(57)【要約】  物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、及び圧力を除去して、前記物体における１又は２以上の領域の相を変性すること、を含み、前記変性された１又は２以上の領域は、予め定められたパターンを表す予め定められた形状をそれぞれ有している、パターニング処理方法である。この方法は、フォトレジスト又は従来の光学又は電子ビームリソグラフィーを使用せずに、物体中にナノスケールのパターンを形成するために使用できる。従って、これらの技術の制限を避けうる。例えば、アモルファス又は結晶シリコン表面層を有する半導体ウエハは、ダイ又はナノ圧子を用いてパターニングされる。次いで、電気的、光学的、又は機械的装置における要素として使用される。
2008543093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、及び圧力を除去して、前記物体における１又は２以上の領域の相を変性すること、を含み、
前記変性された１又は２以上の領域は、予め定められたパターンを表す予め定められた形状をそれぞれ有している、パターニング処理方法。
【請求項２】
前記１又は２以上の予め定められた形状を表すパターンデータを受けることを含み、
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記パターンデータに基づいて行われる、請求項１に記載のパターニング処理方法。
【請求項３】
少なくとも１つの前記１又は２以上の予め定められた形状は、拡張された形状である、請求項１又は２に記載のパターニング処理方法。
【請求項４】
前記圧力は、前記表面に実質的に垂直な方向において前記物体の表面に印加される、請求項１から３のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項５】
前記圧力は、前記圧力の印加及び除去のステップの間に、前記圧力印加器及び前記物体の間に実質的な相対移動のないように、前記物体をスタンピングすることによって印加されそして除去される、請求項１から４のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項６】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記１又は２以上の領域の変性を制御するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項７】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記１又は２以上の領域の変性された最終相を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項８】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記１又は２以上の領域の変性された複数の最終相を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項９】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記変性された１又は２以上の領域の形状を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１０】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記変性された１又は２以上の領域の横方向の範囲を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１１】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記変性された１又は２以上の領域の厚さを決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１２】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物質の前記１又は２以上の領域の変性を制御するために、前記圧力の除去率を制御することを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１３】
前記相は第１相を含み、
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記第１相を第２相及び第３相に変性するために、そして、前記第２相及び前記第３相の各々の空間分布を決定するために、前記圧力の印加及び除去を制御することを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１４】
前記圧力の印加及び除去のステップは、最大印加圧力を選択すること、及び、前記圧力の１又は２以上の除去率を制御することを含む、請求項１３に記載のパターニング処理方法。
【請求項１５】
前記制御することは、第１相の１又は２以上の第１領域を第２相に変性するために、前記圧力の一部を第１除去率で除去すること、及び、１又は２以上の第２領域を第３相に変性するために、前記圧力の少なくとも更に一部を第２除去率で除去すること、を含む、請求項１２に記載のパターニング処理方法。
【請求項１６】
前記圧力は、前記物質への前記圧力を印加するための１又は２以上の突出部を含む圧力印加器によって、前記物質に印加される、請求項１から１５のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１７】
前記１又は２以上の突出部は、１又は２以上の拡張された突出部を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項１８】
前記１又は２以上の突出部は、１又は２以上の実質的に点状の突出部を含む、請求項１６又は１７に記載のパターニング処理方法。
【請求項１９】
前記圧力印加器は、１又は２以上の、ダイ、スタイラス、及び圧子端部を含む、請求項１６から１８のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項２０】
前記圧力印加器は、前記物体に前記圧力を印加するための１又は２以上の突出部を有する少なくとも１つのダイを含み、
前記処理方法は、前記１又は２以上の予め定められた形状を表すパターンデータに基づいて前記１又は２以上の突出部を形成することを更に含む、請求項１６から１９のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項２１】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記１又は２以上の領域のそれぞれを連続的にスタンピングして、前記領域の相を変性することを含む、請求項１から２０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項２２】
前記連続的なスタンピングステップの各々は、圧力印加器によって行われ、
前記処理方法は、連続的なスタンピングステップ間における前記圧力を前記物体の対応する位置に移すことを含む、請求項２１に記載のパターニング処理方法。
【請求項２３】
前記圧力の印加及び除去のステップは、圧力印加器から複数の位置に連続的に移すこと、及び、前記物体における１又は２以上の対応する領域に連続的に圧力を印加及び除去して、前記物体における前記１又は２以上の相を変性することを含む、請求項１から２２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項２４】
圧力の印加及び除去の連続的なステップは、前記物体における重畳領域を変性して、
前記重畳領域は、拡張された変性領域を形成する、請求項２３に記載のパターニング処理方法。
【請求項２５】
前記１又は２以上の変性領域は、電気的、機械的、及び／又は光学的装置、太陽電池、又はディスプレイ装置における、少なくとも１つの部材を画定している、請求項１から２４のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの要素は、前記物体における前記１又は２以上の領域を含む、請求項２５に記載のパターニング処理方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの要素は、前記圧力が印加されていない前記物体における１又は２以上の領域からなる、請求項２５に記載のパターニング処理方法。
【請求項２８】
前記相の変性は、前記物体における少なくとも１つの性質を変えて、前記変えられた少なくとも１つの性質が、装置における少なくとも１つの部材の機能を決定する、請求項２５に記載のパターニング処理方法。
【請求項２９】
前記変えられた少なくとも１つの性質は、電気伝導率、電子移動度、エッチング抵抗、温度特性、ヤング率、屈折率、及び表面音響波速度のうち、少なくとも１つを含む、請求項２５に記載のパターニング処理方法。
【請求項３０】
前記圧力の印加及び除去は、その後の減法処理の間の前記１又は２以上の領域の除去率を変える、請求項１から２９のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項３１】
前記処理方法は、前記１又は２以上の領域が選択的に除去又は保持されるように、前記基材に前記減法処理を適用することを含む、請求項３０に記載のパターニング処理方法。
【請求項３２】
前記減法処理は、湿式又は乾式エッチング処理、スパッタリング処理、又は研磨処理を含む、請求項３０又は３１に記載のパターニング処理方法。
【請求項３３】
前記物体は、前記物体における緩和アモルファス相を含み、
前記物体の１又は２以上の領域は、結晶相に変性される、請求項１から３２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項３４】
前記物体は、前記物体における少なくとも１つの結晶相を含み、
前記物体の１又は２以上の領域は、アモルファス相に変性される、請求項１から３２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項３５】
前記処理方法は、前記変性された領域を他の相に更に変性するために、前記物体を加熱することを含む、請求項１から３４のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項３６】
前記変性領域は、Si-III／Si-XIIを含み、
前記処理方法は、前記変性領域をSi-I相に更に変性するために、前記物体を加熱することを含む、請求項３５に記載のパターニング処理方法。
【請求項３７】
前記物体は、半導体を含む、請求項１から３６のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項３８】
前記半導体は、シリコンである、請求項３７に記載のパターニング処理方法。
【請求項３９】
前記減法処理は、異方性エッチング処理を含み、
前記１又は２以上の変性領域における選択除去又は保持は、前記異方性エッチング処理に対するエッチングマスクを画定するものである、請求項３０から３２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４０】
前記処理方法は、前記異方性エッチング処理による前記物体におけるマスクされたエッチングを含んで、太陽電池における対応する表面からの太陽光の反射を低減する、請求項３９に記載のパターニング処理方法。
【請求項４１】
前記圧力の印加及び除去は、前記基材の表面における実質的に永久的な変形をもたらして、前記基材からの太陽光の反射を低減するものである、請求項１から４０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４２】
前記１又は２以上の変性領域は、電子機器における１又は２以上の導電及び／又は絶縁領域を画定する、請求項１から４１のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４３】
前記圧力の印加及び除去のステップは、薄膜の半導体における１又は２以上の領域に圧力を印加すること及び前記領域から圧力を除去して、前記薄膜における１又は２以上の領域の相を変性することを含む、請求項１から４２のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４４】
