JP2002228817A - 超平滑グレーティングの製造装置及び製造方法 - Google Patents
超平滑グレーティングの製造装置及び製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ナノメータレベル、あるいは、サブナノメー
タレベルで用いられる超平滑グレーティングスケールを
構成する微細構造線を、安定、かつ、正確な位置に形成
することかできる超平滑グレーティングの製造装置及び
製造方法を提供する。 【解決手段】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針２
によって基材１０１上に微細構造線を作成する微細構造
線作成機能と、探針２を介してナノメーターレベルの測
長を行う測長機能とを有し、微細構造線作成動作と、作
成された微細構造線についての測長動作とを交互に行う
ことにより、パターン形状の微細構造を形成する。
タレベルで用いられる超平滑グレーティングスケールを
構成する微細構造線を、安定、かつ、正確な位置に形成
することかできる超平滑グレーティングの製造装置及び
製造方法を提供する。 【解決手段】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針２
によって基材１０１上に微細構造線を作成する微細構造
線作成機能と、探針２を介してナノメーターレベルの測
長を行う測長機能とを有し、微細構造線作成動作と、作
成された微細構造線についての測長動作とを交互に行う
ことにより、パターン形状の微細構造を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超平滑グレーティ
ングの製造装置及び製造方法に関する。
ングの製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超平滑グレーティングは、図４に
示すように、原子間力走査型顕微鏡（ＡＦＭ）等のコン
タクトモード走査型顕微鏡を用いて、プローブ酸化プロ
セスに基づくいわゆるナノリソグラフィ技術により、シ
リコン（Ｓｉ）からなるサブストレート１０１の表面に
酸化シリコン微細構造線を形成することにより作成され
ている。この酸化シリコン微細構造線は、サブストレー
ト１０１の表面の酸化プロセスにより、大気中で、容易
に数ナノメータオーダのものを形成することができる。
なお、使用するコンタクトモード走査型顕微鏡の探針部
分１０２としては、金属皮膜が形成されて電流が流れる
ようになされた導電性探針である必要がある。
示すように、原子間力走査型顕微鏡（ＡＦＭ）等のコン
タクトモード走査型顕微鏡を用いて、プローブ酸化プロ
セスに基づくいわゆるナノリソグラフィ技術により、シ
リコン（Ｓｉ）からなるサブストレート１０１の表面に
酸化シリコン微細構造線を形成することにより作成され
ている。この酸化シリコン微細構造線は、サブストレー
ト１０１の表面の酸化プロセスにより、大気中で、容易
に数ナノメータオーダのものを形成することができる。
なお、使用するコンタクトモード走査型顕微鏡の探針部
分１０２としては、金属皮膜が形成されて電流が流れる
ようになされた導電性探針である必要がある。
【０００３】形成される酸化シリコンの凹凸の高さは、
５ナノメートル（ｎｍ）以下であり、その他の方法で作
成されるものより一桁以上高い精細度と平滑性を実現す
ることができる。また、シリコンに限らず、Ｔｉ，Ｎｂ
等の金属薄膜にも、それぞれの酸化物微細構造線を形成
することができる。このようにして形成される微細構造
線を、２次元面、あるいは、３次元面上に作ることによ
り、幅広い応用を期待できる。
５ナノメートル（ｎｍ）以下であり、その他の方法で作
成されるものより一桁以上高い精細度と平滑性を実現す
ることができる。また、シリコンに限らず、Ｔｉ，Ｎｂ
等の金属薄膜にも、それぞれの酸化物微細構造線を形成
することができる。このようにして形成される微細構造
線を、２次元面、あるいは、３次元面上に作ることによ
り、幅広い応用を期待できる。
【０００４】しかし、このようにして酸化物微細構造線
を形成するために用いられる原子間力走査型顕微鏡等コ
ンタクトモード走査型顕微鏡の位置決めは、ピエゾ電圧
制御などを用いて行われるため、それほど正確なもので
はない。
を形成するために用いられる原子間力走査型顕微鏡等コ
ンタクトモード走査型顕微鏡の位置決めは、ピエゾ電圧
制御などを用いて行われるため、それほど正確なもので
はない。
【０００５】そして、コンタクトモード走査型顕微鏡の
位置決め精度や安定性を高めるために、図５に示すよう
に、精密な位置検出装置を用いることにより、ピエゾ素
子、または、駆動モータ等にフィードバックするように
構成された超平滑グレーティングの製造装置が提案され
ている。
位置決め精度や安定性を高めるために、図５に示すよう
に、精密な位置検出装置を用いることにより、ピエゾ素
子、または、駆動モータ等にフィードバックするように
