WO2005010968A1 - 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法 - Google Patents

二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005010968A1
WO2005010968A1 PCT/JP2004/011025 JP2004011025W WO2005010968A1 WO 2005010968 A1 WO2005010968 A1 WO 2005010968A1 JP 2004011025 W JP2004011025 W JP 2004011025W WO 2005010968 A1 WO2005010968 A1 WO 2005010968A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dimensional
patterning method
pattern
substrate
blisters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2004/011025
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shinichi Igarashi
Akiko Nakamura
Masahiro Kitajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
National Institute for Materials Science
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
National Institute for Materials Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency, National Institute for Materials Science filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to US10/566,158 priority Critical patent/US7495238B2/en
Publication of WO2005010968A1 publication Critical patent/WO2005010968A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive

Definitions

  • the invention of this application relates to a two-dimensional patterning method and a method for manufacturing an electronic device and a magnetic device using the method. More specifically, the invention of this application is a new two-dimensional patterning technology that enables two-dimensional patterning without the use of photosensitizers or ion milling, which is useful for microfabrication technology and the fabrication of electrical, semiconductor, and magnetic devices.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing a new electronic device and a magnetic device using the same. Background art
  • lithography technology there have been devised a method of applying a photosensitive agent and then exposing the photosensitive agent with light or electrons using a mask, or a method of directly exposing the photosensitive agent with a focused electron beam.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 etching is performed using a photoresist pattern formed by these lithography techniques as a mask, and a circuit pattern such as fine electrodes and wiring can be formed on the wafer surface.
  • ion milling which uses a focused ion beam (FIB) to directly carve a substrate finely (for example, see Non-Patent Documents 3, 4, and 5).
  • FIB focused ion beam
  • Non-Patent Document 1 M. Rothschild and D. J. Ehrlich, J. Vac. Sc i.
  • Non-patent document 2 A. Heuberger, J. Vac.
  • Non-patent document 3 R. L. Kubena et al., J. Vac. Sc i. Tech.
  • Non-patent document 4 T. Ishitan iet al., Jpn. J. Appl. Phys.
  • Non-Patent Document 5 P. Sudraud et al., J. Vac. Sc i. Tech.
  • the invention of this application is based on a new two-dimensional patterning method that enables two-dimensional patterning without using photosensitizer ion milling, and a new electronic device using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic device.
  • a two-dimensional pattern is formed by destroying a blister disposed on a substrate by electron irradiation, thereby forming a two-dimensional pattern.
  • a two-dimensional pattern is formed by forming a two-dimensional pattern by destroying the blister placed on the substrate by ion irradiation. Provide a method of logging.
  • a film is formed from a blister disposed on a substrate, and the formed film is destroyed and removed by electron irradiation or ion irradiation to remove the unblown clean surface.
  • a two-dimensional patterning method characterized by forming a two-dimensional pattern.
  • a surface reaction is performed from above the blisters arranged on the substrate, and the blisters and the reacted film are destroyed and removed by electron irradiation or ion irradiation to remove unreacted clean surfaces.
  • a two-dimensional patterning method characterized by forming a two-dimensional pattern is provided.
  • a film is formed from the top of the bliss placed on the substrate, and the formed bristles are destroyed and removed by electron irradiation or ion irradiation, and further protected by the bliss. It is characterized in that a two-dimensional pattern is formed by forming a film on the surface from which the blister has been destroyed and removed using the difference in the adsorption probability between the substrate surface that has been protected and the surface that has not been protected. To provide a two-dimensional training method.
  • a surface reaction is performed from above the blisters placed on the substrate, and the blisters together with the reacted film are destroyed and removed by electron irradiation or ion irradiation.
  • the two-dimensional pattern is characterized by forming a two-dimensional pattern by performing a chemical reaction on the surface from which the blister has been destroyed and removed by utilizing the difference in reactivity with the unprotected surface.
  • the present invention provides a two-dimensional patterning method, wherein the substrate is a silicon substrate or a metal substrate.
  • the present invention provides a two-dimensional passing method characterized in that the bristles are formed by hydrogen ion irradiation, deuterium ion irradiation, or helium ion irradiation.
  • a tenth aspect provides a two-dimensional patterning method characterized by forming the blister having a patterned arrangement by using a focused ion beam.
  • the first feature is that the irradiation ions are one of Ar +, K r + , and X e +.
