JPH1183870A - 微細加工方法 - Google Patents
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- JPH1183870A JPH1183870A JP9264906A JP26490697A JPH1183870A JP H1183870 A JPH1183870 A JP H1183870A JP 9264906 A JP9264906 A JP 9264906A JP 26490697 A JP26490697 A JP 26490697A JP H1183870 A JPH1183870 A JP H1183870A
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、電気的な接続のない非導電性基板上
に非導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成す
ることの可能な微細加工方法を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】本発明は、非導電性基板上に非導電性の領
域で囲まれた微細な導電性領域を形成する微細加工方法
であって、該微細な導電性領域が、前記非導電性基板上
に形成された光照射により導電率が上昇する材料からな
る非導電性薄膜に対し、光照射するための微小開口部を
有するプローブを用い、該プローブの微小開口部から光
照射して、該非導電性薄膜の導電率を上昇させることに
よって形成されることを特徴とするものである。
に非導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成す
ることの可能な微細加工方法を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】本発明は、非導電性基板上に非導電性の領
域で囲まれた微細な導電性領域を形成する微細加工方法
であって、該微細な導電性領域が、前記非導電性基板上
に形成された光照射により導電率が上昇する材料からな
る非導電性薄膜に対し、光照射するための微小開口部を
有するプローブを用い、該プローブの微小開口部から光
照射して、該非導電性薄膜の導電率を上昇させることに
よって形成されることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性基板上に
非導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成する
微細加工方法に関し、特に、光照射するための微小開口
部を有するプローブを備えた走査型プローブ顕微鏡を用
いることによる微細加工方法に関するものである。
非導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成する
微細加工方法に関し、特に、光照射するための微小開口
部を有するプローブを備えた走査型プローブ顕微鏡を用
いることによる微細加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、物質の表面を原子オーダーの分解
能で観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭとい
う）［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌＲｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第４９巻５７頁
（１９８２）］が開発され、原子、分子レベルの実空間
観察が可能になってきた。走査型トンネル顕微鏡は、ト
ンネル電流を一定に保つように探針電極、導電性試料の
距離を制御しながら走査し、その時の制御信号から試料
表面の電子雲の情報、試料の形状をサブナノメートルの
オーダーで観測することができる。また、物質の表面を
やはり高分解能で観察できる手段として原子間力顕微鏡
（以下ＡＦＭという）が開発されている。ＡＦＭによれ
ば絶縁物の表面でもその形状をサブナノメートルのオー
ダーで観測することができる。ＳＴＭあるいはＡＦＭ
等、試料表面を探針を用いて２次元走査を行い、そのプ
ローブ（探針）と試料表面の相互作用から試料表面の物
理情報を観測する手段は一般に走査型プローブ顕微鏡
（ＳＰＭ）といわれ、高分解能の表面観察手段として注
目されている。
能で観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭとい
う）［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃ
ａｌＲｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第４９巻５７頁
