JPH11345773A - Manufacture of hyperfine periodic structure - Google Patents

Manufacture of hyperfine periodic structure

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JPH11345773A
JPH11345773A JP10152905A JP15290598A JPH11345773A JP H11345773 A JPH11345773 A JP H11345773A JP 10152905 A JP10152905 A JP 10152905A JP 15290598 A JP15290598 A JP 15290598A JP H11345773 A JPH11345773 A JP H11345773A
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substrate surface
substrate
irradiating
interference image
directions
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Yasuyuki Nanishi
▲やす▼之 名西
Shigeru Imai
茂 今井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a hyperfine periodic structure for batch manufacturing the structure periodically arranged two-dimensionally on the surface of a substrate with adequately accuracy in horizontal and vertical directions. SOLUTION: This method for manufacturing a hyperfine period structure comprises the steps of applying the surface of a substrate 7 with a material gas, the surface of the substrate 7 is irradiated with any of a coherent radiant ray, laser beam or coherent electron beam from a plurality of directions to form a two-dimensional interference image on the surface of the substrate 7, and repeating the previous steps. Thus, a material obtained by reacting the gas is selectively deposited at the position of the interference image, while controlling its thickness in atomic layer units.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2次元的に周期配
列した超微細周期構造の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ultrafine periodic structure two-dimensionally and periodically arranged.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に2次元的に周期配列した原子レ
ベルの超微細構造を形成することは、原子レベルデバイ
スを組み込んだ次世代の集積回路を実現するために不可
欠である。厚さ方向に関しては、原子層エピタキシー、
原子層エッチングなど、1原子層単位で制御されたプロ
セスが可能となっている。原子層エピタキシーは、2種
類の原料ガスを交互に供給することにより、あるいは、
原料ガスの供給と熱または光離脱反応とを交互に行うこ
とにより実現している。
2. Description of the Related Art The formation of an atomic-level ultrafine structure two-dimensionally periodically arranged on a substrate is indispensable for realizing a next-generation integrated circuit incorporating an atomic-level device. In the thickness direction, atomic layer epitaxy,
Processes controlled in units of one atomic layer, such as atomic layer etching, are possible. Atomic layer epitaxy is achieved by alternately supplying two types of source gases, or
This is achieved by alternately performing the supply of the source gas and the heat or photo-elimination reaction.

【0003】2種類の原料ガスを交互に供給する場合、
一方の原料ガスの供給とともに光を照射することもあ
る。また、原子層エッチングは、反応性ガスの導入とイ
オン、電子、光子等のエネルギー粒子の照射とを交互に
行うことにより実現している。しかし、原子層エピタキ
シーや原子層エッチングによって水平方向の構造制御を
行うことはできないため、別の方法と組み合わせざるを
得ない。
When two kinds of source gases are supplied alternately,
Light may be irradiated together with the supply of one raw material gas. Atomic layer etching is realized by alternately performing the introduction of a reactive gas and the irradiation of energetic particles such as ions, electrons, and photons. However, since it is impossible to control the structure in the horizontal direction by atomic layer epitaxy or atomic layer etching, it has to be combined with another method.

【0004】今日、ナノメーターサイズの水平方向の構
造制御を行うため、電子線を用いて直接描画する電子線
リソグラフィーが広く用いられている。この方法を限界
まで用いれば、10ナノメーター程度の微細なパターニ
ングが可能である。しかし、電子線を走査して、一つ一
つ描画を行うため、非常に時間がかかるという問題点が
ある。
[0004] Today, electron beam lithography for directly drawing using an electron beam has been widely used in order to control a horizontal structure of a nanometer size. If this method is used to the limit, fine patterning of about 10 nanometers is possible. However, there is a problem that it takes a very long time to perform drawing one by one by scanning the electron beam.

【0005】従来の光リソグラフィーに替えて、X線を
利用するリソグラフィーも提案されている。この方法は
一括露光であるため、時間的な問題は解決するが、転写
技術であるため、パターンの精度がマスクによって制約
されるという問題点がある。
[0005] Instead of conventional optical lithography, lithography using X-rays has also been proposed. Since this method is a batch exposure, it solves a time problem, but since it is a transfer technique, there is a problem that the accuracy of a pattern is limited by a mask.

【0006】原子レベルの超微細構造を実現するその他
の方法として、わずかに傾斜した結晶表面に形成される
原子ステップを利用する方法やマスクパターンを用いて
形成したファセット面に選択成長を行う方法などが提案
されているが、原子レベルの位置とサイズを正確に決め
ることはできず、また、任意の形状を形成できないとい
う問題点がある。
Other methods for realizing an ultrafine structure at the atomic level include a method using an atomic step formed on a slightly inclined crystal surface and a method for performing selective growth on a facet surface formed using a mask pattern. However, there are problems that the position and size at the atomic level cannot be determined accurately and that an arbitrary shape cannot be formed.

【0007】さらに、走査型トンネル顕微鏡や原子間力
顕微鏡のプローブを用いて原子操作や加工を行う方法が
提案されている。この方法を用いれば、原子レベルでの
正確な加工が可能であるが、電子ビーム露光法と比較し
てもはるかに生産性が低いことが問題である。
Further, a method has been proposed in which atoms are manipulated or processed using a probe of a scanning tunneling microscope or an atomic force microscope. If this method is used, accurate processing at the atomic level is possible, but there is a problem that productivity is much lower than that of the electron beam exposure method.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであって、基板表面に2
次元的に周期配列した超微細周期構造を、水平方向と垂
直方向とで充分な精度を持って一括して製造する超微細
周期構造の製造方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a problem in that the surface of the substrate is not covered by a two-dimensional structure.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ultrafine periodic structure in which ultrafine periodic structures that are dimensionally arranged periodically are collectively manufactured with sufficient accuracy in the horizontal and vertical directions.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の請求項1に係る2次元的に周期配列した超
微細周期構造の製造方法は、原料ガスを基板表面に照射
することと、コヒーレントな放射光、レーザー光または
コヒーレントな電子ビーム(以下、これら3種類をコヒ
ーレントビームと総称することがある)のいずれかを複
数の方向から上記基板表面に照射して上記基板表面に2
次元干渉像を結像させることと、を交互に繰り返すこと
により、上記2次元干渉像の位置に上記原料ガスが反応
してなる材料を選択的に、かつ厚さを原子層単位で制御
しながら堆積させることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, comprising irradiating a source gas to a substrate surface. Irradiating the substrate surface with any of coherent radiation light, laser light, or a coherent electron beam (hereinafter, these three types may be collectively referred to as a coherent beam) from a plurality of directions.
By alternately repeating forming a two-dimensional interference image and forming a two-dimensional interference image, the material obtained by the reaction of the source gas at the position of the two-dimensional interference image is selectively controlled while controlling the thickness in atomic layer units. It is characterized by being deposited.

