JP2000232095A - 半導体表面の微細パターン形成方法 - Google Patents
半導体表面の微細パターン形成方法Info
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- JP2000232095A JP2000232095A JP3380099A JP3380099A JP2000232095A JP 2000232095 A JP2000232095 A JP 2000232095A JP 3380099 A JP3380099 A JP 3380099A JP 3380099 A JP3380099 A JP 3380099A JP 2000232095 A JP2000232095 A JP 2000232095A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】凸型のパターンを形成したモールドを半導体表
面上のレジスト膜に押し付けることにより半導体表面を
微細加工する方法において、該凸型の形状を忠実に反映
した凹型よりなるパターンを半導体表面に転写する方法
を提供すること。 【解決手段】凸型のパターンを有するＳｉＣ製モールド
を準備し、半導体ウエハ上に形成されたレジスト膜に該
モールドを押し付けて、圧痕のパターンをレジスト膜に
転写し、イオンミリングによってレジストと半導体とを
エッチングした後、半導体上に残存するレジストを除去
する方法を構成することによって課題を解決する。
面上のレジスト膜に押し付けることにより半導体表面を
微細加工する方法において、該凸型の形状を忠実に反映
した凹型よりなるパターンを半導体表面に転写する方法
を提供すること。 【解決手段】凸型のパターンを有するＳｉＣ製モールド
を準備し、半導体ウエハ上に形成されたレジスト膜に該
モールドを押し付けて、圧痕のパターンをレジスト膜に
転写し、イオンミリングによってレジストと半導体とを
エッチングした後、半導体上に残存するレジストを除去
する方法を構成することによって課題を解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体表面の微細パ
ターン形成方法に関する。
ターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体表面への微細なパターンの形成
は、量子効果を用いた半導体素子を作製する上で重要で
ある。量子効果が発現するパターン寸法は、約数nｍか
ら数十nｍの範囲である。この寸法範囲は、光の波長と
同程度の寸法範囲であるため、フォトリソグラフィーを
用いて加工することは困難である。この寸法範囲の加工
には、フォトリソグラフィーに代わり、電子線でレジス
ト膜を露光するＥＢリソグラフィーが利用されている
が、この方法にはスループット（時間当たりの処理能
力）が小さいという問題がある。ここに「レジスト」と
は、一般に、耐エッチング性を有する塗膜材料を意味す
る。
は、量子効果を用いた半導体素子を作製する上で重要で
ある。量子効果が発現するパターン寸法は、約数nｍか
ら数十nｍの範囲である。この寸法範囲は、光の波長と
同程度の寸法範囲であるため、フォトリソグラフィーを
用いて加工することは困難である。この寸法範囲の加工
には、フォトリソグラフィーに代わり、電子線でレジス
ト膜を露光するＥＢリソグラフィーが利用されている
が、この方法にはスループット（時間当たりの処理能
力）が小さいという問題がある。ここに「レジスト」と
は、一般に、耐エッチング性を有する塗膜材料を意味す
る。
【０００３】最近、フォトリソグラフィーやＥＢリソグ
ラフィーに代わる技術として、ナノインプリント法が用
いられている（Ｓ．Ｙ．Ｃhou，et.al.，Ｓcience，vo
l．２７２，ｐ.８５−８７，５ Ａpril，１９９６参
照)。この方法は、予めパターンを形成したＳiＯ2製の
モールド（鋳型）を半導体表面に塗布したレジストに押
し付けることにより圧痕のパターンを形成し、圧痕のパ
ターンを形成したレジストをマスクにして半導体表面を
加工する方法である。
ラフィーに代わる技術として、ナノインプリント法が用
いられている（Ｓ．Ｙ．Ｃhou，et.al.，Ｓcience，vo
l．２７２，ｐ.８５−８７，５ Ａpril，１９９６参
照)。この方法は、予めパターンを形成したＳiＯ2製の
モールド（鋳型）を半導体表面に塗布したレジストに押