（１９８２）］が開発され、原子、分子レベルの実空間
観察が可能になってきた。走査型トンネル顕微鏡は、ト
ンネル電流を一定に保つように探針電極、導電性試料の
距離を制御しながら走査し、その時の制御信号から試料
表面の電子雲の情報、試料の形状をサブナノメートルの
オーダーで観測することができる。また、物質の表面を
やはり高分解能で観察できる手段として原子間力顕微鏡
（以下ＡＦＭという）が開発されている。ＡＦＭによれ
ば絶縁物の表面でもその形状をサブナノメートルのオー
ダーで観測することができる。ＳＴＭあるいはＡＦＭ
等、試料表面を探針を用いて２次元走査を行い、そのプ
ローブ（探針）と試料表面の相互作用から試料表面の物
理情報を観測する手段は一般に走査型プローブ顕微鏡
（ＳＰＭ）といわれ、高分解能の表面観察手段として注
目されている。
【０００３】さらに、これらＳＰＭの原理を応用すれ
ば、十分に原子オーダーでの微細加工を行うことが可能
である。例えば特開昭６３−１６１５５２号公報、特開
昭６３−１６１５５３号公報にはＳＴＭ技術を用いて絶
縁膜に電圧を印加して絶縁膜の導電率の上昇を発生させ
る技術が開示されている。この技術によればナノメート
ルスケールで導電率の上昇した部分を形成することがで
きる。一般的にサブミクロン以下の微小な領域に電子を
閉じ込めることにより量子効果を発現するデバイスの構
成要素となすことが可能となる。例えば数ｎｍから数十
ｎｍの大きさの球状あるいは立方体状の導電性の領域を
形成しこれを非導電性の領域で囲むことにより電子の閉
じ込め効果が発生する量子ドットと呼ばれる構造が得ら
れる。また、数ｎｍから数十ｎｍの径を持つ棒状の導電
性領域を形成し、これを非導電性の領域で囲むことによ
り電子の閉じ込め効果が発生する量子細線と呼ばれる構
造が得られる。このように、微細な領域に電子を閉じ込
める構造を形成することが量子効果を発現するデバイス
を作成するために重要な役割をはたす。
ば、十分に原子オーダーでの微細加工を行うことが可能
である。例えば特開昭６３−１６１５５２号公報、特開
昭６３−１６１５５３号公報にはＳＴＭ技術を用いて絶
縁膜に電圧を印加して絶縁膜の導電率の上昇を発生させ
る技術が開示されている。この技術によればナノメート
ルスケールで導電率の上昇した部分を形成することがで
きる。一般的にサブミクロン以下の微小な領域に電子を
閉じ込めることにより量子効果を発現するデバイスの構
成要素となすことが可能となる。例えば数ｎｍから数十
ｎｍの大きさの球状あるいは立方体状の導電性の領域を
形成しこれを非導電性の領域で囲むことにより電子の閉
じ込め効果が発生する量子ドットと呼ばれる構造が得ら
れる。また、数ｎｍから数十ｎｍの径を持つ棒状の導電
性領域を形成し、これを非導電性の領域で囲むことによ
り電子の閉じ込め効果が発生する量子細線と呼ばれる構
造が得られる。このように、微細な領域に電子を閉じ込
める構造を形成することが量子効果を発現するデバイス
を作成するために重要な役割をはたす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭６３
−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公
報に開示されている技術では導電性が上昇した部分が基
板電極と電気的に接続されているために、微小領域に電
子を閉じ込めることは難しい。そこで、本発明は、上記
課題を解決し、電気的な接続のない非導電性基板上に非
導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成するこ
との可能な微細加工方法を提供することを目的としてい
る。
−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公
報に開示されている技術では導電性が上昇した部分が基
板電極と電気的に接続されているために、微小領域に電
子を閉じ込めることは難しい。そこで、本発明は、上記
課題を解決し、電気的な接続のない非導電性基板上に非
導電性の領域で囲まれた微細な導電性領域を形成するこ
との可能な微細加工方法を提供することを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、微細加工方法をつぎのように構成したこと
を特徴とするものである。すなわち、本発明の微細加工
方法は、非導電性基板上に非導電性の領域で囲まれた微
細な導電性領域を形成する微細加工方法であって、該微
細な導電性領域が、前記非導電性基板上に形成された光
照射により導電率が上昇する材料からなる非導電性薄膜
に対し、光照射するための微小開口部を有するプローブ
を用い、該プローブの微小開口部から光照射して、該非
導電性薄膜の導電率を上昇させることによって形成され