【0010】すなわち、本発明では、コヒーレントビー
ムの2次元干渉像と原料ガスとの直接相互作用による堆
積反応を利用して原子層エピタキシーを行う。原料ガス
単独では堆積が起きないが、原料ガスの供給とコヒーレ
ントビームの照射を交互に繰り返すことにより原子層単
位で材料が堆積するように系の条件を整えた場合、本発
明方法による堆積が可能になる。その場合、まず、原料
ガスを照射し、基板表面に原料ガスを単分子層吸着させ
る。
That is, in the present invention, atomic layer epitaxy is performed by utilizing a deposition reaction caused by a direct interaction between a two-dimensional interference image of a coherent beam and a source gas. Deposition does not occur with the source gas alone, but the deposition according to the method of the present invention is possible when the conditions of the system are adjusted so that the material is deposited in atomic layer units by alternately repeating the supply of the source gas and the irradiation of the coherent beam. become. In that case, first, the source gas is irradiated, and the source gas is adsorbed on the substrate surface in a monomolecular layer.

【0011】次に、上記基板表面に複数の方向からコヒ
ーレントビームを照射することにより、2次元干渉像を
結像させる。このことは、干渉像を構成する2次元的に
周期配列した各点の位置に一括してコヒーレントビーム
が照射されることを意味する。コヒーレントビームの波
長を原子レベルまで小さくすれば、配列の周期を原子レ
ベルまで小さくすることができ、かつ、充分な精度を持
たせることができる。コヒーレントビームのアシストを
受けることにより、単分子層吸着した分子は完全に分解
し、2次元干渉像を構成する周期配列した各点の位置に
一斉に上記材料を選択的に堆積させることができる。な
お、図8に本方法により3サイクルの原子層エピタキシ
ーを実施した場合の材料の断面を示す。
Next, a two-dimensional interference image is formed by irradiating the substrate surface with a coherent beam from a plurality of directions. This means that the positions of the two-dimensionally periodically arranged points forming the interference image are collectively irradiated with the coherent beam. If the wavelength of the coherent beam is reduced to the atomic level, the period of the arrangement can be reduced to the atomic level, and sufficient accuracy can be provided. With the assistance of the coherent beam, the molecules adsorbed on the monolayer are completely decomposed, and the above-mentioned material can be selectively deposited simultaneously at the positions of the periodically arranged points constituting the two-dimensional interference image. FIG. 8 shows a cross section of the material when three cycles of atomic layer epitaxy are performed by the present method.

【0012】本発明の請求項2の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法は、原料ガスを基板表面に
照射することと、コヒーレントな放射光、レーザー光ま
たはコヒーレントな電子ビームのいずれかを複数の方向
からそれぞれの位相を個別に変調しながら上記基板表面
に照射し、上記基板表面に結像する2次元干渉像を並行
移動させて超微細パターンを描くことと、を交互に繰り
返すことにより、上記超微細パターンの位置に上記原料
ガスが反応してなる材料を選択的に、かつ厚さを原子層
単位で制御しながら堆積させることを特徴とするもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, which comprises irradiating a substrate surface with a source gas and generating a coherent radiation, a laser beam or a coherent electron beam. Irradiating the substrate surface while individually modulating each phase from a plurality of directions, and moving a two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel to draw an ultra-fine pattern. By repeating, a material obtained by the reaction of the source gas is selectively deposited at the position of the ultrafine pattern while controlling the thickness in atomic layer units.

【0013】すなわち、請求項1の場合と同様に、原料
ガス単独では堆積が起きないが、原料ガスの供給とコヒ
ーレントビームの照射を交互に繰り返すことにより原子
層単位で材料が堆積するように系の条件を整えた上で、
原料ガスの供給の後、コヒーレントビームの2次元干渉
像を基板表面に結像させることにより、干渉像を構成す
る各点の位置に一斉に原子層の材料を選択的に堆積させ
ることができるが、その場合、干渉像を構成する各点の
位置を一斉に移動させて超微細パターンを描くと、結果
として、周期配列した各超微細パターンの位置に一斉に
上記原子層の材料を堆積させることができる。
That is, as in the case of the first aspect, deposition does not occur with the source gas alone, but the material is deposited in atomic layer units by alternately repeating the supply of the source gas and the irradiation of the coherent beam. After adjusting the conditions of
By forming a two-dimensional interference image of the coherent beam on the substrate surface after the supply of the source gas, the material of the atomic layer can be selectively deposited simultaneously at the positions of the points constituting the interference image. In that case, if the positions of the points constituting the interference image are moved at the same time and an ultrafine pattern is drawn, as a result, the material of the above atomic layer is simultaneously deposited at the positions of the periodically arranged ultrafine patterns. Can be.

【0014】本発明の請求項3の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法は、第1の原料ガスを基板
表面に照射することと、第2の原料ガスを上記基板表面
に照射しながら、コヒーレントな放射光、レーザー光ま
たはコヒーレントな電子ビームのいずれかを複数の方向
から上記基板表面に照射して上記基板表面に2次元干渉
像を結像させることと、を交互に繰り返すことにより、
上記2次元干渉像の位置に上記第1及び第2の原料ガス
が反応してなる材料を選択的に、かつ厚さを分子層単位
で制御しながら堆積させることを特徴とするものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, comprising: irradiating a first source gas to a substrate surface; Irradiating the substrate surface with any of coherent radiation, laser light or coherent electron beam from a plurality of directions while irradiating the substrate to form a two-dimensional interference image on the substrate surface, and alternately By doing
A material obtained by reacting the first and second source gases at the position of the two-dimensional interference image is selectively deposited while controlling the thickness in units of molecular layers.

【0015】すなわち、上記2種類の原料ガスを交互に
供給するのみでは堆積が起きないが、第2の原料ガスを
供給するときに同時にコヒーレントビームを照射するこ
とにより、分子層単位で材料が堆積するように系の条件
を整えた上で、第2の原料ガスの供給と同時にコヒーレ
ントビームの2次元干渉像を基板表面に結像させること
により、干渉像を構成する各点の位置に一斉に上記第1
及び第2の原料ガスが反応してなる分子層の材料を選択
的に堆積させることができる。ここでも、第1の原料ガ
スを予め基板表面に単分子層吸着させた上で第2の原料
ガス及びコヒーレントビームを照射し、原料を基板表面
上に堆積させるので、材料の厚さを分子層単位で精密に
制御することができる。
That is, although deposition does not occur only by alternately supplying the above two kinds of source gases, the material is deposited in units of molecular layers by simultaneously irradiating a coherent beam when supplying the second source gas. After the system conditions are adjusted so that the two-dimensional interference image of the coherent beam is formed on the substrate surface simultaneously with the supply of the second source gas, the positions of the points constituting the interference image are simultaneously formed. The first
And the material of the molecular layer formed by the reaction of the second source gas can be selectively deposited. Also in this case, the first raw material gas is previously adsorbed on the substrate surface in a monomolecular layer and then irradiated with the second raw material gas and a coherent beam to deposit the raw material on the substrate surface. It can be controlled precisely in units.

