JP2002283300A - Fine processing method and fine processing device - Google Patents

Fine processing method and fine processing device

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JP2002283300A
JP2002283300A JP2001083888A JP2001083888A JP2002283300A JP 2002283300 A JP2002283300 A JP 2002283300A JP 2001083888 A JP2001083888 A JP 2001083888A JP 2001083888 A JP2001083888 A JP 2001083888A JP 2002283300 A JP2002283300 A JP 2002283300A
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JP
Japan
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probe
workpiece
processing
vibration
distance
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JP2001083888A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Okamoto
康平 岡本
Kyoji Yano
亨治 矢野
Akira Kuroda
亮 黒田
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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 a fine processing method and a fine processing device capable of further highly accurately performing stable processing without lowering processing accuracy when performing fine processing by relatively scanning a workpiece by a probe. SOLUTION: This fine processing method or the device has the conductive probe at least on the tip supported by an elastic body, and applies the fine processing to the workpiece by relatively scanning the workpiece by the probe. When processing the workpiece by impressing voltage between the probe and the workpiece in a noncontact state of the probe and the workpiece, a distance between the probe and the workpiece is corrected in the noncontact state of the probe and the workpiece simultaneously with a start of the processing or before the processing.

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、微細加工方法及び
微細加工装置に関し、特に走査型プローブ顕微鏡を利用
した、ナノメートル、原子オーダーのサイズの構造また
は構造を有する素子などの作製のための微細加工方法及
び微細加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microfabrication method and a microfabrication apparatus, and more particularly, to a microfabrication method for manufacturing a structure or a device having a size on the order of nanometers and atoms using a scanning probe microscope. The present invention relates to a processing method and a fine processing device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】情報の大容量化、伝送、処理の高速化な
どに伴い、電子機器における電気回路、素子などのより
一層の高集積技術や高密度記録技術が必要となってきて
おり、それらを実現するために光リソグラフィー、電子
線リソグラフィーなどを用いた微細加工、カーボンナノ
チューブのような自己組織的微細構造の構築など、様様
な微細加工技術の研究が行われている。そのような情勢
の中で、ナノメートルオーダーから原子分解能を有する
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や走査型トンネル顕微鏡（Ｓ
ＴＭ）といった走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を応用
した微細加工の研究が最近顕著に行われている。2. Description of the Related Art With the increase in the capacity, transmission, and processing speed of information, higher integration technology and higher density recording technology for electric circuits and elements in electronic equipment have become necessary. In order to realize this, various microfabrication techniques have been studied, such as microfabrication using optical lithography, electron beam lithography, etc., and construction of self-organized microstructures such as carbon nanotubes. Under such circumstances, an atomic force microscope (AFM) and a scanning tunneling microscope (S
Recently, research on fine processing using a scanning probe microscope (SPM) such as TM) has been remarkably performed.

【０００３】例えば、特開平９−１７２２１３号公報で
は、走査型トンネル顕微鏡を用いて導電性の領域を局所
的に変成させることにより作製された微細構造を有する
電子デバイスが提案されている。また、特開平６−０９
６７１４号公報では、走査型プローブ顕微鏡のプローブ
表面を導電性とし、プローブ先端と試料表面の間に電圧
を印加することにより試料表面を加工する表面微細加工
装置が提案されている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-172213 proposes an electronic device having a fine structure manufactured by locally transforming a conductive region using a scanning tunneling microscope. Also, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-09
No. 6,714, proposes a surface micromachining apparatus for processing a sample surface by making a probe surface of a scanning probe microscope conductive and applying a voltage between the probe tip and the sample surface.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の走査
型プローブ顕微鏡の操作には、プローブ先端の探針と試
料表面を接触させた状態で、試料表面をプローブ先端の
探針により走査させるという工程が含まれており、この
工程により探針先端の劣化、また探針先端への異物の付
着などが引き起こされ、ナノメートルオーダー、原子レ
ベルの加工精度を大きく低下させてしまうという問題が
存在する。また、探針と試料表面を接触させた状態で、
試料表面上に設けられたマーカーを検出するマーカー検
出工程において、探針の劣化のみならず、試料表面の構
造の破壊や試料表面上に設けられたマーカーの劣化、破
壊を引き起こしてしまう問題が存在する。このマーカー
の劣化や破壊という問題はさらには加工のための位置決
めの精度の低下をももたらしてしまう。The operation of the conventional scanning probe microscope involves a process of scanning the sample surface with the probe at the tip of the probe while keeping the probe at the tip of the probe in contact with the sample surface. This process causes deterioration of the tip of the probe, attachment of foreign matter to the tip of the probe, and the like, and there is a problem that the processing accuracy on the order of nanometers and atoms is greatly reduced. Also, with the probe and sample surface in contact,
In the marker detection process for detecting the marker provided on the sample surface, there is a problem that not only the deterioration of the probe, but also the destruction of the structure of the sample surface and the deterioration and destruction of the marker provided on the sample surface I do. The problem of deterioration and destruction of the marker also causes a decrease in positioning accuracy for processing.

【０００５】さらに、加工開始時において電圧を印加す
る際に、探針と被加工物がその間に生じる静電引力によ
り接触してしまうことや、その衝撃で探針先端や被加工
物表面を劣化させてしまうことがある。このような場合
には、探針や被加工物を取り替えることや、加工をはじ
めの段階からやり直すなどの手間が生じる。例えば、探
針と試料表面の間に電圧を印加することにより加工を施
す微細加工方法においては、加工前、あるいは加工中に
前述の問題である探針先端の形状の乱れや、探針先端へ
の異物の付着などが起こってしまうため、加工中に探針
と試料の間に流れる電流の値が大きく乱れてしまうこと
などにより、作製する構造の形状が乱れたり、同じ構造
を再現性よく作製することが困難であるなどの問題が存
在する。Further, when a voltage is applied at the start of processing, the probe and the workpiece come into contact with each other due to an electrostatic attractive force generated between them, and the impact degrades the tip of the probe and the surface of the workpiece. It can be done. In such a case, it takes time to replace the probe or the workpiece, or to restart the processing from the initial stage. For example, in a micromachining method in which machining is performed by applying a voltage between the probe and the sample surface, before or during machining, the shape of the tip of the probe, which is the problem described above, is disturbed. Foreign matter may adhere to the probe, and the value of the current flowing between the probe and the sample during processing may be significantly disturbed.The shape of the structure to be manufactured may be disturbed, or the same structure may be manufactured with good reproducibility. There is a problem that it is difficult to do so.

【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決し、探
針を被加工物に対して相対走査して微細加工をするに際
し、加工精度の低下を引き起こすことがなく、より高精
度で安定な加工を行うことが可能な微細加工方法及び微
細加工装置を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and when performing fine processing by scanning a probe relative to a workpiece, a reduction in processing precision is not caused, and a more accurate and stable processing is achieved. It is an object of the present invention to provide a fine processing method and a fine processing apparatus capable of performing processing.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、つぎの（１）〜（１９）のように構成し
た微細加工方法及び微細加工装置を提供するものであ
る。 （１）弾性体に支持された少なくとも先端が導電性の探
針を備え、該探針を被加工物に対して相対走査して、該
被加工物に微細加工を施す微細加工方法において、前記
探針と前記被加工物が非接触な状態で、該探針と該被加
工物の間に電圧を印加することにより前記被加工物を加
工する加工工程と、前記加工工程における加工開始と同
時または加工前に、前記探針と前記被加工物が非接触な
状態で、該探針と該被加工物との間の距離を補正する補
正工程と、を有することを特徴とする微細加工方法。 （２）前記加工工程の前工程として、前記探針を前記被
加工物表面に対向させる工程と、前記探針の被加工物表
面に垂直な方向への移動量を検出する工程と、前記探針
と前記被加工物が非接触な状態で、前記被加工物に対し
て相対的に前記探針を前記被加工物表面に平行に走査さ
せることにより、被加工物表面にあらかじめ設けられた
マーカーを検出するマーカー検出工程と、前記マーカー
に基づき前記被加工物表面上の加工領域及び加工開始点
を決定する工程と、前記探針と前記被加工物が非接触な
状態で、前記被加工物表面上の前記加工開始点上方に前
記探針を位置させる工程と、を有することを特徴とする
上記（１）に記載の微細加工方法。 （３）前記マーカー検出工程における前記マーカーが、
前記被加工物表面上にあらかじめ設けられた凹凸構造状
のものであることを特徴とする上記（２）に記載の微細
加工方法。 （４）前記加工工程において、前記探針と前記被加工物
表面が非接触な状態で、前記被加工物表面に対して前記
探針を前記加工開始点または前記加工領域に含まれる点
の上方に位置させ、前記被加工物表面に平行な方向に静
止させたまま前記探針と前記被加工物の間に加工に必要
とされる所定の電圧を所定の時間印加することを特徴と
する上記（２）または上記（３）に記載の微細加工方
法。 （５）前記加工工程において、前記探針と前記被加工物
表面が非接触な状態で、前記被加工物表面に対して相対
的に前記探針を前記被加工物表面に平行に加工に必要と
される所定の方向に所定の距離走査しながら、前記探針
と前記被加工物の間に加工に必要とされる電圧を所定の
時間印加することを特徴とする上記（２）または上記
（３）に記載の微細加工方法。 （６）前記補正工程において、前記探針と前記被加工物
との間の距離を規定量変化させることを特徴とする上記
（１）〜（５）のいずれかに記載の微細加工方法。 （７）前記補正工程が、前記探針と前記被加工物の間に
電圧を印加することによる前記探針と前記被加工物表面
の間の距離の変化を補正する工程であることを特徴とす
る上記（１）〜（６）のいずれかに記載の微細加工方
法。 （８）前記補正工程が、前記探針を前記被加工物表面に
垂直方向に所定の振動条件で振動させる加振工程と、前
記探針の振動状態を検出する工程と、前記振動状態が一
定になるように、前記探針の振動の中心位置と前記被加
工物表面の間の距離を制御する工程と、によることを特
徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の微細加
工方法。 （９）前記振動状態が、前記探針の振動振幅であること
を特徴とする上記（８）に記載の微細加工方法。 （１０）前記振動状態が、前記探針の振動周波数である
ことを特徴とする上記（８）に記載の微細加工方法。 （１１）前記振動状態が、前記探針の振動の位相である
ことを特徴とする上記（８）に記載の微細加工方法。 （１２）被加工物表面に対向するように配置され、弾性
体に支持された少なくとも先端が導電性の探針と、前記
探針を前記被加工物表面と平行な方向に前記被加工物表
面に対して相対的に移動させるための第一の制御装置
と、前記被加工物表面と前記探針との間の距離を制御す
るための第二の制御装置と、前記探針の被加工物表面に
垂直な方向への移動量を検出する検出手段と、前記被加
工物表面に設けられたマーカーを検出するマーカー検出
装置と、前記探針先端の導電性部分と前記被加工物の間
に電圧を印加するための電圧印加装置と、前記探針と前
記被加工物が非接触な状態で、前記探針と前記被加工物
との間の距離を補正する補正手段と、を有することを特
徴とする微細加工装置。 （１３）前記マーカー検出装置が、前記被加工物表面上
にあらかじめ設けられた凹凸構造状のマーカーを検出す
る手段であることを特徴とする上記（１２）に記載の微
細加工装置。 （１４）前記補正手段が、前記探針と前記被加工物との
間の距離を規定量変化させる手段であることを特徴とす
る上記（１２）または上記（１３）に記載の微細加工装
置。 （１５）前記補正手段が、前記探針と前記被加工物の間
に電圧を印加することによる前記探針と前記被加工物表
面の間の距離の変化を補正する手段であることを特徴と
する上記（１２）〜（１４）のいずれかに記載の微細加
工装置。 （１６）前記補正手段が、前記探針を前記被加工物表面
に垂直方向に所定の振動条件で振動させる加振手段と、
前記探針の振動状態を検出する手段と、前記振動状態が
一定になるように、前記探針の振動の中心位置と前記被
加工物表面の間の距離を制御する手段と、によって構成
されていることを特徴とする上記（１２）〜（１５）の
いずれかに記載の微細加工装置。 （１７）前記制御する手段が、前記振動状態として前記
探針の振動振幅が一定になるように制御する手段である
ことを特徴とする上記（１６）に記載の微細加工装置。 （１８）前記制御する手段が、前記振動状態として前記
探針の振動周波数が一定になるように制御する手段であ
ることを特徴とする上記（１６）に記載の微細加工装
置。 （１９）前記制御する手段が、前記振動状態として前記
探針の振動の位相が一定になるように制御する手段であ
ることを特徴とする上記（１６）に記載の微細加工装
置。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, in order to solve the above-mentioned problems, provides a fine processing method and a fine processing apparatus configured as described in the following (1) to (19). (1) A micromachining method for performing micromachining on the workpiece by scanning the workpiece relative to the workpiece by at least a tip supported by an elastic body and having a conductive tip, A processing step of processing the workpiece by applying a voltage between the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other; Or a correction step of correcting a distance between the probe and the workpiece before the processing in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other. . (2) as a step before the processing step, a step of causing the probe to face the surface of the workpiece, a step of detecting an amount of movement of the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece, In a state where the needle and the workpiece are not in contact with each other, by scanning the probe parallel to the surface of the workpiece relative to the workpiece, a marker provided in advance on the surface of the workpiece. A step of detecting a processing area and a processing start point on the surface of the workpiece based on the marker, and a step in which the probe and the workpiece are in non-contact with each other. A step of positioning the probe above the processing start point on a surface. (3) The marker in the marker detecting step,
The micro-processing method according to the above (2), wherein the micro-processing method has an uneven structure provided in advance on the surface of the workpiece. (4) In the processing step, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, the probe is moved above a point included in the processing start point or the processing area with respect to the surface of the workpiece. And applying a predetermined voltage required for processing for a predetermined time between the probe and the workpiece while keeping the workpiece stationary in a direction parallel to the surface of the workpiece. (2) The microfabrication method according to (3). (5) In the processing step, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, it is necessary to process the probe relatively to the surface of the workpiece in parallel with the surface of the workpiece. (2) or (2), wherein a voltage required for processing is applied between the probe and the workpiece for a predetermined time while scanning in a predetermined direction for a predetermined distance. The microfabrication method according to 3). (6) The fine processing method according to any one of (1) to (5), wherein in the correction step, a distance between the probe and the workpiece is changed by a predetermined amount. (7) The correcting step is a step of correcting a change in a distance between the probe and the surface of the workpiece caused by applying a voltage between the probe and the workpiece. The microfabrication method according to any one of the above (1) to (6). (8) The correcting step includes: a vibration step of vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece under a predetermined vibration condition; a step of detecting a vibration state of the probe; Controlling the distance between the center position of the vibration of the probe and the surface of the workpiece so as to obtain the fine pattern according to any one of the above (1) to (7). Processing method. (9) The micromachining method according to (8), wherein the vibration state is a vibration amplitude of the probe. (10) The micromachining method according to (8), wherein the vibration state is a vibration frequency of the probe. (11) The microfabrication method according to (8), wherein the vibration state is a phase of vibration of the probe. (12) a probe, which is disposed so as to face the surface of the workpiece and is supported at least by an elastic body and has at least a tip that is conductive; A first control device for relatively moving the probe, a second control device for controlling a distance between the surface of the workpiece and the probe, and a workpiece of the probe Detection means for detecting an amount of movement in a direction perpendicular to the surface, a marker detection device for detecting a marker provided on the surface of the workpiece, and a conductive portion at the tip of the probe and the workpiece. A voltage application device for applying a voltage, and a correction unit that corrects a distance between the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other. Characteristic fine processing equipment. (13) The microfabrication device according to (12), wherein the marker detection device is a unit that detects a marker having an uneven structure provided in advance on the surface of the workpiece. (14) The microfabrication apparatus according to (12) or (13), wherein the correction unit is a unit that changes a distance between the probe and the workpiece by a predetermined amount. (15) The correction means is means for correcting a change in a distance between the probe and the surface of the workpiece due to application of a voltage between the probe and the workpiece. The microfabrication apparatus according to any one of the above (12) to (14). (16) vibrating means for vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece under predetermined vibration conditions,
Means for detecting the vibration state of the probe, and means for controlling the distance between the center position of the vibration of the probe and the surface of the workpiece so that the vibration state is constant. The microfabrication device according to any one of the above (12) to (15), wherein (17) The microfabrication apparatus according to (16), wherein the control unit controls the vibration amplitude of the probe to be constant as the vibration state. (18) The microfabrication apparatus according to (16), wherein the controlling means is means for controlling the vibration frequency of the probe to be constant as the vibration state. (19) The microfabrication apparatus according to (16), wherein the control unit controls the vibration state of the probe so that the phase of the vibration of the probe is constant.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態におい
ては、上記構成を適用することにより、微細加工を行う
に際して、前述した従来技術における試料表面の探針走
査による探針劣化、異物の付着やそれらによる加工中の
電流値の乱れなどの問題、探針と試料表面との接触によ
るマーカー検出における試料表面の構造破壊、マーカー
の劣化あるいは破壊に起因する位置決め精度の低下、電
圧印加による探針や被加工物表面の劣化、およびそのこ
とにより生じる手間等の問題を解決することが可能とな
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the embodiment of the present invention, by applying the above-described configuration, when performing fine processing, the deterioration of the probe due to the probe scanning of the sample surface in the prior art described above, Problems such as adhesion and disturbance of current value during processing due to them, structural destruction of sample surface in marker detection due to contact between probe and sample surface, deterioration of positioning accuracy due to deterioration or destruction of marker, search by voltage application It is possible to solve problems such as deterioration of the surface of the needle and the workpiece, and troubles caused by the deterioration.

