JPH06291031A - 微細加工方法及びこの方法で加工された加工物 - Google Patents
微細加工方法及びこの方法で加工された加工物Info
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- JPH06291031A JPH06291031A JP5095499A JP9549993A JPH06291031A JP H06291031 A JPH06291031 A JP H06291031A JP 5095499 A JP5095499 A JP 5095499A JP 9549993 A JP9549993 A JP 9549993A JP H06291031 A JPH06291031 A JP H06291031A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子線を用いた場合のような後方散乱やチャ
ージアップ現象等を伴うことなく、また電子線の波長等
に制限されることなく、略プローブ針の大きさで微細加
工を可能にする簡便な微細加工方法を提供する。 【構成】 微細加工方法は、被加工膜上にレジスト膜を
形成する工程と、前記レジスト膜を微細な先端部を有す
る探針によって削り取ることにより略１０μｍ以下の線
幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の線幅
のパターンを形成する工程と、レジスト膜が削り取られ
て露出した前記被加工膜をエッチングして除去する工程
と、を備えることを特徴とする。
ージアップ現象等を伴うことなく、また電子線の波長等
に制限されることなく、略プローブ針の大きさで微細加
工を可能にする簡便な微細加工方法を提供する。 【構成】 微細加工方法は、被加工膜上にレジスト膜を
形成する工程と、前記レジスト膜を微細な先端部を有す
る探針によって削り取ることにより略１０μｍ以下の線
幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の線幅
のパターンを形成する工程と、レジスト膜が削り取られ
て露出した前記被加工膜をエッチングして除去する工程
と、を備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微細加工方法に係り、
特に、レジスト膜において、分子デバイスにおける分子
操作および分子加工、通常の半導体デバイスやマイクロ
マシンの加工、または記録材料のピット加工等における
微細加工方法に関する。
特に、レジスト膜において、分子デバイスにおける分子
操作および分子加工、通常の半導体デバイスやマイクロ
マシンの加工、または記録材料のピット加工等における
微細加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的な微細加工技術として、通
常の半導体デバイスの製造等に用いられているリソグラ
フィの技術が知られている。このリソグラフィ技術によ
る加工手法は電離放射線を被加工基板に照射することに
よりレジストと呼ばれる感光性高分子を硬化あるいは分
解させ、基板上にパターンを形成させ、現像、エッチン
グ工程を経て被加工基板を加工する方法である。
常の半導体デバイスの製造等に用いられているリソグラ
フィの技術が知られている。このリソグラフィ技術によ
る加工手法は電離放射線を被加工基板に照射することに
よりレジストと呼ばれる感光性高分子を硬化あるいは分
解させ、基板上にパターンを形成させ、現像、エッチン
グ工程を経て被加工基板を加工する方法である。
【０００３】また、近年、走査型のプローブ顕微鏡が開
発された。例えば、１９８６年に、Ｇ．Ｆ．Ｑｕａｔｅ
及びＧｈ．Ｇｅｒｂｅｒによって命名、開発された原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ）であり（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ ５６．（１９８６）９３０）、試料と探針の間には
たらく力を検出し、探針を表面に沿って走査すること
で、表面の像を形成するものである。これらの顕微鏡の
プローブを観察面に走査することにより、観察物の最上
層の原子面の凹凸の観察を行うことができる。
発された。例えば、１９８６年に、Ｇ．Ｆ．Ｑｕａｔｅ
及びＧｈ．Ｇｅｒｂｅｒによって命名、開発された原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ）であり（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ ５６．（１９８６）９３０）、試料と探針の間には
たらく力を検出し、探針を表面に沿って走査すること
で、表面の像を形成するものである。これらの顕微鏡の
プローブを観察面に走査することにより、観察物の最上
層の原子面の凹凸の観察を行うことができる。
【０００４】また、走査型のプローブ顕微鏡の一つであ
る走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）のプローブチップを
