JP2690040B2 - 微細パターンの形成方法及び微細加工方法 - Google Patents
微細パターンの形成方法及び微細加工方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、これまで知られていな
い全く新規な手段による微細パターンの形成方法、この
方法により形成された微細パターン及びこの微細パター
ンをマスクとして利用する微細加工方法に関するもので
ある。
い全く新規な手段による微細パターンの形成方法、この
方法により形成された微細パターン及びこの微細パター
ンをマスクとして利用する微細加工方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣやＬＳＩなどの半導体素子な
どの製造プロセスにおいては、光リソグラフィー、電子
ビームリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィーなどのリソ
グラフィー法による微細加工が行われてきた。しかしな
がら、光リソグラフィー法は、原理的に光の波長の半分
より短いパターンの形成が困難であるため、１００ｎｍ
以下の加工にさえ適しておらず、またＸ線リソグラフィ
ー法においては、マスクの微細化が不十分であって、ま
だ１０ｎｍレベルの分解能は達成されていない。一方、
電子線リソグラフィー法においては、レジスト自体の分
解能が十分でなかったり、あるいは二次電子の散乱など
の影響があって、１０ｎｍオーダーの微細加工を行うに
は、分解能が不十分である上、電子線露光は、絞ったビ
ームを走査することにより描画するというプロセスであ
るため、多数のナノメーター構造、例えば大量の量子ド
ットなどを描画するには、かなりの時間を要するという
欠点がある。
どの製造プロセスにおいては、光リソグラフィー、電子
ビームリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィーなどのリソ
グラフィー法による微細加工が行われてきた。しかしな
がら、光リソグラフィー法は、原理的に光の波長の半分
より短いパターンの形成が困難であるため、１００ｎｍ
以下の加工にさえ適しておらず、またＸ線リソグラフィ
ー法においては、マスクの微細化が不十分であって、ま
だ１０ｎｍレベルの分解能は達成されていない。一方、
電子線リソグラフィー法においては、レジスト自体の分
解能が十分でなかったり、あるいは二次電子の散乱など
の影響があって、１０ｎｍオーダーの微細加工を行うに
は、分解能が不十分である上、電子線露光は、絞ったビ
ームを走査することにより描画するというプロセスであ
るため、多数のナノメーター構造、例えば大量の量子ド
ットなどを描画するには、かなりの時間を要するという
欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のリソグラフィー技術がもつ欠点を克服し、１０ｎ
ｍレベルの微細パターンを効率よく形成する方法、及び
この方法により得られた微細パターンをマスクとして微
細加工する方法を提供することを目的としてなされたも
のである。
従来のリソグラフィー技術がもつ欠点を克服し、１０ｎ
ｍレベルの微細パターンを効率よく形成する方法、及び
この方法により得られた微細パターンをマスクとして微
細加工する方法を提供することを目的としてなされたも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のリ
ソグラフィー技術とは全く異なる手段を用いて微細パタ
ーンを形成する方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、基板上に有機溶剤に可溶な有機高分子物質の薄膜を
設け、この薄膜の一部に圧力を印加すると、その部分が
基板に対する接着力を増大して固着化し、有機溶剤で処
理しても除去されない点や線が形成されること及びこの
ようにすれば１０ｎｍレベルの微細パターンを形成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。
ソグラフィー技術とは全く異なる手段を用いて微細パタ
ーンを形成する方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、基板上に有機溶剤に可溶な有機高分子物質の薄膜を
設け、この薄膜の一部に圧力を印加すると、その部分が
基板に対する接着力を増大して固着化し、有機溶剤で処
理しても除去されない点や線が形成されること及びこの
ようにすれば１０ｎｍレベルの微細パターンを形成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。
【０００５】すなわち、本発明は、基板上に有機溶剤に
可溶な有機高分子物質の薄膜を設け、この薄膜の一部に
圧力を印加して、不溶化させたのち、圧力を付加しない
部分を有機溶剤で選択的に溶解除去することにより微細
パターンを形成する方法及びこのようにして形成された
パターンをマスクとして基板をエッチング処理して微細
加工する方法を提供するものである。
可溶な有機高分子物質の薄膜を設け、この薄膜の一部に
