分子が吸着した第１の基板表面エリアを形成する。次いで、第１の目的のパターンと概ね同一の第２の目的のパターンに従って、第１の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、第３の目的のパターンに従ったシード層を形成する。シード層を、目的の付着物材料前駆体分子を含む第２の化学蒸気にさらし、この目的の付着物材料前駆体分子をシード層の表面に吸着させる。最後に、シード層およびシード層の隣接するエリアにレーザ・ビームを当て、それにより、レーザ・ビームが当たったシード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成する。【選択図】図２
2014055352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的の付着物材料の層を形成する方法であって、
基板表面を真空中に置き、前記基板表面を、シード付着物材料用の前駆体分子を含む第１の化学蒸気にさらし、それにより、前記シード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した第１の基板表面エリアを形成するステップと、
前記第１の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面エリアとの交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、
前記シード層を、目的の付着物材料前駆体分子を含む第２の化学蒸気にさらし、それにより、目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、
前記シード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記シード付着物材料が触媒金属である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記触媒金属が白金である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記前駆体分子がトリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記目的の付着物材料が前記シード付着物材料と同じである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の化学蒸気と前記第２の化学蒸気とが同じである、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記荷電粒子ビームが電子ビームである、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記荷電粒子ビームがイオン・ビームである、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記レーザ・ビームが超短パルス・レーザ・ビームである、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板が半導体材料でできている、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板がシリコンでできている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板が酸化物でできている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記目的の付着物材料層がパターンの特徴部分を有するパターンを形成し、１００ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記パターンが、３０ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パターンが閉じた幾何学的形状である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記閉じた幾何学的形状が長方形である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記閉じた幾何学的形状の面積が１，０００平方ミクロンよりも大きい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）前記基板表面を、別のシード付着物材料用の前駆体分子を含む別のシード層化学蒸気にさらし、それにより、前記別のシード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した別の基板表面エリアを形成するステップと、
（ｂ）前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面との交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、
（ｃ）前記シード層を、別の目的の付着物材料前駆体分子を含む別の目的の付着物材料化学蒸気にさらし、それにより、目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、
（ｄ）前記シード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップと
をさらに含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
所定の特性を有する積層付着物が形成されるまでステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返し実行する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
目的の付着物材料の層を、前記目的の付着物材料の付着を容易にするシード層を有する基板表面に付着させる方法であって、
前記基板表面を真空中に置き、前記基板表面を、前記目的の付着物材料用の前駆体分子を含む化学蒸気にさらすステップと、
前記エリアにレーザ・ビームを当て、それにより、前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップと
を含む方法。
【請求項２１】
