(57)【要約】【課題】本発明は素子製造方法を提供し、より詳しくは炭素ナノチューブを溝に満たして素子を製造する方法を提供する。  【解決手段】本発明による素子を製造する方法は、基板の上にモールドをパターニングする段階と、パターニングによって形成された溝及びモールド前面に炭素ナノチューブを塗布する段階と、モールド前面に塗布された炭素ナノチューブを溝に満たして入れる段階及びモールドを取り除く段階を含むことを特徴とする。  【選択図】図２
2007063116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板上にモールドをパターニングして溝を形成する段階と、
（ｂ）パターニングされた前記溝及び前記モールド上に炭素ナノチューブを塗布する段階と、
（ｃ）前記モールド上に塗布された炭素ナノチューブを前記溝に満たして入れる段階と、
（ｄ）前記モールドを取り除く段階と、
を含むことを特徴とする、基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。
【請求項２】
前記炭素ナノチューブは溶剤に分散している状態であることを特徴とする、請求項１記載の基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。
【請求項３】
前記溶剤は、水、アセトン、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテート（ｂｕｔｙｌ  ｃｅｌｌｏｓｏｌｖｅ  ａｃｅｔａｔｅ）内の何れかの一つであることを特徴とする、請求項2記載の基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。
【請求項４】
前記（ｃ）段階以後に、前記溶剤を蒸発させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項2記載の基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。  
【請求項５】
前記（ｃ）段階以後に、前記炭素ナノチューブが満たされた前記溝に液体を入れ込む段階と、前記液体を蒸発させる段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項2記載の基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。  
【請求項６】
前記液体は、水、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテート内の何れの一つのことを特徴とする、請求項5記載の基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法。  
【請求項７】
（ａ）基板上に第1 モールドをパターニングして溝を形成して、前記第1 モールドがパターニングされた基板上に第1金属を形成する段階と、
（ｂ）前記第1金属上に炭素ナノチューブを塗布する段階と、
（ｃ）前記第１金属上に塗布された前記炭素ナノチューブを前記溝に満たして入れて前記第1金属上に第２モールドを形成する段階と、
（ｄ）前記溝に満たされた炭素ナノチューブ構造体上に第２金属を形成する段階と、
（ｅ）前記第1 モールド、前記第２モールド、並びに、前記第１及び第２モールドで挟まれた部分の前記第１金属を取り除く段階と、
を含むことを特徴とする、炭素ナノチューブを利用した導線形成方法。  
【請求項８】
前記炭素ナノチューブは溶剤に分散している状態であることを特徴とする、請求項7記載の炭素ナノチューブを利用した導線形成方法。
【請求項９】
前記（ｄ）段階で
前記第１金属と前記第２金属が電気的に接続されることを特徴とする、請求項７記載の炭素ナノチューブを利用した導線形成方法。
【請求項１０】
前記（ｄ）段階で
前記炭素ナノチューブ構造体の間に前記第２金属を満たして入れるか、または、前記炭素ナノチューブ構造体を取り囲むように前記第２金属が金属薄膜を形成することを特徴とする、請求項７記載の炭素ナノチューブを利用した導線形成方法。  
【請求項１１】
前記第１モールドと前記第２モールドは同じ形状であることを特徴とする、請求項8記載の炭素ナノチューブを利用した導線形成方法。  
【請求項１２】
（ａ）基板上に第１金属を形成した後、前記第１金属上に第１モールドをパターニングして溝及びヴィアホールを形成する段階と、
（ｂ）前記ヴィアホール内部に第２金属を形成する段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階による基板の上に第３金属を形成する段階と、
