描画物製造方法、描画部材及び描画装置
【課題】描画部材の尖鋭部先端の先鋭度の低下を抑制し、描画距離を従来よりも伸長させるとともに、描画線幅の均一化を図ることができる描画物製造方法を提供し、更に、先鋭度の低下を抑えた描画部材及び当該描画部材を備えた描画装置を提供する。
【解決手段】基板Ｋが載置される基台２、基台２を移動させる基台移動機構３、内層としての金層と外層としての白金層が形成された尖鋭部を有する描画部材１０、描画部材１０を支持する支持部材４、支持部材４を介して描画部材１０を移動させる描画部材移動機構５、基板Ｋと描画部材１０に電圧を印加する電圧印加機構６など備えた描画装置１を用いて、電子線レジスト上にフッ素含有化合物を含む被膜を形成させた基板Ｋに描画処理を施す。
【解決手段】基板Ｋが載置される基台２、基台２を移動させる基台移動機構３、内層としての金層と外層としての白金層が形成された尖鋭部を有する描画部材１０、描画部材１０を支持する支持部材４、支持部材４を介して描画部材１０を移動させる描画部材移動機構５、基板Ｋと描画部材１０に電圧を印加する電圧印加機構６など備えた描画装置１を用いて、電子線レジスト上にフッ素含有化合物を含む被膜を形成させた基板Ｋに描画処理を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に電子線レジストが形成された基板に、描画部材を用いて描画処理を施して得られる描画物を製造する方法、電子線レジストへの電子の注入に用いる描画部材及び描画物の製造に用いる描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にパターニングを行うリソグラフィ技術の一つとして走査型プローブリソグラフィが知られている。この走査型プローブリソグラフィは、走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」という）や原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」という）などの走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」という）に用いられる技術を応用し、電子線レジストが形成された基板に描画処理を施す技術である。より具体的に言えば、例えば、表面に電子線レジストが形成された基板の当該電子線レジストに、所謂探針を接触或いは接近させた状態で、基板と探針とを相対的に移動させるとともに、基板と探針との間に電圧を印加して電子線レジストに電子を注入し、その後、電子線レジストを現像するという技術である。尚、電子線レジストは、電子が注入されることによってその物性が変化する性質を有しており、現像後に電子が注入されていない部分が残るポジ型と電子が注入された部分が残るネガ型とがある。
【０００３】
上記走査型プローブリソグラフィを行う装置として、従来、例えば、特開平１０−２０６４３５号公報に開示された装置（以下、「従来装置」という）が提案されている。この従来装置は、所謂ＳＴＭとＡＦＭとを複合した装置であり、上面に基板が載置されるステージ、当該ステージのＸ−Ｙ方向の駆動を制御するＸ−Ｙ駆動制御装置、前記ステージの上方に設けられたプローブ、当該プローブのＺ軸方向の駆動を制御するＺ軸駆動制御装置、基板とプローブとの間に電圧を印加する電圧印加装置、並びに、Ｘ−Ｙ駆動制御装置、Ｚ軸駆動制御装置及び電圧印加装置などを制御する制御用コンピュータなどを備えている。
【０００４】
この従来装置においては、上述したように、表面に電子線レジストが形成された基板の当該電子線レジストに、Ｚ軸駆動制御装置を動作させてプローブの先端部を接触或いは接近させ、Ｘ−Ｙ駆動制御装置を駆動させステージを水平移動させつつ、電圧印加装置によって基板とプローブとの間に電圧を印加し、プローブの先端部から電子を注入して描画処理を施す。
【０００５】
また、上記走査型プローブリソグラフィを行う際に用いられるプローブとしては、例えば、特開平１０−３３２７１４号公報に開示されたプローブが提案されている。このプローブは、先端部が尖鋭に形成された微小ティップを有しており、当該微小ティップの先端部は導電体層からなっている。尚、前記導電体層は、例えば、白金や金などから構成されている。
【０００６】
上記プローブを用い、従来装置によって描画処理を施す場合は、前記微小ティップの先端部を基板に形成された電子線レジストに接触又は接近させた状態で、当該微小ティップの先端部から電子線レジストに電子を注入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０６４３５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記プローブを備えた従来装置は、これを用いて基板に描画処理を施す場合に、１つのプローブで基板に描くことができる総距離（以下、「描画距離」という）が短く、また、基板に描かれる線の幅（以下、「描画線幅」という）が徐々に太くなるという問題が生じるため、実用性に乏しかった。
【０００９】
以下に、上述した問題の詳細について説明する。
【００１０】
本願発明者らは、導電体層が金から構成されるプローブを用いて基板に描画処理を施す実験を行い、基板に描画処理を施した後のプローブの先端部は、描画処理を施す前と比較して、その先鋭度が低下していることを見出した。
【００１１】
描画処理の前後で、プローブの先端部の先鋭度が低下するのは、基板とプローブの先端部とを接触させた状態で移動させることで、基板表面と先端部との間に生じる摩擦によって先端部が徐々に摩耗していくためだと考えられる。
【００１２】
また、プローブの先端部は、その断面積の小ささ故に流れる電流密度が非常に高くなり、電圧の印加によって基板とプローブとの間に電流が流れる際に大きな発熱を伴う。これにより、プローブの先端部が熱によって可塑化して摩耗し易くなる。このことも先鋭度の低下に影響を与えているものと考えられる。
【００１３】
そして、プローブの先端部の先鋭度の低下を伴う先端部の形状変化などにより、最終的にプローブの先端部から電子線レジストへ電子が注入できなくなり、描画処理を施すことができなくなる。したがって、先端部の先鋭度の低下速度が速い場合には、電子線レジストへの電子の注入ができなくなるのも速いため描画距離が短くなるものと考えられる。
【００１４】
また、先鋭度が徐々に低下していくことによって、プローブの先端部の電子線レジストとの接触面積が徐々に大きくなるのに伴い、描画線幅が徐々に太くなっていくため、描画線幅を一定に保つことができなくなるものと考えられる。
【００１５】
本発明は、以上の実情を鑑みなされたものであって、プローブの尖鋭部の先端部における先鋭度の低下を抑制し、描画距離を従来よりも伸長させるとともに、描画線幅の均一化を図ることができる描画物製造方法を提供し、更に、先鋭度の低下を抑えることができる描画部材及び当該描画部材を備えた描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための描画物製造方法は、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材を用いて、表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施して得られる描画物を製造する方法であって、
前記描画対象物の電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる工程と、
前記尖鋭部の先端部と前記描画対象物の被膜とを接触させた状態で両者を相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加し、前記尖鋭部の先端部から前記被膜を介して前記電子線レジストに電子を注入する工程と、