構成された超平滑グレーティングの製造装置が提案され
ている。
【０００６】この超平滑グレーティングの製造装置は、
シリコン、あるいは、Ｔｉ等の金属薄膜を形成されたシ
リコン等のサブストレート１０１上に超平滑グレーティ
ングスケールを作成する装置である。サブストレート１
０１は、テーブル１０３上に載置され、このテーブル１
０３により、互いに直交する水平なＸ方向及びＹ方向に
移動操作される。テーブル１０３には、Ｘ方向用のアク
チュエータ１０４及びこのアクチュエータ１０４を制御
する制御回路１０５と、Ｙ方向用のアクチュエータ１０
４及びこのアクチュエータ１０４を制御する制御回路１
０５とが取付けられている。これら制御回路１０５，１
０５は、サーボ制御装置１０８によって制御されて、そ
れぞれアクチュエータ１０４，１０４を駆動する。
シリコン、あるいは、Ｔｉ等の金属薄膜を形成されたシ
リコン等のサブストレート１０１上に超平滑グレーティ
ングスケールを作成する装置である。サブストレート１
０１は、テーブル１０３上に載置され、このテーブル１
０３により、互いに直交する水平なＸ方向及びＹ方向に
移動操作される。テーブル１０３には、Ｘ方向用のアク
チュエータ１０４及びこのアクチュエータ１０４を制御
する制御回路１０５と、Ｙ方向用のアクチュエータ１０
４及びこのアクチュエータ１０４を制御する制御回路１
０５とが取付けられている。これら制御回路１０５，１
０５は、サーボ制御装置１０８によって制御されて、そ
れぞれアクチュエータ１０４，１０４を駆動する。
【０００７】そして、テーブル１０３には、Ｘ方向につ
いての位置を検出するための精密位置検出装置１０６及
びこの精密位置検出装置１０６による位置検出の基準と
なる標準測長器１０７と、Ｙ方向についての位置を検出
するための精密位置検出装置１０６及びこの精密位置検
出装置１０６による位置検出の基準となる標準測長器１
０７とが取付けられている。これら精密位置検出装置１
０６，１０６から出力される位置検出信号は、制御回路
１０５，１０５に送られる。
いての位置を検出するための精密位置検出装置１０６及
びこの精密位置検出装置１０６による位置検出の基準と
なる標準測長器１０７と、Ｙ方向についての位置を検出
するための精密位置検出装置１０６及びこの精密位置検
出装置１０６による位置検出の基準となる標準測長器１
０７とが取付けられている。これら精密位置検出装置１
０６，１０６から出力される位置検出信号は、制御回路
１０５，１０５に送られる。
【０００８】サーボ制御装置１０８は、各制御回路１０
５，１０５にＸＹ方向の位置を示す信号を送ることによ
り、サブストレート１０１の位置決めを行う。すなわ
ち、各制御回路１０５，１０５は、サーボ制御装置１０
８から送られる信号と、各精密位置検出装置１０６，１
０６から送られる位置検出信号とに基づき、アクチュエ
ータ１０４，１０４を駆動させて、テーブル１０３を移
動操作して、サブストレート１０１の位置決めを行う。
５，１０５にＸＹ方向の位置を示す信号を送ることによ
り、サブストレート１０１の位置決めを行う。すなわ
ち、各制御回路１０５，１０５は、サーボ制御装置１０
８から送られる信号と、各精密位置検出装置１０６，１
０６から送られる位置検出信号とに基づき、アクチュエ
ータ１０４，１０４を駆動させて、テーブル１０３を移
動操作して、サブストレート１０１の位置決めを行う。
【０００９】そして、この超平滑グレーティングの製造
装置は、微細構造線作成用の顕微鏡探針１０２を備えて
いる。この顕微鏡探針１０２は、サブストレート１０１
上に位置し、制御装置１０９によって制御される。この
顕微鏡探針１０２をサブストレート１０１の表面に接触
させ、このサブストレート１０１を移動操作することに
より、このサブストレート１０１の表面部に、超平滑グ
レーティングスケールが作成される。
装置は、微細構造線作成用の顕微鏡探針１０２を備えて
いる。この顕微鏡探針１０２は、サブストレート１０１
上に位置し、制御装置１０９によって制御される。この
顕微鏡探針１０２をサブストレート１０１の表面に接触
させ、このサブストレート１０１を移動操作することに
より、このサブストレート１０１の表面部に、超平滑グ
レーティングスケールが作成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な超平滑グレーティングスケールは、主としてはナノメ
ータレベル、あるいは、サブナノメータレベルで用いら
れるため、図５に示した超平滑グレーティングの製造装
置によって作成しても、必ずしも安定、かつ、正確な位
置に微細構造線の形成を行えるものではない。
な超平滑グレーティングスケールは、主としてはナノメ
ータレベル、あるいは、サブナノメータレベルで用いら
れるため、図５に示した超平滑グレーティングの製造装
置によって作成しても、必ずしも安定、かつ、正確な位
置に微細構造線の形成を行えるものではない。
【００１１】その原因は、主として、位置検出装置１０
