JP2001198900A - 超微細探針によるリソグラフィ法 - Google Patents
超微細探針によるリソグラフィ法Info
- Publication number
- JP2001198900A JP2001198900A JP2000050301A JP2000050301A JP2001198900A JP 2001198900 A JP2001198900 A JP 2001198900A JP 2000050301 A JP2000050301 A JP 2000050301A JP 2000050301 A JP2000050301 A JP 2000050301A JP 2001198900 A JP2001198900 A JP 2001198900A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- nanotube
- sample
- film
- holder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2049—Exposure; Apparatus therefor using a cantilever
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
- H01J2237/31752—Lithography using particular beams or near-field effects, e.g. STM-like techniques
- H01J2237/31759—Lithography using particular beams or near-field effects, e.g. STM-like techniques using near-field effects, e.g. STM
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/855—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure
- Y10S977/856—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure including etching/cutting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/875—Scanning probe structure with tip detail
- Y10S977/876—Nanotube tip
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 レジスト膜、マスク形成膜、高機能性膜等の
サンプルに溝幅が数ｎｍ〜数百ｎｍの超微細な溝パター
ンを描画できるリソグラフィ技術を開発する。 【解決手段】 ナノチューブ１２の基端部をホルダー８
に固定しその先端部をホルダー８から突出させてナノチ
ューブ探針１２とし、この探針の先端をサンプル表面に
接触させて配置し、この探針とサンプルの間に電圧Ｅを
印加し、この電圧印加により探針接触部のサンプル物質
を除去しながら前記探針を移動させてサンプル表面に溝
状パターンを形成する。超微細探針としてＡＦＭ用探針
やＳＴＭ用探針なども利用できる。サンプルが有機膜４
の場合には、探針１２を陰極とするように探針と有機膜
の間に電圧Ｅを印加する。最有効なナノチューブを用い
れば、ナノチューブの直径ｄが約１ｎｍ〜数十ｎｍに分
布しているから、形成される溝１６の溝幅Ｗは数ｎｍ〜
数百ｎｍに制御できる。
サンプルに溝幅が数ｎｍ〜数百ｎｍの超微細な溝パター
ンを描画できるリソグラフィ技術を開発する。 【解決手段】 ナノチューブ１２の基端部をホルダー８
に固定しその先端部をホルダー８から突出させてナノチ
ューブ探針１２とし、この探針の先端をサンプル表面に
接触させて配置し、この探針とサンプルの間に電圧Ｅを
印加し、この電圧印加により探針接触部のサンプル物質
を除去しながら前記探針を移動させてサンプル表面に溝
状パターンを形成する。超微細探針としてＡＦＭ用探針
やＳＴＭ用探針なども利用できる。サンプルが有機膜４
の場合には、探針１２を陰極とするように探針と有機膜
の間に電圧Ｅを印加する。最有効なナノチューブを用い
れば、ナノチューブの直径ｄが約１ｎｍ〜数十ｎｍに分
布しているから、形成される溝１６の溝幅Ｗは数ｎｍ〜
数百ｎｍに制御できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気的機能性膜、光
学的機能性膜、レジスト膜、マスク形成等のサンプルに
超微細な溝状パターンを形成できるリソグラフィ方法に
関し、更に詳細には、先端直径がナノサイズのＡＦＭ用
カンチレバーやナノチューブ等を探針として、極小の溝
幅からなる溝状パターンをサンプルに形成できる超微細
加工が可能な超微細探針によるリソグラフィ法に関す
る。
学的機能性膜、レジスト膜、マスク形成等のサンプルに
超微細な溝状パターンを形成できるリソグラフィ方法に
関し、更に詳細には、先端直径がナノサイズのＡＦＭ用
カンチレバーやナノチューブ等を探針として、極小の溝
幅からなる溝状パターンをサンプルに形成できる超微細
加工が可能な超微細探針によるリソグラフィ法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体チップに回路パターンを
形成するには、フォトレジストとマスクを活用したリソ
グラフィ法（露光描画方法とも称する）が用いられる。
図１６に示されるように、このリソグラフィ法は、単結
晶（ａ）からウェハー（ｂ）を切り出し、このウェハー
を基板１００としてスピンナー上で回転させながらフォ
トレジスト（ｃ）を滴下し、基板１００上にフォトレジ
スト膜１０２を形成（ｄ）する。
形成するには、フォトレジストとマスクを活用したリソ
グラフィ法（露光描画方法とも称する）が用いられる。
図１６に示されるように、このリソグラフィ法は、単結
晶（ａ）からウェハー（ｂ）を切り出し、このウェハー
を基板１００としてスピンナー上で回転させながらフォ
トレジスト（ｃ）を滴下し、基板１００上にフォトレジ
スト膜１０２を形成（ｄ）する。
【０００３】このフォトレジスト膜１０２の上に写真の
ネガに相当するマスク１０４を重ね（ｅ）、その上から
露光する。マスク１０４は基体フィルム１０６に不透光
部１０８がパターン化されたもので、不透光部１０８は
フォトレジスト膜１０２を感光させない。これを現像す
ると感光部分１１０が除去（ｆ）され、未感光部分１１
２が残留する。この逆に、未感光部分が除去される場合
もある。次に、拡散処理（ｇ）により感光部分１１０に
拡散層１１４が形成され、未感光部分１１２を除去
（ｈ）して半導体チップ１１６が完成する。更に、複雑
な半導体パターンはこの処理を繰り返して形成される。
ネガに相当するマスク１０４を重ね（ｅ）、その上から
露光する。マスク１０４は基体フィルム１０６に不透光
部１０８がパターン化されたもので、不透光部１０８は
フォトレジスト膜１０２を感光させない。これを現像す
ると感光部分１１０が除去（ｆ）され、未感光部分１１
２が残留する。この逆に、未感光部分が除去される場合
もある。次に、拡散処理（ｇ）により感光部分１１０に
拡散層１１４が形成され、未感光部分１１２を除去
（ｈ）して半導体チップ１１６が完成する。更に、複雑
な半導体パターンはこの処理を繰り返して形成される。
【０００４】このような露光方式では光を利用している
ため、マスクを透過した光が不透光部の領域に回折し
て、パターンの解像力を低下させる。マスクのパターン
が微細になるほど回折が大きくなり、解像力は一層急激
に低下する。解像度を上げるため、露光波長を短くする
技術開発が行われた。まず、超高圧水銀ランプの近紫外
からエキシマレーザーの遠紫外へと開発が行われた。し