前記電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像する工程とを行う描画物製造方法に係る。
【００１７】
この描画物製造方法によれば、まず、表面に電子線レジストが形成された描画対象物の当該電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる。
【００１８】
ついで、描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加しつつ、前記被膜と尖鋭部の先端部とを接触させた状態で、両者を描画対象物の電子線レジストが形成された面（被描画面）と平行な面内で相対的に移動させるとともに、前記先端部から前記被膜を介して電子線レジストに電子を注入する。
【００１９】
しかる後、電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像して描画物を得る。尚、電子線レジストは、ポジ型であってもネガ型であっても良く、ポジ型である場合には、電子が注入された部分が現像の際に除去され、ネガ型である場合には、電子が注入されていない部分が除去される。
【００２０】
この場合、被膜が形成されていない描画対象物に描画処理を施す場合よりも描画距離を伸長することができる。これは、描画対象物の表面に、電子線レジストを覆うようにフッ素含有化合物を含む被膜を形成させることによって、当該被膜と接触する前記尖鋭部の先端部との間に生じる摩擦による先端部の摩耗が抑えられ、先鋭度の低下が抑制されるためだと考えられる。
【００２１】
後に詳述するように、本願発明者らが尖鋭部先端の表面が金で構成された描画部材を用いて実験を行ったところ、被膜を形成させていない描画対象物に描画処理を施した場合には、その描画距離は１６０μｍであったのに対し、被膜を形成させた描画対象物に描画処理を施した場合の描画距離は５９０μｍであり、明らかに描画距離が伸長した。
【００２２】
また、前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていても良い。
【００２３】
この場合、描画距離を更に伸長でき、且つ、描画線幅の均一化を図ることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面が高融点且つ高硬度である白金からなるため、先端部の表面が従来よりも高硬度となり、描画対象物の表面と尖鋭部の先端部との間に生じる摩擦によるものと考えられる先端部の磨耗を抑えられるためだと考えられる。また、白金の融点が高いため、電圧を印加し電流が流れた際の先端部の可塑化が抑えられて、先端部が摩耗し難くなり、先鋭度の低下が更に抑制されるためだと考えられる。
【００２４】
これについて、後述するように、本願発明者らが、尖鋭部の先端部に金からなる層のみが形成された描画部材と、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材とを用いて、前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施したところ、前者の描画距離は５９０μｍであったのに対し、後者の描画距離は１５００μｍ以上に伸長した。また、前記被膜を形成させていない描画対象物に描画処理を施したところ、金からなる層のみで形成された描画部材を用いて描画を施した場合の描画距離は１６０μｍであったのに対し、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて描画を施した場合の描画距離は５００μｍであり、描画距離が伸長した。更に、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて、前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施した場合に、描画開始点と描画終端点での線幅の変化がほとんど見られなかったのに対し、金からなる層のみが形成された描画部材を用いて前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施した場合と、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成されていない描画対象物に描画処理を施した場合とでは、いずれにおいても１０ｎｍの線幅の変化があった。
【００２５】
尚、前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにすることができる。
【００２６】
更に、上記課題を解決するための描画部材は、
表面に電子線レジストが形成された描画対象物の該電子線レジストに電子を注入して、描画対象物に描画処理を施すための描画部材であって、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなり、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されている描画部材に係る。
【００２７】
この描画部材によれば、描画距離の伸長及び描画線幅の均一化を図ることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面が高融点且つ高硬度である白金の層で覆われることにより、当該描画部材を描画処理に用いた際に、尖鋭部の先端部における摩耗が抑えられ、また、電圧を印加することで生じる発熱による先端部の可塑化を抑えられ、先端部が摩耗し難くなり、尖鋭部の先端部における先鋭度の低下が抑制されるためだと考えられる。
【００２８】
尚、前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにできる。
【００２９】
更に、上記課題を解決するための描画装置は、
表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施すための描画装置であって、
前記描画対象物を保持する基台と、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材と、
前記尖鋭部が前記基台に保持される描画対象物の被描画面と対峙するように前記描画部材を支持する支持機構と、
前記基台と前記支持部材とを、前記描画対象物の被描画面に対して平行な面及びこれと直交する面内で相対的に移動させる移動機構と、
前記基台に保持される描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記移動機構及び電圧印加機構の動作を制御する制御機構とを備えた描画装置において、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されている描画装置に係る。
【００３０】
この描画装置によれば、まず、前記描画対象物を基台によって保持する。ついで、前記移動機構によって、前記基台と前記支持部材とを基台に保持された描画対象物の被描画面と直交する面内で相対的に移動させ、前記被描画面と、金からなる内層と白金からなる外層が形成された先端部とを接触させる。
【００３１】
しかる後、前記基台と支持部材とを前記被描画面に対して平行な面内で相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加し、電子線レジストが形成された被描画面に尖鋭部の先端部から電子を注入する。
【００３２】
