JP2000311398A - Fine machining method - Google Patents

Fine machining method

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JP2000311398A
JP2000311398A JP11121560A JP12156099A JP2000311398A JP 2000311398 A JP2000311398 A JP 2000311398A JP 11121560 A JP11121560 A JP 11121560A JP 12156099 A JP12156099 A JP 12156099A JP 2000311398 A JP2000311398 A JP 2000311398A
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JP
Japan
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probe
tip
medium
force
cleaning
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Application number
JP11121560A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyoji Yano
亨治 矢野
Junichi Seki
淳一 関
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the fine machining method which enables desirable machining or the accurate recording of information by eliminating the influence of a sticking body atop of a probe and applying desirable physical operation. SOLUTION: The fine machining method for finely machining a medium by scanning the medium with a probe composed of a probe 101 and an elastic body supporting the probe 101 includes at least a step for controlling the relative positions of the probe and medium, a step for changing the surface state of the medium by applying physical operation to the medium by the probe 101, and a step for removing the deposit 102 at the edge of the probe by bringing the tip of the probe 101 into contact with a cleaning surface 103 for removing the deposit 102 deposited on the tip of the probe and applying a force between the probe tip and cleaning surface 103.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は走査型顕微鏡及びそ
れを応用し、プローブを走査してナノメートルスケール
で媒体に微細加工を施す微細加工方法に関し、特に、プ
ローブの探針先端に付着した付着物を除去して、より正
確な加工あるいはより正確な情報記録が可能な微細加工
方法の実現を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning microscope and a micromachining method using the same to scan a probe to perform micromachining on a medium at a nanometer scale. An object of the present invention is to realize a fine processing method capable of performing more accurate processing or more accurate information recording by removing a kimono.

【0002】[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.Binnig et al.,Physic
alReview Letters 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と試料の距離を
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。STMあるいはAF
M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(SP
M)といわれ、高分解能(原子レベルあるいはナノメー
トルスケール)の表面観察手段として注目されている。
特にAFMは観察媒体が絶縁性でも表面形状が観察でき
るというメリットを持っている。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter, referred to as STM) capable of observing the surface of a substance with an atomic order resolution [G. Binnig et al. , Physic
al Review Letters, Vol. 49, p. 57 (1982)], and real-space observation at the atomic and molecular levels has become possible. The scanning tunneling microscope scans while controlling the distance between the probe electrode and the sample so as to keep the tunnel current constant, and from the control signal at that time, the information of the electron cloud on the sample surface and the shape of the sample in sub-nanometer order. Can be observed. An atomic force microscope (AFM) has been developed as a means for observing the surface of a substance at a high resolution. STM or AF
For example, a scanning probe microscope (SP) is generally used to perform two-dimensional scanning of the sample surface using a probe and observe physical information on the sample surface from the interaction between the probe and the sample surface.
M), which has attracted attention as a high-resolution (atomic or nanometer scale) surface observation means.
In particular, the AFM has an advantage that the surface shape can be observed even when the observation medium is insulative.

【0003】また、SPMの原理を応用すれば、十分に
原子オーダー、あるいはナノメートルスケールで物質表
面ヘアクセスすることができる。例えば、原子レベル、
ナノメートルスケールで表面を改質することにより原子
レベルの大きさの加工を行うことができる。また原子オ
ーダーで物質の状態を変化させ、この変化した状態を再
び観測するようなシステムとすれば原子レベルの大きさ
での情報の記録を行うことが可能である。このような情
報記録に関しては例えば特開昭63−161552号公
報に開示されている。このSPMあるはSPMの技術を
用いた原子レベル、ナノメートルスケールの物質へのア
クセス方法の中で、AFMを応用して探針を弾性体に支
持させた方式ではさまざまな利点がある。例えば、探針
先端を接触させながら媒体を走査すると従来のAFM動
作と同様な方法により媒体表面形状情報を得ることがで
き、この情報から必要な場所で探針から媒体ヘ必要な物
理作用を印加することができる。また、通常のAFM動
作をさせなくても、探針先端を媒体に接触させて弾性体
の復元力を利用して探針先端を媒体に押しつけるように
して走査すれば探針先端の位置が媒体表面にあるという
利点がある。このようにすれば媒体と垂直方向の位置制
御を厳密に行わずに探針先端から物理作用を印加するこ
とができる。
[0003] Further, if the principle of SPM is applied, it is possible to sufficiently access the material surface on the atomic order or on the nanometer scale. For example, at the atomic level,
By modifying the surface at the nanometer scale, processing at the atomic level can be performed. In addition, if a system is used in which the state of a substance is changed on the order of atoms and the changed state is observed again, it is possible to record information at an atomic level. Such information recording is disclosed in, for example, JP-A-63-161552. Among the methods of accessing materials at the atomic level and nanometer scale using the SPM or the SPM technology, there are various advantages in a method in which the probe is supported on an elastic body by applying AFM. For example, if the medium is scanned while the tip of the probe is in contact, the surface shape information of the medium can be obtained by the same method as in the conventional AFM operation, and from this information, the necessary physical action can be applied from the probe to the medium at the required location. can do. In addition, even if the normal AFM operation is not performed, if the tip of the probe is scanned by pressing the tip against the medium by using the restoring force of the elastic body by contacting the tip with the medium, the position of the tip can be changed to the medium. It has the advantage of being on the surface. In this way, the physical action can be applied from the tip of the probe without strictly controlling the position in the direction perpendicular to the medium.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
AFMの技術を応用して、探針を媒体に接触させると、
媒体上に不純物などがあるとこれが探針に付着し、これ
によって探針と媒体との間の距離が変化してしまって、
所望の物理作用を印加することができなくなったり、あ
るいは正しく情報の記録ができないという場合が生じ
る。
However, when the probe is brought into contact with the medium by applying the AFM technique as described above,
If there is any impurity on the medium, it will adhere to the probe, and this will change the distance between the probe and the medium,
In some cases, a desired physical action cannot be applied, or information cannot be recorded correctly.