圧力を印加して、不溶化させたのち、圧力を付加しない
部分を有機溶剤で選択的に溶解除去することにより微細
パターンを形成する方法及びこのようにして形成された
パターンをマスクとして基板をエッチング処理して微細
加工する方法を提供するものである。
【０００６】本発明において用いる基板の材料として
は、これまで電子工業分野、印刷版製造分野、機械微細
加工分野などにおいて基板として一般に使用されている
金属、合金、セラミックスなどの中から任意に選ぶこと
ができ、特に制限はない。このような材料としては、例
えば金、銀、アルミニウム、銅、インジウム、タングス
テン、チタン、ニッケル、コバルト、鉄、ケイ素及びこ
れらの合金、窒化ケイ素、ガリウム‐ヒ素、酸化チタ
ン、酸化ケイ素、ガラスなどが挙げられるが、特にケイ
素が好適に使用される。
は、これまで電子工業分野、印刷版製造分野、機械微細
加工分野などにおいて基板として一般に使用されている
金属、合金、セラミックスなどの中から任意に選ぶこと
ができ、特に制限はない。このような材料としては、例
えば金、銀、アルミニウム、銅、インジウム、タングス
テン、チタン、ニッケル、コバルト、鉄、ケイ素及びこ
れらの合金、窒化ケイ素、ガリウム‐ヒ素、酸化チタ
ン、酸化ケイ素、ガラスなどが挙げられるが、特にケイ
素が好適に使用される。
【０００７】次に本発明において基板上に薄膜を形成す
るために用いられる有機高分子物質としては、ある種の
有機溶剤に可溶で、基板との間である程度の接着性を有
するものの中から任意に選ぶことができるが、特に加圧
により分子量が増大したり、高密度化して有機溶剤に不
溶又は難溶になるもの、あるいは基板との間で強固に密
着して有機溶剤に難溶になるものが好ましい。
るために用いられる有機高分子物質としては、ある種の
有機溶剤に可溶で、基板との間である程度の接着性を有
するものの中から任意に選ぶことができるが、特に加圧
により分子量が増大したり、高密度化して有機溶剤に不
溶又は難溶になるもの、あるいは基板との間で強固に密
着して有機溶剤に難溶になるものが好ましい。
【０００８】このような有機高分子物質の例としては、
エチレン、プロピレン、ブチレンのようなオレフィン
や、スチレン、α - メチルスチレンのような芳香族ビ
ニル化合物や、アクリル酸、メタクリル酸、２ - フェ
ニルアクリル酸、２ - アセチルアクリル酸、マレイン
酸、フマル酸のような不飽和カルボン酸や、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピルのような不飽和カルボン酸エステル、アクリル酸
アミド、メタクリル酸アミド、２ - フェニルアクリル
アミド、２ - アセチルアクリルアミドのような不飽和
カルボン酸アミド、無水マレイン酸のような不飽和カル
ボン酸無水物などの不飽和カルボン酸の誘導体や、酢酸
ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなどの不飽和化合物の中から選
ばれた少なくとも１種の単量体から成る重合体又は共重
合体を挙げることができる。
エチレン、プロピレン、ブチレンのようなオレフィン
や、スチレン、α - メチルスチレンのような芳香族ビ
ニル化合物や、アクリル酸、メタクリル酸、２ - フェ
ニルアクリル酸、２ - アセチルアクリル酸、マレイン
酸、フマル酸のような不飽和カルボン酸や、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピルのような不飽和カルボン酸エステル、アクリル酸
アミド、メタクリル酸アミド、２ - フェニルアクリル
アミド、２ - アセチルアクリルアミドのような不飽和
カルボン酸アミド、無水マレイン酸のような不飽和カル
ボン酸無水物などの不飽和カルボン酸の誘導体や、酢酸
ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなどの不飽和化合物の中から選
ばれた少なくとも１種の単量体から成る重合体又は共重
合体を挙げることができる。
【０００９】これらの中で特に好ましいのは、ポリアク
リル酸エチル、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル
酸又はメタクリル酸のエステルやポリプロピレン、ポリ
スチレンのような脂肪族又は芳香族の不飽和炭化水素で
ある。これらの重合体又は共重合体の分子量としては、
１，０００〜２００万の範囲のものが好ましい。
リル酸エチル、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル
酸又はメタクリル酸のエステルやポリプロピレン、ポリ
スチレンのような脂肪族又は芳香族の不飽和炭化水素で
ある。これらの重合体又は共重合体の分子量としては、
１，０００〜２００万の範囲のものが好ましい。
【００１０】本発明において、基板上に有機高分子物質
の薄膜を形成させるには、例えば前記重合体又は共重合
体を適当な溶媒に溶解して塗布液を調製し、これをスピ
ンナーなどで基板上に塗布し、乾燥させる。この有機高
分子化合物の薄膜の厚さは、通常１０〜１００ｎｍの範
囲で選ばれる。
の薄膜を形成させるには、例えば前記重合体又は共重合