６と微細構造線形成用の顕微鏡探針１０２との間の距
離、及び、これらの間の機構的な介在物にある。すなわ
ち、機械的にこれらの間の距離が離れれば、その距離
は、温度変化などの外乱要因により、時間経過ととも
に、必ずその距離に見合った分でサブナノメータレベル
以上の変動を生じ、また、動力伝達機構として介在する
部分の変形やヨウ等も微小な位置誤差の原因となる。
６と微細構造線形成用の顕微鏡探針１０２との間の距
離、及び、これらの間の機構的な介在物にある。すなわ
ち、機械的にこれらの間の距離が離れれば、その距離
は、温度変化などの外乱要因により、時間経過ととも
に、必ずその距離に見合った分でサブナノメータレベル
以上の変動を生じ、また、動力伝達機構として介在する
部分の変形やヨウ等も微小な位置誤差の原因となる。
【００１２】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、ナノメータレベル、あるいは、
サブナノメータレベルで用いられる超平滑グレーティン
グスケールを構成する微細構造線を、安定、かつ、正確
な位置に形成することかできる超平滑グレーティングの
製造装置及び製造方法を提供しようとするものである。
案されるものであって、ナノメータレベル、あるいは、
サブナノメータレベルで用いられる超平滑グレーティン
グスケールを構成する微細構造線を、安定、かつ、正確
な位置に形成することかできる超平滑グレーティングの
製造装置及び製造方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、超平滑グレーティングの特徴である微細
構造線の形成に用いられるコンタクトモード走査型顕微
鏡探針が、同時に、測長機能を実現できる通常の走査型
顕微鏡探針としても動作することを応用したものであ
る。
め、本発明は、超平滑グレーティングの特徴である微細
構造線の形成に用いられるコンタクトモード走査型顕微
鏡探針が、同時に、測長機能を実現できる通常の走査型
顕微鏡探針としても動作することを応用したものであ
る。
【００１４】すなわち、本発明に係る超平滑グレーティ
ングの製造装置は、コンタクトモード走査型顕微鏡の探
針によって基材上に超平滑グレーティングを構成する微
細構造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介
してナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを備え
ている。
ングの製造装置は、コンタクトモード走査型顕微鏡の探
針によって基材上に超平滑グレーティングを構成する微
細構造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介
してナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを備え
ている。
【００１５】そして、この超平滑グレーティングの製造
装置は、探針及び微細構造線作成手段による微細構造線
作成動作と、作成された微細構造線についての探針及び
測長手段による測長動作とを交互に行うことによって、
パターン形状の微細構造を形成することを特徴とする。
装置は、探針及び微細構造線作成手段による微細構造線
作成動作と、作成された微細構造線についての探針及び
測長手段による測長動作とを交互に行うことによって、
パターン形状の微細構造を形成することを特徴とする。
【００１６】また、本発明に係る超平滑グレーティング
の製造装置は、微細構造線がすでに作成されている母型
における微細構造線の位置及び形状を探針及び測長手段
により測定し、この測定結果に基づいて、該母型に並列
して設置された基材上に該探針及び微細構造線作成手段
により微細構造線を作成することを特徴とするものであ
る。
の製造装置は、微細構造線がすでに作成されている母型
における微細構造線の位置及び形状を探針及び測長手段
により測定し、この測定結果に基づいて、該母型に並列
して設置された基材上に該探針及び微細構造線作成手段
により微細構造線を作成することを特徴とするものであ
る。
【００１７】また、本発明に係る超平滑グレーティング
の製造方法は、コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって基材上に超平滑グレーティングを構成する微細構
造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介して
ナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを用いて実
施する。
の製造方法は、コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって基材上に超平滑グレーティングを構成する微細構
造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介して
ナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを用いて実
施する。
【００１８】そして、この超平滑グレーティングの製造
方法においては、探針及び微細構造線作成手段による微
細構造線作成動作と、作成された微細構造線についての
探針及び測長手段による測長動作とを交互に行うことに
よって、パターン形状の微細構造を形成することを特徴
とする。
方法においては、探針及び微細構造線作成手段による微
細構造線作成動作と、作成された微細構造線についての
探針及び測長手段による測長動作とを交互に行うことに
よって、パターン形状の微細構造を形成することを特徴
とする。
【００１９】また、本発明に係る超平滑グレーティング
の製造方法においては、微細構造線がすでに作成されて
いる母型における微細構造線の位置及び形状を探針及び
測長手段により測定し、この測定結果に基づいて、該母
型に並列して設置された基材上に該探針及び微細構造線
作成手段により微細構造線を作成することを特徴とする
ものである。
の製造方法においては、微細構造線がすでに作成されて
いる母型における微細構造線の位置及び形状を探針及び
測長手段により測定し、この測定結果に基づいて、該母
型に並列して設置された基材上に該探針及び微細構造線
作成手段により微細構造線を作成することを特徴とする
ものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照しながら説明する。
態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】本発明に係る超平滑グレーティングの製造
装置は、図１に示すように、シリコン、あるいは、Ｔｉ
等の金属薄膜を形成されたシリコン等の基材であるサブ
ストレート１０１上に、コンタクトモード走査型顕微鏡
の顕微鏡探針２によって、プローブ酸化プロセスに基づ
くいわゆるナノリソグラフィ技術により、超平滑グレー
ティングスケールを構成する酸化シリコン微細構造線を
作成する装置である。そして、この実施の形態において
は、微細構造線そのものを測長用のスケールとして用い
るものである。また、本発明に係る超平滑グレーティン
グの製造装置は、本発明に係る超平滑グレーティングの
製造方法を実行する装置である。
装置は、図１に示すように、シリコン、あるいは、Ｔｉ
等の金属薄膜を形成されたシリコン等の基材であるサブ
ストレート１０１上に、コンタクトモード走査型顕微鏡
の顕微鏡探針２によって、プローブ酸化プロセスに基づ
くいわゆるナノリソグラフィ技術により、超平滑グレー
ティングスケールを構成する酸化シリコン微細構造線を
作成する装置である。そして、この実施の形態において
は、微細構造線そのものを測長用のスケールとして用い
るものである。また、本発明に係る超平滑グレーティン
グの製造装置は、本発明に係る超平滑グレーティングの
製造方法を実行する装置である。
【００２２】サブストレート１０１は、テーブル３上に
載置され、このテーブル３により、互いに直交する水平
なＸ方向及びＹ方向に移動操作される。テーブル３に
は、Ｘ方向用のアクチュエータ４Ｘ及びこのアクチュエ
ータ４Ｘを制御する制御回路５Ｘと、Ｙ方向用のアクチ
ュエータ４Ｙ及びこのアクチュエータ４Ｙを制御する制
御回路５Ｙとが取付けられている。これら制御回路５
Ｘ，５Ｙは、顕微鏡探針２とともに測長手段及び微細構
造線作成手段を構成するサーボ制御装置８によって制御
されて、それぞれアクチュエータ４Ｘ，４Ｙを駆動す
る。なお、サーボ制御装置８は、この超平滑グレーティ
ングの製造装置の全体を総合的に制御する。
載置され、このテーブル３により、互いに直交する水平
なＸ方向及びＹ方向に移動操作される。テーブル３に
は、Ｘ方向用のアクチュエータ４Ｘ及びこのアクチュエ
ータ４Ｘを制御する制御回路５Ｘと、Ｙ方向用のアクチ
ュエータ４Ｙ及びこのアクチュエータ４Ｙを制御する制
御回路５Ｙとが取付けられている。これら制御回路５
Ｘ，５Ｙは、顕微鏡探針２とともに測長手段及び微細構
造線作成手段を構成するサーボ制御装置８によって制御
されて、それぞれアクチュエータ４Ｘ，４Ｙを駆動す
る。なお、サーボ制御装置８は、この超平滑グレーティ
ングの製造装置の全体を総合的に制御する。
【００２３】そして、テーブル３には、Ｘ方向について
の位置を検出するための精密位置検出装置６Ｘ及びこの
精密位置検出装置６Ｘによる位置検出の基準となる標準
測長器７Ｘと、Ｙ方向についての位置を検出するための
精密位置検出装置６Ｙ及びこの精密位置検出装置６Ｙに
よる位置検出の基準となる標準測長器７Ｙとが取付けら
れている。これら精密位置検出装置６Ｘ，６Ｙから出力
される位置検出信号は、制御回路５Ｘ，５Ｙに送られ
る。
の位置を検出するための精密位置検出装置６Ｘ及びこの
精密位置検出装置６Ｘによる位置検出の基準となる標準
測長器７Ｘと、Ｙ方向についての位置を検出するための
精密位置検出装置６Ｙ及びこの精密位置検出装置６Ｙに