ることを特徴としている。また、本発明の微細加工方法
は、前記プローブの微小開口部からの光照射が、前記プ
ローブの微小開口部の大きさを、用いる光の波長よりも
小さくすることによって、前記プローブの微小開口部か
らしみだすエバネッセント光により行われることを特徴
としている。また、本発明の微細加工方法は、前記光照
射により導電率の上昇する材料が、ＧｅＳｂＴｅ等の光
相変化型材料であることを特徴としている。
決するため、微細加工方法をつぎのように構成したこと
を特徴とするものである。すなわち、本発明の微細加工
方法は、非導電性基板上に非導電性の領域で囲まれた微
細な導電性領域を形成する微細加工方法であって、該微
細な導電性領域が、前記非導電性基板上に形成された光
照射により導電率が上昇する材料からなる非導電性薄膜
に対し、光照射するための微小開口部を有するプローブ
を用い、該プローブの微小開口部から光照射して、該非
導電性薄膜の導電率を上昇させることによって形成され
ることを特徴としている。また、本発明の微細加工方法
は、前記プローブの微小開口部からの光照射が、前記プ
ローブの微小開口部の大きさを、用いる光の波長よりも
小さくすることによって、前記プローブの微小開口部か
らしみだすエバネッセント光により行われることを特徴
としている。また、本発明の微細加工方法は、前記光照
射により導電率の上昇する材料が、ＧｅＳｂＴｅ等の光
相変化型材料であることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したとおり、非導
電性基板上に形成され、光照射により導電率が上昇する
材料により構成される非導電性薄膜に対し非導電性薄膜
に対向して配置され光の微小開口部を有するプローブを
用いて光を照射することにより、前記非導電性薄膜の導
電率を上昇させることにより達成されるが、この非導電
性薄膜は初期の状態で非導電性であり、光照射により導
電性が上昇するものからなる膜であればなんでもよい。
また、導電性が上昇するためのメカニズムは光を照射す
ることにより発生するものであれば何でもよく、例えば
光照射による電子状態の変化や、光照射により発生する
熱による状態変化等がある。このような性質を示す材料
としては例えばＧｅＳｂ2Ｔｅ4等の光相変化型材料等が
挙げられる。なお、本発明における導電性の上昇とは、
導電性が上昇する前に導電性に寄与する電子、正孔のエ
ネルギーレベルが存在しない場合、これが新たに生じる
ことをいう。また、導電性に寄与する電子または正孔に
対するエネルギーレベルが存在する場合、導電性に寄与
する電子または正孔に対してより低いエネルギーレベル
が発生することをいう。いずれの場合においてもこの新
たなエネルギーレベルに対して導電性が上昇していない
部分はエネルギーバリアとなる。
電性基板上に形成され、光照射により導電率が上昇する
材料により構成される非導電性薄膜に対し非導電性薄膜
に対向して配置され光の微小開口部を有するプローブを
用いて光を照射することにより、前記非導電性薄膜の導
電率を上昇させることにより達成されるが、この非導電
性薄膜は初期の状態で非導電性であり、光照射により導
電性が上昇するものからなる膜であればなんでもよい。
また、導電性が上昇するためのメカニズムは光を照射す
ることにより発生するものであれば何でもよく、例えば
光照射による電子状態の変化や、光照射により発生する
熱による状態変化等がある。このような性質を示す材料
としては例えばＧｅＳｂ2Ｔｅ4等の光相変化型材料等が
挙げられる。なお、本発明における導電性の上昇とは、
導電性が上昇する前に導電性に寄与する電子、正孔のエ
ネルギーレベルが存在しない場合、これが新たに生じる
ことをいう。また、導電性に寄与する電子または正孔に
対するエネルギーレベルが存在する場合、導電性に寄与
する電子または正孔に対してより低いエネルギーレベル
が発生することをいう。いずれの場合においてもこの新
たなエネルギーレベルに対して導電性が上昇していない
部分はエネルギーバリアとなる。
【０００７】非導電性基板は前記非導電性薄膜の下地と
なる基板でありなるべく平坦なものが望ましい。この非
導電性とは、非導電性薄膜が光の照射により新たなエネ
ルギーレベルが生成するが、これに対してエネルギーバ
リアが存在するようなエネルギー構造をもつものであれ
ばよく、絶縁体に限らず、半導体でもよい。プローブは
その先端に開口部を有しており、この開口部から光が照
射される。一般的にはエッチングにより、その先端を先
鋭化したファイバなどが用いられる。この開口部の大き
さにより加工される大きさが決まる。すなわち、開口部
が小さいほど加工されるサイズが小さくなる。開口部の
大きさを用いる光の波長よりも小さくすると先端開口部
から出る光はエバネッセント光となり、その強度は開口
部からの距離に対して指数関数的に減少する。そのため