【0016】本発明の請求項4の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法は、第1の原料ガスを基板
表面に照射することと、第2の原料ガスを照射しなが
ら、コヒーレントな放射光、レーザー光またはコヒーレ
ントな電子ビームのいずれかを複数の方向からそれぞれ
の位相を個別に変調しながら上記基板表面に照射し、上
記基板表面に結像する2次元干渉像を並行移動させて超
微細パターンを描くことと、を交互に繰り返すことによ
り、上記超微細パターンの位置に上記第1及び第2の原
料ガスが反応してなる材料を選択的に、かつ厚さを分子
層単位で制御しながら堆積させることを特徴とするもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, comprising: irradiating a substrate surface with a first source gas; The substrate surface is irradiated with any one of coherent radiation, laser light, or coherent electron beam while modulating each phase individually from a plurality of directions, and a two-dimensional interference image formed on the substrate surface is moved in parallel. And alternately repeating the drawing of an ultrafine pattern, thereby selectively selecting the material formed by the reaction of the first and second source gases at the position of the ultrafine pattern, and changing the thickness of the material to a molecular layer. It is characterized in that deposition is performed while controlling in units.

【0017】すなわち、請求項3の場合と同様に、上記
2種類の原料ガスを交互に供給するのみでは堆積が起き
ないが、第2の原料ガスを供給するときに同時にコヒー
レントビームを照射することにより、分子層単位で材料
が堆積するように系の条件を整えた上で、原料ガスの供
給の後、コヒーレントビームの2次元干渉像を基板表面
に結像させることにより、干渉像を構成する各点の位置
に一斉に分子層の材料を選択的に堆積させることができ
るので、干渉像を構成する各点の位置が一斉に移動して
超微細パターンを描くと、結果として、周期配列した各
超微細パターンの位置に一斉に上記分子層の材料を堆積
させることができる。
That is, as in the case of the third aspect, the deposition does not occur only by alternately supplying the two kinds of source gases, but the coherent beam is irradiated simultaneously with the supply of the second source gas. Thus, an interference image is formed by adjusting the system conditions so that the material is deposited in units of molecular layers, forming a two-dimensional interference image of the coherent beam on the substrate surface after supplying the source gas, and forming the interference image. Since the material of the molecular layer can be selectively deposited simultaneously at the positions of the points, if the positions of the points constituting the interference image move at the same time and draw an ultrafine pattern, as a result, periodic arrangement The material of the molecular layer can be simultaneously deposited at the positions of the respective ultrafine patterns.

【0018】本発明の請求項5の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法は、反応性を有するガスを
基板表面に照射することと、コヒーレントな放射光、レ
ーザー光またはコヒーレントな電子ビームのいずれかを
複数の方向から上記基板表面に照射し、上記基板表面に
結像する2次元干渉像を結像させることと、を交互に繰
り返すことにより、上記2次元干渉像の位置の基板材料
を選択的に、かつ深さを原子層単位で制御しながらエッ
チングすることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, comprising: irradiating a reactive gas onto a substrate surface; coherent radiation, laser light, or coherent radiation; By irradiating any one of the electron beams onto the substrate surface from a plurality of directions to form a two-dimensional interference image formed on the substrate surface, the position of the two-dimensional interference image is alternately repeated. It is characterized by selectively etching a substrate material and controlling the depth in atomic layer units.

【0019】すなわち、反応性を有するガス単独ではエ
ッチングが起きないが、反応性ガスの供給とコヒーレン
トビームの照射を交互に繰り返すことにより原子層単位
で基板材料がエッチングされるように系の条件を整えた
上で、反応性ガスの供給の後、コヒーレントビームの2
次元干渉像を基板表面に結像させることにより、干渉像
を構成する各点の位置の原子層の基板材料を一斉に選択
的にエッチングすることができる。この場合も、予め反
応性ガスを基板表面に原子層吸着させた上でコヒーレン
トビームを照射するので、エッチングの深さを原子層単
位で正確に制御することができる。
That is, etching does not occur with a reactive gas alone, but the system conditions are set so that the substrate material is etched in atomic layer units by alternately repeating the supply of the reactive gas and the irradiation of the coherent beam. After preparing, after supplying the reactive gas, the coherent beam 2
By forming a two-dimensional interference image on the substrate surface, it is possible to simultaneously and selectively etch the substrate material of the atomic layer at the position of each point constituting the interference image. Also in this case, since the reactive gas is preliminarily adsorbed on the substrate surface in the atomic layer state and then the coherent beam is irradiated, the etching depth can be accurately controlled in atomic layer units.

【0020】本発明の製造方法6の2次元的に周期配列
した超微細周期構造の製造方法は、反応性を有するガス
を基板表面に照射することと、コヒーレントな放射光、
レーザー光またはコヒーレントな電子ビームのいずれか
を複数の方向から上記基板表面に照射し、上記基板表面
に結像する2次元干渉像を並行移動させて超微細パター
ンを描くことと、を交互に繰り返すことにより、上記超
微細パターンの位置の基板材料を選択的に、かつ深さを
原子層単位で制御しながらエッチングすることを特徴と
している。
The method of manufacturing the ultrafine periodic structure two-dimensionally periodically arranged according to the manufacturing method 6 of the present invention includes irradiating the substrate surface with a reactive gas, coherent radiation light,
Irradiating the substrate surface with either laser light or a coherent electron beam from a plurality of directions, and moving a two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel to draw an ultrafine pattern; This is characterized in that the substrate material at the position of the ultrafine pattern is selectively etched and the depth is controlled in atomic layer units.

【0021】すなわち、製造方法5の場合と同様に、反
応性を有するガス単独ではエッチングが起きないが、反
応性ガスの供給とコヒーレントビームの照射を交互に繰
り返すことにより原子層単位で基板材料がエッチングさ
れるように系の条件を整えた上で、反応性ガスの供給の
後、コヒーレントビームの2次元干渉像を基板表面に結
像させることにより、干渉像を構成する各点の位置の原
子層の基板材料を一斉に選択的にエッチングすることが
できるので、干渉像を構成する各点の位置が一斉に移動
して超微細周期構造を描くと、結果として、周期配列し
た各超微細パターンの位置の原子層の基板材料を一斉に
選択的にエッチングすることができる。
That is, as in the case of the manufacturing method 5, etching does not occur with a reactive gas alone, but by alternately repeating the supply of the reactive gas and the irradiation of the coherent beam, the substrate material is reduced in atomic layer units. After adjusting the system conditions so that it is etched, supply the reactive gas, and then form a two-dimensional coherent beam interference image on the substrate surface, so that the atoms at the positions of the points constituting the interference image are formed. Since the substrate material of the layer can be selectively etched all at once, the positions of the points that make up the interference image move all at once and draw an ultrafine periodic structure. The substrate material of the atomic layer at the position can be selectively etched all at once.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に本実施の形態で使用する超
微細周期構造の製造装置を示す。本装置は、コヒーレン
トビーム供給装置1、ガス供給装置2、基板交換室3お
よび反応室4から構成されている。コヒーレントビーム
供給装置1は、コヒーレントビームを反応室4に供給す
るものであり、図1の例では、シンクロトロン放射光光
源5から放出されるコヒーレントな放射光をフィルター
6により単色化した後、反応室4に供給するようになっ
ている。なお、レーザー光や電子ビームをコヒーレント
ビームとして使用する場合は、それぞれレーザー光源や
電子ビーム源を用いてコヒーレントビーム供給装置を構
成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus for manufacturing an ultrafine periodic structure used in the present embodiment. This apparatus includes a coherent beam supply device 1, a gas supply device 2, a substrate exchange chamber 3, and a reaction chamber 4. The coherent beam supply device 1 supplies a coherent beam to the reaction chamber 4, and in the example of FIG. The room 4 is supplied. When a laser beam or an electron beam is used as a coherent beam, a coherent beam supply device is configured using a laser light source or an electron beam source, respectively.

