JP2002275636A - パターン薄膜の形成方法 - Google Patents
パターン薄膜の形成方法Info
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- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便かつ安価に高い制御性を持つナノメータ
スケールでのパターン薄膜形成を実現する新しいパター
ン薄膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 膜形成物質を含有する前駆体溶液中にお
いて絶縁性基板上にパターン薄膜を形成するパターン薄
膜の形成方法であって、まず、絶縁性基板（２）上に帯
電パターン（３）を形成し、次いで、絶縁性基板（２）
を前駆体溶液中に浸し、膜形成物質を絶縁性基板（２）
上に形成された帯電パターン（３）上に析出させる。
スケールでのパターン薄膜形成を実現する新しいパター
ン薄膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 膜形成物質を含有する前駆体溶液中にお
いて絶縁性基板上にパターン薄膜を形成するパターン薄
膜の形成方法であって、まず、絶縁性基板（２）上に帯
電パターン（３）を形成し、次いで、絶縁性基板（２）
を前駆体溶液中に浸し、膜形成物質を絶縁性基板（２）
上に形成された帯電パターン（３）上に析出させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、パターン
薄膜の形成方法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、セラミックや従来の気相プロセスで
は形成が困難である生体高分子などをもパターン薄膜と
して基板上に形成し、記憶素子、記録素子、マイクロセ
ンサー、マイクロマシン、発光素子などの電子デバイス
の製造に有用なパターン薄膜の形成方法に関するもので
ある。
薄膜の形成方法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、セラミックや従来の気相プロセスで
は形成が困難である生体高分子などをもパターン薄膜と
して基板上に形成し、記憶素子、記録素子、マイクロセ
ンサー、マイクロマシン、発光素子などの電子デバイス
の製造に有用なパターン薄膜の形成方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術とその課題】携帯電話やモバイルコンピュ
ータなどに代表される小型電子機器には、多数の電子セ
ラミック素子がコンデンサ、抵抗、バリスターなどの用
途に使用されている。電子機器や電子デバイスのダウン
サイジングが進展するに従い、当然、電子セラミック素
子もその小型化および高機能化が要求されるようになっ
てきている。
ータなどに代表される小型電子機器には、多数の電子セ
ラミック素子がコンデンサ、抵抗、バリスターなどの用
途に使用されている。電子機器や電子デバイスのダウン
サイジングが進展するに従い、当然、電子セラミック素
子もその小型化および高機能化が要求されるようになっ
てきている。
【０００３】したがって、電子セラミック素子を構成す
るセラミック薄膜を微細化し、更に集積化を実現するた
めに、これまで、リソグラフィー技術を駆使した研究開
発が、世界中の多数の研究者により広く進められてき
た。これらのプロセスにおいては、まず基板上に目的と
する薄膜を気相法（一部、液相法）により形成し、その
後に、エッチングによりパターニングがなされるブレー
クダウンアプローチによるパターニングが行われてきた
（図９）。
るセラミック薄膜を微細化し、更に集積化を実現するた
めに、これまで、リソグラフィー技術を駆使した研究開
発が、世界中の多数の研究者により広く進められてき
た。これらのプロセスにおいては、まず基板上に目的と
する薄膜を気相法（一部、液相法）により形成し、その
後に、エッチングによりパターニングがなされるブレー
クダウンアプローチによるパターニングが行われてきた
（図９）。
【０００４】例えば、液相を利用したセラミック前駆体
薄膜パターンの形成プロセスとしては、基板上に形成し
た前駆体薄膜をフォトマスクにより露光するフォトリソ
グラフィープロセス（例えば、Ｈ．Ｋｒｕｇ ｅｔ．ａ
ｌ．， Ｊ． Ｎｏｎ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ， １４７＆１４８， ｐｐ．４４７−４５
