JP2952575B2 - ダイヤモンド微細加工方法 - Google Patents
ダイヤモンド微細加工方法Info
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
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-
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- H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
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-
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- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
- H10W40/254—Diamond
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ダイヤモンドの加
工に関するものであって、特に微細なダイヤモンドを加
工するに適当にした、ダイヤモンドの微細加工方法に関
する。
工に関するものであって、特に微細なダイヤモンドを加
工するに適当にした、ダイヤモンドの微細加工方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来ダイヤモンドの加工方法は、レーザ
ーを利用する方法と、イオンビームを利用する方法を主
に使用した。まず、レーザーを利用する方法は、Ｋｒ
Ｆ、ＡｒＦ等のエキシマレーザーを利用する。これは５
０〜１００Ｈｚの周波数で動作し、１０μｍ厚さのダイ
ヤモンドに深いパターンを形成するか、孔を形成するに
使用する。すなわち、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレー
ザーを、適切な酸素雰囲気下で、ダイヤモンドフィルム
の表面に照射させて、部分的にＣクラスターを焼いて除
去する。イオンビームを利用する方法は、前記したレー
ザーの代わりにイオンビームを利用する方法である。
ーを利用する方法と、イオンビームを利用する方法を主
に使用した。まず、レーザーを利用する方法は、Ｋｒ
Ｆ、ＡｒＦ等のエキシマレーザーを利用する。これは５
０〜１００Ｈｚの周波数で動作し、１０μｍ厚さのダイ
ヤモンドに深いパターンを形成するか、孔を形成するに
使用する。すなわち、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレー
ザーを、適切な酸素雰囲気下で、ダイヤモンドフィルム
の表面に照射させて、部分的にＣクラスターを焼いて除
去する。イオンビームを利用する方法は、前記したレー
ザーの代わりにイオンビームを利用する方法である。
【０００３】ダイヤモンドフィルム上にフォーカスされ
たイオンビームを放射させて、不必要なダイヤモンドフ
ィルムを除去して、要望するパターンを形成する。すな
わち、チャンバー内において、Ｇａイオンをソースとす
るイオンビームの電位を加速させて、約２５ＫｅＶに固
定させる。次いで、ダイヤモンドフィルム中、除去しよ
うとする部分に、Ｇａイオンビームを一方向に放射し続
けて、要望するパターンを形成する。
たイオンビームを放射させて、不必要なダイヤモンドフ
ィルムを除去して、要望するパターンを形成する。すな
わち、チャンバー内において、Ｇａイオンをソースとす
るイオンビームの電位を加速させて、約２５ＫｅＶに固
定させる。次いで、ダイヤモンドフィルム中、除去しよ
うとする部分に、Ｇａイオンビームを一方向に放射し続
けて、要望するパターンを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
レーザーおよびイオンビームを利用する従来のダイヤモ
ンド加工方法は、下記のような問題点がある。第１は、
エキシマレーザーを利用する方法および、イオンビーム
を利用する方法は、両方共に高価な装備を利用しなけれ
ばならないので、コストが増加する。第２は、エキシマ
レーザーを利用する方法は、工程時間が多く、既存の半
導体工程との連関性がない。第３は、イオンビームを利
用する場合、イオンビームの放射は、スパッターリング
に依存するので、これによる付加的な損傷を誘発する。
本発明は、上記の問題点を解決するために案出したもの
であって、ダイヤモンドの微細パターン形成が容易な、
ダイヤモンドの微細加工方法を提供することを課題とす
る。
レーザーおよびイオンビームを利用する従来のダイヤモ
ンド加工方法は、下記のような問題点がある。第１は、
エキシマレーザーを利用する方法および、イオンビーム
を利用する方法は、両方共に高価な装備を利用しなけれ
ばならないので、コストが増加する。第２は、エキシマ
レーザーを利用する方法は、工程時間が多く、既存の半
導体工程との連関性がない。第３は、イオンビームを利
用する場合、イオンビームの放射は、スパッターリング
に依存するので、これによる付加的な損傷を誘発する。
本発明は、上記の問題点を解決するために案出したもの
であって、ダイヤモンドの微細パターン形成が容易な、
ダイヤモンドの微細加工方法を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、本発明のダイヤモンド微細加工方法は、基板上に
第１バッファ層を形成し、その第１バッファ層上に上記
の基板および第１バッファ層より、より大きい電荷転移
速度を有する第２バッファ層を形成し、上記第１、２バ
ッファ層を選択的に除去して、基板表面の所定部分を露
出させ、露出された基板表面と、残された第１、２バッ
ファ層の全面に、ダイヤモンドを堆積させ、上記第２バ
ッファ層と、その表面部に形成された副産物を除去する
ことを特徴とする。
めの、本発明のダイヤモンド微細加工方法は、基板上に
第１バッファ層を形成し、その第１バッファ層上に上記
の基板および第１バッファ層より、より大きい電荷転移