前記薄膜は、可撓性基材に取付けられる、請求項４３に記載のパターニング処理方法。
【請求項４５】
前記１又は２以上の変性領域は、１又は２以上の太陽電池における電気的導電領域を画定する、請求項１から４４のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４６】
前記１又は２以上の変性領域は、各々のトランジスタにおける１又は２以上のチャネルを画定する、請求項１から４５のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４７】
前記１又は２以上のトランジスタは、ディスプレイ装置における１又は２以上の薄膜トランジスタを含む、請求項４６に記載のパターニング処理方法。
【請求項４８】
前記物体における１つの表面の実質的な全部が、少なくとも１つの第１相から少なくとも１つの第２相に、実質的に変性されている、請求項１から４７のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項４９】
前記物体は、基材に取付けられた層の形態であり、
前記変性された１又は２以上の領域は、前記層を通って実質的に延在している、請求項１から４８のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項５０】
前記物体における前記層の実質的な全部が、少なくとも１つの第１相から少なくとも１つの第２相に、実質的に変性されている、請求項４９に記載のパターニング処理方法。
【請求項５１】
前記物体における前記１又は２以上の領域は、少なくとも１つの結晶相からアモルファス相に、実質的に変性されている、請求項１から５０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項５２】
前記物体における前記１又は２以上の領域は、少なくとも１つのアモルファス相から結晶相に、実質的に変性されている、請求項１から５０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項５３】
前記１又は２以上の領域は、少なくとも１つの第１結晶相から少なくとも１つの第２結晶相に実質的に変性されている、請求項１から５０のいずれか１項に記載のパターニング処理方法。
【請求項５４】
請求項１から５３のいずれか１項に記載のステップを実行するための部材を有するパターニングシステム。
【請求項５５】
請求項１から５３のいずれか１項に記載のステップを実行することによって形成されるパターニングされた物体。
【請求項５６】
請求項１から５３のいずれか１項に記載のステップを実行することによって形成される部材を有する装置又は太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体のウエハのような物体又は基板にパターンを転写する標準リソグラフィー処理方法に代わるものとして使用されうるパターニング又はリソグラフィー処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクスにおける急速な進歩は、しばしばムーアの法則によって表現される。この法則は、集積回路当たりのトランジスタの数が数年で倍加し続けることを予測している。この倍加には、各連続した世代における集積回路とともに各々のトランジスタの物理的寸法が減少することを必要とする。しかしながら、この収縮の達成の難しさは、複雑化の指数的な増大のためムーアの法則に追従し続けることを経済的に実現し得ない地点に向けて、劇的に増大しており、そして、集積回路の新たな世代の開発に必要とされる時間も、劇的に増大している。他方で、より小さい及び／又はより速い電気的、光学的、及び／又は他の型の装置に対する巨大な需要は、いくつかの場合においてこのような高い開発コストを正当化しうる。さらに、より小さい装置の開発における挑戦も、特にこのような装置の特徴的な寸法がナノメートルスケールに入っているように、相当なものである。
【０００３】
特に、装置及び回路機能の横方向寸法を定めることによって集積回路又は他の型のチップの層をパターニングするために使用されるリソグラフィー処理方法は、http://www.itrs.net/Common/2004Update/2004 07 Lithography.pdfで利用可能な、２００４年に更新された、International Technology Roadmap for Semiconductorsに記述されているように、より困難な課題に直面している。これらの横方向寸法を定めるために使用される処理方法は、当業界において一般的にパターニング又は（伝統的な印刷処理方法との類推によって）リソグラフィー処理方法と呼ばれている。故に、パターニング又はリソグラフィー処理方法は、基材（典型的には半導体ウエハ）の表面上に任意の形状の１又は２以上の２次元領域における所望の配置又はレイアウトを構築するものとして一般的に理解される。この基材は、１又は２以上の変性及び／又は堆積された層を含むように既に部分的に処理されていてもよい。典型的には、‘パターニングされた’基材は、それから、変性又は堆積された領域における対応するパターンを提供するように更に処理される。例えば、他の物体の層がこれらの１又は２以上の領域のみに亘って、又はこれらの補完部（すなわちこれらの領域を除く全て）に亘って選択的に堆積されてもよく、又は、これらの領域又はこれらの補完部を変性するようにしてもよい。所望のパターンは、物体に‘転写’されると言われ、そして、パターニングされた表面は、パターンを再現すると考えられうる。加えて、‘パターン’の語は、１つの領域のみが規定される状態を含むものとして理解すべきであり、そして、パターン又は各領域は、何らの対称性、規則性又は反復性も必要としないものとして理解すべきである。分解能向上技術、マスク無しの、浸漬、極紫外線、電子ビーム投影、及び近接電子線リソグラフィー処理及びシステムにおいてなされた近年の進歩にもかかわらず、近未来におけるリソグラフィーの多くの要件は、既知の製造可能な解決策を有していない。それ故、パターニング又はリソグラフィー処理又はさもなければ物体において１又は２以上のパターニングされた領域を製造することに対する新しい技術の必要性が存在している。
【０００４】
加えて、リソグラフィー又は他のパターニング処理が必要とされるが、主要な焦点は、小型の形状よりもむしろ低コスト及び／又は大領域のパターニング処理にあるような様々な他の超小型電子及び光電子の用途が存在している。このような用途の例は、平面パネルディスプレイ（ＦＤＰｓ）、光電池装置、ハイブリッド回路、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、集積共通回路、微小電気モジュール、無線ＩＣ（ＲＦＩＤ）タグ、ＴＶスクリーンを含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に対する薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）を含む。これらの用途の多くが、パターニングシリコン又は他の半導体材料を含む一方で、可撓性である有機又はプラスチック材料に基づくより多くの用途が存在している。このような場合において、材料のパターニングは、例えば、ミクロ接触プリンティング、微細転写パターニング、液体エンボス加工、又は光リソグラフィー技術を介して達成されうるが、中程度に高い解像度で大領域のパターニングを許容するという特性を伴う。しかしながら、コスト効率、再現性、横方向解像度、及び特徴の規定に関する多くの課題がこれらの領域において存在している。すなわち、基材における所望のパターニングを達成するために必要とされる処理ステップの数及び関連する高コストの資本設備の数の減少に加えて、大領域のパターニングに対する縫い目（ステッチング）の誤差の減少、延長使用に亘って実質的に劣化しないマスターダイ及び‘スタンプ’の製作、シリコンの処理に適合しない可能性のある基材材料との連動の必要性、である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故、上記の問題点の一つ以上を軽減するか、又は少なくとも役立つ変形例を提供するパターニング処理方法を提供することが、要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、物体における１又は２以上の領域の層を変性するために、前記物体の１又は２以上の領域に圧力を印加すること、及び圧力を除去すること、を含み、前記変性された１又は２以上の領域（１又は２以上の変性領域）は、予め定められたパターンを表すそれぞれの予め定められた形状を有する、パターニング処理方法が提供される。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態は、選択領域において１又は２以上のアモルファス及び／又は結晶相が得られうる物体において、選択された領域に、圧力誘起相変化を生成するために使用されうる。これらの選択領域は、物体における１又は２以上の周囲の変性されていない領域（非変性領域）に対して、電気的、熱的、機械的、光学的、化学的、材料除去に関する、そして他の、異なる性質を示す。
【０００８】
一実施の形態において、物体はシリコンであり、そして、処理方法は、これらの相の選択湿式化学エッチングによる、シリコンにおける１又は２以上の異なる相の選択除去を含む。除去される相は、変性された１又は２以上の領域でもよいし、又は、変性されていない１又は２以上の領域であってもよい。この実施の形態において、シリコンへのパターンを転写するための標準的な光学リソグラフィー処理方法によって必要とされる多くのステップが除去される。
【０００９】
物体における変性された領域は、特に半導体及びシリコンでありうるが、変性されていない物体に対して、非限定的であるが電気伝導率、屈折率、表面音響波速度、ヤング率等といった、異なる電気的及び他の性質をも示し、そして、１又は２以上のこれらの変化した特性は、所望の能動又は受動素子の機能に直結しうる。このような装置の機能性の実現には、変性又は非変性の領域の除去を必要としうるが、これは場合によっては必須ではない。
【００１０】
本発明の一実施の形態において、物体における１又は２以上の領域における圧力誘起相変化を引き起こす手段が提供されている。少なくとも１つの変性される領域の形状は、所望の３次元形状を有する変性された領域を生成するために、２次元のｘ−ｙ平面において制御されるだけでなく、第三の、直交するｚ次元においても制御される。これは、圧力印加器の形状を考慮に入れた、アプリケーションの制御及び／又は圧力の解放によって達成される。変性された領域の形状は、例えば球形、多面体等といった、比較的複雑であってもよい。
【００１１】
本発明は、上記の処理方法の任意のステップを実行するための部材を有するシステムをも提供する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態は、添付図面を参照して、例示目的のみで以下に記述される。
【００１３】
図１は、本発明の好ましい実施の形態に従って圧力の印加及び除去によって得られうるシリコンの様々な相を示す状態線図である。
【００１４】
図２及び図３は、緩和アモルファスシリコンの薄い表面層を有する結晶シリコンウエハのそれぞれ概略平面図及び側面図である。
【００１５】
図４及び図５は、本発明の好ましい実施の形態に従って物体の対応する領域から圧力を印加及び除去するための隆起した表面外形又は突出部を含むスタンピング（プレス）ツール又はダイのそれぞれ概略平面図及び側面図である。
【００１６】
図６及び図７は、物体への圧力の印加の前に、図２及び図３のシリコン基材の部分へのダイの印加をそれぞれ示す、概略側面図及び平面図である。
【００１７】
図８及び図９は、ダイ上の突出部による物体への圧力の印加から生じる表面層に対応する領域における相変性をそれぞれ示す、概略側面図及び平面図である。
【００１８】
図１０及び図１１は、これらの変性領域への圧力の制御された除去から生じる変性領域における相のさらなる変化をそれぞれ示す、概略側面図及び平面図である。
【００１９】
図１２は、表面層における変性領域のアニーリングから生じるさらなる相変化を示す概略断面側面図である。
