JPH10334848A

JPH10334848A - 微細加工方法

Info

Publication number: JPH10334848A
Application number: JP9159144A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Yano; 亨治矢野; Akira Kuroda; 亮黒田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 1998-12-18
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JP3697025B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、微細な領域に電子を閉じ込める構造
を形成する微細加工方法を提供することを目的としてい
る。【解決手段】本発明は、微細な領域に電子を閉じ込める
構造を形成する微細加工方法であって、非導電性薄膜に
対向して配置された探針を、非導電性薄膜の加工すべき
表面または該表面近傍に位置させ、前記導電性基板と前
記探針との間に電圧を印加して、前記非導電性薄膜の導
電率が上昇した導電性上昇部を形成し、前記導電性上昇
部の少なくとも一部と、少なくとも一部に非導電性を有
する別の基板の該非導電性部分の一部とを接触させ、前
記導電性上昇部を含む非導電性薄膜を前記別の基板に転
写し、該導電性上昇部を非導電性の領域で囲んで微細な
領域に電子を閉じ込める構造を形成することを特徴とす
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細な領域に電子
を閉じ込める構造を形成する微細加工方法に関するもの
であり、特に、それを走査型プローブ顕微鏡を用いて行
うようにした微細加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、物質の表面を原子オーダーの分解
能で観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭとい
う）［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ第４９巻５７頁
（１９８２）］が開発され、原子、分子レベルの実空間
観察が可能になってきた。走査型トンネル顕微鏡は、ト
ンネル電流を一定に保つように探針電極、導電性試料の
距離を制御しながら走査し、その時の制御信号から試料
表面の電子雲の情報、試料の形状をサブナノメートルの
オーダーで観測することができる。また、物質の表面を
やはり高分解能で観察できる手段として原子間力顕微鏡
（以下ＡＦＭという）が開発されている。ＡＦＭによれ
ば絶縁物の表面でもその形状をサブナノメートルのオー
ダーで観測することができる。ＳＴＭあるいはＡＦＭ
等、試料表面を探針を用いて２次元走査を行い、そのプ
ローブ（探針）と試料表面の相互作用から試料表面の物
理情報を観測する手段は一般に走査型プローブ顕微鏡
（ＳＰＭ）といわれ、高分解能の表面観察手段として注
目されている。さらに、これらＳＰＭの原理を応用すれ
ば、十分に原子オーダーでの微細加工を行うことが可能
である。例えば特開昭６３−１６１５５２号公報、特開
昭６３−１６１５５３号公報にはＳＴＭ技術を用いて絶
縁膜に電圧を印加して絶縁膜の導電率の変化を発生させ
る技術が開示されている。この技術によればナノメート
ルスケールで導電率の上昇した部分を形成することがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、サブミクロ
ン以下の微小な領域に電子を閉じ込めることにより量子
効果を発現するデバイスの構成要素となすことが可能と
なる。例えば数ｎｍから数百ｎｍの大きさの球状あるい
は立方体状の導電性の領域を形成しこれを非導電性の領
域で囲むことにより電子の閉じ込め効果が発生する量子
ドットと呼ばれる構造が得られる。また、数ｎｍから数
百ｎｍの径を持つ棒状の導電性領域を形成し、これを非
導電性の領域で囲むことにより電子の閉じ込め効果が発
生する量子細線と呼ばれる構造が得られる。このよう
に、微細な領域に電子を閉じ込める構造を形成すること
が量子効果を発現するデバイスを作成するために重要な
役割をはたす。ところが、特開昭６３−１６１５５２号
公報、特開昭６３−１６１５５３号公報に開示されてい
る技術では導電性が上昇した部分が基板電極と電気的に
接続されているために、微小領域に電子を閉じ込めるこ
とは難しい。