かし、有望なエキシマレーザー露光でも３００〜４００
ｎｍ程度の解像力しかない。半導体では更なる高密度化
・高速化が要望されており、１ｎｍ〜１００ｎｍの超微
細加工は従来法では不可能である。
ため、マスクを透過した光が不透光部の領域に回折し
て、パターンの解像力を低下させる。マスクのパターン
が微細になるほど回折が大きくなり、解像力は一層急激
に低下する。解像度を上げるため、露光波長を短くする
技術開発が行われた。まず、超高圧水銀ランプの近紫外
からエキシマレーザーの遠紫外へと開発が行われた。し
かし、有望なエキシマレーザー露光でも３００〜４００
ｎｍ程度の解像力しかない。半導体では更なる高密度化
・高速化が要望されており、１ｎｍ〜１００ｎｍの超微
細加工は従来法では不可能である。
【０００５】そこで、波長が０．１ｎｍ程度のＸ線を利
用するエックス線露光技術が浮上した。解像力が大きい
点では問題はないが、Ｘ線の方向制御にはレンズを用い
ることができず、凹面・凸面による反射制御も難しい。
また、Ｘ線の平行性にも問題がある。Ｘ線源として通常
の電子線励起形ではＸ線強度が弱く、プラズマＸ線源や
ＳＯＲ光源では規模が大きくなるため、実用化は困難で
ある。
用するエックス線露光技術が浮上した。解像力が大きい
点では問題はないが、Ｘ線の方向制御にはレンズを用い
ることができず、凹面・凸面による反射制御も難しい。
また、Ｘ線の平行性にも問題がある。Ｘ線源として通常
の電子線励起形ではＸ線強度が弱く、プラズマＸ線源や
ＳＯＲ光源では規模が大きくなるため、実用化は困難で
ある。
【０００６】このような困難を解決するために、電子ビ
ーム露光が開発された。電子線の波長は短いから解像力
は極めて高く、電子顕微鏡のように操作性の良さを有し
ている。しかし、その反面、真空中で露光処理をしなけ
ればならい不便さを有している。電子ビームはフォトレ
ジスト中で散乱し、電子ビーム自体が広がるという欠点
も有している。また、電子ビームは電子のエネルギーが
高いため加工しようとする半導体に欠陥を生成するとい
う欠点もある。
ーム露光が開発された。電子線の波長は短いから解像力
は極めて高く、電子顕微鏡のように操作性の良さを有し
ている。しかし、その反面、真空中で露光処理をしなけ
ればならい不便さを有している。電子ビームはフォトレ
ジスト中で散乱し、電子ビーム自体が広がるという欠点
も有している。また、電子ビームは電子のエネルギーが
高いため加工しようとする半導体に欠陥を生成するとい
う欠点もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、電磁波や電子ビームを用いた従来の露光処理の概念
から完全に離れて、高機能性膜、レジスト膜、マスク形
成膜などのサンプルに溝幅が数ｎｍ〜数百ｎｍの超微細
な溝パターンを描画できる高度の解像力を有したリソグ
ラフィ技術を開発することである。
は、電磁波や電子ビームを用いた従来の露光処理の概念
から完全に離れて、高機能性膜、レジスト膜、マスク形
成膜などのサンプルに溝幅が数ｎｍ〜数百ｎｍの超微細
な溝パターンを描画できる高度の解像力を有したリソグ
ラフィ技術を開発することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、先端
直径がナノサイズの超微細探針を用い、この探針の先端
をサンプル表面に連続的又は間欠的に接触させて配置
し、この探針とサンプルの間に電圧を印加し、この電圧
印加により探針接触部のサンプル物質を除去しながら前
記探針を移動させてサンプル表面に溝状パターンを形成
することを特徴とする超微細探針によるリソグラフィ法
である。
直径がナノサイズの超微細探針を用い、この探針の先端
をサンプル表面に連続的又は間欠的に接触させて配置
し、この探針とサンプルの間に電圧を印加し、この電圧
印加により探針接触部のサンプル物質を除去しながら前
記探針を移動させてサンプル表面に溝状パターンを形成
することを特徴とする超微細探針によるリソグラフィ法
である。
【０００９】請求項２の発明は、ナノチューブの基端部
をホルダーに固定しその先端部をホルダーから突出させ
てナノチューブプローブを形成し、このナノチューブプ
ローブを前記超微細探針として用いた請求項１記載の超
微細探針によるリソグラフィ法である。
をホルダーに固定しその先端部をホルダーから突出させ
てナノチューブプローブを形成し、このナノチューブプ
ローブを前記超微細探針として用いた請求項１記載の超
微細探針によるリソグラフィ法である。
【００１０】請求項３の発明は、前記ホルダーがＡＦＭ
用のカンチレバーのピラミッド部である請求項２記載の
超微細探針によるリソグラフィ法である。
用のカンチレバーのピラミッド部である請求項２記載の
超微細探針によるリソグラフィ法である。
【００１１】請求項４の発明は、前記サンプルが有機膜
であり、探針を陰極とするように探針と有機膜の間に電
圧を印加した請求項１又は２記載の超微細探針によるソ
グラフィ法である。
であり、探針を陰極とするように探針と有機膜の間に電
圧を印加した請求項１又は２記載の超微細探針によるソ
グラフィ法である。
【００１２】請求項５の発明は、前記探針の走査速度と
印加電圧を調整して溝状パターンの溝幅と溝深さを制御
する請求項１又は２記載の超微細探針によるリソグラフ
ィ法である。
印加電圧を調整して溝状パターンの溝幅と溝深さを制御
する請求項１又は２記載の超微細探針によるリソグラフ
ィ法である。
【００１３】請求項６の発明は、前記有機膜が電気的或
いは光学的機能性膜、マスク形成膜、又は基板上に形成
されたレジスト膜である請求項４記載の超微細探針によ
るリソグラフィ法である。
いは光学的機能性膜、マスク形成膜、又は基板上に形成
されたレジスト膜である請求項４記載の超微細探針によ
るリソグラフィ法である。
【００１４】請求項７の発明は、前記有機膜がポリシラ
ンフィルムである請求項４記載の超微細探針によるリソ
グラフィ法である。
ンフィルムである請求項４記載の超微細探針によるリソ
グラフィ法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】数ｎｍ〜数百ｎｍの溝幅を有する
高解像力を有するリソグラフィ技術を開発するために、
本発明者らはカーボンナノチューブを中心とするナノチ
ューブ探針、ＡＦＭ用探針、ＳＴＭ用探針などを探針と
して利用することを着眼し、ナノスケールのリソグラフ
ィ技術（以後ナノリソグラフィと称する）を実現するに
至った。その中でも、先端曲率半径の極小さからナノチ
ューブ探針が最も高解像力であることを想到するに至っ
た。
高解像力を有するリソグラフィ技術を開発するために、
本発明者らはカーボンナノチューブを中心とするナノチ
ューブ探針、ＡＦＭ用探針、ＳＴＭ用探針などを探針と
して利用することを着眼し、ナノスケールのリソグラフ
ィ技術（以後ナノリソグラフィと称する）を実現するに
至った。その中でも、先端曲率半径の極小さからナノチ
ューブ探針が最も高解像力であることを想到するに至っ
た。
【００１６】本発明者らはナノチューブを探針としたＳ
ＰＭ装置（走査型プローブ顕微鏡）、例えばＡＦＭ装置
（原子間力顕微鏡）やＳＴＭ装置（トンネル顕微鏡）
を、特願平１０−３７６６４２号、特願平１０−３７８
５４８号、特願平１１−１１６９３９号及び特願平１１
−１１６９４０号として既に公開している。
ＰＭ装置（走査型プローブ顕微鏡）、例えばＡＦＭ装置
（原子間力顕微鏡）やＳＴＭ装置（トンネル顕微鏡）
を、特願平１０−３７６６４２号、特願平１０−３７８
５４８号、特願平１１−１１６９３９号及び特願平１１
−１１６９４０号として既に公開している。
【００１７】ナノチューブがリソグラフィ用の探針とし
て最有力である理由は次の通りである。ナノチューブ
は、まずカーボンナノチューブとして発見された。カー
ボンナノチューブ（ＣＮＴと称する場合もある）の直径
は約１ｎｍ〜数十ｎｍに分布しており、またその軸長は
ナノサイズからミクロンサイズに亘っている。従って、