  • a twelfth aspect provides a two-dimensional patterning method, wherein the two-dimensional pattern is a pattern of atomic species of surface constituting atoms.
  • a thirteenth aspect provides a two-dimensional patterning method, wherein the two-dimensional pattern is a pattern of a difference in film formation below a surface.
  • the present invention provides a two-dimensional patterning method, wherein the two-dimensional pattern is a pattern having electrical characteristics.
  • a two-dimensional patterning method wherein the two-dimensional pattern is a reactive pattern.
  • a sixteenth aspect provides a two-dimensional patterning method, wherein the two-dimensional pattern is an affinity pattern.
  • a seventeenth aspect provides a two-dimensional patterning method, wherein the two-dimensional pattern is a hydrophilic or hydrophobic pattern.
  • the eighteenth aspect provides a method for manufacturing an electronic device, characterized by using the two-dimensional patterning method.
  • a nineteenth aspect provides a method for manufacturing a magnetic device, characterized by using the two-dimensional patterning method.
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams for explaining two-dimensional patterning using a blister according to the invention of this application.
  • Figure 2 shows (a) to (c) each of the SEM images actually observed. It is a photograph taken.
  • FIG. 3 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention of this application.
  • FIG. 4 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention of this application.
  • FIG. 5 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention of this application.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention of this application.
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating another embodiment of the invention of this application. The symbols in the figure indicate the following.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (d) are diagrams for explaining two-dimensional parsing using Bliss Yuichi according to the invention of this application.
  • the vertical scale is emphasized for convenience.
  • gas ions (2) with low solubility such as hydrogen ions, deuterium ions, and helium ions
  • a substrate (1) such as a silicon substrate or a metal substrate
  • gas ions (2) accumulate in a fixed depth range within 1), forming a dome-shaped bulge called a blister (3) (see Fig. 1 (b)).
  • An oxide film (4) is formed on the surface (see Fig. 1 (c)).
  • electron beam / ion (5) hereinafter abbreviated as electron beam / ion (5)
  • the blister (3) is destroyed and peels off together with the oxide film (4) (see Fig. 1 (d)). Where Buri Yuichi (3) has peeled off, a clean substrate (1) surface appears.
  • the level difference between the surface of the non-peeled part, that is, the oxidized surface (6) and the surface of the peeled part, that is, the clean surface (7) is due to the electron species of the irradiated electron beam and ions (5), ion species, electron energy, Determined by ion energy and incident angle.
  • the area of the peeled part and the number density of the peeled part can be adjusted by the irradiation amount of the electron beam / ion (5).
  • a blister (3) having a patterned arrangement is formed by performing ion irradiation by selecting a region using a mask or by performing a focused ion beam irradiation, and regularly separating the blister. It is also possible.
  • the ion (5) to be irradiated for example, A r +, K r +, can be considered like Xe +.
  • blisters of several microns in size were formed by H + irradiation. After that, when an electron beam with energy of 5 keV was irradiated at a current density of 4 mA / cm 2 for about 1 minute, it was observed that the blisters that received the energy peeled off as shown in Fig. 2 (a) ( (See “peeled part” in the figure).
  • the size of the peeled part is equal to the size of the blister, and is about several microns.
  • the implanted H + is distributed at a depth of about 0.1 micron. Therefore, the step between the substrate surface and the peeled portion can be estimated to be about 0.1 ⁇ m.
  • Figure 2 (b) shows the elemental mapping visualizing the 0 (KLL) Auger peak (510 eV) intensity
  • Figure 2 (c) shows the mapping based on the Si (LVV) orange peak (96 eV).
  • FIG. 3 can be manufactured when depositing S i (8) after separating the Bliss evening one, a structure sandwiching the S i 0 2 is an electrical insulating layer by locally S i . This makes it possible to create electrical conduction paths between silicon thin films and substrate silicon in SOI (Silicon-on-Insulator) structures.
  • SOI Silicon-on-Insulator
  • the deposition species is metal (9)
  • the metal electrode pattern in a metal-oxide-silicon (MOS) transistor is obtained.
  • the selectivity of the adsorption reaction that is, the adsorption probability or reactivity between the substrate surface protected by the blister and the unprotected substrate surface is used, for example, as shown in FIG.
  • a two-dimensional pattern can be formed by depositing foreign atoms (11) after forming an oxide film (4).