この場合、従来よりも描画距離を伸張することができるとともに、描画線幅の変化も抑えることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面に、高融点且つ高硬度である白金からなる層が形成されているため、尖鋭部の先端部と被描画面とを接触させた際に、先端部と被描画面との間に生じる摩擦によるものと考えられる先端部の摩耗を抑えることでき、また、電圧を印加することで生じる発熱による先端部の可塑化を抑えて、先端部を摩耗し難くすることができ、尖鋭部の先端部における先鋭度の低下を抑制しつつ、描画対象物に描画処理を施すことができるためだと考えられる。
【００３３】
尚、白金からなる外層は、その厚さが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにできる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る描画物製造方法、描画部材及び描画装置によれば、描画距離を伸長することができるとともに、描画線幅の均一化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る描画装置の概略構成を示した構成図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る描画部材の側面図であり、（ｂ）は、その矢視Ａ方向から見た図であり、（ｃ）は、その矢視Ｂ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における基板の側面図であり、（ａ）は被膜形成前の基板であり、（ｂ）は被膜形成後の基板である。
【図４】基板に描画処理を施す実験における描画経路を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施形態につき、図面に基づき説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態に係る描画装置１の概略構成を示した構成図である。本例の描画装置１は、図１に示すように、表面に電子線レジストＲが形成された基板Ｋ（図３（ａ）参照）が載置される基台２と、当該基台２を移動させる基台移動機構３と、基板Ｋに描画処理を施す描画部材１０と、当該描画部材１０を支持する支持部材４と、当該支持部材４を介して前記描画部材１０を移動させる描画部材移動機構５と、後述する支持体１１の変位を検出する変位検出機構２０と、前記基板Ｋと前記描画部材１０に電圧を印加する電圧印加機構６と、前記基台移動機構３、描画部材移動機構５、変位検出機構２０及び電圧印加機構６の作動を制御する制御装置７とから構成されている。
【００３８】
前記基台２は、被描画面、即ち、電子線レジストＲが形成された面を上に向けた状態で前記基板Ｋが載置され、前記基台移動機構３によって、直交３軸方向に移動される。
【００３９】
前記描画部材１０は、図２に示すように、平板状の支持体１１と、当該支持体１１の一面から突出するように設けられ、先端が尖鋭に形成された略三角錐形状の尖鋭部１２とからなり、前記尖鋭部１２は、全体を覆うように内層としての金層１３と外層としての白金層１４が形成されている。尚、前記支持体１１及び尖鋭部１２の内部は、ケイ素で構成されており、尖鋭部１２の内部を構成するケイ素と前記金層１３との間は、クロムなどからなる接着層（図示せず）によって接着されている。また、前記白金層１４は、その厚さが、５ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましい。
【００４０】
また、前記描画部材１０は、前記支持部材４によって、前記尖鋭部１２の先端部が前記基板Ｋの被描画面と対峙するように前記基台２の上方に支持されており、前記描画部材移動機構５によって、前記支持部材４を介してＺ軸方向に移動される。
【００４１】
前記変位検出機構２０は、前記支持体１１の上面に向けてレーザ光を照射するレーザ光源２１と、前記支持体１１上面で反射されたレーザ光を受光する受光部２２と、受光部２２が受光したレーザ光を基に変位を算出する変位算出機構２３とからなり、所謂光てこ方式によって支持体１１の変位を検出する機構である。
【００４２】
前記電圧印加機構６は、前記基台２上面に載置される基板Ｋと、前記尖鋭部１２との間に電圧を印加するよう構成されている。尚、電圧を印加する際には、前記尖鋭部１２に直接電圧を印加するようにしても、例えば、前記支持部材４及び支持体１１を介して間接的に前記尖鋭部１２に電圧を印加するようにしても良い。
【００４３】
前記制御装置７は、前記基台２と前記描画部材１０とをＺ軸方向に相対移動させ、基台２上に載置される基板Ｋの被描画面と尖鋭部１２の先端部とを接触させるように前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５の動作を制御するとともに、前記基台２をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、前記尖鋭部１２の先端部が前記基板Ｋ上の予め設定した座標上を通り、所定の描画経路を辿るように前記基台移動機構３の動作を制御する。尚、前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５は、前記変位算出機構２３によって算出する支持体１１の変位が、予め設定した値を超えないように、その動作が制御される。また、前記基板Ｋと尖鋭部１２との間に所定の電圧を印加するように、前記電圧印加機構６の動作を制御する。
【００４４】
以上の構成を備えた描画装置１を用い、基板Ｋに描画処理を施し、描画物を製造する過程について、以下詳細に説明する。
【００４５】
まず、基板Ｋの表面に形成された電子線レジストＲの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物からなる被膜Ｃを形成させる（図３（ｂ）参照）。具体的には、フッ素含有化合物を含む被膜形成剤が溶解した溶液中に基板Ｋを浸漬した後、当該基板Ｋを溶液中から取り出して自然乾燥させることで電子線レジストＲ上に被膜Ｃを形成させる。尚、被膜Ｃを形成させる方法としてはこの他にも、例えば、被膜形成剤が溶解した溶液を塗布し乾燥させる方法や、所謂蒸着法を利用する方法などが挙げられる。また、本例における基板Ｋ表面に形成された電子線レジストＲはポジ型であるものとするが、これに限られず、ネガ型の電子線レジストであっても良い。
【００４６】
ついで、電子線レジストＲ上に被膜Ｃを形成した基板Ｋを、被描画面が前記尖鋭部１２と対峙するように前記基台２上に載置し、前記制御装置７による制御の下、前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５によって前記基台２と前記描画部材１０とをＺ軸方向に相対的に移動させ、電子線レジストＲ上に形成された被膜Ｃと尖鋭部１２の先端部とを接触させる。
【００４７】
その後、前記制御装置７による制御の下、前記電圧印加機構６によって基板Ｋ側が陽極、尖鋭部１２側が陰極となるように、両者の間に電圧を印加し、前記尖鋭部１２の先端部から前記被膜Ｃを介して電子線レジストＲに電子を注入しつつ、前記尖鋭部１２の先端部が基板Ｋ上の予め設定された座標上を通過して所定の描画経路を辿るように、前記制御装置７による制御の下、前記基台移動機構３により基台２をＸ軸及びＹ軸方向移動させる。これにより、基板Ｋに形成された電子線レジストＲのうち、電子が注入された部分については、電子線レジストＲを構成する化合物に化学反応が引き起こされる、所謂電子露光される。
【００４８】
しかる後、前記基板Ｋを基台２から降ろし、当該基板Ｋを現像することで、電子露光された部分の電子線レジストＲが基板Ｋから除去され、描画処理が完了する。
【００４９】
因みに、描画対象物を膜厚４０ｎｍのポジ型電子線レジストが表面に塗布されたケイ素基板として、この基板に描画部材を用いて描画処理を施す実験を行った結果を以下に説明する。尚、描画部材は、尖鋭部に金層のみが形成された描画部材（単層描画部材）と、当該単層描画部材の金層を覆うように層厚がおよそ４５ｎｍの白金層が形成された描画部材（２層描画部材）とを用いた。