【0023】ガス供給装置2は、原料ガスやエッチング
ガスを反応室4に供給するものである。基板交換室3
は、反応室4の真空を破らずに基板7を反応室4に搬入
するために設けられている。反応室4と基板交換室3と
はゲートバルブ8により隔てられており、また、基板交
換室3と反応室4とは、それぞれ独立の真空排気装置
9、10を備えている。
The gas supply device 2 supplies a raw material gas and an etching gas to the reaction chamber 4. Substrate exchange room 3
Is provided for carrying the substrate 7 into the reaction chamber 4 without breaking the vacuum of the reaction chamber 4. The reaction chamber 4 and the substrate exchange chamber 3 are separated by a gate valve 8, and the substrate exchange chamber 3 and the reaction chamber 4 are provided with independent vacuum evacuation devices 9 and 10, respectively.

【0024】反応室4は、真空排気装置10により常時
真空が保たれている。反応室4内において基板7は基板
ホルダー11上に装着される。図1の例では、基板ホル
ダー11の下部には基板ヒーター12が取り付けられて
いて、必要に応じて基板7を加熱する。なお、基板ヒー
ター12を設ける代わりに、基板ホルダー11から離れ
た位置から赤外線等を照射して加熱するようにしてもよ
い。ガス供給装置2から反応室4に供給された原料ガス
またはエッチングガスは、ガスノズル13から基板7に
照射されるようになっている。
The reaction chamber 4 is always maintained in a vacuum by a vacuum exhaust device 10. The substrate 7 is mounted on the substrate holder 11 in the reaction chamber 4. In the example of FIG. 1, a substrate heater 12 is mounted below the substrate holder 11, and heats the substrate 7 as necessary. Note that, instead of providing the substrate heater 12, heating may be performed by irradiating infrared rays or the like from a position away from the substrate holder 11. The source gas or the etching gas supplied to the reaction chamber 4 from the gas supply device 2 is applied to the substrate 7 from the gas nozzle 13.

【0025】反応室4内に導入された放射光は、図1の
例では、ハーフミラー14乃至16を用いて4つに分割
される。分割された4つの放射光は、それぞれ位相変調
器17乃至20によってその位相を変調され、さらに、
ミラー21乃至24を介して4方向から基板7に照射さ
れる。この他、放射光の方向を変えるために、ミラー2
5乃至27が配置されている。放射光を基板7に照射す
る方向が常に一定であれば、ハーフミラー14乃至1
6、位相変調器17乃至20、ミラー21乃至27は反
応室4のが外部に位置していても差し支えない。
The radiated light introduced into the reaction chamber 4 is split into four using the half mirrors 14 to 16 in the example of FIG. The phase of each of the divided four emitted lights is modulated by phase modulators 17 to 20, respectively.
The light is applied to the substrate 7 from four directions via mirrors 21 to 24. In addition, the mirror 2 is used to change the direction of the emitted light.
5 to 27 are arranged. If the direction of irradiating the substrate 7 with the radiated light is always constant, the half mirrors 14 to 1
6, the phase modulators 17 to 20, and the mirrors 21 to 27 may be located outside the reaction chamber 4.

【0026】ここでは、4方向の放射光に対してそれぞ
れ位相変調器17乃至20が設置されているが、4方向
の内の1方向は位相変調器を省略することができる。ま
た、放射光を基板7に照射する方向の数は、結像させた
い2次元干渉像の構造に応じて、3方向以上であれば、
4方向以外でもよく、4方向以外の場合は、方向の数に
応じて、適当な個数のハーフミラー、位相変調器及びミ
ラーを配置する。
Here, the phase modulators 17 to 20 are provided for the emitted light in four directions, respectively, but the phase modulator can be omitted in one of the four directions. Further, if the number of directions in which the radiated light is irradiated on the substrate 7 is three or more in accordance with the structure of the two-dimensional interference image to be formed,
In other than four directions, an appropriate number of half mirrors, phase modulators and mirrors are arranged according to the number of directions.

【0027】例えば、上記基板7上に4方向から放射光
を照射して正方格子の構造を有する図2のような2次元
干渉像を結像させる場合、図3に示すように、これらの
4方向A乃至Dは、上方から見て、90°の角度間隔と
なるように設定される。また、4方向の放射光の垂直面
内における傾斜角度は互いに等しくされ、この垂直面内
における傾斜角度の値は、放射光の波長と製造すべき周
期配列した超微細パターンの周期間隔に対応して設定さ
れる。
For example, when the substrate 7 is irradiated with radiated light from four directions to form a two-dimensional interference image having a square lattice structure as shown in FIG. 2, as shown in FIG. The directions A to D are set to have an angular interval of 90 ° when viewed from above. The inclination angles of the emitted light in the four directions in the vertical plane are made equal to each other, and the value of the inclination angle in the vertical plane corresponds to the wavelength of the emitted light and the periodic interval of the ultra-fine pattern to be manufactured. Is set.

【0028】また、上記基板7上に3方向から放射光を
照射して、六方格子の構造を有する図4のような2次元
干渉像を結像させる場合、図5に示すように、これらの
3方向E乃至Gは、上方から見て、120°の角度間隔
となるように設定される。また、3方向の放射光の垂直
面内における傾斜角度は互いに等しくされ、この垂直面
内における傾斜角度の値は、放射光の波長と製造すべき
周期配列した超微細パターンの周期間隔に対応して設定
される。
When the substrate 7 is irradiated with radiated light from three directions to form a two-dimensional interference image having a hexagonal lattice structure as shown in FIG. 4, as shown in FIG. The three directions E to G are set to have an angular interval of 120 ° when viewed from above. Further, the inclination angles of the three directions of radiation in the vertical plane are made equal to each other, and the value of the inclination angle in this vertical plane corresponds to the wavelength of the radiation and the period interval of the ultra-fine pattern to be manufactured. Is set.

【0029】本発明において、基板7上に結像すること
が可能な2次元干渉像が有する構造は、上記の正方格子
や六方格子に限定されない。放射光を照射する方向の
数、上方から見た角度間隔、垂直面内における傾斜角度
を変えることにより、任意の周期構造を有する2次元干
渉像を結像させることが可能である。
In the present invention, the structure of the two-dimensional interference image that can be formed on the substrate 7 is not limited to the above-described square lattice or hexagonal lattice. It is possible to form a two-dimensional interference image having an arbitrary periodic structure by changing the number of directions in which the radiated light is emitted, the angular interval viewed from above, and the inclination angle in the vertical plane.