【0005】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、探針先端の付着物による影響をなくし、所望の物理
作用を加えることにより所望の加工を行うことができ、
あるいはより正確に情報の記録を行うことのできる微細
加工方法を提供することを目的とするものである。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, eliminates the influence of the attached matter at the tip of the probe, and performs desired processing by adding a desired physical action.
Alternatively, it is another object of the present invention to provide a fine processing method capable of more accurately recording information.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、微細加工方法をつぎのように構成したこ
とを特徴とするものである。すなわち、本発明の微細加
工方法は、探針と該探針を支持する弾性体とから構成さ
れるプローブを媒体に対して走査し、該媒体に微細加工
を施す微細加工方法であって、前記プローブと媒体との
相対的位置を制御するステップと、前記探針によって前
記媒体に対し物理作用を印加し、該媒体の表面状態を変
化させるステップと、前記探針の先端を、該探針先端に
付着した付着物を除去するためのクリーニング用表面に
接触させ、該探針先端と該クリーニング用表面との間に
力を印加して前記探針先端の付着物を除去するステップ
と、を少なくとも含むことを特徴としている。また、本
発明の微細加工方法は、前記物理作用の印加は、あらか
じめ用意された情報に基づいて決定される印加パターン
によることを特徴としている。また、本発明の微細加工
方法は、前記探針先端の付着物を除去するステップにお
いて、前記探針先端と前記クリーニング用表面を、前記
クリーニング用表面と平行な方向に動かすステップを同
時に行うことを特徴としている。また、本発明の微細加
工方法は、前記探針先端の付着物を除去するステップに
おいて、前記探針先端と前記クリーニング用表面との間
に印加される力の大きさが、前記媒体の表面状態を変化
させるステップにおいて、前記探針と前記媒体とを接触
した状態で前記物理作用を印加した場合に該探針・媒体
間に働く力よりも大きいことを特徴としている。また、
本発明の微細加工方法は、前記クリーニング用表面が、
前記探針先端の付着物を除去するための専用のクリーニ
ング領域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、前記専用のクリーニング領域が、前記
探針先端と接触する凸部を有し、該凸部との接触によっ
て該探針先端に力を加え、該探針先端の付着物を除去す
ることを特徴としている。また、本発明の微細加工方法
は、前記専用のクリーニング領域が、前記探針先端の材
質に比して低い硬度の材質で形成されていることを特徴
としている。また、本発明の微細加工方法は、前記探針
先端と前記クリーニング用表面との間に印加する力が、
前記クリーニング用表面と前記探針との間に働く静電気
力または前記媒体と前記探針を支持する弾性体との間に
働く静電気力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、前記プローブが、少なくとも2つ
以上備えられていることを特徴としている。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a fine processing method is constituted as follows. That is, the microfabrication method of the present invention is a microfabrication method in which a probe composed of a probe and an elastic body supporting the probe is scanned on a medium, and the medium is microfabricated, Controlling a relative position between a probe and a medium, applying a physical action to the medium by the probe to change a surface state of the medium, and changing a tip of the probe to the tip of the probe. Contacting a cleaning surface for removing deposits attached to the probe tip, and applying a force between the probe tip and the cleaning surface to remove the deposits on the probe tip. It is characterized by including. Further, the micromachining method of the present invention is characterized in that the application of the physical action is based on an application pattern determined based on information prepared in advance. Further, in the fine processing method of the present invention, in the step of removing the deposit on the tip of the probe, the step of moving the tip of the probe and the surface for cleaning in a direction parallel to the surface for cleaning may be performed simultaneously. Features. Further, in the fine processing method according to the present invention, in the step of removing the deposits on the tip of the probe, the magnitude of a force applied between the tip of the probe and the cleaning surface is changed to a surface state of the medium. In the step of changing the force, the force acting between the probe and the medium when the physical action is applied in a state where the probe and the medium are in contact with each other is larger than the force applied between the probe and the medium. Also,
The fine processing method of the present invention, the cleaning surface,
It is characterized in that it is a dedicated cleaning area for removing extraneous matter at the tip of the probe. Further, in the microfabrication method of the present invention, the dedicated cleaning region has a convex portion that comes into contact with the probe tip, and applies a force to the probe tip by contact with the convex portion, It is characterized by removing the deposits. Further, the fine processing method of the present invention is characterized in that the dedicated cleaning region is formed of a material having a lower hardness than a material of the tip of the probe. Further, the fine processing method of the present invention, the force applied between the tip of the probe and the surface for cleaning,
It is an electrostatic force acting between the cleaning surface and the probe or an electrostatic force acting between the medium and an elastic body supporting the probe. Further, the fine processing method of the present invention is characterized in that at least two or more of the probes are provided.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成によって、前
述した発明の課題を達成するものであるが、本発明の上
記構成において、媒体とは探針により物理作用を印加さ
れることにより表面状態が変化する加工対象物であり、
探針は原子レベルあるいはナノメートルレベルで先鋭な
探針で、SPMで用いられるものと同様なものである。
本発明において探針は弾性体で支持されている。弾性体
はAFMで用いられるカンチレバーと呼ばれる板バネが
一般的である。ここでは探針と弾性体をあわせてプロー
ブという。また、探針は、媒体に対して物理作用を印加
して媒体の状態を変化させるものである。物理作用とは
力、電界、磁場、光等も含む電磁界等によるものであ
る。この物理作用印加により媒体の表面あるいは表面近
傍の組成や結合等の化学的状態あるいは電気的、磁気的
あるいは形状等の物理的状態が変化する。この媒体と探
針の位置を制御するステップは、媒体と探針先端の相対
的な位置を媒体に水平な方向(以下XY方向という)及
び垂直な方向(以下Z方向という)に移動させるもので
ある。この動作により、探針先端の位置を物理作用を印
加したい位置に移動させる。また、クリーニング用表面
とは、探針と接触して直接力を加えることができるもの
であれば何でもよい。このクリーニング用表面は加工を
行おうとしている媒体そのもの自体でもよく、また媒体
とは別に用意されたものでも、また加工を行っている探
針を具備する装置に備え付けられたものでもよい。本発
明では探針とこのクリーニング用表面とが接触した状態
で探針に付着した付着物を除去する。この付着物は本来
存在しないはずであるが、媒体表面からあるいは探針周
囲の雰囲気から偶発的に付着してしまったもので、これ
があると探針が媒体に対して正しい相互作用の印加を行
うことができなくなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention attains the above-mentioned objects of the present invention by the above-mentioned structure. In the above-mentioned structure of the present invention, the medium is formed by applying a physical action by a probe to the surface. It is a workpiece whose state changes,
The probe is a sharp probe at the atomic level or the nanometer level, and is similar to that used in SPM.
In the present invention, the probe is supported by an elastic body. The elastic body is generally a leaf spring called a cantilever used in the AFM. Here, the probe and the elastic body are collectively called a probe. The probe changes the state of the medium by applying a physical action to the medium. The physical action is due to an electromagnetic field including a force, an electric field, a magnetic field, light, and the like. By the application of the physical action, the chemical state such as the composition and bonding on the surface or near the surface of the medium or the physical state such as electric, magnetic or shape changes. The step of controlling the positions of the medium and the probe is to move the relative position of the medium and the tip of the probe in a direction horizontal to the medium (hereinafter referred to as the XY direction) and in a direction perpendicular to the medium (hereinafter referred to as the Z direction). is there. With this operation, the position of the tip of the probe is moved to the position where the physical action is to be applied. The cleaning surface may be anything as long as it can directly apply a force in contact with the probe. The cleaning surface may be the medium itself to be processed, may be prepared separately from the medium, or may be provided in a device provided with a probe to be processed. In the present invention, the attached matter attached to the probe is removed in a state where the probe is in contact with the cleaning surface. This deposit should not be present, but has been accidentally deposited from the surface of the medium or from the atmosphere around the probe, causing the probe to apply the correct interaction to the medium. You will not be able to do it.