【０００４】そこで、本発明は上記課題を解決し、微細
な領域に電子を閉じ込める構造を形成する微細加工方法
を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、微細な領域に電子を閉じ込める構造を形成
する微細加工方法を、つぎのように構成したことを特徴
としている。すなわち、本発明の微細加工方法は、微細
な領域に電子を閉じ込める構造を形成する微細加工方法
であって、非導電性薄膜に対向して配置された探針を、
非導電性薄膜の加工すべき表面または該表面近傍に位置
させ、前記導電性基板と前記探針との間に電圧を印加し
て、前記非導電性薄膜の導電率が上昇した導電性上昇部
を形成し、前記導電性上昇部の少なくとも一部と、少な
くとも一部に非導電性を有する別の基板の該非導電性部
分の一部とを接触させ、前記導電性上昇部を含む非導電
性薄膜を前記別の基板に転写し、該導電性上昇部を非導
電性の領域で囲んで微細な領域に電子を閉じ込める構造
を形成することを特徴としている。また、本発明の微細
加工方法は、前記非導電性薄膜が、ラングミュアーブロ
ジェット法により形成されたことを特徴としている。ま
た、本発明の微細加工方法は、前記非導電性薄膜が、ポ
リイミドであることを特徴としている。また、本発明の
微細加工方法は、前記探針が、弾性体により支持された
構成を備え、前記電圧印加が該弾性体により支持された
探針の先端が前記非導電性薄膜表面に接触した位置で行
われることを特徴としている。また、本発明の微細加工
方法は、前記弾性体のたわみ量を検出するステップを含
むことを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成により、電気
的に導電率の上昇した微細な領域を形成することが可能
となり、該微細な領域に電子を閉じ込める構造を形成す
ることができる。ここで、本発明における非導電性薄膜
は、電圧印加により導電性が上昇するものからなる膜で
あればなんでもよい。導電性の上昇のためのメカニズム
は電圧印加によるものであれば何でもよく、例えば電圧
印加による電子状態の変化や、電圧印加により発生する
熱による状態変化等がある。導電性基板は前記非導電性
薄膜の下地となる基板でありなるべく平坦なものが望ま
しい。前記導電性基板は前記非導電性薄膜に電圧を印加
するときに片側の電極として作用する。また、ここでい
う非導電性薄膜および導電性基板とは非導電性薄膜の導
電性が導電性薄膜の導電性に比べて低いものであればよ
く、探針と導電性基板との間に電圧を印加すると非導電
性基板に電圧がかかるものであればよい。従って、非導
電性薄膜として半導体、導電性基板として金属を用いる
構造のようなものでもよい。ただし、非導電性薄膜は電
圧の印加により導電性が上昇するものでなければならな
い。上記条件を満たす非導電性薄膜の材料としては、例
えばポリイミドや鉛フタロシアニン等が挙げられる。

【０００７】探針はＳＰＭで用いる探針である。本発明
による探針は導電性材料により形成されており前記非導
電性薄膜表面に接触または表面近傍に位置し、前記非導
電性薄膜に電圧を印加することにより導電率を変化させ
る。探針先端の形状は加工しようとするサイズに適した
形状を用いる。転写先の基板はその表面の少なくとも一
部は非導電性である。ここで非導電性とは前記電圧印加
によって導電率が上昇した部分に対してエネルギーバリ
アが存在する性質をいう。これは前記導電率上昇部に存
在する電子のエネルギーレベルに対してエネルギーバリ
アが存在するものでもよく、また前記導電率上昇部に存
在する正孔のエネルギーレベルに対してエネルギーバリ
アが存在するものでもよい。例えば、前記導電性上昇部
が金属的性質を示す場合その仕事関数より低い電子親和
力をもつ半導体を前記転写先基板として用いれば、前記
導電性上昇部の電子から見て前記転写先基板との界面に
エネルギーバリアが存在することになる。

【０００８】つぎに、図１に基づいて本発明による微細
加工方法を説明する。まず、探針１０１先端を非導電性
薄膜１０２の加工を行いたい位置の表面または表面近傍
に位置させる（図１（１））。表面近傍とは探針から非
導電性薄膜に電圧を印加したときにその効果が非導電性
薄膜に働く位置をいう。これは印加した電圧が非導電性
薄膜の導電性が変化するに足りる電圧が非導電性薄膜に
印加されたり、また印加された電圧により非導電性薄膜
の導電性が変化するに足りる電流が非導電性薄膜に流れ
ることである。つぎに、探針１０１と導電性基板１０２
との間に外部に接続された電源１０４から電圧を印加す
る。この電圧印加により非導電性薄膜に基板と垂直方向
に電圧が印加され、非導電性薄膜の導電性が上昇する
（図１（２））。この部分を導電性上昇部１０５と呼
ぶ。この状態では導電性上昇部１０５は導電性基板１０
３と電気的に接続されている。