体を適当な溶媒に溶解して塗布液を調製し、これをスピ
ンナーなどで基板上に塗布し、乾燥させる。この有機高
分子化合物の薄膜の厚さは、通常１０〜１００ｎｍの範
囲で選ばれる。
【００１１】次に、このようにして基板上に設けられた
有機高分子物質の薄膜に、所望のパターンに従い圧力を
印加するとその部分が基板に強固に結合し、不溶化又は
難溶化するので、有機溶剤処理により、圧力を印加しな
い部分の高分子物質が溶解除去されても、固着した部分
の高分子物質は、溶解されず、基板上に残る。高分子の
固着密度は、印加圧力が大きいほど高く、また圧力があ
まり高くないときは、高分子の１つ１つが個別に固着し
ているので、その分子の大きさ程度の微細なパターンが
形成される。すなわち、静水圧などを用いて基板全面に
圧力をかけても、全面に高分子程度の大きさの微細なド
ットが分布するような微細パターンが作成できる。ま
た、所定のパターンに従って圧力を加えれば、圧力を印
加した領域内に印加圧力に応じた密度で固着した高分子
物質が分布するので、所定の領域内に微細なドットが多
数分布する微細パターンが形成される。ここで、高分子
物質の大きさを制御すれば、ドットの大きさも制御する
ことができる。また、圧力が十分高ければ、圧力を加え
た領域全域に高分子物質が固着するので、印加した圧力
のパターンに従ったパターンが形成できる。さらに、圧
力を印加する手段を工夫することにより、並列に複数パ
ターンを描くことができるので、スループットを上げる
ことが可能である。
有機高分子物質の薄膜に、所望のパターンに従い圧力を
印加するとその部分が基板に強固に結合し、不溶化又は
難溶化するので、有機溶剤処理により、圧力を印加しな
い部分の高分子物質が溶解除去されても、固着した部分
の高分子物質は、溶解されず、基板上に残る。高分子の
固着密度は、印加圧力が大きいほど高く、また圧力があ
まり高くないときは、高分子の１つ１つが個別に固着し
ているので、その分子の大きさ程度の微細なパターンが
形成される。すなわち、静水圧などを用いて基板全面に
圧力をかけても、全面に高分子程度の大きさの微細なド
ットが分布するような微細パターンが作成できる。ま
た、所定のパターンに従って圧力を加えれば、圧力を印
加した領域内に印加圧力に応じた密度で固着した高分子
物質が分布するので、所定の領域内に微細なドットが多
数分布する微細パターンが形成される。ここで、高分子
物質の大きさを制御すれば、ドットの大きさも制御する
ことができる。また、圧力が十分高ければ、圧力を加え
た領域全域に高分子物質が固着するので、印加した圧力
のパターンに従ったパターンが形成できる。さらに、圧
力を印加する手段を工夫することにより、並列に複数パ
ターンを描くことができるので、スループットを上げる
ことが可能である。
【００１２】図１は、本発明方法により微細パターンを
形成する方法の１例を示す説明図であって、まず、
（ａ）で示すように基板１上に有機高分子物質の薄膜２
を設けたのち、（ｂ）で示すように有機高分子物質の薄
膜２に圧力を印加し、次いで、有機溶剤処理することに
より、（ｃ）で示すように基板１上に、有機高分子物質
の薄膜の圧力が印加された部分のみが残存し、微細パタ
ーン３が形成される。（ｄ）は、この微細パターン３の
拡大図である。
形成する方法の１例を示す説明図であって、まず、
（ａ）で示すように基板１上に有機高分子物質の薄膜２
を設けたのち、（ｂ）で示すように有機高分子物質の薄
膜２に圧力を印加し、次いで、有機溶剤処理することに
より、（ｃ）で示すように基板１上に、有機高分子物質
の薄膜の圧力が印加された部分のみが残存し、微細パタ
ーン３が形成される。（ｄ）は、この微細パターン３の
拡大図である。
【００１３】圧力を印加しない部分の有機高分子物質の
薄膜を溶解除去するための有機溶剤としては、該高分子
物質を溶解しうるものであればよく、特に制限されな
い。例えば高分子物質がポリメチルメタクリレートから
成る場合は、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン及びこれらの混合物などが用いられるし、高分子
物質がポリスチレンから成る場合は、芳香族系溶剤、例
えばトルエンなどが用いられる。この有機溶剤を使用し
て圧力を印加しない部分の有機高分子物質の薄膜を溶解
除去する方法としては、通常浸せき法が用いられる。
薄膜を溶解除去するための有機溶剤としては、該高分子
物質を溶解しうるものであればよく、特に制限されな
い。例えば高分子物質がポリメチルメタクリレートから
成る場合は、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン及びこれらの混合物などが用いられるし、高分子
物質がポリスチレンから成る場合は、芳香族系溶剤、例
えばトルエンなどが用いられる。この有機溶剤を使用し
て圧力を印加しない部分の有機高分子物質の薄膜を溶解
除去する方法としては、通常浸せき法が用いられる。
【００１４】本発明において、高分子物質の薄膜上に圧
力を印加する方法としては、単に針などで上から押しつ
けるというだけでなく、針で高分子膜を引っかくといっ
