JPH07183256A - 原子層エッチング方法及び装置 - Google Patents
原子層エッチング方法及び装置Info
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- JPH07183256A JPH07183256A JP32353393A JP32353393A JPH07183256A JP H07183256 A JPH07183256 A JP H07183256A JP 32353393 A JP32353393 A JP 32353393A JP 32353393 A JP32353393 A JP 32353393A JP H07183256 A JPH07183256 A JP H07183256A
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- Japan
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- atomic layer
- chemical species
- solid
- layer etching
- etching method
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Abstract
(57)【要約】
【目的】原子層単位で無損傷のドライエッチングが可能
となる表面処理方法及び装置を提供する。 【構成】固体１０３表面にステップ等を走査型トンネル
顕微鏡の探針１０５を用いて作成する。また、作成した
いパターン境界の固体構成原子に探針１０５を用いてマ
ニピュレートした原子を結合させることによりエッチン
グ反応を停止させる構造を作る。そして、吸着させたエ
ッチャント１０７により側面方向から原子層を平面的に
エッチングする。 【効果】原子層単位の精度のドライエッチングを実現で
き、しかも無損傷であるため、超微細な高精度加工を行
うことができる。
となる表面処理方法及び装置を提供する。 【構成】固体１０３表面にステップ等を走査型トンネル
顕微鏡の探針１０５を用いて作成する。また、作成した
いパターン境界の固体構成原子に探針１０５を用いてマ
ニピュレートした原子を結合させることによりエッチン
グ反応を停止させる構造を作る。そして、吸着させたエ
ッチャント１０７により側面方向から原子層を平面的に
エッチングする。 【効果】原子層単位の精度のドライエッチングを実現で
き、しかも無損傷であるため、超微細な高精度加工を行
うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子層エッチング方法
及び装置、更に詳しくいえば、半導体加工プロセス等に
おいて、半導体等の表面を原子層単位でエッチングする
方法及びそれに使用する装置に関するものである。
及び装置、更に詳しくいえば、半導体加工プロセス等に
おいて、半導体等の表面を原子層単位でエッチングする
方法及びそれに使用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体の加工において超微細性が
要求されているが、特に注目を集めている微細加工方法
が原子層エッチングあるいはデジタルエッチングであ
る。原子層エッチングについて記載した文献としては、
特開平３−１１０８４４号公報が挙げられる。上記公報
に記載された方法では、固体試料表面に反応性ガスを吸
着させ、次に荷電粒子ビーム又は光を照射して、反応生
成物を脱離させることにより１原子層単位でエッチング
を行なっている。
要求されているが、特に注目を集めている微細加工方法
が原子層エッチングあるいはデジタルエッチングであ
る。原子層エッチングについて記載した文献としては、
特開平３−１１０８４４号公報が挙げられる。上記公報
に記載された方法では、固体試料表面に反応性ガスを吸
着させ、次に荷電粒子ビーム又は光を照射して、反応生
成物を脱離させることにより１原子層単位でエッチング
を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の原子層エッチン
グ方法では、反応生成物を脱離させるため、電子線を用
いたり、数十ｅＶの運動エネルギーを持つイオンを照射
しているためエッチングに伴い何らかの損傷はまぬがれ
得ない。また、何回か吸着、脱離のサイクルを繰り返し
て、その一回あたりの平均が原子層となることより原子
層エッチング（デジタルエッチング）が達成されたと解
釈している。しかし、一回のサイクルで均一に１原子層
がエッチングされている根拠は乏しい。本発明の目的
は、原子層単位で無損傷で均一なエッチングを行なうこ
とができる原子層エッチング方法及びそれに使用する装