光をより狭い範囲に集中して照射することが可能とな
り、より微細に加工することが可能である。
なる基板でありなるべく平坦なものが望ましい。この非
導電性とは、非導電性薄膜が光の照射により新たなエネ
ルギーレベルが生成するが、これに対してエネルギーバ
リアが存在するようなエネルギー構造をもつものであれ
ばよく、絶縁体に限らず、半導体でもよい。プローブは
その先端に開口部を有しており、この開口部から光が照
射される。一般的にはエッチングにより、その先端を先
鋭化したファイバなどが用いられる。この開口部の大き
さにより加工される大きさが決まる。すなわち、開口部
が小さいほど加工されるサイズが小さくなる。開口部の
大きさを用いる光の波長よりも小さくすると先端開口部
から出る光はエバネッセント光となり、その強度は開口
部からの距離に対して指数関数的に減少する。そのため
光をより狭い範囲に集中して照射することが可能とな
り、より微細に加工することが可能である。
【０００８】本発明による微細加工を図１を用いて説明
する。まず、プローブ１０１先端を非導電性薄膜１０２
の加工を行いたい位置の表面または表面近傍に位置させ
る（図１（１））。表面近傍とは探針から非導電性薄膜
に光を照射したときにその効果が非導電性薄膜に働く位
置をいう。すなわち、非導電性薄膜の導電性が上昇する
に足りる強度が非導電性薄膜に照射される位置のことで
ある。次に光源１０４からプローブ１０１に光を導入
し、プローブ１０１先端の開口部から非導電性薄膜１０
２に光を照射する。この光照射により非導電性薄膜の導
電性が上昇する（図１（２））。この部分を導電性上昇
部１０５と呼ぶ。この導電性上昇部に対して、導電性が
上昇していない部分並びに非導電性基板に対してはエネ
ルギーバリアが存在しており、電子または正孔はこの導
電性上昇部に閉じ込められる。本発明において非導電性
基板は表面全部が非導電性である必要は無く前記導電性
上昇部の量子効果を発現しようという領域の下部が非導
電性となっていればよい。
する。まず、プローブ１０１先端を非導電性薄膜１０２
の加工を行いたい位置の表面または表面近傍に位置させ
る（図１（１））。表面近傍とは探針から非導電性薄膜
に光を照射したときにその効果が非導電性薄膜に働く位
置をいう。すなわち、非導電性薄膜の導電性が上昇する
に足りる強度が非導電性薄膜に照射される位置のことで
ある。次に光源１０４からプローブ１０１に光を導入
し、プローブ１０１先端の開口部から非導電性薄膜１０
２に光を照射する。この光照射により非導電性薄膜の導
電性が上昇する（図１（２））。この部分を導電性上昇
部１０５と呼ぶ。この導電性上昇部に対して、導電性が
上昇していない部分並びに非導電性基板に対してはエネ
ルギーバリアが存在しており、電子または正孔はこの導
電性上昇部に閉じ込められる。本発明において非導電性
基板は表面全部が非導電性である必要は無く前記導電性
上昇部の量子効果を発現しようという領域の下部が非導
電性となっていればよい。
【０００９】本発明においてプローブ先端の開口部の大
きさを用いる光の波長よりも小さくすると先端開口部か
ら出る光はエバネッセント光となり、その強度は開口部
からの距離に対して指数関数的に減少する。このとき試
料に到達したエバネッセント光による反射を検出しこの
検出光強度が一定になるようにプローブ先端と非導電性
薄膜表面との距離を制御しながら走査し、その制御信号
から表面の凹凸などの情報を得ることが可能となる。こ
れは通常の近接場光学顕微鏡と呼ばれる顕微鏡の動作で
ある。この動作により、加工前に表面を観察することが
可能となり加工のための位置決めなどが容易になるとい
う利点が生じる。なお、この表面観察の時に用いる光の
強度は非導電性薄膜の導電性が上昇しない程度の大きさ
でなければならない。
きさを用いる光の波長よりも小さくすると先端開口部か
ら出る光はエバネッセント光となり、その強度は開口部
からの距離に対して指数関数的に減少する。このとき試
料に到達したエバネッセント光による反射を検出しこの
検出光強度が一定になるようにプローブ先端と非導電性
薄膜表面との距離を制御しながら走査し、その制御信号
から表面の凹凸などの情報を得ることが可能となる。こ
れは通常の近接場光学顕微鏡と呼ばれる顕微鏡の動作で
ある。この動作により、加工前に表面を観察することが
可能となり加工のための位置決めなどが容易になるとい
う利点が生じる。なお、この表面観察の時に用いる光の
強度は非導電性薄膜の導電性が上昇しない程度の大きさ
でなければならない。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、説明する ［実施例１］本発明の実施例１である微細加工法につい
て、図２に示す微細加工装置を用いて述べる。本微細加
