一种在基底表面上以第一靶图案生成靶沉积材料层的方法。将该基底表面放置在真空中并且将其暴露于具有用于一种晶种沉积材料的前体分子的第一化学蒸气中，由此形成已经吸附了这些前体分子的第一基底表面区域。然后，将一个带电粒子束以第二靶图案应用于第一基底表面区域上，该第二靶图案大体上与第一靶图案相同，由此以第三靶图案形成一个晶种层。将该晶种层暴露于具有靶沉积材料前体分子的第二化学蒸气中，这些前体分子被吸附至该晶种层上。最后，将一个激光束应用于该晶种层和邻近区域，由此在已经暴露于该激光束的该晶种层上以及其附近形成一个靶沉积材料层。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种在基底表面上以第一靶图案生成靶沉积材料层的方法。将该基底表面放置在真空中并且将其暴露于具有用于一种晶种沉积材料的前体分子的第一化学蒸气中，由此形成已经吸附了这些前体分子的第一基底表面区域。然后，将一个带电粒子束以第二靶图案应用于第一基底表面区域上，该第二靶图案大体上与第一靶图案相同，由此以第三靶图案形成一个晶种层。将该晶种层暴露于具有靶沉积材料前体分子的第二化学蒸气中，这些前体分子被吸附至该晶种层上。最后，将一个激光束应用于该晶种层和邻近区域，由此在已经暴露于该激光束的该晶种层上以及其附近形成一个靶沉积材料层。【专利说明】晶种层激光诱导的沉积
本专利技术涉及一种将材料沉积至基底上的方法。
技术介绍
带电粒子束诱导沉积方法，如电子束诱导沉积(EBID)或离子束诱导沉积(IBID)涉及表面吸附的前体分子通过电子或离子轰击的解离。如典型实施的，将一种气相前体通过一个空心针递送，该空心针放置在距离位于高真空系统中的一个基底的表面仅仅毫米。在该基底表面上已形成一个吸附层，通过一个带电粒子束将该被吸附物覆盖的表面进行辐射处理。当这些带电粒子穿过该真空基底界面时，它们将它们的一些能量通过非弹性散射传递到粘附至该基底表面上的这些前体分子。如果所传递的能量是足够的，分子键断裂并且该前体“解离”成为稳定的、固相组分以及挥发性副产物。这些固体组分附接至该表面，从而形成一个沉积，因此使纳米能够直写为微米级特征。这个方法典型地被称为沉积。通过解离过程产生的这些挥发性副产物随后从该基底解吸并且通过一个泵送系统被移除。众所周知，电子和离子束可以聚焦到比用传统的照明光学可获得的那些更小的光点大小。其结果是，使通过带电粒子束诱导沉积方法产生的这些特征可以小于通过激光诱导方法如脉冲激光沉积(PLD)和直写激光辅助沉积产生的那些。然而，因为E/IBID是相当慢的方法，使用这些技术的厚沉积或在大面积上制成的沉积能够导致长的处理时间。此外，用带电粒子束技术制成的沉积物的纯度通常是低的。对于理想地导电的沉积物(例如钼)，低纯度(例如，碳污染)导致比理想的导电性更低。通常，污染物并入使用于沉积的靶材的所希望的特性恶化。存在针对通过新颖的方法、后处理、亦或新颖的前体选择而改善纯度和/或材料特性的束化学相关的参考文件。一个此类参考文件描述了一种新颖的前体六甲基二锡，它可以用于用IBID来沉积一种高纯度、低电阻率的锡材料。另一个是一种光束晶种原子层沉积(ALD)技术工作，在其中一种EBID晶种用于引导经由原子层沉积(通过循环的自发反应)的生长。该结果是定位在该催化剂上的一种纯沉积。然而，这两种技术可能均具有缺点。该锡沉积倾向于只在通孔和表面下的特征中工作，在其中存在高度的气体约束。该ALD方法可以在某种程度上是慢的并且是不可再现的并且经受真空污染的问题。存在关于具有光解和热解机制两者的连续波和纳秒脉冲激光诱导沉积的许多参考文件。但这些机理倾向于加热该基底，这可能是不希望的。因此，存在对于新颖的高纯度沉积方法的未满足的需要；尤其存在对能够实现纯金属、电介质、和半导体的大面积和小面积沉积两者的方法的需要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是以任意图案将一种材料沉积到一个基底上。在第一单独方面中，本专利技术是一种在基底表面生成靶沉积材料层的方法。该方法从将一个基底表面的放置在真空中以及将该基底表面暴露于由前体分子组成的第一化学蒸气中的行为开始，当该前体分子用一种带电粒子束辐射处理时，只在带电粒子辐射的区域内形成一个沉积晶种层。这个初始的带电粒子诱导局部沉积的目的是该沉积材料通过改变光学吸收特性、改变该靶沉积材料前体气体的黏附系数/停留时间、和/或降低解离的活化障碍来促进该靶沉积材料的沉积。这个晶种层的沉积的结果是形成了一个新的固体表面，该表面随后可以被一个前体分子层覆盖。