（ｄ）前記（ｃ）段階による基板の上に炭素ナノチューブを塗布した後、前記塗布した炭素ナノチューブを前記溝に満たして入れて炭素ナノチューブ構造体を形成して、前記溝に液体を入れる段階と、
（ｅ）前記（ｄ）段階による基板の上に第２モールドをパターニングする段階と、
（ｆ）前記炭素ナノチューブ構造体上に第４金属を形成する段階と、
（ｇ）前記第１モールド、前記第２モールド、前記第１モールドと基板に挟まれた部分の前記第１金属、及び、前記第１モールドと第２モールドで挟まれた部分の前記第３金属を取り除く段階と、を含み、
前記炭素ナノチューブは溶剤に分散している状態であることを特徴とする、炭素ナノチューブを利用したインダクター素子製造方法。
【請求項１３】
前記第１モールドと前記第２モールドは同じ形状であることを特徴とする、請求項１2記載の炭素ナノチューブを利用したインダクター素子製造方法。
【請求項１４】
（ａ）基板上に第１モールドをパターニングして溝及びヴィアホールを形成する段階と、
（ｂ）前記（ａ）段階による基板の上に第１金属を形成する段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階による基板の上に炭素ナノチューブを塗布した後、前記溝に満たして入れて炭素ナノチューブ構造体を形成して、前記溝に液体を入れる段階と、
（ｄ）前記第１金属上に第２モールドを形成する段階と、
（ｅ）前記炭素ナノチューブ構造体上に第２金属を形成する段階と、
（ｆ）前記第１モールド、前記第２モールド、及び、前記第１モールドと第２モールドで挟まれた部分の前記第１金属を取り除く段階と、
を含むことを特徴とする、炭素ナノチューブを利用したインダクター素子製造方法。
【請求項１５】
前記第1 モールドと前記第２モールドは同じ形状であることを特徴とする、請求項１4記載の炭素ナノチューブを利用したインダクター素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子製造方法に関し、より詳くは、炭素ナノチューブを溝に満たして素子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が属する技術分野で使う炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ；ＣＮＴ）は炭素の同素体（ａｌｌｏｔｒｏｐｅ）のひとつのＦｕｌｌｅｒｅｎｅ（Ｃ６０）を合成する過程で偶然に発見された。炭素ナノチューブでは、炭素原子一つは周りの他の炭素原子３個と混成軌道（ｈｙｂｒｉｄ  ｏｒｂｉｔａｌ）ｓｐ２結合をして、六角形蜂の巣柄を形成する黒鉛面（ｇｒａｐｈｅｎｅ）構造が一つの円筒状で巻かれた形態を持つ。  
【０００３】
炭素ナノチューブは合成条件によって単一壁ナノチューブ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｗａｌｌｅｄ Ｎａｎｏｔｕｂｅ；ＳＷＮＴ）と多重壁ナノチューブ（Ｍｕｌｔｉ  ｗａｌｌｅｄ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ；ＭＷＮＴ）に製造されて、合成方法によって多様な形態で成長する。このような炭素ナノチューブの合成方法には多様な方法が知られている。アーク放電法、レーザ  アブレーション（ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）の方法は、実験室水準で合成する時比較的高純度で合成が可能で、ディスプレイ及びナノ素子などに応用するためには、大量に合成することができる化学気象蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）が主に使われる。  
【０００４】
前述の従来の技術に対するそれぞれの方法を説明すると次のようである。  
レーザ  アブレーション（Ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）法は、ＳＷＮＴのみを合成することができるし、他の方法と比較してかなり高い純度を得ることができる。この方法は、１、２００℃に加熱された溶炉石英管内側に転移金属と黒鉛パウダーを一定比率で混合して作った試験片を外部でレーザを利用して気化させた後、バッファー気体であるアルゴンを通じて冷却器に移動された後、収集される。  
【０００５】
アーク放電法は、一番先に出た合成方法で、炭素ナノチューブが初めて発見された時の装置を変形させた製造方法である。これは、二つの炭素棒の間にアークを放電させて炭素ナノチューブを形成する方法である。ここで、ヘリウムガスで４００〜７００ｔｏｒｒの一定圧力と一定な冷却速度を持つ環境内で一番多い炭素ナノチューブが合成される。
【０００６】