置を実現することにある。
グ方法では、反応生成物を脱離させるため、電子線を用
いたり、数十ｅＶの運動エネルギーを持つイオンを照射
しているためエッチングに伴い何らかの損傷はまぬがれ
得ない。また、何回か吸着、脱離のサイクルを繰り返し
て、その一回あたりの平均が原子層となることより原子
層エッチング（デジタルエッチング）が達成されたと解
釈している。しかし、一回のサイクルで均一に１原子層
がエッチングされている根拠は乏しい。本発明の目的
は、原子層単位で無損傷で均一なエッチングを行なうこ
とができる原子層エッチング方法及びそれに使用する装
置を実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の原子層エッチング方法は、ステップ又は欠
陥（以下ステップ等と略称）を有する、またはステップ
等を積極的に設けた固体の表面に上記固体の表面の原子
と化学反応をする化学種を付着させ、上記ステップ等部
の原子と化学反応した化学種のみを脱離するエネルギー
状態にし、上記固体の表面の原子層の少なくとも一部を
除去する。上記ステップ等の部分は他のステップ等の無
い部分と原子レベルの結合力のアンバランスを作る部分
となる。
め、本発明の原子層エッチング方法は、ステップ又は欠
陥（以下ステップ等と略称）を有する、またはステップ
等を積極的に設けた固体の表面に上記固体の表面の原子
と化学反応をする化学種を付着させ、上記ステップ等部
の原子と化学反応した化学種のみを脱離するエネルギー
状態にし、上記固体の表面の原子層の少なくとも一部を
除去する。上記ステップ等の部分は他のステップ等の無
い部分と原子レベルの結合力のアンバランスを作る部分
となる。
【０００５】すなわち、所定の温度では固体試料表面の
原子とはほとんど反応しない化学種であるエッチャント
ガスのビームを低速で照射し、一度吸着させてから、ス
テップ等部で化学反応したもののみを脱離させ、エッチ
ングすべき固体試料表面のステップ等部を表面の横方向
からエッチングしていく。
原子とはほとんど反応しない化学種であるエッチャント
ガスのビームを低速で照射し、一度吸着させてから、ス
テップ等部で化学反応したもののみを脱離させ、エッチ
ングすべき固体試料表面のステップ等部を表面の横方向
からエッチングしていく。
【０００６】また、本発明の好ましい実施形態は、固体
がハロゲン元素と反応する原子層をもち、上記化学種と
してハロゲン元素を含む化学種を使用する場合である
が、これに限定されない。エッチングの形態として、単
に、ステップ等を有する固体表面を原子層レベルで平面
化するのみならず、走査型トンネル顕微鏡を用いてステ
ップ等を固体表面に形成し、任意形状の原子層深さのエ
ッチングを行う場合がある。
がハロゲン元素と反応する原子層をもち、上記化学種と
してハロゲン元素を含む化学種を使用する場合である
が、これに限定されない。エッチングの形態として、単
に、ステップ等を有する固体表面を原子層レベルで平面
化するのみならず、走査型トンネル顕微鏡を用いてステ
ップ等を固体表面に形成し、任意形状の原子層深さのエ
ッチングを行う場合がある。
【０００７】
【作用】本発明の原理を図２を用いて説明する。まず、
エッチングすべき最表面の固体構成原子２０１の除去の
ために、エッチャントとしての化学種２０２を原子線、
分子線、イオン線、クラスター線、あるいは残留ガス雰
囲気などの形で固体表面に照射し、吸着させる（ａ）。
吸着した化学種の一部２０４は移動しステップ等の結合
の弱まった固体構成原子に移動する（ｂ）。この化学種
２０２は温度等のエネルギーの状態によって、垂直方向
からは化学反応によって結合を切断することができない
が、その時の温度にしたがって、ステップ等部２０３の
ように結合力の弱まった原子２０３の結合を切断でき
る、すなわち脱離反応を起こす（ｃ）。本発明による原
子層と化学種との反応は、照射によって即座に起こる反
応ではなく、一度吸着させた化学種による化学反応によ
ってエッチングを行う。そのために、化学種の照射の際
の運動エネルギーは１００ｅＶ以下でできるだけ小さい
方がよい。
エッチングすべき最表面の固体構成原子２０１の除去の
ために、エッチャントとしての化学種２０２を原子線、
分子線、イオン線、クラスター線、あるいは残留ガス雰
囲気などの形で固体表面に照射し、吸着させる（ａ）。
吸着した化学種の一部２０４は移動しステップ等の結合
の弱まった固体構成原子に移動する（ｂ）。この化学種
２０２は温度等のエネルギーの状態によって、垂直方向
からは化学反応によって結合を切断することができない
が、その時の温度にしたがって、ステップ等部２０３の
ように結合力の弱まった原子２０３の結合を切断でき
る、すなわち脱離反応を起こす（ｃ）。本発明による原