た方法を用いることができる。この場合、固着する高分
子物質の密度は、引っかく際の圧力に依存し、圧力を大
きくするに伴い、密度は高くなるが、大きくしすぎると
基板そのものを傷付けたり、高分子物質を押しつける作
用よりも剥ぎ取る作用の方が強くなり、固着密度が低く
なることがある。適正な圧力は、有機高分子物質の薄膜
の種類、基板の材質、針先のミクロな形状に敏感に依存
するために、一概に定めることはできないが、例えばシ
リコン基板上に設けられたポリメチルメタクリレート膜
を１２μｍ径のダイヤモンド針で引っかく場合は、０．
０１〜３０ＧＰａ、好ましくは１〜２０ＧＰａの範囲が
適当である。
力を印加する方法としては、単に針などで上から押しつ
けるというだけでなく、針で高分子膜を引っかくといっ
た方法を用いることができる。この場合、固着する高分
子物質の密度は、引っかく際の圧力に依存し、圧力を大
きくするに伴い、密度は高くなるが、大きくしすぎると
基板そのものを傷付けたり、高分子物質を押しつける作
用よりも剥ぎ取る作用の方が強くなり、固着密度が低く
なることがある。適正な圧力は、有機高分子物質の薄膜
の種類、基板の材質、針先のミクロな形状に敏感に依存
するために、一概に定めることはできないが、例えばシ
リコン基板上に設けられたポリメチルメタクリレート膜
を１２μｍ径のダイヤモンド針で引っかく場合は、０．
０１〜３０ＧＰａ、好ましくは１〜２０ＧＰａの範囲が
適当である。
【００１５】このような針で引っかく方法においては、
固着された高分子によるドットの微視的な位置は制御さ
れないが、巨視的な位置は制御が可能であり、また固着
密度も圧力により制御することができる。したがって、
この方法では、所定の範囲にそれぞれの微視的な位置は
問わないが、極めて多数のドットパターンを形成する必
要がある場合は極めて有利である。
固着された高分子によるドットの微視的な位置は制御さ
れないが、巨視的な位置は制御が可能であり、また固着
密度も圧力により制御することができる。したがって、
この方法では、所定の範囲にそれぞれの微視的な位置は
問わないが、極めて多数のドットパターンを形成する必
要がある場合は極めて有利である。
【００１６】微視的な位置を制御する必要がある場合
は、先端を微細加工した針を用いて、所定の位置に圧力
を印加すれば、微視的な位置が制御された微細パターン
を形成することができる。例えば、針の先端に微細加工
を施し、これを用いて有機高分子膜に押しつければ、針
先に加工したパターンが有機高分子膜上に転写される。
また、この針を用いて高分子膜を引っかくと、針先の凹
凸の個数に応じた数の微細な針で引っかくことに相当す
るので、１回の引っかき操作で、凹凸に対応した数の微
細なドットの列が形成される。さらに、この引っかき時
の圧力を、ドットとドットがつながるほど固着密度が大
きくなるように高くすることにより、微細なラインを引
くことができる。
は、先端を微細加工した針を用いて、所定の位置に圧力
を印加すれば、微視的な位置が制御された微細パターン
を形成することができる。例えば、針の先端に微細加工
を施し、これを用いて有機高分子膜に押しつければ、針
先に加工したパターンが有機高分子膜上に転写される。
また、この針を用いて高分子膜を引っかくと、針先の凹
凸の個数に応じた数の微細な針で引っかくことに相当す
るので、１回の引っかき操作で、凹凸に対応した数の微
細なドットの列が形成される。さらに、この引っかき時
の圧力を、ドットとドットがつながるほど固着密度が大
きくなるように高くすることにより、微細なラインを引
くことができる。
【００１７】図２は、本発明方法により微細パターンを
形成する方法の別の例の説明図であって、まず、（ａ）
で示すように基板１上に有機高分子物質の薄膜２を設け
たのち、（ｂ）で示すように有機高分子物質の薄膜２を
針４で引っかき、次いで、有機溶剤処理することによ
り、（ｃ）で示すように基板１上に微細パターン３′が
形成される。（ｄ）はこの微細パターン３′の拡大図で
ある。
形成する方法の別の例の説明図であって、まず、（ａ）
で示すように基板１上に有機高分子物質の薄膜２を設け
たのち、（ｂ）で示すように有機高分子物質の薄膜２を
針４で引っかき、次いで、有機溶剤処理することによ
り、（ｃ）で示すように基板１上に微細パターン３′が
形成される。（ｄ）はこの微細パターン３′の拡大図で
ある。
【００１８】本発明の微細加工方法においては、このよ
うにして形成された微細パターンをマスクとして、基板
のエッチング処理が行われる。このエッチング処理とし
ては、ドライエッチング処理が好ましく、特に電子サイ
クロトロン共鳴型（ＥＣＲ）エッチング装置を使用する
ドライエッチング処理が好適である。このような方法に
よると、高分子物質の分子の大きさ程度の加工が可能で
あり、有機高分子物質の薄膜に用いる前記重合体又は共
重合体の分子量を制御することにより、大きさが精密に
制御された微細加工パターンが得られる。
うにして形成された微細パターンをマスクとして、基板
のエッチング処理が行われる。このエッチング処理とし
ては、ドライエッチング処理が好ましく、特に電子サイ
クロトロン共鳴型（ＥＣＲ）エッチング装置を使用する
ドライエッチング処理が好適である。このような方法に
