JPH02173278A - 微細加工方法及びその装置 - Google Patents

微細加工方法及びその装置

Info

Publication number
JPH02173278A
JPH02173278A JP63325768A JP32576888A JPH02173278A JP H02173278 A JPH02173278 A JP H02173278A JP 63325768 A JP63325768 A JP 63325768A JP 32576888 A JP32576888 A JP 32576888A JP H02173278 A JPH02173278 A JP H02173278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
needle
current
tunnel
microfabrication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63325768A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yamaguchi
博司 山口
Hiroya Saitou
啓谷 斉藤
Takeoki Miyauchi
宮内　建興
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63325768A priority Critical patent/JPH02173278A/ja
Priority to DE68929298T priority patent/DE68929298T2/de
Priority to EP89122906A priority patent/EP0376045B1/en
Priority to KR1019890019233A priority patent/KR930001494B1/ko
Priority to US07/455,155 priority patent/US5116782A/en
Publication of JPH02173278A publication Critical patent/JPH02173278A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/047—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G03F1/86—Inspecting by charged particle beam [CPB]
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
    • G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching for microworking, e.g. etching of gratings, trimming of electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/045—Electric field
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/855—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/855—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure
    • Y10S977/856—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure including etching/cutting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/855—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure
    • Y10S977/857—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure including coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/855—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure
    • Y10S977/859—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for manufacture of nanostructure including substrate treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/86—Scanning probe structure
    • Y10S977/868—Scanning probe structure with optical means
    • Y10S977/869—Optical microscope
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/86—Scanning probe structure
    • Y10S977/875—Scanning probe structure with tip detail

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＳＩ等の極微細なパターン、分子デバイス
、バイオ素子等の各構造のパターンの製作、修正等、極
微細構造のパターンの成膜、加工などの原子・分子単位
の構造の付与を行う微細加工方法及びその装置に関する
。
〔従来の技術〕
半導体集積回路のパターンは年々微細化しつつあり、こ
れに対するリングラフィ用マスクの描画技術、欠陥の修
正技術、またこれにより形成された集積回路パターンの
修正技術もますます微細化していく傾向にある。
このようなリングラフィ用のマスクの欠陥修正や、素子
内部の配線切断、上下配線の形成、窓あけ、ジャンパ線
の形成に関しては、特開昭５８−５６３３２　号公報、
特開昭５９−１６８６５２号公報、特開昭６２−２２９
９５６号公報等に示されているように、集束したイオン
ビームにより除去、切断、穴あけなどの加工を行い、ま
たイオンビーム誘起またはレーザ誘起ＣＶＤを用いて、
接続や取出し電極形成のだめの穴埋めやジャンパ線の形
成を行う方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来技術においては、無機材料多層
薄膜等の０２μｍ以下の極微細パターンの欠陥修正、切
断、穴あけや、有機高分子、生体高分子等を用いたデバ