【0030】正方格子の構造を有する2次元干渉像を図
2のX方向に並行移動させる場合は、図3のA方向の放
射光の(初期)位相θA を減少させると同時に、B方向
の放射光の(初期)位相θB を増加させる。また、2次
元干渉像を図2のY方向に並行移動させる場合は、C方
向の放射光の(初期)位相θC を減少させると同時に、
D方向の放射光の(初期)位相θD を増加させる。それ
ぞれの方向の並行移動の距離は位相の変化量に比例し、
干渉像を図2に描かれている距離Lだけ並行移動させる
ためには、位相を2π変化させればよい。
When the two-dimensional interference image having the structure of the square lattice is moved in parallel in the X direction in FIG. 2, the (initial) phase θ A of the emitted light in the A direction in FIG. Increase the (initial) phase θ B of the emitted light. When the two-dimensional interference image is moved in parallel in the Y direction in FIG. 2, the (initial) phase θ C of the emitted light in the C direction is reduced, and at the same time,
The (initial) phase θ D of the emitted light in the D direction is increased. The distance of parallel movement in each direction is proportional to the amount of phase change,
In order to move the interference image in parallel by the distance L depicted in FIG. 2, the phase may be changed by 2π.

【0031】図2及び図3の例において、4つの波は基
板7の表面の(x,y)の位置において、それぞれ、 A:φA (x,y)= kx+θA B:φB (x,y)=−kx+θB C:φC (x,y)= ky+θC D:φD (x,y)=−ky+θD …… の位相を有する。但し、k=2π/Lであり、θA 、θ
B 、θC 、θD は位相変調器によって制御される値であ
る。
In the examples of FIGS. 2 and 3, the four waves are A: φ A (x, y) = kx + θ A B: φ B (x , Y) = − kx + θ B C: φ C (x, y) = ky + θ C D: φ D (x, y) = − ky + θ D. Where k = 2π / L, θ A , θ
B , θ C and θ D are values controlled by the phase modulator.

【0032】この場合、φA (x,y)乃至φD (x,
y)が互いに等しく、例えば、 φA (x,y)=φB (x,y)=φC (x,y)=φD (x,y)=0 …… であれば、4つの波は強め合って干渉像を形成する。従
って、(x,y)の位置で干渉像を形成するためには、
上記、式より、 kx+θA =−kx+θB =ky+θC =−ky+θD =0 …… となるようにθA 乃至θD を決定すればよく、式を解
くと、 θA =−θB =−kx θC =−θD =−ky …… となり、この式を満たすようにθA 乃至θD を変化さ
せればよい。
In this case, φ A (x, y) to φ D (x, y)
y) are equal to each other, for example, φ A (x, y) = φ B (x, y) = φ C (x, y) = φ D (x, y) = 0... Form an interference image. Therefore, in order to form an interference image at the position (x, y),
Above, the equation may be determined kx + θ A = -kx + θ B = ky + θ C = -ky + θ D = 0 so that ...... θ A to theta D, when solving equation, θ A = -θ B = - kx θ C = −θ D = −ky, and θ A to θ D may be changed to satisfy this equation.

【0033】例えば、図6のように、A方向乃至D方向
の位相θA 乃至θD を変調することにより、図7のよう
に周期配列した長方形の超微細パターンPが得られる。
位相変調器が3つのみ取り付けられている場合も、2次
元干渉像のX方向及びY方向の並行移動が可能である
が、位相変調器が取り付けられている3方向の放射光の
位相の変化のさせ方がより複雑になる。例えば、A方向
の波の位相θA を変調せず、B方向乃至D方向の位相θ
B 乃至θD を変調する場合、上記式において、φ
A (x,y)=0となるとは限らないが、φA (x,
y)=φB (x,y)=φC (x,y)=φD (x,
y)、つまり、上記式中のkx+θA =−kx+θB
=ky+θC =−ky+θD は解くことができ、その解
は、 θB =2kx+θA θC =kx−ky+θA θD =kx+ky+θA …… となる。従って、式を満たすように、θB 乃至θD
変化させればよい。なお、六方格子またはそれ以外の構
造を有する2次元干渉像の場合も、位相の変調により並
行移動させることができる。
For example, as shown in FIG. 6, by modulating the phases θ A to θ D in the directions A to D , a rectangular ultrafine pattern P periodically arranged as shown in FIG. 7 can be obtained.
Even when only three phase modulators are mounted, the two-dimensional interference image can be moved in parallel in the X and Y directions, but the phase of the emitted light in three directions in which the phase modulators are mounted changes. It becomes more complicated. For example, the phase θ A of the wave in the direction A is not modulated, and the phase θ in the directions B to D is not modulated.
When modulating B to θ D , in the above equation, φ
A (x, y) is not necessarily a = 0, φ A (x,
y) = φ B (x, y) = φ C (x, y) = φ D (x, y
y), that is, kx + θ A = −kx + θ B in the above equation
= Ky + θ C = −ky + θ D can be solved, and the solution is as follows: θ B = 2 kx + θ A θ C = kx−ky + θ A θ D = kx + ky + θ A. Therefore, θ B to θ D may be changed so as to satisfy the formula. In the case of a two-dimensional interference image having a hexagonal lattice or another structure, it can be moved in parallel by modulating the phase.

【0034】[0034]

【実施例】本発明の実施例について説明する。本発明の
請求項1及び請求項2の実施例として、シリコンからな
る基板7の温度を430℃に保ちながら、ジシランの照
射と、4方向から放射光の照射とを交互に繰り返した。
その結果、放射光の2次元干渉像である正方格子を構成
する各点の位置に、0.6オングストローム/サイクル
の堆積速度でシリコンが選択的に堆積し、超微細周期構
造が形成された。また、図6のように位相を変調しなが
ら、4方向から放射光を照射した。その結果、図7に示
すような周期配列した長方形の超微細パターンPの位置
にシリコンが堆積した。
An embodiment of the present invention will be described. As the first and second embodiments of the present invention, irradiation of disilane and irradiation of emitted light from four directions were alternately repeated while maintaining the temperature of the silicon substrate 7 at 430 ° C.
As a result, silicon was selectively deposited at a position of each point constituting a square lattice, which is a two-dimensional interference image of emitted light, at a deposition rate of 0.6 Å / cycle, and an ultrafine periodic structure was formed. Further, radiation was irradiated from four directions while modulating the phase as shown in FIG. As a result, silicon was deposited at the positions of the rectangular ultra-fine patterns P arranged periodically as shown in FIG.