よると、高分子物質の分子の大きさ程度の加工が可能で
あり、有機高分子物質の薄膜に用いる前記重合体又は共
重合体の分子量を制御することにより、大きさが精密に
制御された微細加工パターンが得られる。
【００１９】ドライエッチングにおいては、有機高分子
物質自身がプラズマから基板を保護するマスクとして役
立つほか、反応性ガス自体又は反応性ガスと基板素材の
反応生成物を有機高分子物質の周辺に凝集させ、この凝
集体でプラズマから基板を保護するマスクとしての役割
を果させる。このようにして、高分子物質の１分子程度
の寸法のマスクとして使用することができる。
物質自身がプラズマから基板を保護するマスクとして役
立つほか、反応性ガス自体又は反応性ガスと基板素材の
反応生成物を有機高分子物質の周辺に凝集させ、この凝
集体でプラズマから基板を保護するマスクとしての役割
を果させる。このようにして、高分子物質の１分子程度
の寸法のマスクとして使用することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、従来微細加工において
慣用されているリソグラフィー技術を用いずに、１０ｎ
ｍレベルの微細パターンを容易に形成することができ、
この微細パターンをマスクとして基板をエッチング処理
することにより、効率よく微細加工パターンが得られ
る。また、本発明によると、有機高分子物質の薄膜に用
いる高分子物質の分子量を制御することにより、微細加
工パターンの大きさを精密に制御することができる。
慣用されているリソグラフィー技術を用いずに、１０ｎ
ｍレベルの微細パターンを容易に形成することができ、
この微細パターンをマスクとして基板をエッチング処理
することにより、効率よく微細加工パターンが得られ
る。また、本発明によると、有機高分子物質の薄膜に用
いる高分子物質の分子量を制御することにより、微細加
工パターンの大きさを精密に制御することができる。
【００２１】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【００２２】実施例１ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）薄膜を厚
さ７５ｎｍでスピンコート法により形成した。次いで、
この薄膜を、先端が２μｍ×２μｍのステンレス針で９
ＧＰａの圧力にて引っかいたのち、アセトンに２分間浸
せき処理した。
以下のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）薄膜を厚
さ７５ｎｍでスピンコート法により形成した。次いで、
この薄膜を、先端が２μｍ×２μｍのステンレス針で９
ＧＰａの圧力にて引っかいたのち、アセトンに２分間浸
せき処理した。
【００２３】次に、前記試料を電子サイクロトロン共鳴
型（ＥＣＲ）エッチング装置内に入れ、基板上に固着し
たＰＭＭＡ分子をマスクとしてドライエッチング処理
（試料温度：−１３０℃、エッチングガス：ＳＦ6１×
１０-4ｔｏｒｒ、マイクロ波：２．４５ＧＨｚ、２５０
Ｗ、試料に１３．５６ＭＨｚの高周波５Ｗを印加）を１
分間行った。これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコン
の柱が形成された。
型（ＥＣＲ）エッチング装置内に入れ、基板上に固着し
たＰＭＭＡ分子をマスクとしてドライエッチング処理
（試料温度：−１３０℃、エッチングガス：ＳＦ6１×
１０-4ｔｏｒｒ、マイクロ波：２．４５ＧＨｚ、２５０
Ｗ、試料に１３．５６ＭＨｚの高周波５Ｗを印加）を１
分間行った。これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコン
の柱が形成された。
【００２４】図３に形成されたシリコンの柱の直径の分
布を示す。直径の分布は７〜１７ｎｍにわたり、平均で
１１ｎｍ、標準偏差２．５ｎｍである。これは、使用さ
れたＰＭＭＡの分子量の分布に対応し、個々のＰＭＭＡ
の分子がマスクとして働いていることを示す。
布を示す。直径の分布は７〜１７ｎｍにわたり、平均で
１１ｎｍ、標準偏差２．５ｎｍである。これは、使用さ
れたＰＭＭＡの分子量の分布に対応し、個々のＰＭＭＡ
の分子がマスクとして働いていることを示す。
【００２５】実施例２ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が１２μｍ
のダイヤモンド針で、それぞれ１２ＧＰａ、９ＧＰａ、
６ＧＰａの圧力を印加して引っかいたのち、アセトンに
２分間浸せき処理した。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が１２μｍ
のダイヤモンド針で、それぞれ１２ＧＰａ、９ＧＰａ、
６ＧＰａの圧力を印加して引っかいたのち、アセトンに
２分間浸せき処理した。
【００２６】次に、前記試料を実施例１と同様にして、
１分間ドライエッチング処理した。９ＧＰａ以上の圧力
で、直径１０ｎｍ程度のシリコンの柱が引っかいた場所
に形成された。また、柱の分布密度は９ＧＰａのものよ
り、１２ＧＰａのものの方が高くなった。
１分間ドライエッチング処理した。９ＧＰａ以上の圧力