前記レーザ・ビームが超短パルス・レーザ・ビームである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記シード層が触媒金属でできている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記触媒金属が白金である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記前駆体分子がトリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板が半導体材料でできている、請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記基板がシリコンでできている、請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板が酸化物でできている、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記目的の付着物材料層がパターンの特徴部分を有するパターンを形成し、１００ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む、請求項１から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記パターンが、３０ｎｍ未満の幅を有するパターンの特徴部分を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記パターンが閉じた幾何学的形状である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記閉じた幾何学的形状が長方形である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記閉じた幾何学的形状の面積が１，０００平方ミクロンよりも大きい、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
（ａ）前記基板表面を、別のシード付着物材料用の前駆体分子を含む別のシード層化学蒸気にさらし、それにより、前記別のシード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した別の基板表面エリアを形成するステップと、
（ｂ）前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面との交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、
（ｃ）前記シード層を、別の目的の付着物材料前駆体分子を含む別の目的の付着物材料化学蒸気にさらし、それにより、目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、
（ｄ）前記シード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップと
をさらに含む、請求項１から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
所定の特性を有する積層付着物が形成されるまでステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返し実行する、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に材料を付着させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム誘起付着（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＥＢＩＤ）、イオン・ビーム誘起付着（ｉｏｎ  ｂｅａｍ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＩＢＩＤ）などの荷電粒子ビーム誘起付着プロセスは、表面に吸着させた前駆体分子を、電子衝撃またはイオン衝撃によって解離させることを含む。一般的な実施では、高真空システム内に位置する基板の表面から数ミリメートルのところに配置された中空針によって気相前駆体を送達する。基板表面に吸着層を形成した後、吸着物で覆われた基板表面に荷電粒子ビームを照射する。基板−真空界面を横切るときに、荷電粒子は、非弾性散乱によって、そのエネルギーの一部を、基板表面に吸着させた前駆体分子に伝達する。伝達されるエネルギーが十分な場合には、分子の結合が破壊され、前駆体は、安定な固相成分と揮発性の副生物とに「解離」する。固体成分は、基板表面に接着して付着物を形成し、それによってナノメートルからマイクロメートル・サイズの特徴部分の直接書込みを可能にする。このプロセスは一般に付着と呼ばれる。この解離過程によって生成した揮発性副生物は、続いて基板から脱離し、ポンピング・システムによって除去される。
【０００３】
電子ビームおよびイオン・ビームを、伝統的な光学系で達成可能なスポット・サイズよりも小さなスポット・サイズに集束させることができることはよく知られている。その結果、荷電粒子ビーム誘起付着プロセスによって形成される特徴部分を、パルス・レーザ付着（ｐｕｌｓｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＬＤ）、直接書込みレーザ支援付着（ｄｉｒｅｃｔ−ｗｒｉｔｅ  ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などのレーザ誘起プロセスによって形成される特徴部分よりも小さくすることができる。しかしながら、Ｅ／ＩＢＩＤは比較的に低速のプロセスであるため、それらの技法を使用して付着物を厚くまたは大面積に付着させると、処理時間が長くなる。それに加えて、荷電粒子ビーム技法を用いて付着させた付着物の純度はしばしば低い。理想的な導電性を有する付着物（例えば白金）では、純度が低い（例えば炭素汚染がある）と、導電率が、理想的な導電率よりも低くなる。一般に、汚染物質が含まれると、付着させる目的の材料の所望の特性は悪化する。
【０００４】
新規の処理、後処理または新規の前駆体選択によって純度および／または材料特性を向上させることを目指すビーム・ケミストリに関係した文献が存在する。そのような１つの文献は、高純度、低抵抗率のスズ材料をＩＢＩＤによって付着させる目的に使用することができる新規の前駆体、ヘキサメチル二スズを記載している。別の文献には、ＥＢＩＤシードを使用して、循環的な自発反応による原子層付着を介した成長を誘導するビーム・シード（ｂｅａｍ−ｓｅｅｄｅｄ）原子層付着（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＡＬＤ）技法が記載されている。この技法の結果は、触媒位置だけに局在した純粋な付着物である。しかしながら、どちらの技法にも欠点がある。スズの付着は、高度のガス閉じ込めが存在するバイアおよび表面下の特徴部分でしか達成されない傾向がある。ＡＬＤプロセスはやや低速で再現不可能であることがあり、真空汚染が問題になる。光分解機構と熱分解機構の両方を含む連続波レーザ誘起付着およびナノ秒パルス・レーザ誘起付着に関する多くの文献がある。しかしながら、これらの機構は基板を加熱する傾向があり、基板の加熱は望ましくないことがある。
