專利名稱：細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將細(xì)微結(jié)構(gòu)物形成在預(yù)定的位置上的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置以及方法。
背景技術(shù)：
富勒烯(C6tl)是碳的同位素之一，構(gòu)成其分子的碳原子的骨架是由正五邊形和正六邊形的組合構(gòu)成的封閉多面體結(jié)構(gòu)。公知這樣的富勒烯或碳納米管等的功能性分子具有各種功能。但是，功能性分子等的分子尺寸非常小(在富勒烯的情況下，直徑約為Inm)，正確地控制其位置是非常困難的。因此，作為將這樣的細(xì)微結(jié)構(gòu)物形成在預(yù)定的位置上的位置控制手段，本發(fā)明的申請(qǐng)人先前發(fā)明且申請(qǐng)了專利文獻(xiàn)1。并且，作為其他的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的位置控制手段，公開了專利文獻(xiàn)2、3。專利文獻(xiàn)1的目的在于高精度地控制細(xì)微結(jié)構(gòu)物的位置或形成細(xì)微結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)要素間的相對(duì)位置，如在圖1中示意性地所示的那樣，在基板1的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波2，利用該駐波來設(shè)定細(xì)微結(jié)構(gòu)物的材料(量子點(diǎn)3)所附著的位置即細(xì)微結(jié)構(gòu)物的位置。并且，在該圖中，4是電極。[專利文獻(xiàn)1]日本特開2006-332227號(hào)公報(bào)，“微細(xì)構(gòu)造物作製方法及t/裝置”。[專利文獻(xiàn)2]日本特開2008-260073號(hào)公報(bào)，“微細(xì)構(gòu)造體們配列方法及t/微細(xì)構(gòu)造體&配列L· t基板、並t/ ^集積回路裝置及t/表示素子”。[專利文獻(xiàn)3]日本特許第4192237號(hào)公報(bào)，“f7構(gòu)造O形狀制御方法”。但是，在專利文獻(xiàn)1所公開的方法以及裝置中存在以下的問題。(1)所形成的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的位置在很大程度上被基板的表面狀態(tài)左右。(2)高頻向電源的反射多，在真空中高頻向基板的傳輸效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的。即，本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置以及方法，能夠降低基板的表面狀態(tài)的影響，將細(xì)微結(jié)構(gòu)形成在預(yù)定的位置， 并且，能夠效率良好地將高頻傳輸?shù)交?。根?jù)本發(fā)明，提供一種細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置，其特征在于，具有表面彈性波元件，具有隔開間隔地位于壓電體的表面的至少一對(duì)電極；真空蒸鍍裝置，能夠在該表面彈性波元件的表面真空蒸鍍兩種以上的物質(zhì)；以及高頻施加裝置，在表面彈性波元件的所述電極間施加高頻電壓，在利用所述高頻電壓的施加而在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波的狀態(tài)下，構(gòu)成多個(gè)薄膜層，將細(xì)微結(jié)構(gòu)物蒸鍍?cè)谒鲴v波的特定位置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，所述多個(gè)薄膜層在表面彈性波元件的整個(gè)表面利用蒸鍍形成富勒烯的層，接著在所述駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。另外，所述真空蒸鍍裝置具有真空室，容納表面彈性波元件且能夠?qū)?nèi)部真空減壓到預(yù)定的真空度；真空連接器，將高頻電流導(dǎo)入到該真空室內(nèi)，所述高頻施加裝置具有 高頻發(fā)生裝置，產(chǎn)生預(yù)定頻率的高頻電壓；元件支架，具有阻抗匹配了的輸入導(dǎo)電膜和接地導(dǎo)電膜，將高頻電壓輸入到表面彈性波元件；同軸電纜，具有阻抗匹配了的中心導(dǎo)體和屏蔽金屬，將高頻電壓從高頻發(fā)生裝置經(jīng)由真空連接器輸送到元件支架。