工装置は、 ２０１ プローブ ２０４ ピエゾ素子 ２０５ レーザ ２０６ 光ファイバ ２０７ Ｚ方向位置制御装置 ２０８ ＸＹ方向位置制御装置 ２０９ マイクロコンピュータ で構成されている。また加工の対象となる試料は、 ２０２ ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜 ２０３ Ｓｉ基板 であり、ここではＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜２０２とＳｉ基板
２０３を合わせて加工試料２１０という。Ｓｉ基板２０
３はＧｅＳｂ2Ｔｅ4との界面が酸化されており酸化膜が
２００ｎｍついていて絶縁性である。ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄
膜２０２はスパッタ法により形成されたアモルファス
で、膜厚は約３０ｎｍである。このＧｅＳｂ2Ｔｅ4は光
照射により導電性が上昇する。プローブ２０１は通常の
近接場光学顕微鏡で用いられるプローブで光ファイバ２
０６の先端をエッチング処理により先鋭化したもので、
その先端には５０ｎｍの開口部を有している。このファ
イバー２０６はレーザ２０５に接続されている。レーザ
２０５は半導体レーザで発したレーザ光は光ファイバ２
０６に導入されその先端のプローブ２０１の開口部に導
かれる。
て、図２に示す微細加工装置を用いて述べる。本微細加
工装置は、 ２０１ プローブ ２０４ ピエゾ素子 ２０５ レーザ ２０６ 光ファイバ ２０７ Ｚ方向位置制御装置 ２０８ ＸＹ方向位置制御装置 ２０９ マイクロコンピュータ で構成されている。また加工の対象となる試料は、 ２０２ ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜 ２０３ Ｓｉ基板 であり、ここではＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜２０２とＳｉ基板
２０３を合わせて加工試料２１０という。Ｓｉ基板２０
３はＧｅＳｂ2Ｔｅ4との界面が酸化されており酸化膜が
２００ｎｍついていて絶縁性である。ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄
膜２０２はスパッタ法により形成されたアモルファス
で、膜厚は約３０ｎｍである。このＧｅＳｂ2Ｔｅ4は光
照射により導電性が上昇する。プローブ２０１は通常の
近接場光学顕微鏡で用いられるプローブで光ファイバ２
０６の先端をエッチング処理により先鋭化したもので、
その先端には５０ｎｍの開口部を有している。このファ
イバー２０６はレーザ２０５に接続されている。レーザ
２０５は半導体レーザで発したレーザ光は光ファイバ２
０６に導入されその先端のプローブ２０１の開口部に導
かれる。
【００１１】ピエゾ素子２０４は通常、ＳＰＭに用いる
ピエゾを用いており、上部に加工試料２１０を支持して
いる。このピエゾ素子に外部から電圧を印加することに
より加工試料２１０を図示Ｘ、Ｙ、Ｚ各々の方向に移動
させる。これによりプローブ２０１と加工試料２１０の
相対的位置を制御することが可能となる。Ｚ方向位置制
御装置２０７はマイクロコンピュータからの指示により
ピエゾ素子２０４に電圧を印加して、ピエゾ素子２０４
のＺ方向の位置を制御する。ＸＹ方向位置制御回路２０
８はマイクロコンピュータからの指示によりピエゾ素子
２０４に電圧を印加して、ピエゾ素子２０４のＸＹ方向
の位置を制御する。マイクロコンピュータ２０９は加工
試料２１０の微細加工を行うための制御全般をつかさど
る。
ピエゾを用いており、上部に加工試料２１０を支持して
いる。このピエゾ素子に外部から電圧を印加することに
より加工試料２１０を図示Ｘ、Ｙ、Ｚ各々の方向に移動
させる。これによりプローブ２０１と加工試料２１０の
相対的位置を制御することが可能となる。Ｚ方向位置制
御装置２０７はマイクロコンピュータからの指示により
ピエゾ素子２０４に電圧を印加して、ピエゾ素子２０４
のＺ方向の位置を制御する。ＸＹ方向位置制御回路２０
８はマイクロコンピュータからの指示によりピエゾ素子
２０４に電圧を印加して、ピエゾ素子２０４のＸＹ方向
の位置を制御する。マイクロコンピュータ２０９は加工
試料２１０の微細加工を行うための制御全般をつかさど
る。
【００１２】本実施例における微細加工は、以下のとお
りに行う。まず、マイクロコンピュータ２０９の指示に
よりＸＹ方向位置制御装置２０８が信号を出し、プロー
ブ２０１の先端が加工試料２１０表面の加工を施したい
位置に来るようにピエゾ素子２０４をＸ−Ｙ方向に移動
させる。つぎにマイクロコンピュータ２０９の指示によ
りＺ方向位置制御装置２０７が信号を出し、プローブ２
０１の先端が加工試料２１０表面の加工を施したい位置
に来るようにピエゾ素子２０４をＺ方向に移動させる。