【００５０】
実験は、印加電圧を−３７．０Ｖ（基板側接地）、基板に対する描画部材の相対走査速度を２μｍ／ｓで行い、基板上の被描画面に尖鋭部の先端部を接触させ、図４に示すように、基板上のＳ地点から尖鋭部の先端部が矢示方向に移動するように基台を移動させつつ、基板と描画部材との間に電圧を印加し続けた後、電子線レジストを現像し、電子線レジスト現像後の基板を評価した。尚、描画部材の絶対的な高さ位置を描画開始時の高さ位置に固定した状態で基台を移動させ、電圧の印加が終了するまで描画部材の高さ位置の調整は行わないものとし、また、尖鋭部の先端部と被描画面との接触によって生じる前記支持体の変位を変位算出機構によって算出し、この変位が予め設定した値に維持されるように制御装置によって基台移動機構の動作を制御し、基板の絶対的な高さ位置を調整している。
【００５１】
ケイ素基板表面に形成された電子線レジストに、前記２層描画部材を用いて描画処理を施した場合、その描画距離が５００μｍであったのに対し、単層描画部材を用いて描画処理を施した場合は、その描画距離が１６０μｍであった。即ち、単層描画部材を用いた描画処理を施した場合と比較して、２層描画部材を用いて描画処理を施した場合には、その描画距離がおよそ３倍に伸びており、尖鋭部に形成された金層を覆うように白金層を形成することによって、描画距離が伸長している。
【００５２】
ついで、被膜形成剤の濃度が０．１重量％である溶液に、前記ケイ素基板を１分間浸漬させた後、自然乾燥させることで、電子線レジスト上に膜厚２〜３ｎｍの被膜を形成させたものを描画対象物とし、この被膜が形成されたケイ素基板に描画処理を施して描画物を製造する実験を行った結果を以下に説明する。尚、被膜形成剤として「オプツールＤＳＸ（商品名）」（ダイキン工業株式会社製）を使用し、描画部材は、前記単層描画部材と２層描画部材とを用いた。また、実験条件については上記と同様である。
【００５３】
被膜が形成された基板に２層描画部材を用いて描画処理を施した場合、１５００μｍ以上描画することができ、単層描画部材を用いて描画処理を施した場合は、その描画距離は５９０μｍであった。この結果を被膜が形成されていない基板に描画処理を施した場合と比較すると、２層描画部材を用いた場合、単層描画部材を用いた場合ともに、描画距離が伸びている。つまり、電子線レジスト上に被膜を形成させることによって、描画距離が伸長している。
【００５４】
更に、単層描画部材では、その描画距離が５９０μｍであったのに対し、２層描画部材では１５００μｍ以上の描画が可能であったことから、被膜が形成された基板に描画処理を施す場合であっても、尖鋭部に形成された金層を覆うように白金層を形成することによって、描画距離が更に伸長している。
【００５５】
また、２層描画部材を用いて、前記被膜が形成された基板と被膜が形成されていない基板とに描画処理を施した場合の描画線幅の変化について検討したところ、被膜が形成されていない基板に描画処理を施した場合には、描画開始直後の描画線幅が８０ｎｍであったのに対し、５００μｍ描画後の描画線幅は９０ｎｍとなり、両者の間で１０ｎｍの変化が見られた。これに対し、被膜が形成された基板に描画処理を施した場合には、描画開始直後の描画線幅が８０ｎｍであり、１５００μｍ描画後の描画線幅も８０ｎｍであり、両者の間で変化がほぼ見られなかった。つまり、基板に被膜を形成させることによって、描画線幅の変化が抑制されている。
【００５６】
このように、本例の描画物製造方法及び描画装置１によれば、描画距離を従来よりも伸長することができ、また、描画線幅の均一化も図ることができる。これは、電子線レジストＲ上にフッ素含有化合物からなる摩擦係数の小さな被膜Ｃを形成し、当該被膜Ｃと前記尖鋭部１２とを接触させた状態で相対移動させるため、尖鋭部１２と基板Ｋ表面との間に生じる摩擦による尖鋭部１２の先端部における先鋭度の低下が抑えられるためだと考えられる。更に、尖鋭部１２の先端部に内層としての金層１３と、外層としての白金層１４とを形成したことにより、尖鋭部１２の先端部が高融点且つ高硬度である白金で覆われるため、摩擦による摩耗に起因した先端部における先鋭度の低下が抑えられ、また、尖鋭部１２の先端部が可塑化して摩耗し易くなるのが防止され、先鋭度の低下を抑えられるためだと考えられる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５８】
本例においては、前記尖鋭部１２に金層１３と白金層１４とが形成された前記描画部材１０を備えた描画装置によって描画物を製造するようにしているが、これに限られず、例えば、前記尖鋭部１２に金層１３のみが形成された描画部材を備えた描画装置を用いて表面に被膜Ｃが形成された基板Ｋに対し、描画処理を施して描画物を製造するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１ 描画装置
２ 基台
３ 基台移動機構
４ 支持部材
５ 描画部材移動機構
６ 電圧印加機構
７ 制御装置
１０ 描画部材
１１ 支持体
１２ 尖鋭部
１３ 金層
１４ 白金層
２０ 変位検出機構
２１ レーザ光源
２２ 受光部
２３ 変位算出機構
Ｋ 基板
Ｒ 電子線レジスト
Ｃ 被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に電子線レジストが形成された基板に、描画部材を用いて描画処理を施して得られる描画物を製造する方法、電子線レジストへの電子の注入に用いる描画部材及び描画物の製造に用いる描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にパターニングを行うリソグラフィ技術の一つとして走査型プローブリソグラフィが知られている。この走査型プローブリソグラフィは、走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」という）や原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」という）などの走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰＭ」という）に用いられる技術を応用し、電子線レジストが形成された基板に描画処理を施す技術である。より具体的に言えば、例えば、表面に電子線レジストが形成された基板の当該電子線レジストに、所謂探針を接触或いは接近させた状態で、基板と探針とを相対的に移動させるとともに、基板と探針との間に電圧を印加して電子線レジストに電子を注入し、その後、電子線レジストを現像するという技術である。尚、電子線レジストは、電子が注入されることによってその物性が変化する性質を有しており、現像後に電子が注入されていない部分が残るポジ型と電子が注入された部分が残るネガ型とがある。
【０００３】
上記走査型プローブリソグラフィを行う装置として、従来、例えば、特開平１０−２０６４３５号公報に開示された装置（以下、「従来装置」という）が提案されている。この従来装置は、所謂ＳＴＭとＡＦＭとを複合した装置であり、上面に基板が載置されるステージ、当該ステージのＸ−Ｙ方向の駆動を制御するＸ−Ｙ駆動制御装置、前記ステージの上方に設けられたプローブ、当該プローブのＺ軸方向の駆動を制御するＺ軸駆動制御装置、基板とプローブとの間に電圧を印加する電圧印加装置、並びに、Ｘ−Ｙ駆動制御装置、Ｚ軸駆動制御装置及び電圧印加装置などを制御する制御用コンピュータなどを備えている。
【０００４】
この従来装置においては、上述したように、表面に電子線レジストが形成された基板の当該電子線レジストに、Ｚ軸駆動制御装置を動作させてプローブの先端部を接触或いは接近させ、Ｘ−Ｙ駆動制御装置を駆動させステージを水平移動させつつ、電圧印加装置によって基板とプローブとの間に電圧を印加し、プローブの先端部から電子を注入して描画処理を施す。
