JP2612153B2

JP2612153B2 - 鋭利な先端を有する均一なアレーの形成方法

Info

Publication number: JP2612153B2
Application number: JP33759194A
Authority: JP
Inventors: デビッド・エイ・キャセイ; ケビン・ティジャデン
Original assignee: Micron Technology Inc
Current assignee: Micron Technology Inc
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: DE19501387A1; US5391259A; DE19501387B4; JPH0836967A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレー技術に係
り、特に極めて鋭利な電界放出端のアレーの製造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電界放出ディスプレイの明瞭さあるいは
解像度は、エミッタ端の鋭利さを含む多くの要因の関数
である。本発明の方法は、非常に鋭利なカソードエミッ
タ端の製造に向けたものである。

【０００３】冷陰極端の形成に係る領域では、非常に多
くの研究がなされてきた。例えば「Spindt」の特許、米
国特許第3,665,241 号、同第3,755,704 号、同第3,812,
559号および同第5,064,396 号参照。また米国特許第4,7
66,340 号「冷陰極を有する半導体装置」、および同第
4,940,916 号「微小な点をもつ電界放出カソードを備え
た電子源およびこの電子源を用いた電界放出により励起
されるカソードルミネッセンスによるディスプレイ手
段」参照のこと。

【０００４】エミッタ端のアレー形成に対する最近のア
プローチは、マスクを使ってシリコンをエッチングし、
尖端構造体を形成しようというものであるが、これでは
尖端は完全には形成されない。すなわち、鋭利な尖端を
エッチングする前に、マスクは除去されるか剥がされ
る。このアプローチの考えは、マスクが尖端の頂点から
除去される前の段階でエッチングを行うというものであ
る。例えば、Marcusらの米国特許第5,201,992 号「テー
パ付き微小シリコン構造体の製造方法」参照。

【０００５】従来技術によれば、エッチングは、マスク
が尖端の頂点から外れるのを防止するため、マスクが完
全にアンダーカットされる前に終止させなければならな
いとなっている。もしエッチングがそのような環境で進
行すると、ドライエッチングの最中マスクが尖端の側面
もしくは基板に乗っかるため、尖端はだらりと垂れ下が
って不均一になり、図９に示すように、尖端の頂点は不
良となる。このような状況が生ずると、マスクの材料が
ランダムに基板の周りに到達して、マスクをしてはいけ
ない領域にまで入り込み、汚染（コンタミネーション）
の問題も発生する。そしてエッチングを続けると、被エ
ッチング材料は尖端がランダムに配置された好ましくな
い構造になる。

【０００６】もし、マスクが除去された後もエッチング
を続けると、尖端はよりなまくらなものになる。これ
は、エッチング剤たる化学物質があらゆる方向において
被エッチング材料を侵食し、尖端の側面だけでなくその
露出された頂点をも侵食するためである。さらに、マス
クがドライエッチングによる物理的なイオン衝撃によっ
て除去されるときは、尖端の頂点は劣化することもあ
る。

【０００７】そこで、これまでの傾向は、アンダーエッ
チング（尖端の頂点に微小な点が形成される前にエッチ
ングを停止すること）によって「フラットトップ(flat
top)」と呼ばれる構造体を形成しようというものであっ
た。ついで尖端を鋭利にするためには、典型的には酸化
処理を行う。しかし、この方法ではエッチングはアレー
全体に不均一なものになり、各尖端は異なる高さと形状
をもつようになる。

【０００８】また、他の研究者は、エッチングによって
尖端を形成しようとした。しかし、彼らは本発明のよう
にマスクをアンダーカットしようとはせず、さらに本発
明のように、製造に要求されるあそびを許容しながらも
尖端に劣化をもたらさないようにして、マスクのアンダ
ーカット地点を越えてエッチングを継続しようともしな
かった。むしろ、彼らは、尖端が完全にアンダーカット
される前にマスクを除去して、そこから尖端を鋭利にし
ようとした。従来技術にみられる湿式によるシリコンの
エッチングによれば、マスクは、アンダーカットが完了
した時点で尖端の頂点から脱落し、エッチング浴を汚染
して、マスクの状態を不良にし、尖端頂点を劣化させ
る。