【００２０】
図１３は、湿式エッチングによる表面層の変性されていない領域の除去後のウエハの概略断面側面図である。
【００２１】
図１４は、パターニング処理方法の好ましい実施の形態におけるフロー線図である。
【００２２】
図１５は、Si-I基材の対応する領域への球形圧子（インデンタ）によって印加される圧力の緩やかな除去によって形成される、結晶Si-I基材上におけるアモルファスシリコン島のアレイ（配列）を示しているＡＦＭ画像である。
【００２３】
図１６は、各島が約４５０ｎｍの高さであって約２５μｍの幅であることを示す、図１５に示されるアモルファス島の列を横断するＡＦＭライン走査のグラフである。
【００２４】
図１７は、Si-I基材の対応する領域への球面圧子によって印加された圧力の急速な除去によって形成された、結晶Si-I基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【００２５】
図１８は、各島が約８００ｎｍの高さであって約２５μｍの幅であることを示す、図１７に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【００２６】
図１９は、緩和されたSi-I（緩和Si-I）基材の対応する領域への球面圧子によって印加された圧力の緩やかな除去によって形成された、結晶Ｓｉ基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【００２７】
図２０は、各島が約３００ｎｍの高さであって約３μｍの幅であることを示す、図１９に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【００２８】
図２１は、緩和されたa-Si（緩和a-Si）の対応する領域への球形圧子によって印加される圧力の緩やかな除去によって形成される開口又は凹部のアレイを示すＡＦＭ画像である。
【００２９】
図２２は、各凹部が約１２０ｎｍの深さであって約２５μｍの幅であることを示す、図２１に示される凹部の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【００３０】
図２３は、Si-I基材の対応する領域へのベルコビッチ(Berkovich)圧子によって印加された圧力の急速な除去によって形成される任意のアモルファスシリコン島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【００３１】
図２４は、各島が約６０ｎｍの高さであって約１μｍの幅であることを示す、図２３に示される一連のアモルファス島を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【００３２】
図２５は、Si-I基材の対応する領域へのベルコビッチ圧子によって印加された圧力の緩やかな除去によって形成された、結晶Si-I基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【００３３】
図２６は、各島が約５０ｎｍの高さであって約１μｍの幅であることを示す、図２５に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【００３４】
図２７は、変性されていない結晶シリコンを優先的にエッチングするためのエッチングに続いて、重畳領域の直線のアレイから圧力を印加してそして急速に除去することによって形成される延在された線形又は線の外形のＡＦＭ画像である。
【００３５】
図２８は、約２５０ｎｍの高さ及びほぼ２μｍの幅であることを示す、アモルファスシリコンのラインを横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
結晶質のダイヤモンド立方体シリコン（超小形電子装置の製造のためにウエハ形態で製造される‘共通の’シリコン相であって、Si-Iとも呼ばれる）は、機械的変形の間に連続した相変性を受ける。J.Z.Hu,L.D.Merkle,C.S.Menoni及びI.L.Spainの、Phys.Rev.B 34,4679(1986)に記述されているように、高圧ダイヤモンドアンビル実験によって、ダイヤモンド立方体Si-Iは、〜１１ＧＰａの圧力で、金属的なβ-Sn相(Si-IIとも呼ばれる）への相変性を受けるということ、そして、Si-IIが〜２ＧＰａ下の圧力で不安定であるので、Si-IIが圧力解放の間に更なる変性を受けるということが示されている。
【００３７】
これらの相変性は、圧入（インデント）と呼ばれる処理方法の間に生じることも観察されている。極硬の圧子端部は、力の印加を増大すること（負荷（ローディング）又は印加相又は圧入処理方法のステップと呼ばれる）によって材料の表面中に圧入され、この力は、次いで減少され（除荷（アンローディング）又は解放相又は圧入処理方法のステップと呼ばれる）、そして、圧入チップは、変形又は圧入された表面から除去される。上述したように、圧入は、物体における材料の性質、特に硬さを評価するために、定着した技術である。図１は、Si-I１０２における圧入負荷及び除荷の間に生じる相変性をまとめたものである。ダイヤモンドアンビル実験におけるように、初期のSi-I相１０２は、加圧下において、すなわち、負荷中に、Si-II相１０４に変性される。除荷において、Si-II相１０４は、圧力除去の割合に応じて、結晶相Si-XII／Si-III１０６又はアモルファス相（a-Si）１０８のいずれかを形成するように、さらなる変性を受ける。緩やかな除荷はSi-XII／Si-III１０６の形成をもたらす一方で、迅速な除荷はa-Si１０８の形成をもたらす。
【００３８】
a-Siは、どのように形成されたかに応じて、顕著に異なる性質を示すという特異な相である。特に、a-Siは、２つの状態のうちの１つで存在しうる。すなわち、（例えば、室温でのイオン注入による堆積時又は形成された直後の）‘非緩和（緩和されていない）’状態、及び、（例えば、非緩和a-Siを４５０℃でアニーリングによって形成された）‘緩和’状態であり、これらの２つの状態は、異なる性質を有している。特に、アニールされた（緩和された）a-Siは、結晶状態Si-Iに非常に類似する機械的な性質を有している一方で、注入時の（非緩和の）a-Siは、Si-Iよりも著しく柔らかいことが見出されている。これらの違いの理由は、わかっていない。
【００３９】
例えば、非緩和a-Siの連続層は、液体窒素温度で少なくとも約３×１０１５イオンcm-2の流速で６００keVでのSiイオンで結晶Si-Iのイオン注入によって用意されうる。注入後、この方法において製造された試料は、非緩和a-Siを‘緩和’a-Siへの変性をもたらすために、アルゴン雰囲気において４５０℃の温度で３０分間アニールされうる。これらの状態下において製造された緩和及び非緩和のアモルファス層の厚さは、２MeVヘリウムイオンでのラザフォード後方散乱（RBS）で〜６５０ｎｍであると測定されている。これは、アニーリング処理方法が、a-Si層を再結晶化するには十分ではなく、それ故、この層がアモルファスのままであることを示している。従って、緩和及び非緩和状態は、いずれもシリコンのアモルファス状態である。
【００４０】
国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００４／００１７３５号明細書において記述されているように、非緩和a-Si層を圧入しても、非緩和a-Si層は任意の他の相に変性しない。これはおそらく、比較的柔らかい非緩和a-Si層は、圧入端部の下から流出するため、結果的に相変性の開始に必要とされる圧力に到達しないためであろう。
【００４１】
非緩和a-Si層に対して、緩和a-Si層の圧入は、負荷及び除荷の間に相変性を引き起こしうる。負荷の際に、緩和a-Siは、金属的なSi-II相１０４に変性する。除荷の際に、Si-II相１０４は、圧力解放の割合に応じて、更なる変性を受ける。迅速な除荷は、Si-IIにa-Siへの変性を引き起こす一方で、緩やかな除荷は、Si-IIにSi-XII/Si-III１０６への変性（そして場合によってこれらの相内における比較的少量のa-Si）を引き起こす。除荷の際に形成されるa-Siが緩和又は非緩和の状態のいずれにあるかは明らかではないが、このことは、次の再圧入におけるSi-IIに変性する可能性に影響するとは考えられない。何故なら、この小さい圧痕誘導アモルファス領域は、圧子の下に制限されて、圧力の印加の際に流出しない材料によって囲まれているからである。結果的に、このアモルファス材料が非緩和状態にあったとしても、圧子下から流出せず、それ故、Si-II相１０４への変性に要求される高圧を受けることになるであろう。
【００４２】
さらに、緩和アモルファスSi層における相変性されたSi-XII／III材料を２００℃より上で最大４５０℃の温度で３０分間加熱することによって、Si-XII／III材料は、Si-I相への更なる変性を受ける。顕著には、Si-XII／IIIを含む変性領域内における任意のアモルファスSiも、a-Siに変性される。しかしながら、圧入領域を囲む緩和a-Si（すなわち、任意の相変性を経ていない緩和a-Si）は、最大４５０℃で３０分間に温度に加熱されるときに、Si-Iへの熱誘導相変性を受けない。
【００４３】
図１４に示されるように、これらの観察に基づくリソグラフィー又はパターニング処理方法が、開発されている。この処理方法は、ステップ１４０２で所望のパターンを設計又はさもなければ生成することで、開始される。これは、所望のパターンを表すパターンデータを生成するための、http://www.tanner.com/EDA/products/ledit/default.htmで記述されたL-editといった、標準的な物理的レイアウト又はマスク設計ソフトウエアを使用することで、なされうる。ステップ１４０４で、さもなければ実質的に平坦な表面上における隆起した表面外形又は突出部によって（レリーフにおける）所望のパターンを複製するためのスタンピングツール又はダイがパターンデータから生成される。あるいは、パターンが１又は２以上の反復される外形からなる場合、ダイは、全体のパターンを複製するために反復されうる所望のパターンの部分を複製しうる。例えば、図４及び図５は、１００ｎｍの間隔で離隔されている一連の１０ｎｍの幅のライン４０２を有する単一のダイ４００のそれぞれ概略平面図及び側面図である。このようなダイは、基材材料よりも著しく硬い材料から製造されるか又は覆われていることが好ましい。基材がシリコン元素である記述している実施の形態において、ダイは、突出部の硬さそしてそれ故ダイの耐久性を向上するために、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、又はダイヤモンド状の材料から形成され又は覆われうる。パターン又はパターンの一部は、複製パターンを囲んでいるダイ材料が湿式化学エッチング処理方法又は好ましくは乾式エッチング処理方法によって所望の深さまで除去される標準的なリソグラフィー処理方法を用いてダイ材料に複製として転写される。リソグラフィー処理方法がパターンデータからの光学リソグラフィーマスクの製造を含みうることは、当業者にとって明らかであろう。あるいは、パターンデータは、電子ビームリソグラフィーツールにおける電子の経路を決定するために使用されうる。
【００４４】
図２及び図３は、結晶シリコン基材３０４上に緩和アモルファスシリコンを形成することによって、ステップ１４０６で用意される、シリコンウエハ２００のそれぞれ概略平面図及び側面図である。例えば、上述したイオン注入及びアニーリングステップは、結晶Si-I基材上における緩和a-Siの６５０ｎｍの表面層を形成するために使用されうる。当業者に明らかであるように、異なる層厚さが要求される場合には、ビームエネルギー及びイオン流速がそれに従って調整されうる。
【００４５】
図１４を参照すると、ステップ１４０８で、少なくとも一部の所望のパターンで複製するようにパターニングされたダイ４００は、表面層３０２の対応する領域に圧力を印加するために使用されうる。図６に示されるように、これは、ダイ４００を表面層３０２に接触させて、そして、表面層３０２に対してダイ４００の実質的に横方向の移動がないような場合において、必須ではないが好ましくは表面層３０２への実質的に垂直な方向において、圧力を印加することによって達成される。ダイ４００の突出部４０２は、表面層３０２の対応する領域に接触して、これらの領域に圧力を印加する。図８及び図９において示されるように、十分な圧力（少なくとも〜１１ＧＰａ）は、金属的なSi-II相へのこれらの領域を変性するために、ダイ４００の突出部４０２下に直ちに少なくとも領域８０２に印加される。圧力が印加される方向に、表面層３０２への印加される最大圧力、そして、ある程度の圧子形状は、変性領域の深さ及び横方向の範囲を決定する。