【０００９】上記構成を適用した本実施の形態におい
て、上記探針を支持する弾性体は、例えば原子間力顕微
鏡のプローブのレバー部などにより構成することができ
る。また探針は例えば原子間力顕微鏡のプローブ先端部
の探針等によって構成することができ、導電性を与える
ための構成としては表面をスパッタなどによりＰｔやＡ
ｕなどでコーティングしたものが考えられる。具体的に
は、例えば、プローブの弾性定数が１００Ｎ／ｍ、長さ
が１２５μｍなどのものがある。In this embodiment to which the above configuration is applied, the elastic body supporting the probe can be constituted by, for example, a lever portion of a probe of an atomic force microscope. Further, the probe can be constituted by, for example, a probe at the tip of a probe of an atomic force microscope. As a configuration for giving conductivity, the surface is made of Pt or A by sputtering or the like.
One coated with u or the like can be considered. Specifically, for example, there is a probe having an elastic constant of 100 N / m and a length of 125 μm.

【００１０】また、被加工物とは、被加工物が正または
負となるような電圧を探針と被加工物の間に印加した場
合に、例えば探針と最近接した部分とその周辺の物性や
構造が変化する材料で、探針と被加工物の間に被加工物
側が正となるような電圧を印加した場合に、導電性から
絶縁性の酸化物へと変化する金属材料のＴｉやＷ、半導
体材料のＳｉなどが考えられる。また、例として、被加
工物としてＳｉ基板及び探針をＡｒガスにＳｉＨ4ガス
を混ぜた気相中におき、探針と被加工物の間に探針に対
して被加工物が正となるような電圧を印加することによ
り、探針と被加工物表面の間に介在するＳｉＨ4ガスが
分解され、被加工物表面状にＳｉとＳｉＨXの混相が成
長することにより被加工物であるＳｉ上に微細構造を作
製する場合のＳｉ基板などを、被加工物としてもよい。[0010] Further, when a voltage that makes the workpiece positive or negative is applied between the probe and the workpiece, for example, the portion closest to the probe and the vicinity thereof are A material that changes its physical properties and structure. When a voltage is applied between the probe and the workpiece so that the workpiece is positive, the metal Ti changes from conductive to insulating oxide. And W, Si of a semiconductor material, and the like. Further, as an example, a Si substrate and a probe are placed in a gaseous phase in which SiH 4 gas is mixed with Ar gas as a workpiece, and the workpiece is positive with respect to the probe between the probe and the workpiece. By applying such a voltage, SiH 4 gas interposed between the probe and the surface of the workpiece is decomposed, and a mixed phase of Si and SiH X grows on the surface of the workpiece, thereby causing A Si substrate or the like in the case of forming a fine structure on a certain Si may be used as the workpiece.

【００１１】また、探針の被加工物に垂直な方向への移
動量を検出する工程において、例えば光てこ方式を用い
ることができる。この光てこ方式とは、原子間力顕微鏡
などに用いられている方法で、プローブの探針に近い部
分の背面にレーザー光を当て、その反射光を二分割ダイ
ードセンサなどにより検出し、プローブのたわみ量を検
知し、探針の被加工物表面に垂直な方向への移動量の情
報を得るものである。In the step of detecting the amount of movement of the probe in the direction perpendicular to the workpiece, for example, an optical lever method can be used. This optical lever method is a method used in atomic force microscopes, etc., in which a laser beam is applied to the back of a portion near the probe tip of the probe, the reflected light is detected by a two-piece diode sensor, etc., and the deflection of the probe is detected. The amount is detected, and information on the amount of movement of the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece is obtained.

【００１２】また、マーカーとは加工に際して被加工物
表面に対する探針の位置を決めるためのものであり、被
加工物表面に設けられた、被加工物のマーカーでない部
分と構造または物性の異なる領域である。例えば、図１
に示すように被加工物１０１上に光リソグラフィーによ
り作製した凸構造１０２や、被加工物自体が凹凸構造状
のパターン構造であるマーカー１０３や、被加工物１０
１の局所的に導伝率の異なるマーカー１０４などが考え
られる。The marker is used to determine the position of the probe with respect to the surface of the workpiece during processing. The marker is provided on the surface of the workpiece and has a different structure or physical properties from a non-marker portion of the workpiece. It is. For example, FIG.
As shown in FIG. 5, a convex structure 102 formed on a workpiece 101 by photolithography, a marker 103 in which the workpiece itself has a pattern structure of an uneven structure, a workpiece 10
One marker 104 having locally different conductivity can be considered.

【００１３】また、探針と被加工物表面が非接触な状態
とは、被加工物表面及び探針先端のお互いに最近接した
各々の原子の中心間距離が、各々の原子半径の和よりも
大きい状態をいう。探針と被加工物表面が非接触な状態
で、被加工物表面上を探針に走査させることにより被加
工物表面上に設けられたマーカーを検出する。被加工物
に対して探針を走査させるに際しては、探針を移動させ
ても被加工物を移動させてもよく、探針と被加工物の両
方を移動させてもよい。探針と被加工物表面が非接触な
状態でマーカーを検出することにより、接触させてマー
カー検出を行う場合の探針先端の劣化や異物の付着、試
料表面の構造破壊やマーカーの劣化や破壊を回避するこ
とができ、加工のための位置決めの精度の低下を免れる
ことができる。The condition where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other means that the distance between the centers of the atoms on the surface of the workpiece and the tip of the probe which are closest to each other is determined by the sum of the respective atomic radii. Also refers to a large state. A marker provided on the surface of the workpiece is detected by scanning the surface of the workpiece with the probe while the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other. When scanning the probe with respect to the workpiece, the probe may be moved, the workpiece may be moved, or both the probe and the workpiece may be moved. By detecting the marker in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, when the marker is detected in contact with the probe, deterioration of the tip of the probe, adhesion of foreign matter, structural destruction of the sample surface, deterioration or destruction of the marker Can be avoided, and a decrease in the accuracy of positioning for processing can be avoided.

