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マイクロ・ナノパターン構造体及びその製造方法

国内特許コード P07A010103
掲載日 2007年7月27日
出願番号 特願2003-403597
公開番号 特開2005-161465
登録番号 特許第4288347号
出願日 平成15年12月2日(2003.12.2)
公開日 平成17年6月23日(2005.6.23)
登録日 平成21年4月10日(2009.4.10)
発明者
  • 田中 俊一郎
  • 三輪 紘敬
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 マイクロ・ナノパターン構造体及びその製造方法
発明の概要

【課題】超微粒子によって構成される連続的な超微細パターンが効果的に形成されてなるマイクロ・ナノパターン構造体と、その有利な製造方法とを提供する。
【解決手段】基板10上に、細隙乃至は細孔26を有するマスク24を、所定の空間34を隔てて積層配置した状態下で、かかるマスク24に対して、高エネルギービーム30を斜め照射することにより、マスクから離脱した超微粒子36によって、マスク24の裏面に対応する基板10上に形成された膜状の接続部20と、マスク24の細隙乃至は細孔26に対応する基板10部分が高エネルギービーム30によって穿孔されて形成された微細な孔部14とからなる超微細パターン12を設けて、構成した。
【選択図】図5

従来技術、競合技術の概要


近年、超微粒子の如きマイクロスケール物質やナノスケール物質(以下、マイクロ・ナノ物質という)、或いは微細な文字、図形、回路等のマイクロパターンやナノパターン(以下、マイクロ・ナノパターンという)を形成することが、マイクロマシンの部品の製造や半導体回路のミニチュア化にとって重要であることが認識されてきている。そして、そのようなマイクロ・ナノ物質やマイクロ・ナノパターンの創製には、大きく分けてトップダウン法とボトムアップ法の二つが知られている。前者は、バルクの物質を壊したり或いは加工して、微細化していく方法であって、例えば、スパッタリング、エッチング、リソグラフィー等の手法によって実現されるものであり、また、後者は、原子や分子を物理的或いは化学的な方法で積み上げて、大きくしていく方法であって、原子や分子の堆積や自己組織化等の手法によって、実現されている。



ところで、それら従来の超微粒子に対する研究や開発は、主として、超微粒子の集合体に関するものであって、超微粒子単体としての性質や応用に関する研究は充分に為されているとは言えない。これは、上述した従来の超微粒子の製造方法にも起因しており、従来の製造方法では、超微粒子を粒子単体として得ることが困難であったためである。



また、超微粒子をデバイスや各種機能材料等に応用することが、一部で進められているが、従来の製造方法では、超微粒子を粒子単体として得ることが出来ても、その形成位置までは充分に制御することが出来ず、ましてやパターン化することは困難であって、これが、超微粒子の応用展開を妨げている。



このため、超微粒子の単体としての物性研究や応用等を容易とするために、超微粒子を単体として作製することを可能にすると共に、超微粒子の形成位置の制御等を実現することが求められている、そこで、それに応えるべく、本発明者等は、先に、下記特許文献1において、基板上に細孔を有するターゲット材を配置し、このターゲット材の細孔内壁に対して高エネルギービームを斜め方向から照射して、かかるターゲット材の構成原子又は構成分子を離脱させ、そして、この離脱させたターゲット材の構成原子又は構成分子を前記基板に付着させて、かかる基板上の前記ターゲット材の細孔に対応した位置に、超微粒子を形成することからなる超微粒子の製造方法を提案した。このような方法により、目的とする超微粒子を、その形成位置等を制御した上で、単体として得ることが出来、また各種操作、制御、応用展開が可能となったのである。



しかしながら、この本発明者等が先に提案せる方法にあっても、文字、図形、回路等のマイクロ・ナノパターン(超微細パターン)の形成には、未だ充分ではなく、そのため、超微粒子を利用した超微細配線、超微細デバイス、超微細機能材料等の超微細構造体を得ることは、著しく困難であった。




【特許文献1】特開平9-312261号公報

産業上の利用分野


本発明は、マイクロ・ナノパターン構造体及びその製造方法に係り、特に、超微粒子によって構成される連続的な超微細パターンを効果的に形成してなるマイクロ・ナノパターン構造体と、それを有利に製造する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に超微粒子によって構成される超微細パターンを形成して得られるマイクロ・ナノパターン構造体にして、かかる超微細パターンが、前記基板上に所定の空間を隔てて積層配置された、細隙乃至は細孔を有するターゲット材からなるマスクへの高エネルギービームの斜め照射によって離脱した、該マスクの構成原子又は構成分子からなる超微粒子によって、該マスクの裏面に対応する前記基板上に形成された膜状の接続部と、該マスクの細隙乃至は細孔に対応する該基板部分が前記高エネルギービームによって穿孔されて形成された微細な孔部とから構成されていることを特徴とするマイクロ・ナノパターン構造体。

【請求項2】
前記超微細パターンが、前記超微粒子の相互に連結された形態において、又は該超微粒子からなるマイクロ・ナノメートル膜の形態において形成されている請求項1に記載のマイクロ・ナノパターン構造体。

【請求項3】
所定の超微細パターンを与えるように配設された細隙乃至は細孔を有する、ターゲット材からなるマスクを、所定の空間を隔てて基板上に積層配置せしめた状態において、該マスクに対して高エネルギービームを斜め方向から照射することにより、該マスクの構成原子又は構成分子を離脱させ、そしてその離脱させた該マスクの構成原子又は構成分子を、該マスクと前記基板との間の空間に入り込ませて、該マスクの裏面に対応する該基板に付着させ、該マスクの裏面に対応したパターンの膜状の接続部を前記構成原子又は構成分子からなる超微粒子にて形成する一方、該マスクの前記細隙乃至は細孔に対応する前記基板部分においては、該マスクの前記細隙乃至は細孔に対応する前記基板部分を前記高エネルギービームによって穿孔せしめて、微細な孔部を形成することを特徴とするマイクロ・ナノパターン構造体の製造方法。

【請求項4】
前記超微細パターンが、前記超微粒子の相互に連結された形態において、又は該超微粒子からなるマイクロ・ナノメートル膜の形態において形成されている請求項3に記載のマイクロ・ナノパターン構造体の製造方法。

【請求項5】
前記マスクと前記基板とが、10nm~2μmの距離を隔てて、積層配置される請求項3又は請求項4に記載のマイクロ・ナノパターン構造体の製造方法。

【請求項6】
前記基板が、金属基板、非金属基板、半導体基板、化合物基板又は有機材料基板である請求項3乃至請求項5の何れかに記載のマイクロ・ナノパターン構造体の製造方法。

【請求項7】
前記高エネルギービームが、イオンビームである請求項3乃至請求項6の何れかに記載のマイクロ・ナノパターン構造体の製造方法。
産業区分
  • その他機械要素
  • 加工
  • 表面処理
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003403597thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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