０，１９９２）が知られている。この方法においては、
マスクを介したフォトリソグラフィーを利用しているた
め、その薄膜内方向の分解能が、用いられる光の波長に
より制限されてしまう。したがって、パターニングの分
解能はせいぜいマイクロレベルが限界であり、それ以下
のナノレベルでのパターン薄膜形成は極めて困難である
と考えられている。
薄膜パターンの形成プロセスとしては、基板上に形成し
た前駆体薄膜をフォトマスクにより露光するフォトリソ
グラフィープロセス（例えば、Ｈ．Ｋｒｕｇ ｅｔ．ａ
ｌ．， Ｊ． Ｎｏｎ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ， １４７＆１４８， ｐｐ．４４７−４５
０，１９９２）が知られている。この方法においては、
マスクを介したフォトリソグラフィーを利用しているた
め、その薄膜内方向の分解能が、用いられる光の波長に
より制限されてしまう。したがって、パターニングの分
解能はせいぜいマイクロレベルが限界であり、それ以下
のナノレベルでのパターン薄膜形成は極めて困難である
と考えられている。
【０００５】一方、上述のブレークダウンアプローチに
対して、分子、イオンを基板上に集積し、ナノレベルの
パターニングを形成する、ビルトアップアプローチに基
づく手法も提案されており、ナノテクノロジーにおける
要素技術として重要なアセンブル技術の一つとみなされ
ている（図１０）。
対して、分子、イオンを基板上に集積し、ナノレベルの
パターニングを形成する、ビルトアップアプローチに基
づく手法も提案されており、ナノテクノロジーにおける
要素技術として重要なアセンブル技術の一つとみなされ
ている（図１０）。
【０００６】例えば、自己組織化膜（ＳＡＭ）パターン
をテンプレートとして利用した薄膜パターン作製技術
（Ｂ．Ｃ．Ｂｕｋｅｒ ｅｔ．ａｌ．， Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ，２６４， ｐｐ．４８−５５， １９９４：Ｙ．Ｘ
ｉａ， Ａｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．， ３７，
ｐｐ．５５０−５７５，１９９８）が、知られてい
る。これらの方法においては、特性の異なるＳＡＭパタ
ーンを基板上に形成し、このＳＡＭパターンにより水溶
液中に発生する表面特性（親水性・疎水性）の差異を利
用して、ＳＡＭパターン上における前駆体分子の核生成
と薄膜成長とを優先的に実行するものである。この方法
においては、ＳＡＭパターンを形成するための前処理が
煩雑であることが、問題となっていた。また、ナノレベ
ルでの前駆体分子のデポジション量の制御性について改
善が求められている。
をテンプレートとして利用した薄膜パターン作製技術
（Ｂ．Ｃ．Ｂｕｋｅｒ ｅｔ．ａｌ．， Ｓｃｉｅｎｃ
ｅ，２６４， ｐｐ．４８−５５， １９９４：Ｙ．Ｘ
ｉａ， Ａｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．， ３７，
ｐｐ．５５０−５７５，１９９８）が、知られてい
る。これらの方法においては、特性の異なるＳＡＭパタ
ーンを基板上に形成し、このＳＡＭパターンにより水溶
液中に発生する表面特性（親水性・疎水性）の差異を利
用して、ＳＡＭパターン上における前駆体分子の核生成
と薄膜成長とを優先的に実行するものである。この方法
においては、ＳＡＭパターンを形成するための前処理が
煩雑であることが、問題となっていた。また、ナノレベ
ルでの前駆体分子のデポジション量の制御性について改
善が求められている。
【０００７】また、溶液中のマイルドな環境下でパター
ン薄膜を形成する方法は、ソフト溶液プロセス（ＭＲＳ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ ２５， ｐ
ｐ.１２−５５， ２０００）或いはバイオミテックス
プロセス（化学総説４２，Ｋｏｕｍｏｔｏ ｐｐ．８３
−９３， １９９９）と呼ばれ、新しい研究分野に属す
る工学的に簡便で安価かつ環境に対する負担の少ないエ
コロジカルな製造プロセスを提供するものと、その基盤
技術の拡充が期待されている。
ン薄膜を形成する方法は、ソフト溶液プロセス（ＭＲＳ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ ２５， ｐ
ｐ.１２−５５， ２０００）或いはバイオミテックス