子層と化学種との反応は、照射によって即座に起こる反
応ではなく、一度吸着させた化学種による化学反応によ
ってエッチングを行う。そのために、化学種の照射の際
の運動エネルギーは１００ｅＶ以下でできるだけ小さい
方がよい。
【０００８】脱離反応によって、ステップ等が移動し、
新たなステップ等の原子２０５に吸着化学種２０６（マ
イグレート）が移動する（ｄ）。同様に新に脱離反応
（ｅ）、吸着化学種の移動が繰り返えされ、原子層が横
方向にエッチングされる。横方向のエッチングをとめる
停止機構がなければ、反応は吸着化学種がなくなるまで
進み、化学種が十分であれば無損傷の平らな最表面を得
ることが可能である。また、化学種を除去し清浄表面を
得たい場合には昇温脱離、光刺激脱離、電子刺激脱離、
準安定原子刺激脱離等の手法を用いればよい。
新たなステップ等の原子２０５に吸着化学種２０６（マ
イグレート）が移動する（ｄ）。同様に新に脱離反応
（ｅ）、吸着化学種の移動が繰り返えされ、原子層が横
方向にエッチングされる。横方向のエッチングをとめる
停止機構がなければ、反応は吸着化学種がなくなるまで
進み、化学種が十分であれば無損傷の平らな最表面を得
ることが可能である。また、化学種を除去し清浄表面を
得たい場合には昇温脱離、光刺激脱離、電子刺激脱離、
準安定原子刺激脱離等の手法を用いればよい。
【０００９】実施例に示すように、走査型トンネル顕微
鏡等を利用して反応停止機構をナノメータスケールで構
築すると、原子の大きさの精度で半導体素子の加工も可
能である。すなわち、従来のレジストマスクを排除し、
加工停止境界原子の結合等のみを変えていわばレジスト
として用いることにより原子レベル、かつ、大面積の加
工を境界に精度を与えるのみで高精度に達成できる。
鏡等を利用して反応停止機構をナノメータスケールで構
築すると、原子の大きさの精度で半導体素子の加工も可
能である。すなわち、従来のレジストマスクを排除し、
加工停止境界原子の結合等のみを変えていわばレジスト
として用いることにより原子レベル、かつ、大面積の加
工を境界に精度を与えるのみで高精度に達成できる。
【００１０】
＜実施例１＞図１は、本発明による原子層エッチング装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。本装置を
用いて、本発明による原子層エッチング方法の第１の実
施例を説明する。本実施例は、ＧａＡｓ表面に化学種と
してヨウ素を用いてＧａＡｓ表面の原子層エッチングを
行なうものである。真空に保たれた真空チャンバーは、
ゲートバルブ１１２によって結合された反応室１０１、
ＳＴＭ室１０２及び真空ポンプ１１３とからなる。ま
ず、反応室１０１内に試料である固体ＧａＡｓ１０３を
設置し、清浄な（１１１）Ｇａ面を最表面として出して
おく。このとき、最表面にステップあるいは数原子オー
ダの欠陥があればそれを利用するが、ない場合には試料
１０３をトランスファーロッド１０４を用いて搬送し、
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の探針１０５を用いて
数原子あるいは数十原子以上を上記最表面からはぎ取り
初期表面とする。そして、反応室１０１内に試料１０３
を設置し、分子線ノズル１０６からヨウ素１０７を分子
線として試料１０３に照射し、ヨウ素をモノレイヤー程
度吸着させる。より多量のヨウ素を吸着したい場合に
は、ヨウ素は解離吸着するが、昇温する。さらに、昇温
によりステップ等の境界のＧａをヨウ化物として脱離さ
せる。ここであまり温度を上げ過ぎると、ステップ等の
部分のみ脱離するという選択性はなくなる。およそ４０
０Ｋ以下が望ましい。
置の一実施例の構成を示すブロック図である。本装置を
用いて、本発明による原子層エッチング方法の第１の実
施例を説明する。本実施例は、ＧａＡｓ表面に化学種と
してヨウ素を用いてＧａＡｓ表面の原子層エッチングを
行なうものである。真空に保たれた真空チャンバーは、
ゲートバルブ１１２によって結合された反応室１０１、
ＳＴＭ室１０２及び真空ポンプ１１３とからなる。ま
ず、反応室１０１内に試料である固体ＧａＡｓ１０３を
設置し、清浄な（１１１）Ｇａ面を最表面として出して
おく。このとき、最表面にステップあるいは数原子オー
ダの欠陥があればそれを利用するが、ない場合には試料
１０３をトランスファーロッド１０４を用いて搬送し、
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の探針１０５を用いて
数原子あるいは数十原子以上を上記最表面からはぎ取り
初期表面とする。そして、反応室１０１内に試料１０３
を設置し、分子線ノズル１０６からヨウ素１０７を分子
線として試料１０３に照射し、ヨウ素をモノレイヤー程