イスにおいて原子、分子あるいは原子団、分子団単位の
加工、移動、付着形成などを行うことができる手法が存
在しなかった。
本発明の目的は、０２μｍ以下の極微細なバター７の修
正や、有機高分子、生体高分子等を用いたデバイスの原
子、分子あるいは原子団、分子団単位の操作技術を可能
とし、もって従来技術にない超高集積密度のデバイスや
高速、高機能のデバイス、生体との情報結合を可能とし
たデバイス等を実現できるようにした微細加工方法を提
供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、走査トンネル顕微鏡の方式を用いた超微細
加工方法及びその装置によって達成できる。即ち、先端
を鋭く尖らせたニードルを試料表面に約１μｍ以下の距
離に近づけて、試料と二ドルとの間に電圧を加えると、
この間にトンネル電流が流れる。また、３　ｎｍ以上の
距離では電界放射電流が流れる。この場合、トンネル電
流は二ドル先端と試料表面の原子の間を流れ、また電界
放射電流も距離が極めて短いため、試料表面上では数ｎ
ｍにしか拡がらない。よってこの電流を用いた各種プロ
セスによ）極微細の加工あるいは改変、成膜、原子ある
いは分子単位の除去、付加操作を行うことができる。
〔作用〕
半導体集積回路の高集積化にともない、また分子エレク
トロ素子、バイオエレクトロ素子等の開発に伴い、極＠
細化が進んできている。例えば、投影方式のイオンビー
ムリソグラフィ、投影方式の電子ビームリングラフィ等
に用いられるマスクに対しては、極微細な欠陥が問題と
なり、例えば０３　／Ｊｍの回路パターンに対しては０
．０７　ｔｔｍ以柱の欠陥を修正する必要があり、０１
μｍの回路パターンに対しては００２μｍ以上の欠陥を
修正する必要がある。一方〇ＬＳ　Ｉにおいても、設計
ミスやプロセスミス等により動作不良が生じ、配線を切
断したり、接続したりする修正技術が必要である。
上記従来技術では、液体金属イオン源からのイオンビー
ムを用いた場合、イオン源の有効径が２０〜３０　ｎｍ
と大きいこと、エネルギ幅が数１０ｅＶと大きいことの
ために、最小スポット径は、多段レンズを用いて高倍率
の集束を行っても５０　ｎｍ程度が限界であった。一方
Ｈ２ガスやＡｒガスを液体Ｈｅ温度程度の極低温に冷却
した二ドルの先端において電界電離によりイオン化して
、イオンビームな引出すイオン源を用いる場合は、イオ
ン源の有効径がニードル先端の原子１〜数個と小さいこ
と及びエネルギ幅が１〜数ｅＶと小さいことの為、理論
的には最小１０ｎｍ程度まで集束しうると予測される。
しかしながらニードルの製作に極めて高い技術を必要と
すること、極低温を用い、且つ超真空において高電圧を
要することなど極端条件を多く必要とするものであり、
実用化のだめの多くの課題を解決していく必要がある。
また、分子エレクトロニクス素子、バイオエレクトロニ
クス素子等が研究されつつある。分子エレクトロニクス
素子とは素子の微細化の一つの極限として分子をスイッ
チング素子として用いるものである。
またバイオ素子は生体関連分子から構成され、且つ機能
を持った人オーダの分子を組合せて、生体内のような分
子を情報伝達媒体として用いるものである。
本発明によれば、このような極微細な加工を行うことが
できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて具体的に説明する
。即ち本発明の微細加工装置について第２図〜第５図に
基いて説明する。即ち本発明の微細加工装置は、原子−
個一個？直接観察できる走査トンネル顕微鏡（Ｓｃａｎ
ｎｉｎｇ　ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　
：　Ｓ　Ｔ　Ｍ　）を加工装置とし℃改良したものであ
る。特に第３図はトンネル電流が生じる現象を示す図で
ある。１２３は電子曇な示す。
金属の探針１０８を有するニードル部１０５と導電性物
質１０７との間に電源１１９によりミ圧を印加し、１　
ｎｍ程度の距離に近付けると、トンネル電流が流れる。
この電流は両者の距離の変化に関して極めて敏感であり
、０１８ｍの距離の変化に対してトンネル電流が１桁も
変化する。ここで３つの圧電アクチュエータを備えた３
次元圧電アクチュエータ１００を用いて、トンネル電流
増幅器１１８により検出されるトンネル電流を一定に保
ちながら、Ｘ−Ｙ走査回路１１６によって、Ｘ。
Ｙ圧電アクチュエータ１０１，１０２　　を駆動して、
針（ニードル）１０８が白部分にくると、トンネル電流
増幅器１１８から検出されるトンネル電流が増加し、サ
ーボ回路１１７は元の電流になる迄Ｚ圧電アクチュエー
タ１０３を駆動して針ｌｏ８を上げ、凹部分では逆に針
１０８を下げる。このようにサーボ回路１１７から、圧
電アクチュエータ１０３に印加される針１０８の上下動
が試料１０７の表面の凹凸に対応する。即ち、サーボ回
路１１７からメモリ１２０に印加される信号は、試料１
０７０表面の凹凸に対応する信号である。
一方Ｘ−Ｙ走査回路１１６からメモＩＪ　１２０には、
圧電アクチュエータ１０１，１０２に印加されるＸ−Ｙ
駆動信号に対応するＸ−Ｙ変位信号が印加される。この
走査を繰返すと圧電アクチュエータ１０１．１０２，１
０３に加えた電圧変化がメモリ１２０に記憶され、マイ
クロコンピュータ１２１がメモリ１２０に記憶されたデ
ータを取り出して画像し、表示装置１２２に表示するこ
とによって、物質の表面構造を原子スケールで観測する
ことができる。
針１０８と試料１０７の間に加えるバイアス電圧が１　
ｍＶ〜ＩＶ程度のとき、トンネル電流Ｉ／ｉ１〜１０　
ｎＡ程度である。この場合、試料１０７に与えるパワー
が１　ｐＷ〜１　ｎＷと低いので、損傷の可能性は小さ
い。
また、原子スケールの微動位置制御は可能であり、例え
ば１１ｍ口ＸＩＯ＋ｉ＋長さの圧電アクチュエータによ
り、１ｖの印加電圧で１　ｎｍ程度の微動が可能と成る
。第４図にこのような方法で得られだＳｉの表面の原子
スケールの構造を示す。凹凸に原子−つ一つを反映して
いる。
また第５図にＳｉ表面のＳＴＭ像の等高線表示を示す。
以上のように走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）方式の微細
加工装置は、原子単位の観察を可能とすると共にイオン
ビーム加工等の他の手段では実現しえなかった微細成膜
、原子・分子単位の除去・付加或いは改変を行うことが
できる。
第１図にこの走査トンネル方式の微細加工装置の基本的
な構成を示す。即ち、トンネルユニットの３次元アクチ
ュエータ１００は、マイクロコンピュータ１２１からの
指令で、ＸＹ走査回路１１６及びＺ駆動及びサーボ回路
１１７を作動させ、その駆動信号でｘ、　ｙ、　　ｚ方
向の圧電アクチュエータ１０１，１０２，１０３を駆動
して、これらに固定されたニードル部１０５を、Ｘ、　
Ｙ、　Ｚ方向に微動させるものである。ステージ１０６
の粗動は、マイクロコンピュータ１２１からの指令と、