【００１４】また、探針を走査させる手段としては、例
えばプローブを圧電素子などで支持して電気的に圧電素
子を制御することにより被加工物に対して探針側を移動
させたり、被加工物を圧電素子などで支持してその圧電
素子を電気的に制御することにより被加工物に対して探
針を移動させたりすることができる。この際、被加工物
表面に平行な方向に探針を走査させる圧電素子及びその
制御手段と、被加工物表面に垂直な方向に探針を移動さ
せるための圧電素子及びその制御手段を用いれば、被加
工物に対して３次元的に探針を移動させることができ
る。検出したマーカーに基づき、被加工物表面上の加工
を施すべき加工領域と加工領域の中の加工を開始する加
工開始点を決定する。そして探針と被加工物表面が非接
触な状態で、探針を被加工物表面上の加工開始点上方に
位置させ加工のための準備を行う。その後、探針と被加
工物表面が非接触な状態で、探針と被加工物の間に被加
工物が探針に対して正となるような加工に必要な電圧を
印加する。このような電圧を印加することにより、例え
ば導電性の金属のＴｉの一部を絶縁性の酸化物である酸
化チタンへ局所的に変化させて加工することができる。As means for scanning the probe, for example, the probe is supported by a piezoelectric element or the like and the piezoelectric element is electrically controlled to move the probe with respect to the workpiece, By supporting an object with a piezoelectric element or the like and electrically controlling the piezoelectric element, the probe can be moved with respect to the workpiece. At this time, if a piezoelectric element for scanning the probe in a direction parallel to the surface of the workpiece and its control means and a piezoelectric element for moving the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece and its control means are used, In addition, the probe can be three-dimensionally moved with respect to the workpiece. Based on the detected marker, a processing area on the surface of the workpiece to be processed and a processing start point in the processing area to start processing are determined. Then, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, the probe is positioned above a processing start point on the surface of the workpiece to prepare for processing. Thereafter, a voltage required for processing such that the workpiece becomes positive with respect to the probe is applied between the probe and the workpiece while the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other. By applying such a voltage, for example, a part of Ti of a conductive metal can be locally changed to titanium oxide which is an insulating oxide to perform processing.

【００１５】また、補正工程は、加工開始と同時または
加工前に行う工程として構成することができ、これによ
り探針と被加工物の間の距離を変化させ、あるいは制御
等の補正を行う。また、この補正工程において、前記探
針と前記被加工物との間の距離を規定量変化させるよう
に構成することができる。これにより、マーカー検出工
程、決定する工程、位置させる工程における探針と被加
工物表面の間の距離よりも、より短い距離に変化させる
ことが可能となる。したがって、加工中探針と被加工物
の間に電圧を印加するにあたり、より微細な構造を被加
工物に作製する場合には、前記距離を規定量変化させる
ような構成により探針と被加工物表面の間の距離をより
短く制御することができ、微細構造を作製する分解能を
向上させることが可能となる。Further, the correction step can be configured as a step performed at the same time as the start of processing or before processing, whereby the distance between the probe and the workpiece is changed, or correction such as control is performed. Further, in this correction step, the distance between the probe and the workpiece may be changed by a specified amount. This makes it possible to change the distance to a shorter distance than the distance between the probe and the surface of the workpiece in the marker detection step, the determination step, and the positioning step. Therefore, when applying a voltage between the probe during processing and the workpiece, when a finer structure is to be formed on the workpiece, the probe and the workpiece are processed by changing the distance by a specified amount. The distance between the object surfaces can be controlled to be shorter, and the resolution for producing a fine structure can be improved.

【００１６】また、前記補正工程によって、前記探針と
前記被加工物との間に電圧を印加した際に、前記探針と
前記被加工物表面の間の距離が変化するのを補正するよ
うに構成することができる。探針と被加工物の間に電圧
を印加することによる加工を行う際、電圧の印加に伴い
探針と被加工物の間には急激に静電引力が発生する。こ
の静電引力により探針と被加工物表面は互いに引き付け
あうことになり、探針と被加工物表面の間の距離は加工
前の距離よりも急激に小さくなったり、探針と被加工物
表面が接触してしまったりする。この接触などの衝撃に
より、探針や被加工物の一部が劣化し、破壊する恐れが
あるので、電圧を印加すると同時に前記補正工程によ
り、探針と被加工物表面の間の距離をフィードバック制
御することにより、この距離を加工のための必要な距離
に保つものである。Further, the correction step corrects a change in a distance between the probe and the surface of the workpiece when a voltage is applied between the probe and the workpiece. Can be configured. When processing is performed by applying a voltage between the probe and the workpiece, an electrostatic attraction is rapidly generated between the probe and the workpiece with the application of the voltage. Due to this electrostatic attraction, the probe and the surface of the workpiece are attracted to each other, and the distance between the probe and the surface of the workpiece becomes sharply smaller than the distance before processing, or the probe and the workpiece are processed. The surface may touch. Due to the impact of the contact or the like, a part of the probe and the workpiece may be degraded and destroyed. Therefore, the voltage is applied and at the same time, the distance between the probe and the surface of the workpiece is fed back by the correction process. By controlling, this distance is maintained at a necessary distance for processing.

【００１７】このような補正工程を通して加工を行うこ
とにより、探針と被加工物が接触してしまったり、加工
中に探針と被加工物の間の距離が変化してしまうことに
よる加工の精度の低下を防ぐことができる。また、補正
工程を通して加工を行うことにより、マーカー検出工程
から加工工程までの一連の工程における手間を省くこと
ができる。ここでの手間とは、例えば加工開始点上方に
探針を被加工物表面からある距離離した状態で位置さ
せ、電圧を印加した際に、静電引力により探針と被加工
物表面が接触してしまうことにより探針を破壊してしま
った場合などに、探針を交換する手間などである。ま
た、ここでのマーカー検出工程におけるマーカーは、前
記被加工物表面上にあらかじめ設けられた凹凸構造状の
ものでもよい。凹凸構造状のマーカーとは、例えば図１
のように被加工物表面に設けられた、被加工物のマーカ
ーでない部分に対して高さまたは深さを有する構造領域
等を有するものである。By performing the processing through such a correction step, the probe and the workpiece come into contact with each other, or the distance between the probe and the workpiece changes during the processing. A decrease in accuracy can be prevented. Further, by performing the processing through the correction step, it is possible to save labor in a series of steps from the marker detection step to the processing step. The trouble here means, for example, that the probe is positioned above the processing start point at a certain distance from the surface of the workpiece, and when a voltage is applied, the probe contacts the surface of the workpiece due to electrostatic attraction. When the probe is destroyed by doing so, it is troublesome to replace the probe. Further, the marker in the marker detection step here may have a concavo-convex structure provided in advance on the surface of the workpiece. The uneven structure marker is, for example, as shown in FIG.
And has a structural region or the like provided on the surface of the workpiece and having a height or depth relative to a portion of the workpiece that is not a marker.

【００１８】また、前記補正工程は、前記探針を前記被
加工物表面に垂直方向に所定の振動条件で振動させる加
振工程と、前記探針の振動状態を検出する工程と、前記
振動状態が一定になるように、前記探針の振動の中心位
置と前記被加工物表面の間の距離を制御する工程と、に
よって構成することができる。加振工程において、探針
を被加工物表面に対して垂直方向に振動させるための手
段として、探針を支持する弾性体を圧電素子で支持し、
圧電素子を交流電圧で伸縮させるものが例としてあげら
れる。探針を振動させる例として、図２に被加工物２０
２表面に対向するように探針２０１を配置した図を示
す。探針を振動させる際の振幅は、図２に示すように探
針２０１と被加工物２０２表面が接触しないよう、探針
の振幅２０３が探針先端２０７の振動の中心位置２０４
と試料表面２０５との距離２０６よりも小さくなるよう
にする。The correcting step includes: a vibration step of vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece under predetermined vibration conditions; a step of detecting a vibration state of the probe; Controlling the distance between the center position of the vibration of the probe and the surface of the workpiece so that the constant is maintained. In the vibration step, as a means for vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece, an elastic body supporting the probe is supported by a piezoelectric element,
An example in which a piezoelectric element expands and contracts with an AC voltage is given as an example. As an example of vibrating the probe, FIG.
The figure which arranged the probe 201 so that it opposes 2 surfaces is shown. As shown in FIG. 2, the amplitude of the vibration of the probe tip 203 is the center position 204 of the vibration of the probe tip 207 so that the probe 201 does not come into contact with the surface of the workpiece 202 as shown in FIG.
And a distance 206 between the sample and the sample surface 205.

【００１９】また、探針の振動状態を検出する工程にお
いて、例えば光てこ方式を用いることができる。光てこ
方式とは、プローブの探針に近い部分の背面にレーザー
光を当て、その反射光を二分割ダイードセンサなどによ
り検出し、プローブのたわみ量を検知し、探針の振動状
態の情報を得るものである。所定の振動条件とは、例え
ば探針を支持する弾性体の弾性定数、探針と弾性体の質
量、探針と被加工物との間の距離に依存する原子間力な
どに依存する弾性体の振動条件で、特に実験上は、所定
の振動条件で振動させている探針の振動状態は、被加工
物と探針との間の距離に大きく影響される。例えば、被
加工物と探針先端の振動中心位置の間の距離をある距離
だけ離し所定の振動条件で探針を加振しながら、被加工
物表面上を被加工物表面に対して被加工物表面に平行な
方向に探針を走査させていて、被加工物表面上の凸構造
上を探針が通る場合には、探針と被加工物表面の間の距
離が変化するのでこの距離の変化分だけ振動状態がずれ
ることになる。振動状態のずれを検出する工程でずれを
検出することにより被加工物表面上の凹凸構造の情報を
得ることができる。In the step of detecting the vibration state of the probe, for example, an optical lever method can be used. With the optical lever method, laser light is applied to the back of the part of the probe close to the probe, the reflected light is detected by a two-piece diode sensor, etc., the amount of deflection of the probe is detected, and information on the vibration state of the probe is obtained. Things. The predetermined vibration conditions include, for example, the elastic constant of the elastic body that supports the probe, the mass of the probe and the elastic body, the elastic body that depends on the atomic force that depends on the distance between the probe and the workpiece, and the like. In particular, experimentally, under the above vibration conditions, the vibration state of the probe vibrating under the predetermined vibration condition is greatly affected by the distance between the workpiece and the probe. For example, the distance between the workpiece and the center of vibration of the tip of the probe is separated by a certain distance, and while the probe is vibrated under predetermined vibration conditions, the surface of the workpiece is processed against the surface of the workpiece. When the probe is scanned in a direction parallel to the surface of the workpiece and the probe passes over a convex structure on the surface of the workpiece, the distance between the probe and the surface of the workpiece changes. The vibration state is shifted by the amount of change. By detecting the deviation in the step of detecting the deviation of the vibration state, information on the uneven structure on the surface of the workpiece can be obtained.

【００２０】また、距離を制御する工程は、ずれの信号
をフィードバック信号として被加工物表面に対して被加
工物表面に垂直な方向で、振動状態が常に一定になるよ
うな位置に被加工物表面に対する探針先端の振動中心位
置をフィードバック制御することにより、探針先端の振
動の中心位置から被加工物表面までの距離を一定に制御
するように構成することができる。この距離を制御する
工程により、探針と被加工物表面が非接触な状態で、凹
凸構造を有する被加工物表面上を探針に走査させ、被加
工物表面上の凹凸構造の情報を得ることができる。特
に、被加工物表面上のマーカーが凹凸構造状のものであ
る場合にも、マーカー検出を探針と被加工物表面の距離
を制御し非接触な状態で行えば、探針先端の劣化や異物
の付着、被加工物表面とマーカーの劣化や破壊を防ぐこ
とができ、加工のための位置決めの精度を低下させてし
まう危険を免れることができる。In the step of controlling the distance, the work signal is used as a feedback signal in a direction perpendicular to the work surface relative to the work surface and at a position where the vibration state is always constant. By performing feedback control of the vibration center position of the probe tip with respect to the surface, the distance from the vibration center position of the probe tip to the surface of the workpiece can be controlled to be constant. By controlling the distance, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, the probe scans the surface of the workpiece having the uneven structure to obtain information on the uneven structure on the surface of the workpiece. be able to. In particular, even when the marker on the surface of the workpiece has an uneven structure, if the marker detection is performed in a non-contact state by controlling the distance between the probe and the surface of the workpiece, deterioration of the tip of the probe or deterioration of the tip of the probe can be achieved. Adhesion of foreign matter, deterioration and destruction of the workpiece surface and the marker can be prevented, and the danger of lowering the positioning accuracy for processing can be avoided.