よる位置検出の基準となる標準測長器７Ｙとが取付けら
れている。これら精密位置検出装置６Ｘ，６Ｙから出力
される位置検出信号は、制御回路５Ｘ，５Ｙに送られ
る。
【００２４】サーボ制御装置８は、各制御回路５Ｘ，５
ＹにＸＹ方向の位置を示す信号を送ることにより、サブ
ストレート１０１の位置決めを行う。すなわち、各制御
回路５Ｘ，５Ｙは、サーボ制御装置８から送られる信号
と、各精密位置検出装置６Ｘ，６Ｙから送られる位置検
出信号とに基づき、アクチュエータ４Ｘ，４Ｙを駆動さ
せて、テーブル３を移動操作して、サブストレート１０
１の位置決めを行う。
ＹにＸＹ方向の位置を示す信号を送ることにより、サブ
ストレート１０１の位置決めを行う。すなわち、各制御
回路５Ｘ，５Ｙは、サーボ制御装置８から送られる信号
と、各精密位置検出装置６Ｘ，６Ｙから送られる位置検
出信号とに基づき、アクチュエータ４Ｘ，４Ｙを駆動さ
せて、テーブル３を移動操作して、サブストレート１０
１の位置決めを行う。
【００２５】そして、この超平滑グレーティングの製造
装置は、微細構造線作成用の顕微鏡探針２を備えてい
る。顕微鏡探針２は、探針カンチレバーを上下に移動操
作するＺ軸アクチュエータ１０によって支持されてサブ
ストレート１０１上に位置しており、制御装置９によっ
て、鉛直方向であるＺ方向に制御される。制御装置９
は、探針カンチレバーを上下に移動操作するための電源
を内蔵しており、サーボ制御装置８に接続されている。
装置は、微細構造線作成用の顕微鏡探針２を備えてい
る。顕微鏡探針２は、探針カンチレバーを上下に移動操
作するＺ軸アクチュエータ１０によって支持されてサブ
ストレート１０１上に位置しており、制御装置９によっ
て、鉛直方向であるＺ方向に制御される。制御装置９
は、探針カンチレバーを上下に移動操作するための電源
を内蔵しており、サーボ制御装置８に接続されている。
【００２６】この超平滑グレーティングの製造装置にお
いては、顕微鏡探針２をサブストレート１０１の表面に
接触させ、このサブストレート１０１を移動操作するこ
とにより、このサブストレート１０１の表面部に、超平
滑グレーティングスケールが作成されるものである。
いては、顕微鏡探針２をサブストレート１０１の表面に
接触させ、このサブストレート１０１を移動操作するこ
とにより、このサブストレート１０１の表面部に、超平
滑グレーティングスケールが作成されるものである。
【００２７】なお、コンタクトモード走査型顕微鏡で
は、探針カンチレバーを上下に移動操作するＺ軸アクチ
ュエータ１０に、探針カンチレバーをＸ方向に移動させ
る機能をも持たせているのが通常であるが、本発明にお
いては、外乱の影響により位置ずれを起こしやすいＸ方
向への移動機能は省略しても良い。その場合には、Ｘ方
向への移動は、テーブル３の移動のみによって行う。し
かし、高速移動が要求される場合には、Ｚ軸アクチュエ
ータ１０に探針カンチレバーをＸ方向に移動させる機能
をも持たせてもよい。
は、探針カンチレバーを上下に移動操作するＺ軸アクチ
ュエータ１０に、探針カンチレバーをＸ方向に移動させ
る機能をも持たせているのが通常であるが、本発明にお
いては、外乱の影響により位置ずれを起こしやすいＸ方
向への移動機能は省略しても良い。その場合には、Ｘ方
向への移動は、テーブル３の移動のみによって行う。し
かし、高速移動が要求される場合には、Ｚ軸アクチュエ
ータ１０に探針カンチレバーをＸ方向に移動させる機能
をも持たせてもよい。
【００２８】ところで、超平滑グレーティングを構成す
る微細構造線の位置の基準となる測長用のスケールは、
超平滑グレーティングの特徴上、サブナノメートルから
ミクロン（μｍ）オーダに至る寸法のピッチで、多数の
線が目盛線として形成されていなければならない。しか
し、この超平滑グレーティングの製造装置においては、
目盛線となる微細構造線を形成するための時間経過とと
もに、そのピッチにずれが生じてしまうので、順次目盛
線を形成せず、ごく短時間の間に、以下に示す手順によ
り、位置決め、短距離微細構造線形成、他の位置への位
置決めを繰り返して行う。
る微細構造線の位置の基準となる測長用のスケールは、
超平滑グレーティングの特徴上、サブナノメートルから
ミクロン（μｍ）オーダに至る寸法のピッチで、多数の
線が目盛線として形成されていなければならない。しか
し、この超平滑グレーティングの製造装置においては、
目盛線となる微細構造線を形成するための時間経過とと
もに、そのピッチにずれが生じてしまうので、順次目盛
線を形成せず、ごく短時間の間に、以下に示す手順によ
り、位置決め、短距離微細構造線形成、他の位置への位
置決めを繰り返して行う。
【００２９】すなわち、図２に示すように、まず、サブ
ストレート１０１上に、目盛０の目盛線となる微細構造
線のごく僅かな一部を形成する。この時の標準測長器７
Ｘにおける読みをＸ（１）とする。ごく僅かな一部のみ
形成するのは、時間的な距離の変動を避けるためであ
る。
