JP2006221981A - 加工用プローブ及び加工装置並びに加工用プローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 決められた形状の加工針を先端に有し、常に一定の品質を維持すること。
【解決手段】 サンプルに対向配置されたカンチレバー１０と、該カンチレバー１０の先端にサンプルに対向した状態で該サンプルの表面に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針１１とを有する加工用プローブ２の製造方法であって、複数のダイヤモンド小片の中から、カンチレバー１０の先端寸法に合うサイズで、且つ、突起を有するダイヤモンド小片を選択する選択工程と、該選択工程後、選択したダイヤモンド小片を加工台上に移動させる移動工程と、該移動工程後、集束ビームにより突起をさらに任意の形状で先鋭化するようエッチング加工すると共に、突起の基端側をカンチレバー１０の先端に集束ビームを利用して取り付けて加工針１１を作製する加工工程とを備えている加工用プローブ２の製造方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、カンチレバー先端に設けられた加工針でサンプルを削り、サンプルの表面をナノメータースケールで任意の形状に微細加工することができる加工用プローブ及び該加工用プローブを有する加工装置並びに加工用プローブの製造方法に関するものである。

従来より、切削や研削等の機械加工を行う際、０．１μｍ以下の微細なナノスケールで正確に機械加工を行うために、様々な研究等がされており、その１つとして走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ；Scanning Probe Microscope）を利用することが考えられている（非特許文献１参照）。
また、上記走査型プローブ顕微鏡の１つである原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Atomic Force Microscope）と同様の機構をもつ装置に、ダイヤモンド砥粒を先端に有するカンチレバーを取り付け、該カンチレバーで試料等のサンプルを１〜１００ｎｍのナノスケールで加工する有効性についても既に知られている（非特許文献２参照）。即ち、粒径が５０μｍ程度のダイヤモンド砥粒を切れ刃として利用することで、その硬度からサンプルを確実に削ることができ、ナノスケールでの加工を実現することができる。
特表平１０−５０６４５７号公報 森田清三、「走査型プローブ顕微鏡（基礎と未来予測）」、丸善、平成１２年２月１０日発行、Ｐ．８２（各種プローブ作製）、Ｐ．１２４（ＳＰＭによる微細加工） 芦田極、他２名、「摩擦力顕微鏡機構を用いた極微小な機械加工の研究」、日本機械学論文集（Ｃ編）、６４巻、６２６号（１９９８−１０）、Ｐ．４０７２−４０８５

しかしながら、上記従来の方法では、以下の課題が残されている。
即ち、上記非特許文献２に記載されているように、切れ刃となる従来のダイヤモンド砥粒（加工針）は、予め破砕された状態とされているものであり、該破砕によって粒度が調整されている。そして、複数のダイヤモンド砥粒の中から切れ刃となるべき最適な形状を有するダイヤモンド砥粒を選び、該ダイヤモンド砥粒をカンチレバーの先端に取り付けている。ところが、ダイヤモンド砥粒を接着する際に、特定の位置を切れ刃として選択することが難しい。そのため、結果的に切れ刃としてサンプル表面（被削材表面）に接触する部分の形状は、固体毎に不規則となってしまうものであった。つまり、同じ形状（特性）のものを、複数個、或いは、ある量製造することは不可能に近いものであった。従って、加工精度がそれぞれ異なってしまって品質が保てず、ナノメータースケールの加工技術を実用レベルにすることが困難であった。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、決められた形状の加工針を先端に有し、常に一定の品質を維持することができる加工用プローブ及び該加工用プローブを有する加工装置並びに加工用プローブの製造方法に関するものである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明の加工用プローブは、サンプルに対向配置されたカンチレバーと、該カンチレバーの先端に前記サンプルに対向した状態で該サンプルの表面に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針とを有する加工用プローブであって、前記加工針が、ダイヤモンド小片から集束ビームにより任意の形状に加工されたものであることを特徴とするものである。