用いて、原子１個を吸着し所望の位置へ移動しこの原子
を離すという操作により、基板上の吸着性原子を再配置
できることが報告されている（例えば、特開平０３ー２
３８７４４）。
る走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）のプローブチップを
用いて、原子１個を吸着し所望の位置へ移動しこの原子
を離すという操作により、基板上の吸着性原子を再配置
できることが報告されている（例えば、特開平０３ー２
３８７４４）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リソグラフィ技術を用
いた微細加工方法においては、最小の加工線幅は照射す
る電離放射線の波長に依存し、電離放射線の波長が短い
ほど加工線幅を細くすることができる。現在では、約２
００ｎｍの波長の紫外線を用いて約２００ｎｍの線幅ま
での加工が可能になっている。また電子線では数１０ｎ
ｍの線幅までの加工が可能になっている。しかしなが
ら、これら以下の微細な線幅、例えば分子レベルの線幅
の加工については、波長に制限されるため、可能になっ
ていない。
いた微細加工方法においては、最小の加工線幅は照射す
る電離放射線の波長に依存し、電離放射線の波長が短い
ほど加工線幅を細くすることができる。現在では、約２
００ｎｍの波長の紫外線を用いて約２００ｎｍの線幅ま
での加工が可能になっている。また電子線では数１０ｎ
ｍの線幅までの加工が可能になっている。しかしなが
ら、これら以下の微細な線幅、例えば分子レベルの線幅
の加工については、波長に制限されるため、可能になっ
ていない。
【０００６】また、従来のリソグラフィ技術を用いた微
細加工方法においては、露光、現像、エッチング等の複
雑な工程を有するという問題点があった。
細加工方法においては、露光、現像、エッチング等の複
雑な工程を有するという問題点があった。
【０００７】また、電子線を用いることによりかなり狭
い線幅の微細リソグラフィー加工が可能であることが知
られている。しかしながら、電子線を用いたリソグラフ
ィー加工においては、孤立した線の加工は狭い線幅でも
可能であるとしても、ライン対スペースが１対１のよう
な場合においては電子線の後方散乱のため１００ｎｍ程
度の線幅（基板の材質等に依存するが）が限界とされて
いる。さらに電子線は電荷を有するためにレジストのチ
ャージアップという現象を生じさせ、描画パターンの位
置ずれを引き起こす。このチャージアップ現象を防止す
るためには被加工基板に導電性の膜を付与する必要があ
るという問題点を有する。
い線幅の微細リソグラフィー加工が可能であることが知
られている。しかしながら、電子線を用いたリソグラフ
ィー加工においては、孤立した線の加工は狭い線幅でも
可能であるとしても、ライン対スペースが１対１のよう
な場合においては電子線の後方散乱のため１００ｎｍ程
度の線幅（基板の材質等に依存するが）が限界とされて
いる。さらに電子線は電荷を有するためにレジストのチ
ャージアップという現象を生じさせ、描画パターンの位
置ずれを引き起こす。このチャージアップ現象を防止す
るためには被加工基板に導電性の膜を付与する必要があ
るという問題点を有する。
【０００８】また、従来の微細加工方法においてレジス
ト膜の材料は、ある特定の波長の放射線に感応すべき感
光基が必要であるという制限があるため、ほぼすべての
有機化合物や無機化合物を適用するわけにはいかなかっ
た。
ト膜の材料は、ある特定の波長の放射線に感応すべき感
光基が必要であるという制限があるため、ほぼすべての
有機化合物や無機化合物を適用するわけにはいかなかっ
た。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、電子線を用いた場合のような後方
散乱やチャージアップ現象等を伴うことなく、また電子
線の波長等に制限されることなく、略プローブ針の大き
さで微細加工を可能にする簡便な微細加工方法を提供す
ることを目的とする。
有する問題を解消し、電子線を用いた場合のような後方
散乱やチャージアップ現象等を伴うことなく、また電子
線の波長等に制限されることなく、略プローブ針の大き
さで微細加工を可能にする簡便な微細加工方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】通常、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）等によって試料を観察する場合、試料と探針
との間に例えば１０−９Ｎ〜１０−８Ｎ程度の弱い力を
印加しながら試料面に走査し、試料の原子面と探針の原
子面との間に作用する斥力等の大きさを検出することに
よって行われる。
（ＡＦＭ）等によって試料を観察する場合、試料と探針
との間に例えば１０−９Ｎ〜１０−８Ｎ程度の弱い力を
印加しながら試料面に走査し、試料の原子面と探針の原
子面との間に作用する斥力等の大きさを検出することに
よって行われる。
【００１１】本発明は、これに対して、従来の原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）等を作動させる場合とは異なり試料と