另外，所述輸入導(dǎo)電膜和接地導(dǎo)電膜優(yōu)選是隔著NiCr薄膜和Au薄膜電鍍?cè)诮^緣基板上并且與所述高頻從其表面向內(nèi)部浸透的集膚深度(skin d印th)厚的Cu膜。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于將具有隔開間隔地位于壓電體的表面的至少一對(duì)電極的表面彈性波元件容納在真空室內(nèi)，并且真空減壓到預(yù)定的真空度；在所述電極間施加高頻電壓，在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波；在該狀態(tài)下，在表面彈性波元件上構(gòu)成多個(gè)薄膜層，將細(xì)微結(jié)構(gòu)物蒸鍍?cè)谒鲴v波的特定位置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，所述多個(gè)薄膜層在整個(gè)表面蒸鍍富勒烯的層，接著將細(xì)微結(jié)構(gòu)物蒸鍍?cè)谒鲴v波的特定位置。另外，所述富勒烯的層以如下條件蒸鍍基板溫度是室溫 200°C、蒸鍍速率是 0. 6 1. 7A/min、蒸鍍厚度是3θΑ 10nm。另外，所述表面彈性波元件優(yōu)選是相鄰的電極間的距離為500 900nm、中心頻率為850 900MHz的SAW器件。另外，在所述細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍中優(yōu)選依次提高高頻電壓的頻率，使表面彈性波的所述駐波依次變化為高次模式，將細(xì)微結(jié)構(gòu)物蒸鍍?cè)谂c該駐波的節(jié)點(diǎn)相當(dāng)?shù)奈恢?。根?jù)所述本發(fā)明的裝置以及方法，具有表面彈性波元件、真空蒸鍍裝置以及高頻施加裝置，將具有隔開間隔地位于壓電體的表面的至少一對(duì)電極的表面彈性波元件容納在真空室內(nèi)且真空減壓到預(yù)定的真空度，在所述電極間施加高頻電壓，在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，在該狀態(tài)下，構(gòu)成多個(gè)薄膜層，由此，能夠在整個(gè)表面形成均質(zhì)的薄膜層。特別是，在該狀態(tài)下，在表面彈性波元件的整個(gè)表面蒸鍍富勒烯，由此，增大富勒烯的擴(kuò)散距離，使富勒烯團(tuán)簇均勻地分散，能夠在整個(gè)表面形成均質(zhì)的富勒烯層。富勒烯(C6tl)是功能性分子，對(duì)于富勒烯分子來說，由于分子彼此進(jìn)行范德華結(jié)合， 所以，在壓電基板上吸附數(shù)層富勒烯，由此，得到較大的擴(kuò)散距離。因此，接著在所述電極間施加高頻電壓，在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，在該狀態(tài)下，在富勒烯層之上蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物(例如，Ag)，由此，能夠在高頻電壓引起的駐波的特定位置(例如，節(jié)點(diǎn)部)蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。因此，能夠降低基板(表面彈性波元件)的表面狀態(tài)的影響，在預(yù)定的位置形成細(xì)微結(jié)構(gòu)物。另外，具有元件支架和同軸電纜，該元件支架具有阻抗匹配了的輸入導(dǎo)電膜和接地導(dǎo)電膜，將高頻電壓輸入到表面彈性波元件，該同軸電纜具有阻抗匹配了的中心導(dǎo)體和屏蔽金屬，將高頻電壓從高頻發(fā)生裝置經(jīng)由真空連接器輸送到元件支架，所以，在元件支架以及同軸電纜中，能夠使向電源的高頻的反射為極小，能夠?qū)⒏哳l效率良好地傳送到基板 (表面彈性波元件)。


圖1是表示專利文獻(xiàn)1的細(xì)微結(jié)構(gòu)物制作方法的示意圖。圖2是克拉尼圖形(Chladni figure)的說明圖。圖3是梳型電極的示意圖。圖4是本發(fā)明的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示實(shí)驗(yàn)中使用的表面彈性波元件的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖6是元件支架的平面圖。圖7是元件支架和表面彈性波元件的連線圖(connecting diagram)。圖8是實(shí)驗(yàn)得到的基板表面的SEM圖像。圖9A是施加高頻電壓且在基板上蒸鍍了富勒烯的情況下的基板表面的SEM圖像。