【０００５】
また、上記走査型プローブリソグラフィを行う際に用いられるプローブとしては、例えば、特開平１０−３３２７１４号公報に開示されたプローブが提案されている。このプローブは、先端部が尖鋭に形成された微小ティップを有しており、当該微小ティップの先端部は導電体層からなっている。尚、前記導電体層は、例えば、白金や金などから構成されている。
【０００６】
上記プローブを用い、従来装置によって描画処理を施す場合は、前記微小ティップの先端部を基板に形成された電子線レジストに接触又は接近させた状態で、当該微小ティップの先端部から電子線レジストに電子を注入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０６４３５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記プローブを備えた従来装置は、これを用いて基板に描画処理を施す場合に、１つのプローブで基板に描くことができる総距離（以下、「描画距離」という）が短く、また、基板に描かれる線の幅（以下、「描画線幅」という）が徐々に太くなるという問題が生じるため、実用性に乏しかった。
【０００９】
以下に、上述した問題の詳細について説明する。
【００１０】
本願発明者らは、導電体層が金から構成されるプローブを用いて基板に描画処理を施す実験を行い、基板に描画処理を施した後のプローブの先端部は、描画処理を施す前と比較して、その先鋭度が低下していることを見出した。
【００１１】
描画処理の前後で、プローブの先端部の先鋭度が低下するのは、基板とプローブの先端部とを接触させた状態で移動させることで、基板表面と先端部との間に生じる摩擦によって先端部が徐々に摩耗していくためだと考えられる。
【００１２】
また、プローブの先端部は、その断面積の小ささ故に流れる電流密度が非常に高くなり、電圧の印加によって基板とプローブとの間に電流が流れる際に大きな発熱を伴う。これにより、プローブの先端部が熱によって可塑化して摩耗し易くなる。このことも先鋭度の低下に影響を与えているものと考えられる。
【００１３】
そして、プローブの先端部の先鋭度の低下を伴う先端部の形状変化などにより、最終的にプローブの先端部から電子線レジストへ電子が注入できなくなり、描画処理を施すことができなくなる。したがって、先端部の先鋭度の低下速度が速い場合には、電子線レジストへの電子の注入ができなくなるのも速いため描画距離が短くなるものと考えられる。
【００１４】
また、先鋭度が徐々に低下していくことによって、プローブの先端部の電子線レジストとの接触面積が徐々に大きくなるのに伴い、描画線幅が徐々に太くなっていくため、描画線幅を一定に保つことができなくなるものと考えられる。
【００１５】
本発明は、以上の実情を鑑みなされたものであって、プローブの尖鋭部の先端部における先鋭度の低下を抑制し、描画距離を従来よりも伸長させるとともに、描画線幅の均一化を図ることができる描画物製造方法を提供し、更に、先鋭度の低下を抑えることができる描画部材及び当該描画部材を備えた描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための描画物製造方法は、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材を用いて、表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施して得られる描画物を製造する方法であって、
前記描画対象物の電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる工程と、
前記尖鋭部の先端部と前記描画対象物の被膜とを接触させた状態で両者を相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加し、前記尖鋭部の先端部から前記被膜を介して前記電子線レジストに電子を注入する工程と、
前記電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像する工程とを行う描画物製造方法に係る。
【００１７】
この描画物製造方法によれば、まず、表面に電子線レジストが形成された描画対象物の当該電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる。
【００１８】
ついで、描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加しつつ、前記被膜と尖鋭部の先端部とを接触させた状態で、両者を描画対象物の電子線レジストが形成された面（被描画面）と平行な面内で相対的に移動させるとともに、前記先端部から前記被膜を介して電子線レジストに電子を注入する。
【００１９】
しかる後、電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像して描画物を得る。尚、電子線レジストは、ポジ型であってもネガ型であっても良く、ポジ型である場合には、電子が注入された部分が現像の際に除去され、ネガ型である場合には、電子が注入されていない部分が除去される。
【００２０】
この場合、被膜が形成されていない描画対象物に描画処理を施す場合よりも描画距離を伸長することができる。これは、描画対象物の表面に、電子線レジストを覆うようにフッ素含有化合物を含む被膜を形成させることによって、当該被膜と接触する前記尖鋭部の先端部との間に生じる摩擦による先端部の摩耗が抑えられ、先鋭度の低下が抑制されるためだと考えられる。
【００２１】
後に詳述するように、本願発明者らが尖鋭部先端の表面が金で構成された描画部材を用いて実験を行ったところ、被膜を形成させていない描画対象物に描画処理を施した場合には、その描画距離は１６０μｍであったのに対し、被膜を形成させた描画対象物に描画処理を施した場合の描画距離は５９０μｍであり、明らかに描画距離が伸長した。
【００２２】
また、前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていても良い。
【００２３】
この場合、描画距離を更に伸長でき、且つ、描画線幅の均一化を図ることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面が高融点且つ高硬度である白金からなるため、先端部の表面が従来よりも高硬度となり、描画対象物の表面と尖鋭部の先端部との間に生じる摩擦によるものと考えられる先端部の磨耗を抑えられるためだと考えられる。また、白金の融点が高いため、電圧を印加し電流が流れた際の先端部の可塑化が抑えられて、先端部が摩耗し難くなり、先鋭度の低下が更に抑制されるためだと考えられる。
【００２４】
これについて、後述するように、本願発明者らが、尖鋭部の先端部に金からなる層のみが形成された描画部材と、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材とを用いて、前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施したところ、前者の描画距離は５９０μｍであったのに対し、後者の描画距離は１５００μｍ以上に伸長した。また、前記被膜を形成させていない描画対象物に描画処理を施したところ、金からなる層のみで形成された描画部材を用いて描画を施した場合の描画距離は１６０μｍであったのに対し、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて描画を施した場合の描画距離は５００μｍであり、描画距離が伸長した。更に、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて、前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施した場合に、描画開始点と描画終端点での線幅の変化がほとんど見られなかったのに対し、金からなる層のみが形成された描画部材を用いて前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成された描画対象物に描画処理を施した場合と、金からなる内層と白金からなる外層とが形成された描画部材を用いて前記フッ素含有化合物を含む被膜が形成されていない描画対象物に描画処理を施した場合とでは、いずれにおいても１０ｎｍの線幅の変化があった。