探針との間に例えば１０−８Ｎ〜１０−６Ｎ程度の強い
力を印加することにより試料を微細加工できる、という
本出願人が発見した知見に基ずくものである。
顕微鏡（ＡＦＭ）等を作動させる場合とは異なり試料と
探針との間に例えば１０−８Ｎ〜１０−６Ｎ程度の強い
力を印加することにより試料を微細加工できる、という
本出願人が発見した知見に基ずくものである。
【００１２】上記目的を達成するために、本発明による
微細加工方法は、被加工膜上にレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜を微細な先端部を有する探針によ
って削り取ることにより略１０μｍ以下の線幅のパター
ン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の線幅のパターン
を形成する工程と、レジスト膜が削り取られて露出した
前記被加工膜をエッチングして除去する工程と、を備え
ることを特徴とする。
微細加工方法は、被加工膜上にレジスト膜を形成する工
程と、前記レジスト膜を微細な先端部を有する探針によ
って削り取ることにより略１０μｍ以下の線幅のパター
ン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の線幅のパターン
を形成する工程と、レジスト膜が削り取られて露出した
前記被加工膜をエッチングして除去する工程と、を備え
ることを特徴とする。
【００１３】また、前記レジスト膜を微細な先端部を有
する探針によって機械的に削り取ることにより略１０μ
ｍ以下の線幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ
以下の線幅のパターンを形成する工程は、微細な先端部
を有する探針とレジスト膜の表面との間を、前記先端部
と前記レジスト膜表面との距離が略ゼロのときに前記先
端部の原子面と前記レジスト膜表面の原子面との間に所
定の大きさを越える大きさの力を印加して接触させる工
程と、この力を印加した状態で前記探針と前記レジスト
膜とを前記力の印加方向と略直角方向へ相対変位させる
工程とを備えることが好適である。
する探針によって機械的に削り取ることにより略１０μ
ｍ以下の線幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ
以下の線幅のパターンを形成する工程は、微細な先端部
を有する探針とレジスト膜の表面との間を、前記先端部
と前記レジスト膜表面との距離が略ゼロのときに前記先
端部の原子面と前記レジスト膜表面の原子面との間に所
定の大きさを越える大きさの力を印加して接触させる工
程と、この力を印加した状態で前記探針と前記レジスト
膜とを前記力の印加方向と略直角方向へ相対変位させる
工程とを備えることが好適である。
【００１４】
【作用】被加工膜上に形成されたレジスト膜を微細な先
端部を有する探針によって機械的に削り取り、略１０μ
ｍ以下の線幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ
以下の線幅のパターンを形成し、レジスト膜が削り取ら
れて露出した被加工膜をエッチングして除去して被加工
膜を微細加工する。
端部を有する探針によって機械的に削り取り、略１０μ
ｍ以下の線幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ
以下の線幅のパターンを形成し、レジスト膜が削り取ら
れて露出した被加工膜をエッチングして除去して被加工
膜を微細加工する。
【００１５】微細な先端部を有する探針によって機械的
に削り取る工程において、探針の先端部とレジスト膜の
表面とを接近させて両者の間の距離を略ゼロにしたとき
先端部の原子面とレジスト膜表面の原子面との間には原
子間斥力が作用しているが、所定の大きさを越える大き
さの力を探針の先端部とレジスト膜の表面との間に印加
して先端部とレジスト膜の表面とを接触させる。ここ
で、所定の大きさを越える大きさの力とは、レジスト膜
表面の分子あるいは原子が動き出す力であり、レジスト
膜表面が変形しはじめる力をいう。次に、この力を印加
した状態で探針とレジスト膜とを力の印加方向と略直角
方向へ相対変位させる。この結果、レジスト膜は先端部
の大きさと略等しい大きさで削られる。
に削り取る工程において、探針の先端部とレジスト膜の
表面とを接近させて両者の間の距離を略ゼロにしたとき
先端部の原子面とレジスト膜表面の原子面との間には原
子間斥力が作用しているが、所定の大きさを越える大き
さの力を探針の先端部とレジスト膜の表面との間に印加
して先端部とレジスト膜の表面とを接触させる。ここ
で、所定の大きさを越える大きさの力とは、レジスト膜
表面の分子あるいは原子が動き出す力であり、レジスト
膜表面が変形しはじめる力をいう。次に、この力を印加
した状態で探針とレジスト膜とを力の印加方向と略直角
方向へ相対変位させる。この結果、レジスト膜は先端部
の大きさと略等しい大きさで削られる。
【００１６】
【実施例】本発明による微細加工方法の実施例を図面を
参照して説明する。先ず図２および図３を参照して、本