化学気象蒸着法は、所望の物質を含んでいる気体状態の原料ガスが反応器の内で注入されれば、熱やプラズマなどからエネルギーを受けて分解される原理を利用することで、この過程で所望の物質が基板の上に到逹して膜が形成される方法である。  
【０００７】
しかし、従来の合成方法は、炭素ナノチューブを利用した応用をするのに次のようナノ問題点を含んでいる。  
【０００８】
レーザ  アブレーションの方法は、ＳＷＮＴのみを提供することができるが、半導体的な性質を持つＳＷＮＴと導体的な性質を持つＳＷＮＴを調節することができない。また大量 合成が困難であるため、炭素ナノチューブを応用する製品を常用化しにくい。  
【０００９】
アーク放電法の場合、二つの炭素棒の間でアーク放電を通じて炭素ナノチューブが形成されるので高い純度を持つことができず、さまざまな不純物を含むようになる。またレーザ  アブレーションと同じくこの方法も、構造的に大量合成するのに多くの難しさがある。  
【００１０】
化学気象蒸着法は、大量に合成が可能で、比較的高い純度の炭素ナノチューブを得ることができるし、図１に示すように金属触媒である転移金属をパターニングして所望の場所に炭素ナノチューブを形成させることができる。しかし、このような方法は金属触媒に垂直方向のみに炭素ナノチューブが形成される問題点があり、金属触媒が必須という点で応用分野に限界がある。
【００１１】
また、大部分の合成方法は、高温工程(約 ５００〜４０００℃)を必要するので選択的に炭素ナノチューブを得るためには、既存の半導体工程で使う方法を非常に限定させる問題点がある。他の問題点では、炭素ナノチューブを多層で形成させることができなくて平面構造を持つ制限的な構造体でばかり応用ができるというのである。  
【００１２】
また、上のような方法に直接パターニングされた形に合成された炭素ナノチューブは、非晶質炭素及び金属触媒のようなさまざまな不純物が混合している問題点があって必ず精製工程が必要になる。  
【００１３】
図１は、従来の化学気象蒸着法を順に示す工程の断面図である。  
図１に示すように、従来の化学気象蒸着法を利用した工程の構造は、基板１、金属触媒２、モールド３及び炭素ナノチューブ５からなる。  
【００１４】
上述した構造によって、従来の化学気象蒸着法を利用した炭素ナノチューブを基板上に形成させる過程を説明する。  
【００１５】
段階１００Ａは、化学気象蒸着法（ＣＶＤ法）でモールド３を形成する段階である。この段階では、基板１上面に金属触媒２を形成し、金属触媒２上面にパターニングされた３を形成する。モールド３はフォトレジストのような感光体の一種類である。  
【００１６】
段階１００Ｂは、モールド３を形成した後に、 金属触媒２をパターニングするための段階として、形成されたモールド３上面側を赤外線に一定時間晒して、モールド３が配置された部分を除いた赤外線を受けた金属触媒２部分を写真、蝕刻過程を経って金属触媒２をパターニングする。  
【００１７】
段階１００Ｃは、炭素ナノチューブ５を形成する段階で、高温工程(約 ５００〜４０００℃)合成方法を通じてパターニングされた金属触媒２上面に炭素ナノチューブ５を形成したのである。  
前述のように、従来の化学気象蒸着法を利用した工程は、金属触媒２上面に垂直方向のみに炭素ナノチューブが形成される問題点があり、金属触媒２が必須である点で応用分野に限界がある。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述した問題点を解決するための本発明の目的は、所望の部位に選択的に炭素ナノチューブを形成する方法を提供することにある。  
【００１９】
本発明の他の目的は、従来技術の問題点である金属触媒を使用せずに、炭素ナノチューブを形成することができる方法を提供することにある。  
【００２０】
本発明のまた他の目的は、パターニングされたモールドの溝に炭素ナノチューブを満たして入れて電極で使うための電解メッキをする方法を提供することにある。  
【００２１】
本発明のまた他の目的は、炭素ナノチューブで半導体金属配線、インダクター、キャパシター、共振器、ナノメートル（ｎｍ）大きさの構造体、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）構造体などを製作して既存の金属を利用した方法より優秀な性能の構造体を提供することにある。  
【００２２】
本発明のまた他の目的は、電解メッキされた炭素ナノチューブを利用して半導体金属配線、インダクター、キャパシター、共振器（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）、ナノメートル大きさの構造体、ＭＥＭＳ構造体などを製作して、既存の金属のみを利用した方法より優秀な性能の構造体を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述した課題を解決するための本発明による基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法は、（ａ）基板上面にモールドをパターニングして溝を形成する段階と、（ｂ）パターニングされた前記溝及び 前記モールド上面に炭素ナノチューブを塗布する段階と、（ｃ）前記モールド上面に塗布された炭素ナノチューブを平坦な道具を利用して前記溝に満たして入れる段階と、（ｄ）前記モールドを取り除く段階と、を含む。