【０００５】
したがって、新規の高純度付着プロセス、特に、純金属、誘電体および半導体の大面積付着と小面積付着の両方を可能にする方法が依然として求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基板の表面に、任意のパターンの材料を付着させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
独立した第１の態様では、本発明は、基板表面に目的の付着物材料の層を形成する方法である。この方法は、基板表面を真空中に置き、この基板表面を、前駆体分子を含む第１の化学蒸気にさらすことから始まり、この前駆体分子は、荷電粒子ビームを照射すると、荷電粒子を照射した領域にだけ、付着したシード層を形成する。この最初の局所的な荷電粒子誘起付着の目的は、この付着した材料が、光吸収特性を変化させ、目的の付着物材料前駆体ガスの付着係数（ｓｔｉｃｋｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）／滞留時間を変化させ、および／または解離に対する活性化障壁を低くすることによって、後続の目的の付着物材料の付着を促進することである。このシード層の付着の結果、続いて前駆体分子の層で覆うことができる新たな固体表面が形成される。次いで、このシード層を、（最初の前駆体と同じまたは異なる）目的の付着物材料前駆体分子を含む第２の化学蒸気にさらす。この目的の付着物材料前駆体分子はシード層の表面に吸着する。最後に、基板にレーザ・ビームを当てる。シード層とレーザ・ビームが当たったエリアとの交線および交線の周囲に、目的の付着物材料層が形成される。この目的の付着物材料層の形成は例えば、上述の活性化障壁、光吸収特性および／または蒸気吸着特性の変化によって起こる。好ましい一実施形態では、基板を荷電粒子ビームで走査して、パターン形成されたシード層を形成する。好ましい他の実施形態では、荷電粒子ビームを移動させない。
【０００８】
独立した第２の態様では、本発明は、目的の付着物材料の層を、この目的の付着物材料のレーザ誘起付着を容易にするシード層を有する基板表面に付着させる方法の形をとる。この方法は、基板表面エリアを真空中に置き、この基板表面エリアを、その目的の付着物材料用の前駆体分子を含む化学蒸気にさらすことから始まる。次いで、このエリアにレーザ・ビームを当てる。レーザ・ビームがシード層に当たったところに目的の付着物材料層が形成される。
【０００９】
以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり広く概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造を変更しまたは設計するベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。
【００１０】
次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の工程の第１の段階の略図である。
【図２】本発明の工程の最終段階の略図である。
【図３】図１に示した工程の段階を実行した後のある基板領域の平面図である。
【図４】図２に示した工程の段階を実行した後の図３の基板領域の平面図である。
【図５】本発明の工程の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、基板表面に材料を付着させる方法を対象とする。
【００１３】
定義：超短パルス・レーザ（ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ  ｐｕｌｓｅｄ  ｌａｓｅｒ）は、持続時間が１０ピコ秒未満の光パルスを発射するレーザである。関数的には、超短レジームには、材料応答の強度依存性が電場の２乗（またはより高次の累乗）によって支配されているときに入る。超短パルス・レーザ・ビームは、超短パルス・レーザによって発射されたビームである。
【００１４】
図１および５を参照すると、本発明の工程を実施する好ましい方法２１０（図５）を実現するための構成１１０は、真空中に基板１１２を含み、この基板１１２を、ガス注入源１１６によって蒸気１１４にさらす（ステップ２１２）。源１１６は一般に、基板１１２の表面の上方１ｍｍ未満のところに配置された針である（ただしそうでなければならないというわけではない）。蒸気１１４は、シード付着物材料用の前駆体分子を含み、この前駆体分子は、基板１１２の表面に吸着して吸着分子１１５の層（図３）を形成する。
【００１５】
吸着した前駆体分子１１５に荷電粒子ビーム１１８を照射すると（ステップ２１４）、シード付着物材料の前駆体分子１１５は解離し、シード付着物材料のシード層１２０が付着する。好ましい一実施形態では、シード層１２０が、白金などの触媒金属である。この場合、白金層１２０は不純物を含む。これは明らかに、前駆体分子の完全な解離を達成するのに荷電粒子ビームのパワー密度が不十分であり、そのため、炭素原子および／またはその他の原子が白金と一緒に付着するためである。触媒金属シード層は、目的の付着物材料の前駆体分子の解離に対する活性化障壁を低くすることにより目的の付着物材料の付着を促進する。好ましい他の実施形態では、シード付着物材料が、目的の付着物材料の付着係数／滞留時間または基板の光吸収特性を変化させる。
【００１６】
シード層１２０を形成した後、荷電粒子ビーム１１８を停止し、シード層１２０を、目的の材料の前駆体分子を含む第２の蒸気１２２にさらす（ステップ２１６）。この前駆体分子も基板表面に吸着して、第２の吸着前駆体分子エリア１２４（図４）を形成する。同時に、エリア１２４を、超短パルス・レーザ１２６で処理する（ステップ２１８）。その結果、触媒シード層１２０とほぼ一致するが、触媒シード層１２０よりもわずかに広がった、目的の付着物材料の高純度付着物１２８が形成される。付着物１２８が白金である場合、付着物１２８の純度は、触媒シード層１２０の純度よりもはるかに高い。
【００１７】