レーザ測長器コントローラ１１０によりレーザ測長器１
０９で測定されるステージ１０６の位置データとに基づ
いて、ＸＹステージ制御装置１１５は、駆動機構１２３
Ｘ、１２３Ｙ、及びモータ１２４Ｘ。
１２４Ｙを制御して行う。即ち、ステージ１０６の位置
制御は、マイクロコンピュータ１２１からの指令（目標
位置）が、レーザ測長器コントローラ１１０から得られ
るステージの精密な位置データになるようにＸＹステー
ジ制御装置１１５により行われる。レーザ測長器コント
ローラ１１０は、レーザ測長器１０９及びミラー１１１
，１１２゜１１３．１１４、偏向プリズム１１０を用い
てステージの精密な位置データを測定する。
更に、試料１０７とニードルｌＯ８との間をガス雰囲気
にして、この間にトンネル電流ないしは電界放射電流を
流し、このガスの原子・分子を電子衝突によジラジカル
化、またはイオン化、または励起を行い、試料に対して
スパッタ加工、または化学エツチング、またはＣＶＤ成
膜を原子・分子の１個乃至数個の原子単位乃至分子単位
のオーダで行うことができる。
第６図は本発明に係る走査トンネル方式の微細加工装置
の一実施例を示すものである。これは前記の圧電アクチ
ュエータで構成されたアクチュエータ（Ｘ、　Ｙ、　　
Ｚ方向）１００に取付けられたニードル部１０５０針（
ニードル）１０８と試料１０７との間に流れるトンネル
電流乃至電界放射電流がそのままでは１５０５ａのごと
く拡がり、試料の広い領域に照射されることを防ぐもの
である。
即ちこの実施例では、走査トンネル方式の微細加工装置
にトンネル電流や電界放射電流を集束したり、偏向した
りする磁界または電界のレンズや偏向器を設けたことを
特長としている。第６図はこのうち磁界によるレンズ、
偏向器を付設した図である。６１８は磁極であり、１０
６は試料台である。６１０は集束レンズの磁極であり、
６１１はそのコイルであり、６０９はこれを駆動するコ
イル電源Ｂである。また上部には磁極６０７、コイル電
源Ａ６０８によって駆動されるコイル６０６が取付けら
れる。ところで６０７，６０８は集束レンズおよびその
電源としてもよいし、また偏向器およびその電源として
もよい。集束レンズとした場合、磁極６０７，６１０，
６１８とこれらに与えられる磁化の強さにより、トンネ
ル電流や電界放射電流が集束され、６０５ｂのような集
束ビームとなって試料１０７に照射される。これにより
試料のごく狭い領域、ｉ　ｎｍ以下から数原子乃至ｌ原
子、あるいはそれ以下の領域に電流を照射し、それを検
出したシ、また加工したりすることができる。
磁極６０７，６１０，６１８　　に与える磁界の強さを
コイル電源６０８，６０９　　等により変化させること
により、上記の集束ビームの集束の度合いを変えること
ができ、照射域を変化させることができる。また、６０
７，６０６を偏向器とした場合には、ビームの偏向をこ
れにより行い、アクチーｆ−−ｆｉ１００を移動させる
かわりに、ビームヲワずかに偏向させて高精度の位置決
めや、高速の走査などができる。上記において磁極やコ
イル６０７゜６０６．６１０，６１１，６０６，６１８
はアクチュエータ１００、ニードル部１０５とともに移
動する構造とすれば、これらの光学系の軸を常に針（ニ
ードル）の中心軸に一致させることができる。
コイル電源Ａ６０８、コイル電源Ｂ６０９は、コントロ
ーラ６１７　　（マイクロコンピュータ１２１と共通に
してもよいことは明らかである）により制御し、これら
の相互の強度等をコントロールしたり、描画的機能をも
たせたりすることができる。
これらの場合において、電磁型の偏向器やレンズおよび
その電源の代りに静電型の偏向器やレンズおよびその電
源を設けても同様な目的を達成することができる。
第７図は本発明に係る走査トンネル方式の微細加工装置
の別の実施例を示すものである。即ち走査トンネル方式
の微細加工装置は、エアサーボマウント等の除振台７１
２上に設置された定盤７１１、該定盤７１１上に取付け
られた真空容器７１１ａ、該真空容器７１１ａに設置さ
れている試料台７０６、針ｌＯ８を有するニードル部１
０５及び圧電アクチュエータ１００を備えた走査トンネ
ルユニット７０１　（具体的には第６図に示す）及びＳ
ＥＭ（走査電子顕微鏡）７１１、光学顕微鏡７０２を備
えている。試料台７０６は、駆動部７０７により移動し
、走査トンネルユニットの位置７０６ａ、ＳＴＭによる
観察の位置７０６ｂ、光学顕微鏡による観察の位置７０
６ｃ等をとることができる。
トンネルユニット７０１　（具体的には第６図及び第１
図に示す）には、集束コイル、偏向コイル６０６．６０
７，６１０，６１１がとりつけられておシ、トンネル電
流や電界放射電流のビームの集束や偏向を行うことがで
きる。
この場合、レーザ測長器７１０、偏光プリズム７０９、
窓７０８、及び試料台７０６に取付けられたミラー７０
８ａによりステージの位置を０１μｍ以下の高い精度で
測定位置決めを行うことができる。
またトンネルユニット７０１の近辺には、ガスノズル７
０７が取付けられており、ガスボンベ７２２から配管７
２１を介し、開閉やガス流量調整のためのパルプ７２０
を通ってガスがトンネルユニット７０１の針（ニードル
）１０８の近辺に吹きつけられる。
この場合、ガスの種類としては、種々のものが考えられ
るが、例えば金属有機化合物ガス、シランなどの重合体
ガス、ノ・ロゲンおよびその化合物などの反応性ガスな
どが考えられ、これにより前述した加工のみならず、ト
ンネル電流や電界放射電流の照射の際、後に述べるよう
なプロセスにより金属やＳｉｎｇなどの絶縁体の局所的
な成膜や増速エツチングなどが可能となる。
本装置では、以下のプロセスにより試料、たとえば微細
回路パターンを有する基板１０７の所望の箇所に局所加
工を施したシ、局所成膜を行ったり、局所増速エツチン
グを行ったりすることができる。
まず試料を、ローダチャンバ（図示省略）を介して真空
容器７１１ａ内に入れ、真空排気系７１３により排気を
行う。次に試料台を７０６ｃの位置に移動し、窓７１４
を介して光学顕微鏡７１５による直接の観察あるいはこ
れを通したカメラ７１６とデイスプレィ７１７による観
察により上記試料１０７の所望の箇所を検出する。次に
試料台７０６をＳＥＭ７１１の位置７０６ｂに移動し、
上記光学顕微鏡７１５による粗い観察に基いて、試料１
０７から放出される２次電子を検出器７１４で検出し、
それをデイスプレィ７１８に表示することにより微細な
観察と位置決めを行う。次に試料台７０６を７０６ａの
位置へ移し、走査トンネルユニット７０１　（具体的に
は第６図、及び第１図に示す）による顕微鏡観察により
、更に微細な検出を行い、最終的に加工等を施すべき、
原子、原子団あるいは分子に位置決めしてこれに除去、
付着、または増速エツチングなどを施すことができる。
この場合、検出分解能は、光学顕微鏡でμｍオーダまで
、ＳＥＭにより、１０　ｎｍ−１ｎｍまで、そして第１
図に示すように走査トンネル顕微鏡のＸＹ走査回路１１