【０００９】各尖端の間に不均一が存在すると、ディス
プレイの製造における続く工程、特に化学・機械的な面
の平坦化工程にも不都合が生じる。例えば米国特許第5,
229,331 号「化学・機械研磨技術を用いた冷陰極エミッ
タ端の周囲における自己整列型カソードの形成方法」、
および同第5,186,670 号「自己整列型ゲートおよびフォ
ーカスリングの製造方法」（ともにMicron Technology
社に譲渡済）参照。不均一は、もしウエハ全体にわたる
徐々の変化に対抗する急激な変化をもたらすものであれ
ば、特に支障が大きい。

【００１０】すなわち、今日の技術では、尖端の均一な
アレーを製造することは、多くの理由により、非常に困
難である。例えば、ウエハ全体においてエッチングに変
動があるだけで、エッチングの終了時間に差が出てく
る。

【００１１】一般的にいって、プラズマエッチングで
は、例えば通常の１０〜２０％の５％を越える均一度を
得ることは困難である。これは、これまでの方法では、
エミッタ端における「フラットトップ（平らな表面）」
の大きさが変化するということである。さらに、尖端を
鋭利にするのに必要な酸化処理は、その均一度を２０％
まで変化させ、アレーの様々な尖端に不均一をもたらす
おそれを増大させる。

【００１２】尖端の高さおよび他の重要な寸法も、その
均一性において同じ効果を被る。マスキングの均一性お
よび被エッチング材料における変動は、エッチングの均
一性の問題を増大させる。

【００１３】このため、業界では尖端についてほぼ均一
で安定な結果が得られる製造方法が求められていた。エ
ミッタ端のアレーの製造においては、尖端は、特にその
上部において、高さ、アスペクト比、鋭利さ、および一
般的な形状が偏差が最小の均一なものでなければならな
い。

【００１４】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の方法
においては、鋭利なエミッタ端を形成するのに、ドライ
エッチング（プラズマエッチングともいう）を用いる。
プラズマエッチングは、エッチングガスの使用を通して
材料を選択的に除去する。このエッチングは、反応を促
進するためにプラズマエネルギーを用いる化学的な方法
である。エッチングの正確さを制御する要因には、基板
の温度、エッチング時間、エッチャントのガス組成、圧
力、供給する高周波の電力、およびエッチングに係るハ
ードウエアの配置などがある。

【００１５】マスクは、シリコン基板を露出するように
形成され、この基板はついで鋭利なエミッタ端を形成す
るようエッチングにかけられる。

【００１６】本発明の方法は、比較的な自由なアスペク
ト比および高さをもつ鋭利な先端を、単一の工程（すな
わちその場で処理する）あるいは多段階のプラズマドラ
イエッチングによって製造するのに用いられる。

【００１７】本発明は、ある条件下、特に尖端が層ある
いは基板にエッチングすることによって形成される場合
には、非常に大きな製造ウィンドーを用いる。このと
き、層の厚さは、マスクで覆われていない領域（つまり
尖端化しない領域）で先端をエッチングしている間に
は、その層が消失しないようなものにする。

【００１８】本発明の好ましい態様においては、マスク
をアンダーカットして鋭利な尖端を形成するドライエッ
チング工程は約２．３秒間続く。このオーバーエッチン
グ（過エッチング）は、尖端の外観にはほとんど変化を
もたらさずに行われる。尖端の形状は、再現性のよいも
のになる。これは、マスクが、形成される電界放出領域
に対して定位置にとどまるよう、最適なものにされてい
るためである。先端は、水平方向だけでなく、垂直方向
にもエッチングされる。そして各尖端の形状は、水平方
向のエッチング速度が垂直方向のそれの４倍以内のとき
には、外観上均一なものになる。最も均一な形状が得ら
れるのは、垂直方向のエッチング速度が水平方向のそれ
の２倍のときである。