【００４６】
変性領域は図１０において矩形形状として概略的に表されているが、実際に変性されるこれらの領域は、これらの領域の相の変性に必要とされるのに等しいか又はより大きい圧力を受ける表面層３０２（及び選択的に表面層３０２下の基材３０４）内において生成される圧力領域内におけるこれらの領域であるということは、当業者にとって明らかであろう。典型的に、これらの領域は、例えば圧子端部といった、高く局在化された、点状の突出部の場合において、形状において準球形であるか部分的に球形であると考えられる。加えて、多くの場合において、チップの形状は、表面のプラスチックの変形によって圧子表面への鏡像において少なくとも部分的に変性されうるし、そして、この変形自体は、後述するようにＭＥＭＳ構造及び太陽電池の表面組織化といった、いくつかの用途に対して有用でありうる。
【００４７】
図１４におけるステップ１４１０で、ダイ４００によって印加される圧力は、突出部４０２によって変性される領域からの圧力解放の割合が所望の深さに対して所望の単数又は複数の端部相を提供するように、制御された態様で解放される。表面層３０２が緩和アモルファスシリコンである記述される実施の形態において、圧力は、局在化された領域１００２における端部相が図１０及び図１１で示されるような主にSi-III／Si-XIIであるように、比較的に緩やかに（４．２μｍ半径の球形の圧子端部の場合には約３ｍＮｓ−１未満）解放される。あるいは、変性領域が当初結晶であった場合、所望の端部相がアモルファスシリコンである場合（しかし追加的に比較的小さい比率のSi-III／Si-XIIを含んでいてもよい）、圧力は、比較的急速に解放されうる。
【００４８】
上述したようにダイによる圧力の印加及びその後の除去は、本明細書において‘スタンピング’処理方法と呼ばれる。この明細書において、‘スタンピング’の語は、スタンピングツール、ダイ、圧子端部、又は任意の他の型のツール、スタイラス器具、又は他の物理的実体が物体における１又は２以上の対応する領域への接触をもたらし、そして少なくとも接触領域の直下の領域に圧力を印加するために使用されることによる処理方法を呼ぶ。上述したように、圧力は物体の表面に垂直な方向に印加する必要はないが、圧力は、圧力の印加の間、スタンピングツール又はダイ又は圧子端部の間に実質的な程度の横方向への移動がないように、印加される。従って、スタンピング処理は、この表面に実質的な圧力を印加するときに、ツール又は他の器具が表面を横断して移動することによるドラッギング又はスクラッチング処理と対比されうる。スクラッチングの場合、その結果物は、全体的に表面の部分の破砕及び除去であり、表面に沿って、溝又は傷又は他の機械的損傷の形成をもたらす。しかしながら、スタンピングの場合には、特定の形状又は方向に相変性領域を形成すうために、表面に対して正常でない方向において表面に圧力を印加することが可能であり、１つの区域は、表面の弾性又はプラスチック変形の任意の小さい程度によるものではなく、ツール又は器具が基材に対して移動しない圧力を印加するところである。しかしながら、これに対する１つの例外は、表面に接触するための回転部材を有するツールによって圧力を印加することである。巨視的な世界との類推によれば、このようなツールは、球状のボールポイントペン又は円筒形のスチームローラーに構造的に類似であると考えられうる。ツールが印加される表面の斜めから、この表面に圧力を印加するときに（ツール又は表面を移動させることによって）このツールの形態が表面を横断するが、ツールの各接触部分は、スクラッチング又はドラッギング無しに表面に実質的に垂直の圧力を印加して、そしてそれ故、このようなツールを用いる圧力の印加及び除去は、それにもかかわらずスタンピング処理であると考えられうる。
【００４９】
ステップ１４０２で、選択されたパターニングされた領域１００２は、アモルファスシリコンからSi-III／Si-XII相に実質的に変性している場合、全体のウエハ２００は、図１２に示されるように、Si-III／Si-XII領域を結晶Si-I領域１２０２に変性するために、約２００℃より上で最大約４５０℃（及び好適には約２５０℃）の温度で３０分間の熱アニーリングを受ける。この任意的なステップは、（例えば、エッチングレートにおける差異を増大させることによって）変性及び非変性領域間における効果的なコントラストを向上しうるため、及び／又は、Si-I相はより熱動力学的に安定であるため、全体的に好ましい。
【００５０】
このパターニング処理方法は、結晶シリコン基材３０４上の緩和アモルファス表面層３０２に所望のパターンを転写することに関して上述されている。しかしながら、パターニング処理方法は、様々な種類の基材及び物体又は材料をパターニングするために用いられうることは、当業者に明らかであろう。Siにおいて、出発材料は、緩和a-Si、又は、Si-I、Si-III、Si-IV及び／又はSi-XIIを含む単結晶又は多結晶形態にある、１又は２以上の相の結晶Siでありうる。代換的な実施の形態において、表面層は結晶であり、パターンは、上述したように印加した圧力を急速に解放することによって形成される１又は２以上の実質的にアモルファスなシリコン領域としての表面層に転写される。例えば、パターンが印加されるウエハは、表面層とは異なるドーピングレベルを有しうる結晶シリコン基材に亘って形成される結晶シリコンのエピタキシャル表面層を有する結晶シリコンでありうる。特に、表面層のドーピングレベルは、基板のものよりも実質的に高くなりうる。あるいは、パターンが転写されるウエハは、結晶表面層及び下側基板との間に配置されている絶縁二酸化シリコン層を有するシリコン・オン・インシュレータ（SOI）ウエハでありうる。あるいは、ウエハは、シリコン・オン・サファイヤウエハであってもよく、又は、この処理方法は、セラミック、ポリマー、グラス又は他の型の基材上に堆積される薄膜のシリコンに適用されうる。あるいは、ウエハは、任意の表面層の無い標準的なSi-Iウエハであってもよく、パターニング処理方法は、１又は２以上の他の相のシリコンから実質的になる１又は２以上の領域を形成することによってウエハへのパターニングに使用されうる。
【００５１】
更なる別の実施の形態において、パターンは、尖った又は球形の圧子を用いて基材に転写される。ここで、この圧子のサイズは、パターンの最小外形のサイズに等しいか又はより小さい。この代換的な実施の形態において、圧子は基板に亘って、好ましくはコンピュータ制御の元で移動して、所望のパターンを集合的に複製する目的で、複数の位置で基材にスタンプするために反復的な下降される。各位置で、圧子は基材に接触するように下降されて、そして、圧子は、圧子と基材との間に任意の実質的な相対移動の度合い無しに、基材に圧力を印加する。概して、圧子が基材に接触する位置は、生成される変性領域の少なくともいくつかが、所望のパターンにおける対応する延長された外形を複製する目的で、１又は２以上の延長された変性領域を形成するために、重畳されるようになっている。さらに他の代換的な実施の形態において、尖った又は球形の圧子は、基材に圧力を印加するために下降されて、そして、圧子によって横断される経路に沿って変性材料の所望のパターンを生成するために、基材の表面に沿ってドラッグされる。しかしながら、第１に、外形が主に幅狭なライン又は点（ドット）である場合には、ダイ型の実施の形態が好適である。
【００５２】
さらになる他の実施の形態において、複製における所望のパターンの部分を表すダイが作製されて（必要であれば、ダイの部分のパターンを基材に反復的に転写する処理及びステップを繰り返すことによって、）基材上に所望のパターンを複製するために使用され、上述したように、実質的に横方向の移動がないようにスタンピングするか、又は表面に沿ってドラッギングするかによって、圧子を用いてパターンの残りを転写するように、ダイ及び圧子型の処理方法が結合される。
【００５３】
各実施の形態において、上述のステップは、他の相のシリコン３０２の層における１つの相のシリコン１００２又は１２０２の局所化された領域を含むパターニングされた表面を供給する。圧力印加器の形状及び寸法、及びこの印加器に印加される力に依存して、局所化された領域１００２及び１２０２は、ナノスケールの寸法を有しうるし、そして、周囲の表面層３０２とは異なる物理的な性質を有しうる。これらの変更された性質は、電気的、光学的、機械的、及び／又は他の材料の性質を含み、そして、電気的、光学的、機械的、及び／又は他の型の装置における１又は２以上の能動及び受動素子又は部材のベースを供給しうる。さらに、変性及び非変性の相は、後述する化学エッチングといった減法処理を受けるときに、著しく異なる除去率を有しうる。多くの用途において、変性領域が表面相を通って垂直に延在することが好ましいが、これは多くの他の用途に対して必須ではない。
【００５４】
用途に応じて、パターニング処理方法は、局所化された領域１００２又は１２０２又は層３０２の周囲の領域（図１３に示されるように、圧力が印加されない表面層３０２の部分）のいずれかを選択的に除去するために、減法処理を適用することによってステップ１４１４で継続されうる。文献（例えばBeatle等著の‘Quick Reference Manual for Silicon Processing’, Wiley, New York (1985); ‘Semiconductor Silicon’, Ed Haff等著の, 1973; ‘Silicon’, Inspec, Institute of Electrical Engineers, London, 1998を参照）に記述されているように、幅広い種類のエッチング液及びエッチング処理が、異なる結晶方位における、異なるドーピング種類及びドーパント濃度の、アモルファス又は結晶シリコン相といった、異なる相のシリコン層、及び異なる種類の欠陥又は不純物を含む層を選択的に又は優先的に除去するために開発されている。例えば、結晶相に比してアモルファスシリコンを除去するためにほぼ１００％の選択性を付与するために、結晶シリコンにおけるドーピング型（ｐ型又はｎ型）及びドーピング濃度に依存して、エッチング表面への電位を印加するとともに、（再度ドーピング濃度に依存して、硝酸、フッ化水素酸、酢酸の適切な混合物を用いて）湿式エッチングを使用することも可能である。アモルファスシリコンに亘る結晶シリコンの優先的な除去は、選択的なものではないが、２つの相の間に数倍のレート差が可能である。加えて、水素プラズマは、ｎ型シリコンに比してアモルファスシリコンを除去する際に非常に選択的であることも見出されている。このような方法を用いることで、アモルファス又は結晶シリコン領域は、優先的に除去されうる。減法処理ステップは、従って、変性領域１００２又は１２０２に対応する隆起した表面外形の、又は、（今や除去されて）局所化された変性領域１００２又は１２０２を囲む残存する層の、いずれかのパターンを残す。SOI基材が使用されている場合、シリコン領域における生成パターンは、二酸化ケイ素領域上において部分的に又は完全に独立したものでありうる。これは、シリコン構造物を部分的に又は完全に取り除くことが望まれる場合に除去されうるし、残存している下部構造物又は層３０２からこの構造物を移動又は完全に分離することができる。
【００５５】
現在使用されている多くのコスト高のリソグラフィーステップを除去しうる、シリコンにパターンを直接転写するためのコスト効率の良い処理を提供することに加えて、残存領域１００２及び１２０２は、電気的、光学的、機械的、及び／又は他の種類の装置に対して、これらの電気的、光学的及び／又は他の性質を引き出すことによって、受動又は能動素子又は部材を直接作製するために、又はするものとして、使用されうる。
【００５６】