６及びＺ駆動及びサーボ回路１１７により圧電アクチュ
エータ１０１，１０２及び１０３を駆動し、トンネル電
流または電界放出電流を電流アンプ１１８によって検出
し、それをマイクロコンピュータ１２１の処理によりデ
イスプレィ１２２に表示することによ、）０１−００１
ｎｍと順次上げていくことができる。この場合、観察領
域と分解能とが、光学顕微鏡とＳＥＭｌＳＥＭと走査ト
ンネル顕微鏡の間で重複しているため、上記手段を用い
ることにより光学顕微鏡の視野から原子オーダの位置決
めまでを連続的に行うことができる。
第８図（ａ）、〜（ｃ）図に記載した実施例は、本発明
により実施する原子、分子オーダのプロセスの詳細につ
き述べるものである。即ち第８図（ａ）はニードル部！
０５０針（ニードル）１０８を試料１０７の表面に接近
させ、電源１１９により両者の間に電圧を印加し、トン
ネル電流あるいは電界放射電流８０１が流れるところを
示すものである。
第８図（ｂ）は上記針の先端８０２及び試料の原子８０
３の様子を示したものである。即ち針の先端８０２の原
子８０２ａより試料原子８０４ａとの間のトンネル電流
が放出され、電子８０６が流れる。これにより生じるエ
ネルギーにより８０４ａ乃至その近傍の原子８０４ｂ、
８０４ｃなどが除去され、第８図（ｃ）に示すような原
子または分子レベルの穴８０５が形成される。
第９図（ａ）は試料１０７として導電性材料の基板９０
１の上に絶縁性の材料９０２を形成したものについて加
工する場合を示したものである。
即ち、この場合も十分に薄い絶縁膜であれば、針１０８
と導電性基板９０１との間に印加される電圧によ部分極
効果により絶縁材料９０２の表面が分極し、これにより
第９図（ｂ）と同様にトンネル電流乃至は電界放射電流
が流れて試料１０７の絶縁膜材料９０２を加工すること
ができる。第９図（ｂ）は、この分極効果を高めるため
に、針１０８の周シに分極用電極板９０３を取付だもの
であシ、電源９０４により針１０８とは独立に分極用電
極板９０３に電圧を印加し、絶縁材料９０２を予め分極
させた状態にしておき、ここで針１０８に電源１１９に
より電圧を印加することによりトンネル電流ないしは電
界放射電流を流し易くしたものである。
第１０図は第７図に示したようにニードル部１０５の針
１０８の先端付近にノズル７０７からガスを吹き付ける
場合を示した実施例である。即ち、針１０８及び試料１
０７の針に対向する部分の近傍にガスノズル７０７によ
りガス１００１が吹き付けられ、この状態で電源１１９
により電圧が印加され、トンネル電流な（・しは電界放
射電流がものである。この場合、ガスとして、ＣＶＤ（
ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ｖａｐｏｒ　　ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ　）用の金属化合物、例えば金属有機化合物、即ち
Ａｉ（ＣＨａ）ｘ、ＡＩ　（Ｃ２Ｈ５）　３−　ＡＩ　
（Ｃ４Ｈ９）３　、Ｃｄ　（ＣＨ，＋）２゜ｃａ　（Ｃ
２Ｈ５）２等の金属アルキル化合物、Ｍ　（ＣｎＨ２ｎ
＋、）ｍ、　Ｍｏ　（ＣＯ）ａｙ？の金属カルボニル化
合物、Ｍ　（Ｃｏ）ｎ　、　ＴａＯ（Ｃ２Ｈ５）５等の
金属アルコオキ７ド化合物、Ｍ（ＯＣＨｚｎ＋＋　）ｍ
及び金属ハロゲン化合物、即ちＷＦａ　、　’ＷＣｌ、
等ＭＸｎ（ＪｎにおいてＭは金属元素、例えばＷ、Ｍｏ
、Ｔａ、ＡＩ　、Ｃｄ。
Ｚｎ　、　Ｎｉ　、　Ｚｒ等を示す。またｍ、ｎは整数
、Ｘはハロゲン元素、即ちＦ、Ｃ１，Ｂｒ等を示す）を
用いれば、これらの物質は、針１０８と試料１０７との
間の空間或いは試料表面において、トンネル電流あるい
は電界放射電流を受けてこのエネルギーによ部分解し、
分離した金属原子が第１０［ｂ）に示すように試料８０
３０表面の１００２の位置に付着する。また、この際、
第１０図（ｃ）に示すようにトンネルユニット７０１の
圧電アクチュエータ１００の操作により針１０８の先８
０２を試料１０７の表面８０３上で１００４の方向に移
動させることにより試料表面８０３上に付着原子の列１
００３を得ることができる。第１０図（ｄ）には、針１
０８の先８０２と試料１０７に対して１００４方向に走
査させ、その後１００５の方向に一原子分移動させ、更
に１００４方向に移動させ、この過程を繰り返すことに
より領域１００６上に多くの原子を付着させることを示
す。
尚、上記は金属原子の付着の例であり、ＴＥ０１（ｔｅ
ｔｒａ　−ｅｔｈｙｌ　−ｏｒｔｈｏ　−ｓｉｌ　１ｃ
ａｔｅ　）のような非金属化合物のガスを用いることに
より５ｉ０２などの絶縁物を付着させることも可能であ
る。
第１１図（ａ）はフッ素、塩素、ＣＣＩ、　、　ＣＦ４
等のハロゲン及びノ・ロゲン化合物のガスなど反応性ガ
スをノズル７０７から吹き付ける場合であシ、これらの
分子１１０１．１１０２が針１０８の先８０２と試料１
０７の表面８０３との間で流れるトンネル電流や′電界
放射電流によって分解あるいは活性化され、試料原子と
結合して揮発性の原子１１０３．１１０４を作り、揮発
して第１１図（ｂ）の１１０５が形成され、高速度の除
去を行うことができる。
第１２図はこの走査トンネル微細加工装置により局所的
なアニールを行う例である。即ち第１２図（ａ）におい
て、試料１０７として半導体などの基板１２０１には不
純物１２０２がイオン打込み法により打ち込まれている
。ここでアニールしない状態では、格子欠陥の存在、内
部歪の残留等のため、電気的に活性化されていない。そ
こで走査トンネル微細加工装置を用（・て針１０８と試
料１０７との間に電源１１９により電圧を印加してトン
ネル電流あるいは電界放射電流を局所的に照射し、その
エネルギーにより８１２図（Ｃ）に示すように、１２０
３のような数原子分の領域のみにアニールを行い、不純
物１２０２ａ−１２０２ｃに対して活性化することがで
きる。即ち全面に不純物１２０２ａ　−１２０２ｃを打
込んだ材料から故原子程度の領域を局所的にアニールし
てその′電気的特性を変化させることにより、もって原
子、原子団、分子程度の極微細の回路等を形成すること
ができる。
第１３図は別の実施例を示す。この発明においては、第
１３図（ａ）に示すように、第１２図とは逆に電流１１
９の極性を逆にして、針１０８に正、試料１０７に負の
電圧を印加する。この場合、第１３図（ｂ）に示すよう
に針１０８の先８０２の原子からではなく、試料１０７
の針に近い表面８０３からの゛成子１３０１が針の先８
０２の方へ流れる。この場合ガスノズル７０７により針
１０８の先８０２と試料１０７の表面との間の付近にガ
ス１００１を吹き付けるとガス原子１３０２ａ。
１３０２ｂ等は流れる電子の作用によりイオン化する。
こうして生成したイオン１３０３はｉ１３図（ｃ）に示
すように負電圧が印加されている試料１０７の表面８０
３へと流れ、第１３図（ｄ）に示すように試料表面８０
３上にイオンが１３０４のように付着する。ここで第１