また、本発明の加工用プローブの製造方法は、サンプルに対向配置されたカンチレバーと、該カンチレバーの先端に前記サンプルに対向した状態で該サンプルの表面に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針とを有する加工用プローブの製造方法であって、複数のダイヤモンド小片の中から、前記カンチレバーの先端寸法に合うサイズで、且つ、突起を有するダイヤモンド小片を選択する選択工程と、該選択工程後、選択した前記ダイヤモンド小片を加工台上に移動させる移動工程と、該移動工程後、集束ビームにより前記突起をさらに任意の形状で先鋭化するようエッチング加工すると共に、突起の基端側を前記カンチレバーの先端に集束ビームを利用して取り付けて前記加工針を作製する加工工程とを備えていることを特徴とするものである。

この発明に係る加工用プローブ及び加工用プローブの製造方法においては、まず、複数のダイヤモンド小片（例えば、市販されているダイヤモンド砥粒）を観察し、これらの中から針先となる最適なダイヤモンド小片を選択する選択工程を行う。即ち、カンチレバーの先端寸法に合うサイズ（例えば、粒径が２０μｍ程度）であり、一部分が突起となっているダイヤモンド小片を選択する。なお、この際、より鋭角になっている突起を選択するほど、後の加工時間を短縮することができる。
ダイヤモンド小片の選択後、該ダイヤモンド小片をピックアップして集束ビーム装置の加工台上に載せる移動工程を行う。

そして、加工台上に載せられたダイヤモンド小片に集束イオンビーム（ＦＩＢ）等の集束ビームを照射して、上記突起をさらに先鋭化するようエッチング加工する。この際、任意の形状、例えば、片刃や両刃や三角錐等の形状となるように加工を行う。また、同時に突起の基端側が平面となるようにエッチング加工して、該平面をカンチレバーの先端に取り付ける加工工程を行う。この加工工程により、カンチレバーの先端に、先端が先鋭化された加工針を取り付けることができる。特に、選択工程の際に、針先に適した最適なダイヤモンド小片を選択しているので、加工工程時において多くの領域を加工するのではなく、加工領域を極力抑えることができる。よって、加工時間を短縮することができると共に製造コストの軽減化を図ることができる。

このように製造された加工用プローブは、加工針が集束ビームにより任意の形状に加工されるので、従来のものと異なり常に同じ決められた形状となる。よって、常に同じ品質を維持することができる。その結果、サンプルの加工精度が向上し、高精度なナノメータースケールの微細加工を行うことができる。
また、加工針は、任意の形状に形成されるので、サンプルを、従来困難であった垂直壁
やオーバーハング等で加工することも可能となり、設計の自由度を向上したり、より精密な加工を行ったりすることができる。

また、本発明の加工用プローブは、上記本発明の加工用プローブにおいて、前記加工針が、ダイヤモンドの結晶方向に沿ってエッチング加工されたものであることを特徴とするものである。
また、本発明の加工用プローブの製造方法は、上記本発明の加工用プローブの製造方法において、前記加工工程の際、前記ダイヤモンドの結晶方向に沿ってエッチング加工を行うことを特徴とするものである。

この発明に係る加工用プローブ及び加工用プローブの製造方法においては、加工針がダイヤモンドの結晶方向に沿ってエッチング加工されているので、耐摩耗方向に沿った加工針を得ることができる。よって、寿命が延びて信頼性の向上を図ると共に加工精度を向上することができる。

また、本発明の加工用プローブの製造方法は、上記本発明の加工用プローブの製造方法において、前記ダイヤモンド小片として、予めダイヤモンドの結晶方向が研磨面に観察できるものを使用することを特徴とするものである。

この発明に係る加工用プローブの製造方法においては、ダイヤモンド小片として、予めダイヤモンドの結晶方向が研磨面に観察できるもの、例えば、ダイヤモンドドレッサ等を使用するので、加工工程にかける時間を短縮することができ、製造コストの軽減化を図ることができる。