し付けることにより圧痕のパターンを形成し、圧痕のパ
ターンを形成したレジストをマスクにして半導体表面を
加工する方法である。
【０００４】図８は、この方法を用いた微細パターン形
成の工程を説明する断面図である。それは次の６工程か
らなる。
成の工程を説明する断面図である。それは次の６工程か
らなる。
【０００５】図８（１）〜（６）は、次の工程１から工
程６にそれぞれ対応する。
程６にそれぞれ対応する。
【０００６】〔工程１〕凸型のパターンを形成したＳi
Ｏ2製のモールドを準備する。
Ｏ2製のモールドを準備する。
【０００７】〔工程２〕半導体ウェハの表面にレジスト
を塗布する。
を塗布する。
【０００８】〔工程３〕レジストに、ＳiＯ2製のモール
ドを約１.３×１０7Ｐaの圧力で押し付け、圧痕のパタ
ーンを転写する。
ドを約１.３×１０7Ｐaの圧力で押し付け、圧痕のパタ
ーンを転写する。
【０００９】〔工程４〕圧痕を形成したレジストを、酸
素使用反応性イオンエッチング（酸素ＲＩＥ）で加工す
る。
素使用反応性イオンエッチング（酸素ＲＩＥ）で加工す
る。
【００１０】〔工程５〕レジストをマスクにして、半導
体表面をエッチングする。
体表面をエッチングする。
【００１１】〔工程６〕レジストを除去する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のような工程を経
て、半導体表面に微細なパターンが形成される。この技
術においては、半導体表面に塗布したレジストにパター
ンを転写するため、半導体表面にレジストを塗布する工
程、圧痕を形成したレジストを酸素ＲＩＥで加工する工
程、およびレジストを除去する工程が必要であり、工程
が繁雑である。また、この方法では、図８（４）に示す
ように、酸素ＲＩＥにより薄い部分のレジストを完全に
除去してしまう。酸素ＲＩＥは、材料選択性の高い（す
なわち材料の種類によってエッチング速度が大きく異な
る）エッチング方法であるため、この方法によって、レ
ジストはエッチングされるが半導体はエッチングされな
い。そのため、酸素ＲＩＥによっては、モールドに形成
されている凸部の形状を反映した凹部の形状からなるパ
ターンを半導体表面に転写できないという問題点があ
る。
て、半導体表面に微細なパターンが形成される。この技
術においては、半導体表面に塗布したレジストにパター
ンを転写するため、半導体表面にレジストを塗布する工
程、圧痕を形成したレジストを酸素ＲＩＥで加工する工
程、およびレジストを除去する工程が必要であり、工程
が繁雑である。また、この方法では、図８（４）に示す
ように、酸素ＲＩＥにより薄い部分のレジストを完全に
除去してしまう。酸素ＲＩＥは、材料選択性の高い（す
なわち材料の種類によってエッチング速度が大きく異な
る）エッチング方法であるため、この方法によって、レ
ジストはエッチングされるが半導体はエッチングされな
い。そのため、酸素ＲＩＥによっては、モールドに形成
されている凸部の形状を反映した凹部の形状からなるパ
ターンを半導体表面に転写できないという問題点があ
る。
【００１３】本発明が解決しようとする課題は、上記の
問題点を解決し、モールドに形成されている凸部の形状
を反映した凹部の形状からなるパターンを半導体の表面
に転写できる半導体表面の微細パターン形成方法を提供
することである。
問題点を解決し、モールドに形成されている凸部の形状
を反映した凹部の形状からなるパターンを半導体の表面
に転写できる半導体表面の微細パターン形成方法を提供
することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体表面の微細パターン形成方法は、凹
凸型のパターンを形成したモールドを、半導体表面に形
成したレジスト膜に押し付けることにより該レジスト膜
表面に該パターンの凹凸反転パターンを転写する第１の
工程と、該レジスト膜とその下の半導体表面を材料選択
性の低いドライエッチング法で加工する第２の工程とか
らなることを特徴とする。
め、本発明の半導体表面の微細パターン形成方法は、凹
凸型のパターンを形成したモールドを、半導体表面に形
成したレジスト膜に押し付けることにより該レジスト膜
表面に該パターンの凹凸反転パターンを転写する第１の
工程と、該レジスト膜とその下の半導体表面を材料選択
性の低いドライエッチング法で加工する第２の工程とか
らなることを特徴とする。