圖9B是施加高頻電壓且在基板上蒸鍍了富勒烯的情況下的基板表面的SEM圖像， 但是，是與圖9A不同的基板表面的區(qū)域的SEM圖像。圖IOA是使用圖9A、圖9B所示的基板且在電極間施加高頻電壓而在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，并且，在該狀態(tài)下在富勒烯層之上蒸鍍了 Ag的情況下的基板表面的SEM圖像。圖IOB是使用圖9A、圖9B所示的基板且在電極間施加高頻電壓而在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，并且，在該狀態(tài)下在富勒烯層之上蒸鍍了 Ag的情況下的基板表面的SEM圖像，但是，是與圖IOA不同的基板表面的區(qū)域的SEM圖像。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。并且，對(duì)在各圖中通用的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。本發(fā)明的發(fā)明人著眼于使用表面彈性波(surface acoustic waveSAW)作為納米尺度物質(zhì)(nanoscale substance)這樣的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的位置控制手段。圖2是克拉尼圖形的說明圖。克拉尼圖形是指如下現(xiàn)象將粉狀體5撒在金屬板 6等上，當(dāng)在此產(chǎn)生駐波2時(shí)，粉狀體5聚集在駐波的節(jié)點(diǎn)的位置而描繪出圖形。雖然克拉尼圖形是宏觀尺度的現(xiàn)象，但是，即使在納米尺度物質(zhì)中，如果駐波2的腹點(diǎn)(antinode)和節(jié)點(diǎn)(node)的位置上的物質(zhì)的擴(kuò)散長(zhǎng)度不同，則產(chǎn)生使用了表面彈性波的駐波，由此，存在位置分布變化的可能性，能夠作為物質(zhì)的位置控制的技術(shù)來利用。作為預(yù)備實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的發(fā)明人在作為壓電元件的鈮酸鋰(LiNbO3)基板上制作相鄰的電極間的距離為100 μ m的梳型電極(Inter Digital Transducer :IDT)，使粒子尺寸為2 3 μ m或者20 30 μ m的硅粉分散后，在基板表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，用光學(xué)顯微鏡觀察對(duì)散布的影響。另外，此時(shí)使高頻的頻率或輸入信號(hào)的強(qiáng)度發(fā)生變化，由此，確認(rèn)硅粉的行為發(fā)生變化，明確了存在表面彈性波引起的對(duì)基板上的物質(zhì)的影響。但是，對(duì)于這樣的預(yù)備實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來說，考慮了微粒子的形狀的偏差或硅粉的帶電等各種不確定因素。另外，存在向梳型電極的高頻導(dǎo)入路徑中的傳輸損失的問題等不明確之處，需要使這些問題明確。以下，在本申請(qǐng)中，“壓電基板”是指具有當(dāng)施加電壓時(shí)產(chǎn)生變形(def ormat i on )的壓電性的基板。另外，“表面彈性波”是指能量?jī)H在彈性體的表面附近進(jìn)行集中而傳播的彈性波。圖3是梳型電極的示意圖。如該圖所示，在壓電基板1之上制作梳型電極7并利用高頻交流電源8施加電場(chǎng)時(shí)，由于進(jìn)入壓電基板1的內(nèi)部的電場(chǎng)而引起壓電效應(yīng)，所以，表面附近發(fā)生變形，產(chǎn)生表面彈性波。利用壓電基板1傳播的表面彈性波的聲速ν由下式(1)決定，為了產(chǎn)生表面彈性波所需要的頻率f依賴于電極7間的距離λ。在圖2中，λ為
權(quán)利要求
1.一種細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置，其特征在于，具有表面彈性波元件，具有隔開間隔而位于壓電體的表面的至少一對(duì)電極；真空蒸鍍裝置，能夠在該表面彈性波元件的表面真空蒸鍍兩種以上的物質(zhì)；以及高頻施加裝置，在表面彈性波元件的所述電極間施加高頻電壓，在利用所述高頻電壓的施加而在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波的狀態(tài)下，構(gòu)成多個(gè)薄膜層，在所述駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置，其特征在于，所述多個(gè)薄膜層在表面彈性波元件的整個(gè)表面利用蒸鍍形成富勒烯的層，接著，在所述駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