実施例に使用する微細加工用装置について説明する。図
２に示すように加工物１の上方には図示しないホルダー
によって探針２がＺ方向に移動自在に保持されている。
被加工膜からなる加工物１はテーブル３上に載置されて
固定され、テーブル３はＸ，Ｙ方向へ移動自在である。
また、テーブル３の下方からはＺ方向へ探針２に対して
所定の大きさの力を印加できるようになっている。
参照して説明する。先ず図２および図３を参照して、本
実施例に使用する微細加工用装置について説明する。図
２に示すように加工物１の上方には図示しないホルダー
によって探針２がＺ方向に移動自在に保持されている。
被加工膜からなる加工物１はテーブル３上に載置されて
固定され、テーブル３はＸ，Ｙ方向へ移動自在である。
また、テーブル３の下方からはＺ方向へ探針２に対して
所定の大きさの力を印加できるようになっている。
【００１７】図３に探針２の一例を示す。この探針２は
カンチレバー４を有し、カンチレバー４の先端にはピラ
ミッド形ベース５が固着され、ピラミッド形ベース５の
先端にはプローブチップ６が固着されている。プローブ
チップ６の形状を拡大して図４（ｂ）に示す。プローブ
チップ６のアスぺクト比は約１０対１であり、先端の曲
率半径は約２００オングストロームである。なお探針２
としては、例えばＴｏｐｏＭｅｔｒｉｘ社製あるいはナ
ノプローブ社製のものを用いることが可能である。ま
た、テーブル３、探針２やこれらの制御装置や検出装置
としては、例えばカリフォルニア工科大学によって製品
化されたＴＭＸ−２００ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐ
ｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（日製産業株式会社
販売）やＳＰＩ３７００（セイコー電子工業製）等を用
いることができる。
カンチレバー４を有し、カンチレバー４の先端にはピラ
ミッド形ベース５が固着され、ピラミッド形ベース５の
先端にはプローブチップ６が固着されている。プローブ
チップ６の形状を拡大して図４（ｂ）に示す。プローブ
チップ６のアスぺクト比は約１０対１であり、先端の曲
率半径は約２００オングストロームである。なお探針２
としては、例えばＴｏｐｏＭｅｔｒｉｘ社製あるいはナ
ノプローブ社製のものを用いることが可能である。ま
た、テーブル３、探針２やこれらの制御装置や検出装置
としては、例えばカリフォルニア工科大学によって製品
化されたＴＭＸ−２００ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐ
ｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（日製産業株式会社
販売）やＳＰＩ３７００（セイコー電子工業製）等を用
いることができる。
【００１８】また、プローブチップ６の材質としては、
カーボン、ダイヤモンド、シリコン、窒化シリコン、酸
化シリコンや、これらの材料を金属または金属酸化物で
コートしたものを用いることができる。
カーボン、ダイヤモンド、シリコン、窒化シリコン、酸
化シリコンや、これらの材料を金属または金属酸化物で
コートしたものを用いることができる。
【００１９】次に図１を参照して、本実施例における工
程を詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、加工物
としての被加工膜１は基板１０上に積層されている。基
板１０はシリコン基板のような半導体基板やガラス基板
である。
程を詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、加工物
としての被加工膜１は基板１０上に積層されている。基
板１０はシリコン基板のような半導体基板やガラス基板
である。
【００２０】次に、図１（ｂ）に示すように、被加工膜
１上にレジスト膜１１を形成する。
１上にレジスト膜１１を形成する。
【００２１】次に、図１（ｃ）に示すように、プローブ
チップ６をレジスト膜１１上に移動させて所望のパター
ンにレジスト膜１１を削り取る。プローブチップ６によ
りレジスト膜を削り取る工程は詳細には次のように行わ
れる。
チップ６をレジスト膜１１上に移動させて所望のパター
ンにレジスト膜１１を削り取る。プローブチップ６によ
りレジスト膜を削り取る工程は詳細には次のように行わ
れる。
【００２２】まず、探針２とレジスト膜１１の表面との
間の距離が略ゼロになるように探針２をレジスト膜１１
に接近させる。このとき、探針２のプローブチップ６の
原子面とレジスト膜１１の表面の原子面との間には、Ｌ
ｅｎｎａｒｄ−Ｊｏｎｅｓ型のポテンシャルＵ（ｒ）＝
４ε（（σ／ｒ）１２−（σ／ｒ）６）で近似されるよ
うに、遠距離では分散力による引力が作用するのに対
し、プローブチップ６の原子面と加工物１の表面の原子
面との間の距離が略ゼロのときにはＰａｕｌｉの排他律
による原子間斥力が作用している。次に、所定の大きさ
を越える大きさの力でテーブル３をＺ方向へプローブチ
ップ６に対して押し上げる。ここで、所定の大きさを越
える大きさの力とは、加工物１表面の分子あるいは原子