【００１５】さらに、本発明に係る半導体表面の微細パ
ターン形成方法は、凹凸型のパターンを形成したモール
ドを、半導体表面に形成したレジスト膜に押し付けるこ
とにより該レジスト膜表面に該パターンの凹凸反転パタ
ーンを転写する第１の工程と、該レジスト膜とその下の
半導体表面を材料選択性の低いドライエッチング法で加
工する第２の工程と、該第２の工程後の半導体表面を湿
式エッチング法でエッチング加工する第３の工程とから
なることを特徴とする。
ターン形成方法は、凹凸型のパターンを形成したモール
ドを、半導体表面に形成したレジスト膜に押し付けるこ
とにより該レジスト膜表面に該パターンの凹凸反転パタ
ーンを転写する第１の工程と、該レジスト膜とその下の
半導体表面を材料選択性の低いドライエッチング法で加
工する第２の工程と、該第２の工程後の半導体表面を湿
式エッチング法でエッチング加工する第３の工程とから
なることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】従来は、モールドを押し付けてパ
ターンを形成したレジスト膜を酸素ＲＩＥで加工してい
た。それに対し、本発明は、材料選択性の低い（すなわ
ち材料の種類によってエッチング速度が大きくは異なら
ない）ドライエッチング法で加工する点において、従来
の方法と異なる。材料選択性の低いドライエッチング法
を用いるため、レジスト膜に転写されたモールドの凸部
の圧痕形状（凹部形状）を保つ様にエッチングが進む。
レジスト膜がエッチングによって完全に除去された部位
においては、半導体表面がひきつづきエッチングされ、
モールドの凸部の形状が反映された微細パターンが、凹
凸反転して、半導体表面に転写される。
ターンを形成したレジスト膜を酸素ＲＩＥで加工してい
た。それに対し、本発明は、材料選択性の低い（すなわ
ち材料の種類によってエッチング速度が大きくは異なら
ない）ドライエッチング法で加工する点において、従来
の方法と異なる。材料選択性の低いドライエッチング法
を用いるため、レジスト膜に転写されたモールドの凸部
の圧痕形状（凹部形状）を保つ様にエッチングが進む。
レジスト膜がエッチングによって完全に除去された部位
においては、半導体表面がひきつづきエッチングされ、
モールドの凸部の形状が反映された微細パターンが、凹
凸反転して、半導体表面に転写される。
【００１７】（実施の形態１）図１は、本発明に係る半
導体表面の微細パターン形成方法の工程を、上記凹凸型
パターンが凸型パターンである場合について、説明する
図である。なお、この凸型パターンを一般の凹凸型パタ
ーンで置き換えても、本発明は、以下に説明する実施の
形態と同様に実施される。本発明係る半導体表面の微細
パターン形成方法は、モールドの準備も含めて、次の５
工程からなる。各工程は、それぞれ図１の（１）〜
（５）に対応する。
導体表面の微細パターン形成方法の工程を、上記凹凸型
パターンが凸型パターンである場合について、説明する
図である。なお、この凸型パターンを一般の凹凸型パタ
ーンで置き換えても、本発明は、以下に説明する実施の
形態と同様に実施される。本発明係る半導体表面の微細
パターン形成方法は、モールドの準備も含めて、次の５
工程からなる。各工程は、それぞれ図１の（１）〜
（５）に対応する。
【００１８】〔工程１〕凸型パターンを形成したモール
ドを準備する。
ドを準備する。
【００１９】〔工程２〕半導体表面にレジストを塗布す
る。
る。
【００２０】〔工程３〕該レジストに、モールドを押し
付け、圧痕のパターンを転写する。
付け、圧痕のパターンを転写する。
【００２１】〔工程４〕材料選択性の低いドライエッチ
ング法で加工する。
ング法で加工する。
【００２２】〔工程５〕レジストを除去する。
【００２３】次に、個々の工程について更に詳しく説明
する。
する。
【００２４】まず、第１の工程について説明する。モー
ルドはＳiＣの単結晶ウェハからなり、その表面に通常
の電子ビーム（ＥＢ）リソグラフィーを用いてパターン
が形成されている。機械的な強度の点と、ＥＢリソグラ
フィーを用いることが出来る点からＳiＣの単結晶を用
いている。このモールドは、一度作製すれば繰り返し使
用することができる。そのため、従来のフォトリソグラ
フィーやＥＢリソグラフィーに較べ、スループットが向
上するという利点がある。図２に、モールドの凸部と、
それに対応する半導体表面に形成される孔の形状との関