この高アスペクト比を有するナノチューブをＳＰＭの探
針として用いれば、サンプルの表面構造を原子レベルの
高解像力で検出することができる。
て最有力である理由は次の通りである。ナノチューブ
は、まずカーボンナノチューブとして発見された。カー
ボンナノチューブ（ＣＮＴと称する場合もある）の直径
は約１ｎｍ〜数十ｎｍに分布しており、またその軸長は
ナノサイズからミクロンサイズに亘っている。従って、
この高アスペクト比を有するナノチューブをＳＰＭの探
針として用いれば、サンプルの表面構造を原子レベルの
高解像力で検出することができる。
【００１８】カーボンナノチューブの発見に続いてＢＣ
Ｎ系ナノチューブが合成された。例えば、非晶質ホウ素
とグラファイトの混合粉末をグラファイト棒に詰め込
み、窒素ガス中で蒸発させる。また、焼結ＢＮ棒をグラ
ファイト棒に詰め込み、ヘリウムガス中で蒸発させる。
更に、ＢＣ４Ｎを陽極、グラファイトを陰極にしてヘリ
ウムガス中でアーク放電させる。これらの方法で、ＣＮ
Ｔ中のＣ原子の一部がＢ原子とＮ原子に置換されたＢＣ
Ｎ系ナノチューブが合成された。
Ｎ系ナノチューブが合成された。例えば、非晶質ホウ素
とグラファイトの混合粉末をグラファイト棒に詰め込
み、窒素ガス中で蒸発させる。また、焼結ＢＮ棒をグラ
ファイト棒に詰め込み、ヘリウムガス中で蒸発させる。
更に、ＢＣ４Ｎを陽極、グラファイトを陰極にしてヘリ
ウムガス中でアーク放電させる。これらの方法で、ＣＮ
Ｔ中のＣ原子の一部がＢ原子とＮ原子に置換されたＢＣ
Ｎ系ナノチューブが合成された。
【００１９】また、ＢＮ系ナノチューブも合成された。
これはＣ原子をほとんど含まないナノチューブである。
例えば、ＣＮＴとＢ２Ｏ３粉末をるつぼの中に入れて窒
素ガス中で加熱する。この結果、ＣＮＴ中のＣ原子のほ
とんどがＢ原子とＮ原子に置換されたＢＮ系ナノチュー
ブが合成される。
これはＣ原子をほとんど含まないナノチューブである。
例えば、ＣＮＴとＢ２Ｏ３粉末をるつぼの中に入れて窒
素ガス中で加熱する。この結果、ＣＮＴ中のＣ原子のほ
とんどがＢ原子とＮ原子に置換されたＢＮ系ナノチュー
ブが合成される。
【００２０】ＢＣＮ系ナノチューブもＢＮ系ナノチュー
ブもＣＮＴとほぼ同様の物質構造をとっているから、直
径に対する軸長比、即ちアスペクト比は極めて高い。従
って、本発明のナノチューブとしては、カーボンナノチ
ューブのみならず、ＢＣＮ系ナノチューブやＢＮ系ナノ
チューブ等の一般のナノチューブが利用できる。但し、
電気伝導性を確保するために、金属の表面コートやドー
ピングを行うこともある。
ブもＣＮＴとほぼ同様の物質構造をとっているから、直
径に対する軸長比、即ちアスペクト比は極めて高い。従
って、本発明のナノチューブとしては、カーボンナノチ
ューブのみならず、ＢＣＮ系ナノチューブやＢＮ系ナノ
チューブ等の一般のナノチューブが利用できる。但し、
電気伝導性を確保するために、金属の表面コートやドー
ピングを行うこともある。
【００２１】ナノチューブがサンプル表面の凹凸構造を
検出できるだけでなく、サンプル表面の原子を除去でき
るとすれば、ナノチューブでサンプル表面の原子を移動
除去して溝を形成でき、溝からなるパターンを描画でき
るはずである。しかも、その溝幅は使用されるナノチュ
ーブの直径に依存し、直径１ｎｍのナノチューブを使用
すれば、最小でも溝幅を数ｎｍ程度にまで極小化できる
はずである。このような発想から、本発明に係る超微細
探針によるリソグラフィー方法が実現された。
検出できるだけでなく、サンプル表面の原子を除去でき
るとすれば、ナノチューブでサンプル表面の原子を移動
除去して溝を形成でき、溝からなるパターンを描画でき
るはずである。しかも、その溝幅は使用されるナノチュ
ーブの直径に依存し、直径１ｎｍのナノチューブを使用
すれば、最小でも溝幅を数ｎｍ程度にまで極小化できる
はずである。このような発想から、本発明に係る超微細
探針によるリソグラフィー方法が実現された。
【００２２】微細加工用の探針としては、ナノチューブ
に限らず、ＡＦＭ用のカンチレバーやＳＴＭ用の探針を
利用することもできる。これらはサンプル表面の原子分
布を撮像できるくらいであるから、リソグラフィ用探針
としてもナノスケールの溝パターンを形成できる。以下
では、最有効なナノチューブ探針を例にとって説明する
が、それらの説明は上記の他の探針でも適用できる。
に限らず、ＡＦＭ用のカンチレバーやＳＴＭ用の探針を
利用することもできる。これらはサンプル表面の原子分
布を撮像できるくらいであるから、リソグラフィ用探針
としてもナノスケールの溝パターンを形成できる。以下
では、最有効なナノチューブ探針を例にとって説明する
が、それらの説明は上記の他の探針でも適用できる。
【００２３】次に、本発明者らはナノチューブによる原
子の除去方法の検討に入った。ＡＦＭのコンタクトモー
ド又はタッピングモードを利用してナノチューブをサン
プル表面に接触させ、ナノチューブとサンプルの間に電
圧を印加しながらナノチューブ探針を移動させる。この
表面をＡＦＭモードで観察すると、サンプル表面に溝が
確認できた。
子の除去方法の検討に入った。ＡＦＭのコンタクトモー
ド又はタッピングモードを利用してナノチューブをサン
プル表面に接触させ、ナノチューブとサンプルの間に電
圧を印加しながらナノチューブ探針を移動させる。この
表面をＡＦＭモードで観察すると、サンプル表面に溝が
確認できた。
【００２４】サンプルが有機ポリシランのような有機物
質からなる場合には、ナノチューブを陰極にするように
ナノチューブとサンプル間に電圧を印加したときに、サ
ンプル表面に溝が形成される。しかも電流が流れている
ときに溝が形成されるから、電子注入によってＳｉとＳ
ｉ間の結合が切れ、切断された原子または原子集団が空
間中に放出されると考えられる。
質からなる場合には、ナノチューブを陰極にするように
ナノチューブとサンプル間に電圧を印加したときに、サ
ンプル表面に溝が形成される。しかも電流が流れている
ときに溝が形成されるから、電子注入によってＳｉとＳ
ｉ間の結合が切れ、切断された原子または原子集団が空
間中に放出されると考えられる。
【００２５】サンプルとしてレジスト膜を対象にすれ
ば、レジスト膜に任意の溝パターンを刻設することがで
き、ナノチューブの直径に依存して溝幅が数ｎｍ〜数十
ｎｍのナノリソグラフィを実現できる。また、サンプル
としてマスクを対象とした場合、基体フィルムに不透光
膜を塗布形成し、この不透光膜にナノチューブで溝パタ
ーンを形成してマスクを実現することができる。更に、
サンプルとして電気的機能性膜や光学的機能性膜を対象
とすれば、任意のパターンを形成でき、ナノスケールの
デバイスを制作できる。その他、サンプルとして何を対
象としてもよく、このサンプルにナノスケールの溝パタ
ーンを形成できるナノリソグラフィを完成したものであ
る。
ば、レジスト膜に任意の溝パターンを刻設することがで
き、ナノチューブの直径に依存して溝幅が数ｎｍ〜数十
ｎｍのナノリソグラフィを実現できる。また、サンプル
としてマスクを対象とした場合、基体フィルムに不透光
膜を塗布形成し、この不透光膜にナノチューブで溝パタ
ーンを形成してマスクを実現することができる。更に、
サンプルとして電気的機能性膜や光学的機能性膜を対象
とすれば、任意のパターンを形成でき、ナノスケールの
デバイスを制作できる。その他、サンプルとして何を対
象としてもよく、このサンプルにナノスケールの溝パタ
ーンを形成できるナノリソグラフィを完成したものであ
る。
【００２６】次に、本発明に係る超微細探針によるリソ
グラフィ法の実施の形態を図面に従って詳細に説明す
る。図１は有機膜への溝パターン形成を説明する概略斜
視図である。２は単結晶シリコンからなる基板、４は基
板２の上に形成された有機物質からなる有機膜、５は基
板２と有機膜４からなる試料、６はＡＦＭ用のカンチレ
バー、８はシリコンで形成されたピラミッド状のホルダ