【０００９】つぎに、非導電性の基板１０６を用意し、
これを導電性上昇部１０５を含む非導電性薄膜１０２表
面上に接合させる（図１（３））。次にこの状態で接合
した非導電性薄膜１０２とともに基板１０６を剥離する
（図１（４））。このとき、非導電性薄膜１０２の導電
性上昇部１０５も一緒に剥離する。こうして非導電性薄
膜１０２を非導電性基板１０６に転写する。図１では基
板１０６は全体を絶縁性としている。基板１０６は絶縁
性であるため導電性上昇部１０５は電気的に外部と絶縁
された微細部分となる。なお、図１では基板１０６全体
を非導電性としているが、非導電性薄膜１０２と接する
側の表面が非導電性であればよい。また、非導電性薄膜
１０２と接する側全体が非導電性ではなくても導電性上
昇部１０５の下部となる部分が非導電性であればよい。
非導電性薄膜は電圧印加により伝導度が上昇するものか
らなる膜であればなんでよいが、ポリイミドをもちいる
と機械的強度が上昇し、探針が非導電性薄膜に万が一衝
突しても機械的損傷を抑制することができる。

【００１０】また、非導電性薄膜としてラングミュアー
ブロジェット法（ＬＢ法）により作成した薄膜を用いる
と、薄膜表面が特に平坦になるため探針の衝突も抑制で
き、また印加する電圧の条件の場所依存性も減少させる
ことができる。本発明において探針は従来のＳＰＭとし
ての動作を行うことも可能である。例えば前記探針と前
記導電性基板との間に非導電性薄膜が導電率上昇を行わ
ない程度に電圧を印加して、そのときに流れる電流が一
定になるように探針の図１に示すＺ方向に移動制御しな
がら図示ＸＹ方向に走査し、そのときのＺ方向の制御信
号から非導電性薄膜１０２表面の情報をえることができ
る。これは従来のＳＴＭによる表面観察である。また、
本発明において弾性体に支持された探針を用いることに
より非導電性薄膜表面に探針先端がちょうど接触した状
態にすることができ、この接触した位置で電圧印加を行
うことにより、前記非導電性薄膜の中に前記探針がもぐ
りこみ前記非導電性薄膜を破壊することが防止できる。
この弾性体の例としては通常ＡＦＭにおいてカンチレバ
ーとして用いられる板バネ状のものが挙げられる。これ
は探針先端が非導電性薄膜表面に接触した状態から探針
先端が非導電性薄膜表面に押し付けるように弾性体支持
部を移動させても弾性体のたわみによりその力が吸収さ
れるようにできるからである。また、このときのたわみ
量を検出することにより通常のＡＦＭの動作をすること
が可能となる。この状態で通常のＡＦＭ動作の機能を付
与することにより導電率上昇のための電圧印加をする前
に電圧を印加することなく表面を観察しながら位置決め
を行うことができ、非導電性薄膜に不必要な電圧を印加
することを避けることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。［実施例１］本発明の実施例１を図２に示す微細加工装
置を用いた微細加工法について述べる。本微細加工装置
は、２０１探針２０５ピエゾ素子２０６電源２０７電流検出装置２０８Ｚ方向位置制御回路２０９ＸＹ方向位置制御回路２１０マイクロコンピュータで構成されている。また加工の対象となる試料は、２０２ポリイミドＬＢ膜２０３Ａｕ薄膜２０４マイカである。Ａｕ薄膜２０３はマイカ２０４にエピタキシャ
ル成長させたＡｕ薄膜である。ポリイミドＬＢ膜２０２
はラングミュアーブロジェット（ＬＢ）法により形成さ
れ、膜厚は約３ｎｍである。このポリイミドＬＢ膜２０
２は電圧印加により導電性が上昇する。ここではポリイ
ミドＬＢ膜２０２、Ａｕ薄膜２０３、マイカ２０４を合
わせて加工試料２１１という。