係の例を示す。図２の（１）は半球状の凸部の例であ
り、図２の（２）は円錐状の凸部の例であり、そして図
２の（３）は角型の凸部の例である。このように、本発
明を用いるとモールドの形状を反映した凹凸反転形状か
らなるパターンを半導体表面に形成することができる。
ルドはＳiＣの単結晶ウェハからなり、その表面に通常
の電子ビーム（ＥＢ）リソグラフィーを用いてパターン
が形成されている。機械的な強度の点と、ＥＢリソグラ
フィーを用いることが出来る点からＳiＣの単結晶を用
いている。このモールドは、一度作製すれば繰り返し使
用することができる。そのため、従来のフォトリソグラ
フィーやＥＢリソグラフィーに較べ、スループットが向
上するという利点がある。図２に、モールドの凸部と、
それに対応する半導体表面に形成される孔の形状との関
係の例を示す。図２の（１）は半球状の凸部の例であ
り、図２の（２）は円錐状の凸部の例であり、そして図
２の（３）は角型の凸部の例である。このように、本発
明を用いるとモールドの形状を反映した凹凸反転形状か
らなるパターンを半導体表面に形成することができる。
【００２５】次に、第２の工程について説明する。半導
体表面に、レジストを塗布する。このレジストの材料
は、モールドを押し付けたときに、モールドに形成され
たパターンにしたがって変形する程度の適度な柔らかさ
と流動性を有し、モールドを取り去った後もパターンを
保つだけの固さがあればよい。レジストの材料の例とし
ては、フォトリソグラフィーに用いるレジストやＥＢリ
ソグラフィに用いられるポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）が挙げられる。
体表面に、レジストを塗布する。このレジストの材料
は、モールドを押し付けたときに、モールドに形成され
たパターンにしたがって変形する程度の適度な柔らかさ
と流動性を有し、モールドを取り去った後もパターンを
保つだけの固さがあればよい。レジストの材料の例とし
ては、フォトリソグラフィーに用いるレジストやＥＢリ
ソグラフィに用いられるポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）が挙げられる。
【００２６】次に、第３の工程について説明する。この
工程は、半導体表面に塗布したレジスト膜に、モールド
を押し付けてパターンを転写する工程である。モールド
を押し付けることにより、レジスト膜に厚さのコントラ
スト（膜厚の位置的変化）が形成される。適度な圧力を
印加するすることにより、モールドの凸部の形状を忠実
にかたどった凹部形状がレジスト膜に形成される。
工程は、半導体表面に塗布したレジスト膜に、モールド
を押し付けてパターンを転写する工程である。モールド
を押し付けることにより、レジスト膜に厚さのコントラ
スト（膜厚の位置的変化）が形成される。適度な圧力を
印加するすることにより、モールドの凸部の形状を忠実
にかたどった凹部形状がレジスト膜に形成される。
【００２７】次に、第４の工程について説明する。材料
選択性が低いとは、エッチング速度が材料によらず、ほ
ぼ同じであることを意味する。そのようなエッチング法
として代表的なエッチング法がイオンミリング法であ
る。この方法では、レジストのエッチング速度と半導体
のエッチング速度がほぼ同じであるため、レジスト膜に
刻されたモールドの凹凸反転形状が保存されながら、エ
ッチングが進行する。レジスト膜の薄い部分は短時間で
レジストが除去され、引き続き半導体表面がエッチング
される。そして、レジスト膜の薄い部分では半導体が深
くエッチングされるが、レジスト膜が厚い部分は半導体
表面がエッチングされないか、エッチングが行われたと
しても浅くエッチングされるにすぎない。したがって、
半導体表面にはモールドの凸部の形状に対応する凹部を
持つパターンが形成される。エッチングの時間は、レジ
スト膜の薄い部分が除去される時間から、レジスト膜の
厚い部分が除去される時間までの間であれば、自由に設
定することができる。レジストが完全に除去されるまで
エッチングを行えば、次の第５の工程は不要である。
選択性が低いとは、エッチング速度が材料によらず、ほ
ぼ同じであることを意味する。そのようなエッチング法
として代表的なエッチング法がイオンミリング法であ
る。この方法では、レジストのエッチング速度と半導体
のエッチング速度がほぼ同じであるため、レジスト膜に