【００２１】また、上記振動状態のうち、特に探針の振
動の振幅を用いて探針と被加工物表面の間の距離を制御
するように構成することができる。加振工程において、
探針を被加工物表面に対して垂直方向に振動させるため
の手段として、探針を支持する弾性体を圧電素子で支持
し、圧電素子を交流電圧で伸縮させるものが例としてあ
げられる。探針を振動させる際の振幅は、図２に示すよ
うに探針２０１と被加工物２０２表面が接触しないよ
う、探針の振幅２０３が探針先端２０７の振動の中心位
置２０４と試料表面２０５との距離２０６よりも小さく
なるようにする。所定の振幅とは、探針と弾性体の質量
や弾性体の弾性定数や被加工物と探針との間の距離など
から任意に決められる振幅であり、特に実験上は被加工
物と探針との間の距離に大きく影響される。例えば、被
加工物と探針先端の振動中心位置の間の距離をある距離
だけ離し所定の振幅で探針を加振しながら、被加工物表
面上を被加工物表面に対して被加工物表面に平行な方向
に探針を走査させていて、被加工物表面上の凸構造上を
探針が通る場合には、探針と被加工物表面の間の距離が
変化するのでこの距離の変化に応じて振動状態の振幅が
所定の振幅からずれることになる。また、振幅のずれを
検出する工程でずれを検出することにより被加工物表面
上の凹凸構造の情報を得ることができる。Further, the distance between the probe and the surface of the workpiece can be controlled by using the amplitude of the vibration of the probe among the above vibration states. In the excitation process,
As means for vibrating the probe in the direction perpendicular to the surface of the workpiece, an elastic body supporting the probe is supported by a piezoelectric element, and the piezoelectric element is expanded and contracted by an AC voltage. As shown in FIG. 2, the amplitude of the vibration of the probe tip is determined by the amplitude 203 of the probe and the sample surface 205 so that the probe 201 and the surface of the workpiece 202 do not come into contact with each other. Is smaller than the distance 206 to The predetermined amplitude is an amplitude that is arbitrarily determined from the mass of the probe and the elastic body, the elastic constant of the elastic body, the distance between the workpiece and the probe, and particularly, in the experiment, the amplitude between the workpiece and the probe is determined. It is greatly affected by the distance to the needle. For example, while the distance between the workpiece and the center of vibration of the tip of the probe is separated by a certain distance and the probe is vibrated at a predetermined amplitude, the workpiece is moved relative to the workpiece surface with respect to the workpiece surface. When the probe is scanned in a direction parallel to the surface and the probe passes over a convex structure on the surface of the workpiece, the distance between the probe and the surface of the workpiece changes. The amplitude of the vibration state deviates from the predetermined amplitude according to the change. Further, by detecting the deviation in the step of detecting the deviation of the amplitude, it is possible to obtain information on the uneven structure on the surface of the workpiece.

【００２２】また、上記振動状態のうち、特に探針の振
動周波数を用いて探針と被加工物表面の間の距離を制御
するように構成することができる。加振工程において、
探針を被加工物表面に対して垂直方向に振動させるため
の手段として、探針を支持する弾性体を圧電素子で支持
し、圧電素子を交流電圧で伸縮させるものが例としてあ
げられる。探針を振動させる際の振幅は、図２に示すよ
うに探針２０１と被加工物２０２表面が接触しないよ
う、探針の振幅２０３が探針先端２０７の振動の中心位
置２０４と試料表面２０５との距離２０６よりも小さく
なるようにする。所定の周波数とは、探針と弾性体の質
量や弾性体の弾性定数や被加工物と探針との間の距離な
どから任意に決められる周波数である。例えば、被加工
物と探針先端の振動中心位置の間の距離をある距離だけ
離し所定の周波数で探針を加振しながら、被加工物表面
上を被加工物表面に対して被加工物表面に平行な方向に
探針を走査させていて、被加工物表面上の凸構造上を探
針が通る場合には、探針先端の振動の中心位置と被加工
物表面の間の距離が変化するのでこの距離に応じて振動
状態の周波数が所定の周波数からずれることになる。周
波数のずれを検出する工程でずれを検出することにより
被加工物表面上の凹凸構造の情報を得ることができ、凹
凸構造状のマーカー検出を行うことができる。マーカー
検出工程における位置決めの精度を向上させるために試
料表面を清浄に保つ方法として、被加工物及び探針を減
圧下や真空中に置く場合がある。このような雰囲気中で
は、プローブのＱ値が高くなり、振動状態の振幅を用い
て探針先端の振動中心と被加工物の間の距離を制御しマ
ーカーを高速に検出することが困難となる。しかし、振
動状態の周波数を用いて探針先端の振動中心と被加工物
の間の距離を制御することによりマーカーを精度よく検
出し、位置決めすることが可能となる。Further, the distance between the probe and the surface of the workpiece can be controlled by using the vibration frequency of the probe among the above vibration states. In the excitation process,
As means for vibrating the probe in the direction perpendicular to the surface of the workpiece, an elastic body supporting the probe is supported by a piezoelectric element, and the piezoelectric element is expanded and contracted by an AC voltage. As shown in FIG. 2, the amplitude of the vibration of the probe tip is determined by the amplitude 203 of the probe and the sample surface 205 so that the probe 201 and the surface of the workpiece 202 do not come into contact with each other. Is smaller than the distance 206 to The predetermined frequency is a frequency arbitrarily determined from the mass of the probe and the elastic body, the elastic constant of the elastic body, the distance between the workpiece and the probe, and the like. For example, while the distance between the workpiece and the vibration center position of the tip of the probe is separated by a certain distance and the probe is vibrated at a predetermined frequency, the surface of the workpiece is moved relative to the surface of the workpiece. When the probe scans in a direction parallel to the surface and passes over a convex structure on the surface of the workpiece, the distance between the center position of the vibration of the probe tip and the surface of the workpiece is Since the frequency changes, the frequency of the vibration state deviates from the predetermined frequency according to this distance. By detecting the shift in the step of detecting the shift of the frequency, information on the uneven structure on the surface of the workpiece can be obtained, and the marker having the uneven structure can be detected. As a method of keeping the sample surface clean in order to improve the positioning accuracy in the marker detection step, there is a case where the workpiece and the probe are placed under reduced pressure or in a vacuum. In such an atmosphere, the Q value of the probe becomes high, and it becomes difficult to control the distance between the center of vibration of the tip of the probe and the workpiece using the amplitude of the vibrating state to quickly detect the marker. . However, by controlling the distance between the center of vibration of the tip of the probe and the workpiece using the frequency of the vibration state, it becomes possible to accurately detect and position the marker.

【００２３】また、上記振動状態のうち、特に探針の振
動の位相を用いて探針と被加工物表面の間の距離を制御
するように構成することができる。加振工程において、
探針を被加工物表面に対して垂直方向に振動させるため
の手段として、探針を支持する弾性体を圧電素子で支持
し、圧電素子を交流電圧で伸縮させるものが例としてあ
げられる。探針を振動させる際の振幅は、図２に示すよ
うに探針２０１と被加工物２０２表面が接触しないよ
う、探針の振幅２０３が探針先端２０７の振動の中心位
置２０４と試料表面２０５との距離２０６よりも小さく
なるようにする。所定の位相とは、探針と弾性体の質量
や弾性体の弾性定数や被加工物と探針との間の距離など
から決められる位相である。例えば、被加工物と探針先
端の振動中心位置の間の距離をある距離だけ離し所定の
位相で探針を加振しながら、被加工物表面上を被加工物
表面に対して被加工物表面に平行な方向に探針を走査さ
せていて、被加工物表面上の凸構造上を探針が通る場合
には、探針先端の振動の中心位置と被加工物表面の間の
距離が変化するのでこの距離の変化に応じて振動状態の
位相が所定の位相からずれることになる。位相のずれを
検出する工程でずれを検出することにより被加工物表面
上の凹凸構造の情報を得ることができる。マーカー検出
工程における位置決めの精度を向上させるために試料表
面を清浄に保つ方法として、被加工物及び探針を減圧下
や真空中に置く場合がある。このような雰囲気中では、
プローブのＱ値が高くなり、振動状態の振幅を用いて探
針先端の振動中心と被加工物の間の距離を制御しマーカ
ーを高速に検出することが困難となる。しかし、振動状
態の位相を用いて探針先端の振動中心と被加工物の間の
距離を制御することによりマーカーを精度よく検出し、
位置決めすることが可能となる。Further, the distance between the probe and the surface of the workpiece can be controlled by using the phase of the vibration of the probe among the above vibration states. In the excitation process,
As means for vibrating the probe in the direction perpendicular to the surface of the workpiece, an elastic body supporting the probe is supported by a piezoelectric element, and the piezoelectric element is expanded and contracted by an AC voltage. As shown in FIG. 2, the amplitude of the vibration of the probe tip is determined by the amplitude 203 of the probe and the sample surface 205 so that the probe 201 and the surface of the workpiece 202 do not come into contact with each other. Is smaller than the distance 206 to The predetermined phase is a phase determined from the mass of the probe and the elastic body, the elastic constant of the elastic body, the distance between the workpiece and the probe, and the like. For example, while the distance between the workpiece and the center of vibration of the tip of the probe is separated by a certain distance and the probe is vibrated at a predetermined phase, the workpiece surface is moved relative to the workpiece surface with respect to the workpiece surface. When the probe scans in a direction parallel to the surface and passes over a convex structure on the surface of the workpiece, the distance between the center position of the vibration of the probe tip and the surface of the workpiece is Therefore, the phase of the vibration state deviates from a predetermined phase in accordance with the change in the distance. By detecting the shift in the phase shift detecting step, information on the uneven structure on the surface of the workpiece can be obtained. As a method of keeping the sample surface clean in order to improve the positioning accuracy in the marker detection step, there is a case where the workpiece and the probe are placed under reduced pressure or in a vacuum. In such an atmosphere,
The Q value of the probe increases, and it becomes difficult to control the distance between the center of vibration of the tip of the probe and the workpiece using the amplitude of the vibration state, and to detect the marker at high speed. However, by controlling the distance between the vibration center of the probe tip and the workpiece using the phase of the vibration state, the marker is accurately detected,
Positioning becomes possible.

【００２４】また、上記微細加工に際して、前記探針と
前記被加工物表面が非接触な状態で、前記被加工物表面
に対して前記探針を前記加工開始点または前記加工領域
に含まれる点の上方に位置させ前記被加工物表面に平行
な方向に静止させたまま、前記探針と前記被加工物の間
に加工に必要とされる所定の電圧を所定の時間印加して
加工するように構成することができる。探針と被加工物
表面が非接触な状態で、マーカー検出工程、加工領域及
び加工開始点を決定する工程、探針または探針先端の振
動中心の位置を加工開始点上方に位置させる工程を経た
後、被加工物に加工を施すに際して、探針または前記探
針先端の振動の中心位置を加工開始点上方に静止させた
状態で、加工に必要な所定の電圧を所定の時間探針と被
加工物の間に印加することにより、被加工物表面上の加
工開始点及びその周辺の領域を局所的に加工することが
できる。所定の電圧とは、被加工物の一部の構造や物性
を変化させるために探針と被加工物の間に印加する電圧
で、被加工物となる材料、作製する構造や構造の大きさ
などにより異なるものである。また、所定の時間とは、
所定の電圧を印加する時間であり、被加工物となる材
料、作製する構造や構造のサイズなどにより異なる。構
造のサイズとは、構造の幅、高さ、長さなどの要素を含
んでいる。例えば被加工物として半導体のＳｉを用いた
場合、Ｓｉ表面上の加工開始点上方に探針または探針先
端の振動中心位置と被加工物表面との距離が数ｎｍとな
るように、Ｓｉ表面に対して探針を対向させて配置し、
探針に対してＳｉが正となるような所定の電圧を探針と
Ｓｉの間に印加することにより、Ｓｉの加工開始点に加
工開始点を中心としたドット状の絶縁性のＳｉＯ2領域
を作製することができる。[0024] In the above-mentioned micromachining, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, a point at which the probe is included in the processing start point or the processing area with respect to the surface of the workpiece. And a predetermined voltage required for processing is applied between the probe and the workpiece for a predetermined time while the workpiece is stationary in a direction parallel to the surface of the workpiece. Can be configured. In a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, a marker detecting step, a step of determining a processing area and a processing start point, and a step of positioning the position of the vibration center of the probe or the tip of the probe above the processing start point. After processing, when processing the workpiece, while maintaining the center position of the vibration of the probe or the tip of the probe above the processing start point, a predetermined voltage required for processing is applied to the probe for a predetermined time. By applying the voltage between the workpieces, it is possible to locally process the processing start point on the surface of the workpiece and an area around the processing start point. The predetermined voltage is a voltage applied between the probe and the workpiece in order to change the structure or physical properties of a part of the workpiece, and the material to be processed, the size of the structure or structure to be manufactured. It differs depending on, for example. Also, the predetermined time is
This is the time for applying a predetermined voltage, and varies depending on the material to be processed, the structure to be manufactured, the size of the structure, and the like. The size of the structure includes factors such as the width, height, and length of the structure. For example, when semiconductor Si is used as the workpiece, the surface of the Si is set so that the distance between the vibration center position of the probe or the tip of the probe and the workpiece surface is several nm above the processing start point on the Si surface. With the probe facing
By applying a predetermined voltage such that Si becomes positive with respect to the probe between the probe and Si, a dot-shaped insulating SiO 2 region centered on the processing start point is formed at the processing start point of Si. Can be produced.