【0008】図1はこの付着物を除去するステップを説
明した図である。探針101には付着物102が付着し
ている。この探針101をクリーニング用表面103に
接触させ図中に示す方向に探針を押し付ける。この力の
印加は探針を支持している弾性体の根元を探針がクリー
ニング用表面を押し付ける方向に移動させることにより
押し付けるのが一般的である(図2)。図2において探
針101はカンチレバー201に支持されており、20
2はカンチレバー201の取り付け部を示している。カ
ンチレバー201取り付け部を図示矢印の方向に移動さ
せることによりカンチレバー201がたわみ、探針10
1先端に図1に示したような力を加えることができる。
探針先端とクリーニング用表面との間に働く力は図2の
例に限らず接触した状態で力が働くものであれば何でも
よい。また付着物の除去とは探針先端と媒体との間から
付着物が除去されることであって、除去後は付着物はク
リーニング用表面側に移されてもよいし(図3)、また
探針先端から探針の側壁に移動してもよい(図4)。こ
の一連の動作により付着物の影響を少なくして媒体に対
して物理作用を印加することができ、所望の加工を行う
ことが可能となる。
FIG. 1 is a view for explaining the step of removing the deposit. An attachment 102 is attached to the probe 101. The probe 101 is brought into contact with the cleaning surface 103 and the probe is pressed in the direction shown in the figure. This force is generally applied by pressing the root of the elastic body supporting the probe in a direction in which the probe presses the cleaning surface (FIG. 2). In FIG. 2, the probe 101 is supported by the cantilever 201,
Reference numeral 2 denotes a mounting portion of the cantilever 201. By moving the cantilever 201 mounting portion in the direction of the arrow shown in the figure, the cantilever 201 bends and the probe 10
A force as shown in FIG. 1 can be applied to one tip.
The force acting between the tip of the probe and the cleaning surface is not limited to the example shown in FIG. 2 and may be any force that acts in a contact state. The removal of the deposit refers to the removal of the deposit from between the tip of the probe and the medium. After the removal, the deposit may be transferred to the cleaning surface (FIG. 3). It may move from the tip of the probe to the side wall of the probe (FIG. 4). By this series of operations, a physical action can be applied to the medium while reducing the influence of the attached matter, and desired processing can be performed.

【0009】また、あらかじめ用意された情報に基づい
て前記物理作用の印加パターンを決定することにより、
あらかじめ用意された情報を媒体に記録する情報記録方
法を実現することが可能となる。この場合、媒体とは一
般に記録媒体と呼ばれるものであり、情報に基づいて物
理作用をどの位置で印加するかが決められ、情報に基づ
いたパターンにより記録媒体表面が加工される。例えば
情報が“1”と“0”の場合、“1”に相当するところ
では物理作用の印加を行い、“0”に相当するところで
は物理作用の印加を行わないといった手順がある。
Further, by determining the application pattern of the physical action based on information prepared in advance,
An information recording method for recording information prepared in advance on a medium can be realized. In this case, the medium is generally called a recording medium, and a position where a physical action is applied is determined based on information, and the surface of the recording medium is processed by a pattern based on the information. For example, when the information is “1” and “0”, there is a procedure in which a physical action is applied at a location corresponding to “1” and no physical action is applied at a location corresponding to “0”.

【0010】また、前記探針を用いて前記媒体に物理作
用を印加するとき前記探針と前記媒体が接触した状態で
行われる場合には、前記探針先端と前記クリーニング用
表面との間に力を印加するステップにおいて、前記探針
先端と前記クリーニング用表面を前記クリーニング用表
面と平行な方向に動かすステップを同時に行うことによ
り、さらに効果的に付着物を除去することができる。こ
れは力を加えたまま探針を引きずるようにクリーニング
用表面に平行に(XY方向に)ずらすようにすることに
よりより効果的に付着物を除去することができるという
ことである。
When a physical action is applied to the medium by using the probe, the physical action is performed in a state where the probe and the medium are in contact with each other, and between the tip of the probe and the cleaning surface, In the step of applying force, the step of moving the tip of the probe and the surface for cleaning in a direction parallel to the surface for cleaning is performed at the same time, so that the attached matter can be more effectively removed. This means that deposits can be more effectively removed by displacing the probe in parallel (in the X and Y directions) to the cleaning surface so as to drag the probe while applying force.

【0011】また、前記探針を用いて前記媒体に物理作
用を施すとき前記探針と前記媒体が接触した状態で行わ
れる場合には、前記先端と前記クリーニング用表面との
間に力を印加するステップにおいて、前記印加する力の
大きさが前記相互作用を観察するステップにおいて前記
探針先端と前記媒体との間に働く力よりも大きくするこ
とにより、より確実に付着物を除去することが可能とな
る。ここに示す場合は探針は媒体に接触した状態で物理
作用を印加する場合である。このときには探針と媒体の
間には多くの場合力が加わる。例えば媒体と探針を接触
させた場合はそれだけで探針と媒体の間に力は発生して
いる。また物理作用として電圧を印加する場合は、探針
と媒体との間に静電力が発生する。このような場合には
これら観察を行っている間に探針と媒体の間に加わる力
ではある程度の付着物は除去できるが、それで除去され
ない付着物を除去するためには、相互作用を検出してい
る間に探針と媒体の間に加わる力より大きい力を加える
ことにより除去することができる。
When a physical action is applied to the medium by using the probe, when a physical action is performed in a state where the probe and the medium are in contact with each other, a force is applied between the tip and the cleaning surface. In the step of, the magnitude of the applied force is made larger than the force acting between the tip of the probe and the medium in the step of observing the interaction, so that the deposit can be removed more reliably. It becomes possible. The case shown here is a case where the probe applies a physical action in a state of being in contact with the medium. At this time, a force is often applied between the probe and the medium. For example, when the probe is brought into contact with the medium, a force is generated only between the probe and the medium. When a voltage is applied as a physical action, an electrostatic force is generated between the probe and the medium. In such a case, a certain amount of extraneous matter can be removed by the force applied between the probe and the medium during these observations.However, in order to remove extraneous matter that is not removed by the force, the interaction must be detected. During removal can be removed by applying a force greater than the force applied between the probe and the medium.

【0012】また、探針先端の付着物を除去するための
専用のクリーニング領域を設け該領域において、前記探
針先端の付着物の除去を行うことにより、除去された付
着物の影響を少なくすることができる。これは除去され
た付着物が図3に示されたように媒体上に残ってしまう
と、再びこの場所に加工する場合この除去された付着物
の影響が発生したりまたこの場所を再び探針が通過した
ときもう一度探針に移ってしまう可能性がある。探針先
端の付着物を除去するための専用の領域(クリーニング
領域)を設け、この場所で探針先端付着物の除去を行え
ば、除去した付着物の影響を避けることができる。この
クリーニング専用領域は媒体上に設けてもよく、別途ク
リーニング領域を設けてあるものを用意してもよく、ま
た探針を具備する装置に設置してもよい。
Further, by providing a dedicated cleaning area for removing the attached matter at the tip of the probe, and removing the attached matter at the tip of the probe in the area, the influence of the removed attached matter is reduced. be able to. This is because if the removed deposits remain on the medium as shown in FIG. 3, when processing is performed again at this location, the influence of the removed deposits may occur, or the location may be probed again. May pass over to the probe once again. By providing a dedicated area (cleaning area) for removing the attached matter at the tip of the probe and removing the attached matter at the tip of the probe, the influence of the removed matter can be avoided. The cleaning-dedicated area may be provided on the medium, may be separately provided with a cleaning area, or may be provided in an apparatus having a probe.

【0013】探針とクリーニング用表面との間に力を発
生させて、探針先端の付着物を除去する具体的手段とし
て、前記クリーニング領域に凸部を設け、前記探針を前
記凸部に接触させることにより前記探針先端に力を加え
るという方法が挙げられる。これは図5に示す方法で、
図5において501は凸部を形成している。図5は探針
101及びカンチレバー201の位置を示している。探
針先端が凸部501に来るとカンチレバー201の取り
付け部202の位置を調節しなくても自動的に探針10
1先端が凸部501に接触し、力が加わる。図5におい
て点線は付着物の除去を行わないときの様子を示してい
る。
[0013] As a specific means for generating a force between the probe and the cleaning surface to remove deposits on the tip of the probe, a convex portion is provided in the cleaning area, and the probe is attached to the convex portion. There is a method of applying a force to the tip of the probe by bringing the probe into contact. This is the method shown in FIG.
In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a convex portion. FIG. 5 shows the positions of the probe 101 and the cantilever 201. When the tip of the probe comes to the convex portion 501, the probe 10 is automatically set without adjusting the position of the mounting portion 202 of the cantilever 201.
One tip comes into contact with the projection 501, and a force is applied. In FIG. 5, a dotted line shows a state in which the attached matter is not removed.