【００１２】探針２０１は、Ｐｔ製で通常のＳＴＭに用
いるものであり、その先端の曲率半径は１０ｎｍのオー
ダである。ピエゾ素子２０５は、通常、ＳＴＭに用いる
ピエゾを用いており、上部に加工試料２１１を支持して
いる。このピエゾ素子に外部から電圧を印加することに
より加工試料２１１を図示Ｘ、Ｙ、Ｚ各々の方向に移動
させる。これにより探針２０１と加工試料２１１の相対
的位置を制御することが可能となる。電源２０６は探針
２０１とＡｕ薄膜２０３との間に電圧を印加する。電流
検出装置２０７は探針２０１とＡｕ薄膜２０３との間に
流れる電流を検出し、その値をＺ方向位置制御回路２０
８、マイクロコンピュータ２１０に送る。Ｚ方向位置制
御回路２０８はマイクロコンピュータ２１０からの指示
によりピエゾ素子２０５に電圧を印加して、ピエゾ素子
２０５のＺ方向の位置を制御する。また、Ｚ方向位置制
御回路２０８はマイクロコンピュータ２１０から指定さ
れる電流値と電流検出装置２０７からの値が等しくなる
ようにピエゾ素子２０５のＺ方向を制御することも可能
である。

【００１３】ＸＹ方向位置制御回路２０９はマイクロコ
ンピュータからの指示によりピエゾ素子２０５に電圧を
印加して、ピエゾ素子２０５のＸＹ方向の位置を制御す
る。マイクロコンピュータ２１０は加工試料２１１の微
細加工を行うための制御全般をつかさどる。

【００１４】本実施例における微細加工は、以下のとお
りに行う。まず、マイクロコンピュータ２１０の指示に
よりＸＹ方向位置制御回路２０９が信号を出し、探針２
０１の先端が加工試料２１１表面の加工を施したい位置
に来るようにピエゾ素子２０５をＸ−Ｙ方向に移動させ
る。つぎにマイクロコンピュータ２１０が探針２０１の
先端と加工試料２１１の距離を両者に流れる電流として
規定する。次に電源２０６により電圧が探針２０１とＡ
ｕ薄膜２０３の間に印加され、探針２０１とＡｕ薄膜２
０３の間に流れる電流を電流検出装置２０７が検出し、
その値が先に規定した電流値となるようにＺ方向位置制
御回路２０８がピエゾ素子２０５を制御する。なお、こ
のとき印加する電圧を距離制御用電圧と呼ぶ。規定の電
流値になったところで、Ｚ方向位置制御回路２０８の動
作をやめ、Ｚ方向の動きを止める。この状態でポリイミ
ドＬＢ膜２０２の導電率を上昇させるための電圧を電源
２０６から印加する。この電圧を導電率上昇用電圧とい
う。一般に距離制御用電圧はその電圧印加によりポリイ
ミドＬＢ膜２０２の導電率が上昇しない程度に設定して
あり、導電率上昇電圧はポリイミドＬＢ膜２０２の導電
率が上昇するに十分な値が設定されている。本実施例で
は距離制御用電圧として０．４Ｖ、導電率上昇用電圧と
して４．０Ｖとした。本実施例ではこの導電率上昇用電
圧を印加することにより、ポリイミドＬＢ膜２０２に直
径約５ｎｍの領域に導電率上昇の領域を形成できた。

【００１５】つぎに、図３に示す方法でポリイミドＬＢ
膜を剥離、転写する。図３において３００導電性上昇部３０１Ｓｉ基板３０２エポキシ樹脂である。導電性上昇部３００は電圧印加により導電性が
上昇した部分である。エポキシ樹脂３０２はＳｉ基板３
０１に塗布したものであり、塗布後乾燥させることによ
り固化し接着剤の作用をするものである。

【００１６】本実施例ではまずＳｉ基板３０１にエポキ
シ樹脂３０２を塗布する（図３（１））。エポキシ樹脂
３０２が固化する前にエポキシ樹脂３０２表面をポリイ
ミドＬＢ膜２０２表面に接触させ、この状態でエポキシ
樹脂３０２を固化させる（図３（２））。