さらに、残存している表面外形１００２及び１２０２は、選択的に不純物を導入するか、さもなければ結晶シリコン基材３０４における露出された領域を処理する目的で、パターニングされたマスクとしても使用されうる。例えば、パターニングされた表面外形１２０２間における基材の露出された領域は、金属化／リフトオフ、更なるエッチング、及び／又は基材３０４への選択的な不純物の導入のために、使用されうる。従って、このパターニング処理方法によって、フォトレジストを用いることなくシリコンをパターニングすることが可能になる。シリコンがＣＭＯＳ処理に適合して、その使用は新たな材料を導入せず、パターニングされ、エッチングされ、そして乾式エッチングへの障壁として使用でき、そして、用途に応じてウエハから剥がし取られる必要がないため、このパターニング処理方法は、特に有利である。それ故、金属化の必要性が潜在的に取り除かれて、従来におけるレジストベースのリソグラフィー処理に比して処理ステップがずっと少なくなる。さらに、このパターニング処理方法によって、フォトレジストを使用するときに考慮する必要があった光の波長の考慮／制限無しに、小さい外形を含むパターンを形成することが可能になる。
【００５７】
標準的なリソグラフィー技術と比べると、このパターニング処理方法は、様々な利点を提供する。特に、生成されるパターンのサイズ及び形状は、単一の圧入ステップに対する
ダイの建設、又は、移動する圧子及び／又はダイが変性領域を重ねるために使用されるときのステッチング／アレイ誤差によってのみ制限される。従来のフォトレジストに比べると、マスキング材料としてのシリコンの使用は、特に有利である。シリコンのマスキング層はウエハから剥がし取られる必要が無く、最終的な装置又は回路中に残存していてもよく、そして、電気的、光学的、機械的、及び／又は他の機能を提供する能動又は受動層を構成することさえできるからである。加えて、含まれる単一の物理的接触は、処理を単純化して、多くの既存のナノスケールのリソグラフィー処理に比して実質的に安価になりうる。さらに、処理は、標準的な半導体ウエハに制限されないが、例えば、LCDディスプレイパネル及び太陽電池パネルといった、大型の基材を含む、様々な材料及び基材の領域をパターニングするために適用されうる。変性された物質は、例えば半導体、セラミック、ガラス、又はポリマーでありうる、基材に接着された層の形態であってもよい。
【００５８】
パターニング処理方法がシリコン基材に関して上述されているが、この処理方法はシリコンに限定されず、圧力の印加及び除去によって相変性されうる任意の材料に適用可能であることは、当業者に明らかである。このような材料は、他の半導体（例えばGe, GaAs, 及びInSbを含む）及びセラミックス（SiC, α-quartz, 及び石英ガラス）を含む。
【００５９】
最後に、上述したように、最大の印加圧力は、変性領域における空間的範囲を制御するように、制御されうる。さらに、応力場の三次元分布のため、圧力の解放は、各変性領域における２又は３以上のサブ領域において、圧力解放の有効率を変えるために、より複雑な態様で制御されうる。例えば、圧力印加器（圧子端部、ダイ、又は他の形態の印加器）によって印加される力の部分は、変性領域から圧力を迅速に解放するために、臨界圧力閾値（例えば、約３ｍＮＳ−１より大きい解放率を用いる、４．２μｍ半径の球形圧子の場合に、シリコン元素の場合において、＜１１ＧＰａ）下の圧力値への圧力場における外側の範囲で初期に比較的に急速に解放されてもよく、これにより、圧力源に近い領域は上述の閾値に保持されて、従って、シリコンの場合には、Si-IIのまま残される一方で、これらのサブ領域をアモルファス相に変性させる。そして、残存する印加圧力は、残存しているSi-II領域をSi-III／Si-XIIに変性するために、比較的緩やかに（すなわち、上述した状態下において約３ｍＮＳ−１未満で）解放されうる。その生成物は、埋込アモルファス領域である。逆に、この処理方法は、アモルファスシリコン下方に埋込結晶領域を提供するために使用されうる。部分的及び／又は全体的な圧力印加及び／又は除去及び印加及び／又は除去の割合におけるほぼ無限の種類の可能な組合せは、（単数又は複数の）最終相及び／又はこれらの空間的分布を、これらの最終相の相変性特性及び特にそれぞれの相変性を有効にするための関連閾値圧力に依存して、更に制御するために使用されうることが明らかであろう。例えば、圧力は、完全解放の前に、部分的に解放されそして部分的に再印加されうるし、そして、物質は、相変性を更に制御するための加圧時に、この処理における１又は２以上の段階で加熱さえされうる。
【００６０】
このパターニング処理方法における（主にシリコン基板に対する）選択された用途の実施例について説明する。
【００６１】
[超小形電子回路]
パターニング処理方法は、適切な基材を選択して、基材における選択された領域に圧力を印加しそして圧力を除去してこれらの領域を変性して、そして、変性領域、又は変性領域周囲の非変性領域のいずれかを除去するために選択エッチングすることによって、超小形電子集積回路の生成に使用されうる。
【００６２】
残存している外形の厚さは、印加圧力、エッチングパラメータ、又はこれらの両方を調整することによって、必要に応じて選択されうる。例えば、エッチングマスクとして使用されるときに、マスク外形の高さは、非変性の基材材料と変性外形との相対的なエッチングレートを考慮することによって選択されうる。トランジスタのゲートとして使用されるときに、外形の高さは、２５ｎｍの小ささになるように選択されうる。このパターニング処理方法は、１ｍｍを超える長さのラインを生成するために使用されうる。各ラインの幅と隣接するライン間の間隔との合計である、このラインのピッチは、２５ｎｍのライン幅で、そして、２５ｎｍのライン間隔で、５０ｎｍの小ささでありうる。
【００６３】
更なる実施例は、ポリシリコン層上にアモルファスシリコン層を堆積して、アモルファスシリコン中に結晶シリコンの平行なラインを生成するための、又はその逆の、パターニング処理方法を用いて、そして、必要に応じて、残存するアモルファスシリコン又は結晶シリコンを除去することによってゲートをパターニングすることを含む。
【００６４】
[フラットパネルディスプレイ]
現在、アクティブマトリックス・フラットパネルディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を、そして、ポリマー有機ＬＥＤ（ＰＬＥＤ）をも制御するために、多結晶シリコンチャネルを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する。シリコンは、ＴＦＴのチャネルに対応する選択領域において多結晶シリコンにその後変性される薄膜のアモルファスシリコンとして堆積される。フラットパネルディスプレイ産業は、結晶シリコンを直接堆積していると考えられるが、許容可能な品質で大領域の薄膜多結晶シリコン膜を製造するには困難がある。現状の技術では、堆積時のアモルファスシリコンは、ＴＦＴチャネルの領域におけるＵＶレーザーアニーリングによって多結晶シリコンに変性されるが、このことは、高コストで低い歩留まりであることがわかっている。しかしながら、上述したパターニング処理方法は、ＴＦＴ又は他の装置が作製されうる（多）結晶シリコンにアモルファスシリコン層の選択領域を変性するために適用しうる。さらに、ドーピング、開始材料の性質、圧力印加及び解放率、アニーリング及び他の性質を制御することによって、変換された多結晶領域の電気的性質は、必要に応じて制御されうる。加えて、アモルファスシリコンの全体の層は、必要であれば全体の層に１１ＧＰａを超える圧力を印加して、そして、この圧力を比較的緩やかに解放することによって、実質的に多結晶シリコンに変性されうる。この圧力は、層の横方向の寸法と少なくとも同じ寸法を有する単一領域の形態における単一のダイによって、又は、実質的に全体の層が実質的に変性されるまで、層のそれぞれの領域に、より小さいダイ、圧子、及び／又は他の形態の圧力印加器を繰り返し印加することによって、全体の層に印加されうる
【００６５】
[可撓性超小形電子回路]
現在、可撓性ＩＣは、インクジェット又は他の高コストの堆積技術を用いて、高コストの特殊ポリマー基材上に生成されうる。しかしながら、シリコン膜は、比較的低い温度でプラスチック基材上に堆積されうるし、そして、本願明細書で記述しているパターニング処理方法は、堆積シリコン膜における導電（結晶シリコン）、絶縁（アモルファスシリコン）、半導体（結晶シリコン）領域を画定するために、膜の選択領域における電気的性質を変えるために使用されうる。
【００６６】
[太陽電池]
太陽電池用途に対して、このパターニング処理方法は、単一薄膜シリコンにおける結晶及び／又はアモルファス領域を製造するために使用されうる。従って、単一薄膜のシリコンは、導電性結晶シリコンによって相互接続されてアモルファスシリコンによって絶縁される多くの小領域の太陽電池を含んで生成されうる。多くの小領域の太陽電池の供給によって、電圧の増加と電流の低下が可能となり、現状ではよりコスト高で複雑なフォトリソグラフィー及びレーザースクライビング処理方法に基づく標準的な技術よりもコスト及び性能において著しい利点を提供する。
【００６７】
加えて、このパターニング処理方法は、太陽電池の多結晶表面における深いトレンチをエッチングするためのエッチングマスクを形成するために使用されうる。そして、トレンチは、埋込接触金属導電ラインを作製するために金属で充填される。これらは、スクリーン印刷された金属ラインに対してより好適である。何故なら、これらの金属ラインは、良好な電気的接触を提供し、そして、より少ない太陽電池表面に太陽放射からの影を提供するからである。エッチングマスクは、非変性物体に対して低いエッチングレートを有する相を形成することによって形成されうるし、この場合には変性領域がマスクを構成する。又は、より迅速なエッチングレートを有する変性物体の場合、非変性領域がエッチングマスクを提供する。いずれに場合においても、必要に応じて、（必要に応じて、非変性又は変性の）より少ないエッチングされた領域が、他の単数又は複数の相に任意的に更に変性されうる。
【００６８】
太陽電池は、太陽光の反射を低減するために組織化された表面を有し、従ってその効率を向上する。現在、その組織化は、比較的高い処理である、多結晶シリコンウエハにおける異方性エッチングによって達成される。しかしながら、本願明細書で記述されるパターニング処理方法は、エッチングマスクを画定するためにシリコン基材の表面をパターニングすることによって、太陽電池の組織化の処理において使用されうる。その後のパターニングされた表面のエッチングは、エッチングされた表面の反射率を低減する局所的（トポグラフィック）表面外形における対応するアレイを生成して、これによりテクスチャリングを構成する。加えて、圧子端部でありうる圧力印加器自体の形状は、対応するシリコン表面を永久的に変形して、これにより、望ましくない反射を低減して、追加的又は代換的なテクスチャリングを提供するために、使用されうる。
【００６９】
[実施例]
３種類のシリコン試料を用意した。
(i) 〜１０１５Ｂｃｍ３のドーピング濃度を有する標準的なｐ型単結晶シリコン（１００）ウエハ
(ii) (i)と同一の試料であるが、上述したイオン注入によって形成された非緩和アモルファス表面層を有している、試料
(iii) (ii)と同一の試料であるが、アモルファスシリコン層を緩和するために３０分間４５０℃でアニールされている、試料
【００７０】
ＫＯＨの異方性エッチング溶液を、７５グラムのＫＯＨペレット、１５０ミリリットルの脱イオン水、３０ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）から用意した。平滑表面仕上げを保証するために、ＫＯＨ溶液を添加するために、２０容量％のＩＰＡとともに、後述する様々な試料を８０℃の温度でエッチングするために、この溶液を用いた。最大８０ｍＮの荷重で４．３μｍの球形端部を有するＵＭＩＳ圧子を用いて、(i)及び(iii)型の試料において２次元アレイの圧痕を生成した。そして、上述したように、８０℃で２分間、ＫＯＨ溶液において圧子試料をエッチングした。
【００７１】
エッチング後に、生成された表面地形（トポグラフィ）を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて視覚化して測定した。図１５〜図２２は、生成される表面地形の三次元ＡＦＭ画像、及び一次元形状のエッチング表面の局所的プロファイルを含む。
【００７２】