速度を有する第２バッファ層を形成し、上記第１、２バ
ッファ層を選択的に除去して、基板表面の所定部分を露
出させ、露出された基板表面と、残された第１、２バッ
ファ層の全面に、ダイヤモンドを堆積させ、上記第２バ
ッファ層と、その表面部に形成された副産物を除去する
ことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のダイヤモンド微細
加工方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１
の（ａ）ないし（ｃ）は、本発明のダイヤモンド微細加
工方法を示した工程断面図である。まず、図２の（ａ）
の図示のように、基板（２１）上に第１バッファ層（２
２）と、第２バッファ層（２３）を順次に形成する。こ
のとき、基板（２１）は半導体であるか、不良導体また
は特定の金属で形成する。第１バッファ層（２２）もま
た、半導体、不良導体、特定の金属のいずれか１つを使
用して形成する。ここにおいて、不良導体物質として
は、酸化物、窒化物、炭化物（ＳｉＣ）のいずれか１つ
を使用する。そして、特定の金属としては、Ａｕ、Ｗ、
Ｔａ、Ｔｉ等を使用する。
加工方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１
の（ａ）ないし（ｃ）は、本発明のダイヤモンド微細加
工方法を示した工程断面図である。まず、図２の（ａ）
の図示のように、基板（２１）上に第１バッファ層（２
２）と、第２バッファ層（２３）を順次に形成する。こ
のとき、基板（２１）は半導体であるか、不良導体また
は特定の金属で形成する。第１バッファ層（２２）もま
た、半導体、不良導体、特定の金属のいずれか１つを使
用して形成する。ここにおいて、不良導体物質として
は、酸化物、窒化物、炭化物（ＳｉＣ）のいずれか１つ
を使用する。そして、特定の金属としては、Ａｕ、Ｗ、
Ｔａ、Ｔｉ等を使用する。
【０００７】本発明の実施形態においては、基板（２
１）を半導体にし、第１バッファ層（２２）は、不良導
体にし、第２バッファ層（２３）は、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｎｉ等の金属を使用する。このとき、第２バ
ッファ層（２３）は、選択成長を満足させないので、ス
パッターリング方式で形成する。次いで、図１（ｂ）の
ように、第２バッファ層（２３）の上に、感光膜（図面
に図示されていない）を塗布した後、ダイヤモンドを結
晶成長させようとする部分をパターニングする。パター
ニングされた感光膜をマスクとして利用して、第２バッ
ファ層（２３）と第１バッファ層（２２）を順次にエッ
チングする。
１）を半導体にし、第１バッファ層（２２）は、不良導
体にし、第２バッファ層（２３）は、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｎｉ等の金属を使用する。このとき、第２バ
ッファ層（２３）は、選択成長を満足させないので、ス
パッターリング方式で形成する。次いで、図１（ｂ）の
ように、第２バッファ層（２３）の上に、感光膜（図面
に図示されていない）を塗布した後、ダイヤモンドを結
晶成長させようとする部分をパターニングする。パター
ニングされた感光膜をマスクとして利用して、第２バッ
ファ層（２３）と第１バッファ層（２２）を順次にエッ
チングする。
【０００８】このとき、第２バッファ層（２３）は、Ｂ
Ｃｌ3、ＣＣｌ4、Ｃｌ2、ＣＣｅＦ3、ＣＦ4、ＣＢＣ
Ｆ3、ＳＦ6 等のハロゲンガスを含有したエチャントを
使用してエッチングする。そして、第１バッファ層（２
２）は、ＣＦ4／Ｈ2、ＣＨＦ3 、Ｃ2Ｆ6等をエチャント
を使用してエッチングする。第１バッファ層（２２）を
エッチングする時は、基板（２１）との密着性を高める
ために、基板（２１）が充分に現れるように、オーバー
エッチングする。
Ｃｌ3、ＣＣｌ4、Ｃｌ2、ＣＣｅＦ3、ＣＦ4、ＣＢＣ
Ｆ3、ＳＦ6 等のハロゲンガスを含有したエチャントを
使用してエッチングする。そして、第１バッファ層（２
２）は、ＣＦ4／Ｈ2、ＣＨＦ3 、Ｃ2Ｆ6等をエチャント
を使用してエッチングする。第１バッファ層（２２）を
エッチングする時は、基板（２１）との密着性を高める
ために、基板（２１）が充分に現れるように、オーバー
エッチングする。
【０００９】次いで、全面にＣＶＤ（気相成長法）ダイ
ヤモンドを堆積させる。この時、基板（２１）および第
１バッファ層（２２）と接触した部分では、ダイヤモン
ド結晶（２４）が成長するが、第２バッファ層（２３）
の表面においては、ダイヤモンドはすす状態（２４ａ）
に成長する。ダイヤモンドは、電荷転移速度が大きい特
定の金属（例えば、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ等）
上においては、すす状態に成長し、その他の金属（例え
ば、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等）と半導体および不良導体
の表面においては、結晶成長をするためである。一方、
ＣＶＤダイヤモンドの堆積時には、温度を８００℃以下
に維持しなければならず、堆積時に使用されるガスは、
０．１〜４％のＣＨ4 と０〜０．５％Ｏ2その他Ｈ2で組
成されたガスを利用する。
ヤモンドを堆積させる。この時、基板（２１）および第
１バッファ層（２２）と接触した部分では、ダイヤモン
ド結晶（２４）が成長するが、第２バッファ層（２３）
の表面においては、ダイヤモンドはすす状態（２４ａ）
に成長する。ダイヤモンドは、電荷転移速度が大きい特
定の金属（例えば、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ等）
上においては、すす状態に成長し、その他の金属（例え
ば、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等）と半導体および不良導体
の表面においては、結晶成長をするためである。一方、
ＣＶＤダイヤモンドの堆積時には、温度を８００℃以下