ここで、前記炭素ナノチューブは所定の溶剤に分散している状態であることが可能である。   
【００２４】
ここで、 前記炭素ナノチューブは単一壁ナノチューブまたは多重壁ナノチューブ内の何れかの一つ、または、単一壁ナノチューブ及び多重壁ナノチューブの混合物であることが望ましい。  
【００２５】
ここで、前記モールドはフォトレジスト、ポリマー、金属、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＩＩＩ−ＩＶ化合物半導体または石英（ｑｕａｒｔｚ）内の何れかの一つのであることが望ましい。  
【００２６】
ここで、前記（ｂ）段階で成長された炭素ナノチューブを塗布する方法は、前記溶剤に分散した前記炭素ナノチューブをドロッパを利用して塗布することが望ましい。  
【００２７】
ここで、溶剤は水、アセトン、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテート内の何れかの一つであることが望ましい。  
【００２８】
ここで、（ｃ）段階以後に、前記塗布された炭素ナノチューブと前記溶剤を真空状態で乾燥して溶剤を蒸発させる段階をさらに含むのが望ましい。  
【００２９】
ここで、前記道具はドクターブレード、刃、スクィーザ、ローラーまたはウェハー切り目で作った平たい刃内の何れかの一つであるのが望ましい。  
【００３０】
ここで、前記（ｃ）段階以後に、前記ナノチューブが満たされた前記溝に液体を入れ込む段階と、前記液体を蒸発させる段階をさらに含むのが望ましい。  
【００３１】
ここで、 前記液体は水、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテート内の何れかの一つであることが望ましい。  
【００３２】
また、本発明による炭素ナノチューブを利用した導線形成方法は（ａ）基板上面に第１モールドをパターニングして前記第１モールドがパターニングされた基板の上に第１金属を形成する段階と、（ｂ）前記第１金属上面に炭素ナノチューブをドロッパを利用して塗布する段階と、（ｃ）前記第１金属上面に塗布された炭素ナノチューブを平坦な道具を利用して前記溝に満たして入れて前記第１金属上面に第２モールドを形成する段階と、（ｄ）前記溝に満たされた炭素ナノチューブ構造体上面に第２金属をメッキする段階と、（ｅ）前記第1 モールド、前記第２モールド並びに、前記第１及び第２モールドで挟まれた部分の前記第１金属を取り除く段階と、を含む。
前記炭素ナノチューブは所定の溶剤に分散している状態であるものを含むことが可能である。
【００３３】
ここで、前記第１金属及び第２金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＰｔまたはＺｎ内の何れかの一つであることが望ましい。  
【００３４】
ここで、前記道具はドクターブレード、刃、スクィーザ、ローラーまたはウェハー切り目で作った平たい刃内の何れかの一つであることが望ましい。
【００３５】
ここで、（ｄ）段階は前記第１金属に電極を連結して炭素ナノチューブ構造体上面に第２金属をメッキすることが望ましい。  
【００３６】
ここで、前記メッキする方法は、前記炭素ナノチューブ構造体の間を金属で満たして入れるか、または、前記炭素ナノチューブ構造体の間にはメッキしないで、金属薄膜で前記炭素ナノチューブ構造体を取り囲む方法を使うのが望ましい。  
【００３７】
ここで、前記第１モールドと第２モールドは等しい形状であるのが望ましい。  
【００３８】
また、本発明による炭素ナノチューブを利用したインダクター素子製造方法は（ａ）基板上面に第１金属を形成した後、前記第１金属上面に３次元形象の第１モールドをパターニングして溝及びヴィア（ｖｉａ）フォールを形成する段階と、（ｂ）前記ヴィアホール内部に第２金属をメッキする段階と、（ｃ）前記（ｂ） 段階による基板の上に第３金属を形成する段階と、（ｄ）前記（ｃ）段階による基板の上にドロッパを利用して炭素ナノチューブを塗布した後、平坦な道具を利用して前記 塗布された炭素ナノチューブを前記溝に満たして入れて炭素ナノチューブ構造体を形成して、前記溝に液体を入れ込んで前記炭素ナノチューブ構造体を稠密にさせる段階と、（ｅ） 前記（ｄ）段階による基板の上に第２モールドをパターニングする段階と、（ｆ） 前記炭素ナノチューブ構造体上面に第４金属をメッキする段階と、（ｇ） 前記第１モールド、前記第２モールド、前記第１モールドと基板に挟まれた前記第１金属、及び、前記第１モールドと前記第２モールドで挟まれた部分の前記第３金属を取り除く段階と、を含むが、前記炭素ナノチューブは所定の溶剤に分散している状態である、