【００２５】また、上記微細加工に際して、前記探針と
前記被加工物表面が非接触な状態で、前記被加工物表面
に対して相対的に前記探針を前記被加工物表面に平行に
加工に必要とされる所定の方向に所定の距離走査しなが
ら、前記探針と前記被加工物の間に加工に必要とされる
電圧を所定の時間印加して加工するように構成すること
ができる。探針と被加工物表面が非接触な状態で、マー
カー検出工程、加工領域及び加工開始点を決定する工
程、探針または探針先端の振動中心の位置を加工開始点
上方に位置させる工程を経た後、被加工物に加工を施す
に際して、探針と被加工物表面が非接触な状態で、加工
開始と同時に探針と被加工物との間に加工に必要な所定
の電圧を印加しながら、被加工物に対して被加工物表面
に平行な加工に必要とされる所定の方向に所定の距離探
針を走査させることにより、被加工物の一部の構造また
は物性を局所的に変化させて加工することができる。加
工中、被加工物表面のうち探針先端に最も近い点を中心
とした微細領域の構造または物性が変化するため、被加
工物表面に平行な面内で探針または探針先端の振動中心
位置を被加工物に対して相対的に走査させた場合には、
探針または探針先端の振動の中心が描いた軌跡を被加工
物表面に投影した領域の構造または物性を変化させるこ
とができる。所定の方向とは、被加工物表面に平行な方
向であり作製する加工領域に応じて、被加工物に対して
探針または探針先端の振動中心を相対的に移動させる方
向である。例えば探針と被加工物であるＳｉ薄膜の表面
が非接触な状態で、Ｓｉ薄膜の表面に探針を対向するよ
うに配置し、探針または探針先端の振動の中心位置をＳ
ｉ薄膜表面の加工開始点上方に位置させ、加工開始と同
時に加工のための所定の電圧を探針とＳｉ薄膜の間に印
加しながら、Ｓｉ薄膜表面に平行な一方向にＳｉ薄膜に
対して相対的に探針を走査させることにより、Ｓｉ薄膜
の一部に細線状のＳｉＯ2領域を作製することができ
る。In the fine processing, the probe is processed in parallel with the surface of the workpiece relative to the surface of the workpiece while the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other. It is possible to perform processing by applying a voltage required for processing between the probe and the workpiece for a predetermined time while scanning a predetermined distance in a predetermined direction required for the processing. . In a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, a marker detecting step, a step of determining a processing area and a processing start point, and a step of positioning the position of the vibration center of the probe or the tip of the probe above the processing start point. After processing, when processing the workpiece, in the state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, a predetermined voltage required for processing is applied between the probe and the workpiece at the same time as the processing is started. By scanning the probe with a predetermined distance in a predetermined direction required for processing parallel to the surface of the workpiece, the structure or physical properties of a part of the workpiece can be locally changed. It can be changed and processed. During processing, the structure or physical properties of the microregion centered on the point closest to the tip of the probe on the surface of the workpiece changes, so the vibration center of the probe or the probe tip in a plane parallel to the workpiece surface If the position is scanned relative to the workpiece,
It is possible to change the structure or physical properties of a region where a locus drawn by the center of vibration of the probe or the tip of the probe is projected on the surface of the workpiece. The predetermined direction is a direction parallel to the surface of the workpiece and a direction in which the vibration center of the probe or the tip of the probe is relatively moved with respect to the workpiece according to the processing region to be manufactured. For example, in a state where the probe and the surface of the Si thin film as a workpiece are not in contact with each other, the probe is arranged so as to face the surface of the Si thin film, and the center position of the vibration of the probe or the tip of the probe is defined as
Positioning above the processing start point on the surface of the i thin film, while applying a predetermined voltage for processing between the probe and the Si thin film simultaneously with the start of processing, the By relatively scanning the probe, a thin line-shaped SiO 2 region can be formed in a part of the Si thin film.

【００２６】以上により、微細加工装置として、被加工
物表面に対向するように配置され、かつ弾性体に支持さ
れ、かつ少なくとも先端が導電性の探針と、前記探針を
前記被加工物表面と平行な方向に前記被加工物表面に対
して相対的に移動させるための第一の制御装置と、前記
被加工物表面と前記探針との間の距離を制御するための
第二の制御装置と、前記探針の被加工物表面に垂直な方
向への移動量を検出する検出手段と、前記被加工物表面
に設けられたマーカーを検出するマーカー検出装置と、
前記探針先端の導電性部分と前記被加工物の間に電圧を
印加するための電圧印加装置と、前記探針と前記被加工
物が非接触な状態で、前記探針と前記被加工物との間の
距離を補正する補正手段と、を具備する微細加工装置を
構成することができる。As described above, as a micro-machining apparatus, a probe arranged at a position facing the surface of the workpiece and supported by an elastic body, and having at least a tip at the tip, and connecting the probe to the surface of the workpiece. A first controller for moving the workpiece relative to the surface of the workpiece in a direction parallel to the second direction, and a second control for controlling a distance between the surface of the workpiece and the probe. Apparatus, detection means for detecting the amount of movement of the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece, and a marker detection device for detecting a marker provided on the surface of the workpiece,
A voltage application device for applying a voltage between the conductive portion of the tip of the probe and the workpiece, and the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other. And a correcting means for correcting the distance between the micromachining device and the micromachining device.

【００２７】ここでの第一の制御装置は、探針を試料表
面に平行な方向に試料表面に対して相対的に任意の方向
に任意の距離移動させることが可能な機能を備えていれ
ばよく、例えばピエゾ素子及びこのピエゾ素子を制御す
るための制御装置から構成されるものが挙げられる。ま
た、第二の制御装置は、探針先端と被加工物表面との距
離を一定に保つための機能を備えていればよく、例えば
ピエゾ素子及びこのピエゾ素子を制御する制御装置から
構成されているものが挙げられる。The first control device here has a function capable of moving the probe in an arbitrary direction and an arbitrary distance relative to the sample surface in a direction parallel to the sample surface. For example, a device composed of a piezo element and a control device for controlling the piezo element may be used. Further, the second control device may have a function for keeping the distance between the tip of the probe and the surface of the workpiece constant, and includes, for example, a piezo element and a control device for controlling the piezo element. Are included.

【００２８】具体的には、例えば、探針と被加工物表面
間の距離がある大きさのときに弾性体に支持された探針
を弾性体の共振周波数近傍の振動数で被加工物表面に対
して垂直方向に振動させておき、被加工物表面上の凹凸
構造による、探針と被加工物表面の距離のずれによる弾
性体の共振周波数のずれの信号を第二の制御装置へフィ
ードバックする。このことにより、探針と被加工物表面
間の距離を一定に保つことができる。またこのずれの信
号に基づき、探針と被加工物が非接触な状態で、被加工
物表面に垂直な方向の被加工物表面形状の情報を得るこ
とができる。More specifically, for example, when the distance between the probe and the surface of the workpiece is large, the probe supported by the elastic body is moved at a frequency near the resonance frequency of the elastic body. And the signal of the resonance frequency shift of the elastic body due to the shift of the distance between the probe and the work surface due to the uneven structure on the work surface is fed back to the second controller. I do. Thus, the distance between the probe and the surface of the workpiece can be kept constant. Further, based on the signal of the shift, information on the surface shape of the workpiece in a direction perpendicular to the surface of the workpiece can be obtained in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other.

【００２９】また、この微細加工装置は、物性や組成を
局所的に変化させた領域や凹凸構造などの、被加工物表
面に設けられたマーカーを検出するマーカー検出装置を
構成することで、マーカーを基に被加工物表面上の加工
を施すべき位置を決定することが可能となる。ここでの
マーカー検出装置とは、例えば被加工物表面の一部にあ
らかじめ設けられた凸構造をマーカーとして使用する場
合には、第一、第二の制御装置により得られる被加工物
表面の凹凸構造の情報に基づき、マーカーの凸構造を検
知しマーカーとして検出するものである。以上の微細加
工装置により、探針と被加工物表面が非接触な状態で被
加工物表面上のマーカーを検出し、マーカーを基に被加
工物表面上の加工を施すべき領域及び被加工物の加工開
始点を決定することができる。さらに被加工物表面に対
して被加工物表面上の加工開始点上方に探針を位置さ
せ、探針と被加工物の間に電圧を印加するか、探針と被
加工物を被加工物表面に平行な方向に所定の速さで相対
的に移動させながら探針と被加工物の間に所定の時間電
圧を印加することにより、被加工物の所定の領域を加工
することができる。所定の方向とは、被加工物表面の面
方向の任意の方向である。探針と被加工物の間に電圧を
印加しながら、被加工物に対して所定の方向に探針を移
動させることにより、被加工物の探針が描いた軌跡の領
域の形状や物性を変化させることができる。所定の距離
とは、加工を施すためにあらかじめ決められている距
離、領域のことである。所定の時間とは、目的とする加
工領域、形状などにより加工に必要とされる時間であ
る。Further, the fine processing apparatus comprises a marker detecting device for detecting a marker provided on the surface of a workpiece, such as an area or a concavo-convex structure in which physical properties and composition are locally changed. It is possible to determine the position on the surface of the workpiece to be processed based on Here, the marker detection device is, for example, when a convex structure provided in advance on a part of the surface of the workpiece is used as a marker, the unevenness on the surface of the workpiece obtained by the first and second control devices. Based on the structure information, the convex structure of the marker is detected and detected as a marker. The above-mentioned micro-processing device detects a marker on the surface of the workpiece in a state in which the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, and based on the marker, a region to be processed on the surface of the workpiece and the workpiece. Can be determined. Further, the probe is positioned above the processing start point on the workpiece surface with respect to the workpiece surface, and a voltage is applied between the probe and the workpiece, or the probe and the workpiece are connected to the workpiece. By applying a voltage between the probe and the workpiece for a predetermined time while relatively moving at a predetermined speed in a direction parallel to the surface, a predetermined area of the workpiece can be processed. The predetermined direction is any direction of the surface direction of the workpiece surface. By moving the probe in a predetermined direction with respect to the workpiece while applying a voltage between the probe and the workpiece, the shape and physical properties of the locus area drawn by the probe of the workpiece can be changed. Can be changed. The predetermined distance is a predetermined distance or area for performing processing. The predetermined time is a time required for processing depending on a target processing area, shape, and the like.