また、本発明の加工用プローブは、上記本発明の加工用プローブにおいて、前記加工針が、導電性を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の加工用プローブの製造方法は、上記本発明のいずれかに記載の加工用プローブの製造方法において、前記移動工程の後、前記ダイヤモンド小片に不純物をドーピングするドーピング工程を有することを特徴とするものである。

この発明に係る加工用プローブの製造方法においては、ダイヤモンド小片にｐ型やｎ型の不純物をイオン注入法や拡散法等によりドーピングするドーピング工程を行うので、天然ダイヤモンドからなるダイヤモンド砥粒をダイヤモンド小片として利用したとしても、Ｓｉｃ砥粒のように導電性を持たせることができる。
これにより、サンプルを微細加工するときに、サンプルとの摩擦により発生する電荷が加工針に貯まらず、加工屑（切削屑等）が付き難い状態となる。よって、サンプルを加工屑の影響を与えずに微細加工することができ、品質精度を向上することができる。また、絶縁物試料加工が容易となる。

また、本発明の加工用プローブの製造方法は、上記本発明のいずれかに記載の加工用プローブの製造方法において、前記ダイヤモンド小片が、導電性を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の加工用プローブの製造方法は、上記本発明の加工用プローブにおいて、前記ダイヤモンド小片が、ドーパント含有人造ダイヤモンド小片であることを特徴とするものである。

この発明に係る加工用プローブの製造方法においては、ダイヤモンド小片として、予め導電性を有している物（例えば、ドーパント含有人造ダイヤモンド小片）を使用するので、サンプルを微細加工するときに、サンプルとの摩擦により発生する電荷が加工針に貯まらず、加工屑（切削屑等）が付き難い状態となる。よって、サンプルを加工屑の影響を与えずに微細加工することができ、品質精度を向上することができる。また、絶縁物試料加工が容易となる。

また、本発明の加工装置は、上記本発明のいずれかに記載の加工用プローブと、前記サンプルを載置するステージと、該ステージと前記加工用プローブとを、前記サンプル表面に平行なＸＹ方向及びサンプル表面に垂直なＺ方向に相対移動させる移動手段と、前記サンプル表面を観察する観察手段とを備えることを特徴とするものである。

この発明に係る加工装置においては、移動手段を適時作動させることで、加工針をサンプルの表面に接触させると共に、該サンプルの表面を任意の形状で切削や研削等して確実な微細加工を行うことができる。また、サンプル表面の加工状況を観察手段により観察できるので、加工精度を向上することができる。特に、任意の形状に形成され、品質が安定した加工用プローブを利用するので、サンプルをナノメータースケールで高精度に微細加工することができる。

本発明に係る加工用プローブ及び加工用プローブの製造方法によれば、加工針が集束ビームにより任意の形状に加工されるので常に同じ品質となり、その結果、サンプルの加工精度が向上し、高精度なナノメータースケールの微細加工を行うことができる。また、加工針が任意の形状に形成されるので、垂直壁やオーバーハング等、従来困難とされていた形状でサンプルを加工することが可能となり、設計の自由度を向上したり、より精密な加工を行ったりすることができる。
また、本発明に係る加工装置によれば、任意の形状に形成され、品質が安定した加工用プローブを利用するので、サンプルをナノメータースケールで高精度に微細加工することができる。

以下、本発明に係る加工用プローブ及び該加工用プローブを有する加工装置並びに加工用プローブの製造方法の一実施形態を、図１から図６を参照して説明する。
本実施形態の加工装置１は、図１に示すように、サンプルＳに対向配置された（上方に配された）加工用プローブ２と、サンプルＳを載置するステージ３と、該ステージ３と加工用プローブ２とを、サンプル表面Ｓ１に平行なＸＹ方向及びサンプル表面Ｓ１に垂直なＺ方向に相対移動させる移動手段４と、サンプル表面Ｓ１を観察する観察手段５とを備えている。