【００１９】本発明においては、これまでの知見に反し
て、先端頂点のドライエッチングを最後の点まで行い、
マスクが均衡位置におけるシーソー、すなわち先端の頂
点においてほぼ完全にバランスをとったシーソーのよう
になるという製造時の要件を付加するようエッチングを
継続する。

【００２０】本発明の好ましい態様においては、基板は
抵抗率が１４〜２１オーム・ｃｍ、Ｐ型で、（１００）
の面指数を有する単結晶シリコンで、これから尖端を形
成する。マスクは、好ましい態様においては厚さ０．１
μｍ、直径１μｍの円形であり、二酸化ケイ素からつく
る。これまでの技術とは異なり、マスクの大きさと材料
は、特定の材料に対して特定のエッチングを行うことが
でき、またマスクが尖端に接着して、尖端の形状と均一
性に悪影響を与えることなくアンダーカット地点を越え
てオーバーエッチングが可能になるようなものにする。

【００２１】このようなマスクのバランスが保たれる理
由は、マスクと尖端の間に、ファンデルワールス力、静
電気力および電気化学的力などの引力が働くためと考え
られる。

【００２２】後述の表１では、抵抗率が１４〜２１オー
ム・ｃｍ、面指数（１００）のｐ型シリコン単結晶でで
きた尖端について、エッチング条件とマスクの組成・大
きさを種々に変えた実験を行った。しかし、厚さ１μｍ
のＨＰＲ６５１２フォトレジスト（Hunt Photoresist）
と厚さ０．１μｍの熱二酸化シリコンを積層したものか
ら形成したマスクは、本発明の使用には適さないことが
分った。つまり、このマスクは、エッチングの最中尖端
から外れ、不良品の尖端をつくり出してしまうのであ
る。これは、エッチングマスクのかさによるものと考え
られる。

【００２３】他に本発明の使用に適さないと分ったマス
クは、厚さ０．４μｍの酸化物製マスクとＨＰＲ６５１
２フォトレジストだけからなる厚さ１μｍのマスクであ
る。

【００２４】しかし、厚さ０．１μｍの熱酸化物からつ
くったマスクは、本発明において非常に良好な結果を示
した。厚さ０．０５μｍの熱酸化物からつくったマスク
についても同様であった。

【００２５】本発明の方法の利点の一つは、より均一な
大きさ分布をもつ尖端を形成できることである。もう一
つの利点は、極めて鋭利な尖端の良好な分布を実現でき
るということで、この尖端はさらなる処理によってより
鋭利さを増すこともできる。しかし、この尖端はエッチ
ングだけで十分使用に耐えるものを形成することができ
る。本発明のさらなる利点は、所望の尖端の形状を劣化
させることなくドライエッチングによるオーバーエッチ
ングが可能な方法を提供することである。

【００２６】本発明の方法の一様相は、鋭利なエミッタ
端のほぼ均一なアレーを形成する方法を含む。この方法
は、基板をマスクでパターニングしてアレーを区化する
工程と、アレーをドライエッチングして尖端を形成する
工程と、ほぼすべての尖端が鋭利になった時点でマスク
を除去する工程を含む。

【００２７】本発明の方法の他の様相は、マスクで覆わ
れた基板を、アレーのほぼすべての尖端が実質的に均一
な形状となるまで連続的にエッチングして極めて鋭利な
尖端のほぼ均一なアレーを形成する工程と、ついでマス
クを除去する工程を含む。

【００２８】本発明の方法のさらに他の様相は、鋭利な
尖端のアレーを各尖端がほぼ同じ高さと形状を有するよ
うにエッチングする方法であって、基板をマスクする工
程と、前記基板の一部を選択的に除去して尖端のアレー
を形成する工程と、尖端の多数が支柱の上で釣り合った
板に似た形状になったときにマスクを除去する工程を含
む方法に係る。