【００２５】
尚、前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにすることができる。
【００２６】
更に、上記課題を解決するための描画部材は、
表面に電子線レジストが形成された描画対象物の該電子線レジストに電子を注入して、描画対象物に描画処理を施すための描画部材であって、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなり、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されている描画部材に係る。
【００２７】
この描画部材によれば、描画距離の伸長及び描画線幅の均一化を図ることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面が高融点且つ高硬度である白金の層で覆われることにより、当該描画部材を描画処理に用いた際に、尖鋭部の先端部における摩耗が抑えられ、また、電圧を印加することで生じる発熱による先端部の可塑化を抑えられ、先端部が摩耗し難くなり、尖鋭部の先端部における先鋭度の低下が抑制されるためだと考えられる。
【００２８】
尚、前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにできる。
【００２９】
更に、上記課題を解決するための描画装置は、
表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施すための描画装置であって、
前記描画対象物を保持する基台と、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材と、
前記尖鋭部が前記基台に保持される描画対象物の被描画面と対峙するように前記描画部材を支持する支持機構と、
前記基台と前記支持部材とを、前記描画対象物の被描画面に対して平行な面及びこれと直交する面内で相対的に移動させる移動機構と、
前記基台に保持される描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記移動機構及び電圧印加機構の動作を制御する制御機構とを備えた描画装置において、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されている描画装置に係る。
【００３０】
この描画装置によれば、まず、前記描画対象物を基台によって保持する。ついで、前記移動機構によって、前記基台と前記支持部材とを基台に保持された描画対象物の被描画面と直交する面内で相対的に移動させ、前記被描画面と、金からなる内層と白金からなる外層が形成された先端部とを接触させる。
【００３１】
しかる後、前記基台と支持部材とを前記被描画面に対して平行な面内で相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加し、電子線レジストが形成された被描画面に尖鋭部の先端部から電子を注入する。
【００３２】
この場合、従来よりも描画距離を伸張することができるとともに、描画線幅の変化も抑えることができる。これは、前記尖鋭部の先端部の表面に、高融点且つ高硬度である白金からなる層が形成されているため、尖鋭部の先端部と被描画面とを接触させた際に、先端部と被描画面との間に生じる摩擦によるものと考えられる先端部の摩耗を抑えることでき、また、電圧を印加することで生じる発熱による先端部の可塑化を抑えて、先端部を摩耗し難くすることができ、尖鋭部の先端部における先鋭度の低下を抑制しつつ、描画対象物に描画処理を施すことができるためだと考えられる。
【００３３】
尚、白金からなる外層は、その厚さが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、先鋭度の低下を抑えるために必要な層厚を確保することができ、尖鋭部を適当な大きさにできる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る描画物製造方法、描画部材及び描画装置によれば、描画距離を伸長することができるとともに、描画線幅の均一化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る描画装置の概略構成を示した構成図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る描画部材の側面図であり、（ｂ）は、その矢視Ａ方向から見た図であり、（ｃ）は、その矢視Ｂ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における基板の側面図であり、（ａ）は被膜形成前の基板であり、（ｂ）は被膜形成後の基板である。
【図４】基板に描画処理を施す実験における描画経路を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施形態につき、図面に基づき説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態に係る描画装置１の概略構成を示した構成図である。本例の描画装置１は、図１に示すように、表面に電子線レジストＲが形成された基板Ｋ（図３（ａ）参照）が載置される基台２と、当該基台２を移動させる基台移動機構３と、基板Ｋに描画処理を施す描画部材１０と、当該描画部材１０を支持する支持部材４と、当該支持部材４を介して前記描画部材１０を移動させる描画部材移動機構５と、後述する支持体１１の変位を検出する変位検出機構２０と、前記基板Ｋと前記描画部材１０に電圧を印加する電圧印加機構６と、前記基台移動機構３、描画部材移動機構５、変位検出機構２０及び電圧印加機構６の作動を制御する制御装置７とから構成されている。
【００３８】
前記基台２は、被描画面、即ち、電子線レジストＲが形成された面を上に向けた状態で前記基板Ｋが載置され、前記基台移動機構３によって、直交３軸方向に移動される。
【００３９】
前記描画部材１０は、図２に示すように、平板状の支持体１１と、当該支持体１１の一面から突出するように設けられ、先端が尖鋭に形成された略三角錐形状の尖鋭部１２とからなり、前記尖鋭部１２は、全体を覆うように内層としての金層１３と外層としての白金層１４が形成されている。尚、前記支持体１１及び尖鋭部１２の内部は、ケイ素で構成されており、尖鋭部１２の内部を構成するケイ素と前記金層１３との間は、クロムなどからなる接着層（図示せず）によって接着されている。また、前記白金層１４は、その厚さが、５ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましい。
【００４０】
また、前記描画部材１０は、前記支持部材４によって、前記尖鋭部１２の先端部が前記基板Ｋの被描画面と対峙するように前記基台２の上方に支持されており、前記描画部材移動機構５によって、前記支持部材４を介してＺ軸方向に移動される。
【００４１】