度吸着させる。より多量のヨウ素を吸着したい場合に
は、ヨウ素は解離吸着するが、昇温する。さらに、昇温
によりステップ等の境界のＧａをヨウ化物として脱離さ
せる。ここであまり温度を上げ過ぎると、ステップ等の
部分のみ脱離するという選択性はなくなる。およそ４０
０Ｋ以下が望ましい。
【００１１】ＧａＩ2等の脱離反応が進むと同時に吸着
原子がマイグレーションにより次々とステップの境界へ
と供給されエッチングが進む。反応が終了した後、レー
ザー１０８によるレーザー光１１０の刺激により余剰の
吸着原子を除去する。再び試料をＳＴＭ室１０２へ搬送
し走査型トンネル顕微鏡で原子層エッチングの達成を確
認する。こうして、最表面のＧａ層のみをエッチング
し、Ａｓ層を出すことができる。試料台１１１は温度を
変えることができ、Ａｓ層の除去は７００Ｋから８００
Ｋ程度の昇温により、Ａｓ2あるいはＡｓ4の形で蒸発さ
せて行うことができる。再び、Ｇａ層が最表面になれ
ば、上記過程を再び繰り返すことにより原子層エッチン
グが可能である。なお、試料ＧａＡｓの面方位は（１１
１）に限らないし、エッチャントガスは塩素など他のハ
ロゲンガスでもよい。本実施例により上記一連のエッチ
ング工程の繰り返しによって、所望の層数の原子層エッ
チングができる。また、昇温方法としては、光照射によ
ってもよい。この場合、波長とパワーで制御する。
原子がマイグレーションにより次々とステップの境界へ
と供給されエッチングが進む。反応が終了した後、レー
ザー１０８によるレーザー光１１０の刺激により余剰の
吸着原子を除去する。再び試料をＳＴＭ室１０２へ搬送
し走査型トンネル顕微鏡で原子層エッチングの達成を確
認する。こうして、最表面のＧａ層のみをエッチング
し、Ａｓ層を出すことができる。試料台１１１は温度を
変えることができ、Ａｓ層の除去は７００Ｋから８００
Ｋ程度の昇温により、Ａｓ2あるいはＡｓ4の形で蒸発さ
せて行うことができる。再び、Ｇａ層が最表面になれ
ば、上記過程を再び繰り返すことにより原子層エッチン
グが可能である。なお、試料ＧａＡｓの面方位は（１１
１）に限らないし、エッチャントガスは塩素など他のハ
ロゲンガスでもよい。本実施例により上記一連のエッチ
ング工程の繰り返しによって、所望の層数の原子層エッ
チングができる。また、昇温方法としては、光照射によ
ってもよい。この場合、波長とパワーで制御する。
【００１２】＜実施例２＞図３は、本発明による原子層
エッチング方法の第２の実施例を説明する工程を示す図
である。実施例１のエッチング方法では原子層単位の精
度に注目したが、本実施例２は横方向に精度を与えるエ
ッチング方法である。なお、原子層エッチング装置は図
１と同様の装置を使用する。図３（ａ）に示すように、
ステップ等が存在する試料ＧａＡｓ（Ｇａ３０１、Ａｓ
３０２）を用意する。次に、（ｂ）に示すように、側面
方向のエッチング反応を停止させたい位置の原子を次の
ようにレジスト化し、他の原子と結合を形成させ、結合
を強化し、化学反応を起こりにくくする。すなわち、図
１のＳＴＭ室１０２において、走査型トンネル顕微鏡の
探針１０５を用いて、酸素原子３０３をマニピュレート
しエッチング反応を停止させたい位置の原子のみを酸化
させる。酸素は新たに供給してもよいし、真空槽内の残
留酸素でもよい。酸化された部分を持つ試料を反応室１
０１に移し、ヨウ素１０７を吸着させると（ｃ）、実施
例１と同様に横方向のエッチングが進行するが（ｄ）、
ステップ端の酸化したＧａはハロゲンによるエッチング
反応を起こしにくい（ｅ）。
エッチング方法の第２の実施例を説明する工程を示す図
である。実施例１のエッチング方法では原子層単位の精
度に注目したが、本実施例２は横方向に精度を与えるエ
ッチング方法である。なお、原子層エッチング装置は図
１と同様の装置を使用する。図３（ａ）に示すように、
ステップ等が存在する試料ＧａＡｓ（Ｇａ３０１、Ａｓ
３０２）を用意する。次に、（ｂ）に示すように、側面
方向のエッチング反応を停止させたい位置の原子を次の
ようにレジスト化し、他の原子と結合を形成させ、結合
を強化し、化学反応を起こりにくくする。すなわち、図
１のＳＴＭ室１０２において、走査型トンネル顕微鏡の
探針１０５を用いて、酸素原子３０３をマニピュレート
しエッチング反応を停止させたい位置の原子のみを酸化
させる。酸素は新たに供給してもよいし、真空槽内の残
留酸素でもよい。酸化された部分を持つ試料を反応室１
０１に移し、ヨウ素１０７を吸着させると（ｃ）、実施
例１と同様に横方向のエッチングが進行するが（ｄ）、
ステップ端の酸化したＧａはハロゲンによるエッチング
反応を起こしにくい（ｅ）。
【００１３】ここで、（ｆ）に示すように、レーザ光１