  • the irregularities at these times can be suppressed to 0.1 ⁇ m or less, and patterning as close to a plane as possible can be achieved.
  • an electronic device or a magnetic device having a good pattern can be manufactured.
  • two-dimensional patterns that can be formed include patterns of atomic species of surface constituent atoms, patterns of differences in film formation below the surface, patterns of electrical characteristics, and affinity such as hydrophilicity and hydrophobicity. Typical patterns of reactivity are listed. In particular, it can be said that the invention of this application, in which no impurities remain, is useful for hydrophilic or hydrophobic patterns.
  • two-dimensional patterning that does not use a photosensitizer or ion milling can be realized, and the pattern is formed only by the material of the substrate, the material of the film formation, and ions and electrons of the insoluble gas. Microfabrication And the effect of contamination by impurities can be eliminated because there is no foreign atom intervention.
  • the etching depth can be adjusted, making it possible to perform very thin etching.It is also possible to produce patterns that are as flat as possible and have an unevenness value of 0.1 micron or less. It is possible.
  • a new two-dimensional patterning method that enables two-dimensional patterning without using a photosensitive agent or ion milling, and fabrication of new electronic and magnetic devices using the same. A method is provided.
  • Two-dimensional scanning can be realized without impurities such as chemicals, which are indispensable in conventional lithography technology. This prevents contamination of impurities and enables device fabrication in a clean environment. Further, since the application and removal of the photosensitizer and the etching step can be omitted, the cost can be reduced by simplifying the production. By reducing the number of processes, all operations can be performed in one vacuum container, leading to space saving.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

基板上に配置したブリスターを電子照射またはイオン照射により破壊することで、二次元パターンを形成し、感光剤やイオンミリングを使わない二次元パターニングを可能ならしめる新しい二次元パターニング方法とする。

Description

明 細 書 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた 電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法 技術分野
この出願の発明は、 二次元パ夕一ニング方法ならびにそれを用いた電 子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法に関するものである。 さらに 詳しくは、 この出願の発明は、 微細加工技術や、 電気デバイス、 半導体 デバイス、 磁気デバイス等の作製に有用な、 感光剤やイオンミリングを 使わない二次元パターニングを可能ならしめる新しい二次元パ夕一二 ング方法、 ならびにそれを用いた新しい電子デバイスおよび磁気デバィ スの作製方法に関するものである。 背景技術
従来、 二次 ¾パターニング技術として、 リソグラフィとエッチングの 組み合わせが広く知られている。 リソグラフィ技術については、 感光剤 を塗布したのちマスクを利用して光や電子などで感光剤を露光する手 法や、 収束電子線により感光剤を直接露光する手法が考案されており
(たとえば非特許文献 1 , 2参照）、 これらのリソグラフィ技術により 形成したフォトレジストパターンをマスクとしてエッチングを施し、 ゥ ェハ表面に微細な電極や配線などの回路パターンを作製することがで きる。
また、 F I B (Focused Ion Beam：収束イオンビーム） を利用し、 直 接基板を微細に彫るイオンミリングと呼ばれる手法も存在する （たとえ ば非特許文献 3 , 4， 5参照）。
非特許文献 1 ： M. Rothschi ld and D. J. Ehrl ich, J. Vac. Sc i.
Tech. B 6， 1 (1988) ② 非特許文献 2 ： A. Heuberge r, J. Vac. Sc i. Tech. B 6,
107 (1988)
③ 非特許文献 3 ： R. L. Kubena e t al. , J. Vac. Sc i. Tech.
19, 916 (1981)
④ 非特許文献 4 ： T. I shi tan i e t al. , Jpn. J. App l. Phys.
24, L133 (1985)
⑤ 非特許文献 5 ： P. Sudraud e t al.， J. Vac. Sc i. Tech.