〜１１ＧＰａの閾値を超える圧力を印加して、(i)型の試料、すなわちSi-I（１００）を圧入して、次いで、上述したアモルファスシリコンにおける局所化領域を形成するために、（これらの状態下において約３ｍＮＳ−１より大きい）迅速な除荷を行った。この圧入ステップをSi-I基材上において相互に隔たった位置の２次元アレイで行うように、ＵＭＩＳ圧子をプログラム制御した。そして、圧入した試料を上述のようにエッチングした。
【００７３】
図１５は、結晶Si-I上に突出して生成されているアモルファスシリコン島の二次元アレイのＡＦＭ画像である。バルクエッチング測定から予想されるように、迅速な除荷によって形成されたアモルファスシリコン領域は、より低い相対エッチングレートによって２次元アレイの島のように結晶シリコン基材上方に突出している。図１６に示すように、これらのアモルファスシリコン島又は塚（マウンド）を横断する、対応するＡＦＭラインスキャンによって、これらの島又は塚が、４５０ナノメートルの高さであって約２．５ミクロンの幅であることが示唆される。新たな(i)型の試料において、緩やかな除荷以外は同一の処理を行うことで、Si-III／Si-XIIの混合高圧力相からなる領域のアレイを生成する。図１７及び図１８において示されるように、エッチング後において生成される表面地形は、再度、上述したアモルファス島と同一幅を有する隆起表面のアレイであるが、アモルファス島のほぼ２倍の高さで、Si-I基材上方に８００ｎｍ突出している。このことは、混合高圧相のエッチングレートは、図１５に示されるアモルファスシリコン島のものよりも実質的に低いことを示唆している。
【００７４】
上述したように、緩やかな除荷で緩和a-Siを圧入することによって、緩和a-Siが高圧相Si-XII／Si-IIIに変性する。図１９及び図２０に示されるように、この方法で圧入するために(iii)型の試料におけるエッチングも、Si-III／Si-XIIにおける隆起した島の２次元アレイの形成をもたらす。各島は、約３００ｎｍの高さであり、約２．５μｍの幅を有する。
【００７５】
図２１及び図２２は、下記の点以外は同一の方法で、すなわち、緩やかな除荷で緩和a-Siを圧入することによって用意した試料をエッチングした生成物を示す。ただし、前記方法は、圧入された試料を３０分間４５０℃に加熱して、エッチング前に、高圧相を多結晶Si-Iに変性するためのアニーリングステップを含んでいる。Si-Iの高い相対エッチングレートによって、その生成物は、島よりもむしろ凹部のアレイである。各凹部は、約２．５ミクロンの幅と、約１２０ナノメートルの深さを有する。
【００７６】
圧痕の二次元アレイは、上述したように(i)型の単結晶Si（１００）試料でも形成されるが、ベルコビッチ端部（三角錐ピラミッド）を有するHysitron社の圧子を用いて、最大５０００μＮの荷重でより小さい圧痕を生成する。前述のように、圧入された試料を、８０℃でＫＯＨ溶液中において３０秒間エッチングした。
【００７７】
図２３は、アモルファスシリコン領域における２次元アレイを生成するために急速除荷で圧入して、続いて上述のようにエッチングした試料のＡＦＭ画像である。予想されるように、生成されるアモルファス領域の低いエッチングレートによって、周囲の（１００）結晶Si-Iシリコンの上方に突出するアモルファスシリコン島が生成される。図２４におけるＡＦＭのラインスキャンにおいて示されるように、各島又は塚は、略６０ｎｍの高さであって約１ミクロンの幅を有する。
【００７８】
図２５に示されるように、緩やかな除荷が使用されるときに、高圧相Si-III／Si-XIIが形成され、（１００）結晶Si-Iシリコンに対しての、これらの組合された低いエッチングレートによって、隆起した島の２次元アレイの形成がもたらされる。図２６におけるラインスキャンにおいて示されるように、各島は、約５０ｎｍの高さと、約１ミクロンの幅を有する。
【００７９】
下表は、上記の結果を要約したものである。
【表１】
2008543093.tif 000003
【００８０】
上述した圧痕を、標準的な圧子端部を用いて形成した。ナノスケールの変性領域を形成するために、最大荷重〜１００μＮの急峻なコーナーキューブ状の圧子端部を、１０ｎｍの深さ及び〜２５ｎｍの横方向寸法を有するSi-Iにおける変性領域を生成するように使用した。この荷重領域において、各変性領域の形状及びサイズは、圧子端部（チップ）の鋭さによって制限される。この場合、このチップは、Hysitron社で入手可能な、半径＜５０ｎｍの、Northstar９０°のキューブコーナーチップである。
【００８１】
上述した結果は、個々の圧子端部の寸法に全体的に対応するミクロスケール及びナノスケールの離隔領域の形成を示す。拡張された外形を生成するために、この圧子は、Si-I試料中において圧痕の重なった列を生成して、これにより、線形の拡張された変性領域又はラインを画定するように、最大１０，０００μＮの荷重を用いてプログラム制御される。図２７に示されるように、この試料の３０秒のＫＯＨエッチングによって、周りの結晶（１００）Si-I基材の上方に突出するアモルファスシリコンにおける拡張され隆起された線形領域が形成される。図２８に示されるように、アモルファスシリコンラインにおける長手方向の軸に垂直なラインスキャンは、ラインが約２５０ｎｍの高さであって約２ミクロン幅であることを示唆している。図２７に示されるように、アモルファスラインの長さは、２０ミクロンを超えている。この圧子が、ほぼ任意の形状において拡張された圧入領域を生成して、これにより、この形状から３次元的に隆起した外形を形成するために、代換的にプログラム制御されうることは明らかであろう。SOIウエハにおける薄いシリコン表面相といった表面層中にこれらの圧痕が形成される場合、生成された表面外形は、所望のパターンにおける形状（又は相補的な形状）において１又は２以上の３次元物体を生成するために下層の酸化層をエッチングすることによって、下層の基材から解放されうる。
【００８２】
添付図面を参照して本願明細書において記載されているような本発明の範囲から離れることなしに、多くの変形例が、当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態に従って圧力の印加及び除去によって得られうるシリコンの様々な相を示す状態線図である。
【図２】図２は、緩和アモルファスシリコンの薄い表面層を有する結晶シリコンウエハの概略平面図である。
【図３】図３は、緩和アモルファスシリコンの薄い表面層を有する結晶シリコンウエハの側面図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施の形態に従って物体の対応する領域から圧力を印加及び除去するための隆起した表面外形又は突出部を含むスタンピング（プレス）ツール又はダイの概略平面図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施の形態に従って物体の対応する領域から圧力を印加及び除去するための隆起した表面外形又は突出部を含むスタンピング（プレス）ツール又はダイの側面図である。
【図６】図６は、物体への圧力の印加の前に、図２及び図３のシリコン基材の部分へのダイの印加を示す、概略側面図である。
【図７】図６は、物体への圧力の印加の前に、図２及び図３のシリコン基材の部分へのダイの印加をそれぞれ示す、平面図である。
【図８】図８は、ダイ上の突出部による物体への圧力の印加から生じる表面層に対応する領域における相変性を示す、概略側面図である。
【図９】図９は、ダイ上の突出部による物体への圧力の印加から生じる表面層に対応する領域における相変性を示す、平面図である。
【図１０】図１０は、これらの変性領域への圧力の制御された除去から生じる変性領域における相のさらなる変化を示す、概略側面図である。
【図１１】図１１は、これらの変性領域への圧力の制御された除去から生じる変性領域における相のさらなる変化を示す、平面図である。
【図１２】図１２は、表面層における変性領域のアニーリングから生じるさらなる相変化を示す概略断面側面図である。
【図１３】図１３は、湿式エッチングによる表面層の変性されていない領域の除去後のウエハの概略断面側面図である。
【図１４】図１４は、パターニング処理方法の好ましい実施の形態におけるフロー線図である。
【図１５】図１５は、Si-I基材の対応する領域への球形圧子（インデンタ）によって印加される圧力の緩やかな除去によって形成される、結晶Si-I基材上におけるアモルファスシリコン島のアレイ（配列）を示しているＡＦＭ画像である。
【図１６】図１６は、各島が約４５０ｎｍの高さであって約２５μｍの幅であることを示す、図１５に示されるアモルファス島の列を横断するＡＦＭライン走査のグラフである。
【図１７】図１７は、Si-I基材の対応する領域への球面圧子によって印加された圧力の急速な除去によって形成された、結晶Si-I基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【図１８】図１８は、各島が約８００ｎｍの高さであって約２５μｍの幅であることを示す、図１７に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【図１９】図１９は、緩和Si-I基材の対応する領域への球面圧子によって印加された圧力の緩やかな除去によって形成された、結晶Ｓｉ基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【図２０】図２０は、各島が約３００ｎｍの高さであって約３μｍの幅であることを示す、図１９に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【図２１】図２１は、緩和a-Siの対応する領域への球形圧子によって印加される圧力の緩やかな除去によって形成される開口又は凹部のアレイを示すＡＦＭ画像である。
【図２２】図２２は、各凹部が約１２０ｎｍの深さであって約２５μｍの幅であることを示す、図２１に示される凹部の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【図２３】図２３は、Si-I基材の対応する領域へのベルコビッチ(Berkovich)圧子によって印加された圧力の急速な除去によって形成される任意のアモルファスシリコン島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【図２４】図２４は、各島が約６０ｎｍの高さであって約１μｍの幅であることを示す、図２３に示される一連のアモルファス島を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【図２５】図２５は、Si-I基材の対応する領域へのベルコビッチ圧子によって印加された圧力の緩やかな除去によって形成された、結晶Si-I基材上における高圧相Si-III／Si-XIIの島のアレイを示しているＡＦＭ画像である。
【図２６】図２６は、各島が約５０ｎｍの高さであって約１μｍの幅であることを示す、図２５に示される島の列を横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【図２７】図２７は、変性されていない結晶シリコンを優先的にエッチングするためのエッチングに続いて、重畳領域の直線のアレイから圧力を印加してそして急速に除去することによって形成される延在された線形又は線の外形のＡＦＭ画像である。
【図２８】図２８は、約２５０ｎｍの高さ及びほぼ２μｍの幅であることを示す、アモルファスシリコンのラインを横断するＡＦＭラインの走査のグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１０２  Si-I相
１０４  Si-II相
１０６  結晶相Si-XII／Si-III
１０８  アモルファス相（a-Si）
２００  ウエハ
３０２  表面層
３０４  結晶シリコン基材
４００  ダイ
４０２  突出部
８０２  領域
【図１】
2008543093.tif 000004
【図２】
2008543093.tif 000005
【図３】
2008543093.tif 000006
【図４】
2008543093.tif 000007
【図５】
2008543093.tif 000008
【図６】
2008543093.tif 000009
【図７】
2008543093.tif 000010
【図８】
2008543093.tif 000011
【図９】
2008543093.tif 000012