に維持しなければならず、堆積時に使用されるガスは、
０．１〜４％のＣＨ4 と０〜０．５％Ｏ2その他Ｈ2で組
成されたガスを利用する。
【００１０】次いで、図１の（ｃ）のように、第２バッ
ファ層（２３）の上部のダイヤモンドすす（２４）と、
第２バッファ層（２３）を順次に除去する。この時、第
２バッファ層（２３）の上部のダイヤモンドすす（２４
ａ）は、相互間の結合力が弱いので、洗浄によって容易
に除去される。
ファ層（２３）の上部のダイヤモンドすす（２４）と、
第２バッファ層（２３）を順次に除去する。この時、第
２バッファ層（２３）の上部のダイヤモンドすす（２４
ａ）は、相互間の結合力が弱いので、洗浄によって容易
に除去される。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のダイヤモ
ンド微細加工方法は、下記のような効果がある。第１
は、微細ダイヤモンドパターン形成が容易である。第２
は、高価な装備が必要のなく、工程時間を短縮させる。
ンド微細加工方法は、下記のような効果がある。第１
は、微細ダイヤモンドパターン形成が容易である。第２
は、高価な装備が必要のなく、工程時間を短縮させる。
【図１】 本発明のダイヤモンド微細加工方法を示した
工程断面図
工程断面図
２１： 基板 ２２： 第１バッファ層 ２３： 第２バッファ層 ２４： ダイヤモンド結晶 ２４ａ： ダイヤモンドすす
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−24775（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29378（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−132254（ＪＰ，Ａ) 米国特許5366923（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 28/00 - 35/00 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に第１バッファ層を形成するステ
ップと、 上記第１バッファ層上に、上記基板および第１バッファ
層より、より大きい電荷転移速度を有する第２バッファ
層を形成するステップと、 上記第１、２バッファ層を選択的に除去して、基板表面
を選択的に露出させるステップと、 露出された基板表面と、残された第１、２バッファ層の
全面にダイヤモンドを堆積させるステップと、 上記第２バッファ層と、その表面部に形成された副産物
を除去するステップとを有することを特徴とするダイヤ
モンド微細加工方法。 - 【請求項２】 基板物質は、半導体、不良導体、金属の
いずれか１つである請求項１記載のダイヤモンド微細加
工方法。 - 【請求項３】 第１バッファ層は、半導体、不良導体、
金属のいずれか１つである請求項１記載のダイヤモンド
微細加工方法。 - 【請求項４】 第２バッファ層は、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｒｈ、Ｎｉのいずれか１つで形成される請求項１記載の
ダイヤモンド微細加工方法。 - 【請求項５】 ダイヤモンドの堆積は、気相成長法を利
用する請求項１記載のダイヤモンド微細加工方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960011068A KR0151165B1 (ko) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 다이아몬드 미세가공 방법 |
| KR11068/1996 | 1996-04-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278588A JPH09278588A (ja) | 1997-10-28 |
| JP2952575B2 true JP2952575B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=19455624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8316869A Expired - Lifetime JP2952575B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-11-14 | ダイヤモンド微細加工方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5785871A (ja) |
| JP (1) | JP2952575B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151165B1 (ja) |
| DE (1) | DE19649409B4 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI462799B (zh) * | 2011-10-11 | 2014-12-01 | Shinhan Diamond Ind Co Ltd | 化學機械研磨墊調節器及其製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100519798B1 (ko) | 2003-12-11 | 2005-10-10 | 삼성전자주식회사 | 향상된 생산성을 갖는 박막 형성 방법 |
| JP5099027B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2012-12-12 | 三菱マテリアル株式会社 | ダイヤモンド膜の選択的形成方法及びｃｍｐパッドコンディショナー |
| JP5099026B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2012-12-12 | 三菱マテリアル株式会社 | ダイヤモンド膜の選択的形成方法及びｃｍｐパッドコンディショナー |