本実施例ではレーザ２０５で発生したレーザ光を光ファ
イバ２０６を介してプローブ２０１先端の開口部からＧ
ｅＳｂ2Ｔｅ4に照射することにより、ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄
膜２０２に直径約１００ｎｍの領域に導電率上昇の領域
を形成できた。本実施例において導電率が上昇した部分
は、導電率上昇の発生していない部分、シリコン酸化
膜、および大気により囲まれており、電子の閉じ込め効
果が発現することが可能である。
りに行う。まず、マイクロコンピュータ２０９の指示に
よりＸＹ方向位置制御装置２０８が信号を出し、プロー
ブ２０１の先端が加工試料２１０表面の加工を施したい
位置に来るようにピエゾ素子２０４をＸ−Ｙ方向に移動
させる。つぎにマイクロコンピュータ２０９の指示によ
りＺ方向位置制御装置２０７が信号を出し、プローブ２
０１の先端が加工試料２１０表面の加工を施したい位置
に来るようにピエゾ素子２０４をＺ方向に移動させる。
本実施例ではレーザ２０５で発生したレーザ光を光ファ
イバ２０６を介してプローブ２０１先端の開口部からＧ
ｅＳｂ2Ｔｅ4に照射することにより、ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄
膜２０２に直径約１００ｎｍの領域に導電率上昇の領域
を形成できた。本実施例において導電率が上昇した部分
は、導電率上昇の発生していない部分、シリコン酸化
膜、および大気により囲まれており、電子の閉じ込め効
果が発現することが可能である。
【００１３】［実施例２］つぎに、図３に示す微細加工
装置を用いた本発明の実施例２について述べる。本微細
加工装置は実施例１において用いた図２に示す微細加工
装置に、 ３０１ フォトマル ３０２ 光強度検出器 を追加したものである。フォトマル３０１は通常の光電
子増倍管で、プローブ２０１先端の開口部から放射され
たエバネッセント光がＧｅＳｂ2Ｔｅ4膜表面で散乱され
た光を検出する。光強度検出器３０２はフォトマル３０
１の信号から、光の強度を算出するものである。算出さ
れた光強度はＺ方向位置検出装置２０７に送られる。ま
た、本実施例においてはＺ方向位置検出回路２０７は光
強度検出器３０２からの出力とコンピュータからの指令
値が等しくなるように制御するサーボ回路として働く機
能も備えている。マイクロコンピュータ２０９がプロー
ブ２０１の先端と加工試料２１０との距離を光強度検出
器３０２の出力として規定する。これは、プローブ２０
１先端の開口部からしみだしたエバネッセント光が加工
試料２１０表面で散乱される光の強度を示している。エ
バネッセント光の強度は開口部の距離に対して指数関数
的に減少するため散乱光強度はプローブ２０１先端と加
工試料２１０表面の距離に応じて指数関数的に減少す
る。
装置を用いた本発明の実施例２について述べる。本微細
加工装置は実施例１において用いた図２に示す微細加工
装置に、 ３０１ フォトマル ３０２ 光強度検出器 を追加したものである。フォトマル３０１は通常の光電
子増倍管で、プローブ２０１先端の開口部から放射され
たエバネッセント光がＧｅＳｂ2Ｔｅ4膜表面で散乱され
た光を検出する。光強度検出器３０２はフォトマル３０
１の信号から、光の強度を算出するものである。算出さ
れた光強度はＺ方向位置検出装置２０７に送られる。ま
た、本実施例においてはＺ方向位置検出回路２０７は光
強度検出器３０２からの出力とコンピュータからの指令
値が等しくなるように制御するサーボ回路として働く機
能も備えている。マイクロコンピュータ２０９がプロー
ブ２０１の先端と加工試料２１０との距離を光強度検出
器３０２の出力として規定する。これは、プローブ２０
１先端の開口部からしみだしたエバネッセント光が加工
試料２１０表面で散乱される光の強度を示している。エ
バネッセント光の強度は開口部の距離に対して指数関数
的に減少するため散乱光強度はプローブ２０１先端と加
工試料２１０表面の距離に応じて指数関数的に減少す
る。
【００１４】本実施例における微細加工は次の通り行
う。本実施例ではプローブ２０１先端と加工試料２１０
との距離を光強度検出器３０２の検出量として規定す
る。次にマイクロコンピュータ２０９の指令によりＺ方
向位置制御装置２０７が動作してプローブ２０１と加工
試料２１０を接近させて光強度検出器３０２の出力が規
定値になるように制御する。このときレーザ２０５の出
力は、そのレーザ光によりＧｅＳｂ2Ｔｅ4膜２０２の導
電率が上昇しない程度の出力に抑えておく。この帰還制
御を保ったままマイクロコンピュータ２０９の指示によ
りＸＹ方向位置制御装置２０８が信号を出し、プローブ
２０１の先端が加工試料２１０表面を走査するようにピ
エゾ素子２０４をＸ−Ｙ方向に走査させる。この時のＸ