が動き出す力であり、レジスト膜１１表面が変形しはじ
める力をいう。この力の大きさは、通常、原子間力顕微
鏡（ＡＦＭ）等によって試料を観察する場合よりも高い
針圧であり、例えば１０−８Ｎから１０−６Ｎの大きさ
である。この力の大きさは加工物１の硬度等に依存して
実験的に設定される。次に、この力を印加した状態で、
テーブル３をＸ，Ｙ平面で探針２に対して所望の加工方
向へ相対変位させる。この相対変位は例えばピエゾ素子
を駆動することによって行われる。
間の距離が略ゼロになるように探針２をレジスト膜１１
に接近させる。このとき、探針２のプローブチップ６の
原子面とレジスト膜１１の表面の原子面との間には、Ｌ
ｅｎｎａｒｄ−Ｊｏｎｅｓ型のポテンシャルＵ（ｒ）＝
４ε（（σ／ｒ）１２−（σ／ｒ）６）で近似されるよ
うに、遠距離では分散力による引力が作用するのに対
し、プローブチップ６の原子面と加工物１の表面の原子
面との間の距離が略ゼロのときにはＰａｕｌｉの排他律
による原子間斥力が作用している。次に、所定の大きさ
を越える大きさの力でテーブル３をＺ方向へプローブチ
ップ６に対して押し上げる。ここで、所定の大きさを越
える大きさの力とは、加工物１表面の分子あるいは原子
が動き出す力であり、レジスト膜１１表面が変形しはじ
める力をいう。この力の大きさは、通常、原子間力顕微
鏡（ＡＦＭ）等によって試料を観察する場合よりも高い
針圧であり、例えば１０−８Ｎから１０−６Ｎの大きさ
である。この力の大きさは加工物１の硬度等に依存して
実験的に設定される。次に、この力を印加した状態で、
テーブル３をＸ，Ｙ平面で探針２に対して所望の加工方
向へ相対変位させる。この相対変位は例えばピエゾ素子
を駆動することによって行われる。
【００２３】上述した図１（ｃ）に示す工程によりレジ
スト膜１１が所望のパターンで削り取られ、図１（ｄ）
に示すように、所望のパターンに応じて被加工膜１が露
出する。
スト膜１１が所望のパターンで削り取られ、図１（ｄ）
に示すように、所望のパターンに応じて被加工膜１が露
出する。
【００２４】次に、残存するレジスト膜１１をべーキン
グあるいは光照射により処理した後、図１（ｅ）に示す
ようにエッチングする。そして、図１（ｆ）に示すよう
に露出された被加工膜１を取り除く。
グあるいは光照射により処理した後、図１（ｅ）に示す
ようにエッチングする。そして、図１（ｆ）に示すよう
に露出された被加工膜１を取り除く。
【００２５】次に、残存するレジスト膜１１を剥離し、
図１（ｇ）に示すように、所望のパターンが被加工膜１
に形成される。
図１（ｇ）に示すように、所望のパターンが被加工膜１
に形成される。
【００２６】上述した実施例において、レジスト膜１１
の材料として、プローブチップ６の材質より柔らかいも
のであればよく、ほとんどすべての有機化合物や無機化
合物を適用することができる。従来の微細加工方法にお
いてレジスト膜の材料は、ある特定の波長の放射線に感
応すべき感光基が必要であるという制限があったが、本
実施例においては、レジスト膜１１を機械的に削り取る
からである。
の材料として、プローブチップ６の材質より柔らかいも
のであればよく、ほとんどすべての有機化合物や無機化
合物を適用することができる。従来の微細加工方法にお
いてレジスト膜の材料は、ある特定の波長の放射線に感
応すべき感光基が必要であるという制限があったが、本
実施例においては、レジスト膜１１を機械的に削り取る
からである。
【００２７】なお、レジスト膜１１はＬＢ膜のような分
子オーダーで制御された構造を有するものが好適であ
る。このＬＢ膜は例えばポリイオンコンプレックス型Ｌ
Ｂ膜である。また、レジスト膜１１は重合性化合物から
なる膜でもよく、この重合性化合物からなる膜は、例え
ば重合性ＬＢ膜である。また、重合性ＬＢ膜は例えばポ
リイオンコンプレクス型ＬＢ膜である。
子オーダーで制御された構造を有するものが好適であ
る。このＬＢ膜は例えばポリイオンコンプレックス型Ｌ
Ｂ膜である。また、レジスト膜１１は重合性化合物から
なる膜でもよく、この重合性化合物からなる膜は、例え
ば重合性ＬＢ膜である。また、重合性ＬＢ膜は例えばポ
リイオンコンプレクス型ＬＢ膜である。
【００２８】また、レジスト膜１１の成膜方法は、スピ
ンコート、蒸着、スパッタリング、浸漬、化学的気相成
長ＣＶＤ、または分子線エピタキシーのいずれかの方法
である。レジスト膜１１の膜厚は、２５ｎｍ乃至１００
０ｎｍであることが好適である。
ンコート、蒸着、スパッタリング、浸漬、化学的気相成
長ＣＶＤ、または分子線エピタキシーのいずれかの方法
である。レジスト膜１１の膜厚は、２５ｎｍ乃至１００
０ｎｍであることが好適である。
【００２９】また、レジスト膜１１は重合性部位を有す
る材料を用い、パターンを形成する工程の後に、熱によ
ってべーキングするか光を照射するかして後重合させる
ことによりエッチング耐性に優れた膜を得ることができ
る。この際、べーキングはレジスト膜１１と被加工膜１
との密着性を強める効果を有し、このべーキング温度は
レジスト膜１１の種類にもよるが、７０℃乃至１８０℃
であることが好適である。
る材料を用い、パターンを形成する工程の後に、熱によ
ってべーキングするか光を照射するかして後重合させる