【００３０】[0030]

【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］図３に、本発明の実施例１における微細加
工装置に用いるプローブの構成を示す。同図において３
０１はプローブであり、このプローブ３０１は探針３０
４とそれを支持する弾性体３０２から成るＳｉ製のＡＦ
Ｍプローブ表面にＰｔ部３０３をスパッタによりおよそ
５０ｎｍコートし導電性を得たものである。図４に本発
明の実施例１に用いられる試料の構成を示す。同図にお
いて４０４は試料であり、この試料４０４は厚さおよそ
５００μｍのＳｉＯ2（膜厚１００ｎｍ）／Ｓｉ基板４
０１上にＴｉをおよそ５ｎｍスパッタにより成膜し、そ
のＴｉ薄膜を光リソグラフィーによりパターニングし作
製したＴｉパターン構造４０２と、凸構造のマーカー４
０３を有するものである。このＴｉのパターン構造を本
実施例における被加工物とする。Embodiments of the present invention will be described below. [Embodiment 1] FIG. 3 shows the configuration of a probe used in a microfabrication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG.
01 is a probe, and this probe 301 is a probe 30
4 and an AF made of Si comprising an elastic body 302 supporting the same
The surface of the M probe is coated with a Pt portion 303 by sputtering to a thickness of about 50 nm to obtain conductivity. FIG. 4 shows a configuration of a sample used in the first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 404 denotes a sample. This sample 404 has a thickness of about 500 μm of SiO 2 (thickness: 100 nm) / Si substrate 4.
Ti, a Ti pattern structure 402 formed by sputtering a Ti thin film of about 5 nm and patterning the Ti thin film by photolithography, and a convex marker 4
03. This Ti pattern structure is used as a workpiece in this embodiment.

【００３１】本実施例における微細加工装置を、図５を
用いて説明する。本実施例の微細加工装置は、試料表面
を微小探針で走査することにより、試料表面の微細形状
を観測する原子間力顕微鏡を応用したもので、以下のよ
うな構成及び機能を有する。図５において、５０２は試
料を乗せる試料台であり、その下にｘｙ駆動装置５０３
が配置され、ｘｙ駆動装置５０３により試料を試料の表
面に平行な方向に移動させることができる。また、ｘｙ
駆動装置の下にｚ駆動装置５０４が配置され試料を試料
表面に垂直な方向に移動させることができる。ｘｙ駆動
装置５０３、及びｚ駆動装置５０４にはピエゾ素子が内
蔵されており、ｘｙ駆動制御装置５０６によりｘｙ駆動
装置５０３を制御し、ｚ駆動制御装置８０７によりｚ駆
動装置５０４を制御することにより、試料４０４の位置
をｘｙｚの三次元方向に移動することができる。The fine processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The microfabrication apparatus of this embodiment applies an atomic force microscope for observing the fine shape of the sample surface by scanning the surface of the sample with a fine probe, and has the following configuration and function. In FIG. 5, reference numeral 502 denotes a sample stage on which a sample is placed, and below the sample stage, an xy driving device 503 is provided.
Are arranged, and the xy driving device 503 can move the sample in a direction parallel to the surface of the sample. Also, xy
A z-drive 504 is positioned below the drive to move the sample in a direction perpendicular to the sample surface. The xy drive device 503 and the z drive device 504 have built-in piezo elements. The xy drive control device 506 controls the xy drive device 503, and the z drive control device 807 controls the z drive device 504. The position of the sample 404 can be moved in the three-dimensional xyz direction.

【００３２】本実施形態で説明した、前述の第一の制御
装置と第二の制御装置の例が、それぞれｘｙ駆動装置５
０３とｘｙ駆動制御装置５０６、ｚ駆動装置５０４とｚ
駆動制御装置５０７である。ここで、ｘ、ｙ、ｚ方向を
定める。ｚ方向とは試料４０４表面に対して垂直方向で
あり、ｘ、ｙ方向は試料表面に平行な方向である。ｘ
ｙ、ｚ駆動装置から成るものを試料ステージとする。プ
ローブとは、探針とそれを支える弾性体をまとめたもの
のことであり、本実施例においては原子間力顕微鏡に用
いるプローブをＰｔでコートしたものを用いている。プ
ローブ駆動装置５０８にはピエゾ素子が組み込まれてお
り、プローブホルダー５０９を介して取り付けられたプ
ローブ３０１をｚ方向に駆動することができる。プロー
ブ駆動装置５０８をプローブ駆動制御装置５１５で電気
的に制御し、プローブ３０１をプローブ３０１の共振周
波数近傍の振動数で励震する。The examples of the first control device and the second control device described in the present embodiment are the xy drive devices 5 respectively.
03 and xy drive control unit 506, z drive unit 504 and z
A drive control device 507. Here, the x, y, and z directions are determined. The z direction is a direction perpendicular to the surface of the sample 404, and the x and y directions are directions parallel to the sample surface. x
A sample stage composed of y and z driving devices is used as a sample stage. The probe is a collection of a probe and an elastic body supporting the probe. In this embodiment, a probe used for an atomic force microscope and coated with Pt is used. A piezo element is incorporated in the probe driving device 508, and the probe 301 mounted via the probe holder 509 can be driven in the z direction. The probe drive device 508 is electrically controlled by the probe drive control device 515 to excite the probe 301 at a frequency near the resonance frequency of the probe 301.

【００３３】ここでいう共振周波数とは、プローブの質
量、探針先端と試料表面の距離に依存する探針先端と試
料表面の間の原子間力、弾性体の弾性定数などから決ま
る、プローブに固有の振動数のことである。この共振周
波数は、同一プローブ、同一試料を用いた場合、探針先
端と試料表面の間の距離が一定であれば、一定となり、
探針が試料表面上の凹凸構造上にあるように探針と試料
表面の間の距離が変化すれば、プローブの共振周波数は
変化する。つまり、探針の試料表面上の走査を、プロー
ブの共振周波数の変化を検出しながら行えば、プローブ
の共振周波数の変化から、試料表面上の形状情報を得る
ことができる。The resonance frequency referred to here is determined by the mass of the probe, the atomic force between the probe tip and the sample surface depending on the distance between the probe tip and the sample surface, the elastic constant of the elastic body, and the like. It is a natural frequency. When the same probe and the same sample are used, the resonance frequency becomes constant if the distance between the tip of the probe and the sample surface is constant,
If the distance between the probe and the sample surface changes so that the probe is on an uneven structure on the sample surface, the resonance frequency of the probe changes. That is, if scanning of the probe with respect to the sample surface is performed while detecting a change in the resonance frequency of the probe, shape information on the sample surface can be obtained from the change in the resonance frequency of the probe.

【００３４】ここで、探針と試料表面の間の距離を一定
に制御するための方法を説明する。例えば探針と試料の
間の距離を３ｎｍに制御するために、プローブ３０１を
探針と試料の間の距離が３ｎｍのときのプローブの共振
周波数近傍の振動数で常に励震しておき、同時にこの周
波数情報を持つ信号を演算回路５１２へ参照信号として
送る。プローブの変位を検出するための手段として、光
てこ方式を用いる。光てこ方式とは、プローブ３０１の
背面に半導体レーザ５１０からレーザ光を当てその反射
光を二分割ダイオードセンサ５１１により検出し、プロ
ーブ３０１のそりの大きさと向き、すなわち試料表面に
垂直な方向の探針の移動量を検知する方式である。この
方式により、探針のｚ方向の動作を検知することができ
る。Here, a method for controlling the distance between the probe and the sample surface to be constant will be described. For example, in order to control the distance between the probe and the sample to 3 nm, the probe 301 is always excited at a frequency near the resonance frequency of the probe when the distance between the probe and the sample is 3 nm, and at the same time, A signal having this frequency information is sent to the arithmetic circuit 512 as a reference signal. An optical lever method is used as a means for detecting the displacement of the probe. In the optical lever method, a laser beam is applied from a semiconductor laser 510 to the back surface of a probe 301 and the reflected light is detected by a two-division diode sensor 511, and the size and direction of the warp of the probe 301, that is, the direction perpendicular to the sample surface is searched. This method detects the amount of movement of the needle. With this method, the operation of the probe in the z direction can be detected.

【００３５】この信号からプローブ３０１の振動の周波
数を検知することができ、探針により試料４０４表面を
走査しているときの試料表面上の凹凸構造に従ったプロ
ーブ３０１の共振周波数の変化を電気信号として検出す
ることができる。この信号を演算回路５１２で読み取
り、探針と試料表面の距離が３ｎｍのときのプローブの
共振周波数からの周波数のずれを検出する。つまり周波
数のずれを検出することは、３ｎｍからの探針と試料表
面の間の距離のずれを検出していることになる。演算回
路からのこのずれの情報をもった信号をフィードバック
信号として試料ステージのｚ駆動装置５０４を制御する
ｚ駆動制御装置５０７へ送り、共振周波数が一定になる
ように、すなわち探針と試料表面の間の距離が常に３ｎ
ｍとなるようにフィードバック制御を行う。The frequency of the vibration of the probe 301 can be detected from this signal, and the change in the resonance frequency of the probe 301 according to the uneven structure on the surface of the sample 404 when the surface of the sample 404 is scanned by the probe is measured. It can be detected as a signal. This signal is read by the arithmetic circuit 512 to detect a frequency shift from the resonance frequency of the probe when the distance between the probe and the sample surface is 3 nm. That is, detecting a frequency shift means detecting a shift in the distance between the probe and the sample surface from 3 nm. A signal having information on the deviation from the arithmetic circuit is sent as a feedback signal to a z-drive control device 507 for controlling the z-drive device 504 of the sample stage so that the resonance frequency is constant, that is, the probe and the sample surface The distance between them is always 3n
Feedback control is performed so as to be m.

【００３６】また、図５に示す微細加工装置の構成は、
探針３０４と被加工物４０２の間に電圧を印加し探針と
被加工物の接触部分に存在する吸着水を介して陽極酸化
反応を起こし、被加工物であるＴｉのパターン構造４０
２のうち探針と被加工物の接触部分を局所的に絶縁性の
酸化Ｔｉへと変化させる加工を行うための、被加工物に
電気的に接続された電圧印加装置５１４を有する。ま
た、被加工物であるＴｉのパターン構造４０２と探針３
０４との間に加工のための電圧を印加した場合に、探針
３０４とＴｉのパターン構造４０２の間に静電引力が生
じ、探針３０４とＴｉのパターン構造は互いに引き付け
あう。このことにより、加工のために電圧を印加した瞬
間探針３０４先端の振動の中心位置と試料４０４の間の
距離が急激に小さくなったり、両者が接触したりする。
この衝撃による探針や試料の劣化を防ぐため、補正手段
５０１により、探針３０４と試料４０４表面との間の距
離の急激な変化を補正する。The configuration of the microfabrication apparatus shown in FIG.
A voltage is applied between the probe 304 and the workpiece 402 to cause an anodic oxidation reaction via the adsorbed water present at a contact portion between the probe and the workpiece, and the pattern structure 40 of the Ti as the workpiece.
2 includes a voltage applying device 514 electrically connected to the workpiece for performing a process of locally changing a contact portion between the probe and the workpiece to insulating Ti oxide. Further, the pattern structure 402 of Ti, which is a workpiece, and the probe 3
When a voltage for processing is applied between the tip 304 and the pattern 04, an electrostatic attractive force is generated between the probe 304 and the pattern structure 402 of Ti, and the probe 304 and the pattern structure of Ti attract each other. As a result, the distance between the center of vibration of the tip of the instantaneous probe 304 to which a voltage is applied for processing and the sample 404 and the sample 404 are sharply reduced, or the two are in contact with each other.
In order to prevent the deterioration of the probe or the sample due to the impact, the correction unit 501 corrects a sudden change in the distance between the probe 304 and the surface of the sample 404.

【００３７】本実施例では、補正手段としてｚ駆動制御
装置と同じ方式を用いる。補正手段５０１は、探針と試
料表面との間の距離の変化による探針の振動の周波数の
ずれの情報をｚ駆動装置にフィードバックするものであ
る。これにより、電圧印加による探針と試料表面との距
離の急激な変化を抑えることができる。また、演算回路
５１２からの試料表面の形状情報をコンピュータ５１３
で取り込み視覚情報に変換することができる。またコン
ピュータ５１３によりｘｙ駆動制御装置５０６およびｚ
駆動制御装置５０７及び補正手段５０１を制御すること
により、試料と探針の間の相対的な位置制御を行うこと
ができる。また、このコンピュータ５１３により、電圧
印加装置５１４の制御も行う。In this embodiment, the same method as that of the z drive control device is used as the correction means. The correction means 501 feeds back information to the z-drive device on information on the frequency shift of the vibration of the probe due to a change in the distance between the probe and the sample surface. Thereby, it is possible to suppress a rapid change in the distance between the probe and the sample surface due to voltage application. In addition, the information on the shape of the sample surface from the arithmetic circuit 512 is sent to the computer 513.
And can be converted into visual information. An xy drive control unit 506 and z
By controlling the drive control device 507 and the correction unit 501, relative position control between the sample and the probe can be performed. The computer 513 also controls the voltage application device 514.