前記変位検出機構２０は、前記支持体１１の上面に向けてレーザ光を照射するレーザ光源２１と、前記支持体１１上面で反射されたレーザ光を受光する受光部２２と、受光部２２が受光したレーザ光を基に変位を算出する変位算出機構２３とからなり、所謂光てこ方式によって支持体１１の変位を検出する機構である。
【００４２】
前記電圧印加機構６は、前記基台２上面に載置される基板Ｋと、前記尖鋭部１２との間に電圧を印加するよう構成されている。尚、電圧を印加する際には、前記尖鋭部１２に直接電圧を印加するようにしても、例えば、前記支持部材４及び支持体１１を介して間接的に前記尖鋭部１２に電圧を印加するようにしても良い。
【００４３】
前記制御装置７は、前記基台２と前記描画部材１０とをＺ軸方向に相対移動させ、基台２上に載置される基板Ｋの被描画面と尖鋭部１２の先端部とを接触させるように前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５の動作を制御するとともに、前記基台２をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、前記尖鋭部１２の先端部が前記基板Ｋ上の予め設定した座標上を通り、所定の描画経路を辿るように前記基台移動機構３の動作を制御する。尚、前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５は、前記変位算出機構２３によって算出する支持体１１の変位が、予め設定した値を超えないように、その動作が制御される。また、前記基板Ｋと尖鋭部１２との間に所定の電圧を印加するように、前記電圧印加機構６の動作を制御する。
【００４４】
以上の構成を備えた描画装置１を用い、基板Ｋに描画処理を施し、描画物を製造する過程について、以下詳細に説明する。
【００４５】
まず、基板Ｋの表面に形成された電子線レジストＲの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物からなる被膜Ｃを形成させる（図３（ｂ）参照）。具体的には、フッ素含有化合物を含む被膜形成剤が溶解した溶液中に基板Ｋを浸漬した後、当該基板Ｋを溶液中から取り出して自然乾燥させることで電子線レジストＲ上に被膜Ｃを形成させる。尚、被膜Ｃを形成させる方法としてはこの他にも、例えば、被膜形成剤が溶解した溶液を塗布し乾燥させる方法や、所謂蒸着法を利用する方法などが挙げられる。また、本例における基板Ｋ表面に形成された電子線レジストＲはポジ型であるものとするが、これに限られず、ネガ型の電子線レジストであっても良い。
【００４６】
ついで、電子線レジストＲ上に被膜Ｃを形成した基板Ｋを、被描画面が前記尖鋭部１２と対峙するように前記基台２上に載置し、前記制御装置７による制御の下、前記基台移動機構３及び描画部材移動機構５によって前記基台２と前記描画部材１０とをＺ軸方向に相対的に移動させ、電子線レジストＲ上に形成された被膜Ｃと尖鋭部１２の先端部とを接触させる。
【００４７】
その後、前記制御装置７による制御の下、前記電圧印加機構６によって基板Ｋ側が陽極、尖鋭部１２側が陰極となるように、両者の間に電圧を印加し、前記尖鋭部１２の先端部から前記被膜Ｃを介して電子線レジストＲに電子を注入しつつ、前記尖鋭部１２の先端部が基板Ｋ上の予め設定された座標上を通過して所定の描画経路を辿るように、前記制御装置７による制御の下、前記基台移動機構３により基台２をＸ軸及びＹ軸方向移動させる。これにより、基板Ｋに形成された電子線レジストＲのうち、電子が注入された部分については、電子線レジストＲを構成する化合物に化学反応が引き起こされる、所謂電子露光される。
【００４８】
しかる後、前記基板Ｋを基台２から降ろし、当該基板Ｋを現像することで、電子露光された部分の電子線レジストＲが基板Ｋから除去され、描画処理が完了する。
【００４９】
因みに、描画対象物を膜厚４０ｎｍのポジ型電子線レジストが表面に塗布されたケイ素基板として、この基板に描画部材を用いて描画処理を施す実験を行った結果を以下に説明する。尚、描画部材は、尖鋭部に金層のみが形成された描画部材（単層描画部材）と、当該単層描画部材の金層を覆うように層厚がおよそ４５ｎｍの白金層が形成された描画部材（２層描画部材）とを用いた。
【００５０】
実験は、印加電圧を−３７．０Ｖ（基板側接地）、基板に対する描画部材の相対走査速度を２μｍ／ｓで行い、基板上の被描画面に尖鋭部の先端部を接触させ、図４に示すように、基板上のＳ地点から尖鋭部の先端部が矢示方向に移動するように基台を移動させつつ、基板と描画部材との間に電圧を印加し続けた後、電子線レジストを現像し、電子線レジスト現像後の基板を評価した。尚、描画部材の絶対的な高さ位置を描画開始時の高さ位置に固定した状態で基台を移動させ、電圧の印加が終了するまで描画部材の高さ位置の調整は行わないものとし、また、尖鋭部の先端部と被描画面との接触によって生じる前記支持体の変位を変位算出機構によって算出し、この変位が予め設定した値に維持されるように制御装置によって基台移動機構の動作を制御し、基板の絶対的な高さ位置を調整している。
【００５１】
ケイ素基板表面に形成された電子線レジストに、前記２層描画部材を用いて描画処理を施した場合、その描画距離が５００μｍであったのに対し、単層描画部材を用いて描画処理を施した場合は、その描画距離が１６０μｍであった。即ち、単層描画部材を用いた描画処理を施した場合と比較して、２層描画部材を用いて描画処理を施した場合には、その描画距離がおよそ３倍に伸びており、尖鋭部に形成された金層を覆うように白金層を形成することによって、描画距離が伸長している。
【００５２】
ついで、被膜形成剤の濃度が０．１重量％である溶液に、前記ケイ素基板を１分間浸漬させた後、自然乾燥させることで、電子線レジスト上に膜厚２〜３ｎｍの被膜を形成させたものを描画対象物とし、この被膜が形成されたケイ素基板に描画処理を施して描画物を製造する実験を行った結果を以下に説明する。尚、被膜形成剤として「オプツールＤＳＸ（商品名）」（ダイキン工業株式会社製）を使用し、描画部材は、前記単層描画部材と２層描画部材とを用いた。また、実験条件については上記と同様である。
【００５３】
被膜が形成された基板に２層描画部材を用いて描画処理を施した場合、１５００μｍ以上描画することができ、単層描画部材を用いて描画処理を施した場合は、その描画距離は５９０μｍであった。この結果を被膜が形成されていない基板に描画処理を施した場合と比較すると、２層描画部材を用いた場合、単層描画部材を用いた場合ともに、描画距離が伸びている。つまり、電子線レジスト上に被膜を形成させることによって、描画距離が伸長している。
【００５４】
更に、単層描画部材では、その描画距離が５９０μｍであったのに対し、２層描画部材では１５００μｍ以上の描画が可能であったことから、被膜が形成された基板に描画処理を施す場合であっても、尖鋭部に形成された金層を覆うように白金層を形成することによって、描画距離が更に伸長している。
【００５５】
また、２層描画部材を用いて、前記被膜が形成された基板と被膜が形成されていない基板とに描画処理を施した場合の描画線幅の変化について検討したところ、被膜が形成されていない基板に描画処理を施した場合には、描画開始直後の描画線幅が８０ｎｍであったのに対し、５００μｍ描画後の描画線幅は９０ｎｍとなり、両者の間で１０ｎｍの変化が見られた。これに対し、被膜が形成された基板に描画処理を施した場合には、描画開始直後の描画線幅が８０ｎｍであり、１５００μｍ描画後の描画線幅も８０ｎｍであり、両者の間で変化がほぼ見られなかった。つまり、基板に被膜を形成させることによって、描画線幅の変化が抑制されている。
【００５６】