【００２９】一つの尖端が鋭利になったときでも、しば
らくの間、エッチングは、マスクのアンダーカット地点
を越えて、少量の材料が尖端のまさに頂点から除去され
たときに尖端とともに落下するマスクとともに継続され
る。このため、エミッタ端は、一度尖端となるまでエッ
チングされると、この形状は固定的なものになる。基板
上のすべての尖端は、これらが鋭利になるまで、そし
て、これらがほぼ同じ高さ、アスペクト比および鋭利さ
をもつようになるまでエッチングされる。

【００３０】エミッタ端をさらに鋭利にするためには、
電界放出に要求される低電場とともに、尖端の酸化が行
う。この酸化は、本発明の方法でエッチングした尖端の
場合、よりよく制御され、また効率的に利用することが
できる。これは尖端の形状が変化することなく、維持さ
れるためである。

【００３１】

【実施例】図２は、ディスプレイセグメント２２を採用
した代表的な電界放出ディスプレイを示す。各ディスプ
レイセグメント２２は、上方の一画素もしくは画素の一
部、例えばレッド／グリーン／ブルーの三原色を組合せ
た画素のグリーンのドットを表示することができる。基
板１１として好ましいのは、シリコンの単結晶である
が、電流を通すことのできる材料が基板の上にあるなら
ば、マイクロカソード１３を形成するためのパターン配
列とエッチングができるよう、ガラスもしくは他の組成
物からつくった基板の上に非晶質のシリコンを蒸着した
ものも用いることができる。

【００３２】電界放出箇所においては、基板１１の上に
マイクロカソード１３が形成される。マイクロカソード
１３は、ピラミッド形、円錐形、あるいは電子放出のた
めの微細な尖端を有する他の幾何形状など種々の形状に
つくった隆起である。マイクロカソード１３の周りには
グリッド１５を配置する。そして、カソード１３とグリ
ッド１５の間に電源２０を通して電位差が与えられる
と、電子１７の流れが、蛍光体を塗布したスクリーン１
６に向けて放出される。スクリーン１６はアノードであ
る。

【００３３】電子放出端１３は、基板１１と一体になっ
ており、カソードとして働く。一方、ゲート１５は電界
ポテンシャルを対応するカソード１３に印加するグリッ
ドとして働く。

【００３４】基板または一もしくはそれ以上の導電層を
蒸着したもの（例えばクロムとアモルファスシリコンの
二層）から形成されるカソード１３の上には、誘電体層
１４が蒸着される。誘電体層１４はまた、電界放出位置
に開口を有する。

【００３５】ベースプレート２１とフェースプレート１
６の間は、エミッタ端１３が正常に働くよう真空にされ
るため、フェースプレート１６とベースプレート２１の
間には、大気圧に抗してフェースプレート１６を支える
スペーサ１８が設置される。

【００３６】本態様におけるベースプレート２１は、冷
陰極放出体１３と、この放出体１３を形成する基板１
１、絶縁層１４およびアノードとなるグリッド１５を含
むアドレス指定可能なマトリックス状のアレーからな
る。

【００３７】本発明の方法においては、マスクの寸法、
エッチングガスの構成比およびプラズマエッチングの際
の種々のパラメータを調整することにより、尖端１３の
寸法を決定・制御することができる。マスク３０の組成
と寸法は、このマスクがエミッタ端１３の頂点でバラン
スを保って留まり、エミッタ端１３の過エッチングの
際、その頂点の中央に位置する能力を左右する。「過エ
ッチング」とは、アンダーカットが完了した後のエッチ
ングを継続する時間を指す。「アンダーカット」とは、
マスク３０が最初に設置された縁まで横方向にエッチン
グを進めることをいう。

【００３８】図３は、ガラス、ポリシリコンその他のエ
ミッタ端１３を形成できる材料の上に形成したアモルフ
ァスシリコン基板１１を示す。本明細書においては尖端
１３について述べるが、本発明の方法は鋭利な縁部の微
細機械加工にも適用できる。電界放出装置のエミッタに
は、鋭利な縁部も用いられる。