１０を照射することによって、ヨウ素及び酸素を除去す
る。ヨウ素及び酸素が除去されると、（ｇ）に示すよう
に、所定の位置にステップを持つ固体が得られる。本実
施例の方法を組み合わせることによって、三次元で原子
レベルの精度を持った原子層エッチングができる。
１０を照射することによって、ヨウ素及び酸素を除去す
る。ヨウ素及び酸素が除去されると、（ｇ）に示すよう
に、所定の位置にステップを持つ固体が得られる。本実
施例の方法を組み合わせることによって、三次元で原子
レベルの精度を持った原子層エッチングができる。
【００１４】＜実施例３＞図４は、本発明による原子層
エッチング方法の第３の実施例を説明する工程を示す図
である。本実施例は、原子レベルの精度をもち、一辺が
６原子の正方形パターンを作成するものである。なお、
本実施例の原子層エッチング方法を実施する原子層エッ
チング装置は、図１と同様の装置を使用する。（ａ）に
示すように、清浄で平坦なＧａＡｓ試料を用意し、Ｇａ
３０１の原子層を最表面とする。まず、ＧａＡｓ試料を
走査型トンネル顕微鏡の探針１０５を用いて正方形の中
心付近の４原子を電界蒸発させる（ｂ）。上記４原子を
電界蒸発させた部分の周囲８個のＧａ原子３０４は、ス
テップ等を形成する。次に、所望のパターンの境界上の
Ｇａ３０１と走査型トンネル顕微鏡探針によりマニピュ
レートした酸素３０３を反応させる（ｃ）。次に、ヨウ
素１０７を分子線で照射し表面に吸着させ、昇温し反応
を起こさせる（ｄ）。この時、ヨウ素１０７の吸着量が
少なければ、再び分子線を照射する。図２によって説明
した原理によって、ステップ等を形成するＧａ原子３０
４は順次離脱され、酸素３０３が反応した位置まで原子
層平面を広がっていく。酸素３０３が反応したＧａ原子
３０１は安定しているため、ヨウ素１０７と反応せず、
横方向のエッチングは止まる。
エッチング方法の第３の実施例を説明する工程を示す図
である。本実施例は、原子レベルの精度をもち、一辺が
６原子の正方形パターンを作成するものである。なお、
本実施例の原子層エッチング方法を実施する原子層エッ
チング装置は、図１と同様の装置を使用する。（ａ）に
示すように、清浄で平坦なＧａＡｓ試料を用意し、Ｇａ
３０１の原子層を最表面とする。まず、ＧａＡｓ試料を
走査型トンネル顕微鏡の探針１０５を用いて正方形の中
心付近の４原子を電界蒸発させる（ｂ）。上記４原子を
電界蒸発させた部分の周囲８個のＧａ原子３０４は、ス
テップ等を形成する。次に、所望のパターンの境界上の
Ｇａ３０１と走査型トンネル顕微鏡探針によりマニピュ
レートした酸素３０３を反応させる（ｃ）。次に、ヨウ
素１０７を分子線で照射し表面に吸着させ、昇温し反応
を起こさせる（ｄ）。この時、ヨウ素１０７の吸着量が
少なければ、再び分子線を照射する。図２によって説明
した原理によって、ステップ等を形成するＧａ原子３０
４は順次離脱され、酸素３０３が反応した位置まで原子
層平面を広がっていく。酸素３０３が反応したＧａ原子
３０１は安定しているため、ヨウ素１０７と反応せず、
横方向のエッチングは止まる。
【００１５】次に、光刺激及び昇温によって余剰のヨウ
素及１０７び酸素３０３を除去する（ｅ）。それから、
実際にパターンが形成できたかどうか、走査型トンネル
顕微鏡で観察する。なお、パターン内ではＡｓ３０２が
最表面となる（ｅ）。このような実施例において、走査
型トンネル顕微鏡は、原子の蒸発、マニピュレーショ
ン、反応及び観察の手段として用いている。
素及１０７び酸素３０３を除去する（ｅ）。それから、
実際にパターンが形成できたかどうか、走査型トンネル
顕微鏡で観察する。なお、パターン内ではＡｓ３０２が
最表面となる（ｅ）。このような実施例において、走査
型トンネル顕微鏡は、原子の蒸発、マニピュレーショ
ン、反応及び観察の手段として用いている。
【００１６】本実施例３により、微細なパターンを形成
することが可能である。なお、本実施例のような小さな
パターンでは、走査型トンネル顕微鏡による直接的な電
界蒸発のみによる方法との差は少ないが、一辺が数百原
子レベルのパターンのような比較的大面積の加工では、
工程数の差は歴然となる。
することが可能である。なお、本実施例のような小さな
パターンでは、走査型トンネル顕微鏡による直接的な電
界蒸発のみによる方法との差は少ないが、一辺が数百原
子レベルのパターンのような比較的大面積の加工では、
工程数の差は歴然となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明により無損傷で原子層単位のエッ
チングが可能となる。この方法によれば、無損傷の最表
面を形成できるのみならず、適当なエッチングの停止構
造を走査型トンネル顕微鏡等で構築しておけば原子レベ