B 6， 234 (1988) 発明の開示
しかしながら、 リソグラフィ技術およびエッチング技術においては、 感光剤、 現像液、 エッチング液の塗布や、 剥離液による感光剤の除去が 不可欠であり、 これらの工程が加わることによって、 感光剤や除去剤な どの不純物原子がデバイスに介入し、 それによる汚染を避けることが難 しいといった問題があった。 これに関わる基板表面のクリーニング作業 は、 パ夕一ニングの工程を複雑なものとしている。
また、 F I Bによるイオンミリングにおいても、 使用される G aなど のイオンによる汚染が避けられない。
そこで、 以上のとおりの事情に鑑み、 この出願の発明は、 感光剤ゃィ オンミリングを使わない二次元パター二 グを可能ならしめる新しい 二次元パ夕一ニング方法、 ならびにそれを用いた新しい電子デバイスお よび磁気デバイスの作製方法を提供することを課題としている。
この出願の発明は、 上記の課題を解決するものとして、 第 1には、 基 板上に配置したブリスターを電子照射により破壊することで、 二次元パ ターンを形成することを特徴とする二次元パターニング方法を提供す る。
第 2には、 基板上に配置したブリスターをイオン照射により破壊する ことで、 二次元パターンを形成することを特徴とする二次元パ夕一ニン グ方法を提供する。
第 3には、 基板上に配置したブリスターの上から成膜を行い、 成膜し た膜ごとブリス夕一を電子照射またはイオン照射により破壊し除去す ることで、 未成膜の清浄表面の二次元パターンを形成することを特徴と する二次元パターニング方法を提供する。
第 4には、 基板上に配置したブリスターの上から表面反応を施し、 反 応を施した膜ごとブリス夕一を電子照射またはイオン照射により破壊 し除去することで、 未反応の清浄表面の二次元パターンを形成すること を特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 5には、 基板上に配置したブリス夕一の上から成膜を行い、 成膜し た膜ごとブリス夕一を電子照射またはイオン照射により破壊し除去し た後、 さらにブリス夕一により保護されていた基板表面と保護されてい なかった表面との吸着確率の違いを利用して、 当該ブリスターを破壊し 除去した表面に成膜を行うことで、 二次元パターンを形成することを特 徵とする二次元パ夕一ニング方法を提供する。
第 6には、 基板上に配置したブリスターの上から表面反応を施し、 反 応を施した膜ごとブリスターを電子照射またはイオン照射により破壊 し除去した後、 さらにブリスターにより保護されていた基板表面と保護 されていなかった表面との反応性の違いを利用して、 当該ブリスターを 破壊し除去した表面に化学反応を施すことで、 二次元パターンを形成す ることを特徴とする二次元パ夕一ニング方法を提供する。
第 7には、 前記基板が、 シリコン基板または金属基板であることを特 徵とする二次元パターニング方法を提供する。
第 8には、 水素イオン照射、 重水素イオン照射、 またはヘリウムィォ ン照射により、 前記ブリス夕一を形成することを特徴とする二次元パ夕 一二ング方法を提供する。
第 9には、 マスクを介してイオン照射することにより、 パ夕一ン化さ れた配置を持つ前記ブリスターを形成することを特徴とする二次元パ ターニング方法を提供する。
第 1 0には、 収束イオンビームを用いて、 パターン化された配置を持 つ前記ブリスターを形成することを特徴とする二次元パターニング方 法を提供する。
第 1 1には、 前記照射イオンが、 A r +、 K r +、 X e +のいずれかで あることを特徴と
する二次元パターニング方法を提供する。
第 1 2には、 前記二次元パターンが、 表面構成原子の原子種のパター ンであることを特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 1 3には、 前記二次元パターンが、 表面より下層の成膜の違いのパ ターンであることを特徴とする二次元パターニング方法を提供する。 第 1 4には、 前記二次元パターンが、 電気特性のパターンであること を特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 1 5には、 前記二次元パターンが、 反応性のパターンであることを 特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 1 6には、 前記二次元パターンが、 親和性のパターンであることを 特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 1 7には、 前記二次元パターンが、 親水性または疎水性のパターン であることを特徴とする二次元パターニング方法を提供する。
第 1 8には、 前記二次元パ夕一ニング方法を用いることを特徴とする 電子デバイスの作製方法を提供する。
第 1 9には、 前記二次元パターニング方法を用いることを特徴とする 磁気デバイスの作製方法を提供する。 図面の簡単な説明
図 1は、 （a ) 〜 （d ) は、 各々、 この出願の発明に従ったブリス夕 —を用いた二次元パターニングを説明するための図である。
図 2は、 （a ) 〜 （c ) は、 各々、 実際に観測した S E M画像を例示 した写真である。
図 3は、 この出願の発明の別の一実施形態を例示した模式図である。 図 4は、 この出願の発明の別の一実施形態を例示した模式図である。 図 5は、 この出願の発明の別の一実施形態を例示した模式図である。 図 6は、 この出願の発明の別の一実施形態を例示した模式図である。 図 7は、 この出願の発明の別の一実施形態を例示した模式図である。 なお、 図中の符号は次のものを示す。