【００１７】つぎに、Ｓｉ基板３０１を加工試料２１１
から剥がすが、このとき既にエポキシ樹脂は固化してお
り、Ｓｉ基板３０１とエポキシ樹脂３０２及びポリイミ
ドＬＢ膜２０２が一体化して剥離する（図３（３））。
エポキシ樹脂３０２は絶縁性であり、電子は導電性上昇
部３０３に閉じ込められ量子効果を発現することができ
る。本実施例では探針２０１の位置を固定して導電率上
昇用電圧印加を行い導電率上昇を発生させた後に転写を
行うことにより、点状の領域に電子を閉じ込める構造を
作成することができた。上記方法に加え、導電率上昇用
電圧を印加した状態で探針２０１を試料表面ＸＹ方向に
移動することにより線状あるいは面状で導電性上昇の領
域を作成し、その後に転写を行うことにより線状、ある
いは面状の領域に電子を閉じ込める構造を形成すること
も可能である。また、本実施例では加工する材料として
ポリイミドを用いており、探針による加工試料表面の損
傷を抑制することができた。また、本実施例においては
ＬＢ法により作成した膜を使用しているため、加工試料
表面が平坦であり探針による加工試料への衝突を抑制す
ることができ、やはり加工試料表面の損傷を抑制するこ
とができる。

【００１８】［実施例２］つぎに、本発明による実施例
２を示す。本実施例では図４に示す微細加工装置を用い
た。本実施例で用いた加工装置は４０１探針４０２カンチレバー４０３レーザ４０４２分割センサ４０８ピエゾ素子４０９電源４１０Ｚ方向位置制御回路４１ｌＸＹ方向位置制御回路４１２たわみ量検出装置４１３マイクロコンピュータから構成されている。本実施例では加工の対象として、４０５ポリイミドＬＢ膜４０６Ａｕ薄膜４０７マイカを用いており、これは実施例１で用いたポリイミドＬＢ
膜２０２、Ａｕ薄膜２０３、マイカ２０４と同じであ
り、ここではポリイミドＬＢ膜４０５、Ａｕ薄膜４０６
とマイカ４０７を合わせて加工試料４１４という。

【００１９】探針４０１はＰｔ製であり、実施例１で用
いた微細加工装置と同様に先端が鋭利なもので、板バネ
状のカンチレバー４０２に支持されている。このカンチ
レバー４０２は通常のＡＦＭにおいて用いられるものと
同様のものであり、本実施例においてはバネ定数０．０
５Ｎ／ｍのものを使用した。レーザ４０３はカンチレバ
ー４０２の加工試料と反対側の面を照射するものであ
り、本実施例においては半導体レーザを用いた。レーザ
４０３から照射されたレーザ光はカンチレバー４０２に
より反射され、２分割センサ４０４に導入される。２分
割センサ４０４は２つのフォトダイオードから構成さ
れ、この２つのダイオードにレーザ光がほぼ均等になる
ように導入される。

【００２０】カンチレバー４０２がたわむとレーザ光の
反射が変化し、２分割センサ４０４の２つのフォトダイ
オードに導入される光の割合が変化する。この光の変化
量はたわみ量検出装置４１２に送られ、たわみ量検出装
置はその入力信号からたわみ量を算出する。このたわみ
量は探針４０１が加工試料４１４から受ける力を示して
いる。この検出方法は通常のＡＦＭにおける光てこ方式
と呼ばれるものである。ポリイミドＬＢ膜はラングミュ
アーブロジェット法により形成されたポリイミド膜であ
り電圧の印加に導電率が増加する。ピエゾ素子４０８は
実施例１におけるピエゾ素子２０５と同じものである。
電源４０９は探針４０１とＡｕ薄膜４０６との間に電圧
を印加する。Ｚ方向位置制御回路４１０はマイクロコン
ピュータ４１３からの指示によりピエゾ素子４０８に電
圧を印加して、ピエゾ素子４０８のＺ方向の位置を制御
する。また、Ｚ方向位置制御回路４１０はマイクロコン
ピュータ４１３から指定される値とたわみ量検出装置４
１２の出力値が等しくなるようにピエゾ素子４０８のＺ
方向を制御することも可能である。ＸＹ方向位置制御回
路４１１はマイクロコンピュータからの指示によりピエ
ゾ素子４０８に電圧を印加して、ピエゾ素子４０８のＸ
Ｙ方向の位置を制御する。マイクロコンピュータ４１３
は加工試料４１４の微細加工を行うための制御全般をつ
かさどる。