| DE102015200692B4 (de) | 2015-01-19 | 2018-10-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Epitaktische Diamantschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| KR102757670B1 (ko) * | 2022-06-07 | 2025-01-21 | 한국공학대학교산학협력단 | 다이아몬드가 성장된 ｓｏｉ 템플레이트 및 단결정 다이아몬드 제조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5366923A (en) | 1992-05-15 | 1994-11-22 | International Business Machines Corporation | Bonded wafer structure having a buried insulation layer |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2228745B (en) * | 1989-01-10 | 1993-09-08 | Kobe Steel Ltd | Process for the selective deposition of thin diamond film by gas phase synthesis |
| US5075764A (en) * | 1989-06-22 | 1991-12-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Diamond electric device and manufacturing method for the same |
| CA2072326A1 (en) * | 1991-08-08 | 1993-02-09 | Charles D. Iacovangelo | Method for selective cvd diamond deposition |
| US5236545A (en) * | 1992-10-05 | 1993-08-17 | The Board Of Governors Of Wayne State University | Method for heteroepitaxial diamond film development |
| JP3104433B2 (ja) * | 1992-10-16 | 2000-10-30 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンドのエッチング方法 |
| US5298286A (en) * | 1992-11-09 | 1994-03-29 | North Carolina State University | Method for fabricating diamond films on nondiamond substrates and related structures |
| EP0613963A1 (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-07 | General Electric Company | Production of crack-free CVD diamond articles |
| US5413668A (en) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Ford Motor Company | Method for making mechanical and micro-electromechanical devices |
-
1996
- 1996-04-12 KR KR1019960011068A patent/KR0151165B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-27 US US08/703,774 patent/US5785871A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-14 JP JP8316869A patent/JP2952575B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-28 DE DE19649409A patent/DE19649409B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5366923A (en) | 1992-05-15 | 1994-11-22 | International Business Machines Corporation | Bonded wafer structure having a buried insulation layer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI462799B (zh) * | 2011-10-11 | 2014-12-01 | Shinhan Diamond Ind Co Ltd | 化學機械研磨墊調節器及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19649409B4 (de) | 2005-10-13 |
| DE19649409A1 (de) | 1997-10-16 |
| JPH09278588A (ja) | 1997-10-28 |
| US5785871A (en) | 1998-07-28 |
| KR970069948A (ko) | 1997-11-07 |
| KR0151165B1 (ko) | 1998-10-15 |
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