表面に異種の原子を吸着させた基板材料の探針の触媒的作用による微細パターン形成方法/水素結合手を表面に有するシリコン基板材料の探針の触媒的作用による微細パターン形成

開放特許情報番号
L2001001402
開放特許情報登録日
2001/2/10
最新更新日
2015/8/12

基本情報

出願番号 特願平10-234290
出願日 1998/8/20
出願人 工業技術院長
公開番号 特開2000-067799
公開日 2000/3/3
登録番号 特許第2997776号
特許権者 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 微細パターン形成方法
技術分野 電気・電子、金属材料、機械・加工
機能 材料・素材の製造、表面処理、検査・検出
適用製品 シリコン半導体集積回路用微細パターン描画装置、シリコン半導体集積回路用リソグラフィー装置、原子レベル触媒反応現象解明用実験装置
目的 シリコン基板表面への描画パターンの微細化が進み、4メガバイトのDRAMでは、配線パターンの最小線幅は約0.5μmである。光学露光法で0.1μm程度、電子ビーム露光法で0.05μm程度が実現出来るが、それ以上に対しては走査トンネル顕微鏡の探針を用いて表面を加工し、その加工部分をパターンマスクに利用する試みがある。ただ、試料の加工を充分な確率で行うには高い電圧を印加する必要があり、探針や基板表面を不必要に損傷する恐れがあった。この発明は探針や基板表面に損傷を与えない微細パターン形成方法を提案する。
効果 シリコン基板表面の結合手に1原子レベルの厚さで吸着された特定原子、たとえば水素原子を、この基板上に近接させた探針の触媒作用により、化学反応的に離脱させる事が可能になる。この探針を移動すれば、その下にあった水素原子を除去でき、基板の表面に原子サイズの微細なマスクパターンが得られる。また、探針には触媒作用のある白金を使用するので、探針と基板表面間の印加電圧を低くでき、シリコン基板や探針表面の不必要な損傷を回避し、安定した微細パターンの形成につながる。
技術概要
半導体基板の表面は、安定で清浄な表面を維持し、また平滑さを保持するため通常、表面の結合手を異種物質で終端する。シリコン基板では、異種物質として1原子層程度に吸着させた水素が用いられる。この発明は、化学反応により基板表面の水素を原子レベルで除去し、表面状態を変化させ、パターンマスクとして利用する事を基本とする。化学反応による水素原子除去には、走査トンネル顕微鏡の探針が使用され、この先端半径を約0.1μmに研磨し、材質は触媒作用のある白金を使用する。探針を、シリコン基板上の約0.5nmの距離に接近させ、−4Vの電圧を印加する事により、探針と基板表面間にはトンネル電流が流れるが、この電流を2nA以上に保持し、探針先端部分の吸着水素原子を脱離させる。これはシリコン基板上にパターンマスクを形成した事に相当し、水素原子の直径は約0.1nmなので、これまでの光学露光法の配線パターンの最小線幅0.1μm程度に比べ、格段に細かいパターンの描画につながる。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

技術供与

掲載された学会誌 【有】
掲載学会誌名1 Precision Science and Technology for Perfect Surfaces,JSPE Publication Series No.3(1999)693.1999年8月30日

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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