【００３９】
ここで、前記第１モールドと第２モールドは等しい形状であるのが望ましい。  
【００４０】
また、本発明による炭素ナノチューブを利用したスパイラルインダクター素子製造方法は（ａ）基板上面に３次元形象の第１モールドをパターニングして溝及びヴィアホールを形成する段階と、（ｂ）前記（ａ）段階による基板の上に第１金属を形成する段階と、（ｃ）前記（ｂ）段階による基板の上に炭素ナノチューブをドロッパを利用して塗布した後、平坦な道具を利用して前記溝に満たして入れて炭素ナノチューブ構造体を形成して、前記溝に液体を入れ込んで前記炭素ナノチューブ構造体を稠密にさせる段階と、（ｄ）前記第１金属上面に第２モールドを形成する段階と、（ｅ）前記炭素ナノチューブ構造体上面に第２金属をメッキする段階と、（ｆ） 前記第1モールド、前記第２モールド、及び、前記第１モールドと第２モールドで挟まれた部分の前記第１金属を取り除く段階と、を含む、
【００４１】
ここで、前記第１モールドと第２モールドは等しい形状であるのが望ましい。  
【発明の効果】
【００４２】
上述した本発明の構成によれば、大量合成及び成長された炭素ナノチューブを所望の部位に炭素ナノチューブを形成する方法を提供する。
【００４３】
これによって、金属触媒を使用せずに炭素ナノチューブを形成することができる方法と多層工程ができるようにする方法を提供して、炭素ナノチューブの応用分野を広げることができる。
【００４４】
また、本発明は低い温度での工程が可能になって、一番手広く使われるフォトレジストのようなポリマーでから比較的融点が低い金属モールドまで非常に多様なモールドを使うことができる方法を提供して多様に応用することができる。
【００４５】
また、本発明は所望の形の炭素ナノチューブを形成した後、炭素ナノチューブを電解メッキした多層構造物を形成することができる。これによって、2次元平面の構造物と３次元の構造物を形成することができる方法を提供して多様に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
【００４７】
以下、添付された図２ないし図７を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
<半導体基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法>
【００４８】
図２は、本発明による半導体基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法を順に示すのである。
【００４９】
段階２００Ａは、基板１０上に炭素ナノチューブ３０を形成しようとする部位をモールド２０にパターニングする段階である。モールド２０の種類としては、フォトレジスト、ポリマー、金属、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＩＩＩ−ＩＶ化合物半導体または石英内のうち何れかの一つで形成される。モールド２０のパターニングは、従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて行われる。パターニングされたモールド２０には、炭素ナノチューブ３０が満たされる溝が形成される。
【００５０】
段階２００Ｂは、モールド２０をパターニングした後で、パターニングによって形成された溝及びモールド２０上面に炭素ナノチューブ３０を塗布する段階である。炭素ナノチューブ３０は、単一壁ナノチューブまたは多重壁ナノチューブ内の何れかの一つ、又は、単一壁ナノチューブ及び多重壁ナノチューブの混合物であることである。炭素ナノチューブ３０を溶剤に超音波分散器を通じて分散(約６時間の間)をさせた後、ドロッパ４０を利用して溝及びモールド２０に分散させる。塗布された炭素ナノチューブ３０と溶剤が載せられた基板１０を真空状態で乾燥して溶剤を蒸発させる過程を繰り返す。他の方法では分散した溶剤をスピニングを通じて均一に分布させる方法と熱を加えて溶剤を蒸発させる方法を使うこともできる。溶剤は、水、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロフィルアルコール（ＩＰＡ）またはブチルセロソルブアセテート（ＢＣＡ）内の何れかの一つを使っても関係ない。また、酸を除いた実験室で使用可能な揮発性有機溶剤を使うことができる。
【００５１】