プロセス（化学総説４２，Ｋｏｕｍｏｔｏ ｐｐ．８３
−９３， １９９９）と呼ばれ、新しい研究分野に属す
る工学的に簡便で安価かつ環境に対する負担の少ないエ
コロジカルな製造プロセスを提供するものと、その基盤
技術の拡充が期待されている。
【０００８】この出願の発明は、以上の事情に鑑みてな
されたものであり、従来技術の欠点を解消し、簡便かつ
安価なプロセスで高い制御性を持つナノメータスケール
のパターン薄膜形成を実現する新しいパターン薄膜の形
成方法を提供することを課題としている。
されたものであり、従来技術の欠点を解消し、簡便かつ
安価なプロセスで高い制御性を持つナノメータスケール
のパターン薄膜形成を実現する新しいパターン薄膜の形
成方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第１に、膜形成物質を含
有する前駆体溶液中において絶縁性基板上にパターン薄
膜を形成するパターン薄膜の形成方法であって、絶縁性
基板上に帯電パターンを形成し、次いで、絶縁性基板を
前駆体溶液中に浸し、膜形成物質を絶縁性基板上に形成
された帯電パターン上に析出させることを特徴とするパ
ターン薄膜の形成方法を提供する。
の課題を解決するものとして、第１に、膜形成物質を含
有する前駆体溶液中において絶縁性基板上にパターン薄
膜を形成するパターン薄膜の形成方法であって、絶縁性
基板上に帯電パターンを形成し、次いで、絶縁性基板を
前駆体溶液中に浸し、膜形成物質を絶縁性基板上に形成
された帯電パターン上に析出させることを特徴とするパ
ターン薄膜の形成方法を提供する。
【００１０】また、この出願の発明においては、第２
に、絶縁性基板が、表面がフラットに成形されており、
熱酸化膜または絶縁性誘電体膜を有するシリコンウェハ
ー、ガラス、または、雲母劈開面のいずれかであること
を特徴とする請求項１のパターン薄膜の形成方法を、第
３に、膜形成物質を含有する前駆体溶液が、金属アルキ
シド、金属アセチルアセテート、または、金属カルボキ
シレートのいずれかであることを特徴とするパターン薄
膜の形成方法を、第４に、収束イオンビームまたは収束
電子ビームを絶縁性基板上に照射し、非接触で帯電パタ
ーンを形成することを特徴とするパターン薄膜の形成方
法を、第５に、金属プローブとマイクロスタンプを絶縁
性基板上に接触させることで帯電パターンを形成するこ
とを特徴とするパターン薄膜の形成方法を提供する。
に、絶縁性基板が、表面がフラットに成形されており、
熱酸化膜または絶縁性誘電体膜を有するシリコンウェハ
ー、ガラス、または、雲母劈開面のいずれかであること
を特徴とする請求項１のパターン薄膜の形成方法を、第
３に、膜形成物質を含有する前駆体溶液が、金属アルキ
シド、金属アセチルアセテート、または、金属カルボキ
シレートのいずれかであることを特徴とするパターン薄
膜の形成方法を、第４に、収束イオンビームまたは収束
電子ビームを絶縁性基板上に照射し、非接触で帯電パタ
ーンを形成することを特徴とするパターン薄膜の形成方
法を、第５に、金属プローブとマイクロスタンプを絶縁
性基板上に接触させることで帯電パターンを形成するこ
とを特徴とするパターン薄膜の形成方法を提供する。
【００１１】さらに、この出願は、第６の発明として、
帯電パターンの電荷量を制御することにより、帯電パタ
ーン上に析出する膜形成物質のデポジション量を調整す
ることを特徴とするパターン薄膜の形成方法を提供する
ものである。
帯電パターンの電荷量を制御することにより、帯電パタ
ーン上に析出する膜形成物質のデポジション量を調整す
ることを特徴とするパターン薄膜の形成方法を提供する
ものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
【００１３】この出願の発明であるパターン薄膜の形成
方法においては、絶縁性基板上に絶縁性基板上に帯電パ
ターンを形成し、膜形成物質を含有する前駆体溶液中に
絶縁性基板を設置することで、この帯電パターンにより
形成される不均一電場と膜形成物質に誘導される双極子
モーメントとの相互作用により発生する引力の作用
（「分子間力と表面力」Ｊ．Ｎ．イスラエルアチヴィリ
著，朝倉書店 １９９１ｐｐ．５５−５７， ｐｐ．５
９−６３）により帯電パターン上に膜形成物質を析出お
よび堆積させる。
方法においては、絶縁性基板上に絶縁性基板上に帯電パ
ターンを形成し、膜形成物質を含有する前駆体溶液中に
絶縁性基板を設置することで、この帯電パターンにより
形成される不均一電場と膜形成物質に誘導される双極子