ことによりエッチング耐性に優れた膜を得ることができ
る。この際、べーキングはレジスト膜１１と被加工膜１
との密着性を強める効果を有し、このべーキング温度は
レジスト膜１１の種類にもよるが、７０℃乃至１８０℃
であることが好適である。
【００３０】また、上述した実施例において、被加工膜
１の成膜方法には、スピンコート（回転塗布）、蒸着、
スパッタリング、浸漬、ＣＶＤ（化学的気相成長）、ま
たはＭＢＥ（分子線エピタキシー）の各方法やＬＢ法を
用いることができる。また、本実施例が適用できる被加
工膜１はＬＢ膜等に限らず、無機系材料としてシリコ
ン、窒化シリコン、ガリウム砒素等の化合物半導体、塗
布型シリコン酸化膜等も可能であり、また、有機材料と
してはカーボン、ノボラッククレゾール、ポリビニルフ
ェノール、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ），ポリ
メチルイソプロピルケトン（ＰＭＩＰＫ）等の高分子化
合物や低分子量の有機化合物も可能である。特にＬＢ膜
に関しては、通常の脂肪酸からなるＬＢ膜の他に、ポリ
イオンコンプレックス型ＬＢ膜や、重合性部位を有する
両親媒性化合物からなるＬＢ膜等を用いることができ
る。
１の成膜方法には、スピンコート（回転塗布）、蒸着、
スパッタリング、浸漬、ＣＶＤ（化学的気相成長）、ま
たはＭＢＥ（分子線エピタキシー）の各方法やＬＢ法を
用いることができる。また、本実施例が適用できる被加
工膜１はＬＢ膜等に限らず、無機系材料としてシリコ
ン、窒化シリコン、ガリウム砒素等の化合物半導体、塗
布型シリコン酸化膜等も可能であり、また、有機材料と
してはカーボン、ノボラッククレゾール、ポリビニルフ
ェノール、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ），ポリ
メチルイソプロピルケトン（ＰＭＩＰＫ）等の高分子化
合物や低分子量の有機化合物も可能である。特にＬＢ膜
に関しては、通常の脂肪酸からなるＬＢ膜の他に、ポリ
イオンコンプレックス型ＬＢ膜や、重合性部位を有する
両親媒性化合物からなるＬＢ膜等を用いることができ
る。
【００３１】また、上述した実施例において、エッチン
グ法としては、ウエットまたはドライのどちらでもよ
い。ウエットエッチングのエッチャントは加工膜の種類
によって異なるが、クロムに対しては硝酸第２セリウム
アンモニウムまたは酸化シリコンにフッ酸が好適であ
る。クロムのドライエッチングにおいては、ＣＨ２Ｃｌ
２やＣＣｌ４が好適である。
グ法としては、ウエットまたはドライのどちらでもよ
い。ウエットエッチングのエッチャントは加工膜の種類
によって異なるが、クロムに対しては硝酸第２セリウム
アンモニウムまたは酸化シリコンにフッ酸が好適であ
る。クロムのドライエッチングにおいては、ＣＨ２Ｃｌ
２やＣＣｌ４が好適である。
【００３２】次に、上述の実施例を具体的に実験した結
果について説明する。図４乃至図７に、加工前後の被加
工膜１表面のＡＦＭ像写真を示す。なお、図４乃至図７
における縦、横の単位はμｍである。例えば図４におい
ては、横の長さは１５μｍである。また、図４乃至図７
の各々の底部にある横棒は、被加工膜１の表面の高さ方
向の形状を濃淡で示したものである。例えば図４におい
ては、最大の高さは５３．２９８ｎｍである。基板１０
としての石英基板上に、被加工膜１としてのクロム膜を
スパッタリング法で膜厚２０ｎｍの膜を形成した。
果について説明する。図４乃至図７に、加工前後の被加
工膜１表面のＡＦＭ像写真を示す。なお、図４乃至図７
における縦、横の単位はμｍである。例えば図４におい
ては、横の長さは１５μｍである。また、図４乃至図７
の各々の底部にある横棒は、被加工膜１の表面の高さ方
向の形状を濃淡で示したものである。例えば図４におい
ては、最大の高さは５３．２９８ｎｍである。基板１０
としての石英基板上に、被加工膜１としてのクロム膜を
スパッタリング法で膜厚２０ｎｍの膜を形成した。
【００３３】この基板１０上に、アラキジン酸をＬＢ法
により１１個の層を累積し、２７．５ｎｍの膜厚の均一
なレジスト膜１１を形成した。図４に加工前のレジスト
膜１１の表面の写真を示す。なお、ここで明るい部分は
成膜中に付着したゴミ等によるものである。
により１１個の層を累積し、２７．５ｎｍの膜厚の均一
なレジスト膜１１を形成した。図４に加工前のレジスト
膜１１の表面の写真を示す。なお、ここで明るい部分は
成膜中に付着したゴミ等によるものである。
【００３４】次に図２および図３に示した微細加工用装
置として、市販の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、針
圧１０−７Ｎでプローブチップ６をレジスト膜１１の膜
面で走査してレジスト膜１１を削り取った。図５にレジ
スト膜１１を削り取った後の被加工膜１の表面のＡＦＭ
像写真を示す。十字状のパターンがレジスト膜１１を削
り取った部分を示す。約１００ｎｍの線幅のパターンが
得られていることが認められる。
置として、市販の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、針