３図（ｅ）に示すように圧電素子等のアクチュエータ１
００により針１０８と試料１０７を相対的に移動させ、
針の先８０２を試料の表面上で１００４及び１００５の
方向に２次元的に走査すれば、試料１０７の表面８０３
上に広−・ガス原子の付着領域１３０５が形成される。
また、これを繰り返すことにより第１３図（ｆ）に示す
ように原子を多層に積層させて１３０６のように付着さ
せることができる。
また、第１４図（ａ）に示すようにガスノズルを７０７
，７０７ａ　と複数個設け、２棟以上のガスを各々のノ
ズルから交互に流すことにより、第１４図（ｂ）に示す
ように第１のノズル７０７がら出る原子による層１３０
６と第２のノズル７０７ａから出る原子による層１３０
７と種類の異なる原子の層を多層に積層することができ
る。
第１５図はこれらの変形実施例であり、第１５図（ｂ）
、（Ｃ）に示すように試料１０７の表面８０３から放出
される電子１３０１がガス原子１３０２をイオン化し、
このイオン１３０３が試料表面８０３に付着する。この
とき、第１５図（ｄ）に示すようにガス原子のイオン１
５０１と試料原子１５０２が結合し、高蒸気圧の化合物
１５０３を形成するような組合せを用いると、第１５図
（ｅ）に示すようにこの化合物１５０３は蒸気化し、試
料の表面８０３から原子１５０４が除去されて、欠如部
（加工穴）１５０５が形成される。
第１６図は第１３図（ａ）、第１５図（ａ）に示す装置
構成において、ノズルから放出されるガス原子として重
い元素１６０１を用いるものであり、このとき試料の表
面８０３から飛び出す電子１３０１の作用でこの原子が
イオン化された重イオン１６０２が負電圧を印加されて
いる試料表面に向かって進み、これが衝突してスパッタ
作用により試料原子１６０３ａ、１６０３ｂ、１６０３
ｃ”・・・・・・・を飛び出させて除去するものである
。
第１７図（ａ）は極性を切換えられるスイッチを有する
電源１７０１を備えた装置により試料１０７に対し、原
子単位の移動操作を行う手段を示している。即ち今、電
源１７０１のスイッチをＡ、Ｂの状態にしておき、針（
ニードル）１０８に負、試料１０７に正の電圧を印加す
れば、第１７図（ｂ）のり口く針の先より試料表面へ電
子が流れる。このとき、この作用により試料表面の原子
８０４がイオン化して正イオン８０７となり、第１７図
（ａ）のようにニードルの先８０２の方へ移動し、第１
７図（ｅ）のようにニードルの先８０２へ８０８のよう
に付着する。次に圧電素子のアクチュエータ１００の操
作により試料１０７とニードル１０８を相対的に移動さ
せて試料の別の場所にニードルの先８０２をもってくる
。ここで電源１７０１のスイッチをＡ’、Ｂ’側の状態
にすれば、極性が逆となり、第１７図（ｆ）のように原
子８０７は再び正イオン化され、ニードルの先８０２を
離れて試料の表面８０３へ移動し、第１７図（ｇ）のよ
うに試料の表面８０３上に８０９として付着する。ここ
で予め除去すべき原子の位置から付着すべき原子の位置
までのＸ方向、Ｘ方向の移動距離を走査トンネル顕微鏡
で観察しておけば、原子を除去した後、それに応じて圧
電素子でＸ、　Ｘ方向に移動させて所定の原子位置に除
去した原子を付着させることができ、原子単位の操作が
可能となる。
以上説明した技術をＵＬＳ　Ｉや極微細なＬＳＩを製造
するだめのリングラフィ用マスク等の回路修正、回路変
更に適用することができる。
また、分子デバイス、バイオデバイスにおいては、基本
的に原子や分子の結合や組合せによって素子が形成され
ており、その結合を切離したり、変更したりする技術は
、素子の特性不良の修正や解析上重要である。即ちこれ
ら分子デバイス、バイオデバイスにおいては、原子、分
子単位の除去や接続が極めて重要となる。しかし、上記
のように説明した原子単位、分子単位で物質を加工した
り、付加したりする技術を適用することにより上記課題
を解決することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、例えば無機材料
薄膜０２μｍ以下の回路パターンの修正、変更等を行う
ことができると共に分子デバイスにおいて原子単位の加
工、付着等を行い、素子を製造することができる効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係わる走査トンネル微細加工装置の一
実施例を示す斜視概略構成図、第２図は本発明に係わる
走査トンネル顕微鏡を示す斜視概略構成図、第３図は第
２図において針と試料表面との間の状況を示す図、第４
図及び第５図は第２図に示す走査トンネル顕微鏡によっ
て観祭される試料表面を原子オーダで示す図、第６図は
本発明に係わる走査トンネル微細加工装置の第１図とは
異なる他の実施例を示す正面部分断面図、第７図は本発
明に係わる走査トンネル微細加工装置において段階的に
位置し、成膜を行う装置の実施例を示す正面部分断面図
、第８図乃至第１７図は各々上記第１図、第２図、第６
図及び第７図に示す装置によって原子単位、分子単位の
加工、成膜、アニール等を行うプロセスを説明するだめ
の図である。 １００・・・３次元圧電アクチュエータ、】０１・・・
Ｘ圧電アクチュエータ、 １０２・・・Ｙ圧電アクチュエータ、 １０３・・・２圧電アクチユエータ、 １０５・・・ニードル部、１０６・・・ステー　シ、１
０７・・・試料、１０８・・・針（ニードル）、１０９
・・・レーザ測長器、 １１Ｏ・・・レーｆ　測長ｉコントローラ、１１６・・
・ＸＹ走査回路、 １１７・・・Ｚ駆動及びサーボ回路、 １１８・・・電流アンプ、１１９・・・電源、１２０・
・・メモリ、１２１・・・マイクロコンピュータ１２２
・・・デイスプレィ、６０６・・・コイ／ｌ／、６０７
・・・磁極、６０８・・・コイル電源Ａ１６０９・・・
コイル電源Ｂ１ ６１０・・・集束レンズの磁極、 ６１１・・・集束レンズのコイル、 ６１８・・・磁極。 第２図 因習の浄書（内容に変更なし） 箒 図 第 図 第４図 第８図 ８ｃ）４Ｃ／ 第９図 く １０／ ソＵ１ 第１０図 （ｂ） （ｄ） ＋００５ 第１ １図 第１２図 （ｔ）） 第１４図 第１３図 くａ） （ｂ ｄ　） く 第１ ５図 く 〉 〉 第１６図 く 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 昭和　６３年特許願第 ５２５７６８号 発 明 の 名 称 微細加工方法及びその装置 補正をする者 参件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、試料と先端を数ミクロン以下に尖らせたニードルと
    を数λ以上の間隙をもつて対向させ、この間に電圧を印
    加して上記試料とニードルとの間にトンネル電流又は電
    界放射電流を流して原子又は分子１個乃至数個のオーダ
    で加工することを特徴とする微細加工方法。 ２、上記試料に負の電圧を印加し、上記ニードルに正又
    は負の電圧を印加し、これら試料とニードルとの間をガ