で、直径１０ｎｍ程度のシリコンの柱が引っかいた場所
に形成された。また、柱の分布密度は９ＧＰａのものよ
り、１２ＧＰａのものの方が高くなった。
【００２７】実施例３ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が５０μｍ
のタングステン針で８ＧＰａの圧力を印加して引っかい
たのち、アセトンに２分間浸せき処理した。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が５０μｍ
のタングステン針で８ＧＰａの圧力を印加して引っかい
たのち、アセトンに２分間浸せき処理した。
【００２８】次に、前記試料を実施例１と同様にして１
分間ドライエッチング処理した。用いた針は、先端部分
が実施例１及び２で用いたものより粗く、極めて微細な
凹凸があり、この凹凸がミクロな針として働き、直径１
０ｎｍ程度の柱がつながってラインになっているような
シリコンのラインを、一回の引っかき操作で複数本形成
することができた。
分間ドライエッチング処理した。用いた針は、先端部分
が実施例１及び２で用いたものより粗く、極めて微細な
凹凸があり、この凹凸がミクロな針として働き、直径１
０ｎｍ程度の柱がつながってラインになっているような
シリコンのラインを、一回の引っかき操作で複数本形成
することができた。
【００２９】実施例４ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が５０μｍ
のタングステンの針で１２ＧＰａの圧力にて押しつけた
のち、アセトンに２分間浸せき処理した。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、先端径が５０μｍ
のタングステンの針で１２ＧＰａの圧力にて押しつけた
のち、アセトンに２分間浸せき処理した。
【００３０】次に、前記試料を実施例１と同様にして１
分間ドライエッチング処理した。これにより、直径１０
ｎｍ程度のシリコンの柱がダングステン針の先端の凹凸
に対応したパターンで形成された。
分間ドライエッチング処理した。これにより、直径１０
ｎｍ程度のシリコンの柱がダングステン針の先端の凹凸
に対応したパターンで形成された。
【００３１】実施例５ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）の先端径２０ｎｍの探針を用いて、圧力１０
ＧＰａ程度で引っかいたのち、アセトンに２分間浸せき
処理した。次に、前記試料を実施例１と同様にして１分
間ドライエッチング処理した。これにより、幅１０ｎｍ
のシリコンのラインを所定の場所に形成することができ
た。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜を、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）の先端径２０ｎｍの探針を用いて、圧力１０
ＧＰａ程度で引っかいたのち、アセトンに２分間浸せき
処理した。次に、前記試料を実施例１と同様にして１分
間ドライエッチング処理した。これにより、幅１０ｎｍ
のシリコンのラインを所定の場所に形成することができ
た。
【００３２】実施例６ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜に、ＡＦＭのプローブ
の針の先端を上から押えることにより、ドットの列がで
きるよう、１点１点が１列に並ぶように順次圧力を印加
した。圧力は１０ＧＰａ程度である。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜に、ＡＦＭのプローブ
の針の先端を上から押えることにより、ドットの列がで
きるよう、１点１点が１列に並ぶように順次圧力を印加
した。圧力は１０ＧＰａ程度である。
【００３３】次に、アセトンに２分間浸せき処理後、こ
の試料を実施例１と同様にして１分間ドライエッチング
処理した。これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコンの
ドットの列が所定の場所に形成できた。
の試料を実施例１と同様にして１分間ドライエッチング
処理した。これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコンの
ドットの列が所定の場所に形成できた。
【００３４】実施例７ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜に、先端が２つに割れ
ているＡＦＭのプローブの針の先端を上から押さえるこ
とにより、ドットの列ができるよう、それぞれが１列に
並ぶように順次圧力をかけた。圧力は１０ＧＰａ程度で
ある。
以下のＰＭＭＡ薄膜を厚さ７５ｎｍでスピンコート法に
より形成した。次いで、この薄膜に、先端が２つに割れ
ているＡＦＭのプローブの針の先端を上から押さえるこ
とにより、ドットの列ができるよう、それぞれが１列に
並ぶように順次圧力をかけた。圧力は１０ＧＰａ程度で
ある。
【００３５】次に、アセトンで２分間浸せき処理後、実
施例１と同様にして１分間ドライエッチング処理した。
これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコンのドット列が
２列、所定の場所に形成できた。
施例１と同様にして１分間ドライエッチング処理した。
これにより、直径１０ｎｍ程度のシリコンのドット列が
２列、所定の場所に形成できた。
【００３６】実施例８ シリコン基板上に、重量平均分子量約６０万、分散度３
以下のポリスチレン薄膜を厚さ５０ｎｍでスピンコート
法により形成した。次いで、この薄膜を、先端径１２μ
ｍのダイヤモンド針で引っかいたのち、トルエンに２分
間浸せき処理した。
以下のポリスチレン薄膜を厚さ５０ｎｍでスピンコート
法により形成した。次いで、この薄膜を、先端径１２μ
ｍのダイヤモンド針で引っかいたのち、トルエンに２分
間浸せき処理した。
【００３７】次に、前記試料を実施例１と同様にして、
１分間ドライエッチング処理した。これにより、直径１
０ｎｍ程度のシリコンの柱が形成された。
１分間ドライエッチング処理した。これにより、直径１
０ｎｍ程度のシリコンの柱が形成された。
【００３８】実施例９ シリコン基板を熱酸化することにより形成された厚さ１
００ｎｍのＳｉＯ2熱酸化膜上に、重量平均分子量６０
万、分散度３以下のＰＭＭＡ薄膜を、厚さ７５ｎｍでス
ピンコート法により形成した。次いで、この薄膜を、先
端径５０μｍのタングステン針で８ＧＰａの圧力にて引
っかいたのち、アセトンに２分間浸せき処理後、ＡＦＭ
で観察したところ、針で引っかいたところにＰＭＭＡ分
子が固着していると思われる直径１０ｎｍ程度のドット
が観察された。
００ｎｍのＳｉＯ2熱酸化膜上に、重量平均分子量６０
万、分散度３以下のＰＭＭＡ薄膜を、厚さ７５ｎｍでス
ピンコート法により形成した。次いで、この薄膜を、先
端径５０μｍのタングステン針で８ＧＰａの圧力にて引
っかいたのち、アセトンに２分間浸せき処理後、ＡＦＭ
で観察したところ、針で引っかいたところにＰＭＭＡ分
子が固着していると思われる直径１０ｎｍ程度のドット
が観察された。
【００３９】実施例１０ シリコン基板に設けられた厚さ９０ｎｍのタングステン
蒸着膜上に、重量平均分子量約６０万、分散度３以下の
ＰＭＭＡ薄膜を、厚さ７５ｎｍでスピンコート法により
形成した。次いで、この薄膜を、先端径５０μｍのタン
グステン針で８ＧＰａの圧力にて引っかいたのち、アセ
トンに２分間浸せき処理後、ＡＦＭで観察したところ、
針で引っかいたところに、ＰＭＭＡ分子が固着している
と思われる直径１０ｎｍ程度のドットが観察された。
蒸着膜上に、重量平均分子量約６０万、分散度３以下の
ＰＭＭＡ薄膜を、厚さ７５ｎｍでスピンコート法により
形成した。次いで、この薄膜を、先端径５０μｍのタン
グステン針で８ＧＰａの圧力にて引っかいたのち、アセ
トンに２分間浸せき処理後、ＡＦＭで観察したところ、
針で引っかいたところに、ＰＭＭＡ分子が固着している
と思われる直径１０ｎｍ程度のドットが観察された。
【図１】 本発明により微細パターンを形成する方法の
１例の工程説明図。
１例の工程説明図。
【図２】 本発明により微細パターンを形成する方法の
別の例の工程説明図。
別の例の工程説明図。
【図３】 実施例１で形成されたシリコン柱の直径の分
布を示すグラフ。
布を示すグラフ。
１ 基板 ２ 有機高分子物質の薄膜 ３、３′ 基板上に形成された微細パターン ４ 針
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に有機溶剤に可溶な有機高分子物
質の薄膜を設け、この薄膜の一部に圧力を印加して、不
溶化させたのち、圧力を付加しない部分を有機溶剤で選
択的に溶解除去することを特徴とする微細パターン形成
方法。 - 【請求項２】 有機溶剤に可溶な有機高分子物質がオレ
フィン、芳香族ビニル化合物、アクリル酸又はメタクリ
ル酸あるいはそれらの誘導体の中から選ばれた少なくと
も１種の単量体の重合体又は共重合体である請求項１記
載の微細パターン形成方法。 - 【請求項３】 基板上に有機溶剤に可溶な有機高分子物
質の薄膜を設け、この薄膜の一部に圧力を印加して不溶
化させたのち、圧力を印加しない部分を有機溶剤で選択
的に溶解除去してマスクパターンを形成させ、次いで基
板をエッチング処理することを特徴とする微細加工方
法。 - 【請求項４】 有機溶剤に可溶な有機高分子物質がオレ
フィン、芳香族ビニル化合物、アクリル酸又はメタクリ
ル酸あるいはそれらの誘導体の中から選ばれた少なくと
も１種の単量体の重合体又は共重合体である請求項３記
載の微細加工方法。 - 【請求項５】 印加される圧力が０．０１〜３０ＧＰａ
である請求項１ないし４のいずれかに記載の微細加工方
法。 - 【請求項６】 基板上に加圧により不溶化された有機高
分子物質の描点又は描線あるいはその両方で形成された
画像を有する微細パターン。 - 【請求項７】 径又は幅が５〜１５ｎｍの描点又は描線
を有する請求項６記載の微細パターン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115531A JP2690040B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 微細パターンの形成方法及び微細加工方法 |