【0035】本発明の請求項3及び請求項4の実施例と
して、ガリウム砒素からなる基板7の温度を350℃に
保ちながら、アルシンの照射と、トリエチルガリウムを
照射しながらの4方向からアルゴンレーザー光の照射と
を交互に繰り返した。その結果、アルゴンレーザー光の
2次元干渉像である正方格子を構成する各点の位置に、
3オングストローム/サイクルの堆積速度でガリウム砒
素が選択的に堆積し、超微細周期構造が形成された。ま
た、図6のように位相を変調しながら、4方向から放射
光を照射した。その結果、図7に示すような周期配列し
た長方形の超微細パターンPの位置にガリウム砒素が堆
積した。
According to the third and fourth embodiments of the present invention, the argon laser is irradiated from four directions while irradiating arsine and irradiating triethylgallium while maintaining the temperature of the substrate 7 made of gallium arsenide at 350 ° C. Light irradiation was alternately repeated. As a result, at the position of each point constituting a square lattice, which is a two-dimensional interference image of argon laser light,
Gallium arsenide was selectively deposited at a deposition rate of 3 angstroms / cycle, forming an ultrafine periodic structure. Further, radiation was irradiated from four directions while modulating the phase as shown in FIG. As a result, gallium arsenide was deposited at the positions of the rectangular ultrafine patterns P arranged periodically as shown in FIG.

【0036】本発明の請求項5及び請求項6の実施例と
して、ガリウム砒素からなる基板7の温度を室温に保ち
ながら、塩素ガスの照射と、4方向から紫外線レーザー
光の照射とを交互に繰り返した。その結果、紫外線レー
ザー光の2次元干渉像である正方格子を構成する各点の
位置に、2オングストローム/サイクルの堆積速度でガ
リウム砒素が選択的に堆積し、超微細周期構造が形成さ
れた。また、図6のように位相を変調しながら、4方向
から放射光を照射したところ、図7に示すような周期配
列した長方形の超微細パターンPの位置にガリウム砒素
が堆積した。
According to the fifth and sixth embodiments of the present invention, while keeping the temperature of the substrate 7 made of gallium arsenide at room temperature, irradiation of chlorine gas and irradiation of ultraviolet laser light from four directions are alternately performed. Repeated. As a result, gallium arsenide was selectively deposited at a position of each point constituting a square lattice, which is a two-dimensional interference image of the ultraviolet laser light, at a deposition rate of 2 angstroms / cycle, and an ultrafine periodic structure was formed. Further, when radiated light was irradiated from four directions while modulating the phase as shown in FIG. 6, gallium arsenide was deposited at the position of the rectangular ultrafine pattern P periodically arranged as shown in FIG.

【0037】なお、上記実施の形態では、長方形形状の
超微細パターンを形成する場合につき説明したが、超微
細パターンの形状は長方形以外の任意の形状としてよ
く、形成する超微細パターンの形状に応じて、各方向の
コヒーレントビームの位相の変調パターンを変更すれば
よい。また、超微細パターンの大きさも特に限定され
ず、超微細パターンの大きさに応じて、位相の変調幅を
設定すればよい。
In the above embodiment, the case where a rectangular ultrafine pattern is formed has been described. However, the shape of the ultrafine pattern may be any shape other than a rectangular shape, and may be any shape other than the rectangular shape. Then, the modulation pattern of the phase of the coherent beam in each direction may be changed. Also, the size of the ultrafine pattern is not particularly limited, and the modulation width of the phase may be set according to the size of the ultrafine pattern.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の2次元的に周期配列した超微細周期構造の製造方法に
よれば、原料ガスを基板表面に照射することと、コヒー
レントな放射光、レーザー光またはコヒーレントな電子
ビームのいずれかを複数の方向から上記基板表面に照射
して上記基板表面に2次元干渉像を結像させることと、
を交互に繰り返すことにより、上記2次元干渉像の位置
に上記原料ガスが反応してなる材料を選択的に、かつ厚
さを原子層単位で制御しながら堆積させることができ、
これにより、厚さが原子層単位で制御され、かつ2次元
的に周期配列した超微細周期構造を一括して製造するこ
とができる。すなわち、上記基板表面に原料ガスを照射
すると、この原料ガスが基板表面に分子層吸着され、そ
の後、コヒーレントビームを照射すると、このコヒーレ
ントビームが上記基板表面に分子層吸着した原料ガスの
みと相互作用するので、原子層毎に材料が堆積し、水平
方向のサイズが超微細なばかりでなく、垂直方向のサイ
ズも原子層レベルで制御された超微細周期構造を形成す
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the method for producing a two-dimensionally periodically arranged hyperfine periodic structure, the method of irradiating the substrate surface with the source gas and generating any of coherent radiation, laser light, or coherent electron beam from a plurality of directions Irradiating the substrate surface to form a two-dimensional interference image on the substrate surface;
Alternately, a material formed by the reaction of the source gas at the position of the two-dimensional interference image can be selectively deposited while controlling the thickness in atomic layer units,
Thereby, it is possible to collectively manufacture an ultrafine periodic structure whose thickness is controlled in atomic layer units and two-dimensionally periodically arranged. That is, when the raw material gas is irradiated on the substrate surface, the raw material gas is adsorbed on the substrate surface in a molecular layer. Then, when the coherent beam is irradiated, the coherent beam interacts with only the raw material gas adsorbed on the substrate surface in the molecular layer. Therefore, a material is deposited for each atomic layer, so that an ultrafine periodic structure whose horizontal size is not only ultrafine but whose vertical size is controlled at the atomic layer level can be formed.

【0039】本発明の請求項2の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法によれば、原料ガスを基板
表面に照射することと、コヒーレントな放射光、レーザ
ー光またはコヒーレントな電子ビームのいずれかを複数
の方向からそれぞれの位相を個別に変調しながら上記基
板表面に照射し、上記基板表面に結像する2次元干渉像
を並行移動させて所望形状の超微細パターンを描くこと
と、を交互に繰り返すことにより、上記超微細パターン
の位置に上記原料ガスが反応してなる材料を選択的に、
かつ厚さを原子層単位で制御しながら堆積させることが
でき、これにより、厚さが原子層単位で制御され、かつ
2次元的に周期配列した所望形状の超微細周期構造を一
括して製造することができる。
According to the method for producing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure according to the second aspect of the present invention, it is possible to irradiate the substrate surface with the raw material gas, to emit coherent radiation, laser light or coherent electrons. Irradiating the substrate surface with any of the beams while individually modulating the respective phases from a plurality of directions, and moving the two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel to draw an ultrafine pattern of a desired shape And by repeating alternately, selectively the material formed by reacting the source gas at the position of the ultrafine pattern,
In addition, it is possible to deposit while controlling the thickness in atomic layer units, thereby producing a desired ultra-fine periodic structure in which the thickness is controlled in atomic layer units and two-dimensionally periodically arranged. can do.