3.如權(quán)利要求1所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置，其特征在于，所述真空蒸鍍裝置具有真空室，容納表面彈性波元件，并且，能夠?qū)?nèi)部真空減壓到預(yù)定的真空度；真空連接器，將高頻電流導(dǎo)入到該真空室內(nèi)，所述高頻施加裝置具有高頻發(fā)生裝置，產(chǎn)生預(yù)定頻率的高頻電壓；元件支架，具有阻抗匹配了的輸入導(dǎo)電膜和接地導(dǎo)電膜，將高頻電壓輸入到表面彈性波元件；同軸電纜，具有阻抗匹配了的中心導(dǎo)體和屏蔽金屬，將高頻電壓從高頻發(fā)生裝置經(jīng)由真空連接器傳播到元件支架。
4.如權(quán)利要求3所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置，其特征在于，所述輸入導(dǎo)電膜和接地導(dǎo)電膜是隔著NiCr薄膜和Au薄膜電鍍?cè)诮^緣基板上并且與所述高頻從其表面向內(nèi)部浸透的集膚深度相比充分厚的Cu膜。
5.一種細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于，將具有隔開間隔而位于壓電體的表面的至少一對(duì)電極的表面彈性波元件容納在真空室內(nèi)并且真空減壓到預(yù)定的真空度，在所述電極間施加高頻電壓，在表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波，在該狀態(tài)下，在表面彈性波元件上構(gòu)成多個(gè)薄膜層，在所述駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
6.如權(quán)利要求5所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于，所述多個(gè)薄膜層在整個(gè)表面蒸鍍富勒烯的層，接著在所述駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
7.如權(quán)利要求6所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于，所述富勒烯的層以如下條件蒸鍍基板溫度是室溫 200°C，蒸鍍速率是0. 6 1. Ik/ min，蒸鍍厚度是30A 10nm。
8.如權(quán)利要求5所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于，所述表面彈性波元件是相鄰的電極間的距離為500 900nm、中心頻率為850 900MHz 的 SAW 器件。
9.如權(quán)利要求5所述的細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍方法，其特征在于，在所述細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍中，依次使高頻電壓的頻率提高，使表面彈性波的所述駐波依次變化為高次模式，在相當(dāng)于該駐波的節(jié)點(diǎn)的位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及細(xì)微結(jié)構(gòu)物的蒸鍍裝置以及方法。具有表面彈性波元件(10)，具有隔開間隔而位于壓電體(11)的表面的至少一對(duì)電極(12、13)；真空蒸鍍裝置(20)，能夠在表面彈性波元件的表面真空蒸鍍兩種以上的物質(zhì)A、B；以及高頻施加裝置(30)，在表面彈性波元件的電極間施加高頻電壓，在利用所述高頻電壓的施加而表面彈性波元件的表面產(chǎn)生表面彈性波的駐波的狀態(tài)下構(gòu)成多個(gè)薄膜層，在駐波的特定位置蒸鍍細(xì)微結(jié)構(gòu)物。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102308018SQ201080007118
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者重田諭吉, 野瀨裕之, 青柳邦彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社 Ihi