| US08/618,606 US5647999A (en) | 1995-05-15 | 1996-03-20 | Method for fine patterning of a polymeric film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115531A JP2690040B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 微細パターンの形成方法及び微細加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316197A JPH08316197A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2690040B2 true JP2690040B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=14664844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7115531A Expired - Lifetime JP2690040B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 微細パターンの形成方法及び微細加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5647999A (ja) |
| JP (1) | JP2690040B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2884054B2 (ja) * | 1995-11-29 | 1999-04-19 | 工業技術院長 | 微細加工方法 |
| US6824855B1 (en) | 1998-03-12 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Coated beads and process utilizing such beads for forming an etch mask having a discontinuous regular pattern |
| US6051149A (en) * | 1998-03-12 | 2000-04-18 | Micron Technology, Inc. | Coated beads and process utilizing such beads for forming an etch mask having a discontinuous regular pattern |
| GB2374202A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-09 | Seiko Epson Corp | Patterning method |
| US20050133929A1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-06-23 | Howard Gregory E. | Flexible package with rigid substrate segments for high density integrated circuit systems |
| JP5652817B2 (ja) * | 2010-08-03 | 2015-01-14 | 国立大学法人東京工業大学 | ナノドット形成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625000B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1994-04-06 | 日本ディジタルイクイップメント株式会社 | 固体表面処理方法 |
| US5275689A (en) * | 1991-11-14 | 1994-01-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method and compositions for diffusion patterning |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7115531A patent/JP2690040B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-03-20 US US08/618,606 patent/US5647999A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08316197A (ja) | 1996-11-29 |
| US5647999A (en) | 1997-07-15 |
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