段階２００Ｃは、炭素ナノチューブ３０を塗布した後で、モールド２０全面に塗布された炭素ナノチューブ３０を溝に満たす段階である。乾燥した炭素ナノチューブ３０を平坦な道具５０で溝に満たして入れる。道具５０は、ドクターブレード、刃、スクィーザ、ローラー及びウェハー切断部で作った平たい刃内の何れの一つであり、均一に平たい刃を使うのである。
【００５２】
段階２００Ｄは、炭素ナノチューブ３０を溝に満たした次に、炭素ナノチューブ３０が満たされた溝に液体６０を入れ込む段階である。液体６０の蒸発力を利用して炭素ナノチューブ３０を稠密にさせる。液体６０は、パターニングされたモールド２０と基板１０の間の表面張力差によって蒸発される時、溝を中心に蒸発するようになる。液体６０は表面張力の差が大きい物質であればあるほど、さらに大きい力を形成させることができる。液体６０は、水、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテートの内の一つである。
【００５３】
段階２００Ｅは、液体６０を入れ込んだ後で、液体６０の蒸発力を利用して炭素ナノチューブ３０を稠密に形成した段階である。
【００５４】
段階２００Ｆは、炭素ナノチューブ３０を稠密に形成した後で、モールド２０をとり除いてから炭素ナノチューブ３０が形成された段階である。モールド２０の除去は従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて行う。
【００５５】
図３は、本発明による半導体製造方法を通じて得られたモールド溝に形成された炭素ナノチューブの電子顕微鏡写真である。
【００５６】
<半導体基板上に炭素ナノチューブを形成させる方法を利用した半導体導線形成方法>
図４は、本発明による炭素ナノチューブを備えた電極を用いた半導体素子を製造する方法を順に示す工程図である。
【００５７】
段階４００Ａは、基板１０上面の第１モールド２０ａにおいて、炭素ナノチューブ３０を形成しようとする部位をパターニングした後、第１金属電極層６０ａをメッキして形成した段階である。
【００５８】
モールド２０ａの種類としは、フォトレジスト、ポリマー、金属、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＩＩＩ−ＩＶ化合物半導体または石英の内のいずれかの一つで形成される。この過程でメッキされた第１金属電極層６０ａは、電解メッキ過程でシード（ｓｅｅｄ）電極として使われる。第１モールド２０ａのパターニングは、従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて行われる。パターニングされた第１モールド２０ａには、炭素ナノチューブ３０が満たされる溝が形成される。以後、第１金属電極層６０ａを形成する。第１金属電極層６０ａは、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）または蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を利用して形成する。第１金属電極層６０ａは Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＰｔまたはＺｎの内の何れの一つのである。  
【００５９】
段階４００Ｂは、第１金属電極層６０ａをメッキした後で、第１モールド２０ａのパターニングによって形成された溝及び第１金属電極層６０ａ全面に炭素ナノチューブ３０を塗布する段階である。炭素ナノチューブ３０は、単一壁ナノチューブまたは多重壁ナノチューブ内の何れかの一つ、又は、単一壁ナノチューブ及び多重壁ナノチューブの混合物である。炭素ナノチューブ３０を溶剤に超音波分散器を通じて分散(約６時間の間)をさせた後、ドロッパ(図示しない)を利用して溝及び第１金属電極層６０ａに分散させる。    
【００６０】
分散した炭素ナノチューブを平坦な道具を利用して溝に満たして入れる。この時、道具は、ドクターブレード、刃、スクィーザ、ローラーまたはウェハー切断部で作った平坦な刃の内の何れかの一つを利用する。  
【００６１】
塗布された炭素ナノチューブ３０と溶剤が載せられた基板１０を真空状態で乾燥して溶剤を蒸発させる過程を繰り返す。他の方法では、分散した溶剤をスピニングを通じて均一に分布させる方法と熱を加えて溶剤を蒸発させる方法を使うこともできる。溶剤は、水、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロフィルアルコールまたはブチルセロソルブアセテートの内の何れかの一つを使っても良い。また、酸を除いた実験室で使用可能な揮発性有機溶剤を使うことができる。  
【００６２】