ー、１０はＡｕ等でホルダー表面に蒸着された金属膜、
１２はホルダー８上に固定されたナノチューブ、１４は
直流電源である。
グラフィ法の実施の形態を図面に従って詳細に説明す
る。図１は有機膜への溝パターン形成を説明する概略斜
視図である。２は単結晶シリコンからなる基板、４は基
板２の上に形成された有機物質からなる有機膜、５は基
板２と有機膜４からなる試料、６はＡＦＭ用のカンチレ
バー、８はシリコンで形成されたピラミッド状のホルダ
ー、１０はＡｕ等でホルダー表面に蒸着された金属膜、
１２はホルダー８上に固定されたナノチューブ、１４は
直流電源である。
【００２７】電圧Ｅの直流電源１４の陰極はカンチレバ
ー６に連結され、導通膜を通して前記ホルダー８の金属
膜１０を陰極にする。また、直流電源１４の陽極は基板
２に連結され、アースされている。従って、０（Ｖ）の
基板２に対しホルダー８は−Ｅ（Ｖ）と負に印加され
る。このＥ（Ｖ）をバイアス電圧と呼んでいる。この状
態、即ちコンタクトモードで、カンチレバー６を移動さ
せると、ナノチューブ探針１２の先端の有機膜を構成す
る原子が空間中に放出され、有機膜４に溝深さＤ、溝幅
Ｗの溝１６が形成される。
ー６に連結され、導通膜を通して前記ホルダー８の金属
膜１０を陰極にする。また、直流電源１４の陽極は基板
２に連結され、アースされている。従って、０（Ｖ）の
基板２に対しホルダー８は−Ｅ（Ｖ）と負に印加され
る。このＥ（Ｖ）をバイアス電圧と呼んでいる。この状
態、即ちコンタクトモードで、カンチレバー６を移動さ
せると、ナノチューブ探針１２の先端の有機膜を構成す
る原子が空間中に放出され、有機膜４に溝深さＤ、溝幅
Ｗの溝１６が形成される。
【００２８】図２はナノチューブ探針を移動制御する制
御ダイアグラムである。ナノチューブ探針１２はピラミ
ッド状のホルダー８に固定され、このホルダー８はカン
チレバー６の先端に配置され、カンチレバー６の後方に
はサブストレート１８が配置されている。カンチレバー
６，ホルダー８、ナノチューブ探針１２及びサブストレ
ート１８が一体としてナノチューブプローブ２０を形成
する。
御ダイアグラムである。ナノチューブ探針１２はピラミ
ッド状のホルダー８に固定され、このホルダー８はカン
チレバー６の先端に配置され、カンチレバー６の後方に
はサブストレート１８が配置されている。カンチレバー
６，ホルダー８、ナノチューブ探針１２及びサブストレ
ート１８が一体としてナノチューブプローブ２０を形成
する。
【００２９】試料台２１には試料５が配置され、この試
料５はＸＹＺ走査回路３０によりＸＹＺ方向に駆動され
る。２４は半導体レーザー装置、２６は反射ミラー、２
８は２分割光検出器、３２はＡＦＭ表示装置、３４はＺ
軸検出回路である。
料５はＸＹＺ走査回路３０によりＸＹＺ方向に駆動され
る。２４は半導体レーザー装置、２６は反射ミラー、２
８は２分割光検出器、３２はＡＦＭ表示装置、３４はＺ
軸検出回路である。
【００３０】ナノチューブ探針１２を試料５の表面に接
触するまでＺ方向に移動させる。半導体レーザー装置２
４からレーザービームＬＢをカンチレバー６の背面に照
射し、その反射光を反射ミラー２６により再反射させて
２分割光検出器２８に入射させる。図２をＡＦＭ装置と
して説明すると、ナノチューブ探針１２がＸＹ方向に走
査されるに従って、カンチレバー６が上下に変位し、検
出器２８ａ、２８ｂの光検出量の差からカンチレバー６
のＺ方向変位量が検出される。Ｚ軸検出回路３４により
Ｚ軸変位量を算出し、このＺ軸変位量をＡＦＭ表示装置
３２に表示する。
触するまでＺ方向に移動させる。半導体レーザー装置２
４からレーザービームＬＢをカンチレバー６の背面に照
射し、その反射光を反射ミラー２６により再反射させて
２分割光検出器２８に入射させる。図２をＡＦＭ装置と
して説明すると、ナノチューブ探針１２がＸＹ方向に走
査されるに従って、カンチレバー６が上下に変位し、検
出器２８ａ、２８ｂの光検出量の差からカンチレバー６
のＺ方向変位量が検出される。Ｚ軸検出回路３４により
Ｚ軸変位量を算出し、このＺ軸変位量をＡＦＭ表示装置
３２に表示する。
【００３１】本発明では、ナノチューブ探針１２を有機
膜４の表面に連続的又は間欠的に接触させた状態で、試
料５をＸＹ方向に移動し、図１に示される溝１６を形成
する。望ましい溝幅Ｗと溝深さＤを得るように、ナノチ
ューブに印加する電圧ＥとＸＹ方向への移動速度を調整
すればよい。
膜４の表面に連続的又は間欠的に接触させた状態で、試
料５をＸＹ方向に移動し、図１に示される溝１６を形成
する。望ましい溝幅Ｗと溝深さＤを得るように、ナノチ
ューブに印加する電圧ＥとＸＹ方向への移動速度を調整
すればよい。
【００３２】図３はＡＦＭ用カンチレバーの要部斜視図
である。カンチレバー６の側面には電極７が形成されて
おり、ピラミッド状のホルダー８の表面にはＡｕ等から
なる金属膜１０が形成される。電極７と金属膜１０とは
導通状態にある。シリコンは絶縁性が高いので、電圧を
印加できるようにホルダー８の表面に金属膜を形成す
る。
である。カンチレバー６の側面には電極７が形成されて
おり、ピラミッド状のホルダー８の表面にはＡｕ等から
なる金属膜１０が形成される。電極７と金属膜１０とは
導通状態にある。シリコンは絶縁性が高いので、電圧を
印加できるようにホルダー８の表面に金属膜を形成す
る。
【００３３】図４はナノチューブの斜視図である。ナノ
チューブの直径ｄは約１ｎｍ〜数十ｎｍに分布し、その
軸長Ｌは数百ｎｍ〜数μｍにまで分布する。従って、ア
スペクト比Ｌ／ｄは１０〜数千にまで分布し、任意のア
スペクト比のナノチューブを選択できる。これに匹敵す
る材料は現在では他に存在しない。
チューブの直径ｄは約１ｎｍ〜数十ｎｍに分布し、その
軸長Ｌは数百ｎｍ〜数μｍにまで分布する。従って、ア
スペクト比Ｌ／ｄは１０〜数千にまで分布し、任意のア
スペクト比のナノチューブを選択できる。これに匹敵す
る材料は現在では他に存在しない。
【００３４】図５〜図７はナノチューブ１２をホルダー
８に固定する工程図である。ナノチューブ１２は不均一
電界によりナイフエッジ３６に半分突出した状態で付着
する。図５に示すように、このナイフエッジ３６と金属
膜１０を形成したＡＦＭ用のカンチレバー６を電子顕微
鏡内で対向配置させる。ナイフエッジ３６とカンチレバ
ー６は独立に３次元方向に移動調整できるように構成さ
れている。
８に固定する工程図である。ナノチューブ１２は不均一
電界によりナイフエッジ３６に半分突出した状態で付着
する。図５に示すように、このナイフエッジ３６と金属
膜１０を形成したＡＦＭ用のカンチレバー６を電子顕微
鏡内で対向配置させる。ナイフエッジ３６とカンチレバ
ー６は独立に３次元方向に移動調整できるように構成さ
れている。
【００３５】図６に示すように、カンチレバー６を移動
させて、ホルダー８の表面にナノチューブ１２が接触す
るように微調整する。即ち、ナノチューブ１２の基端部
１２ａがホルダー８に接触し、ナノチューブ１２の先端
部１２ｂがホルダー８から突出している。基端部１２ａ
に電子ビームを照射すると、電子顕微鏡内に微量存在す
る有機不純物が分解されて、基端部１２ａを被覆するよ
うに炭素からなるコーティング皮膜３８が形成される。
図７にコーティング皮膜３８により固定されたナノチュ
ーブ探針１２を有するカンチレバー６が示されている。
させて、ホルダー８の表面にナノチューブ１２が接触す
るように微調整する。即ち、ナノチューブ１２の基端部
１２ａがホルダー８に接触し、ナノチューブ１２の先端
部１２ｂがホルダー８から突出している。基端部１２ａ
に電子ビームを照射すると、電子顕微鏡内に微量存在す
る有機不純物が分解されて、基端部１２ａを被覆するよ
うに炭素からなるコーティング皮膜３８が形成される。
図７にコーティング皮膜３８により固定されたナノチュ
ーブ探針１２を有するカンチレバー６が示されている。
【００３６】図８は図７の要部断面図である。ピラミッ
ド状のホルダー８の表面には金属膜１０が形成され、ナ