【0014】さらに探針とクリーニング用表面との間に
力を発生させて、探針先端の付着物を除去する具体的手
段として、前記クリーニング用表面と前記プローブとの
間に働く静電気力を用いることができる。これは探針と
クリーニング用表面との間、あるいは弾性体とクリーニ
ング用表面との間に電圧を加えて静電力を発生させて探
針先端とクリーニング用表面との間に力を発生させるこ
とができる。なおこの力はクリーニング用表面の最表面
に限らず、表面に絶縁膜がある場合等はその下部とプロ
ーブとの間に働く静電気力であればよい。
Further, as a specific means for generating a force between the probe and the cleaning surface to remove the deposits on the tip of the probe, an electrostatic force acting between the cleaning surface and the probe is used. be able to. This means that a voltage can be applied between the probe and the cleaning surface, or between the elastic body and the cleaning surface, to generate an electrostatic force and generate a force between the probe tip and the cleaning surface. it can. This force is not limited to the outermost surface of the cleaning surface, but may be an electrostatic force acting between the lower portion and the probe when an insulating film is present on the surface.

【0015】上記凸部と設ける方法と静電気力を用いる
方法は複数の弾性体に支持された探針先端の付着物を除
去するときには所望の探針先端だけに力を印加すること
ができ、不必要な力を他の探針に加えなくてすむといっ
た利点がある。図6は複数の弾性体に支持された探針先
端を凸部にあてて力を加える方法を示している。図中6
01から604は探針であり、各探針は弾性体であるカ
ンチレバー605から608により支持されている。6
09はクリーニング専用の領域610に設けられた凸部
である。図は一群のカンチレバーと探針のうちカンチレ
バー606に支持された探針602先端の付着物を除去
するときの様子を示している。凸部609のXY方向の
大きさは隣接する2つの探針間の距離程度以下であり一
つの探針602だけが凸部609に接触し、探針先端に
力が加わっている。また、全ての探針を接触させて、凸
部に探針602を接触させ、カンチレバー606のみを
大きくたわませて探針602先端に他の探針先端より大
きな力を加えることも可能である。こうして複数のカン
チレバーに支持された探針のうち、特定の探針のみに付
着物を除去するための力を印加することができる。
The method of providing the protrusions and the method of using electrostatic force can apply a force only to a desired probe tip when removing the deposits on the tip of the probe supported by a plurality of elastic bodies. This has the advantage that the required force need not be applied to other probes. FIG. 6 shows a method of applying a force by applying a probe tip supported by a plurality of elastic bodies to a convex portion. 6 in the figure
01 to 604 are probes, and each probe is supported by an elastic cantilever 605 to 608. 6
Reference numeral 09 denotes a projection provided in the cleaning-dedicated area 610. The figure shows a state in which the attached matter at the tip of the probe 602 supported by the cantilever 606 is removed from the group of cantilevers and probes. The size of the protrusion 609 in the X and Y directions is about the distance between two adjacent probes, only one probe 602 contacts the protrusion 609, and a force is applied to the tip of the probe. In addition, it is also possible to bring all the probes into contact with each other, bring the probe 602 into contact with the convex portion, and flex the cantilever 606 only greatly to apply a greater force to the tip of the probe 602 than to the other tips. . In this manner, a force for removing adhering matter can be applied only to a specific one of the probes supported by the plurality of cantilevers.

【0016】また、静電力を用いる方法においては特定
の探針あるいはカンチレバーとクリーニング用表面との
間に電圧を印加することにより静電力を発生させれば、
特定の探針先端のみに付着物除去用の力を印加し、それ
以外の探針には不必要な力を加えなくてすむ。また、前
記専用のクリーニング領域の硬度が探針先端の材質に比
して低くすることにより付着物除去を行うときに探針が
欠けて劣化するという現象を抑制することが可能であ
る。
In the method using an electrostatic force, if an electrostatic force is generated by applying a voltage between a specific probe or cantilever and a cleaning surface,
A force for removing the attached matter is applied only to the tip of a specific probe, and unnecessary force is not applied to the other probes. Further, by making the hardness of the dedicated cleaning area lower than that of the material of the tip of the probe, it is possible to suppress a phenomenon that the probe is chipped and deteriorated when removing the attached matter.

【0017】[0017]

【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]本発明による実施例1として、AFMを基
本とした微細加工方法を説明する。図7は実施例1の微
細加工方法を実施するにあたって使用した微細加工装置
を説明する図である。本実施例に用いる微細加工装置
は、 加工媒体(記録媒体)701 探針702 カンチレバー703 レーザ704 2分割センサ705 たわみ量検出装置706 Z方向位置制御回路707 媒体ステージ708 媒体ステージ駆動機構709 XY方向位置制御回路710 マイクロコンピュータ711 電源712 から構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1 As Embodiment 1 according to the present invention, a fine processing method based on AFM will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a fine processing apparatus used in performing the fine processing method according to the first embodiment. The fine processing apparatus used in the present embodiment includes a processing medium (recording medium) 701 a probe 702 a cantilever 703 a laser 704 a two-part sensor 705 a deflection amount detection device 706 a Z-direction position control circuit 707 a medium stage 708 a medium stage drive mechanism 709 XY position. The control circuit 710 includes a microcomputer 711 and a power supply 712.

【0018】本実施例で用いた加工媒体(記録媒体)7
01を図8に示す。同図において、加工媒体(記録媒
体)701は、シリコン基板上801にエピタキシャル
成長した金(111)結晶802上にポリイミドLB膜
803を約3nmの膜厚で形成した構成を有する。探針
702は四角すいの形状をした窒化シリコン、またこれ
を支持するカンチレバー703も窒化シリコン製でこの
探針702及びカンチレバー703は通常のAFMで用
いられるものと同じである。探針702とカンチレバー
703の加工媒体(記録媒体)701の面にはタングス
テンがスパッタ法により付けられており、導電性が得ら
れている。このタングステンは探針702先端にも付い
ている。またカンチレバー703の加工媒体(記録媒
体)701と反対側の面はAuでコートして光の反射率
を高めてある。本実施例で用いたカンチレバーのバネ定
数は0.05N/mであった。レーザ704は半導体レ
ーザで波長は670nmのものを使用した。2分割セン
サ705はフォトダイオードを2つ組み込み照射された
レーザの位置を決めるものである。たわみ量検出装置7
06は2分割センサ705からの信号に基づきカンチレ
バー703のたわみ量を検出する。Z方向の位置検出は
レーザ704がカンチレバー703の試料と反対側を照
射し、レーザ光は2分割センサ705に導入される。2
分割センサ705は2つのダイオードに入射される光の
強度差からレーザ光の光路を検出するが、これはカンチ
レバー703のたわみ量に依存しており、この2分割セ
ンサ705の出力からたわみ量検出装置706がカンチ
レバー703のたわみ量を検出する。この方式は一般に
光てこ方式と呼ばれているものである。
Processing medium (recording medium) 7 used in this embodiment
01 is shown in FIG. In the figure, a processing medium (recording medium) 701 has a configuration in which a polyimide LB film 803 is formed with a thickness of about 3 nm on a gold (111) crystal 802 epitaxially grown on a silicon substrate 801. The probe 702 has a square cone shape silicon nitride, and the cantilever 703 supporting the same is also made of silicon nitride. The probe 702 and the cantilever 703 are the same as those used in a normal AFM. Tungsten is applied to the surface of the processing medium (recording medium) 701 of the probe 702 and the cantilever 703 by a sputtering method, so that conductivity is obtained. This tungsten is also attached to the tip of the probe 702. The surface of the cantilever 703 opposite to the processing medium (recording medium) 701 is coated with Au to increase the light reflectance. The spring constant of the cantilever used in this example was 0.05 N / m. The laser 704 used was a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm. The two-division sensor 705 incorporates two photodiodes and determines the position of the irradiated laser. Deflection detector 7
Reference numeral 06 detects the amount of deflection of the cantilever 703 based on a signal from the two-divided sensor 705. For position detection in the Z direction, the laser 704 irradiates the side of the cantilever 703 opposite to the sample, and the laser light is introduced into the two-divided sensor 705. 2
The split sensor 705 detects the optical path of the laser beam from the difference in the intensity of the light incident on the two diodes, which depends on the amount of deflection of the cantilever 703. 706 detects the amount of deflection of the cantilever 703. This method is generally called an optical lever method.