【００３９】本発明は、好ましい態様においては、単結
晶シリコンを含む基板１１を用いるが、ポリシリコン、
アモルファスシリコン、炭素、その他の金属を蒸着した
ものや、他の基板材料も用いることができる。そして、
これらの基板材料は、サファイア上にシリコンを配した
ＳＯＳ(silicon on sapphire) のような材料でもよい
が、典型的には半導体ウエハである。したがって、ここ
では「ウエハ」という語は、本発明のエミッタ端１３を
形成する基板１１の意味で用いる。

【００４０】基板１１は、その上に蒸着または成長させ
たマスク３０を有する。本態様においては、ウエハの上
に、マスク３０として働く厚さ０．１μｍの二酸化ケイ
素の層を形成する。尖端の形状と大きさおよびエッチン
グ条件は、尖端１３の材料によって異なる。これは電気
化学的力、静電力、ファンデルワールス力および相互表
面力が材料によって異なるからである。

【００４１】マスク３０は、その厚さがエッチング工程
中に完全に消失しないようなもので、しかもエッチング
の最中マスクを尖端１３に対して正しい位置に保つ接着
力を損なうことのない厚さとなるよう、適当な材料から
つくられる。

【００４２】所望のマスク材料を基板上に直接パターン
配置できない場合は、フォトレジスト３２あるいは他の
保護部材をマスク３０上にパターン配置する。フォトレ
ジスト３２をパターン配置する場合は、最も好ましい形
状はドットもしくは円形である。

【００４３】ところで、将来の態様としては、フォトレ
ジスト３２を、アンダーカット完了の後もマスクを尖端
１３の頂点でバランスを保たせるのに最適な性質と大き
さをもつマスク３０自身として使用することが企図され
ている。

【００４４】次の工程は、フォトレジスト３２で覆われ
なかった箇所でのマスク３０の選択的な除去である（図
４）。このマスク３０の選択的な除去は、好ましくは湿
式の化学エッチングで行う。マスク３０が二酸化ケイ素
でできている場合は、ＨＦの水溶液を用いる。しかし、
物理的除去やプラズマエッチングを含む業界で知られた
他の適当な方法でもよい。

【００４５】プラズマエッチングで除去する場合は、二
酸化ケイ素のエッチングに用いる典型的なエッチャント
は、これに限定するものではないが、塩素とフッ素を含
み、典型的なガスとしてはＣＦ₄ 、ＣＨＦ₃ 、Ｃ₂ Ｆ₆
およびＣ₃ Ｆ₈ がある。マスクが酸化物の場合は、フッ
素と酸素も用いられる。本発明者らの実験においては、
ＣＦ₄ 、ＣＨＦ₃ およびアルゴンを用いた。エッチャン
トはシリコンに選択的に作用し、酸化物のエッチング速
度は業界で知られているため、エッチング工程の終点は
予め計算することができる。

【００４６】また酸化物のエッチングの場合は、通常の
酸化物に対する化学エッチング剤を使って湿式で行うこ
ともできる。

【００４７】こうして、この工程において、フォトレジ
スト３２は除去される。図４は、シリコンをエッチング
する前のマスク構造を示す。

【００４８】エッチングマスク３０に対して選択性をも
つプラズマエッチングは、好ましくはシリコンから先端
を形成する場合に用い、この場合のプラズマはＳＦ₆ 、
ＮＦ₃ あるいはＣＦ₄ などのフッ素化ガスと、ＨＣｌあ
るいはＣｌ₂ などの塩素化ガスを含む。もっとも好まし
いのは、ＳＦ₆ とＣｌ₂ およびヘリウムなどの添加剤を
含むプラズマである。

【００４９】エッチングは、図５ないし図７に示すよう
に、ウエハ上のすべての先端１３が完全にマスク３２の
下方まで削り取られるまで続けられる。エッチングの間
は、ファンデルワールス力、静電気力、電気化学的引力
および／または引張り表面力がマスクを定位置に保持す
る役割を担っていると考えられる。