1 板
2 気体イオン
3 ブリスター
4 酸化膜
5 電子線，イオン
6 酸化表面
7 清浄表面
8 S i
9 金属
1 0 蒸着
1 1 異種原子 発明を実施するための最良の形態
図 1 (a) 〜 （d) は、 この出願の発明に従ったブリス夕一を用いた 二次元パ夕一ニングを説明するための図である。 この図 1では便宜上縦 方向のスケールを強調して図示している。
まず、 シリコン基板や金属基板等の基板 （ 1) に対し、 水素イオンや 重水素イオン、 ヘリウムイオン等の溶解度の低い気体イオン （2) を注 入すると （図 1 (a) 参照）、 基板 （ 1 ) 内の決まった深さ範囲に気体 イオン （2) が溜まり、 ブリスター （3) と呼ばれるドーム状の膨れが 形成される （図 1 (b) 参照）。 この基板 （ 1) を酸素雰囲気に曝すと、 表面に酸化膜 （4) が形成される （図 1 (c ) 参照）。 酸素を廃棄し、 酸化膜（4)の上からブリス夕一（3)に対して電子線またはイオン（5) (以下、 電子線 ·イオン （5) と略する） を照射すると、 そのエネルギ 一を受けたブリスター （3) が酸化膜 （4) とともに破壊されて剥離す る （図 1 (d) 参照）。 ブリス夕一 （3) が剥離したところには、 清浄 な基板 （ 1) の表面が現れる。
以上の一連の作業により、 基板表面に酸化表面 （6) と局所的な清浄 表面 （7) の二次元パターンが形成される。
このときの非剥離部の表面つまり酸化表面 （6) と剥離部の表面つま り清浄表面（7) との段差は、 照射する電子線，イオン （5) の電子種 · イオン種、 電子エネルギー ·イオンエネルギー、 および入射角により決 まる。 剥離部の面積および剥離部の数密度は、 電子線 ·イオン （5) の 照射量によって調節できる。
また、 マスクを利用して領域を選択してイオン照射を行う、 あるいは 収束イオンビーム照射を行うことにより、 パターン化された配置を持つ ブリスター （3) を形成し、 且つその規則的な剥離を行うことも可能で ある。
照射するイオン （5) としては、 たとえば A r +、 K r+、 Xe +など を考慮することができる。
次に、 実際に行った一観察例について説明する。 S i ( 1 00) 基板 に、 表面法線から 30。 の方向から水素イオン H +を 1 X 1 022 i o n s Zm2照射し、 その後、 酸素気体雰囲気に曝してから、 走査型ォ一ジ ェ顕微鏡 （アルバック · フアイ製 SAM 6 8 0 ) による観察を行った。 図 2 (a) 〜 (c) は、 その観察された象を例示したものである。
まず、 H +照射により、 数ミクロン程度の大きさのブリスターが形成 された。 その後、 5 k e Vのエネルギーの電子線を 4mA/cm2の電 流密度で 1分ほど照射すると、 そのエネルギーを受けたブリスターが図 2 (a)に示すように剥離することが観察された（図中「剥離部」参照）。 剥離部の大きさはブリスターの大きさと等しく、 数ミクロン程度である。
TR I M 98シミュレ一ションコードによる計算から、 注入された H + は 0. 1ミクロン程度の深さに分布していることが見積もられる。 その ため、 基板表面と剥離部との段差も 0. 1ミクロン程度と見積もること ができる。
図 2 (b) に 0 (KLL) ォージェピーク （510 eV) 強度を可視 化した元素マッピングを、 図 2 (c) に S i (LVV) ォ一ジェピーク (96 e V) によるマッピングを示す。 基板表面と比べ、 剥離部では O のォ一ジェピークが見られず、 強い S iのォ一ジェピークが観察された。 基板表面上が均一に酸化されている中に、 剥離された部分で、 Oと結合 していない清浄な S i基板表現が現れていることを示している。 基板中 のシリコンの不飽和結合を水素終端化が均一な厚さの剥離を可能にす ることから、 この剥離された表面も水素終端化されている。 基板との反 応性のないイオンを用いれば、 活性なシリコン基板表面を出すことも可 能である。 このようにして、 清浄な環境下で、 限りなく平面に近い、 つ まり凹凸の値で 0. 1ミクロン程度の S iと S i 02の二次元パターン が作製されるのである。
応用例として、 シリコン基板で二次元パターンを作製し、 その表面に 蒸着を施すことにより、 局所的に 3次元の積層構造をもつデバイスの作 製も可能である。 ―
たとえば図 3に示すように、 ブリス夕一を剥離した後に S i (8) を 蒸着すると、 電気絶縁層である S i 02を局所的に S iで挟み込んだ構 造を作製することができる。 これによれば、 SO I (Silicon-on- Insulator) 構造中に、 シリコン薄膜と基板シリコンの電気伝導路を作 ることが可能になる。
また、 たとえば図 4に示すように、 蒸着種を金属 （9) にすると、 M OS (Metal-Oxide-Silicon) トランジスタにおける金属電極のパター ンとなる。 さらに、 吸着 '反応の選択性を利用すれば、 つまりブリスターにより 保護されていた基板表面と保護されていなかった基板表面との吸着確 率または反応性を利用すれば、 たとえば図 5に示すように、 剥離部のみ に蒸着 （ 1 0 ) を行うことも可能であり、 表面上の直接パターニングの 有力な手法となり得る。