【００３８】［実施例２］本発明の実施例２の微細加工
方法においては、実施例１の微細加工装置を用いた。ま
た、プローブに前述した図３のプローブ３０１を用い、
試料も前述した図４の試料４０４を用いた。そして、こ
の図４におけるＴｉのパターン構造を本実施例における
被加工物とした。[Embodiment 2] In the microfabrication method of Embodiment 2 of the present invention, the microfabrication apparatus of Embodiment 1 was used. Further, using the probe 301 of FIG.
The sample used was the sample 404 in FIG. 4 described above. Then, the pattern structure of Ti in FIG. 4 was used as a workpiece in this embodiment.

【００３９】本実施例の微細加工方法においては、ま
ず、図５に示すように、プローブ３０１を探針３０４が
試料４０４表面に対向するように配置する。つぎに、プ
ローブ３０１の弾性体部をプローブホルダー５０９で支
持し、プローブ駆動装置５０８をプローブ駆動制御装置
５１５で電気的に制御することにより、探針を加振す
る。半導体レーザ５１０からレーザ光をプローブの背面
に当てその反射光を二分割ダイオードセンサ５１１で検
出することによりプローブのたわみ量、つまり探針の触
れ幅や振動の周波数などを検出する。また、試料ホルダ
ー５０２を介してｘｙ駆動装置５０３、ｚ駆動装置５０
４で試料４０４を支持し、ｘｙ駆動装置５０３により試
料表面に対して平行な方向へ、またｚ駆動装置５０４に
より試料表面に対して垂直な方向へ試料を探針に対して
相対的に移動させ、これらの位置の調整を行う。In the microfabrication method of this embodiment, first, as shown in FIG. 5, the probe 301 is arranged so that the probe 304 faces the surface of the sample 404. Next, the probe 301 is vibrated by supporting the elastic portion of the probe 301 with the probe holder 509 and electrically controlling the probe driving device 508 with the probe driving control device 515. The laser beam from the semiconductor laser 510 is applied to the back surface of the probe, and the reflected light is detected by the two-division diode sensor 511 to detect the deflection amount of the probe, that is, the touch width of the probe, the frequency of vibration, and the like. In addition, the xy driving device 503 and the z driving device 50
4 supports the sample 404, and moves the sample relative to the probe in a direction parallel to the sample surface by the xy drive device 503 and in a direction perpendicular to the sample surface by the z drive device 504. Adjust these positions.

【００４０】また、本実施例において、探針の振動の振
動状態のうちの周波数を検出することにより、探針３０
４先端の振動の中心位置と試料表面の間の距離を制御す
る。探針の振動の中心位置から試料表面までの距離を約
５ｎｍにし、プローブ駆動装置５０８により、探針３０
４を振幅約２ｎｍ、周波数約１００ｋＨｚで振動させて
おく。試料表面上の凹凸構造などにより探針３０４先端
の振動の中心位置と試料表面の間の距離が変化すれば、
その変化に応じて探針３０４の振動の周波数がずれる。
このずれを二分割ダイオードセンサで検出する信号から
検知し、試料表面上の凹凸構造の情報を得ることができ
る。また、このずれの情報を試料表面に垂直な方向に試
料を移動させるｚ駆動装置５０４にフィードバックする
ことにより、探針３０４の振動の周波数を一定に、つま
り探針３０４先端の振動の中心位置と試料４０４との間
の距離を一定に制御することができる。In this embodiment, the frequency of the vibration state of the probe is detected to detect the frequency of the probe.
4 Control the distance between the center of vibration of the tip and the sample surface. The distance from the center position of the vibration of the probe to the sample surface is set to about 5 nm, and the probe driving device 508 causes the probe 30
4 is vibrated at an amplitude of about 2 nm and a frequency of about 100 kHz. If the distance between the center position of vibration of the tip of the probe 304 and the sample surface changes due to the uneven structure on the sample surface, etc.,
The vibration frequency of the probe 304 shifts according to the change.
This shift can be detected from a signal detected by the two-division diode sensor, and information on the uneven structure on the sample surface can be obtained. Further, by feeding back the information of the shift to the z-drive device 504 for moving the sample in a direction perpendicular to the sample surface, the frequency of the vibration of the probe 304 is kept constant, that is, the center position of the vibration of the tip of the probe 304 and The distance to the sample 404 can be controlled to be constant.

【００４１】図６は、簡単のため図５の中でプローブ３
０１、試料４０４、電圧印加手段５１４のみを示す図で
ある。探針３０４と試料４０４の間の距離を約５ｎｍに
制御した非接触な状態で、探針３０４に試料４０４上を
走査させることにより、周波数のずれの情報から、試料
４０４表面上の凸構造状のマーカー４０３を検出する。
検出したマーカー４０３の位置に基づいて被加工物４０
２表面上の加工を施すべき領域を決定し、探針３０４を
図６中の試料４０４表面上の加工開始点６０１上方へ
と、探針３０４先端の振動の中心位置と試料表面との間
の距離を５ｎｍに制御したまま、移動させる。探針３０
４の振動の中心位置を加工開始点６０１上方へ位置させ
た後、加工の分解能を向上させるため、探針３０４先端
の振動の中心位置と試料表面の間の距離を約３ｎｍにし
た状態で制御する。探針と試料の間に電圧を印加するた
めの手段は電圧印加手段５１４を用いる。FIG. 6 shows probe 3 in FIG. 5 for simplicity.
FIG. 11 is a diagram showing only the sample No. 01, the sample 404, and the voltage applying means 514. By causing the probe 304 to scan over the sample 404 in a non-contact state in which the distance between the probe 304 and the sample 404 is controlled to about 5 nm, the information on the frequency shift can be used to determine the convex structure on the surface of the sample 404. Is detected.
The workpiece 40 is determined based on the detected position of the marker 403.
2. Determine the region on the surface to be processed, and move the probe 304 above the processing start point 601 on the surface of the sample 404 in FIG. Move while controlling the distance to 5 nm. Probe 30
After the center position of the vibration of No. 4 is positioned above the processing start point 601, control is performed with the distance between the center position of the vibration of the tip of the probe 304 and the sample surface set to about 3 nm in order to improve the processing resolution. I do. As a means for applying a voltage between the probe and the sample, a voltage applying means 514 is used.

【００４２】加工は、探針と被加工物４０２の間に加工
のために必要な電圧を印加することにより行うが、この
電圧を印加した瞬間に探針と被加工物４０２の間に急激
に静電引力が働くため、探針と被加工物表面が引き付け
合ってしまう。この静電引力により探針と被加工物４０
２が接触してしまうことなどを避けるため、電圧印加と
同時に補正を行う。補正は、本実施例においては上記
の、探針の振動周波数を用いた探針と試料の間の距離を
制御する手段を用いる。本実施例における加工手段とし
て、試料表面と探針との間に試料側が正となるような電
圧を印加することにより起こる陽極酸化反応を利用す
る。陽極酸化反応により例えば導電性の、Ｔｉ、Ａｌな
どの金属やＳｉなどの半導体は絶縁性の酸化物へと変化
する。探針３０４先端の振動の中心位置と被加工物４０
２表面の間の距離を約３ｎｍに制御した状態で、探針を
被加工物４０２表面上方に静止させた状態で、約８Ｖの
電圧を探針に対して被加工物に約５秒間印加することに
より、半径およそ６０ｎｍのドット状の構造をした酸化
チタンの領域を被加工物の加工開始点を中心とした領域
に作製することができる。Processing is performed by applying a voltage required for processing between the probe and the workpiece 402. At the moment when this voltage is applied, the voltage is suddenly applied between the probe and the workpiece 402. Due to the electrostatic attraction, the probe and the surface of the workpiece are attracted to each other. Due to this electrostatic attraction, the probe and the workpiece 40 are
In order to avoid contact between the two, correction is performed at the same time as voltage application. In the present embodiment, the means for controlling the distance between the probe and the sample using the vibration frequency of the probe is used in this embodiment. As the processing means in the present embodiment, an anodic oxidation reaction caused by applying a voltage between the sample surface and the probe so that the sample side becomes positive is used. Due to the anodization reaction, for example, a conductive metal such as Ti or Al or a semiconductor such as Si is changed to an insulating oxide. Center position of vibration of tip of probe 304 and workpiece 40
A voltage of about 8 V is applied to the workpiece for about 5 seconds with respect to the probe while the distance between the two surfaces is controlled to be about 3 nm and the probe is stopped above the surface of the workpiece 402. Thus, a region of titanium oxide having a dot-like structure with a radius of about 60 nm can be formed in a region centering on the processing start point of the workpiece.

【００４３】［実施例３］本実施例は、実施例２の加工
における被加工物に対する探針の走査方法のみを変えた
ものである。実施例２と同様に被加工物表面上方まで、
探針３０４先端の振動の中心位置と被加工物４０２の間
の距離を約５ｎｍに制御した状態で、探針３０４を移動
させ、探針３０４先端の振動の中心位置と被加工物４０
２表面の間の距離を約３ｎｍとして制御し、その後加工
を行う。[Embodiment 3] In the present embodiment, only the scanning method of the probe with respect to the workpiece in the processing of the embodiment 2 is changed. As in Example 2, up to the surface of the workpiece
With the distance between the center of vibration of the tip of the probe 304 and the workpiece 402 controlled to about 5 nm, the probe 304 is moved, and the center of vibration of the tip of the probe 304 and the workpiece 40 are controlled.
The distance between the two surfaces is controlled to be about 3 nm, and then processing is performed.

【００４４】加工開始と同時に、被加工物４０２に探針
３０４に対して８Ｖの電圧を電圧印加手段５１４により
印加し始め、図７に示すように被加工物４０２表面に平
行な方向に被加工物に対して相対的に探針３０４先端の
振動の中心位置を加工終了点７０１上方まで移動させ
る。このことにより、加工開始点６０１上方から、加工
終了点７０１まで被加工物表面に平行な方向に探針３０
４先端が描いた軌跡を被加工物表面に投影した領域のＴ
ｉが酸化チタンへと変化し、被加工物４０２表面上に幅
約８０ｎｍほどの細線状の酸化チタン領域が作製され
る。Simultaneously with the start of processing, a voltage of 8 V is applied to the work piece 402 to the probe 304 by the voltage applying means 514, and the work is processed in a direction parallel to the surface of the work piece 402 as shown in FIG. The center position of the vibration of the tip of the probe 304 relative to the object is moved to a position above the processing end point 701. As a result, the probe 30 is moved from above the processing start point 601 to the processing end point 701 in a direction parallel to the surface of the workpiece.
4 T of the area where the trajectory drawn by the tip is projected on the workpiece surface
i changes to titanium oxide, and a fine line-shaped titanium oxide region having a width of about 80 nm is formed on the surface of the workpiece 402.

【００４５】[0045]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、探針を被加工物に対して相対走査して微細加工をす
るに際し、加工精度の低下を引き起こすことがなく、よ
り高精度で安定な加工を行うことが可能な微細加工方法
及び微細加工装置を実現することができる。As described above, according to the present invention, when the probe is relatively scanned with respect to the workpiece to perform fine processing, the processing accuracy is not reduced and higher precision is achieved. Thus, it is possible to realize a fine processing method and a fine processing apparatus capable of performing stable processing by using the method.

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

【図１】本発明の実施の形態におけるマーカーの例を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a marker according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態において、探針を振動させ
る際の振幅について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an amplitude when a probe is vibrated in the embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施例の微細加工装置に用いられるプ
ローブの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a probe used in the microfabrication apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施例に用いられる試料の構成を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a sample used in an example of the present invention.