上記加工用プローブ２は、図２に示すように、カンチレバー１０と、該カンチレバー１０の先端に、サンプルＳに対向した状態でサンプル表面Ｓ１に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針１１とを備えている。この加工針１１は、天然ダイヤモンドを粉砕して得られたダイヤモンド砥粒（ダイヤモンド小片）Ｄから集束イオンビーム（ＦＩＢ）（集束ビーム）により任意の形状に加工されたものである。この加工用プローブ２の製造方法については、後に詳細に説明する。

上記加工用プローブ２は、金属材料等からなるケーシング１２の上部に固定された固定ホルダ１３に着脱可能に固定されている。また、ケーシング１２の上部には、開口が形成されており、該開口を塞ぐようにウインドウ１４が取り付けられている。
また、ケーシング１２内の底部には、防振機構を有するベース１５が載置されている。このベース１５上には、サンプルＳをＸＹＺの３方向に粗動移動させるステッピングモータ等の粗動機構１６が取り付けられている。そして、この粗動機構１６上に、ステージ３と加工用プローブ２とを、ＸＺ方向に相対移動可能なＺスキャナ１７と、ステージ３と加工用プローブ２とをＸＹ方向に相対移動可能なＸＹスキャナ１８とが順に載置され、さらに、該ＸＹスキャナ１８上にステージ３を介してサンプルＳが載置されている。
上記ＸＹスキャナ１８及びＺスキャナ１７は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電素子であり、電圧が印加されると、電圧印加量及び極性等に応じてステージ３をＸＹＺ方向に微小移動させるようになっている。即ち、これらＸＹスキャナ１８及びＺスキャナ１７は、上記移動手段４を構成している。この移動手段４を作動させることによって、加工針１１でサンプル表面Ｓ１を切削したり研削したりして微細加工できるようになっている。

また、観察手段５は、加工針１１の裏面に形成された図示しない反射面にレーザ光Ｌを照射するレーザ光源２０と、反射面で反射したレーザ光Ｌ（反射光）を検出するフォトダイオード２１とを備えている。これらレーザ光源２０及びフォトダイオード２１は、ケーシング１２の外部であってウインドウ１４の上方に配されており、ウインドウ１４を介してレーザ光Ｌが入射及び出射するようになっている。
また、フォトダイオード２１は、レーザ光Ｌ（反射光）の入射位置に応じて、カンチレバー１０の撓み状態を測定するようになっている。即ち、光てこ方式によりカンチレバー１０の撓み状態を測定する。また、この測定を行う場合には、移動手段４により加工針１１とサンプル表面Ｓ１とを微小な力で接触させた状態で、ＸＹ方向への走査を行いながら行う。

また、フォトダイオード２１は、検出結果をＤＩＦ信号として出力し、該ＤＩＦ信号をプリアンプ等で増幅すると共に直流変換して、各構成品を総合的に制御するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２２のＺ電圧フィードバック回路に送る。そして、該Ｚ電圧フィードバック回路は、送られてきたＤＩＦ信号に基づいて、Ｚスキャナ１７に電圧を印加してサンプルＳをＺ方向に微小移動させるようになっている。また、ＰＣ２２は、送られてきたＤＩＦ信号に基づいて、サンプル表面Ｓ１の凹凸形状等を観察すると共に、観察した画像を表示部２３に表示するようになっている。
なお、カンチレバー１０の撓み状態を測定するには、上述した光てこ方式のほかに、カンチレバー１０内部に変位検出が可能な歪ゲージを内蔵した自己検知型カンチレバーを用いることもできる。本実施形態においては、光てこ方式を用いた場合について説明する。

次に、上記加工用プローブ２の製造方法について説明する。
本実施形態の加工用プローブ２の製造方法は、複数のダイヤモンド砥粒Ｄの中から、カンチレバー１０の先端寸法に合うサイズで、且つ、略鋭角な突起Ｄ１を有するダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択する選択工程と、該選択工程後、選択したダイヤモンド砥粒Ｄ’を加工台Ｔ上に移動させる移動工程と、該移動工程後、ＦＩＢによりダイヤモンド砥粒Ｄ’の上記突起Ｄ１をさらに任意の形状で先鋭化するようにエッチング加工すると共に、突起Ｄ１の基端側をカンチレバー１０の先端にＦＩＢを利用して取り付けて上記加工針１１を作製する加工工程とを備えている。これら各工程について、以下に詳細に説明する。