【0019】Z方向位置制御回路707はマイクロコン
ピュータ711からの制御信号とたわみ量検出装置70
6の信号から媒体ステージ駆動機構709の図示Z方向
の位置を制御する。媒体ステージ708は加工媒体(記
録媒体)701を保持固定するもので媒体ステージ駆動
機構709により図示XYZ方向に移動する。本実施例
ではこの駆動機構の粗動機構にステッピングモータをま
た微動機構にピエゾ素子を用いている。XY方向位置制
御回路710はマイクロコンピュータ711からの信号
に基づき媒体ステージ駆動機構709の図示XY方向の
位置を制御する。マイクロコンピュータ711は本実施
例のAFMの全般の動きをつかさどる。電源712は探
針702のタングステン薄膜と金結晶802の間に電圧
が印加できるようになっている。ポリイミドLB膜80
3は絶縁性で高抵抗であるが、探針702が表面に接触
した状態で電源712により5−10V程度の電圧を印
加すると、直径10nmのスポット状の領域で導電率が
上昇する。本実施例ではマイクロコンピュータ711が
書き込む情報に基づいて“1”の情報にあたる場所で電
源712により電圧印加が行われるように指令する。本
実施例では探針先端に付着物があると探針702先端と
金結晶802の間の距離が変化し、ボリイミドLB膜に
対して所定の電圧を印加することができず、導電率の上
昇を発生させることができず、正しい記録ビットの形成
ができない恐れがある。
The Z-direction position control circuit 707 includes a control signal from the microcomputer 711 and the deflection amount detecting device 70.
The position of the medium stage drive mechanism 709 in the illustrated Z direction is controlled from the signal of No. 6. The medium stage 708 holds and fixes a processing medium (recording medium) 701, and is moved in the XYZ directions in the figure by a medium stage driving mechanism 709. In this embodiment, a stepping motor is used for the coarse movement mechanism of the drive mechanism and a piezo element is used for the fine movement mechanism. The XY-direction position control circuit 710 controls the position of the medium stage drive mechanism 709 in the XY direction in the figure based on a signal from the microcomputer 711. The microcomputer 711 controls the overall operation of the AFM of this embodiment. The power supply 712 can apply a voltage between the tungsten thin film of the probe 702 and the gold crystal 802. Polyimide LB film 80
Numeral 3 is insulative and has a high resistance, but when a voltage of about 5 to 10 V is applied by the power supply 712 in a state where the probe 702 is in contact with the surface, the conductivity increases in a spot-like region having a diameter of 10 nm. In this embodiment, the microcomputer 711 instructs the power supply 712 to apply a voltage at a location corresponding to the information “1” based on the information to be written. In this embodiment, if there is any deposit on the tip of the probe, the distance between the tip of the probe 702 and the gold crystal 802 changes, and a predetermined voltage cannot be applied to the polyimide LB film, and the conductivity increases. May not be generated, and it may not be possible to form a correct recording bit.

【0020】本実施例での動作は以下の通りである。ま
ず、マイクロコンピュータ711がXY方向位置制御回
路710に制御信号を送り、探針702のXY方向の記
録を観察を行いたい位置まで移動する。次にマイクロコ
ンピュータ711がZ方向位置制御回路707に指示し
て探針702を加工媒体(記録媒体)701に接触させ
る。次にマイクロコンピュータ711がZ方向位置制御
回路707に指示し、たわみ量検出装置706からの信
号が一定になるようにZ方向のフィードバックをかけ、
この状態でマイクロコンピュータ711がXY方向位置
制御回路710に指令して探針702が加工媒体(記録
媒体)701表面を走査させる。すなわちカンチレバー
703のたわみ量が一定になるような状態、すなわち探
針702先端と加工媒体(記録媒体)701の間に働く
力が一定になる状態で探針702が加工媒体(記録媒
体)701表面上を走査させる。このときマイクロコン
ピュータはXY方向の位置とZ方向位置制御回路707
からの制御信号により試料表面の形状情報を得ることが
できる。これら一連の動作は従来のAFMの動作と同様
なものである。本実施例においてはたわみ量が約0.2
μmとなるように設定しており、バネ定数が0.05n
/mであるから観察中には約1×10-8Nの力が加わる
こととなる。この走査を行っている最中にマイクロコン
ピュータ711は記録すべき情報に従って電源712に
指令して記録媒体701に電圧を印加してポリイミドL
B膜803の導電率を上昇させる。本実施例で用いた記
録すべき情報は“1”、“0”の情報であり、“1”の
情報のところで8V程度のパルス電圧を印加することに
より記録ビット804を形成する。1つの記録ビットの
直径は約10nmである。“1”の情報が続くときの隣
り合うビットの間隔は約30nmである。
The operation of this embodiment is as follows. First, the microcomputer 711 sends a control signal to the XY direction position control circuit 710 to move the probe 702 to a position where observation in the XY direction is desired to be observed. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to bring the probe 702 into contact with the processing medium (recording medium) 701. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to perform feedback in the Z-direction so that the signal from the deflection amount detection device 706 becomes constant.
In this state, the microcomputer 711 instructs the XY direction position control circuit 710 to cause the probe 702 to scan the surface of the processing medium (recording medium) 701. That is, in a state where the amount of deflection of the cantilever 703 is constant, that is, in a state where the force acting between the tip of the probe 702 and the processing medium (recording medium) 701 is constant, the probe 702 is moved to the surface of the processing medium (recording medium) 701. Scan above. At this time, the microcomputer controls the position in the XY direction and the position control circuit 707 in the Z direction.
The shape information of the sample surface can be obtained by the control signal from the controller. These series of operations are similar to those of the conventional AFM. In this embodiment, the deflection amount is about 0.2.
μm, and the spring constant is 0.05 n
/ M, a force of about 1 × 10 −8 N is applied during observation. During this scanning, the microcomputer 711 instructs the power supply 712 according to the information to be recorded, applies a voltage to the recording medium 701,
The conductivity of the B film 803 is increased. The information to be recorded used in this embodiment is information of "1" and "0", and a recording bit 804 is formed by applying a pulse voltage of about 8 V at the information of "1". The diameter of one recording bit is about 10 nm. When information "1" continues, the interval between adjacent bits is about 30 nm.