Ｙ方向の制御信号とＺ方向の制御信号から、加工試料２
１０の表面形状を観察する。これは通常の近接場光学顕
微鏡の動作である。この表面観察を行うことにより試料
加工を行いたい位置を容易に特定することが可能であ
る。
う。本実施例ではプローブ２０１先端と加工試料２１０
との距離を光強度検出器３０２の検出量として規定す
る。次にマイクロコンピュータ２０９の指令によりＺ方
向位置制御装置２０７が動作してプローブ２０１と加工
試料２１０を接近させて光強度検出器３０２の出力が規
定値になるように制御する。このときレーザ２０５の出
力は、そのレーザ光によりＧｅＳｂ2Ｔｅ4膜２０２の導
電率が上昇しない程度の出力に抑えておく。この帰還制
御を保ったままマイクロコンピュータ２０９の指示によ
りＸＹ方向位置制御装置２０８が信号を出し、プローブ
２０１の先端が加工試料２１０表面を走査するようにピ
エゾ素子２０４をＸ−Ｙ方向に走査させる。この時のＸ
Ｙ方向の制御信号とＺ方向の制御信号から、加工試料２
１０の表面形状を観察する。これは通常の近接場光学顕
微鏡の動作である。この表面観察を行うことにより試料
加工を行いたい位置を容易に特定することが可能であ
る。
【００１５】次に加工を行いたい位置に来たところでＺ
方向位置制御装置２０７とＸＹ方向位置制御装置２０８
によるピエゾ素子２０４への出力電圧を固定してＸＹ方
向の移動をやめる。次にマイクロコンピュータ２０９の
指令によりレーザ２０５が動作して、ＧｅＳｂ2Ｔｅ4の
導電率を上昇させるための光を照射する。本実施例にお
いてはＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜２０２に直径約８０ｎｍの領
域に導電率上昇の領域を希望の位置に形成できた。本実
施例においても導電率が上昇した部分は、導電率上昇の
発生していない部分、シリコン酸化膜、および大気によ
り囲まれており、電子の閉じ込め効果が発現することが
可能である。
方向位置制御装置２０７とＸＹ方向位置制御装置２０８
によるピエゾ素子２０４への出力電圧を固定してＸＹ方
向の移動をやめる。次にマイクロコンピュータ２０９の
指令によりレーザ２０５が動作して、ＧｅＳｂ2Ｔｅ4の
導電率を上昇させるための光を照射する。本実施例にお
いてはＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜２０２に直径約８０ｎｍの領
域に導電率上昇の領域を希望の位置に形成できた。本実
施例においても導電率が上昇した部分は、導電率上昇の
発生していない部分、シリコン酸化膜、および大気によ
り囲まれており、電子の閉じ込め効果が発現することが
可能である。
【００１６】［発明の効果］本発明は、以上の非導電性
基板上に形成された光照射により導電率が上昇する材料
からなる非導電性薄膜に対し、光照射するための微小開
口部を有するプローブを用い、該プローブの微小開口部
から光照射して、該非導電性薄膜の導電率を上昇させる
ことによって、電気的な接続のない非導電性基板上に非
導電性の領域で囲まれた微小な領域に電子を閉じ込める
ことができ、これにより量子効果を生じるデバイスの構
成要素を実現することができる。
基板上に形成された光照射により導電率が上昇する材料
からなる非導電性薄膜に対し、光照射するための微小開
口部を有するプローブを用い、該プローブの微小開口部
から光照射して、該非導電性薄膜の導電率を上昇させる
ことによって、電気的な接続のない非導電性基板上に非
導電性の領域で囲まれた微小な領域に電子を閉じ込める
ことができ、これにより量子効果を生じるデバイスの構
成要素を実現することができる。
【図１】本発明による微細加工方法を示す図である。
【図２】実施例１に用いた微細加工装置を示す図であ
る。
る。
【図３】実施例２に用いた微細加工装置を示す図であ
る。
る。
１０１：プローブ １０２：非導電性薄膜 １０３：非導電性基板 １０４：光源 １０５：導電性上昇部 ２０１：プローブ ２０２：ＧｅＳｂ2Ｔｅ4薄膜 ２０３：Ｓｉ基板 ２０４ピエゾ素子 ２０５：レーザ ２０６：光ファイバ ２０７：Ｚ向位置制御装置 ２０８：ＸＹ方向位置制御装置 ２０９：マイクロコンピュータ ３０１：フォトマル ３０２：光強度検出器
Claims (3)
- 【請求項１】非導電性基板上に非導電性の領域で囲まれ
た微細な導電性領域を形成する微細加工方法であって、 該微細な導電性領域が、前記非導電性基板上に形成され
た光照射により導電率が上昇する材料からなる非導電性
薄膜に対し、光照射するための微小開口部を有するプロ
ーブを用い、該プローブの微小開口部から光照射して、
該非導電性薄膜の導電率を上昇させることによって形成
されることを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項２】前記プローブの微小開口部からの光照射