まず、図３に示すように、複数のダイヤモンド砥粒Ｄを、例えば、ＦＩＢ装置による走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）で観察し、これらの中から針先となる最適なダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択する上記選択工程を行う。即ち、カンチレバー１０の先端寸法に合うサイズ（例えば、粒径が２０μｍ）であり、図４に示すように一部分が略鋭角な突起Ｄ１となっているダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択する。
この選択工程によりダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択した後、ＳＩＭで確認しながらマニュピレータ等の図示しない把持機構により該ダイヤモンド砥粒Ｄ’をピックアップすると共に、図５に示すように、ピックアップしたダイヤモンド砥粒Ｄ’を加工台Ｔ上に載置する。

そして、加工台Ｔ上に載せられたダイヤモンド砥粒Ｄ’にＦＩＢを照射して、図６に示すように、上記突起Ｄ１をさらに先鋭化するようにエッチング加工する。この際、任意の形状、例えば、片刃や両刃や三角錐等の形状になるように加工を行う。また、同時に突起Ｄ１の基端側が平面Ｄ２になるようにエッチング加工してカンチレバー１０の先端に取り付ける加工工程を行う。
この加工工程により、図２に示すように、カンチレバー１０の先端に、先端が先鋭化された加工針１１を取り付けることができる。特に、選択工程の際に、複数のダイヤモンド砥粒Ｄの中から針先に適した最適なダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択しているので、加工工程時において多くの領域を加工するのではなく、加工領域を極力抑えることができる。よって、加工時間を短縮することができると共に、製造コストの軽減化を図ることができる。
なお、ダイヤモンド砥粒Ｄ’を選択する際に、極力突起Ｄ１が鋭角なものを選択することで、エッチング加工にかける加工時間をより抑えることができる。

次に、上述した加工用プローブ２及び加工装置１により、サンプルＳを微細加工する場合について説明する。
まず、加工用プローブ２を固定ホルダ１３に固定すると共にステージ３上にサンプルＳを載置した後、サンプル表面Ｓ１と加工針１１とを接触させる初期工程を行う。即ち、粗動機構１６によりステージ３をＺ方向にゆっくりと移動させる。また、この際、レーザ光源２０からレーザ光Ｌを照射させ、反射光をフォトダイオード２１で検出しておく。この状態で粗動機構１６の移動によりステージ３と加工針１１とが接触すると、サンプルＳに加工針１１が押されるのでカンチレバー１０が若干撓む。これにより、反射面で反射するレーザ光Ｌの角度が変化して、フォトダイオード２１に入射するレーザ光Ｌの入射位置が変化する。これにより、サンプル表面Ｓ１と加工針１１とが接触したことを確実に判断することができる。

この初期設定の終了後、ＸＹスキャナ１８によりサンプルＳをＸＹ方向に走査させて、微細加工を行う位置まで加工針１１を移動させる。加工を開始する位置に加工針１１が達したら、Ｚスキャナ１７によりステージ３をＺ方向に微小移動させて加工針１１とサンプル表面Ｓ１とを所定の接触圧力で接触させる。この際、接触圧力に応じてフォトダイオード２１に入射するレーザ光Ｌの入射位置が変化するので、該入射位置を検出することで、確実に加工針１１とサンプル表面Ｓ１とを所定の接触圧力で接触させることができる。
所定の圧力で加工針１１とサンプル表面Ｓ１とを接触させた後、この状態を維持しながらＸＹスキャナ１８によりステージ３をＸＹ方向に向けて走査させる。これにより、加工針１１は、サンプル表面Ｓ１を切削したり研削したりして、サンプル表面Ｓ１をナノメータースケールで微細加工することができる。この走査を加工領域の全領域において、例えば、繰り返し行うことで、サンプル表面Ｓ１を確実に所定の形状で微細加工することができる。
なお、カンチレバー１０の撓みが一定となるようにＺスキャナ１７をフィードバック制御することで、一定の接触圧力を維持することができる。