ルの精度をもつ三次元の半導体素子の加工も可能であ
る。
チングが可能となる。この方法によれば、無損傷の最表
面を形成できるのみならず、適当なエッチングの停止構
造を走査型トンネル顕微鏡等で構築しておけば原子レベ
ルの精度をもつ三次元の半導体素子の加工も可能であ
る。
【図１】本発明方法を実施するための原子層エッチング
装置の構成ブロック図
装置の構成ブロック図
【図２】本発明による原子層エッチング方法の原理を示
す模式図
す模式図
【図３】本発明による原子層エッチング方法の一の実施
例の工程を説明する模式図
例の工程を説明する模式図
【図４】本発明による原子層エッチング方法の他の実施
例の工程を説明する模式図
例の工程を説明する模式図
【符号の説明】 １０１：反応室、 １１３：真空ポンプ、 １０２：ＳＴＭ室、 ２０１：固体構成原子、 １０３：ＧａＡｓ基板、 ２０２：エッチャント化学種、 １０４：トランスファーロッド、 ２０３：結合の弱まった固体構成原子、 １０５：走査型トンネル顕微鏡探針、２０４：結合の弱まった固体構成原子と結 １０６：分子線ノズル、 合したエッチャント化学種、 １０７：ヨウ素、 ２０５：ステップ等の原子、 １０８：レーザー、 ２０６：吸着化学種、 １０９：ミラー、 ３０１：ガリウム、 １１０：レーザー光、 ３０２：砒素、 １１１：試料台、 ３０３：酸素、 １１２：ゲートバルブ、 ３０４：ステップ等の原子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｆ 4/04 8417−4Ｋ Ｈ０１Ｌ 21/3065 (72)発明者 板橋 直志 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】ステップ又は欠陥を有する固体の表面に上
記固体の表面の原子と化学反応をする化学種を付着させ
る化学種付着工程と、上記ステップ又は欠陥部の原子と
化学反応した化学種のみを脱離するエネルギー状態に
し、上記固体の表面の原子層の少なくとも一部を除去す
る原子層除去工程をもつ原子層エッチング方法。 - 【請求項２】エッチングすべき固体の表面に走査型トン
ネル顕微鏡を用いてステップ又は欠陥を形成する表面処
理工程と、上記表面処理工程で得られたステップ又は欠
陥を有する固体表面に上記固体表面の原子と化学反応を
する化学種を付着させる化学種付着工程と、上記ステッ
プ又は欠陥部の原子と化学反応した化学種のみを脱離す
るエネルギー状態にし、上記固体の表面の原子層の少な
くとも一部を除去する原子層除去工程をもつ原子層エッ
チング方法。 - 【請求項３】上記表面処理工程において、上記ステップ
又は欠陥の外周部に固体表面の原子と吸収した化学種と
の反応を停止させるためのエッチング停止構造を上記走
査型トンネル顕微鏡を用いて築くエッチング停止構造形
成工程を付加したことを特徴とする請求項２記載の原子
層エッチング方法。 - 【請求項４】上記エッチング停止構造形成工程を、原子
操作によって移動させた化学種とエッチングを停止させ
たい位置にある固体構成原子との間の化学結合で行なう
請求項３記載の原子層エッチング方法。 - 【請求項５】上記原子層除去工程におけるエネルギー状
態を、上記固体の温度又は光の照射の少なくともいずれ
かの制御によって行なう請求項１ないし４記載のいずれ
かの原子層エッチング方法。 - 【請求項６】上記固体はハロゲン元素と反応する原子層
をもち、上記化学種としてハロゲン元素を含む化学種を
使用する請求項１ないし５記載のいずれかの原子層エッ
チング方法。 - 【請求項７】上記化学種付着工程において、上記化学種
の供給を運動エネルギーが１００ｅＶ以下の単量体又は
クラスターとして行う請求項１、２又は３記載の原子層
エッチング方法。 - 【請求項８】上記原子層除去工程において、エッチング
終了後、固体の表面温度を室温よりも高くすることによ
って、付着した化学種を脱離させる請求項１から７記載
のいずれかの原子層エッチング方法。 - 【請求項９】上記原子層除去工程において、エッチング
終了後、光刺激、電子刺激あるいは準安定原子を使用す
ることによって、付着した化学種を脱離させる請求項１
から７記載のいずれかの原子層エッチング方法。 - 【請求項１０】請求項１ないし９記載のいずれかの原子
層エッチング方法により形成された固体機能素子。 - 【請求項１１】請求項２ないし１０記載のいずれかの原
子層エッチング方法を実施する装置であって、上記化学
種付着工程及び原子層除去工程を行なう反応室と、上記
表面処理工程を行なう走査型トンネル顕微鏡室と、上記
反応室と上記走査型トンネル顕微鏡室との間を上記固体
が搬送可能に結合するゲートバルブともち、上記反応室
が上記化学種供給源と、温度を可変できる試料台とを備