【図５】本発明の実施例の微細加工装置の構成を示す図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a microfabrication apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施例２における電圧印加方法を説明
するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a voltage applying method according to a second embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施例３における電圧印加方法を説明
するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a voltage application method according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１：被加工物 １０２：マーカー １０３：マーカー １０４：マーカー ２０１：探針 ２０２：被加工物 ２０３：探針先端の振動振幅 ２０４：探針先端の振動の中心位置 ２０５：被加工物表面 ２０６：探針先端の振動の中心位置と被加工物表面の間
の距離 ２０７：探針先端 ３０１：プローブ ３０２：弾性体またはレバー ３０３：Ｐｔ部 ３０４：探針 ４０１：ＳｉＯ2／Ｓｉ基板 ４０２：被加工物（Ｔｉパターン構造） ４０３：マーカー ４０４：試料 ５０１：補正手段 ５０２：試料ホルダー ５０３：ｘｙ駆動装置 ５０４：ｚ駆動装置 ５０５：探針先端 ５０６：ｘｙ駆動制御装置 ５０７：ｚ駆動制御装置 ５０８：プローブ駆動装置 ５０９：プローブホルダー ５１０：半導体レーザ ５１１：二分割ダイオードセンサ ５１２：演算回路 ５１３：コンピュータ ５１４：電圧印加装置 ５１５：プローブ駆動制御装置 ６０１：加工開始点 ７０１：加工終了点101: Workpiece 102: Marker 103: Marker 104: Marker 201: Probe 202: Workpiece 203: Vibration amplitude of probe tip 204: Center position of vibration of probe tip 205: Workpiece surface 206: Search the distance between the center position and the workpiece surface of the vibration of the needle tip 207: probe tip 301: probe 302: elastic member or lever 303: Pt 304: probe 401: SiO 2 / Si substrate 402: workpiece (Ti pattern structure) 403: marker 404: sample 501: correction means 502: sample holder 503: xy drive 504: z drive 505: probe tip 506: xy drive controller 507: z drive controller 508: probe drive Device 509: Probe holder 510: Semiconductor laser 511: Two-division diode sensor 512: Operation Road 513: Computer 514: Voltage applying unit 515: a probe drive control unit 601: machining start point 701: machining end point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 亮 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C034 AA02 AB04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ryo Kuroda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 5C034 AA02 AB04

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】弾性体に支持された少なくとも先端が導電
性の探針を備え、該探針を被加工物に対して相対走査し
て、該被加工物に微細加工を施す微細加工方法におい
て、 前記探針と前記被加工物が非接触な状態で、該探針と該
被加工物の間に電圧を印加することにより前記被加工物
を加工する加工工程と、 前記加工工程における加工開始と同時または加工前に、
前記探針と前記被加工物が非接触な状態で、該探針と該
被加工物との間の距離を補正する補正工程と、 を有することを特徴とする微細加工方法。1. A micro-machining method for performing micro-machining on a workpiece by scanning at least a tip of the workpiece supported by an elastic body at least at a tip thereof with respect to the workpiece. A processing step of processing the workpiece by applying a voltage between the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other; and starting processing in the processing step. At the same time or before processing,
A correction step of correcting a distance between the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other. 【請求項２】前記加工工程の前工程として、 前記探針を前記被加工物表面に対向させる工程と、 前記探針の被加工物表面に垂直な方向への移動量を検出
する工程と、 前記探針と前記被加工物が非接触な状態で、前記被加工
物に対して相対的に前記探針を前記被加工物表面に平行
に走査させることにより、被加工物表面にあらかじめ設
けられたマーカーを検出するマーカー検出工程と、 前記マーカーに基づき前記被加工物表面上の加工領域及
び加工開始点を決定する工程と、 前記探針と前記被加工物が非接触な状態で、前記被加工
物表面上の前記加工開始点上方に前記探針を位置させる
工程と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の微細加工方
法。2. A step before the processing step, wherein: a step of causing the probe to face the surface of the workpiece; and a step of detecting a moving amount of the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece. In a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other, the probe is provided in advance on the surface of the workpiece by scanning the probe parallel to the surface of the workpiece relative to the workpiece. A marker detection step of detecting a marker that has been detected; a step of determining a processing region and a processing start point on the surface of the workpiece based on the marker; and a step of determining whether the probe and the workpiece are in non-contact with each other. 2. The method according to claim 1, further comprising: positioning the probe above the processing start point on a workpiece surface. 3. 【請求項３】前記マーカー検出工程における前記マーカ
ーが、前記被加工物表面上にあらかじめ設けられた凹凸
構造状のものであることを特徴とする請求項２に記載の
微細加工方法。3. The microfabrication method according to claim 2, wherein the marker in the marker detecting step has an uneven structure provided in advance on the surface of the workpiece. 【請求項４】前記加工工程において、前記探針と前記被
加工物表面が非接触な状態で、前記被加工物表面に対し
て前記探針を前記加工開始点または前記加工領域に含ま
れる点の上方に位置させ、前記被加工物表面に平行な方
向に静止させたまま前記探針と前記被加工物の間に加工
に必要とされる所定の電圧を所定の時間印加することを
特徴とする請求項２または請求項３に記載の微細加工方
法。4. In the processing step, in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other, a point where the probe is included in the processing start point or the processing area with respect to the surface of the workpiece. And applying a predetermined voltage required for processing for a predetermined time between the probe and the workpiece while keeping the workpiece stationary in a direction parallel to the surface of the workpiece. The microfabrication method according to claim 2 or 3, wherein the method is performed. 【請求項５】前記加工工程において、前記探針と前記被
加工物表面が非接触な状態で、前記被加工物表面に対し
て相対的に前記探針を前記被加工物表面に平行に加工に
必要とされる所定の方向に所定の距離走査しながら、前
記探針と前記被加工物の間に加工に必要とされる電圧を
所定の時間印加することを特徴とする請求項２または請
求項３に記載の微細加工方法。5. In the processing step, the probe is processed in parallel with the surface of the workpiece relative to the surface of the workpiece in a state where the probe and the surface of the workpiece are not in contact with each other. A voltage required for processing is applied between the probe and the workpiece for a predetermined time while scanning the probe and the workpiece in a predetermined direction required for a predetermined time. Item 3. The microfabrication method according to Item 3. 【請求項６】前記補正工程において、前記探針と前記被
加工物との間の距離を規定量変化させることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の微細加工方法。6. The fine processing method according to claim 1, wherein in the correcting step, a distance between the probe and the workpiece is changed by a predetermined amount. 【請求項７】前記補正工程が、前記探針と前記被加工物
の間に電圧を印加することによる前記探針と前記被加工
物表面の間の距離の変化を補正する工程であることを特
徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の微細加工
方法。7. The method according to claim 1, wherein the correcting step is a step of correcting a change in a distance between the probe and the surface of the workpiece caused by applying a voltage between the probe and the workpiece. The microfabrication method according to any one of claims 1 to 6, wherein: 【請求項８】前記補正工程が、 前記探針を前記被加工物表面に垂直方向に所定の振動条
件で振動させる加振工程と、 前記探針の振動状態を検出する工程と、 前記振動状態が一定になるように、前記探針の振動の中
心位置と前記被加工物表面の間の距離を制御する工程
と、 によ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. The vibrating state, wherein the correcting step includes: vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece under a predetermined vibration condition; detecting a vibration state of the probe; Controlling the distance between the center position of the vibration of the probe and the surface of the workpiece so that is constant. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein Fine processing method. 【請求項９】前記振動状態が、前記探針の振動振幅であ
ることを特徴とする請求項８に記載の微細加工方法。9. The method according to claim 8, wherein the vibration state is a vibration amplitude of the probe. 【請求項１０】前記振動状態が、前記探針の振動周波数
であることを特徴とする請求項８に記載の微細加工方
法。10. The method according to claim 8, wherein the vibration state is a vibration frequency of the probe. 【請求項１１】前記振動状態が、前記探針の振動の位相
であることを特徴とする請求項８に記載の微細加工方
法。11. The method according to claim 8, wherein the vibration state is a phase of vibration of the probe. 【請求項１２】被加工物表面に対向するように配置さ
れ、弾性体に支持された少なくとも先端が導電性の探針
と、前記探針を前記被加工物表面と平行な方向に前記被
加工物表面に対して相対的に移動させるための第一の制
御装置と、前記被加工物表面と前記探針との間の距離を
制御するための第二の制御装置と、前記探針の被加工物
表面に垂直な方向への移動量を検出する検出手段と、前
記被加工物表面に設けられたマーカーを検出するマーカ
ー検出装置と、前記探針先端の導電性部分と前記被加工
物の間に電圧を印加するための電圧印加装置と、前記探
針と前記被加工物が非接触な状態で、前記探針と前記被
加工物との間の距離を補正する補正手段と、 を有することを特徴とする微細加工装置。12. A probe, which is disposed so as to face a surface of a workpiece and is supported at least by an elastic body and has a conductive tip at least at a tip thereof, and the probe is mounted on the workpiece in a direction parallel to the surface of the workpiece. A first controller for moving the probe relative to the surface of the workpiece, a second controller for controlling a distance between the surface of the workpiece and the probe, and a controller for the probe. Detecting means for detecting an amount of movement in a direction perpendicular to the surface of the workpiece, a marker detecting device for detecting a marker provided on the surface of the workpiece, a conductive portion at the tip of the probe, and A voltage application device for applying a voltage therebetween, and a correction unit configured to correct a distance between the probe and the workpiece in a state where the probe and the workpiece are not in contact with each other. A microfabrication apparatus characterized by the above-mentioned. 【請求項１３】前記マーカー検出装置が、前記被加工物
表面上にあらかじめ設けられた凹凸構造状のマーカーを
検出する手段であることを特徴とする請求項１２に記載
の微細加工装置。13. The fine processing apparatus according to claim 12, wherein said marker detecting device is means for detecting a marker having a concavo-convex structure provided in advance on a surface of said workpiece. 【請求項１４】前記補正手段が、前記探針と前記被加工
物との間の距離を規定量変化させる手段であることを特
徴とする請求項１２または請求項１３に記載の微細加工
装置。14. The fine processing apparatus according to claim 12, wherein said correction means is means for changing a distance between said probe and said workpiece by a predetermined amount. 【請求項１５】前記補正手段が、前記探針と前記被加工
物の間に電圧を印加することによる前記探針と前記被加
工物表面の間の距離の変化を補正する手段であることを
特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の微
細加工装置。15. The method according to claim 15, wherein the correcting means corrects a change in a distance between the probe and the surface of the workpiece caused by applying a voltage between the probe and the workpiece. The microfabrication device according to any one of claims 12 to 14, wherein: 【請求項１６】前記補正手段が、 前記探針を前記被加工物表面に垂直方向に所定の振動条
件で振動させる加振手段と、 前記探針の振動状態を検出する手段と、 前記振動状態が一定になるように、前記探針の振動の中
心位置と前記被加工物表面の間の距離を制御する手段
と、 によって構成されていることを特徴とする請求項１２〜
１５のいずれか１項に記載の微細加工装置。16. A vibrating means for vibrating the probe in a direction perpendicular to the surface of the workpiece under a predetermined vibration condition; a means for detecting a vibration state of the probe; Means for controlling the distance between the center position of the vibration of the probe and the surface of the workpiece so that the distance is constant.
16. The microfabrication device according to any one of items 15 to 15. 【請求項１７】前記制御する手段が、前記振動状態とし
て前記探針の振動振幅が一定になるように制御する手段
であることを特徴とする請求項１６に記載の微細加工装
置。17. The microfabrication apparatus according to claim 16, wherein said control means is means for controlling the vibration amplitude of the probe to be constant as the vibration state. 【請求項１８】前記制御する手段が、前記振動状態とし
て前記探針の振動周波数が一定になるように制御する手
段であることを特徴とする請求項１６に記載の微細加工
装置。18. The fine processing apparatus according to claim 16, wherein said controlling means is means for controlling the vibration frequency of said probe to be constant as said vibration state. 【請求項１９】前記制御する手段が、前記振動状態とし
て前記探針の振動の位相が一定になるように制御する手
段であることを特徴とする請求項１６に記載の微細加工
装置。19. The microfabrication apparatus according to claim 16, wherein said control means controls the vibration state of the probe so that the phase of the vibration of the probe is constant.
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JP2008173728A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Sii Nanotechnology Inc Atomic force microscope microprocessing device and microprocessing method using atomic force microscope

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