特に、加工針１１がＦＩＢにより任意の形状に加工されているので、従来のものと異なり常に同じ決められた形状となる。よって、常に同じ品質を維持することができる。その結果、サンプルＳの加工精度が向上し、高精度なナノメータースケールの微細加工を行うことができる。また、加工針１１を任意の形状で形成可能なので、サンプルＳを従来困難であった垂直壁やオーバーハング等で加工することも可能であり、設計の自由度を向上することができる。また、天然ダイヤモンドであるダイヤモンド砥粒Ｄ’から加工針１１を形成しているので、硬度が確保でき、サンプルＳを確実に微細加工することができる。
また、サンプルＳの微細加工が終了した後、観察手段５によりサンプル表面Ｓ１の加工状況（凹凸形状）を観察できるので、確実な加工精度を維持することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態においては、加工工程の際、単にダイヤモンド砥粒Ｄ’をＦＩＢによりエッチング加工したが、ダイヤモンドの結晶方向に沿ってダイヤモンド砥粒Ｄ’をエッチング加工しても構わない。こうすることで、耐摩耗方向に沿った加工針１１を得ることができ、加工用プローブ２の寿命を延ばすことができると共に、加工精度をさらに向上することができる。
また、この場合には、ダイヤモンド小片としてダイヤモンド砥粒Ｄ’を使用するのではなく、予めダイヤモンドの結晶方向が研磨面に観察できるもの、例えば、ダイヤモンドドレッサ等を使用すると良い。ダイヤモンドドレッサを使用することで、結晶方位を容易に確認できると共に、加工工程にかける時間を短縮でき、製造コストの軽減化を図ることができる。

また、上記実施形態において、移動工程の後、ダイヤモンド砥粒Ｄ’に不純物をドーピングするドーピング工程を行っても構わない。
この場合には、ダイヤモンド砥粒Ｄ’にｐ型やｎ型の不純物をイオン注入法や拡散法等によりドーピングするので、天然ダイヤモンドからなるダイヤモンド砥粒Ｄ’を使用したとしても、Ｓｉｃ砥粒のように導電性を持たせることができる。
なお、予め導電性を有するダイヤモンド砥粒Ｄ’（例えば、ドーパント含有人造ダイヤモンド小片）を使用しても構わない。
このように、導電性を持たせることで、サンプルＳを微細加工するときに、サンプルＳとの摩擦により発生する電荷が加工針１１に貯まらず、加工屑（切削屑等）が付き難い状態となる。よって、サンプルＳを加工屑等の影響を与えずに微細加工することができ、品質精度を向上することができる。また、絶縁物試料加工が容易となる。

また、上記実施形態では、ダイヤモンド小片として、ダイヤモンド砥粒Ｄ’を採用したが、これに限られず、上述したように、ダイヤモンドドレッサを採用しても構わないし、Ｓｉｃ砥粒や人工ダイヤモンド砥粒を採用しても構わない。但し、硬度の点において、天然ダイヤモンドであるダイヤモンド砥粒を採用することが好ましい。

また、上記実施形態においては、加工工程の際、ＦＩＢによりダイヤモンド砥粒Ｄ’をエッチング加工したが、ＦＩＢに限られず、集束ビームであれば構わない。例えば、レーザビームやガス（例えば、水蒸気）アシストされた電子ビームでも構わない。
このように砥粒から選択し移植する方法はタイヤモンド砥粒に限定されず各種の微細粉末にも応用可能である。