ノチューブ１２の基端部１２ａがコーティング皮膜３８
により固定されているのが分かる。ナノチューブ１２の
先端部１２ｂが探針として機能する。
ド状のホルダー８の表面には金属膜１０が形成され、ナ
ノチューブ１２の基端部１２ａがコーティング皮膜３８
により固定されているのが分かる。ナノチューブ１２の
先端部１２ｂが探針として機能する。
【００３７】図９はナノチューブの他の固定方法を示す
要部断面図である。図６の状態で、ナイフエッジ３６と
ホルダー８間に電流を流すと、ナノチューブ１２の基端
部１２ａがアモルファス化してホルダー８に融着され
る。電子ビームの直射により融着することもできる。従
って、基端部１２ａはアモルファスからなる融着部４０
となる。この融着部によりナノチューブ１２はホルダー
に強固に固定される。
要部断面図である。図６の状態で、ナイフエッジ３６と
ホルダー８間に電流を流すと、ナノチューブ１２の基端
部１２ａがアモルファス化してホルダー８に融着され
る。電子ビームの直射により融着することもできる。従
って、基端部１２ａはアモルファスからなる融着部４０
となる。この融着部によりナノチューブ１２はホルダー
に強固に固定される。
【００３８】図１０はナノチューブがコーティング皮膜
により固定されたナノチューブプローブの写真である。
固定されているために、ナノチューブ１２は容易にホル
ダー８から離脱することはない。ナノチューブ１２は極
めて柔軟な材料で、極端に湾曲することができ、それで
も折れることはない。ここでは、ナノチューブ先端がサ
ンプル表面に略垂直に接するようナノチューブを湾曲し
て固定している。従って、このようにして作られたナノ
チューブプローブ２０は耐久性が高く、長寿命である。
により固定されたナノチューブプローブの写真である。
固定されているために、ナノチューブ１２は容易にホル
ダー８から離脱することはない。ナノチューブ１２は極
めて柔軟な材料で、極端に湾曲することができ、それで
も折れることはない。ここでは、ナノチューブ先端がサ
ンプル表面に略垂直に接するようナノチューブを湾曲し
て固定している。従って、このようにして作られたナノ
チューブプローブ２０は耐久性が高く、長寿命である。
【００３９】図１１は試料の断面図である。単結晶シリ
コンの基板２の上に、有機物質を膜状に形成した有機膜
４が配置されている。この実施形態では、有機膜４の厚
みは１１ｎｍに設計されている。有機膜には種々の有機
物質が利用できるが、例えば有機ポリシランがある。有
機ポリシランは自己機能化材料の一つで、１次元エキシ
トンに基づく性質を有する。例えば、高いホール易動度
を有する光導電性、高発光特性、大きな非線形光学効果
などである。これらの性質から有機ポリシランはナノオ
プトエレクトロニクス素子の有望な材料と考えられてい
る。図１２は有機ポリシランの構造式であり、Ｒ１及び
Ｒ２は炭化水素基を表している。
コンの基板２の上に、有機物質を膜状に形成した有機膜
４が配置されている。この実施形態では、有機膜４の厚
みは１１ｎｍに設計されている。有機膜には種々の有機
物質が利用できるが、例えば有機ポリシランがある。有
機ポリシランは自己機能化材料の一つで、１次元エキシ
トンに基づく性質を有する。例えば、高いホール易動度
を有する光導電性、高発光特性、大きな非線形光学効果
などである。これらの性質から有機ポリシランはナノオ
プトエレクトロニクス素子の有望な材料と考えられてい
る。図１２は有機ポリシランの構造式であり、Ｒ１及び
Ｒ２は炭化水素基を表している。
【００４０】有機ポリシランの一種としてＰＭＰＳ（ポ
リメチルフェニルシラン）があり、図１３はＰＭＰＳの
構造式である。Ｒ１がメチル基及びＲ２がベンゼン環に
なったポリシランである。分子量は重合量により異なる
が、約３００００である。このＰＭＰＳのトルエン溶液
を１５０℃で３０分間熱処理された単結晶シリコン基板
２にスピンコートして有機膜４を形成する。
リメチルフェニルシラン）があり、図１３はＰＭＰＳの
構造式である。Ｒ１がメチル基及びＲ２がベンゼン環に
なったポリシランである。分子量は重合量により異なる
が、約３００００である。このＰＭＰＳのトルエン溶液
を１５０℃で３０分間熱処理された単結晶シリコン基板
２にスピンコートして有機膜４を形成する。
【００４１】図１４は図１のコンタクトモードによるリ
ソグラフィ法で形成された溝を有する試料の写真であ
る。有機膜の表面に溝が形成されているのが分かる。図
１５は図１４の溝の断面図である。ＡＦＭにより測定し
た結果、溝幅Ｗは７０ｎｍ、溝深さＤは１１ｎｍである
ことが分かった。また、タッピングモードによるリソグ
ラフィ法では、ナノチューブの直径に相当する溝も形成
できることが分かった。
ソグラフィ法で形成された溝を有する試料の写真であ
る。有機膜の表面に溝が形成されているのが分かる。図
１５は図１４の溝の断面図である。ＡＦＭにより測定し
た結果、溝幅Ｗは７０ｎｍ、溝深さＤは１１ｎｍである
ことが分かった。また、タッピングモードによるリソグ
ラフィ法では、ナノチューブの直径に相当する溝も形成
できることが分かった。
【００４２】このリソグラフィ法では、断面直径ｄが小
さなナノチューブ、即ち先端曲率半径の小さなナノチュ
ーブを使用すれば溝幅Ｗを自在に調整できる。ナノチュ
ーブの断面直径ｄは約１ｎｍ〜数十ｎｍまで分布してい
るから、溝幅Ｗも数ｎｍ〜数百ｎｍまで調整できる。こ
のようなナノスケールの超微細加工（ナノリソグラフ
ィ）は従来全く達成できなかった領域である。
さなナノチューブ、即ち先端曲率半径の小さなナノチュ
ーブを使用すれば溝幅Ｗを自在に調整できる。ナノチュ
ーブの断面直径ｄは約１ｎｍ〜数十ｎｍまで分布してい
るから、溝幅Ｗも数ｎｍ〜数百ｎｍまで調整できる。こ
のようなナノスケールの超微細加工（ナノリソグラフ
ィ）は従来全く達成できなかった領域である。
【００４３】比較のために、カーボンナノチューブを取
り付けないときに、どのような溝が形成できるかどうか
を調べた。図３に示すＡＦＭ用カンチレバーのピラミッ
ド状ホルダー８により溝を形成する実験を行った。この
シリコンプローブでは走査速度０．０５（μｍ／ｓ）、
バイアス電圧−１０（Ｖ）のコンタクトモードで約８５
０ｎｍの溝幅Ｗを形成した。従って、シリコンプローブ
と比較してもナノチューブチップの有利性が確認され
た。また、ナノチューブチップは寿命の長いことも確認
された。
り付けないときに、どのような溝が形成できるかどうか
を調べた。図３に示すＡＦＭ用カンチレバーのピラミッ
ド状ホルダー８により溝を形成する実験を行った。この
シリコンプローブでは走査速度０．０５（μｍ／ｓ）、
バイアス電圧−１０（Ｖ）のコンタクトモードで約８５
０ｎｍの溝幅Ｗを形成した。従って、シリコンプローブ
と比較してもナノチューブチップの有利性が確認され
た。また、ナノチューブチップは寿命の長いことも確認
された。
【００４４】前記の比較実験は、ナノチューブチップと
全く同様の構成で、ＡＦＭ用カンチレバーが超微細探針
として利用できることを示している。電圧の印加極性も
同様である。ＳＴＭ用の探針でも実験してみたが、同じ
ような溝パターンを形成することができた。従って、先
端曲率半径がナノサイズの超微細探針を用いれば、ナノ
サイズの溝パターンを形成することが可能であることが
分かった。
全く同様の構成で、ＡＦＭ用カンチレバーが超微細探針
として利用できることを示している。電圧の印加極性も
同様である。ＳＴＭ用の探針でも実験してみたが、同じ
ような溝パターンを形成することができた。従って、先
端曲率半径がナノサイズの超微細探針を用いれば、ナノ
サイズの溝パターンを形成することが可能であることが
分かった。
【００４５】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における
種々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含
するものである。
はなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における
種々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含
するものである。
【００４６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ナノサイズの
超微細探針によりサンプル表面にナノスケール、例えば
数十ｎｍ〜数百ｎｍの溝パターンを形成できる。従っ
て、ナノリソグラフィの実現により半導体チップの高密
度化・高速度化を達成できる。
超微細探針によりサンプル表面にナノスケール、例えば
数十ｎｍ〜数百ｎｍの溝パターンを形成できる。従っ
て、ナノリソグラフィの実現により半導体チップの高密
度化・高速度化を達成できる。
【００４７】請求項２の発明によれば、先端直径が１ｎ
ｍ〜数十ｎｍのナノチューブを用いて従来未踏のナノリ
ソグラフィを実現できる。またナノチューブの高柔軟性
により長寿命のナノリソグラフィを確立できる。
ｍ〜数十ｎｍのナノチューブを用いて従来未踏のナノリ
ソグラフィを実現できる。またナノチューブの高柔軟性
により長寿命のナノリソグラフィを確立できる。
【００４８】請求項３の発明によれば、ＡＦＭ用に流通
しているカンチレバーを超微細探針として用いることが
できるから、安価なナノリソグラフィを実現できる。
しているカンチレバーを超微細探針として用いることが
できるから、安価なナノリソグラフィを実現できる。
【００４９】請求項４の発明によれば、有機膜に対して
は、探針を陰極とするように探針と有機膜の間に電圧を
印加して、ナノスケールの溝パターンを確実に形成でき
る。従って、ナノエレクトロニクスデバイスの実現を図
ることができる。
は、探針を陰極とするように探針と有機膜の間に電圧を
印加して、ナノスケールの溝パターンを確実に形成でき
る。従って、ナノエレクトロニクスデバイスの実現を図
ることができる。
【００５０】請求項５の発明によれば、ナノチューブ探
針の走査速度と印加電圧を調整するだけで、溝状パター
ンの溝幅と溝深さを自在に調整制御でき、高機能なナノ
リソグラフィを実現できる。
針の走査速度と印加電圧を調整するだけで、溝状パター
ンの溝幅と溝深さを自在に調整制御でき、高機能なナノ
リソグラフィを実現できる。
【００５１】請求項６によれば、電気的機能性膜、光学
的機能性膜、マスク形成膜、又は基板上に形成されたレ
ジスト膜にナノリソグラフィを実現でき、ナノデバイス
を実現できる。
的機能性膜、マスク形成膜、又は基板上に形成されたレ
ジスト膜にナノリソグラフィを実現でき、ナノデバイス
を実現できる。
【００５２】請求項７の発明によれば、ポリシランフィ
ルムにナノスケールの溝パターンを形成できるから、ポ
リシランの物性を発揮できる有機ナノオプトエレクトロ
ニクスデバイスを実現できる。
ルムにナノスケールの溝パターンを形成できるから、ポ
リシランの物性を発揮できる有機ナノオプトエレクトロ
ニクスデバイスを実現できる。
【図１】有機膜への溝パターン形成を説明する概略斜視
図である。
図である。
【図２】ナノチューブ探針を移動制御する制御ダイアグ
ラムである。
ラムである。
【図３】ＡＦＭ用カンチレバーの要部斜視図である。
【図４】ナノチューブの斜視図である。
【図５】ナノチューブをホルダーに固定する工程図であ
る。
る。
【図６】ナノチューブをホルダーに固定する工程図であ
る。
る。
【図７】ナノチューブをホルダーに固定する工程図であ
る。
る。
【図８】図７の要部断面図である。
【図９】ナノチューブの他の固定方法を示す要部断面図
である。
である。
【図１０】ナノチューブがコーティング皮膜により固定
されたナノチューブプローブの写真である。
されたナノチューブプローブの写真である。
【図１１】試料の断面図である。
【図１２】有機ポリシランの構造式である。
【図１３】ＰＭＰＳ（ポリメチルフェニルシラン）の構
造式である。
造式である。
【図１４】図１のリソグラフィ方法で形成された溝を有
する試料の写真である。
する試料の写真である。
【図１５】図１４の溝の断面図である。
【図１６】フォトレジストとマスクを活用した従来のリ
ソグラフィ方法である。
ソグラフィ方法である。
２・・・基板 ４・・・有機膜 ５・・・試料 ６・・・カンチレバー ８・・・ホルダー １０・・・金属膜 １２・・・ナノチューブ １２ａ・・基端部 １２ｂ・・先端部 １４・・・直流電源 １６・・・溝 １８・・・サブストレート ２０・・・ナノチューブプローブ ２１・・・試料台 ２４・・・半導体レーザー装置 ２６・・・反射ミラー ２８・・・２分割光検出器 ２８ａ・・上検出器 ２８ｂ・・下検出器 ３０・・・ＸＹＺ走査回路 ３２・・・ＡＦＭ表示装置 ３４・・・Ｚ軸検出回路 ３６・・・ナイフエッジ ３８・・・コーティング被膜 ４０・・・融着部 Ｃ・・・・炭素原子 ｄ・・・・ナノチューブの直径 Ｄ・・・・溝深さ Ｌ・・・・ナノチューブの軸長 Ｗ・・・・溝幅 Δ・・・・垂下深さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 昭雄 大阪府大阪市城東区放出西２丁目７番19号 大研化学工業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 先端直径がナノサイズの超微細探針を用
い、この探針の先端をサンプル表面に連続的又は間欠的
に接触させて配置し、この探針とサンプルの間に電圧を
印加し、この電圧印加により探針接触部のサンプル物質
を除去しながら前記探針を移動させてサンプル表面に溝
状パターンを形成することを特徴とする超微細探針によ
るリソグラフィ法。 - 【請求項２】 ナノチューブの基端部をホルダーに固定
しその先端部をホルダーから突出させてナノチューブプ
ローブを形成し、このナノチューブプローブを前記超微
細探針として用いた請求項１記載の超微細探針によるリ
ソグラフィ法。 - 【請求項３】 前記ホルダーはＡＦＭ用のカンチレバー
のピラミッド部である請求項２記載の超微細探針による
リソグラフィ法。 - 【請求項４】 前記サンプルが有機膜であり、探針を陰
極とするように探針と有機膜の間に電圧を印加した請求
項１又は２記載の超微細探針によるソグラフィ法。 - 【請求項５】 前記探針の走査速度と印加電圧を調整し
て溝状パターンの溝幅と溝深さを制御する請求項１又は
２記載の超微細探針によるリソグラフィ法。 - 【請求項６】 前記有機膜は電気的或いは光学的機能性
膜、マスク形成膜、又は基板上に形成されたレジスト膜
である請求項４記載の超微細探針によるリソグラフィ
法。 - 【請求項７】 前記有機膜はポリシランフィルムである
請求項４記載の超微細探針によるリソグラフィ法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050301A JP2001198900A (ja) | 2000-01-22 | 2000-01-22 | 超微細探針によるリソグラフィ法 |
| US09/915,618 US6777693B2 (en) | 2000-01-22 | 2001-07-26 | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050301A JP2001198900A (ja) | 2000-01-22 | 2000-01-22 | 超微細探針によるリソグラフィ法 |