モーメントとの相互作用により発生する引力の作用
（「分子間力と表面力」Ｊ．Ｎ．イスラエルアチヴィリ
著，朝倉書店 １９９１ｐｐ．５５−５７， ｐｐ．５
９−６３）により帯電パターン上に膜形成物質を析出お
よび堆積させる。
【００１４】絶縁性基板については各種のものが対象と
なり得るが、なかでも、表面がナノメータレベルでフラ
ットに成形されており、熱酸化膜または絶縁性誘電体膜
を有するシリコンウェハー、ガラス、または、雲母劈開
面のいずれかが用いられることが好ましい。
なり得るが、なかでも、表面がナノメータレベルでフラ
ットに成形されており、熱酸化膜または絶縁性誘電体膜
を有するシリコンウェハー、ガラス、または、雲母劈開
面のいずれかが用いられることが好ましい。
【００１５】また、膜形成物質を含有する前駆体溶液
は、例えば、金属アルキシド溶液、金属アセチルアセテ
ート、または、金属カルボキシレートが用いられる。も
ちろん、前駆体溶液はこれらに限定されるものではな
く、キシレン、トルエン等の非極性溶媒を用いた金属前
駆体溶液であればどのようなものであってもよい。前駆
体溶液の濃度は、沈殿が発生しない範囲に設定され、一
般的には１ｍｏｌ％以下の希薄濃度にて使用されること
が好ましい。また、帯電パターン形成時の前駆体溶液は
高温では沈殿が生じるため、前駆体溶液が凍結しない範
囲の低温で扱われることが好ましく、具体的には室温程
度で扱われるのが好適である。
は、例えば、金属アルキシド溶液、金属アセチルアセテ
ート、または、金属カルボキシレートが用いられる。も
ちろん、前駆体溶液はこれらに限定されるものではな
く、キシレン、トルエン等の非極性溶媒を用いた金属前
駆体溶液であればどのようなものであってもよい。前駆
体溶液の濃度は、沈殿が発生しない範囲に設定され、一
般的には１ｍｏｌ％以下の希薄濃度にて使用されること
が好ましい。また、帯電パターン形成時の前駆体溶液は
高温では沈殿が生じるため、前駆体溶液が凍結しない範
囲の低温で扱われることが好ましく、具体的には室温程
度で扱われるのが好適である。
【００１６】帯電パターンを形成する方法としては、図
１に示すように、例えば、収束イオンビームまたは収束
電子ビームなどの収束荷電ビーム（１）を絶縁性基板
（２）表面に照射し、収束荷電ビーム（１）を走査させ
ることにより非接触で帯電パターン（３）を形成する。
また、図２に示したように、荷電ビームの代わりに金属
プローブ（２１）に電圧を印加し、絶縁性基板（２２）
上を走査することで帯電パターン（２３）を形成しても
よい。同様に、図３に示したとおり、電圧を印加した導
電性マイクロスタンプ（３１）を絶縁性基板（３２）に
接触させることで帯電パターン（３３）を形成してもよ
い。
１に示すように、例えば、収束イオンビームまたは収束
電子ビームなどの収束荷電ビーム（１）を絶縁性基板
（２）表面に照射し、収束荷電ビーム（１）を走査させ
ることにより非接触で帯電パターン（３）を形成する。
また、図２に示したように、荷電ビームの代わりに金属
プローブ（２１）に電圧を印加し、絶縁性基板（２２）
上を走査することで帯電パターン（２３）を形成しても
よい。同様に、図３に示したとおり、電圧を印加した導
電性マイクロスタンプ（３１）を絶縁性基板（３２）に
接触させることで帯電パターン（３３）を形成してもよ
い。
【００１７】このとき、帯電パターンの電荷量を制御す
ることにより、帯電パターン上に析出する膜形成物質の
析出量を任意に調整することが可能である。また、形成
されるパターンの分解能は、帯電パターンの分解能に等
しく、例えば、収束イオンビームを使う方法において
は、現状の収束イオンビーム描画装置を利用した場合に
は１０ｎｍ以下の分解能も実現可能である。
ることにより、帯電パターン上に析出する膜形成物質の
析出量を任意に調整することが可能である。また、形成
されるパターンの分解能は、帯電パターンの分解能に等
しく、例えば、収束イオンビームを使う方法において
は、現状の収束イオンビーム描画装置を利用した場合に
は１０ｎｍ以下の分解能も実現可能である。
【００１８】この出願の発明であるパターン薄膜の形成
方法においては、特に前処理を必要とせず、帯電パター
ンを形成した平坦な絶縁性基板を前駆体溶液中に浸すだ
けで、パターン薄膜形成が実現する。膜形成物質が帯電
パターン上に析出した後には、基板の洗浄が行われ、さ
らに熱処理によりパターン薄膜の有機物の除去と結晶化
がなされる。
方法においては、特に前処理を必要とせず、帯電パター