刻されたモールドの凹凸反転形状が保存されながら、エ
ッチングが進行する。レジスト膜の薄い部分は短時間で
レジストが除去され、引き続き半導体表面がエッチング
される。そして、レジスト膜の薄い部分では半導体が深
くエッチングされるが、レジスト膜が厚い部分は半導体
表面がエッチングされないか、エッチングが行われたと
しても浅くエッチングされるにすぎない。したがって、
半導体表面にはモールドの凸部の形状に対応する凹部を
持つパターンが形成される。エッチングの時間は、レジ
スト膜の薄い部分が除去される時間から、レジスト膜の
厚い部分が除去される時間までの間であれば、自由に設
定することができる。レジストが完全に除去されるまで
エッチングを行えば、次の第５の工程は不要である。
【００２８】以上説明したように、本発明は、レジスト
のエッチングと半導体のエッチングを１つのエッチング
工程によって行う。これに対し、従来の方法に用いられ
ていた酸素ＲＩＥは、半導体に対するエッチング速度が
ほとんど零であるため、半導体表面が露出したところで
エッチングが停止する。そのため、半導体表面の加工
は、他のエッチング方法を用いて行わななくてはならな
い。
のエッチングと半導体のエッチングを１つのエッチング
工程によって行う。これに対し、従来の方法に用いられ
ていた酸素ＲＩＥは、半導体に対するエッチング速度が
ほとんど零であるため、半導体表面が露出したところで
エッチングが停止する。そのため、半導体表面の加工
は、他のエッチング方法を用いて行わななくてはならな
い。
【００２９】次に、第５の工程について説明する。この
工程では、半導体表面に残存しているレジストを除去す
る。
工程では、半導体表面に残存しているレジストを除去す
る。
【００３０】以上のような工程を経て、半導体表面に微
細パターンが形成される。
細パターンが形成される。
【００３１】図３は、本発明の方法により微細パターン
を形成した半導体基板の模式図である。図３の（１）は
半導体基板の斜視図であり、図３の（２）は、図３の
（１）のＡ−Ａ′断面図である。図３には、孔からなる
微細パターンの例を示したが、これに限らず、線状の溝
からなるパターンであってもよい。また、パターンは、
周期的なパターンであっても良く、また、特に周期性の
ないものであっても良い。要するに、半導体表面に、局
所的に陥没した孔や溝が施されていればよい。
を形成した半導体基板の模式図である。図３の（１）は
半導体基板の斜視図であり、図３の（２）は、図３の
（１）のＡ−Ａ′断面図である。図３には、孔からなる
微細パターンの例を示したが、これに限らず、線状の溝
からなるパターンであってもよい。また、パターンは、
周期的なパターンであっても良く、また、特に周期性の
ないものであっても良い。要するに、半導体表面に、局
所的に陥没した孔や溝が施されていればよい。
【００３２】図４は、微細パターンの例を示したもので
ある。図４の（１）、（２）、（３）は、孔からなる周
期的なパターンの例であり、それぞれ、正方パターン、
三方パターン、六方パターンである。図４の（４）に
は、線状の溝からなる周期的なパターンの例を示してい
る。このパターンの応用の１例は回折格子である。
ある。図４の（１）、（２）、（３）は、孔からなる周
期的なパターンの例であり、それぞれ、正方パターン、
三方パターン、六方パターンである。図４の（４）に
は、線状の溝からなる周期的なパターンの例を示してい
る。このパターンの応用の１例は回折格子である。
【００３３】また、図５は、孔の形状の例を示したもの
であり、図５の（１）は円形、図５の（２）は四角形、
図５の（３）は六角形の例を示した。
であり、図５の（１）は円形、図５の（２）は四角形、
図５の（３）は六角形の例を示した。
【００３４】本発明では、材料選択性の低いドライエッ
チング法で加工するため、図５に示すような孔の形状が
忠実に半導体基板表面に形成される。
チング法で加工するため、図５に示すような孔の形状が
忠実に半導体基板表面に形成される。
【００３５】（実施の形態２）第２の実施の形態を図６
に示した。
に示した。
【００３６】まず、上記実施の形態１と同様にして、イ
オンミリングによってＧaＡs基板あるいはＩnＰ基板の
表面に周期的な数ｎｍのエッチング部を形成後、基板を
湿式エッチングした。孔の部分、すなわち、イオンミリ
ングによってエッチングされた部分は、イオンミリング