またさらに、 以上のようなシリコン酸化膜の二次元パ夕一ニングだけ でなく、たとえば図 6に示すように、異種原子（1 1 )を蒸着した後に、 イオンまたは電子照射を行い、 二次元パターンを作製することもできる。 さらには、 たとえば図 7に示すように、 酸化膜 （4 ) を作製した後に 異種原子 （ 1 1 ) の蒸着を行い、 二次元パターンを作製することもでき る。
これらのとき （図 6および図 7 ) の凹凸も、 0 . 1ミクロン以下に抑 えて、 限りなく平面に近いパターニングが可能である。
そして、 以上のとおりの二次元パターニング方法を利用することで、 良好なパターンを持つ電子デバイスや磁気デバイスを作製することが できるのである。
もちろん、 この出願の発明は以上の実施形態に限定されるものではな く、 細部については様々な態様が可能である。 たとえば、 形成できる二 次元パターンとしては、 上述のとおり表面構成原子の原子種のパターン や表面より下層の成膜の違いのパターン、 電気特性のパターン、 さらに は親水性や疎水性等の親和性を代表とする反応性のパターンなどが挙 げられる。 特に親水性や疎水性のパターンには、 不純物の残らないこの 出願の発明は有用であると言える。 産業上の利用可能性
上記二次元パ夕一ニング方法によれば、 感光剤やイオンミリングを使 わない二次元パターニングを実現することができ、 基板材質と成膜の材 質、 不溶性気体のイオンと電子のみにより、 パターン化された微細加工 が可能で、 異種原子の介入がないため、 不純物による汚染の影響を無く すことができる。
また、 イオンエネルギーを調節することにより、 エッチングされる深 さも調整でき、 非常に薄くエッチングを行うことも可能であり、 限りな く平面に近い、 凹凸の値で 0 . 1ミクロン以下のパターン作製も可能で ある。
そして、 上記電子デバイスの作製方法および磁気デバイスの作製方法 によれば、 上記のとおりに優れたパターニングを施した良好な電子デバ イスおよび磁気デバイスを作製することができる。
以上詳しく説明した通り、 この出願の発明によって、 感光剤やイオン ミリングを使わない二次元パ夕一ニングを可能ならしめる新しい二次 元パターニング方法、 ならびにそれを用いた新しい電子デバイスおよび 磁気デバイスの作製方法が提供される。
従来のリソグラフィ技術において不可欠であった薬品などの不純物 なしに二次元パ夕一ニングを実現することができ、 不純物の混入を防ぎ， 清浄な環境でのデバイス作製が可能になる。また、感光剤の塗布と除去、 およびエッチング工程が省けることから、 製造の簡略化によるコスト削 減を図ることもできる。 工程が減ることにより、 全ての作業を一つの真 空容器内で済ますことができるようになり、 省スペース化にも繋がる。

Claims

請求の範囲
1 . 基板上に配置したブリスターを電子照射により破壊することで、 二次元パターンを形成することを特徴とする二次元パターニング方法。
2 . 基板上に配置したブリスターをイオン照射により破壊することで、 二次元パターンを形成することを特徴とする二次元パターニング方法。
3 . 基板上に配置したブリスターの上から成膜を行い、 成膜した膜ご とブリスターを電子照射またはイオン照射により破壊し除去すること で、 未成膜の清浄表面の二次元パターンを形成することを特徴とする二 次元パターニング方法。
4 . 基板上に配置したブリスターの上から表面反応を施し、 反応を施 した膜ごとブリスターを電子照射またはイオン照射により破壊し除去 することで、 未反応の清浄表面の二次元パターンを形成することを特徴 とする二次元パターニング方法。
5 . 基板上に配置したブリスターの上から成膜を行い、 成膜した膜ご とブリスターを電子照射またはイオン照射により破壊し除去した後、 さ らにブリスターにより保護されていた基板表面と保護されていなかつ た表面との吸着確率の違いを利用して、 当該ブリス夕一を破壊し除去し た表面に成膜を行うことで、 二次元パターンを形成することを特徴とす る二次元パターニング方法。
6 . 基板上に配置したブリスターの上から表面反応を施し、 反応を施 した膜ごとブリス夕一を電子照射またはイオン照射により破壊し除去 した後、 さらにブリスターにより保護されていた基板表面と保護されて いなかった表面との反応性の違いを利用して、 当該ブリスターを破壊し 除去した表面に化学反応を施すことで、 二次元パターンを形成すること を特徵とする二次元パ夕一ニング方法。
7 . 基板が、 シリコン基板または金属基板であることを特徴とする請 求項 1ないし 6のいずれかに記載の二次元パターニング方法。
8 . 水素イオン照射、 重水素イオン照射、 またはヘリウムイオン照射 により、 ブリスターを形成することを特徵とする請求項 1ないし 6のい ずれかに記載の二次元パターニング方法。
9 . マスクを介してイオン照射することにより、 パターン化された配 置を持つブリス夕一を形成することを特徴とする請求項 1ないし 6の いずれかに記載の二次元パ夕一ニング方法。
1 0 . 収束イオンビームを用いて、 パターン化された配置を持つプリ スターを形成することを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれかに記 載の二次元パターニング方法。
1 1 . 照射イオンが、 A r +、 K r +、 X e +のいずれかであることを 特徴とする請求項 2に記載の二次元パターニング方法。
1 2 . 二次元パターンが、 表面構成原子の原子種のパターンであるこ とを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれかに記載の二次元パター二 ング方法。
1 3 . 二次元パターンが、 表面より下層の成膜の違いのパターンであ ることを特徵とする請求項 1ないし 6のいずれかに記載の二次元パ夕 一二ング方法。