段階４００Ｃは、第１金属電極層６０ａ全面に分散された炭素ナノチューブを平坦な道具を利用して溝に満たして入れた後に、炭素ナノチューブ３０上面に炭素ナノチューブ３０のみをメッキするために、第１金属電極層６０ａを選択的に阻む第２モールド２０ｂを形成する段階である。選択的に第１金属電極層６０ａにメッキを防止するモールドを形成する方法は従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて行う。  
【００６３】
段階４００Ｄは、第２モールド２０ｂを形成した後に、 第１金属電極層６０ａをシード電極として電流を加え、第２金属電極層６０ｂを炭素ナノチューブ３０上面に電解メッキする段階である。これにより、炭素ナノチューブ３０の接着力を増加させ、第２金属電極層６０ｂで取り囲むことができる。また、印加される電流密度とメッキ液の浸透を調節して、炭素ナノチューブ３０の間を金属で満たすことができる。このようにメッキされた炭素ナノチューブ３０は、電気的、電磁気的、機械的な特性を向上させる為に使用されることが可能である。  
【００６４】
段階４００Ｅは、第２金属電極層６０ｂを形成した後で、電解メッキを選択的に防止する第２モールド２０ｂをとり除いた後、第１モールド２０ａと第２モールド２０ｂの間にメッキされた第１金属電極層６０ａの不要な部分（第１モールド２０ａ、第２モールド２０ｂで挟まれた部分）を取り除く。最後に電解メッキされた炭素ナノチューブ３０を形成させるための第１モールド２０ａを取り除く段階である。第１モールド２０ａ、第２モールド２０ｂ及び第１金属電極層６０ａの周りを取り除く方法は従来の写真、蝕刻工程を通じてからなる。
【００６５】
図５は、本発明である図４による半導体製造方法を通じて得られた炭素ナノチューブの電解メッキをした素子の電子顕微鏡写真である。  
【００６６】
<ナノチューブを形成させる方法を利用したインダクター素子製造方法>
図６は、本発明を利用したインダクター素子製造方法を順に示す断面図である。  
段階６００Ａは、基板１０上に電解メッキをするための第１金属電極層６０ａを形成する段階である。第１金属電極層６０ａはスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法または蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）で形成させた後、第１金属電極層６０ａ上面に第１モールド２０ａを、従来の写真、蝕刻工程で３次元形状の第１モールド２０ａにパターニングする。第１モールド２０ａには、インダクターを支持するためのヴィアホール(via hole)及び炭素ナノチューブ３０が満たされる溝が形成される。  
【００６７】
段階６００Ｂは、第１金属電極層６０ａを形成した後に、第１モールド２０ａを利用してインダクターを支持するためのヴィアホール部分に電解メッキをして第２金属電極層６０ｂを形成する段階である。  
【００６８】
段階６００Ｃは、第２金属電極層６０ａを形成した後に、第１モールド２０ａ及びヴィアホール上面に均一な金属厚さを形成するために第３金属電極層６０ｃを形成する段階である。第３金属電極層６０ｃは、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）または蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）で形成させる。  
【００６９】
段階６００Ｄは、第３金属電極層６０ｃを形成した後に、炭素ナノチューブ３０を第３金属電極層６０ｃ上面に塗布してパターニングされた三次元形状の第１モールド２０ａにより形成された溝に、炭素ナノチューブ３０を満たして入れる段階である。 溝に炭素ナノチューブを満たして入れる過程は前述した為、ここでは略する。
【００７０】
段階６００Ｅは、炭素ナノチューブ３０を塗布した後で、溝に満たされた炭素ナノチューブ３０を液体の蒸発力を利用して稠密にさせた後、第３金属電極層６０ｃ上面において炭素ナノチューブ３０が満たされた溝を除いた部分に、第２モールド２０ｂを形成する段階である。  
【００７１】
段階６００Ｆは、第２モールド２０ｂを形成した後に、第２モールド２０ｂ中に満たされた炭素ナノチューブ３０上面に第４金属電極層６０ｄを形成する段階である。  
【００７２】
段階６００Ｇは、第４金属電極層６０ｄを形成した後に、第１モールド２０ａ、第２モールド２０ｂ、並びに、第１金属電極層６０ａ及び第３金属電極層６０ｃの不要な部分（基板１０と第１モールド２０ａで挟まれた部分の第１金属電極層６０ａ、及び第１モールド２０ａと第２モールド２０ｂで挟まれた第３金属電極層６０ｃ）を従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて選択的に取り除く段階である。このような工程を経ってインダクターが最終的に形成される。なお、段階６００Ｇの断面図では、金属電極層６０ａ〜６０ｄからなる金属電極層が複数の部分に分離して図示されているが、これらの複数の部分は他の断面で連結されている。平面視では、これらは例えば螺旋状に繋がってインダクタを形成している。