    ス雰囲気にし、このガスの電子・分子を電子衝突により
    ラジカル化、又はイオン化、又は励起を行い、試料に対
    してスパッタ加工、又は化学エッチング、又はＣＶＤ成
    膜を行うことを特徴とする請求項１記載の微細加工方法
    。 ３、上記トンネル電流又は電界放射電流を磁界レンズに
    より集束させて試料上に作用させることを特徴とする請
    求項１又は２記載の微細加工方法。 ４、試料と先端を数ミクロン以下に尖らせたニードルと
    を数λ以上の間隙をもつて対向配置し、上記試料とニー
    ドルとの間にトンネル電流又は電界放射電流を流して原
    子または分子１個乃至数個のオーダで加工を行う加工手
    段を備えたことを特徴とする微細加工装置。 ５、上記加工手段として上記試料に負の電圧を印加し、
    上記ニ−ドルに正または負の電圧を印加するように構成
    し、これら試料とニードルとの間をガス雰囲気にしてこ
    のガスの電子・分子を電子衝突によりラジカル化、また
    はイオン化、または励起を行い、試料に対してスパッタ
    加工、または化学エッチング、またはＣＶＤ成膜を行う
    ように構成したことを特徴とする請求項１記載の微細加
    工装置。 ６、更に上記トンネル電流または電界放射電流を試料上
    に集束させる磁界レンズを備えたことを特徴とする請求
    項４または５記載の微細加工装置。
JP63325768A 1988-12-26 1988-12-26 微細加工方法及びその装置 Pending JPH02173278A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63325768A JPH02173278A (ja) 1988-12-26 1988-12-26 微細加工方法及びその装置
DE68929298T DE68929298T2 (de) 1988-12-26 1989-12-12 Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung einer feinen Struktur
EP89122906A EP0376045B1 (en) 1988-12-26 1989-12-12 Method and apparatus for processing a fine pattern
KR1019890019233A KR930001494B1 (ko) 1988-12-26 1989-12-22 미세패턴 가공방법 및 그 장치
US07/455,155 US5116782A (en) 1988-12-26 1989-12-22 Method and apparatus for processing a fine pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63325768A JPH02173278A (ja) 1988-12-26 1988-12-26 微細加工方法及びその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02173278A true JPH02173278A (ja) 1990-07-04

Family

ID=18180407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63325768A Pending JPH02173278A (ja) 1988-12-26 1988-12-26 微細加工方法及びその装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5116782A (ja)
EP (1) EP0376045B1 (ja)
JP (1) JPH02173278A (ja)
KR (1) KR930001494B1 (ja)
DE (1) DE68929298T2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959099A (ja) * 1995-08-24 1997-03-04 Sanyo Electric Co Ltd 層状物質材料の加工方法
JP2003534141A (ja) * 2000-05-26 2003-11-18 ノースウエスタン ユニバーシティ 走査プローブ顕微鏡チップの使用方法及び該使用方法を実施するための製品又は該使用方法によって製造される製品
US7240419B2 (en) 2001-09-19 2007-07-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a magnetoresistance effect element
JP2011518047A (ja) * 2008-03-24 2011-06-23 本田技研工業株式会社 原子間力顕微鏡を利用したナノ構造の堆積のための装置
US8331062B2 (en) 2006-09-28 2012-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory
KR20150040799A (ko) * 2012-05-07 2015-04-15 유니버시티 오브 오타와 높은 전기장을 이용한 나노포어의 형성 방법

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69131528T2 (de) * 1990-05-30 2000-05-04 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines sehr kleinen Bereichs einer Probe
US5047649A (en) * 1990-10-09 1991-09-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for writing or etching narrow linewidth patterns on insulating materials
EP0483867A3 (en) * 1990-11-01 1993-01-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Method of discharge processing of semiconductor
EP0522168A1 (en) * 1991-01-11 1993-01-13 Hitachi, Ltd. Surface atom machining method and apparatus
WO2004081684A1 (ja) * 1991-11-29 2004-09-23 Ryuji Takada 圧電素子の駆動方法及び装置並びに微動機構の制御装置