好ましい一実施形態では目的の材料が白金だが、別の材料をシード層の表面および周囲に付着させる他の好ましい実施形態も多く存在する。好ましい代替実施形態では、目的の付着物材料が炭素であり、炭素前駆体分子を使用して、シード層１２０の表面に炭素付着物１２８を付着させる。
【００１８】
好ましい一実施形態では、ターゲット表面における荷電粒子ビームのスポット・サイズが１０ｎｍ以上である。２次荷電粒子および１次荷電粒子が広がるため、触媒シード層１２０の幅は一般にこのスポット・サイズよりも大きい。触媒シード層１２０の線幅は１００から１５０ｎｍの間であることが好ましく、５０から１００ｎｍの間であるとより好ましく、１０から５０ｎｍの間であると最も好ましい。レーザ誘起付着物の線幅は１１０から１６０ｎｍの間であることが好ましく、６０から１１０ｎｍの間であるとより好ましく、１５から６０ｎｍの間であると最も好ましい。この線幅は、現在使用可能な技法の結果得られる線幅と比較して勝り、微小回路の製造において有利に使用することができる。
【００１９】
好ましい他の方法では、より幅の広い荷電粒子ビーム１１８を使用することによって、またはあるエリアをビーム１１８で走査することによって、より幅の広い触媒シード層を形成する。このより幅の広い触媒シード層は、長方形などの閉じた幾何学的形状を有することができる。純粋な材料層を形成する他の技法も知られているが、本発明の方法の利点は、幅に関する制限がないときに、形成中に基板または層１２０を潜在的に破壊的な熱にさらすことなく、純粋な目的の材料の層１２０を形成することができることである。上記の技法は、約２０°Ｃ（ほぼ室温）を含む広範囲の温度で実行することができる。
【００２０】
上述のとおり、好ましい一実施形態では、レーザ・ビーム１２４が超短パルス・レーザ・ビームである。このビームは、フルエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）が小さく、そのため基板のアブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）または加熱をあまり引き起こさないという利点を有する。しかしながら状況によっては基板の加熱が許容される。したがって、好ましい代替実施形態では、ピコ秒レーザ、ナノ秒レーザまたは連続波レーザを含む別のタイプのレーザが使用される。
【００２１】
好ましい一実施形態では、蒸気１１４が、白金前駆体であるトリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金の分子を含む。好ましい他の実施形態では、蒸気１１４が、コバルト前駆体であるジコバルトオクタカルボニルの分子を含む。当業者は、触媒層に対して適当な他の前駆体ガスおよび所望の金属層に対して適当な他の前駆体ガスを容易に決定することができる。触媒層１２０に対して適当な前駆体ガスおよび目的の材料付着物層１２８に対して適当な前駆体ガスは以下の特性を有する：高い蒸気圧、荷電粒子ビームによって解離させるには十分に低いが、自発的に解離するほど低くはない付着物材料−配位子間の結合エネルギー、高い付着係数および長い滞留時間。好ましい一実施形態では、基板１１２がシリコン基板などの半導体基板であり、好ましい他の実施形態では、基板がＳｉＯ2などの酸化物である。一般に、広範囲の基板を使用することができる。
【００２２】
シード層の付着速度はビーム電流に依存するが、一般的な付着速度は０．４μｍ3／分である。目的の材料（例えば純金属）のレーザ誘起付着は一般に０．８から１．２μｍ3／分の間、より好ましくは１．０から１．５μｍ3／分の間の速度で起こる。レーザ誘起付着の純度は一般に４０％よりも高く、６０％よりも高いとより好ましく、８０％よりも高いと最も好ましい。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、目的の付着物材料の層を形成する方法は、前記基板表面を真空中に置き、前記基板表面を、シード付着物材料用の前駆体分子を含む第１の化学蒸気にさらし、それにより、前記シード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した第１の基板表面エリアを形成するステップと、前記第１の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面との交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、前記シード層を、目的の付着物材料前駆体分子を含む第２の化学蒸気にさらし、それにより、目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、前記シード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップとを含む。
【００２４】
いくつかの実施形態では、前記シード付着物材料が触媒金属である。いくつかの実施形態では、前記触媒金属が白金である。いくつかの実施形態では、前記前駆体分子がトリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金である。いくつかの実施形態では、前記目的の付着物材料が前記シード付着物材料と同じである。いくつかの実施形態では、前記第１の化学蒸気と前記第２の化学蒸気とが同じである。
【００２５】
いくつかの実施形態では、前記荷電粒子ビームが電子ビームである。いくつかの実施形態では、前記荷電粒子ビームがイオン・ビームである。いくつかの実施形態では、前記レーザ・ビームが超短パルス・レーザ・ビームである。
【００２６】
いくつかの実施形態では、前記基板が半導体材料でできている。いくつかの実施形態では、前記基板がシリコンでできている。いくつかの実施形態では、前記基板が酸化物でできている。いくつかの実施形態では、前記目的の付着物材料層がパターンの特徴部分を有するパターンを形成し、１００ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む。いくつかの実施形態では、前記パターンが、３０ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、前記パターンが閉じた幾何学的形状である。いくつかの実施形態では、前記閉じた幾何学的形状が長方形である。いくつかの実施形態では、前記閉じた幾何学的形状の面積が１，０００平方ミクロンよりも大きい。いくつかの実施形態では、前記レーザ・ビームが超短パルス・レーザ・ビームである。
【００２８】