【００２１】本実施例における微細加工は以下のとおり
に行う。マイクロコンピュータ４１３が探針４０１の先
端と加工試料４１４との間に働く力をカンチレバー４０
２のたわみ量として規定する。次にマイクロコンピュー
タ４１３の指令によりＺ方向位置制御回路４１０が動作
して探針４０１と加工試料４１４を接触させてたわみ量
検出装置４１２の出力が規定値になるように制御する。
この帰還制御を保ったままマイクロコンピュータ４１３
の指示によりＸＹ方向位置制御回路４１１が信号を出
し、探針４０１の先端が加工試料４１４表面を走査する
ようにピエゾ素子４０８をＸ−Ｙ方向に走査させる。こ
の時のＸＹ方向の制御信号とＺ方向の制御信号から、加
工試料４１４の表面形状を観察する。これは通常のＡＦ
Ｍの動作である。このＡＦＭによる表面観察を行うこと
により試料加工を行いたい位置を容易に特定することが
可能である。次に加工を行いたい位置に来たところでＺ
方向位置制御回路４１０とＸＹ方向位置制御回路４１１
によるピエゾ素子４０８への出力電圧を固定してＺ方向
及びＸＹ方向の移動をやめる。次にマイクロコンピュー
タ４１３の指令により電源４０９が動作して、ポリイミ
ドＬＢ膜４０５の導電率を上昇させるための電圧を印加
する。本実施例では７Ｖの電圧を印加することにより直
径約１０ｎｍの領域に導電率上昇の領域を形成できた。

【００２２】つぎに、実施例１に示した方法と同様な方
法によりポリイミドＬＢ膜４０５をエポキシ樹脂上に転
写する。この場合、ポリイミドＬＢ膜２０２をポリイミドＬＢ膜４０５Ａｕ薄膜２０３をＡｕ薄膜４０６マイカ２０４をマイカ４０７加工試料２１１を加工試料４１４として考えればよい。また、本実施例でも加工する材料
としてポリイミドを用いており、探針による加工試料表
面の損傷を抑制することができた。また、ＬＢ法により
作成した膜を使用しているため、加工試料表面が平坦で
あり探針による加工試料への衝突を抑制することがで
き、やはり加工試料表面の損傷を抑制することができ
る。

【００２３】［実施例３］つぎに、図５に示した微細加
工装置で実施例３を示す。本実施例においてはＧｅＳｂ
₂Ｔｅ₄膜を加工する。本実施例では加工する試料がポリ
イミドＬＢ膜の代わりにＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄となっている点
が実施例２と異なる。ＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄５０１はＡｕ薄膜
４０６上にスパッタ法により形成した膜であり、電圧の
印加により導電率が上昇する。本実施例ではＧｅＳｂ₂
Ｔｅ₄薄膜５０１、Ａｕ薄膜４０６及びマイカ４０７を
合わせて加工試料５０２と呼ぶ。加工試料５０２を除い
た微細加工装置は実施例２で用いた微細加工装置と同じ
である。