【0021】本実施例では上記の手順で100μm×1
00μmの領域で記録を行い、次に場所を変えて同様な
手順で記録を3回繰り返した。その後、以下に示す手順
で探針先端についた付着物の除去を行った。まずマイク
ロコンピュータ711の指令により探針702を加工媒
体(記録媒体)701表面から離した状態で記録を行わ
ない場所へ移動する。次にマイクロコンピュータ711
はZ方向位置制御回路707に指令して探針702と観
察試料701表面を接触させ、たわみ量が2μmになる
ようにZ方向位置を調節する。この状態では探針702
先端には約5×10-8Nの力が加わることになる。この
動作の後に探針702を加工媒体(記録媒体)701表
面表面から離す。この動作により探針先端の汚れが除去
され、次にAFM観察を行ったときに探針先端の付着物
が除去され正確な像を得られる。また、単に上記動作だ
けでは付着物が除去されない場合があったが、その場
合、探針702先端を加工媒体(記録媒体)701表面
に接触させ1×10-7Nの力を印加したのち、XY方向
に走査することにより付着物を除去することができた。
In the present embodiment, 100 μm × 1
Recording was performed in an area of 00 μm, and then recording was repeated three times in the same procedure at different locations. Thereafter, the attached matter on the tip of the probe was removed by the following procedure. First, in accordance with a command from the microcomputer 711, the probe 702 is moved away from the surface of the processing medium (recording medium) 701 to a place where recording is not performed. Next, the microcomputer 711
Commands the Z-direction position control circuit 707 to bring the probe 702 into contact with the surface of the observation sample 701 and adjust the Z-direction position so that the amount of deflection becomes 2 μm. In this state, the probe 702
A force of about 5 × 10 −8 N is applied to the tip. After this operation, the probe 702 is separated from the surface of the processing medium (recording medium) 701. This operation removes dirt from the tip of the probe, and removes deposits on the tip of the probe when the next AFM observation is performed, so that an accurate image can be obtained. In some cases, extraneous matter was not removed simply by the above operation. In this case, the tip of the probe 702 was brought into contact with the surface of the processing medium (recording medium) 701 and a force of 1 × 10 −7 N was applied. Deposits could be removed by scanning in the X and Y directions.

【0022】[実施例2]図9は本発明による実施例2
であり、実施例1で用いた図7に示す微細加工装置に探
針付着物を除去する専用の領域であるクリーニング用基
板901を設けてある。クリーニング用基板901は銅
基板であり、探針702先端の付着物を除去するために
用いる。本実施例において加工媒体(記録媒体)701
への微細加工を用いた情報の記録は実施例1と同様な方
法で行う。探針先端の付着物を除去する場合は加工媒体
(記録媒体)701表面ではなくクリーニング用基板9
01表面で行う。探針先端の付着物を除去する動作は、
クリーニング用基板901表面上で行う点を除いては実
施例1と同じである。本実施例においては除去された付
着物が記録媒体上に残ることがないため、除去された付
着物が再び探針に付着したり、除去された付着物が新た
に行おうとする記録に影響を与えることがない。さらに
本実施例では探針702先端はタングステンであり、ク
リーニング用基板901は銅であるから探針の方が硬度
が固く、クリーニングにより探針702が欠けて変形す
ることがないという効果がある。
[Embodiment 2] FIG. 9 shows Embodiment 2 according to the present invention.
The cleaning substrate 901 which is a dedicated area for removing the probe attached matter is provided in the microfabrication apparatus shown in FIG. 7 used in the first embodiment. The cleaning substrate 901 is a copper substrate, and is used for removing the attached matter at the tip of the probe 702. In this embodiment, a processing medium (recording medium) 701
Recording of information using fine processing is performed in the same manner as in the first embodiment. When removing the deposits at the tip of the probe, the cleaning substrate 9 is used instead of the surface of the processing medium (recording medium) 701.
01 surface. The operation to remove the deposits on the tip of the probe
This is the same as Example 1 except that the cleaning is performed on the surface of the cleaning substrate 901. In the present embodiment, since the removed deposit does not remain on the recording medium, the removed deposit may adhere to the probe again, or the removed deposit may affect the recording to be newly performed. I will not give. Further, in this embodiment, the tip of the probe 702 is made of tungsten, and the cleaning substrate 901 is made of copper. Therefore, the probe has a higher hardness, and has an effect that the probe 702 is not chipped and deformed by cleaning.

【0023】[実施例3]つぎに図10に示した微細加
工装置を用いた実施例3を示す。図12に示した微細加
工装置は複数のカンチレバー及び探針による微細加工装
置である。本実施例において使用したAFMは実施例1
で用いたAFMから探針702、カンチレバー703の
代わりに、 プローブ群1001 を備え、また レーザ704 2分割センサ705 たわみ量検出装置706 の代わりに 電圧印加装置1002 を備え、さらに 探針クリーニング機構1003 を備えている。
Third Embodiment Next, a third embodiment using the fine processing apparatus shown in FIG. 10 will be described. The micromachining device shown in FIG. 12 is a micromachining device using a plurality of cantilevers and probes. The AFM used in this embodiment is the same as that in the first embodiment.
A probe group 1001 is provided in place of the probe 702 and the cantilever 703 from the AFM used in the above. A laser 704 is provided with a voltage application device 1002 in place of the deflection sensor 705 in addition to the probe cleaning mechanism 1003. Have.

【0024】プローブ群1001は図11に示すように
複数のプローブ1100から構成されプローブ1100
は探針1101とカンチレバー1102から構成されれ
ている。各プローブは200μmの間隔で並んでいる。
カンチレバー1102および探針1101はシリコン製
であり、探針1101にはタングステンがコートしてあ
る。本実施例ではこのプローブ1100が複数個あり、
同時にこのプローブの数の場所で微細加工を用いた記録
動作を行うことができ、より高速にまた広範囲で微細加
工に基づく記録を行うことができる。一本のカンチレバ
ーのバネ定数は0.1N/mである。また探針クリーニ
ング機構1003はシリコン製であり、平坦なシリコン
基板上にXY方向の大きさが約50μm×50μm、Z
方向の大きさすなわち高さが1μmの突起が設けてあ
る。このクリーニング機構1003の表面全体はプラチ
ナ薄膜がコートしてある。
The probe group 1001 is composed of a plurality of probes 1100 as shown in FIG.
Is composed of a probe 1101 and a cantilever 1102. Each probe is arranged at intervals of 200 μm.
The cantilever 1102 and the probe 1101 are made of silicon, and the probe 1101 is coated with tungsten. In this embodiment, there are a plurality of probes 1100,
At the same time, the recording operation using the fine processing can be performed at the same number of places as the number of the probes, and the recording based on the fine processing can be performed at higher speed and in a wider range. The spring constant of one cantilever is 0.1 N / m. The probe cleaning mechanism 1003 is made of silicon, and has a size of about 50 μm × 50 μm in the X and Y directions on a flat silicon substrate.
A projection having a size in the direction, that is, a height of 1 μm is provided. The entire surface of the cleaning mechanism 1003 is coated with a platinum thin film.