| US09/915,618 US6777693B2 (en) | 2000-01-22 | 2001-07-26 | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001198900A true JP2001198900A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=26586167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000050301A Pending JP2001198900A (ja) | 2000-01-22 | 2000-01-22 | 超微細探針によるリソグラフィ法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6777693B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001198900A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435516B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-06-10 | 학교법인 한양학원 | 전압 극성 변화를 사용한 박막상의 양각 및 음각 나노패턴 방법 |
| US6777693B2 (en) * | 2000-01-22 | 2004-08-17 | Yoshikazu Nakayama | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
| KR100626408B1 (ko) | 2005-09-27 | 2006-09-20 | 한양대학교 산학협력단 | 저에너지 원자력 힘 현미경 시스템을 이용한 유기물 및금속 박막의 나노 미세 패턴 제조 방법 |
| KR100627622B1 (ko) | 2004-12-10 | 2006-09-25 | 한국화학연구원 | 에이에프엠 리소그라피를 이용한 미세 채널 길이를 가지는유기 박막 트랜지스터의 제조 방법 |
| KR100645374B1 (ko) | 2004-10-04 | 2006-11-15 | 한양대학교 산학협력단 | 원자력 힘 현미경 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법 |
| KR100957680B1 (ko) * | 2008-02-15 | 2010-05-25 | 두산메카텍 주식회사 | Ａｆｍ을 이용한 리소그래피에서의 패턴 형성 제어 방법 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3925610B2 (ja) * | 2001-02-13 | 2007-06-06 | 喜萬 中山 | 発熱プローブ及び発熱プローブ装置 |
| WO2004114428A2 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect element and manufacturing method therof |
| DE102004012179A1 (de) | 2004-03-10 | 2005-09-29 | Universität Kassel | Verfahren zur elektrostatischen Strukturierung einer Substratoberfläche und Rastersonden-Lithographieverfahren damit |
| US20080257867A1 (en) * | 2004-08-26 | 2008-10-23 | Ajay P Malshe | Apparatus and Method for Nano-Scale Electric Discharge Machining |
| US20090000539A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Kamins Theodore I | Apparatus for growing a nanowire and method for controlling position of catalyst material |
| US8505110B2 (en) * | 2007-10-10 | 2013-08-06 | Eloret Corporation | Apparatus and process for controlled nanomanufacturing using catalyst retaining structures |
| US8003283B2 (en) * | 2008-06-18 | 2011-08-23 | Rave Llc | System and a method for improved crosshatch nanomachining of small high aspect three dimensional structures by creating alternating superficial surface channels |
| JP2011153883A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Hitachi Ltd | マイクロサンプリング装置及びサンプリング方法 |
| CN111533085B (zh) * | 2020-05-13 | 2023-03-21 | 东华大学 | 一种二维材料超精密加工方法 |
| RU2743516C1 (ru) * | 2020-07-27 | 2021-02-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464460A (en) * | 1983-06-28 | 1984-08-07 | International Business Machines Corporation | Process for making an imaged oxygen-reactive ion etch barrier |
| US6078055A (en) * | 1997-03-19 | 2000-06-20 | California Institute Of Technology | Proximity lithography device |
| US6166386A (en) * | 1997-06-02 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Micro-processing method using a probe |
| DE19733520C2 (de) * | 1997-08-02 | 1999-08-05 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur Nanostrukturierung von amorphen Kohlenstoffschichten |
| US6146227A (en) * | 1998-09-28 | 2000-11-14 | Xidex Corporation | Method for manufacturing carbon nanotubes as functional elements of MEMS devices |
| JP3948644B2 (ja) * | 1999-06-02 | 2007-07-25 | 東京電力株式会社 | 送電線の熱耐力決定方法 |
| JP2001198900A (ja) * | 2000-01-22 | 2001-07-24 | Yoshikazu Nakayama | 超微細探針によるリソグラフィ法 |
| JP2002162335A (ja) * | 2000-11-26 | 2002-06-07 | Yoshikazu Nakayama | 垂直式走査型顕微鏡用カンチレバー及びこれを使用した垂直式走査型顕微鏡用プローブ |
-
2000