このように、本例の描画物製造方法及び描画装置１によれば、描画距離を従来よりも伸長することができ、また、描画線幅の均一化も図ることができる。これは、電子線レジストＲ上にフッ素含有化合物からなる摩擦係数の小さな被膜Ｃを形成し、当該被膜Ｃと前記尖鋭部１２とを接触させた状態で相対移動させるため、尖鋭部１２と基板Ｋ表面との間に生じる摩擦による尖鋭部１２の先端部における先鋭度の低下が抑えられるためだと考えられる。更に、尖鋭部１２の先端部に内層としての金層１３と、外層としての白金層１４とを形成したことにより、尖鋭部１２の先端部が高融点且つ高硬度である白金で覆われるため、摩擦による摩耗に起因した先端部における先鋭度の低下が抑えられ、また、尖鋭部１２の先端部が可塑化して摩耗し易くなるのが防止され、先鋭度の低下を抑えられるためだと考えられる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５８】
本例においては、前記尖鋭部１２に金層１３と白金層１４とが形成された前記描画部材１０を備えた描画装置によって描画物を製造するようにしているが、これに限られず、例えば、前記尖鋭部１２に金層１３のみが形成された描画部材を備えた描画装置を用いて表面に被膜Ｃが形成された基板Ｋに対し、描画処理を施して描画物を製造するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１ 描画装置
２ 基台
３ 基台移動機構
４ 支持部材
５ 描画部材移動機構
６ 電圧印加機構
７ 制御装置
１０ 描画部材
１１ 支持体
１２ 尖鋭部
１３ 金層
１４ 白金層
２０ 変位検出機構
２１ レーザ光源
２２ 受光部
２３ 変位算出機構
Ｋ 基板
Ｒ 電子線レジスト
Ｃ 被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材を用いて、表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施して得られる描画物を製造する方法であって、
前記描画対象物の電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる工程と、
前記尖鋭部の先端部と前記描画対象物の被膜とを接触させた状態で両者を相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加し、前記尖鋭部の先端部から前記被膜を介して前記電子線レジストに電子を注入する工程と、
前記電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像する工程とを行うことを特徴とする描画物製造方法。
【請求項２】
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の描画物製造方法。
【請求項３】
前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の描画物製造方法。
【請求項４】
表面に電子線レジストが形成された描画対象物の該電子線レジストに電子を注入して、描画対象物に描画処理を施すための描画部材であって、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなり、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする描画部材。
【請求項５】
前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の描画部材。
【請求項６】
表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施すための描画装置であって、
前記描画対象物を保持する基台と、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材と、
前記尖鋭部が前記基台に保持される描画対象物の被描画面と対峙するように前記描画部材を支持する支持機構と、
前記基台と前記支持部材とを、前記描画対象物の被描画面に対して平行な面及びこれと直交する面内で相対的に移動させる移動機構と、
前記基台に保持される描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記移動機構及び電圧印加機構の動作を制御する制御機構とを備えた描画装置において、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする描画装置。
【請求項７】
前記白金からなる外層は、その厚さが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の描画装置。
【請求項１】
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材を用いて、表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施して得られる描画物を製造する方法であって、
前記描画対象物の電子線レジストの一部又は全体を覆うように、フッ素含有化合物を含む被膜を形成させる工程と、
前記尖鋭部の先端部と前記描画対象物の被膜とを接触させた状態で両者を相対的に移動させるとともに、前記描画対象物と尖鋭部との間に電圧を印加し、前記尖鋭部の先端部から前記被膜を介して前記電子線レジストに電子を注入する工程と、
前記電子線レジストに電子が注入された描画対象物を現像する工程とを行うことを特徴とする描画物製造方法。
【請求項２】
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の描画物製造方法。
【請求項３】
前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の描画物製造方法。
【請求項４】
表面に電子線レジストが形成された描画対象物の該電子線レジストに電子を注入して、描画対象物に描画処理を施すための描画部材であって、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなり、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする描画部材。
【請求項５】
前記白金からなる外層は、その厚さが、５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の描画部材。
【請求項６】
表面に電子線レジストが形成された描画対象物に描画処理を施すための描画装置であって、
前記描画対象物を保持する基台と、
先端が尖鋭に形成された、導電性を有する尖鋭部と、該尖鋭部を支持する支持体とからなる描画部材と、
前記尖鋭部が前記基台に保持される描画対象物の被描画面と対峙するように前記描画部材を支持する支持機構と、
前記基台と前記支持部材とを、前記描画対象物の被描画面に対して平行な面及びこれと直交する面内で相対的に移動させる移動機構と、
前記基台に保持される描画対象物と前記尖鋭部との間に電圧を印加する電圧印加機構と、
前記移動機構及び電圧印加機構の動作を制御する制御機構とを備えた描画装置において、
前記尖鋭部は、その前記先端部に、金からなる内層と白金からなる外層が形成されていることを特徴とする描画装置。
【請求項７】
前記白金からなる外層は、その厚さが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５１３１０（Ｐ２０１３−５１３１０Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８５１５（Ｐ２０１１−１８８５１５）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
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