1 4 . 二次元パターンが、 電気特性のパターンであることを特徴とす る請求項 1ないし 6のいずれかに記載の二次元パ夕一ニング方法。
1 5 . 二次元パターンが、 反応性のパターンであることを特徵とする 請求項 1ないし 6のいずれかに記載の二次元パターニング方法。
1 6 . 二次元パターンが、 親和性のパターンであることを特徴とする 請求項 1 5に記載の二次元パターニング方法。
1 7 . 二次元パターンが、 親水性または疎水性のパターンであること を特徴とする請求項 1 6に記載の二次元パターニング方法。
1 8 . 請求項 1ないし 1 7のいずれかに記載の二次元パターニング方 法を用いることを特徴とする電子デバイスの作製方法。
1 9 . 請求項 1ないし 1 7のいずれかに記載の二次元パ夕一ニング方 法を用いることを特徴とする磁気デバイスの作製方法。
PCT/JP2004/011025 2003-07-29 2004-07-27 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法 Ceased WO2005010968A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/566,158 US7495238B2 (en) 2003-07-29 2004-07-27 Two-dimensional patterning method, electronic device using same, and magnetic device fabricating method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-282196 2003-07-29
JP2003282196A JP4405201B2 (ja) 2003-07-29 2003-07-29 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスの作製方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005010968A1 true WO2005010968A1 (ja) 2005-02-03

Family

ID=34101001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/011025 Ceased WO2005010968A1 (ja) 2003-07-29 2004-07-27 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7495238B2 (ja)
JP (1) JP4405201B2 (ja)
WO (1) WO2005010968A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100583390B1 (ko) 2005-03-17 2006-05-26 한국과학기술원 에스오엔 모스 전계 효과 트랜지스터 및 그 제조 방법
US9627211B2 (en) * 2012-09-18 2017-04-18 Applied Materials, Inc. Tape assisted single step peel-off on sin layer above metal electrodes

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001011930A2 (en) * 1999-08-10 2001-02-15 Silicon Genesis Corporation A cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7038290B1 (en) * 1965-09-28 2006-05-02 Li Chou H Integrated circuit device
JPS63198348A (ja) * 1987-02-13 1988-08-17 Mitsubishi Electric Corp 膨れ層膜の膜種判定方法
US5660957A (en) * 1996-05-16 1997-08-26 Fujitsu Limited Electron-beam treatment procedure for patterned mask layers
CA2246087A1 (en) * 1998-08-28 2000-02-28 Northern Telecom Limited Method of cleaving a semiconductor wafer
CA2246084A1 (en) * 1998-08-28 2000-02-28 Todd William Simpson Method of patterning semiconductor materials and other brittle materials
US6407399B1 (en) * 1999-09-30 2002-06-18 Electron Vision Corporation Uniformity correction for large area electron source