【0025】電圧印加装置1002は各プローブの探針
に電気的に接続されており、各プローブ毎に独立に電圧
を印加することができる。実施例1と同様に各探針と加
工媒体(記録媒体)701が接触した状態で電圧を印加
することにより記録ビットを形成することができる。本
実施例における微細加工を利用した情報の記録はまずマ
イクロコンピュータ711の指令により、プローブ群1
001を加工を行いたいXY方向の位置に移動させる。
次にプローブ群1001を加工媒体(記録媒体)701
に接近させ、全てのプローブ群1001の探針を加工媒
体(記録媒体)701に接触させる。この状態で媒体ス
テージ708を図示XY方向に走査させる。プローブ群
1001先端の探針は加工媒体(記録媒体)701表面
をなぞるように走査する。この走査を行っている最中に
マイクロコンピュータ711は記録すべき情報に従って
電源712に指令して加工媒体(記録媒体)701に8
Vの電圧を印加してポリイミドLB膜803の導電率を
上昇させる。各プローブにおける記録ビットの形成方法
は実施例1と同様である。ただし、本実施例では、同時
に複数本のプローブにおいて加工をすることができる。
The voltage application device 1002 is electrically connected to the probe of each probe, and can independently apply a voltage to each probe. As in the first embodiment, a recording bit can be formed by applying a voltage in a state where each probe and the processing medium (recording medium) 701 are in contact with each other. In the present embodiment, information recording using micromachining is performed by first issuing a command from the microcomputer 711 to the probe group 1.
001 is moved to the position in the XY direction where processing is desired.
Next, the probe group 1001 is moved to a processing medium (recording medium) 701.
, And the probes of all the probe groups 1001 are brought into contact with the processing medium (recording medium) 701. In this state, the medium stage 708 is scanned in the illustrated XY directions. The probe at the tip of the probe group 1001 scans so as to trace the surface of the processing medium (recording medium) 701. During this scanning, the microcomputer 711 instructs the power supply 712 in accordance with the information to be recorded, and sends it to the processing medium (recording medium) 701.
A voltage of V is applied to increase the conductivity of the polyimide LB film 803. The method of forming the recording bit in each probe is the same as in the first embodiment. However, in this embodiment, processing can be performed on a plurality of probes at the same time.

【0026】本微細加工装置における探針先端の付着物
除去を行う方法を図12を用いて説明する。図12はプ
ローブ群1100のうち一本のプローブの探針先端の付
着物を除去する様子を示している。図12において、1
201は探針クリーニング機構1003のクリーニング
領域に形成された凸部であり、凸部以外の場所は120
2で示してある。また先端の付着物を除去したいプロー
ブ及びその探針を1203および1204、それ以外の
プローブ及びその探針を1205及び1206で示して
ある。探針1203先端をクリーニング機構1003の
凸部1201の位置にあわせプローブ群1100を探針
クリーニング機構1003に接近させる。この接近動作
により探針1204先端が凸部1201に接触する。こ
の状態ではクリーニング機構1003には他の探針は接
触していない。このとき探針1204の先端のみに力が
加わり、付着物が除去される。また、プローブ群110
0全てを凸部1201以外の場所、すなわち図示120
2に接触させ、次に探針1204のみが凸部1201を
通過するようにプローブ群1100全体を図12中XY
方向に移動することにより探針1204のみに力が加え
て付着物を除去する方法でもよい。
A method for removing the deposits on the tip of the probe in the present fine processing apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a state in which the attached matter at the tip of one of the probes in the probe group 1100 is removed. In FIG. 12, 1
Reference numeral 201 denotes a convex portion formed in the cleaning area of the probe cleaning mechanism 1003, and a portion other than the convex portion is 120.
It is indicated by 2. Also, the probes and their probes whose attachments are to be removed are denoted by 1203 and 1204, and other probes and their probes are denoted by 1205 and 1206. The tip of the probe 1203 is aligned with the position of the projection 1201 of the cleaning mechanism 1003, and the probe group 1100 is moved closer to the probe cleaning mechanism 1003. By this approaching operation, the tip of the probe 1204 comes into contact with the projection 1201. In this state, no other probe is in contact with the cleaning mechanism 1003. At this time, a force is applied only to the tip of the probe 1204, and the attached matter is removed. Also, the probe group 110
0 is a part other than the convex part 1201, that is, 120
2 and then move the entire probe group 1100 to XY in FIG. 12 so that only the probe 1204 passes through the projection 1201.
By moving in the direction, a force may be applied only to the probe 1204 to remove the attached matter.

【0027】[実施例4]次に図13に、AFMを用い
た実施例4を示す。本実施例で用いたAFMは図12に
示した微細加工装置と同様であるが、クリーニング機構
1003の代わりにクリーニング機構1301を用いて
いる。1301はクリーニング機構であり、シリコン基
板に膜厚100nmのポリイミド膜がスピンコートして
ある。ここに探針先端を接触させて力を加えることによ
り探針先端の付着物を除去するものである。プローブ群
1001の各探針とシリコン基板の間に電圧印加装置1
002により電圧を印加することができる。本実施例で
は実施例3に示した方法と同様な手続きにより、加工媒
体(記録媒体)701に微細加工を施すごとに情報を記
録する。本微細加工装置における探針先端の付着物除去
を行う方法を説明する。まず、プローブ群1001をク
リーニング機構1301に接触させる。つぎに先端の付
着物を除去したい探針とSi基板801との間に電圧を
印加する。この電圧印加により付着物を除去したい探針
とSi基板801の間に力が加わり、付着物が除去され
る。本実施例では30Vの電圧を印加した。またこの電
圧印加を行った状態でプローブ群1001を図示XY方
向に走査することにより、より効果的に付着物を除去す
ることができた。
Fourth Embodiment FIG. 13 shows a fourth embodiment using the AFM. The AFM used in this embodiment is the same as the microfabrication apparatus shown in FIG. 12, but uses a cleaning mechanism 1301 instead of the cleaning mechanism 1003. Reference numeral 1301 denotes a cleaning mechanism in which a 100-nm-thick polyimide film is spin-coated on a silicon substrate. Here, the tip of the probe is brought into contact with the tip to apply a force to remove the deposits on the tip of the probe. Voltage applying device 1 between each probe of probe group 1001 and silicon substrate
002 allows a voltage to be applied. In the present embodiment, information is recorded every time fine processing is performed on a processing medium (recording medium) 701 by a procedure similar to the method described in the third embodiment. A method for removing deposits on the tip of the probe in the present fine processing apparatus will be described. First, the probe group 1001 is brought into contact with the cleaning mechanism 1301. Next, a voltage is applied between the probe from which the attached matter at the tip is to be removed and the Si substrate 801. By this voltage application, a force is applied between the probe from which the deposit is to be removed and the Si substrate 801, and the deposit is removed. In this embodiment, a voltage of 30 V was applied. Further, by scanning the probe group 1001 in the XY directions in the drawing in a state where the voltage was applied, it was possible to more effectively remove the deposits.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、探針先端の付着物を除去するように構成することに
よって、探針による媒体への物理作用の印加を正しく行
うことが可能となり、より正確な微細加工あるいはより
正確な情報記録を、行うことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to properly apply the physical action to the medium by the probe by configuring the probe to remove the deposit on the tip of the probe. Thus, more accurate fine processing or more accurate information recording can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】付着物の除去を説明する図。BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating removal of a deposit.

【図2】弾性体で支持された探針先端の付着物の除去を
説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining removal of deposits at the tip of a probe supported by an elastic body.

【図3】探針先端の付着物の除去後の例を示す図。FIG. 3 is a view showing an example after removal of an attached matter at the tip of a probe.