の際にイオンの衝撃を受けているため局所的に変質して
いる。そのため、他の部分とは性質が異なる。そのた
め、エッチング液の種類を選ぶことにより、孔の部分を
選択的にエッチングする場合と、それ以外の部分を選択
的にエッチングする場合を適宜選択することが出来る。
図６の（１）は、孔の部分を選択的にエッチングするエ
ッチング液を用いてエッチングした場合の断面図であ
る。図６には、エッチング前後の形状をそれぞれ示して
ある。このような場合の実例として、微細パターンを形
成したＧaＡs基板の表面を５０％フッ酸-６１％硝酸-水
混合液（容量混合比 １：３：１０）でエッチングする
場合、および、微細パターンを形成したＩnＰ基板の表
面を３６％塩酸-水の混合液（容量混合比 １：９）でエ
ッチングする場合がある。なお、ＩnＰ基板のエッチン
グにはフッ酸系溶液を用いることもできる。
オンミリングによってＧaＡs基板あるいはＩnＰ基板の
表面に周期的な数ｎｍのエッチング部を形成後、基板を
湿式エッチングした。孔の部分、すなわち、イオンミリ
ングによってエッチングされた部分は、イオンミリング
の際にイオンの衝撃を受けているため局所的に変質して
いる。そのため、他の部分とは性質が異なる。そのた
め、エッチング液の種類を選ぶことにより、孔の部分を
選択的にエッチングする場合と、それ以外の部分を選択
的にエッチングする場合を適宜選択することが出来る。
図６の（１）は、孔の部分を選択的にエッチングするエ
ッチング液を用いてエッチングした場合の断面図であ
る。図６には、エッチング前後の形状をそれぞれ示して
ある。このような場合の実例として、微細パターンを形
成したＧaＡs基板の表面を５０％フッ酸-６１％硝酸-水
混合液（容量混合比 １：３：１０）でエッチングする
場合、および、微細パターンを形成したＩnＰ基板の表
面を３６％塩酸-水の混合液（容量混合比 １：９）でエ
ッチングする場合がある。なお、ＩnＰ基板のエッチン
グにはフッ酸系溶液を用いることもできる。
【００３７】図６の（２）は、孔の部分以外を選択的に
エッチングするエッチング液を用いてエッチングした場
合の断面図である。エッチング前の孔の部分がエッチン
グ後には突起となっている点が図６の（１）の場合と異
なる点である。このような場合の実例として、微細パタ
ーンを形成したＧaＡs基板の表面を５０％フッ酸-３０
％過酸化水素-水混合液（容量混合比 １：１：４）液で
エッチングする場合がある。ここでは、例示しないが、
これ以外の半導体とエッチング液の組合せも用いること
が出来る。また、エッチング液の種類により、エッチン
グ後の孔の形状が四角錐の様に結晶面の異方性を反映し
た形状になる場合もあれば、なだらかな丸みを帯びた形
状になる場合もある。
エッチングするエッチング液を用いてエッチングした場
合の断面図である。エッチング前の孔の部分がエッチン
グ後には突起となっている点が図６の（１）の場合と異
なる点である。このような場合の実例として、微細パタ
ーンを形成したＧaＡs基板の表面を５０％フッ酸-３０
％過酸化水素-水混合液（容量混合比 １：１：４）液で
エッチングする場合がある。ここでは、例示しないが、
これ以外の半導体とエッチング液の組合せも用いること
が出来る。また、エッチング液の種類により、エッチン
グ後の孔の形状が四角錐の様に結晶面の異方性を反映し
た形状になる場合もあれば、なだらかな丸みを帯びた形
状になる場合もある。
【００３８】本実施の形態、すなわち、エッチング溶液
を用いる湿式エッチングによって基板をエッチングする
場合には、エッチングが基板面に沿っても進行するの
で、事前にレジストを基板面から除去しておかなくて
も、エッチングが進行するに従ってレジスト膜は基板面
から剥離してしまう。すなわち、この場合には、湿式エ
ッチング前にレジストを基板面から除去する工程は必ず
しも必要でない。
を用いる湿式エッチングによって基板をエッチングする
場合には、エッチングが基板面に沿っても進行するの
で、事前にレジストを基板面から除去しておかなくて
も、エッチングが進行するに従ってレジスト膜は基板面
から剥離してしまう。すなわち、この場合には、湿式エ
ッチング前にレジストを基板面から除去する工程は必ず
しも必要でない。
【００３９】次に、本発明の半導体基板の利用形態を説
明する。
明する。
【００４０】（利用の形態）図７に、本発明に実施によ
って形成した微細パターンの利用形態を示した。この場