ンを形成した平坦な絶縁性基板を前駆体溶液中に浸すだ
けで、パターン薄膜形成が実現する。膜形成物質が帯電
パターン上に析出した後には、基板の洗浄が行われ、さ
らに熱処理によりパターン薄膜の有機物の除去と結晶化
がなされる。
【００１９】この出願の発明は、以上の特徴を持つもの
であるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
であるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。
【００２０】
【実施例】図４は、この出願の発明であるパターン薄膜
の形成方法におけるプロセスについて示した概要図であ
る。この出願の発明の実施例として、図４に例示したプ
ロセスに従い、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上にＳｒ−Ｔｉ
パターン薄膜を形成した。
の形成方法におけるプロセスについて示した概要図であ
る。この出願の発明の実施例として、図４に例示したプ
ロセスに従い、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上にＳｒ−Ｔｉ
パターン薄膜を形成した。
【００２１】まず第１のステップとして、加速電圧３０
ｋＶのＧａ+収束イオンビームを用いて、ＳｉＯ2／Ｓｉ
ウェハー上に帯電パターンを形成した。図５は、形成さ
れた帯電パターンの２次電子コントラスト像である。図
６は、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハーの表面電位の時間変化を
測定した結果を示したグラフであり、ＳｉＯ2／Ｓｉウ
ェハー表面に経時変化の小さく安定な正極性の電荷が帯
電していることがわかる。
ｋＶのＧａ+収束イオンビームを用いて、ＳｉＯ2／Ｓｉ
ウェハー上に帯電パターンを形成した。図５は、形成さ
れた帯電パターンの２次電子コントラスト像である。図
６は、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハーの表面電位の時間変化を
測定した結果を示したグラフであり、ＳｉＯ2／Ｓｉウ
ェハー表面に経時変化の小さく安定な正極性の電荷が帯
電していることがわかる。
【００２２】次に、第２のステップとして、帯電パター
ンが形成されたＳｉＯ2／Ｓｉウェハーを、セラミック
前駆体溶液（ＥＭＯＤ−Ｓｒキシレン溶液、ＥＭＯＤ−
Ｔｉキシレン溶液、両者の混合比１：１）中に、１２時
間室温下で浸すことにより、帯電パターン上にパターン
薄膜を形成する。その後、基板をキシレンによりリンス
し、基板上の余分や溶液を洗浄した。ここで、ＥＭＯＤ
−ＳｒおよびＥＭＯＤ−Ｔｉは、米国シンメトリック社
製のアルコキシド金属（ＵＳ特許：６，１７４，５６
４）である。
ンが形成されたＳｉＯ2／Ｓｉウェハーを、セラミック
前駆体溶液（ＥＭＯＤ−Ｓｒキシレン溶液、ＥＭＯＤ−
Ｔｉキシレン溶液、両者の混合比１：１）中に、１２時
間室温下で浸すことにより、帯電パターン上にパターン
薄膜を形成する。その後、基板をキシレンによりリンス
し、基板上の余分や溶液を洗浄した。ここで、ＥＭＯＤ
−ＳｒおよびＥＭＯＤ−Ｔｉは、米国シンメトリック社
製のアルコキシド金属（ＵＳ特許：６，１７４，５６
４）である。
【００２３】さらに、第３のステップとして、セラミッ
ク前駆体がパターン薄膜として析出したＳｉＯ2／Ｓｉ
ウェハーを、大気中で熱処理することで、セラミック前
駆体中に含まれる有機物を燃焼させると同時に、パター
ン薄膜の結晶化を行った。この第３のステップにおける
プロセスにより、析出した前駆体を比較的低温でセラミ
ック薄膜へと結晶化することが可能であることが知られ
ている（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｏｌ−Ｇ
ｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ＡｌａｉｎＣ． Ｐｉ
ｅｒｒｅ， Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ ｐｕ
ｂ．， １９９８）。第２のステップで基板上にパター
ンとして析出したアルコキシド金属分子Ｍ−ＯＲ（Ｍ
は、ＳｒまたはＴｉ、Ｒはアルカン基）は、大気中に取
り出されることで、加水分解が生じ、以下の反応を示
す。 Ｍ−ＯＲ＋Ｈ2０ → Ｍ−ＯＨ＋Ｈ−ＯＲ さらに、熱処理が行われることで、以下の反応を示し、