【0040】本発明の請求項3の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法によれば、原料ガスを基板
表面に照射することと、他の1種類の原料ガスを上記基
板表面に照射しながら、コヒーレントな放射光、レーザ
ー光またはコヒーレントな電子ビームのいずれかを複数
の方向から上記基板表面に照射して上記基板表面に2次
元干渉像を結像させることと、を交互に繰り返すことに
より、上記2次元干渉像の位置に上記2種類の原料ガス
が反応してなる材料を選択的に、かつ厚さを分子層単位
で制御しながら堆積させることができ、これにより、厚
さが分子層単位で制御され、かつ2次元的に周期配列し
た超微細周期構造を一括して製造することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, wherein a source gas is irradiated onto a substrate surface and another type of source gas is applied to the substrate surface. Irradiating the substrate surface with any of coherent radiation, laser light or coherent electron beam from a plurality of directions while irradiating the substrate surface to form a two-dimensional interference image on the substrate surface. By repeating, a material obtained by the reaction of the two kinds of source gases can be selectively deposited at the position of the two-dimensional interference image while controlling the thickness in units of molecular layers. It is possible to collectively manufacture an ultrafine periodic structure in which is controlled in units of molecular layers and two-dimensionally periodically arranged.

【0041】本発明の請求項4の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法によれば、原料ガスを基板
表面に照射することと、他の1種類の原料ガスを照射し
ながら、コヒーレントな放射光、レーザー光またはコヒ
ーレントな電子ビームのいずれかを複数の方向からそれ
ぞれの位相を個別に変調しながら上記基板表面に照射
し、上記基板表面に結像する2次元干渉像を並行移動さ
せて所望形状の超微細パターンを描くことと、を交互に
繰り返すことにより、上記超微細パターンの位置に上記
2種類の原料ガスが反応してなる材料を選択的に、かつ
厚さを分子層単位で制御しながら堆積させることがで
き、これにより、厚さが分子層単位で制御され、かつ2
次元的に周期配列した所望の形状の超微細周期構造を一
括して製造することができる。
According to the method of manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to irradiate the substrate surface with a source gas and to irradiate the source gas with another type of source gas. Irradiating the substrate surface with any of coherent radiation light, laser light, or coherent electron beam while individually modulating each phase from a plurality of directions, and forming a two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel. By moving and drawing an ultra-fine pattern of a desired shape alternately, a material formed by the reaction of the two kinds of source gases at the position of the ultra-fine pattern is selected, and the thickness of the material is reduced. Deposition can be controlled in layers, so that the thickness is controlled in units of molecular layers and
An ultrafine periodic structure of a desired shape that is dimensionally arranged periodically can be manufactured at a time.

【0042】本発明の請求項5の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法によれば、反応性を有する
ガスを基板表面に照射することと、コヒーレントな放射
光、レーザー光またはコヒーレントな電子ビームのいず
れかを複数の方向から上記基板表面に照射し、上記基板
表面に結像する2次元干渉像を結像させることと、を交
互に繰り返すことにより、上記2次元干渉像の位置の基
板材料を選択的に、かつ深さを原子層単位で制御しなが
らエッチングすることができ、これにより、深さが原子
層単位で制御され、かつ2次元的に周期配列した超微細
周期構造を一括して製造することができる。
According to the method of manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure according to the fifth aspect of the present invention, irradiating the substrate surface with a reactive gas, coherent radiation light, laser light or Irradiating any one of the coherent electron beams onto the substrate surface from a plurality of directions to form a two-dimensional interference image formed on the substrate surface is alternately repeated, whereby the two-dimensional interference image The substrate material at a position can be selectively etched while controlling the depth in atomic layer units, whereby the depth is controlled in atomic layer units and the two-dimensionally arranged ultra-fine periodicity The structure can be manufactured collectively.

【0043】本発明の請求項6の2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法によれば、反応性を有する
ガスを基板表面に照射することと、コヒーレントな放射
光、レーザー光またはコヒーレントな電子ビームのいず
れかを複数の方向から上記基板表面に照射し、上記基板
表面に結像する2次元干渉像を並行移動させて所望形状
の超微細パターンを描くことと、を交互に繰り返すこと
により、上記超微細パターンの位置の基板材料を選択的
に、かつ深さを原子層単位で制御しながらエッチングす
ることができ、これにより、深さが原子層単位で制御さ
れ、かつ2次元的に周期配列した所望形状の超微細周期
構造を一括して製造することができる。
According to the method of manufacturing a two-dimensionally periodically arrayed ultrafine periodic structure according to the present invention, it is possible to irradiate the substrate surface with a reactive gas, to emit coherent radiation light, laser light or Irradiating the substrate surface with any of coherent electron beams from a plurality of directions, and moving a two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel to draw an ultrafine pattern of a desired shape, and alternately Thereby, the substrate material at the position of the ultrafine pattern can be selectively etched while controlling the depth in atomic layer units, whereby the depth is controlled in atomic layer units, and the two-dimensional An ultrafine periodic structure having a desired shape that is periodically arranged periodically can be manufactured at a time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態で使用する超微細周期構造
の製造装置を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing an apparatus for manufacturing an ultrafine periodic structure used in an embodiment of the present invention.

【図2】基板上に正方格子の周期構造を有する2次元干
渉像を結像した状態を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a two-dimensional interference image having a periodic structure of a square lattice is formed on a substrate.

【図3】上記基板に対して4方向から照射される光の照
射方向を示す概略平面図。
FIG. 3 is a schematic plan view showing irradiation directions of light irradiated on the substrate from four directions.

【図4】基板上に六方格子の周期構造を有する2次元干
渉像を結像した状態を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing a state where a two-dimensional interference image having a hexagonal lattice periodic structure is formed on a substrate.

【図5】上記基板に対して3方向から照射される光の照
射方向を示す概略平面図。
FIG. 5 is a schematic plan view showing irradiation directions of light irradiated on the substrate from three directions.

【図6】基板上に周期配列した長方形の超微細パターン
を描く場合の光の位相の変調方法を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of modulating the phase of light when a rectangular ultrafine pattern periodically arranged on a substrate is drawn.

【図7】上記基板上に描かれる周期配列した長方形の超
微細パターンを示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory view showing a rectangular superfine pattern that is periodically arranged and drawn on the substrate.

【図8】本発明方法により3サイクルの原子層エピタキ
シーを実施した場合の材料の断面をコヒーレントビーム
の干渉像の強度分布とともに示す概略断面図。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a material together with the intensity distribution of a coherent beam interference image when three cycles of atomic layer epitaxy are performed by the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コヒーレントビーム供給装置 2 ガス供給装置 3 基板交換室 4 反応室 5 放射光光源 6 フィルター 7 基板 8 ゲートバルブ 9、10 真空排気装置 11 基板ホルダー 12 基板ヒーター 13 ガスノズル 14乃至16 ハーフミラー 17乃至20 位相変調器 21乃至27 ミラー P 超微細パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coherent beam supply device 2 Gas supply device 3 Substrate exchange room 4 Reaction chamber 5 Synchrotron radiation source 6 Filter 7 Substrate 8 Gate valve 9, 10 Vacuum exhaust device 11 Substrate holder 12 Substrate heater 13 Gas nozzle 14 to 16 Half mirror 17 to 20 Phase Modulator 21-27 Mirror P Ultrafine pattern