いくつかの実施形態では、この方法が、前記基板表面を、別のシード付着物材料用の前駆体分子を含む別のシード層化学蒸気にさらし、それにより、前記別のシード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した別の基板表面エリアを形成するステップと、前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面との交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、前記シード層を、別の目的の付着物材料前駆体分子を含む別の目的の付着物材料化学蒸気にさらし、それにより、目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、前記シード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記基板表面を別のシード層化学蒸気にさらす前記ステップ、前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当てる前記ステップ、前記シード層を別の目的の付着物材料化学蒸気にさらす前記ステップ、および前記シード層にレーザ・ビームを当てる前記ステップを、所定の特性を有する積層された付着物が形成されるまで繰り返し実行する。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、目的の付着物材料の層を、前記目的の付着物材料の付着を容易にするシード層を有する基板表面に付着させる方法は、前記基板表面を真空中に置き、前記基板表面を、前記目的の付着物材料用の前駆体分子を含む化学蒸気にさらすステップと、前記エリアにレーザ・ビームを当て、それにより、前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップとを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、前記レーザ・ビームが超短パルス・レーザ・ビームである。いくつかの実施形態では、前記シード層が触媒金属でできている。いくつかの実施形態では、前記触媒金属が白金である。いくつかの実施形態では、前記前駆体分子がトリメチル（メチルシクロペンタジエニル）白金である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、前記基板が半導体材料でできている。いくつかの実施形態では、前記基板がシリコンでできている。いくつかの実施形態では、前記基板が酸化物でできている。いくつかの実施形態では、前記目的の付着物材料層がパターンの特徴部分を有するパターンを形成し、１００ｎｍ未満の幅を有する少なくとも１つのパターンの特徴部分を含む。いくつかの実施形態では、前記パターンが、３０ｎｍ未満の幅を有するパターンの特徴部分を有する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、前記目的のパターンが閉じた幾何学的形状である。いくつかの実施形態では、前記閉じた幾何学的形状が長方形である。いくつかの実施形態では、前記閉じた幾何学的形状の面積が１，０００平方ミクロンよりも大きい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、この方法が、前記基板表面を、別のシード付着物材料用の前駆体分子を含む別のシード層化学蒸気にさらし、それにより、前記別のシード付着物材料用の前記前駆体分子が吸着した別の基板表面エリアを形成するステップと、前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当て、それにより、前記荷電粒子ビームと前記第１の基板表面との交点および交点の周囲に、シード層を形成するステップと、前記別のシード層を、別の目的の付着物材料前駆体分子を含む別の目的の付着物材料化学蒸気にさらし、それにより、別の目的の付着物材料前駆体分子を、前記触媒シード層の表面および周囲に吸着させるステップと、前記別のシード層にレーザ・ビームを当て、それにより、前記レーザ・ビームが当たった前記触媒シード層の上および周囲に目的の付着物材料層を形成するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記基板表面を別のシード層化学蒸気にさらす前記ステップ、前記別の基板表面エリアに荷電粒子ビームを当てる前記ステップ、前記シード層を別の目的の付着物材料化学蒸気にさらす前記ステップ、および前記シード層にレーザ・ビームを当てる前記ステップを、所定の特性を有する積層付着物が形成されるまで繰り返し実行する。
【００３４】
本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。
【００３５】
好ましい追加の実施形態では、上述のとおりに最初のシード層を付着させ、レーザ誘起付着プロセスを実行する。しかしながら、その後、追加のシード層を付着させ、続いて別の目的の付着物材料のレーザ付着を再び実行する。この２層付着プロセスを、所望の厚さに達するまで繰り返し実行する。このプロセスを使用して、他の方法で可能な付着物よりも所望の形状および内部構造により近い積層付着物を循環的に付着させることができる。好ましい一実施形態では、この別の目的の付着物材料層に対する前駆体分子を付着サイクルごとに変更して、交互に配置された材料スタックを形成する。この実施形態では、多数の目的の付着物材料層に対して最適化するために、荷電粒子ビーム付着シード層に対する前駆体分子も変更することができる。一例として、発光ダイオード、ダイオード・レーザ、量子井戸構造体または他の発光デバイスの製造を可能にするために、いくつかの異なる前駆体を使用して、発光材料と金属とからなるスタックをその場で形成することができる。
【００３６】
以下の表は、上で説明した方法で使用することができる前駆体分子の一覧である。この表は、包括的なリストではなく、単に例を示したものである。
【００３７】
【表１】
2014055352.tif 000003
【符号の説明】
【００３８】
１１２  基板
１１４  蒸気
１１６  ガス注入源
１１８  荷電粒子ビーム
１２０  シード付着物材料のシード層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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2014055352000002.pdf
2014055352000003.pdf
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