【図１０】
2008543093.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2008543093.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2008543093.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
2008543093.tif 000019
【図１７】
2008543093.tif 000020
【図１８】
2008543093.tif 000021
【図１９】
2008543093.tif 000022
【図２０】
2008543093.tif 000023
【図２１】
2008543093.tif 000024
【図２２】
2008543093.tif 000025
【図２３】
2008543093.tif 000026
【図２４】
2008543093.tif 000027
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2008543093.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明によれば、物体の表面における１又は２以上の領域に圧力を印加し、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を第２相に変性すること、を含み、
前記圧力は、前記表面に実質的に垂直な方向に印加され、
前記圧力を除去して、前記第２相を少なくとも１つの第３相に変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記物体に所望のパターンを転写するように選択され、
前記転写されたパターンは、前記少なくとも１つの第３相における生成される１又は２以上の領域の各々の形状及び相対位置によって構成される、パターン転写処理方法が提供される。
本発明は、各々の形状及び相対位置を有する１又は２以上の領域からなる所望のパターンを表すパターンデータにアクセスすること、
物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を第２相に変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記所望のパターンを前記物体に転写するためのパターンデータによって形成され、
前記圧力を除去して、前記第２相を少なくとも１つの第３相に変性すること、を含み、
前記転写されたパターンは、前記少なくとも１つの第３相における１又は２以上の領域の各々の形状及び相対位置によって構成される、パターン転写処理方法、をも提供する。
また、本発明は、物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、そして、前記圧力を除去して、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記物体に所望のパターンを転写するように選択され、
前記転写されたパターンは、前記物体における１又は２以上の変性領域の各々の形状及び相対位置によって構成され、
減法処理を前記物体に印加すること、を含み、
前記減法処理を受けるときの前記物体における除去率は、前記変性によって、前記１又は２以上の変性領域が選択的に除去又は保持されるように、変えられる、パターン転写処理方法、をも提供する。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月12日(2007.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の表面における１又は２以上の領域に圧力を印加し、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を第２相に変性すること、を含み、
前記圧力は、前記表面に実質的に垂直な方向に印加され、
前記圧力を除去して、前記第２相を少なくとも１つの第３相に変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記物体に所望のパターンを転写するように選択され、
前記転写されたパターンは、前記少なくとも１つの第３相における生成される１又は２以上の領域の各々の形状及び相対位置によって構成される、パターン転写処理方法。
【請求項２】
各々の形状及び相対位置を有する１又は２以上の領域からなる所望のパターンを表すパターンデータにアクセスすること、
物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を第２相に変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記所望のパターンを前記物体に転写するためのパターンデータによって形成され、
前記圧力を除去して、前記第２相を少なくとも１つの第３相に変性すること、を含み、
前記転写されたパターンは、前記少なくとも１つの第３相における１又は２以上の領域の各々の形状及び相対位置によって構成される、パターン転写処理方法。
【請求項３】
前記領域は、前記少なくとも１つの第３相に変性されて、その後の減法処理の間の前記領域の除去率を変える、請求項１又は２に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４】
前記１又は２以上の変性領域が選択的に除去又は保持されるように、前記物体に前記減法処理を印加することを含む、請求項３に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５】
物体における１又は２以上の領域に圧力を印加し、そして、前記圧力を除去して、前記物体における１又は２以上の対応する領域の相を変性すること、を含み、
前記圧力が印加される前記領域における各々の形状及び相対位置は、前記物体に所望のパターンを転写するように選択され、
前記転写されたパターンは、前記物体における１又は２以上の変性領域の各々の形状及び相対位置によって構成され、
減法処理を前記物体に印加すること、を含み、
前記減法処理を受けるときの前記物体における除去率は、前記変性によって、前記１又は２以上の変性領域が選択的に除去又は保持されるように、変えられる、パターン転写処理方法。
【請求項６】
前記減法処理の前に、前記物体における前記変性領域を加熱して、前記変性領域における少なくとも１つの相を更に変性することを含む、請求項５に記載のパターン転写処理方法。
【請求項７】
前記減法処理は、湿式又は乾式エッチング処理、スパッタリング処理、プラズマ処理、及び／又は研磨処理を含む、請求項３から６のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項８】
前記１又は２以上の変性領域における選択的な除去及び保持は、前記１又は２以上の変性領域を各々露出又は覆うマスクを画定する、請求項３から７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項９】
前記減法処理は、異方性エッチング処理を含み、前記１又は２以上の変性領域における選択的な除去及び保持は、前記異方性エッチング処理に対するエッチングマスクを画定する、請求項３から８のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１０】
前記処理方法は、前記異方性エッチング処理による前記物体のマスクされたエッチングを含んで、前記物体から作製される太陽電池の対応する表面からの太陽光の反射を低減する、請求項９に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１１】
前記圧力は、前記圧力の印加及び除去の間に、圧力印加器及び前記物体の間に実質的な横方向の相対移動のないように、前記圧力印加器で前記物体をスタンピングすることによって印加されそして除去される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１２】
前記所望のパターンを表すパターンデータにアクセスすることを含み、
前記圧力が印加される前記領域の各々の形状及び相対位置は、前記パターンデータに基づいて決定される、請求項１から１１のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１３】
前記物体に前記所望のパターンを転写するために、前記物体への圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御するように、前記パターンデータを処理することを含む、請求項１２に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１４】
前記圧力は、圧力印加器によって、前記物体に印加され、
前記処理は、前記物体への前記所望のパターンの転写を可能にするために、前記物体に前記圧力を印加するときに前記圧力印加器によって横断するための少なくとも１つの経路を決定するように前記パターンデータを処理することを含む、請求項１２又は１３に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１５】
前記圧力は、前記圧力印加器によって前記物体に印加され、
前記処理は、前記物体における複数の位置を決定するために前記パターンデータを処理することを含み、
前記圧力の印加及び除去は、前記圧力印加器を前記位置の各々へ移動すること、及び、前記位置の各々で前記物体に前記圧力を印加すること、及び、前記物体に前記所望のパターンを転写するために前記圧力を除去すること、を含み、
前記圧力の各々の印加及び除去は、前記所望のパターンにおける対応する部分を転写するものである、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１６】
前記圧力は、前記圧力を前記物体に印加する１又は２以上の突出部を有する圧力印加器によって前記物体に印加される、請求項１から１５のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１７】
前記１又は２以上の突出部は、１又は２以上の実質的に点状の突出部を含む、請求項１６に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１８】
前記１又は２以上の突出部は、１又は２以上の拡張された突出部を含む、請求項１６又は１７に記載のパターン転写処理方法。
【請求項１９】
前記圧力印加器は、１又は２以上の、ダイ、スタイラス、及び圧子端部を含む、請求項１４から１８のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２０】
前記圧力印加器は、前記物体に前記圧力を印加するための１又は２以上の突出部を有する少なくとも１つのスタンプ又はダイを含み、
前記突出部の形状及び相対位置は、前記所望のパターンに対応するものであり、
前記処理方法は、前記所望のパターンを表すパターンデータに基づいて前記１又は２以上の突出部を形成することを更に含む、請求項１４から１９のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２１】
前記圧力の印加及び除去は、前記物体における各々の領域に圧力を連続的に印加し、及び、前記圧力を除去して、前記物体における対応する領域を連続的に変性して、これにより前記物体に前記所望のパターンを転写することを含み、
前記圧力の各々の印加及び除去は、前記物体への前記所望のパターンの対応する部分を転写するものである、請求項１から２０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２２】
前記圧力は、前記物体に圧力印加器で反復的にスタンピングすることによって前記物体に印加され、
前記処理方法は、前記所望のパターンを前記物体に転写するために、連続的なスタンピングステップの間に前記圧力印加器を前記物体における各々の位置に移動することを含む、請求項２１に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２３】