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料ガスを基板表面に照射することと、
コヒーレントな放射光、レーザー光またはコヒーレント
な電子ビームのいずれかを複数の方向から上記基板表面
に照射して上記基板表面上に2次元干渉像を結像させる
ことと、を交互に繰り返すことにより、上記2次元干渉
像の位置に上記原料ガスが反応してなる材料を選択的
に、かつ厚さを原子層単位で制御しながら堆積させるこ
とを特徴とする2次元的に周期配列した超微細周期構造
の製造方法。
Irradiating a substrate gas with a source gas;
By alternately repeating coherent radiation, laser light, or coherent electron beam to irradiate the substrate surface from a plurality of directions to form a two-dimensional interference image on the substrate surface, A material obtained by reacting the source gas at the position of the two-dimensional interference image, selectively, and while controlling the thickness in atomic layer units, a two-dimensionally periodically arranged hyperfine period. The method of manufacturing the structure.
【請求項2】 原料ガスを基板表面に照射することと、
コヒーレントな放射光、レーザー光またはコヒーレント
な電子ビームのいずれかを複数の方向からそれぞれの位
相を個別に変調しながら上記基板表面に照射し、上記基
板表面上に結像する2次元干渉像を並行移動させて超微
細パターンを描くことと、を交互に繰り返すことによ
り、上記超微細パターンの位置に上記原料ガスが反応し
てなる材料を選択的に、かつ厚さを原子層単位で制御し
ながら堆積させることを特徴とする2次元的に周期配列
した超微細周期構造の製造方法。
Irradiating the substrate surface with a source gas;
The substrate surface is irradiated with any of coherent radiation light, laser light, or coherent electron beam while modulating each phase individually from a plurality of directions, and a two-dimensional interference image formed on the substrate surface is parallelized. By moving and drawing an ultra-fine pattern, and alternately repeating, the material obtained by the reaction of the source gas at the position of the ultra-fine pattern is selected, and the thickness is controlled in atomic layer units. A method for manufacturing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure, characterized by depositing.
【請求項3】 第1の原料ガスを基板表面に照射するこ
とと、第2の原料ガスを上記基板表面に照射しながら、
コヒーレントな放射光、レーザー光またはコヒーレント
な電子ビームのいずれかを複数の方向から上記基板表面
に照射して上記基板表面上に2次元干渉像を結像させる
ことと、を交互に繰り返すことにより、上記2次元干渉
像の位置に上記第1及び第2の原料ガスが反応してなる
材料を選択的に、かつ厚さを分子層単位で制御しながら
堆積させることを特徴とする2次元的に周期配列した超
微細周期構造の製造方法。
3. irradiating the substrate surface with a first source gas and irradiating the substrate surface with a second source gas.
By alternately repeating coherent radiation, laser light, or coherent electron beam to irradiate the substrate surface from a plurality of directions to form a two-dimensional interference image on the substrate surface, Two-dimensionally depositing a material obtained by reacting the first and second source gases at the position of the two-dimensional interference image while controlling the thickness in units of molecular layers. A method for manufacturing an ultrafine periodic structure having a periodic arrangement.
【請求項4】 第1の原料ガスを基板表面に照射するこ
とと、第2の原料ガスを照射しながら、コヒーレントな
放射光、レーザー光またはコヒーレントな電子ビームの
いずれかを複数の方向からそれぞれの位相を個別に変調
しながら上記基板表面に照射し、上記基板表面上に結像
する2次元干渉像を並行移動させて超微細パターンを描
くことと、を交互に繰り返すことにより、上記超微細パ
ターンの位置に上記第1及び第2の原料ガスが反応して
なる材料を選択的に、かつ厚さを分子層単位で制御しな
がら堆積させることを特徴とする2次元的に周期配列し
た超微細周期構造の製造方法。
4. A method of irradiating a substrate surface with a first source gas, and irradiating a coherent radiation beam, a laser beam or a coherent electron beam from a plurality of directions while irradiating the second source gas. Irradiating the substrate surface while individually modulating the phase of the laser beam, and moving the two-dimensional interference image formed on the substrate surface in parallel to form an ultrafine pattern; A material formed by reacting the first and second source gases at the position of the pattern selectively and controlling the thickness in units of molecular layers; A method for manufacturing a fine periodic structure.
【請求項5】 反応性を有するガスを基板表面に照射す
ることと、コヒーレントな放射光、レーザー光またはコ
ヒーレントな電子ビームのいずれかを複数の方向から上
記基板表面に照射し、上記基板表面上に結像する2次元
干渉像を結像させることと、を交互に繰り返すことによ
り、上記2次元干渉像の位置の基板材料を選択的に、か
つ深さを原子層単位で制御しながらエッチングすること
を特徴とする2次元的に周期配列した超微細周期構造の
製造方法。
5. A method of irradiating a reactive gas onto a surface of a substrate, and irradiating a surface of the substrate with any of coherent radiation, laser light, or a coherent electron beam from a plurality of directions. The substrate material at the position of the two-dimensional interference image is selectively etched and the depth is controlled in atomic layer units by alternately repeating the steps of forming a two-dimensional interference image to be formed on the substrate. A method for producing a two-dimensionally periodically arranged ultrafine periodic structure.
【請求項6】 反応性を有するガスを基板表面に照射す
ることと、コヒーレントな放射光、レーザー光またはコ
ヒーレントな電子ビームのいずれかを複数の方向から上
記基板表面に照射し、上記基板表面上に結像する2次元
干渉像を並行移動させて超微細パターンを描くことと、
を交互に繰り返すことにより、上記超微細パターンの位
置の基板材料を選択的に、かつ深さを原子層単位で制御
しながらエッチングすることを特徴とする2次元的に周
期配列した超微細周期構造の製造方法。
6. Irradiating the substrate surface with a reactive gas, and irradiating the substrate surface with any of coherent radiation, laser light or coherent electron beam from a plurality of directions. Moving the two-dimensional interference image formed on the surface in parallel to draw an ultra-fine pattern;
Characterized in that the substrate material at the position of the ultrafine pattern is etched selectively while controlling the depth in units of atomic layers by alternately repeating the above. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES2396805R1 (en) * 2010-01-12 2013-04-26 Univ Alicante METHOD OF STRUCTURED METAL SURFACES MANUFACTURING FOR USE IN RAMAN SPECTROSCOPY INCREASED BY THE SURFACE AND OTHER RELATED SPECTROSCOPES
JP2013527596A (en) * 2010-03-24 2013-06-27 ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ Irradiation-induced nucleation of quantum confinement structures by atomic layer deposition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6391528B1 (en) 2000-04-03 2002-05-21 3M Innovative Properties Company Methods of making wire grid optical elements by preferential deposition of material on a substrate
ES2396805R1 (en) * 2010-01-12 2013-04-26 Univ Alicante METHOD OF STRUCTURED METAL SURFACES MANUFACTURING FOR USE IN RAMAN SPECTROSCOPY INCREASED BY THE SURFACE AND OTHER RELATED SPECTROSCOPES
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