圧１０−７Ｎでプローブチップ６をレジスト膜１１の膜
面で走査してレジスト膜１１を削り取った。図５にレジ
スト膜１１を削り取った後の被加工膜１の表面のＡＦＭ
像写真を示す。十字状のパターンがレジスト膜１１を削
り取った部分を示す。約１００ｎｍの線幅のパターンが
得られていることが認められる。
【００３５】次に硝酸第２セリウムアンモニウム中に浸
漬し、露出している被加工膜１のクロム層をエッチング
した。図６にクロム層をエッチングした後の被加工膜１
の表面のＡＦＭ像写真を示す。
漬し、露出している被加工膜１のクロム層をエッチング
した。図６にクロム層をエッチングした後の被加工膜１
の表面のＡＦＭ像写真を示す。
【００３６】次にレジスト膜１１をクロロホルムで剥離
した。図７にレジスト膜１１をクロロホルムで剥離した
後の被加工膜１の表面のＡＦＭ像写真を示す。なお、図
６および図７における十字状のパターンは、ウエット式
のエッチングによりエッチング液が削り取られた境界部
に侵入しているため、図５に示すようなエッチング前の
十字状のパターンより広くなっており、約４００ｎｍの
線幅となっている。この線幅が広くなってしまうことは
ドライ式のエッチングを採用することによって回避で
き、これによって図５における線幅と同等の約１００ｎ
ｍの線幅を得ることが可能である。
した。図７にレジスト膜１１をクロロホルムで剥離した
後の被加工膜１の表面のＡＦＭ像写真を示す。なお、図
６および図７における十字状のパターンは、ウエット式
のエッチングによりエッチング液が削り取られた境界部
に侵入しているため、図５に示すようなエッチング前の
十字状のパターンより広くなっており、約４００ｎｍの
線幅となっている。この線幅が広くなってしまうことは
ドライ式のエッチングを採用することによって回避で
き、これによって図５における線幅と同等の約１００ｎ
ｍの線幅を得ることが可能である。
【００３７】以上のように、プローブチップ６の走査に
より、幅１００ｎｍの線幅のパターンを描くことが可能
である。
より、幅１００ｎｍの線幅のパターンを描くことが可能
である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子線を用いた場合のような後方散乱やチャージアップ
現象等を伴うことなく、また電子線の波長等に制限され
ることなく、略プローブ針の大きさに応じた微細加工を
可能にする簡便な微細加工方法を提供することができ
る。
電子線を用いた場合のような後方散乱やチャージアップ
現象等を伴うことなく、また電子線の波長等に制限され
ることなく、略プローブ針の大きさに応じた微細加工を
可能にする簡便な微細加工方法を提供することができ
る。
【図１】本発明による一実施例の微細加工方法による工
程を示す図。
程を示す図。
【図２】本発明を実施する装置を概略的に示した図。
【図３】探針の一実施例を示す図。
【図４】加工前のレジスト膜の表面を示す原子間力顕微
鏡（ＡＦＭ）による写真。
鏡（ＡＦＭ）による写真。
【図５】レジスト膜を削り取った後の被加工膜の表面の
ＡＦＭ像写真。
ＡＦＭ像写真。
【図６】クロム層をエッチングした後の被加工膜の表面
のＡＦＭ像写真。
のＡＦＭ像写真。
【図７】レジスト膜をクロロホルムで剥離した後の被加
工膜１の表面のＡＦＭ像写真。
工膜１の表面のＡＦＭ像写真。
１ 被加工膜 ２ 探針 ３ テーブル ４ カンチレバー ５ ピラミッド形ベース ６ プローブチップ １０ 基板 １１ レジスト膜
Claims (11)
- 【請求項１】被加工膜上にレジスト膜を形成する工程
と、前記レジスト膜を微細な先端部を有する探針によっ
て削り取ることにより略１０μｍ以下の線幅のパター
ン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の線幅のパターン
を形成する工程と、レジスト膜が削り取られて露出した
前記被加工膜をエッチングして除去する工程と、を備え
ることを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項２】前記レジスト膜を微細な先端部を有する探
針によって機械的に削り取ることにより略１０μｍ以下
の線幅のパターン、特に好ましくは略１００ｎｍ以下の
線幅のパターンを形成する工程は、 微細な先端部を有する探針とレジスト膜の表面との間
を、前記先端部と前記レジスト膜表面との距離が略ゼロ
のときに前記先端部の原子面と前記レジスト膜表面の原
子面との間に所定の大きさを越える大きさの力を印加し
て接触させる工程と、この力を印加した状態で前記探針
と前記レジスト膜とを前記力の印加方向と略直角方向へ
相対変位させる工程とを備えることを特徴とする請求項
１に記載の微細加工方法。 - 【請求項３】前記レジスト膜が高分子からなることを特
徴とする請求項１に記載の微細加工方法。 - 【請求項４】前記レジスト膜がＬＢ膜からなることを特
徴とする請求項１に記載の微細加工方法。 - 【請求項５】前記ＬＢ膜がポリイオンコンプレックス型
ＬＢ膜であることを特徴とする請求項４に記載の微細加
工方法。 - 【請求項６】前記レジスト膜が重合性化合物からなる膜