セラミック薄膜を形成する。 Ｍ−ＯＨ（水和物） → ＭＯ（酸化物） 図７は、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上に形成されたパター
ン薄膜の走査型共焦点レーザー顕微鏡による観察像であ
る。図７より、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上の領域に、一
辺が２５μｍの正方格子パターンが数百ｎｍ以下の膜厚
を持って形成されていることがわかる。
ク前駆体がパターン薄膜として析出したＳｉＯ2／Ｓｉ
ウェハーを、大気中で熱処理することで、セラミック前
駆体中に含まれる有機物を燃焼させると同時に、パター
ン薄膜の結晶化を行った。この第３のステップにおける
プロセスにより、析出した前駆体を比較的低温でセラミ
ック薄膜へと結晶化することが可能であることが知られ
ている（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｏｌ−Ｇ
ｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ＡｌａｉｎＣ． Ｐｉ
ｅｒｒｅ， Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ ｐｕ
ｂ．， １９９８）。第２のステップで基板上にパター
ンとして析出したアルコキシド金属分子Ｍ−ＯＲ（Ｍ
は、ＳｒまたはＴｉ、Ｒはアルカン基）は、大気中に取
り出されることで、加水分解が生じ、以下の反応を示
す。 Ｍ−ＯＲ＋Ｈ2０ → Ｍ−ＯＨ＋Ｈ−ＯＲ さらに、熱処理が行われることで、以下の反応を示し、
セラミック薄膜を形成する。 Ｍ−ＯＨ（水和物） → ＭＯ（酸化物） 図７は、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上に形成されたパター
ン薄膜の走査型共焦点レーザー顕微鏡による観察像であ
る。図７より、ＳｉＯ2／Ｓｉウェハー上の領域に、一
辺が２５μｍの正方格子パターンが数百ｎｍ以下の膜厚
を持って形成されていることがわかる。
【００２４】図８は、パターン薄膜の２次電子像と、そ
れに対応するＳｒ元素とＴｉ元素のマッピング像であ
る。パターン薄膜の存在する領域に、ＳｒおよびＴｉが
存在していることが確認された。
れに対応するＳｒ元素とＴｉ元素のマッピング像であ
る。パターン薄膜の存在する領域に、ＳｒおよびＴｉが
存在していることが確認された。
【００２５】以上で示した実施例においては、正確なパ
ターン薄膜の膜厚は不明であるものの、共焦点レーザー
顕微鏡の高さに関する分解能が０．２μｍ以下であるこ
とから、数百ｎｍ以下のパターン薄膜が形成されたもの
と考えられる。一方、パターン薄膜の面水平方向に関す
る分解能は、帯電パターンの分解能に依存する。すなわ
ち、Ｇａ+収束イオンビームの描画時のスポットサイズ
により決定するものである。現在最新である収束イオン
ビーム描画装置（例えば、セイコー電子工業社製ＳＭＩ
９８００）におけるスポットサイズは最小で数ｎｍが実
現されている。したがって、面水平方向のパターン径に
おいても１０ナノメーターオーダーでの形成が実現可能
であると考えられる。
ターン薄膜の膜厚は不明であるものの、共焦点レーザー
顕微鏡の高さに関する分解能が０．２μｍ以下であるこ
とから、数百ｎｍ以下のパターン薄膜が形成されたもの
と考えられる。一方、パターン薄膜の面水平方向に関す
る分解能は、帯電パターンの分解能に依存する。すなわ
ち、Ｇａ+収束イオンビームの描画時のスポットサイズ
により決定するものである。現在最新である収束イオン
ビーム描画装置（例えば、セイコー電子工業社製ＳＭＩ
９８００）におけるスポットサイズは最小で数ｎｍが実
現されている。したがって、面水平方向のパターン径に
おいても１０ナノメーターオーダーでの形成が実現可能
であると考えられる。
【００２６】
【発明の効果】この出願の発明によって、以上詳しく説
明したとおり、簡便かつ安価にナノメータスケールでの
パターン薄膜形成を実現する新しいパターン薄膜の形成
方法が提供される。
明したとおり、簡便かつ安価にナノメータスケールでの
パターン薄膜形成を実現する新しいパターン薄膜の形成
方法が提供される。
【００２７】この出願の発明によれば、対象とする前駆
体分子に特段の制限がなく、多種多様なパターン膜形成
が可能となることから、幅広い分野での応用が期待され
る。この出願の発明は、液相を利用した簡便かつ単純な