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001011930A2 (en) * 1999-08-10 2001-02-15 Silicon Genesis Corporation A cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUANG, L.J. ET AL.: "Onset of blistering in hydrogen-implanted silicon", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 74, no. 7, February 1999 (1999-02-01), pages 982 - 984, XP012023275 *
IGARASHI, S. ET AL.: "In-situ observation of surface blistering in silicon by deuterium and helium ion irradiation", SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY, vol. 158, September 2002 (2002-09-01), pages 421 - 425, XP002904510 *
NAKAYAMA, K. ET AL.: "Electron-Stimulated Modification of Si Surface", PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 82, no. 5, February 1999 (1999-02-01), pages 980 - 983, XP002904511 *
NARUSHIMA, T.: "Denshhi Shosha ni yoru Silicon Hyomen Oryoku no Kanwa", HYOMEN KAGAKU, vol. 22, no. 9, 10 September 2001 (2001-09-10), pages 614 - 619, XP002985627 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005051081A (ja) 2005-02-24
JP4405201B2 (ja) 2010-01-27
US20060211258A1 (en) 2006-09-21
US7495238B2 (en) 2009-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8084365B2 (en) Method of manufacturing a nano structure by etching, using a substrate containing silicon
KR100590575B1 (ko) 새로운 물질을 이용한 전자빔 리소그래피 방법
JPH0734428B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JPS62271435A (ja) レジストの剥離方法
KR0138009B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
WO2005010968A1 (ja) 二次元パターニング方法ならびにそれを用いた電子デバイスおよび磁気デバイスの作製方法
JP3271616B2 (ja) 電子線露光用マスク及びその製造方法
JP4964406B2 (ja) 自己組織化単分子膜の縁部を用いた狭小形状の形成
JP2004525506A (ja) Ｘ線／ｅｕｖ投影リソグラフィによる金属／半導体化合物の構造の作製方法
JP2005150205A (ja) ステンシルマスクおよびその製造方法
JP4042893B2 (ja) 無機多層レジストのイオンビーム注入リソグラフィーによるＳｉ半導体微細構造体の加工方法
CN116313756B (zh) 一种在单晶硅表层植入氧原子的方法及硅纳米沟道的制备方法和检测方法
JPH06180277A (ja) 透過電子顕微鏡用試料の作成方法
TWI298117B (en) Method of stabilizing reticle film on reticle
KR101172358B1 (ko) 실리콘 나노선 제조 방법
WO2001003191A1 (en) Soi substrate, method of manufacture thereof, and semiconductor device using soi substrate
KR20040095731A (ko) 하전 입자선 노광용 마스크 및 그 제조 방법
Heuberger et al. Open silicon stencil masks for demagnifying ion projection
JP4641236B2 (ja) 荷電粒子線用転写マスク
JP3078164B2 (ja) 微細加工方法
JPS62222658A (ja) 導体配線の形成方法
CN115697007A (zh) 二维原子晶体的选择性刻蚀方法
WO2003054973A1 (fr) Element de reception de rayonnement lumineux et dispositif de reception de rayonnement lumineux comprenant un circuit et une commande a disque optique
JPH0452613B2 (ja)
JP2009202352A (ja) ナノインプリント用金型及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10566158

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10566158

Country of ref document: US