- 2000-01-22 JP JP2000050301A patent/JP2001198900A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-26 US US09/915,618 patent/US6777693B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777693B2 (en) * | 2000-01-22 | 2004-08-17 | Yoshikazu Nakayama | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
| KR100435516B1 (ko) * | 2001-10-16 | 2004-06-10 | 학교법인 한양학원 | 전압 극성 변화를 사용한 박막상의 양각 및 음각 나노패턴 방법 |
| KR100645374B1 (ko) | 2004-10-04 | 2006-11-15 | 한양대학교 산학협력단 | 원자력 힘 현미경 리소그래피를 이용하여 높은 종횡비를갖는 나노 구조물을 고속으로 형성시키는 방법 |
| KR100627622B1 (ko) | 2004-12-10 | 2006-09-25 | 한국화학연구원 | 에이에프엠 리소그라피를 이용한 미세 채널 길이를 가지는유기 박막 트랜지스터의 제조 방법 |
| KR100626408B1 (ko) | 2005-09-27 | 2006-09-20 | 한양대학교 산학협력단 | 저에너지 원자력 힘 현미경 시스템을 이용한 유기물 및금속 박막의 나노 미세 패턴 제조 방법 |
| KR100957680B1 (ko) * | 2008-02-15 | 2010-05-25 | 두산메카텍 주식회사 | Ａｆｍ을 이용한 리소그래피에서의 패턴 형성 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030020025A1 (en) | 2003-01-30 |
| US6777693B2 (en) | 2004-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001198900A (ja) | 超微細探針によるリソグラフィ法 | |
| Jackson | Microfabrication and nanomanufacturing | |
| JP4222757B2 (ja) | ナノ構造 | |
| Soh et al. | Scanning probe lithography | |
| US7818816B1 (en) | Substrate patterning by electron emission-induced displacement | |
| US20060014084A1 (en) | Method for providing nano-structures of uniform length | |
| US6452171B1 (en) | Method for sharpening nanotube bundles | |
| Kaestner et al. | Multi-step scanning probe lithography (SPL) on calixarene with overlay alignment | |
| JPH081382B2 (ja) | ナノメートル・スケールのプローブ及びその製造方法 | |
| Minh et al. | Fabrication of silicon microprobes for optical near-field applications | |
| JP3441397B2 (ja) | 電子装置の表面信号操作用融着プローブ及びその製造方法 | |
| JP2002172599A (ja) | ナノチューブカートリッジ及びその製造方法 | |
| Minh et al. | Microfabrication of miniature aperture at the apex of SiO2 tip on silicon cantilever for near-field scanning optical microscopy | |
| Okazaki et al. | Nanolithography of organic polysilane films using carbon nanotube tips | |
| JP4437619B2 (ja) | 近接場光用のプローブ及びその作製方法、並びに近接場光学顕微鏡、光メモリの情報記録再生方式 | |
| US6640433B1 (en) | Method for forming a micro-pattern | |
| Fujita et al. | Periodical nanostructure fabrication using electron interference fringes produced by scanning interference electron microscope | |
| Song et al. | SPM-based nanofabrication using a synchronization technique | |
| Stricklin et al. | Multipurpose active scanning probe cantilevers for near-field spectroscopy, scanning tunnel imaging, and atomic-resolution lithography | |
| SADEGH et al. | STUDYING OF VARIOUS NANOLITHOGRAPHY METHODS BYUSING SCANNING PROBE MICROSCOPE | |
| Temiryazev et al. | Fabrication of sharp atomic force microscope probes using in situ local electric field induced deposition under ambient conditions | |
| JP2988788B2 (ja) | 走査型近接場光学顕微鏡 | |
| JP3950555B2 (ja) | 微小パターンの作製装置 | |
| Milster et al. | Maskless lithography with the solid immersion lens nanoprobes | |
| KR100553028B1 (ko) | 막대 형상의 나노 구조물이 부착된 신호 검출용 프로브 및그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050530 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050530 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060104 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060306 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061114 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070112 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070301 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070306 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20070824 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080728 |