GB9213054D0 (en) * 1992-06-19 1992-08-05 Hitachi Europ Ltd Atomic scale devices
US5444260A (en) * 1993-07-01 1995-08-22 Midwest Reasearch Institute Atomic-level imaging, processing and characterization of semiconductor surfaces
DE4340956C2 (de) * 1993-12-01 2002-08-22 Advantest Corp Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung einer Probe
DE4342314C2 (de) * 1993-12-11 1997-08-14 Joachim Behrendt Verfahren zur Erzeugung von Strukturen
US5512218A (en) * 1994-03-24 1996-04-30 Cambridge Scientific, Inc. Method of making biopolymer-based nonlinear optical materials
EP0687889A3 (en) * 1994-06-16 1996-10-16 Japan Res Dev Corp Method for detecting the displacement of atoms on the surface of matter and method for local supply of hetero atoms
WO1998034092A2 (en) * 1997-01-21 1998-08-06 Rave, L.L.C. Object inspection and/or modification system and method
WO1999008099A1 (de) * 1997-08-05 1999-02-18 Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden e.V. Verfahren zum auftragen oder abtragen von materialien
US6369397B1 (en) * 1999-01-04 2002-04-09 International Business Machines Corporation SPM base focal plane positioning
KR20010062924A (ko) * 1999-12-21 2001-07-09 박종섭 액정표시장치의 결함 리페어 장치
US6640459B1 (en) * 2001-02-15 2003-11-04 Fast Forward Devices, Llc Multidimensional contact mechanics measurement system
WO2003083948A1 (fr) * 2002-03-28 2003-10-09 Wennan Din Dispositifs electroniques moleculaires de circuit integre moleculaire
DE10226382B4 (de) * 2002-06-13 2004-05-19 Carl Zeiss Kataraktchirurgie-Mikroskopiesystem und Verfahren hierzu
US20040121069A1 (en) * 2002-08-08 2004-06-24 Ferranti David C. Repairing defects on photomasks using a charged particle beam and topographical data from a scanning probe microscope
EP1812714B1 (de) * 2004-11-19 2008-03-26 ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG Anordnung mit einem luefter und einer pumpe
CA2593581A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-20 Bioforce Nanosciences, Inc. System and method for creating a surface pattern
US7442029B2 (en) 2005-05-16 2008-10-28 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
JP2007299880A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5044157B2 (ja) * 2006-07-11 2012-10-10 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，および磁気再生装置
WO2009120342A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for stm assisted ald
JP5032430B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032429B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039006B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039007B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2011210492A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Sii Nanotechnology Inc 集束イオンビーム装置
US9564291B1 (en) * 2014-01-27 2017-02-07 Mochii, Inc. Hybrid charged-particle beam and light beam microscopy
US10811214B2 (en) * 2019-01-18 2020-10-20 Applied Materials, Inc. Low emission cladding and ion implanter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH643397A5 (de) * 1979-09-20 1984-05-30 Ibm Raster-tunnelmikroskop.