【００７３】
<炭素ナノチューブを形成させる方法を利用したインダクター素子製造方法の他の実施形態>
図７は、本発明によるインダクター素子製造方法の他の実施形態を順に示す断面である。  
段階７００Ａは、基板１０上に炭素ナノチューブ３０を形成するために第１モールド２０ａを３次元形状にパターニングする段階である。この時、第１モールド２０ａの間にインダクターを支持するためのヴィアホール及び炭素ナノチューブ３０が満たされる溝が形成される。  
【００７４】
段階７００Ｂは、第１モールド２０ａをパターニングした後に、第１モールド２０ａ及び溝上面に第１金属電極層６０ａを形成する段階である。第１金属電極層６０ａはスパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）または蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）で形成させる。  
【００７５】
段階７００Ｃは、第１金属電極層６０ａを形成した後に、第１モールド２０ａによって形成された溝及びヴィアホール上面に炭素ナノチューブ３０を塗布して形成する段階である。パターニングされた３次元形状の第１モールド２０ａにより形成された溝に、炭素ナノチューブ３０を満たして入れる過程は前述した為、ここでは略する。
【００７６】
段階７００Ｄは、炭素ナノチューブ３０を塗布した後に、塗布された炭素ナノチューブ３０を液体の蒸発力を利用して稠密にさせた後、炭素ナノチューブ３０が満たされた溝を除いた第１モールド２０ａ部分に第２モールド２０ｂを形成する段階である。  
【００７７】
段階７００Ｅは、第２モールド２０ｂを形成した後に、第２モールド２０ｂ内に満たされた炭素ナノチューブ３０上面に第２金属電極層６０ｂを形成する段階である。  
【００７８】
段階７００Ｆは、第２金属電極層６０ｂを形成した後に、第１モールド２０ａ、第２モールド２０ｂ、並びに、第１金属電極層６０ａの不要な部分（第１モールド２０ａ、第２モールド２０ｂで挟まれた部分）を従来の方法である写真、蝕刻工程を通じて選択的に取り除く。このような工程を経ってインダクターラインが形成される。  
【００７９】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、上述した本発明の技術的構成は本発明が属する技術分野の当業者が本発明のその技術的思想や必須的特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができるであろう。従って、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なことであり限定的ではないこととして理解されなければならないし、本発明の範囲は前記詳細な説明よりも特許請求範囲によって現わされて、特許請求範囲の意味及び範囲そしてその等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれることに解釈されなければならない。  
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】従来の化学気象蒸着法を順に示す工程の断面図。
【図２】本発明による半導体基板上の所定領域に炭素ナノチューブを形成させる方法を順に示す工程の断面図。
【図３】図２によって基板上に形成された炭素ナノチューブの電子顕微鏡写真。
【図４】本発明による炭素ナノチューブを利用した半導体導線形成方法を順に示す工程図。
【図５】図４によって炭素ナノチューブを導線で形成した電子顕微鏡写真。
【図６】本発明を利用したインダクター素子製造方法を順に示す工程図。
【図７】本発明を利用したインダクター素子製造方法の他の実施形態を順に示す工程図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  : 基板                ２０ａ : 第1 モールド
２０ｂ : 第2 モールド       ３０ : 炭素ナノチューブ
４０: ドロッパ               ５０ : 道具
６０ａ  : 第１金属電極層    ６０ｂ: 第２金属電極層
６０ｃ  : 第３金属電極層    ６０ｄ: 第４金属電極層
６０  : 液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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