【図4】探針先端の付着物の除去後の例を示す図。FIG. 4 is a view showing an example after removal of an attached matter at a probe tip.

【図5】凸部を利用して探針先端の付着物を除去する構
成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration for removing an attached matter at the tip of a probe using a convex portion.

【図6】複数の弾性体に支持された探針先端の付着物を
除去する構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration for removing deposits on the tip of a probe supported by a plurality of elastic bodies.

【図7】実施例1で用いた微細加工装置を示す図。FIG. 7 is a view showing a fine processing apparatus used in the first embodiment.

【図8】記録媒体の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a recording medium.

【図9】実施例2で用いたAFMの構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an AFM used in the second embodiment.

【図10】実施例3で用いたAFMの構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an AFM used in a third embodiment.

【図11】プローブ群の構成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a probe group.

【図12】実施例3における探針先端の付着物を除去す
る構成を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration for removing an attached matter at the tip of a probe according to a third embodiment.

【図13】実施例4における探針先端の付着物を除去す
る構成を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration for removing an attached matter at the tip of a probe according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:探針 102:付着物 103:クリーニング用表面 201:カンチレバー 501:凸部 601〜604:探針 605〜608:カンチレバー 609:凸部 701:加工媒体(記録媒体) 702:探針 703:カンチレバー 704:レーザ 705:2分割センサ 706:たわみ量検出装置 707:Z方向位置制御回路 708:媒体ステージ 709:媒体ステージ駆動機構 710:XY方向位置制御回路 711:マイクロコンピュータ 712:電源 801:シリコン基板 802:金(111)結晶 803:ポリイミドLB膜 804:記録ビット 901:クリーニング用基板 1001:プローブ群 1002:電圧印加装置 1003:探針クリーニング機構 1100:プローブ群 1101:探針 1102:カンチレバー 1201:凸部 1202:凸部以外の場所 1203,1204:先端の付着物を除去したいプロー
ブ及びその探針 1205,1206:それ以外のプローブ及び探針 1301:探針クリーニング機構
101: probe 102: attached matter 103: cleaning surface 201: cantilever 501: convex portion 601-604: probe 605-608: cantilever 609: convex portion 701: processing medium (recording medium) 702: probe 703: cantilever 704: Laser 705: 2-split sensor 706: Deflection amount detection device 707: Z direction position control circuit 708: Medium stage 709: Medium stage drive mechanism 710: XY direction position control circuit 711: Microcomputer 712: Power supply 801: Silicon substrate 802 : Gold (111) crystal 803: Polyimide LB film 804: Recording bit 901: Cleaning substrate 1001: Probe group 1002: Voltage applying device 1003: Probe cleaning mechanism 1100: Probe group 1101: Probe 1102: Cantilever 1 201: convex portion 1202: place other than convex portion 1203, 1204: probe and its probe to remove attached matter at the tip 1205, 1206: other probe and probe 1301: probe cleaning mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA51 DD08 DD13 GG01 GG06 GG07 GG15 GG39 GG52 GG56 GG58 GG65 HH04 JJ04 LL03 MM11 MM17 MM23 MM34 PP02 QQ05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F069 AA51 DD08 DD13 GG01 GG06 GG07 GG15 GG39 GG52 GG56 GG58 GG65 HH04 JJ04 LL03 MM11 MM17 MM23 MM34 PP02 QQ05

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 探針と該探針を支持する弾性体とから構
成されるプローブを媒体に対して走査し、該媒体に微細
加工を施す微細加工方法であって、 前記プローブと媒体との相対的位置を制御するステップ
と、 前記探針によって前記媒体に対し物理作用を印加し、該
媒体の表面状態を変化させるステップと、 前記探針の先端を、該探針先端に付着した付着物を除去
するためのクリーニング用表面に接触させ、該探針先端
と該クリーニング用表面との間に力を印加して前記探針
先端の付着物を除去するステップと、 を少なくとも含むことを特徴とする微細加工方法。
1. A micro-processing method for scanning a medium with a probe composed of a probe and an elastic body supporting the probe, and performing fine processing on the medium, comprising: Controlling a relative position; applying a physical action to the medium by the probe to change a surface state of the medium; and attaching the tip of the probe to the tip of the probe. Contacting with a cleaning surface for removing, and applying a force between the probe tip and the cleaning surface to remove deposits on the probe tip. Fine processing method.
【請求項2】前記物理作用の印加は、あらかじめ用意さ
れた情報に基づいて決定される印加パターンによること
を特徴とする請求項1に記載の微細加工方法。
2. The fine processing method according to claim 1, wherein the application of the physical action is based on an application pattern determined based on information prepared in advance.
【請求項3】前記探針先端の付着物を除去するステップ
において、前記探針先端と前記クリーニング用表面を、
前記クリーニング用表面と平行な方向に動かすステップ
を同時に行う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。
3. The step of removing adhering matter at the tip of the probe, wherein the tip of the probe and the cleaning surface are
3. The step of moving in a direction parallel to the cleaning surface is performed simultaneously.
3. The microfabrication method according to 1.
【請求項4】前記探針先端の付着物を除去するステップ
において、前記探針先端と前記クリーニング用表面との
間に印加される力の大きさが、 前記媒体の表面状態を変化させるステップにおいて、前
記探針と前記媒体とを接触した状態で前記物理作用を印
加した場合に該探針・媒体間に働く力よりも大きいこと
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の微細
加工方法。
4. The method according to claim 1, wherein the magnitude of a force applied between the probe tip and the cleaning surface changes the surface state of the medium. The force applied between the probe and the medium when the physical action is applied in a state where the probe and the medium are in contact with each other, is larger than the force acting between the probe and the medium. Fine processing method.
【請求項5】前記クリーニング用表面が、前記探針先端
の付着物を除去するための専用のクリーニング領域であ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
の微細加工方法。
5. The fine processing method according to claim 1, wherein the cleaning surface is a dedicated cleaning area for removing the deposits on the tip of the probe. .
【請求項6】前記専用のクリーニング領域が、前記探針
先端と接触する凸部を有し、該凸部との接触によって該
探針先端に力を加え、該探針先端の付着物を除去するこ
とを特徴とする請求項5に記載の微細加工方法。
6. The dedicated cleaning area has a convex portion that comes into contact with the tip of the probe, and a force is applied to the tip of the probe by contact with the convex portion to remove the deposit on the tip of the probe. The microfabrication method according to claim 5, wherein:
【請求項7】前記専用のクリーニング領域が、前記探針
先端の材質に比して低い硬度の材質で形成されているこ
とを特徴とする請求請5または請求請6に記載の微細加
工方法。
7. The micromachining method according to claim 5, wherein the dedicated cleaning area is formed of a material having a lower hardness than a material of the tip of the probe.
【請求項8】前記探針先端と前記クリーニング用表面と
の間に印加する力が、前記クリーニング用表面と前記探
針との間に働く静電気力または前記媒体と前記探針を支
持する弾性体との間に働く静電気力であることを特徴と
する請求項1〜7のいずれか1項に記載の微細加工方
法。
8. A force applied between the tip of the probe and the cleaning surface may be an electrostatic force acting between the cleaning surface and the probe or an elastic body supporting the medium and the probe. The fine processing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the force is an electrostatic force that acts between the micromachining method and the microfabrication method.
【請求項9】前記プローブが、少なくとも2つ以上備え
られていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
項に記載の微細加工方法。
9. The method according to claim 1, wherein at least two or more probes are provided.
The microfabrication method according to the paragraph.
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