前記圧力の印加及び除去は、圧力印加器を複数の位置に連続的に移動すること、及び、前記物体における対応する領域に連続的に圧力を印加すること、及び前記領域から圧力を除去することを含んで、前記物体における対応する領域の相を変性して、これにより、前記物体に前記所望のパターンを転写する、請求項２１に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２４】
前記圧力の印加及び除去は、前記物体における前記領域を連続的に変性するために、前記圧力を印加するときに前記物体上での圧力印加器をローリングすることを含む、請求項２１から２３のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２５】
前記圧力印加器の連続的な印加は、前記物体における重畳領域を連続的に変性して、前記重畳領域を含む少なくとも１つの変性領域を形成する、請求項２１から２３のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２６】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記１又は２以上の領域の変性を制御するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から２５のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２７】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記変性された１又は２以上の領域における少なくとも１つの第３相を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から２６のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２８】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記変性された１又は２以上の領域における形状を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から２７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項２９】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記変性された１又は２以上の領域における横方向の範囲を決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から２８のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３０】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記変性された１又は２以上の領域における厚さを決定するために、前記圧力の印加及び除去の少なくとも１つを制御することを含む、請求項１から２９のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３１】
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記物体における前記１又は２以上の領域の変性を制御するために、前記圧力の除去率を制御することを含む、請求項１から３０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３２】
前記相は、第１相を含み、
前記圧力の印加及び除去のステップは、前記第２相及び前記少なくとも１つの第３相の各々の空間分布を決定するために、前記圧力の印加及び除去を制御することを含む、請求項１から３１のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３３】
前記圧力の印加及び除去を制御することは、前記物体に印加される最大印加圧力を選択すること、及び、前記物体からの前記圧力の１又は２以上の除去率を制御することを含む、請求項２７から３２のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３４】
前記制御することは、１又は２以上の前記第２相の第１領域を第３相に変性するために、前記圧力の一部を第１除去率で除去すること、及び、１又は２以上の第２領域を第４相に変性するために、前記圧力の少なくとも更に一部を第２除去率で除去すること、を含む、請求項３３に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３５】
装置を提供するために、前記物体における非変性及び変性領域を処理することを更に含み、前記非変性及び変性領域の少なくとも１つは、前記装置における能動又は受動部材を提供する、請求項１から３４のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３６】
前記１又は２以上の変性領域は、電気的、機械的、及び／又は光学的装置、太陽電池、又はディスプレイ装置における、少なくとも１つの部材を画定している、請求項３５に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの部材は、前記物体における１又は２以上の変性領域を含む、請求項３６に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの部材は、前記物体における１又は２以上の非変性領域を含む、請求項３６又は３７に記載のパターン転写処理方法。
【請求項３９】
前記相の変性は、前記物体における少なくとも１つの性質を変えて、前記変えられた少なくとも１つの性質が、前記装置における少なくとも１つの部材の機能を決定する、請求項３５から３８のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４０】
前記変えられた少なくとも１つの性質は、電気的性質、化学的性質、熱的性質、機械的性質、及び光学的性質のうち、少なくとも１つを含む、請求項３９に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４１】
前記圧力は、前記物体における緩和アモルファス相に印加され、
前記物体における１又は２以上の領域は、少なくとも１つの結晶相に変性される、請求項１から４０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４２】
前記圧力は、前記物体における少なくとも１つの結晶相に印加され、
前記物体における１又は２以上の領域は、アモルファス相に変性される、請求項１から４０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４３】
前記変性領域における少なくとも１つの相を更に変性するために、前記物体を加熱することを含む、請求項１から４２のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４４】
前記変性領域は、Si-III／Si-XII相を含み、
前記処理方法は、前記Si-III／Si-XII相をSi-I相に更に変性するために、前記物体を加熱することを含む、請求項４３に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４５】
前記加熱は、前記Si-III／Si-XII相内におけるアモルファスSiをも前記Si-I相に変性する、請求項４４に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４６】
前記物体は、半導体を含む、請求項１から４５のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４７】
前記半導体は、シリコンである、請求項４６に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４８】
前記圧力の印加及び除去は、前記物体の表面における実質的に永久的な変形をもたらして、前記表面からの太陽光の反射を低減するものである、請求項１から４７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項４９】
前記１又は２以上の変性領域は、電子機器における１又は２以上の導電及び／又は絶縁領域を画定する、請求項１から４８のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５０】
前記物体は、薄膜形態における半導体である、請求項１から４９のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５１】
前記薄膜は、可撓性基材に取付けられる、請求項５０に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５２】
前記１又は２以上の変性領域は、１又は２以上の太陽電池における電気的導電領域を画定する、請求項１から５１のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５３】
前記１又は２以上の変性領域は、各々のトランジスタにおける１又は２以上のチャネルを画定する、請求項１から５１のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５４】
前記１又は２以上のトランジスタは、ディスプレイ装置における１又は２以上の薄膜トランジスタを含む、請求項５３に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５５】
前記物体における１つの表面の実質的な全部が、少なくとも１つの第１相から少なくとも１つの第２相に、実質的に変性されている、請求項１から５４のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５６】
前記物体は、基材に取付けられた層の形態であり、
前記変性された１又は２以上の領域は、前記層を通って実質的に延在している、請求項１から５５のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５７】
前記物体における前記層の実質的な全部が、少なくとも１つの第１相から少なくとも１つの第３相に、実質的に変性されている、請求項５６に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５８】
前記圧力が印加される前記物体における１又は２以上の領域は、実質的に少なくとも１つの結晶第１相であり、
前記少なくとも１つの第３相は、実質的にアモルファス相である、請求項１から５７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項５９】
前記圧力が印加される前記物体における１又は２以上の領域は、実質的にアモルファス相であり、
前記少なくとも１つの第３相は、実質的に少なくとも１つの結晶相である、請求項１から５７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項６０】
前記圧力が印加される１又は２以上の領域は、実質的に第１結晶相であり、
前記少なくとも１つの第３相は、実質的に少なくとも１つの第２結晶相である、請求項１から５７のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項６１】
前記１又は２以上の領域は、ナノメートルスケールの寸法を有する、請求項１から６０のいずれか１項に記載のパターン転写処理方法。
【請求項６２】
請求項１から６１のいずれか１項に記載のステップを実行するための部材を有するパターン転写システム。
【請求項６３】
請求項１から６１のいずれか１項に記載のステップを実行することによって形成されるパターニングされた物体。
【請求項６４】
請求項１から６１のいずれか１項に記載のステップを実行することによって形成される部材を有する装置又は太陽電池。
【国際調査報告】
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2008543093.tif 000033
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