【００２４】本実施例における微細加工は以下のように
して行う。まず、実施例２において示した方法と同様な
方法で探針４０１先端がＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄５０１表面の加
工を行いたい位置に移動させる。次にマイクロコンピュ
ータ４１３の指令により電源４０９が動作して、ＧｅＳ
ｂ₂Ｔｅ₄５０１の導電率を上昇させるための電圧を印加
する。本実施例では１０Ｖの電圧を印加することにより
直径約２０ｎｍの領域に導電率上昇の領域を形成でき
た。つぎに、加工試料５０２をピエゾ素子４０８からと
りだし、図６に示すステップを行う。取り出した加工試
料５０２（図６（１））に対して、まずＳｉＯ₂膜６０
１をスパッタ法によりつけ、次にＡｕ／Ｃｒ膜６０２を
スパッタ法により積層する（図６（２））。なお、この
取り出した加工試料５０２のＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄薄膜５０１
には電圧印加により生じた導電性上昇部６００が含まれ
る。つぎに、その上にＳｉ基板６０３を接触した状態
（図６（３））で加熱処理を行うことによりＡｕ／Ｃｒ
膜６０２とＳｉ基板６０３とで共晶状態を発生させる。
つぎに、Ｓｉ基板６０３、Ａｕ／Ｃｒ膜６０２、ＳｉＯ
₂膜６０１、ＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄５０１を剥離する（図６
（４））。ＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄５０１に含まれた導電性上昇
部６００はＳｉＯ₂膜６０１によりＳｉ基板、Ａｕ／Ｃ
ｒ膜６０２から電気的に絶縁され、この領域に電子の閉
じ込め状態を発生させることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上のように、電圧印加によ
り、非導電性薄膜に導電率が上昇した微細な導電性上昇
部を形成し、該導電性上昇部の少なくとも一部と、少な
くとも一部に非導電性を有する別の基板の該非導電性部
分の一部とを接触させ、この導電性上昇部を含む非導電
性薄膜を前記別の基板に転写する構成により、微細な領
域に電子を閉じ込める構造を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による微細加工方法を示す図である。

【図２】実施例１に用いた微細加工装置を示す図であ
る。

【図３】実施例１の加工方法を示す図である。

【図４】実施例２に用いた微細加工装置を示す図であ
る。

【図５】実施例３に用いた微細加工装置を示す図であ
る。

【図６】実施例３の加工方法を示す図である。

【符号の説明】

１０１：探針１０２：非導電性薄膜１０３：導電性基板１０４：電源１０５：導電性上昇部１０６：基板２０１：探針２０２：ポリイミドＬＢ膜２０３：Ａｕ薄膜２０４：マイカ２０５：ピエゾ素子２０６：電源２０７：電流検出装置２０８：Ｚ方向位置制御回路２０９：ＸＹ方向位置制御回路２１０：マイクロコンピュータ３００：導電性上昇部３０１：Ｓｉ基板３０２：エポキシ樹脂４０１：探針４０２：カンチレバー４０３：レーザ４０４：２分割センサ４０５：ポリイミドＬＢ膜４０６：Ａｕ薄膜４０７：マイカ４０８：ピエゾ素子４０９：電源４１０：Ｚ方向位置制御回路４１１：ＸＹ方向位置制御回路４１２：たわみ量検出装置４１３：マイクロコンピュータ５０１：ＧｅＳｂ₂Ｔｅ₄薄膜５０２：加工試料６００：導電性上昇部６０１：ＳｉＯ₂薄膜６０２：Ａｕ／Ｃｒ膜６０３：Ｓｉ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 49/00 Ｈ０１Ｌ 29/28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微細な領域に電子を閉じ込める構造を形成
する微細加工方法であって、非導電性薄膜に対向して配
置された探針を、非導電性薄膜の加工すべき表面または
該表面近傍に位置させ、前記導電性基板と前記探針との
間に電圧を印加して、前記非導電性薄膜の導電率が上昇
した導電性上昇部を形成し、前記導電性上昇部の少なく
とも一部と、少なくとも一部に非導電性を有する別の基
板の該非導電性部分の一部とを接触させ、前記導電性上
昇部を含む非導電性薄膜を前記別の基板に転写し、該導
電性上昇部を非導電性の領域で囲んで微細な領域に電子
を閉じ込める構造を形成することを特徴とする微細加工
方法。
【請求項２】前記非導電性薄膜が、ラングミュアーブロ
ジェット法により形成されたことを特徴とする請求項１
に記載の微細加工方法。
【請求項３】前記非導電性薄膜が、ポリイミドであるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細加
工方法。
【請求項４】前記探針は、弾性体により支持された構成
を備え、前記電圧印加は該弾性体により支持された探針
の先端が前記非導電性薄膜表面に接触した位置で行われ
ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項
に記載の微細加工方法。
【請求項５】前記微細加工方法は、前記弾性体のたわみ
量を検出するステップを含むことを特徴とする請求項４
に記載の微細加工方法。