合には、半導体表面をそのまま結晶成長の基板として利
用する。
って形成した微細パターンの利用形態を示した。この場
合には、半導体表面をそのまま結晶成長の基板として利
用する。
【００４１】本利用の形態においては、実施の形態１と
同様にして微細パターンを形成した半導体基板をそのま
ま成長装置に装填して、該半導体基板上にエピタキシャ
ル成長を行う。
同様にして微細パターンを形成した半導体基板をそのま
ま成長装置に装填して、該半導体基板上にエピタキシャ
ル成長を行う。
【００４２】孔の部分、すなわちイオンミリングによっ
てエッチングされた部分は、イオンミリングの際にイオ
ンの衝撃を受けているため局所的に変質している。その
ため、他の部分とは性質が異なる。そのため、エピタキ
シャル成長する半導体の種類を選ぶことにより、孔の部
分に選択的に成長する場合と、それ以外の部分に選択的
に成長する場合を適宜選択することが出来る。
てエッチングされた部分は、イオンミリングの際にイオ
ンの衝撃を受けているため局所的に変質している。その
ため、他の部分とは性質が異なる。そのため、エピタキ
シャル成長する半導体の種類を選ぶことにより、孔の部
分に選択的に成長する場合と、それ以外の部分に選択的
に成長する場合を適宜選択することが出来る。
【００４３】図７の（１）には、孔の部分にエピタキシ
ャル成長する場合を示した。図７の（１）に示したよう
に、ＧaＡs基板上にＩnＡsをエピタキシャル成長させる
場合がその例である。孔の部分に選択的にＩnＡsがエピ
タキシャル成長し、量子ドットとなる。
ャル成長する場合を示した。図７の（１）に示したよう
に、ＧaＡs基板上にＩnＡsをエピタキシャル成長させる
場合がその例である。孔の部分に選択的にＩnＡsがエピ
タキシャル成長し、量子ドットとなる。
【００４４】図７の（２）には、孔の部分以外に選択的
にエピタキシャル成長する場合を示した。図７の（２）
に示したように、ＧaＡs基板上にＧaＡsを成長する場合
がその例である。ＧaＡsは、孔の部分には成長せずに、
それ以外の部分に選択的に成長する。
にエピタキシャル成長する場合を示した。図７の（２）
に示したように、ＧaＡs基板上にＧaＡsを成長する場合
がその例である。ＧaＡsは、孔の部分には成長せずに、
それ以外の部分に選択的に成長する。
【００４５】上記以外にも、本発明の半導体基板の利用
法がある。最近、半導体の微細加工法として陽極化成法
が用いられている。この技術を用いると、nｍサイズの
径を有する高アスペクト比の孔からなる多孔質構造を容
易に作ることが出来る。しかしながら、孔の位置がラン
ダムであり、その影響で孔の径の揺らぎが大きい。孔の
位置を規則的に配列すれば、孔の径が一様になるものと
考えられる。孔の位置は、表面の微細な凹凸により電場
が局所的に大きくなった所に形成される。表面に予め孔
を形成すると、孔の部分で局所的な電場の増大が起こ
り、その位置に高アスペクト比の孔が形成される。つま
り、本発明の半導体基板を陽極化成すると、孔の部分か
ら陽極化成が進行し、規則的な配列をとる高アスペクト
比の孔からなる多孔質構造が得られる。
法がある。最近、半導体の微細加工法として陽極化成法
が用いられている。この技術を用いると、nｍサイズの
径を有する高アスペクト比の孔からなる多孔質構造を容
易に作ることが出来る。しかしながら、孔の位置がラン
ダムであり、その影響で孔の径の揺らぎが大きい。孔の
位置を規則的に配列すれば、孔の径が一様になるものと
考えられる。孔の位置は、表面の微細な凹凸により電場
が局所的に大きくなった所に形成される。表面に予め孔
を形成すると、孔の部分で局所的な電場の増大が起こ
り、その位置に高アスペクト比の孔が形成される。つま
り、本発明の半導体基板を陽極化成すると、孔の部分か
ら陽極化成が進行し、規則的な配列をとる高アスペクト
比の孔からなる多孔質構造が得られる。
【００４６】以上の説明は、ＧaＡsやＩnＰ等の化合物
半導体を例に取り説明したが、これに限られるものでは
なく、ＳiやＧe等の元素半導体でも適用できることは言
うまでもない。
半導体を例に取り説明したが、これに限られるものでは
なく、ＳiやＧe等の元素半導体でも適用できることは言
うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】本発明は、材料選択性の低いドライエッ
チング法を用いるため、レジスト膜に転写されたモール