であることを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
法。 - 【請求項７】前記重合性化合物からなる膜は重合性ＬＢ
膜であることを特徴とする請求項６に記載の微細加工方
法。 - 【請求項８】前記ＬＢ膜がポリイオンコンプレクス型Ｌ
Ｂ膜であることを特徴とする請求項７に記載の微細加工
方法。 - 【請求項９】前記レジスト膜の成膜方法は、スピンコー
ト、蒸着、スパッタリング、浸漬、化学的気相成長ＣＶ
Ｄ、または分子線エピタキシーのいずれかの方法である
ことを特徴とする請求項１に記載の微細加工方法。 - 【請求項１０】前記レジスト膜は重合性部位を有し、前
記パターンを形成する工程の後に、光または熱によって
後重合させる工程を有することを特徴とする請求項１に
記載の微細加工方法。 - 【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれか１項
に記載の微細加工方法によって微細加工された加工物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5095499A JPH06291031A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 微細加工方法及びこの方法で加工された加工物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5095499A JPH06291031A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 微細加工方法及びこの方法で加工された加工物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291031A true JPH06291031A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=14139296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5095499A Pending JPH06291031A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 微細加工方法及びこの方法で加工された加工物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291031A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6640433B1 (en) * | 1997-05-13 | 2003-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming a micro-pattern |
| JP2005258153A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蛍光顕微鏡用解像度評価チャート及びこれを用いた蛍光顕微鏡調整方法 |
| JP2005279923A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Northrop Grumman Corp | 微小電気機械システム |
| JP2005288636A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Japan Science & Technology Agency | ナノインデントエッジとアンチドット触媒配列を利用したカーボンナノチューブの形成法 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5095499A patent/JPH06291031A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6640433B1 (en) * | 1997-05-13 | 2003-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming a micro-pattern |
| JP2005258153A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 蛍光顕微鏡用解像度評価チャート及びこれを用いた蛍光顕微鏡調整方法 |
| JP2005279923A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Northrop Grumman Corp | 微小電気機械システム |
| JP2005288636A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Japan Science & Technology Agency | ナノインデントエッジとアンチドット触媒配列を利用したカーボンナノチューブの形成法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020618 |