US4495377A (en) * 1982-12-30 1985-01-22 International Business Machines Corporation Substrate wiring patterns for connecting to integrated-circuit chips
US4539089A (en) * 1984-06-29 1985-09-03 International Business Machines Corporation Method for depositing material with nanometer dimensions
US4550257A (en) * 1984-06-29 1985-10-29 International Business Machines Corporation Narrow line width pattern fabrication
US4724318A (en) * 1985-11-26 1988-02-09 International Business Machines Corporation Atomic force microscope and method for imaging surfaces with atomic resolution
JPS6326936A (ja) * 1986-07-18 1988-02-04 Jeol Ltd 走査トンネル顕微鏡
JPS6392025A (ja) * 1986-10-06 1988-04-22 Mitsubishi Electric Corp 導電性材料加工装置
JPH0640001B2 (ja) * 1987-04-23 1994-05-25 日本電子株式会社 走査トンネル顕微鏡

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959099A (ja) * 1995-08-24 1997-03-04 Sanyo Electric Co Ltd 層状物質材料の加工方法
JP2003534141A (ja) * 2000-05-26 2003-11-18 ノースウエスタン ユニバーシティ 走査プローブ顕微鏡チップの使用方法及び該使用方法を実施するための製品又は該使用方法によって製造される製品
US7240419B2 (en) 2001-09-19 2007-07-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a magnetoresistance effect element
US7494724B2 (en) 2001-09-19 2009-02-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory
US8331062B2 (en) 2006-09-28 2012-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory
JP2011518047A (ja) * 2008-03-24 2011-06-23 本田技研工業株式会社 原子間力顕微鏡を利用したナノ構造の堆積のための装置
KR20150040799A (ko) * 2012-05-07 2015-04-15 유니버시티 오브 오타와 높은 전기장을 이용한 나노포어의 형성 방법
JP2015517401A (ja) * 2012-05-07 2015-06-22 ジ ユニバーシティ オブ オタワ 固体ナノポアの大きさを制御するための方法
JP2015525114A (ja) * 2012-05-07 2015-09-03 ジ ユニバーシティ オブ オタワ 高電界を用いたナノポアの作製
JP2018187626A (ja) * 2012-05-07 2018-11-29 ジ ユニバーシティ オブ オタワ 高電界を用いたナノポアの作製

Also Published As

Publication number Publication date
EP0376045A2 (en) 1990-07-04
DE68929298T2 (de) 2002-05-02
KR930001494B1 (ko) 1993-03-02
DE68929298D1 (de) 2001-06-21
EP0376045B1 (en) 2001-05-16
EP0376045A3 (en) 1991-01-16
US5116782A (en) 1992-05-26
KR900010964A (ko) 1990-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02173278A (ja) 微細加工方法及びその装置
US9070556B2 (en) Patterning of nanostructures
JP5882381B2 (ja) デコレーションを用いたスライス・アンド・ビュー
Gierak Focused ion beam technology and ultimate applications
JP5600371B2 (ja) 荷電粒子ビーム処理のための保護層のスパッタリング・コーティング
US6753538B2 (en) Electron beam processing
US6369385B1 (en) Integrated microcolumn and scanning probe microscope arrays
US8623230B2 (en) Methods and systems for removing a material from a sample
US9812286B2 (en) Localized, in-vacuum modification of small structures
US6949756B2 (en) Shaped and low density focused ion beams
US20170294291A1 (en) APPLICATION OF eBIP TO INSPECTION, TEST, DEBUG AND SURFACE MODIFICATIONS
JP4860097B2 (ja) 集束イオン・ビームを使用した高抵抗率構造の製造
JPS6027130A (ja) 導電性結合の形成方法
Prewett Focused ion beams—microfabrication methods and applications
US7180061B2 (en) Method for electron beam-initiated coating for application of transmission electron microscopy
US20040060904A1 (en) Tool having a plurality of electrodes and corresponding method of altering a very small surface
JP2024508743A (ja) 均一なイオン切削に適するシステム及び方法
WO2012077554A1 (ja) 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法
JP3331596B2 (ja) 微小部処理方法及びその装置
JP7359050B2 (ja) マルチビーム用のブランキング装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
WO2024104605A1 (en) Improved editing of deep, multi-layered structures
JPH08241884A (ja) 超微細加工法
Steckl et al. Focused Ion Beam Technology and Applications
Yau Fabrication of nanostructures with the scanning tunneling microscope and the laser
Prewett Focused Ion Beams and their Applications in Microfabrication