ストレート１０１上に、目盛０の目盛線となる微細構造
線のごく僅かな一部を形成する。この時の標準測長器７
Ｘにおける読みをＸ（１）とする。ごく僅かな一部のみ
形成するのは、時間的な距離の変動を避けるためであ
る。
【００３０】次に、テーブル３を移動操作し、サブスト
レート１０１上に、スケール最長スパンの目盛線となる
微細構造線の一部を形成する。このとき、標準測長器７
Ｘにおける読みをＸ（２）とする。作成する仕様最長ス
パンは、Ｘ（２）マイナスＸ（１）（Ｘ（２）−Ｘ
（１））である。
レート１０１上に、スケール最長スパンの目盛線となる
微細構造線の一部を形成する。このとき、標準測長器７
Ｘにおける読みをＸ（２）とする。作成する仕様最長ス
パンは、Ｘ（２）マイナスＸ（１）（Ｘ（２）−Ｘ
（１））である。
【００３１】そして、一旦、目盛０の目盛線となる微細
構造線の一部を作成した位置に、標準測長器７Ｘの値Ｘ
（１）を用いて戻る。ここで、走査型顕微鏡の動作に切
替え、テーブル３を微小範囲で動かし、目盛０の目盛線
となる微細構造線を測定する。この目盛０の目盛線とな
る微細構造線の作成終了後の作業時間中に、外乱要因に
より位置のずれが生じていると、走査型顕微鏡では、目
盛０の目盛線となる微細構造線を作成したときとは違っ
た位置にて、微細構造線が検出される。ここで測定した
位置を標準測長器７ＸにおいてＸ（３）とすると、実際
の最長スパンは、Ｘ（２）マイナスＸ（３）（Ｘ（２）
−Ｘ（３））であったことになる。
構造線の一部を作成した位置に、標準測長器７Ｘの値Ｘ
（１）を用いて戻る。ここで、走査型顕微鏡の動作に切
替え、テーブル３を微小範囲で動かし、目盛０の目盛線
となる微細構造線を測定する。この目盛０の目盛線とな
る微細構造線の作成終了後の作業時間中に、外乱要因に
より位置のずれが生じていると、走査型顕微鏡では、目
盛０の目盛線となる微細構造線を作成したときとは違っ
た位置にて、微細構造線が検出される。ここで測定した
位置を標準測長器７ＸにおいてＸ（３）とすると、実際
の最長スパンは、Ｘ（２）マイナスＸ（３）（Ｘ（２）
−Ｘ（３））であったことになる。
【００３２】さらに、Ｘ（２）とＸ（３）との中間位置
Ｘ（４）、すなわち、 Ｘ（４）＝（Ｘ（２）−Ｘ（３））／２ となる位置に、目盛線の一部を形成する。もし、目標目
盛位置が中間位置に無いときは、この中間位置に最も近
い目標目盛位置に、目盛り線の一部を形成する。
Ｘ（４）、すなわち、 Ｘ（４）＝（Ｘ（２）−Ｘ（３））／２ となる位置に、目盛線の一部を形成する。もし、目標目
盛位置が中間位置に無いときは、この中間位置に最も近
い目標目盛位置に、目盛り線の一部を形成する。
【００３３】以下、同様にして、目盛分割が均等になる
ように、目盛線の一部の、走査型顕微鏡測定と酸化プロ
セスによる形成を繰り返す。
ように、目盛線の一部の、走査型顕微鏡測定と酸化プロ
セスによる形成を繰り返す。
【００３４】そして、各目盛線の一部の形成が全目盛に
ついて完了したならば、一つ一つの目盛線を、Ｙ方向に
伸ばして形成する。このときも、走査型顕微鏡測定と酸
化プロセスによる微細構造形成を繰り返しながら、外乱
により目盛線が曲がることを避けるようにする。
ついて完了したならば、一つ一つの目盛線を、Ｙ方向に
伸ばして形成する。このときも、走査型顕微鏡測定と酸
化プロセスによる微細構造形成を繰り返しながら、外乱
により目盛線が曲がることを避けるようにする。
【００３５】そして、本発明に係る超平滑グレーティン
グの製造装置においては、図３に示すように、製造した
いスケールの母型１１０を用いることとしてもよい。装
置構成は上述と同様であり、また、母型１１０は、上述
した手順によって作成されたものである。
グの製造装置においては、図３に示すように、製造した
いスケールの母型１１０を用いることとしてもよい。装
置構成は上述と同様であり、また、母型１１０は、上述
した手順によって作成されたものである。
【００３６】ここでは、まず、探針２を用いて、母型１
１０の目盛線のひとつを、テーブル３をＸ方向に移動す
ることによって探す。探針２の位置のＸ方向の位置を確
認した後、Ｙ方向に移動し、母型１１０に並列してテー
ブル３上に載置したサブストレート１０１上に探針２を
移動させて、このサブストレート１０１上に目盛線の形
成を行う。この操作を繰り返すことにより、サブストレ
ート１０１上には、母型１１０と同様の目盛線が形成さ
れる。
１０の目盛線のひとつを、テーブル３をＸ方向に移動す
ることによって探す。探針２の位置のＸ方向の位置を確
認した後、Ｙ方向に移動し、母型１１０に並列してテー
ブル３上に載置したサブストレート１０１上に探針２を
移動させて、このサブストレート１０１上に目盛線の形
成を行う。この操作を繰り返すことにより、サブストレ
ート１０１上には、母型１１０と同様の目盛線が形成さ
れる。
【００３７】なお、上述した実施の形態においては、サ
ブストレート１０１上に測長用のスケールを製造するこ
とを示したが、本発明においては、上述と同様の装置及
