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微細素子の形成方法及びその装置

国内特許コード P010000017
整理番号 U1998P008
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平10-227926
公開番号 特開2000-058453
登録番号 特許第3018172号
出願日 平成10年8月12日(1998.8.12)
公開日 平成12年2月25日(2000.2.25)
登録日 平成12年1月7日(2000.1.7)
発明者
  • 縄手 雅彦
出願人
  • 学校法人島根大学
発明の名称 微細素子の形成方法及びその装置
発明の概要 微細素子の形成方法及びその形成装置において、特に、磁性金属からなる微細素子の形成に有効に用いることのできる微細素子の形成方法及びその装置に関する発明である。基板に対向させて直径1nm~10μm の円形状又は1nm~10μm 角の矩形状のピンホールを有するマスクを配置し、マスクを介して基板上に素子を構成する物質を堆積させることにより、基板上に微細素子を形成することを特徴とする方法。及び、基板と、この基板に対向して配置されている直径1nm~10μm の円形状又は1nm~10μm 角の矩形状のピンホールを有するマスクと、基板若しくはマスクを、マスク若しくは基板に対して水平にステップ移動させるための基板駆動手段及びマスク駆動手段の少なくとも一方とを具えることを特徴とする、微細素子形成装置である。
電子線リソグラフィなどの複雑かつ高価な装置を必要とせず、簡易な装置で10nm~2μm程度の微細素子を形成することができるとともに、マスクの停止時間及び成膜時間を調節することにより、微細素子の形成速度及び厚さを任意に調節することができ、廉価かつ簡易に微細素子の形成が可能となるとともに、薄膜ヘッドなどの厚さを必要とするデバイスにも容易に適用することができる。
従来技術、競合技術の概要 微細素子の形成技術は、半導体の分野において広く開発されている。代表的な微細素子の形成方法としては、蒸着法やCVD法などで約0.1~2μm 厚の薄膜を基板上に形成した後、電子線や光リソグラフィ及びエッチングの技術を組み合わせて薄膜の一定箇所を除去して、所望形状の微細素子を形成する、電子線描画法である。一方、磁性材料の分野においても磁気構造を微細化して分解能を高めるために各種の研究がなされている。具体的には、電子線描画法の他に、マイクロリソグラフィ法、リフトオフ法、及びアルゴンイオンミリング法などがある。しかし、電子線描画法については、プラズマCVD装置や電子線リソグラフィ装置、さらには集束イオンビームなどの複雑かつ高価な装置が必要となるばかりでなく、クリーンルームやマスクアライナーなどの大掛かりな設備が必要となる。マイクロリソグラフィ法は、被加工材料の表面に塗布したレジスト膜などに直接微細図形を形成するものであるため、実際の生産に適用することはできないという問題がある。また、リフトオフ法においても、深い加工を行うことができないため、薄膜ヘッドや微小インダクタ、マイクロ磁気デバイスなどのように厚さを必要とするデバイスに適用することはできない。さらに、アルゴンイオンミリング法は、化学的作用がないためレジスト物質あるいはマスク物質と加工対象物質のスパッタレート以上の加工速度を得ることができない、加工後の断面形状が台形状となり微細素子を形成することが困難であるという問題があった。
産業上の利用分野 微細素子の形成方法及びその形成装置、特に、磁性金属からなる微細素子の形成に有効に用いることのできる微細素子の形成方法及びその装置
特許請求の範囲 【請求項1】 基板に対向させて直径1nm~10μmの円形状、又は1nm~10μm角の矩形状のピンホールを有するマスクを配置し、前記マスクを介して前記基板上に素子を構成する物質を堆積させることにより、前記基板上に微細素子を形成することを特徴とする、微細素子の形成方法。

【請求項2】 前記ピンホールを有するマスクは、所定の穴が形成された複数のマスクを、各々の前記穴の端部が重なるようにして組み合せることにより形成することを特徴とする、請求項1に記載の微細素子の形成方法。

【請求項3】 前記ピンホールを有するマスクは、透過型電子顕微鏡において観察視野を制限するための制限観視絞りであることを特徴とする、請求項1に記載の微細素子の形成方法。

【請求項4】 前記マスクのピンホールは、集束イオンビームを用いて形成することを特徴とする、請求項1に記載の微細素子の形成方法。

【請求項5】 前記基板若しくは前記マスクを0.1~50nmの範囲で、前記マスク若しくは前記基板に対して平行にステップ移動させて、複数の微細素子を連続的に形成することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一に記載の微細素子の形成方法。

【請求項6】 前記基板若しくは前記マスクの移動は、機械的駆動手段及びピエゾ素子駆動手段を用いて行うことを特徴とする、請求項5に記載の微細素子の形成方法。

【請求項7】 前記微細素子の大きさは、直径10nm~2μm又は10nm~2μm角の大きさを有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか一に記載の微細素子の形成方法。

【請求項8】 前記微細素子は磁性金属素子であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一に記載の微細素子の形成方法。

【請求項9】 基板と、この基板に対向して配置されている直径1nm~10μmの円形状又は1nm~10μm 角の矩形状のピンホールを有するマスクと、前記基板若しくは前記マスクを、前記マスク若しくは前記基板に対して水平にステップ移動させるための基板駆動手段及びマスク駆動手段の少なくとも一方とを具えることを特徴とする、微細素子形成装置。

【請求項10】 前記基板駆動手段及び前記マスク駆動手段は、前記基板若しくは前記マスクを、前記マスク若しくは前記基板に対して垂直にステップ移動させることを特徴とする、請求項9に記載の微細素子形成装置。

【請求項11】 前記基板駆動手段及び前記マスク駆動手段は、機械的駆動手段及びピエゾ素子駆動手段からなることを特徴とする、請求項9又は10に記載の微細素子形成装置。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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