本発明に係る加工装置の一実施形態を示す構成図である。 図１に示す加工装置が有する本発明に係る加工用プローブの側面図である。 図２に示す加工用プローブの製造方法を説明するための一工程図であって、複数のダイヤモンド砥粒を観察している状態を示す図である。 図２に示す加工用プローブの製造方法を説明するための一工程図であって、図３に示す複数のダイヤモンド砥粒の中から、針先に適したダイヤモンド砥粒を示した図である。 図２に示す加工用プローブの製造方法を説明するための一工程図であって、針先に適した図４に示すダイヤモンド砥粒をピックアップして加工台上の載置すると共に、該ダイヤモンド砥粒にＦＩＢを照射して任意の形状にエッチング加工している状態を示す側面図である。 図２に示す加工用プローブの製造方法を説明するための一工程図であって、図５に示すＦＩＢ照射により、ダイヤモンド砥粒の突起をさらに任意の形状で先鋭化すると共に、突起の基端側を平面加工した状態を示す正面図である。

符号の説明

Ｄ’ ダイヤモンド砥粒（ダイヤモンド小片）
Ｓ サンプル
Ｔ 加工台
１ 加工装置
２ 加工用プローブ
３ ステージ
４ 移動手段
５ 観察手段
１０ カンチレバー
１１ 加工針

Claims (10)

1. サンプルに対向配置されたカンチレバーと、
   該カンチレバーの先端に前記サンプルに対向した状態で該サンプルの表面に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針とを有する加工用プローブであって、
   前記加工針は、ダイヤモンド小片から集束ビームにより任意の形状に加工されたものであることを特徴とする加工用プローブ。
2. 請求項１記載の加工用プローブにおいて、
   前記加工針は、ダイヤモンドの結晶方向に沿ってエッチング加工されたものであることを特徴とする加工用プローブ。
3. 請求項１又は２記載の加工用プローブにおいて、
   前記加工針は、導電性を有していることを特徴とする加工用プローブ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の加工用プローブと、
   前記サンプルを載置するステージと、
   該ステージと前記加工用プローブとを、前記サンプル表面に平行なＸＹ方向及びサンプル表面に垂直なＺ方向に相対移動させる移動手段と、
   前記サンプル表面を観察する観察手段とを備えることを特徴とする加工装置。
5. サンプルに対向配置されたカンチレバーと、該カンチレバーの先端に前記サンプルに対向した状態で該サンプルの表面に接触可能に設けられ、先端が先鋭化された加工針とを有する加工用プローブの製造方法であって、
   複数のダイヤモンド小片の中から、前記カンチレバーの先端寸法に合うサイズで、且つ、突起を有するダイヤモンド小片を選択する選択工程と、
   該選択工程後、選択した前記ダイヤモンド小片を加工台上に移動させる移動工程と、
   該移動工程後、集束ビームにより前記ダイヤモンド小片の前記突起をさらに任意の形状で先鋭化するようエッチング加工すると共に、突起の基端側を前記カンチレバーの先端に集束ビームを利用して取り付けて前記加工針を作製する加工工程とを備えていることを特徴とする加工用プローブの製造方法。
6. 請求項５記載の加工用プローブの製造方法において、
   前記加工工程の際、前記ダイヤモンドの結晶方向に沿ってエッチング加工を行うことを特徴とする加工用プローブの製造方法。
7. 請求項６記載の加工用プローブの製造方法において、
   前記ダイヤモンド小片として、予めダイヤモンドの結晶方向が研磨面に観察できるものを使用することを特徴とする加工用プローブの製造方法。
8. 請求項５から７のいずれか１項に記載の加工用プローブの製造方法において、
   前記移動工程の後、前記ダイヤモンド小片に不純物をドーピングするドーピング工程を有することを特徴とする加工用プローブの製造方法。
9. 請求項５から７のいずれか１項に記載の加工用プローブの製造方法において、
   前記ダイヤモンド小片が、導電性を有していることを特徴とする加工用プローブの製造方法。
10. 請求項９記載の加工用プローブにおいて、
    前記ダイヤモンド小片が、ドーパント含有人造ダイヤモンド小片であることを特徴とする加工用プローブの製造方法。

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