ドの凸部の形状を保つ様にエッチングが進み、モールド
の凸部の形状が反映された微細パターンが半導体表面に
形成される。
チング法を用いるため、レジスト膜に転写されたモール
ドの凸部の形状を保つ様にエッチングが進み、モールド
の凸部の形状が反映された微細パターンが半導体表面に
形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微細パターン形成方法を説明する図で
ある。
ある。
【図２】モールドに形成された凸部の形状と半導体表面
に形成された孔の形状との関係を示す図である。
に形成された孔の形状との関係を示す図である。
【図３】微細パターンを形成された半導体基板の模式図
である。
である。
【図４】微細パターンの例を示す図である。
【図５】孔の形状の例を示す図である。
【図６】本発明の微細パターン形成方法を説明する図で
ある。
ある。
【図７】本発明の利用形態を説明する図である。
【図８】従来の微細パターン形成方法を説明する図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 篤 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 玉村 敏昭 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 益田 秀樹 東京都八王子市別所２−13−２−510 Ｆターム(参考） 5F004 AA00 BA17 BB18 DA26 DB00 DB01 DB20 DB22 DB26 DB27 EA10 EA28 EA40 EB08 FA08
Claims (2)
- 【請求項１】凹凸型のパターンを形成したモールドを、
半導体表面に形成したレジスト膜に押し付けることによ
り該レジスト膜表面に該パターンの凹凸反転パターンを
転写する第１の工程と、該第１の工程後の該レジスト膜
とその下の半導体表面を材料選択性の低いドライエッチ
ング法で加工する第２の工程とからなることを特徴とす
る半導体表面の微細パターン形成方法。 - 【請求項２】凹凸型のパターンを形成したモールドを、
半導体表面に形成したレジスト膜に押し付けることによ
り該レジスト膜表面に該パターンの凹凸反転パターンを
転写する第１の工程と、該第１の工程後の該レジスト膜
とその下の半導体表面を材料選択性の低いドライエッチ
ング法で加工する第２の工程と、該第２の工程後の半導
体表面を湿式エッチング法でエッチング加工する第３の
工程とからなることを特徴とする半導体表面の微細パタ
ーン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3380099A JP2000232095A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体表面の微細パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3380099A JP2000232095A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体表面の微細パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232095A true JP2000232095A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12396561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3380099A Pending JP2000232095A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 半導体表面の微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000232095A (ja) |
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-
1999
- 1999-02-12 JP JP3380099A patent/JP2000232095A/ja active Pending
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