び方法により、任意の形状を有する微細構造線をナノメ
ートルオーダの精度で形成することができる。
ブストレート１０１上に測長用のスケールを製造するこ
とを示したが、本発明においては、上述と同様の装置及
び方法により、任意の形状を有する微細構造線をナノメ
ートルオーダの精度で形成することができる。
【００３８】さらに、使用される走査型プローブ顕微鏡
ヘッドの探針部分を、微小振動するようにすると、走査
型プローブ顕微鏡と同時に、このヘッドそのものを測長
ヘッドとして使用することができる。この場合には、標
準測長器７Ｘ，７Ｙを省略し、母型１１０のスケールを
同時に標準測長器として使用することができる。
ヘッドの探針部分を、微小振動するようにすると、走査
型プローブ顕微鏡と同時に、このヘッドそのものを測長
ヘッドとして使用することができる。この場合には、標
準測長器７Ｘ，７Ｙを省略し、母型１１０のスケールを
同時に標準測長器として使用することができる。
【００３９】なお、走査型プローブ顕微鏡ヘッドの探針
部分を微小振動させることによって測長ヘッドとしても
使用することについては、特許２９８３８７６号、特許
願平成９年５４１９３５号、米国特許１５５８９６８６
号、米国特許２５７４４７９９号などにおいて提案され
ている。
部分を微小振動させることによって測長ヘッドとしても
使用することについては、特許２９８３８７６号、特許
願平成９年５４１９３５号、米国特許１５５８９６８６
号、米国特許２５７４４７９９号などにおいて提案され
ている。
【００４０】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、コン
タクトモード走査型顕微鏡の探針によって基材上に超平
滑グレーティングを構成する微細構造線を作成する微細
構造線作成手段と、該探針を介してナノメーターレベル
の測長を行う測長手段とを使用して、探針及び微細構造
線作成手段による微細構造線作成動作と、作成された微
細構造線についての探針及び測長手段による測長動作と
を交互に行うことによって、パターン形状の微細構造を
形成する。あるいは、微細構造線がすでに作成されてい
る母型における微細構造線の位置及び形状を探針及び測
長手段により測定し、この測定結果に基づいて、該母型
に並列して設置された基材上に該探針及び微細構造線作
成手段により微細構造線を作成する。
タクトモード走査型顕微鏡の探針によって基材上に超平
滑グレーティングを構成する微細構造線を作成する微細
構造線作成手段と、該探針を介してナノメーターレベル
の測長を行う測長手段とを使用して、探針及び微細構造
線作成手段による微細構造線作成動作と、作成された微
細構造線についての探針及び測長手段による測長動作と
を交互に行うことによって、パターン形状の微細構造を
形成する。あるいは、微細構造線がすでに作成されてい
る母型における微細構造線の位置及び形状を探針及び測
長手段により測定し、この測定結果に基づいて、該母型
に並列して設置された基材上に該探針及び微細構造線作
成手段により微細構造線を作成する。
【００４１】すなわち、本発明は、ナノメータレベル、
あるいは、サブナノメータレベルで用いられる超平滑グ
レーティングスケールを構成する微細構造線を、安定、
かつ、正確な位置に形成することかできる超平滑グレー
ティングの製造装置及び製造方法を提供することができ
るものである。
あるいは、サブナノメータレベルで用いられる超平滑グ
レーティングスケールを構成する微細構造線を、安定、
かつ、正確な位置に形成することかできる超平滑グレー
ティングの製造装置及び製造方法を提供することができ
るものである。
【図１】本発明に係る超平滑グレーティングの製造装置
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図２】上記超平滑グレーティングにより微細構造線が
形成されたサブストレートの構成を示す平面図である。
形成されたサブストレートの構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る超平滑グレーティングの製造装置
の構成の他の例を示す斜視図である。
の構成の他の例を示す斜視図である。
【図４】超平滑グレーティングの製造原理を示す側面図
である。
である。
【図５】従来の超平滑グレーティングの製造装置の構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
２ 探針、３ テーブル、４Ｘ，４Ｙ アクチュエー
タ、５Ｘ，５Ｙ 制御回路、６Ｘ，６Ｙ 精密位置検出
装置、７Ｘ，７Ｙ 標準測長器、８ サーボ制御装置、
９ 制御装置、１０ Ｚ軸アクチュエータ、１０１ サ
ブストレート
タ、５Ｘ，５Ｙ 制御回路、６Ｘ，６Ｙ 精密位置検出
装置、７Ｘ，７Ｙ 標準測長器、８ サーボ制御装置、
９ 制御装置、１０ Ｚ軸アクチュエータ、１０１ サ
ブストレート
Claims (4)