えた原子層エッチング装置。 - 【請求項１２】請求項１１記載の原子層エッチング装置
において、上記反応室が更に化学種を脱離させるための
電子銃、準安定原子源又はレーザーのいずれかを備えた
原子層エッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32353393A JPH07183256A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 原子層エッチング方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32353393A JPH07183256A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 原子層エッチング方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183256A true JPH07183256A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18155768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32353393A Pending JPH07183256A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 原子層エッチング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183256A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013082084A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Applied Materials, Inc. | Methods for atomic layer etching |
| CN114664631A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-06-24 | 江苏鹏举半导体设备技术有限公司 | 一种原子层刻蚀设备及刻蚀方法 |
| JP2022180585A (ja) * | 2016-12-19 | 2022-12-06 | ラム リサーチ コーポレーション | デザイナー原子層エッチング |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32353393A patent/JPH07183256A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2013082084A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Applied Materials, Inc. | Methods for atomic layer etching |
| US8633115B2 (en) | 2011-11-30 | 2014-01-21 | Applied Materials, Inc. | Methods for atomic layer etching |
| US9111876B2 (en) | 2011-11-30 | 2015-08-18 | Applied Materials, Inc. | Methods for atomic layer etching |
| US9305805B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-04-05 | Applied Materials, Inc. | Methods for atomic layer etching |
| TWI582848B (zh) * | 2011-11-30 | 2017-05-11 | 應用材料股份有限公司 | 用於原子層蝕刻的方法 |
| JP2022180585A (ja) * | 2016-12-19 | 2022-12-06 | ラム リサーチ コーポレーション | デザイナー原子層エッチング |
| TWI832325B (zh) * | 2016-12-19 | 2024-02-11 | 美商蘭姆研究公司 | 設計者原子層蝕刻 |
| CN114664631A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-06-24 | 江苏鹏举半导体设备技术有限公司 | 一种原子层刻蚀设备及刻蚀方法 |
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