然后将该晶种层暴露于由靶沉积材料前体分子组成的第二化学蒸气(与最初的前体相同或不同)中。这些靶沉积材料前体分子吸附在该晶种层上。最后，将一个激光束应用于该基底上。一个靶沉积材料层在该晶种层与该激光束所应用的区域的相交处及其附近形成，这可能归因于上述的活化障碍、光学吸收特性和/或蒸气吸附特性的改变。在一个优选的实施例中，将该带电粒子束在该基底上扫描来形成一个图案化晶种层，但在另一个优选的实施例中保持该带电粒子束是静止的。在第二单独方面中，本专利技术可以采取一种方法的形式，该方法是将一个靶沉积材料层沉积到一个基底表面上，该基底表面具有有助于该祀沉积材料的激光诱导沉积的一个晶种层。该方法从将一个基底表面的放置在真空中以及将该基底表面区域暴露于由用于该靶沉积材料的前体分子组成的一个化学蒸气中的行为开始。然后，将一个激光束应用于该区域并且一个靶沉积材料层在该激光束所应用到该晶种层的区域处形成。为了可以更好地理解以下本专利技术的详细说明，上文已经相当广泛地概述了本专利技术的特征和技术优点。下文将说明本专利技术的附加特征和优点。本领域技术人员应认识到所披露的概念和具体实施例可容易地用作改进或设计用于完成本专利技术相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到这些同等构造不脱离如所附权利要求中所阐明的本专利技术的精神和范围。【专利附图】【附图说明】为了更加深入地理解本专利技术和本专利技术的优点，现在结合附图参考以下说明，其中: 图1示出了在本专利技术的方法中的第一阶段的示意图； 图2示出了本专利技术的方法的最后阶段的示意图； 图3示出了一个基底区域在进行了图1中所示的处理阶段后的平面图； 图4示出了图3中的基底区域在进行了图2中所示的处理阶段后的平面图；并且 图5是本专利技术的方法一个流程图。【具体实施方式】本专利技术的这些实施例是针对将材料沉积在一个基底表面上的方法。定义:一种超短脉冲激光是发射具有小于10皮秒的持续时间宽度的光脉冲的一种激光。功能上，当该材料响应的强度依赖性由电场的平方(或更高级数)主导时，进入该超短波范围。一个超短脉冲激光束是一种由超短脉冲激光发射的光束。参见图1和图5, —个配置110,用于实施本专利技术方法的一种优选的方法210 (图5)，包括在真空中的一个基底112，该基底暴露于一个气体注入源116的蒸气114中(步骤212)。典型地(但非必要地)，源116是一个针状物，该针状物放置在基底112表面上小于Imm处。蒸气114包括用于一种晶种沉积材料的前体分子，这些前体分子变成吸附在基底112的表面上，从而形成一个吸附分子115层(图3)。用一个带电粒子束118对吸附前体分子115的辐射(步骤214)导致该前体分子115的解离，以及晶种沉积材料的一个晶种层120的沉积。在一个优选的实施例中，晶种层120是一种催化性金属，如钼。在这个实例中，该钼层120是不纯的，显然因为一个带电粒子束的功率密度不足以实现这些前体分子的完全解离，使得碳和/或其他原子与该钼一起沉积。一个催化性金属晶种层通过降低该靶沉积材料前体分子的解离的活化障碍来促进靶沉积材料的沉积。在另一个优选的实施例中，该晶种沉积材料改变该靶沉积材料的黏附系数/停留时间或改变该基底的光学吸收特性。在生成晶种层120之后，将该带电粒子束118中断并且将该晶种层120暴露于具有一种靶材的前体分子的第二蒸气122中(步骤216)，该前体分子也被吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生成靶沉积材料层的方法，该方法包含：将一个基底表面放置在真空中并且将所述基底表面暴露于由用于一种晶种沉积材料的前体分子组成的第一化学蒸气中，由此形成已经吸附了用于所述晶种沉积材料的所述前体分子的第一基底表面区域；将一个带电粒子束应用于所述第一基底表面区域，由此在所述带电粒子束与所述第一基底表面的相交处以及其附近形成一个晶种层；将所述晶种层暴露于具有靶沉积材料前体分子的第二化学蒸气中，由此导致这些靶沉积材料前体分子变成被吸附到所述催化性晶种层上以及其附近；将一个激光束应用到所述晶种层上，由此在所述激光束已经被应用的所述催化性晶种层上以及其附近形成一个靶沉积材料层。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S兰多尔夫，M斯特劳，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：
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