プロセスにより構成され、また、経済性および汎用性も
非常に高いことから、従来技術からの置換も容易であ
り、今後、様々な分野での利用がなされるものと期待さ
れる
体分子に特段の制限がなく、多種多様なパターン膜形成
が可能となることから、幅広い分野での応用が期待され
る。この出願の発明は、液相を利用した簡便かつ単純な
プロセスにより構成され、また、経済性および汎用性も
非常に高いことから、従来技術からの置換も容易であ
り、今後、様々な分野での利用がなされるものと期待さ
れる
【図１】この出願の発明である帯電パターンの形成方法
の構成の一例を示した概要図である。
の構成の一例を示した概要図である。
【図２】この出願の発明である帯電パターンの形成方法
の構成の一例を示した概要図である。
の構成の一例を示した概要図である。
【図３】この出願の発明である帯電パターンの形成方法
の構成の一例を示した概要図である。
の構成の一例を示した概要図である。
【図４】この出願の発明の実施例として、パターン薄膜
の形成方法におけるプロセスについて示した概要図であ
る。
の形成方法におけるプロセスについて示した概要図であ
る。
【図５】この出願の発明の実施例として、形成された帯
電パターンの２次電子コントラスト像を示した図であ
る。
電パターンの２次電子コントラスト像を示した図であ
る。
【図６】この出願の発明の実施例として、ＳｉＯ2／Ｓ
ｉウェハーに形成した帯電パターンの表面電位の時間変
化を測定した結果を示したグラフである。
ｉウェハーに形成した帯電パターンの表面電位の時間変
化を測定した結果を示したグラフである。
【図７】この出願の発明の実施例として、ＳｉＯ2／Ｓ
ｉウェハー上に形成されたパターン薄膜の走査型共焦点
レーザー顕微鏡による観察像を示した図である。
ｉウェハー上に形成されたパターン薄膜の走査型共焦点
レーザー顕微鏡による観察像を示した図である。
【図８】この出願の発明の実施例として、パターン薄膜
の２次電子像と、それに対応するＳｒ元素とＴｉ元素の
マッピング像を示したである。
の２次電子像と、それに対応するＳｒ元素とＴｉ元素の
マッピング像を示したである。
【図９】ブレークダウンアプローチによるパターニング
について示した概要図である。
について示した概要図である。
【図１０】ビルトアップアプローチによるパターニング
について示した概要図である。
について示した概要図である。
１ 収束荷電ビーム ２ 絶縁性基板 ３ 帯電パターン ２１ 金属プローブ ２２ 絶縁性基板 ２３ 帯電パターン ３１ 導電性マイクロスタンプ ３２ 絶縁性基板 ３３ 帯電パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/316 Ｈ０１Ｇ 4/06 １０２ Ｆターム(参考） 4K022 AA01 AA03 AA04 AA05 AA42 AA43 BA15 BA22 BA28 BA33 BA35 CA12 DA06 DB01 DB07 EA01 5E032 AB01 BA11 CB01 CC14 CC18 5E082 AB03 BB10 BC40 EE05 EE31 FG03 FG41 KK01 MM01 5F058 BA20 BB06 BC03 BF41 BH03
Claims (6)
- 【請求項１】 膜形成物質を含有する前駆体溶液中にお
いて絶縁性基板上にパターン薄膜を形成するパターン薄
膜の形成方法であって、絶縁性基板上に帯電パターンを
形成し、次いで、絶縁性基板を前駆体溶液中に浸し、膜
形成物質を絶縁性基板上に形成された帯電パターン上に
析出させることを特徴とするパターン薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 絶縁性基板が、表面がフラットに成形さ
れており、熱酸化膜または絶縁性誘電体膜を有するシリ
コンウェハー、ガラス、または、雲母劈開面のいずれか
であることを特徴とする請求項１のパターン薄膜の形成
方法。 - 【請求項３】 膜形成物質を含有する前駆体溶液が、金
属アルキシド、金属アセチルアセテート、または、金属
カルボキシレートのいずれかであることを特徴とする請
求項１または２のパターン薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 収束イオンビームまたは収束電子ビーム
を絶縁性基板上に照射し、非接触で帯電パターンを形成
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかのパタ
ーン薄膜の形成方法。 - 【請求項５】 金属プローブとマイクロスタンプを絶縁
性基板上に接触させることで帯電パターンを形成するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかのパターン薄
膜の形成方法。 - 【請求項６】 帯電パターンの電荷量を制御することに
より、帯電パターン上に析出する膜形成物質のデポジシ
ョン量を調整することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかのパターン薄膜の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078498A JP3463108B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | パターン薄膜の形成方法 |
| US10/098,316 US6548412B2 (en) | 2001-03-19 | 2002-03-18 | Method of forming patterned thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078498A JP3463108B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | パターン薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002275636A true JP2002275636A (ja) | 2002-09-25 |
| JP3463108B2 JP3463108B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18935105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078498A Expired - Lifetime JP3463108B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | パターン薄膜の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6548412B2 (ja) |
| JP (1) | JP3463108B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008233035A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Toshiba Corp | 基板検査方法 |
| DE102015122301B4 (de) * | 2015-12-18 | 2020-08-13 | Fahrenheit Gmbh | Verfahren zur Ausbildung einer Alumosilikat-Zeolith-Schicht auf einem aluminiumhaltigen metallischen Substrat sowie Verwendung des danach erhaltenen Substrats |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU779699B2 (en) * | 1999-12-23 | 2005-02-10 | Universitat Konstanz | Methods and apparatus for forming submicron patterns on films |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001078498A patent/JP3463108B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-18 US US10/098,316 patent/US6548412B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3463108B2 (ja) | 2003-11-05 |
| US6548412B2 (en) | 2003-04-15 |
| US20020132498A1 (en) | 2002-09-19 |
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