は、前記プローブの微小開口部の大きさを、用いる光の
波長よりも小さくすることによって、前記プローブの微
小開口部からしみだすエバネッセント光により行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の微細加工方法。 - 【請求項３】前記光照射により導電率の上昇する材料
が、ＧｅＳｂ2Ｔｅ4等の光相変化型材料であることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の微細加工方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264906A JPH1183870A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 微細加工方法 |
| US09/149,277 US6252238B1 (en) | 1997-09-11 | 1998-09-09 | Micro-processing method using a probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264906A JPH1183870A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 微細加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183870A true JPH1183870A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17409865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264906A Pending JPH1183870A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | 微細加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6252238B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1183870A (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2556492B2 (ja) | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 再生装置及び再生法 |
| JP2556491B2 (ja) | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び記録法 |
| EP0438256B1 (en) * | 1990-01-19 | 1997-08-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing system and information processing method. |
| US5270149A (en) * | 1990-06-16 | 1993-12-14 | Basf Aktiengesellschaft | Reversible optical recording medium of the phase charge type |
| JP2744339B2 (ja) * | 1990-08-03 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置及び情報処理方法 |
| US5558813A (en) * | 1991-03-25 | 1996-09-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid crystal-polymer composite film |
| JP2794348B2 (ja) * | 1991-06-21 | 1998-09-03 | キヤノン株式会社 | 記録媒体、その製造方法、情報処理装置 |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP9264906A patent/JPH1183870A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-09 US US09/149,277 patent/US6252238B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6252238B1 (en) | 2001-06-26 |
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