【００５０】次の表１は、本発明の方法におけるパラメ
ータの範囲を掲げたものである。この表には、本発明の
特徴を調べ上げている最中に発見した値の範囲と、高さ
が０．７０〜１．７５μｍ、および底部の幅が１〜１．
５μｍの尖端１３をつくる際に最もよい結果を与える値
の範囲を記した。当業者にとっては、他の高さと幅をも
つ尖端１３を得るときにはこれらの値を変えればよいこ
とは自明であろう。

【００５１】表１パラメータ実験範囲好ましい範囲Ｃｌ₂ ９〜２０sccm ８〜１２sccm ＳＦ₂ ５〜５５sccm ４５〜５５sccm Ｈｅ３５〜６５sccm ４０〜６０sccm Ｏ₂ ０〜２０sccm ０sccm 電力 50〜250 W 100〜200 W 圧力 100〜800 mTorr 300〜500 mTorr 電極の間隔 1.0〜2.5 cm 1.8〜2.0 cm エッチング時間 1〜5.5 min ２〜３ min

【００５２】この実験においては、Ｌａｍ４９０型エッ
チング装置を十分に冷却して使った。下方の電極はほぼ
２１℃に維持した。しかし、Ｌａｍ４８０および４９０
型エッチング装置は、冷却しなくても、特定の範囲にお
いてはエッチングに使用できるであろう。

【００５３】尖端１３のプラズマエッチングの最中にお
ける尖端１３の高さと幅の比を制御する主要な手段は、
供給するガスと電力および圧力の組合せである。

【００５４】段々鋭利になっていく第１の尖端１３と最
後の尖端１３の間で機能に関係する形状への影響を最小
にとどめながらエッチングを終点（すなわちアンダーカ
ット地点を越えた箇所）まで継続する能力があると、ア
レーのすべての尖端がほぼ同じ性質を有するようになる
方法を実現できる。均一な高さと鋭利さを有する尖端
は、マスク３０の材料、大きさおよび厚さを注意深く選
定することによって得られる。

【００５５】エミッタ端１３のアレーを製造し、所望の
寸法が得られたら、酸化物のマスク３０は図８のように
除去する。マスク３０は、例えばフッ化水素酸（ＨＦ）
溶液や他のＨＦ含有混合物を用いる湿式エッチングな
ど、業界で知られたいかなる方法で除去してもよい。

【００５６】本明細書で引用した米国特許および米国特
許出願は、すべてその全体を記載したかのように参考と
して本明細書に組み入れる。

【００５７】ここに詳細に述べた平らなパネルディスプ
レイに用いる鋭利なエミッタ端を形成する特別な方法
は、先に述べたような目的と利点を十分に得ることがで
きるものであるが、これらは単に本発明の現時点での好
ましい態様の例示として述べたものであり、その詳しい
説明は、特許請求の範囲に述べた構成に限定を加える意
図ではない。例えば、本発明の方法は、均一なアレーの
製造に関して説明したが、当業者ならば、この方法は、
他の領域のイオン化および電子放出構造体、ならびにプ
ローブ端などの鋭利な先端や装置を備えるのが望ましい
構造体の微細機械加工にも適用できることは理解できる
であろう。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
より均一な大きさの分布をもつ尖端のアレーを形成でき
る。また本発明によれば、極めて鋭利な尖端の良好な分
布を実現できる。そして本発明によれば、さらに所望の
尖端の形状を劣化させることなくドライエッチングによ
るオーバーエッチングが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により尖端のアレーをエッチング
している最中におけるマスクで覆った基板の断面図。