- 【請求項１】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって、基材上に超平滑グレーティングを構成する微細
構造線を作成する微細構造線作成手段と、 上記探針を介して、ナノメーターレベルの測長を行う測
長手段とを備え、 上記探針及び上記微細構造線作成手段による微細構造線
作成動作と、作成された微細構造線についての該探針及
び上記測長手段による測長動作とを交互に行うことによ
って、パターン形状の微細構造を形成することを特徴と
する超平滑グレーティングの製造装置。 - 【請求項２】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって、基材上に超平滑グレーティングを構成する微細
構造線を作成する微細構造線作成手段と、 上記探針を介して、ナノメーターレベルの測長を行う測
長手段とを備え、 微細構造線がすでに作成されている母型における該微細
構造線の位置及び形状を上記探針及び上記測長手段によ
り測定し、この測定結果に基づいて、該母型に並列して
設置された基材上に該探針及び上記微細構造線作成手段
により微細構造線を作成することを特徴とする超平滑グ
レーティングの製造装置。 - 【請求項３】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって基材上に超平滑グレーティングを構成する微細構
造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介して
ナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを用い、 上記探針及び上記微細構造線作成手段による微細構造線
作成動作と、作成された微細構造線についての該探針及
び上記測長手段による測長動作とを交互に行うことによ
って、パターン形状の微細構造を形成することを特徴と
する超平滑グレーティングの製造方法。 - 【請求項４】 コンタクトモード走査型顕微鏡の探針に
よって基材上に超平滑グレーティングを構成する微細構
造線を作成する微細構造線作成手段と、該探針を介して
ナノメーターレベルの測長を行う測長手段とを用い、 微細構造線がすでに作成されている母型における該微細
構造線の位置及び形状を上記探針及び上記測長手段によ
り測定し、この測定結果に基づいて、該母型に並列して
設置した基材上に該探針及び上記微細構造線作成手段に
より微細構造線を作成することを特徴とする超平滑グレ
ーティングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001020724A JP2002228817A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 超平滑グレーティングの製造装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001020724A JP2002228817A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 超平滑グレーティングの製造装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228817A true JP2002228817A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18886393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001020724A Withdrawn JP2002228817A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 超平滑グレーティングの製造装置及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228817A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333271C (zh) * | 2006-03-10 | 2007-08-22 | 清华大学 | 利用激光扫描共聚焦显微镜制作高密度光栅的方法 |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001020724A patent/JP2002228817A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333271C (zh) * | 2006-03-10 | 2007-08-22 | 清华大学 | 利用激光扫描共聚焦显微镜制作高密度光栅的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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