【図２】本発明の方法により製造されるカソードエミッ
タ端を有する平らなパネルディスプレーの一画素の断面
図。

【図３】本発明の方法によりマスクとパターン配列した
フォトレジストを蒸着ないし成長させた基板の断面図。

【図４】本発明の方法によりマスクがプラズマドライエ
ッチングによって選択的に除去された後の図３の構造体
の断面図。

【図５】本発明の方法によってエッチングを行っている
最中における図４の構造体の断面図。

【図６】本発明の方法によってエッチングを進めている
最中における、いくつかの尖端が他のそれより先に鋭利
になっている模様を示す図５の構造体の断面図。

【図７】本発明の方法によってエッチングを進めている
最中における、尖端がマスクを定位置にとどめながらほ
ぼ均一になっている模様を示す図６の構造体の断面図。

【図８】エッチングが完了し、マスクが除去された後の
鋭利なカソードを示す図７の構造体の断面図。

【図９】マスクがエッチングの最中に尖端から除去され
たときに生じる不良構造体の断面図。

【符号の説明】

１１基板１３エミッタ端３０マスク３２レジスト

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋭利なエミッタ端（１３）のほぼ均一な
アレーの形成方法であって、基板（１１）をマスクして、マスクを装着したアレーを
形成する工程と、前記基板（１１）をプラズマエッチングして尖端（１
３）のアレーを形成する工程であって、この基板のプラ
ズマエッチングは、前記マスク（３０）が前記尖端（１
３）の上にバランスを保ってとどまっている間アンダー
カットが完了した後も継続される工程と、電子エミッタとして働く前記尖端（１３）のほとんどす
べてが鋭利になったとき、前記マスク（３０）を除去す
る工程を含む方法。
【請求項２】鋭利な先端（１３）のほぼ均一なアレー
の形成方法であって、基板（１１）をマスクする工程と、前記基板（１１）をエッチングして鋭利な先端（１３）
のアレーを形成する工程であって、この基板のエッチン
グは、前記マスク（３０）が前記先端（１３）の上にバ
ランスを保ってとどまっている間、前記アレー先端（１
３）の多数がほぼ均一な鋭利度になるまで、アンダーカ
ットが完了した後も継続される工程と、前記マスク（３０）を除去する工程を含む方法。
【請求項３】ほぼ同じ高さと形状を有する鋭利な先端
（１３）のアレーをエッチングする方法であって、基板（１１）をマスクする工程と、前記基板（１１）の一部を選択的に除去してマスクで覆
われた先端（１３）のアレーを形成する工程であって、
この基板の一部の選択的除去は、前記マスク（３０）が
前記マスクで覆われた先端（１３）の上にバランスを保
ってとどまっている間、アンダーカットが完了した後も
継続される工程と、前記マスクで覆われた先端（１３）の多数が、支柱の上
で釣り合った板に似た形状になったときに、前記マスク
（３０）を除去する工程を含む方法。
【請求項４】テーパ付けされた構造物（１３）を微細
機械加工する方法であって、非晶質シリコンと単結晶シリコンの少なくとも一つを含
む基板（１１）をマスクする工程と、前記マスク（３０）が先端と縁部の少なくとも一つを含
む前記構造物（１３）のテーパ付けされた頂点の上にバ
ランスを保ってとどまっている間、前記基板（１１）を
アンダーカットの完了した地点を越えてプラズマエッチ
ングする工程を含む方法。
【請求項５】前記マスク（３０）はハードマスクであ
る請求項１ないし４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】前記マスク（３０）は直径約１μｍの円
のアレーとしてパターン配置される請求項５記載の方
法。
【請求項７】前記ドライエッチングに用いるガスはフ
ルオロカーボンと不活性ガスを含む請求項１ないし４の
いずれか一項記載の方法。
【請求項８】前記先端（１３）の多数はほぼ同じ高さ
である請求項１ないし４のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】前記方法はさらに、前記マスキングに先
立って前記基板の上に二酸化ケイ素を約０．１μｍの厚
さまで蒸着する工程を含む請求項１ないし４のいずれか
一項記載の方法。
【請求項１０】前記マスキングはさらに、前記二酸化
ケイ素（３０）の上にレジスト（３２）の層を蒸着する
工程を含む請求項９記載の方法。