(57)【要約】      （修正有）【課題】任意加工表面の意図した場所へ、任意材質の微小構造物を形成安定化する方法および装置を提供する。【解決手段】微小構造物形成手段は、加工表面に任意材質の液状ミニスカスを誘起し、微小物体を形成する微小構造物形成装置において、微小構造物を形成する基盤の加工表面にミニスカス形成材料３を載置し、該ミニスカス形成材料と対向して先鋭プローブ４を設け、加工表面及びミニスカス形成材料と先鋭プローブとの間に電磁相互作用を生起させる電磁場印加手段８を設け、前記加工表面と前記先鋭プローブとの間に形成されたミニスカスを硬化させる硬化手段を設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
2004181538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工表面に載置されたミニスカス形成材料と先鋭プローブとの間に電磁相互作用を発生させて加工表面と先鋭プローブとの間にミニスカス形成材料からなるミニスカスを形成し、該形成されたミニスカスを硬化処理することにより微少構造物を形成することを特徴とする微小構造物形成方法。
【請求項２】
ミニスカス形成材料を基材及び添加物質から構成してなり、該添加物質はミニスカス形成前にあらかじめ添加、あるいは、ミニスカス形成後に添加することを特徴とする請求項１記載の微小構造物形成方法。
【請求項３】
微小構造物を形成する基盤の加工表面にミニスカス形成材料を載置し、該ミニスカス形成材料と対向して先鋭プローブを設け、前記加工表面及びミニスカス形成材料と前記先鋭プローブとの間に電磁相互作用を生起させる電磁場印加手段を設けるとともに前記加工表面と前記先鋭プローブとの間に形成されたミニスカスを硬化させる硬化手段を設けたことを特徴とする微小構造物形成装置。
【請求項４】
基盤を導電性材料、半導体材料又は絶縁性材料から構成することを特徴とする請求項３記載の微小構造物形成装置。
【請求項５】
ミニスカス形成材料を基材及び添加物質から構成することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の微小構造物形成装置。
【請求項６】
ミニスカス形成材料の基材を誘電性材料、半導体材料又は導電性材料及びこれらの材料の組み合わせからなる液状、半溶融状、ゾル−ゲル状の物質又は薄膜状の物質から構成することを特徴とする請求項５記載の微小構造物形成装置。
【請求項７】
ミニスカス形成材料の添加物質を誘電性材料、半導体材料又は導電性材料からなる微小物質、液体及びガスから構成することを特徴とする請求項５記載の微小構造物形成装置。
【請求項８】
ミニスカス形成材料の添加物質をカーボンナノチューブ、フラーレン、炭素粒子、水銀、ガラス棒、ガラス球、金属微粒子、半導体微粒子、誘電体微粒子及び導電性ポリマーから構成することを特徴とする請求項７記載の微小構造物形成装置。
【請求項９】
電磁場発生手段、電磁場発生手段で発生した電磁場を電磁場印加手段に伝導する電磁場誘導手段、先鋭プローブを保持するプローブ保持手段、ミニスカス形成材料に熱・光・化学反応を起こす電磁場照射手段及び熱印加手段、ミニスカス形成雰囲気を制御する温度調整手段、圧力調整手段及び環境制御シールド、及び基盤をＸＹＺ方向に移動させるＸＹＺ移動手段を設けるとともに先鋭プローブと加工表面間のミニスカス形成状態を調整するため電磁場発生手段、温度調整手段、圧力調整手段及びＸＹＺ移動手段を連動してフィードバック制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の微小構造物形成装置。
【請求項１０】
先鋭プローブ及びプローブ保持手段を電磁相互作用可能な金属、半導体、誘電体あるいはそれらの複合体から構成するとともに、先鋭プローブは無開口先鋭先端、開口先端及び導光路先端を有し、先鋭プローブ及びプローブ保持手段を単数又は複数具備し、電磁場発生手段の出力、温度あるいは蒸気圧の複合制御により、ミニスカス構成成分の物理化学的性質を制御するようにしたことを特徴とする請求項３ないし請求項９のいずれか１項記載の微小構造物形成装置。
【請求項１１】
プローブ先端にカーボンナノチューブを取付けて先鋭プローブを構成することを特徴とする請求項１０記載の微小構造物形成装置。
【請求項１２】
先鋭プローブ及びプローブ保持手段は、電磁場発生手段からの電磁場により加工表面またはミニスカス形成材料との間で電磁相互作用を生起することを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１３】
パルス電圧及びレーザ光を電磁場誘導手段や電磁場印加手段を利用して先鋭プローブとやニスカス形成材料及び加工表面との間に制御された電磁相互作用を発生させる電磁場発生手段は、電場の出力、レーザ光の出力、磁場の出力が可変であり、制御手段によるフィードバック制御により、電磁相互作用及び電磁相互作用に付随する他の相互作用を任意独立または複数同時に制御可能であることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１４】
電磁場発生手段は、静的な電場や磁場、あるいは線形、非線形の電磁場を単独または複合発生可能であり、先鋭プローブとミニスカス形成材料または加工表面との間に制御された電磁相互作用を発生させる手段であり、電磁場の出力が可変であり、制御手段によるフィードバック制御により、電磁相互作用や電磁相互作用に付随する他の相互作用を任意独立または複数同時に制御可能であることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１５】
電磁場誘導手段または前記電磁場印加手段は、粒子性を強く示す電磁場を伝導させる場合、単一または複数の反射ミラー、ハーフミラー、集光レンズ、光ファイバーなどの光学系からなり、波動性を強く示す電磁場や電場や磁場の縦成分を伝導させる場合、プローブ自身が電磁場誘導手段または電磁場印加手段を兼ねることを含めて、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、線状、コイル状、ファイバー状、中空パイプ状、フィルム状、あるいはこれら複合体からなることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１６】
電磁場照射手段は、ミニスカス形成材料を光物理化学反応及び熱物理化学反応により安定化させる際必要な電磁場や、電磁エネルギ損失からの熱エネルギを供給する手段であり、使用するミニスカス形成材料の安定化反応に応じた出力可変光源となることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１７】
熱印加手段は、ミニスカス形成材料を熱化学反応により安定化させる際必要な熱エネルギを供給する手段であり、使用するミニスカス形成材料の安定化反応に応じた熱エネルギ供給体となることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１８】
温度調整手段は、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカスの構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項１９】
圧力調整手段は、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカスの構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項２０】
電磁場伝導手段は、粒子性を強く示す電磁場を伝導させる場合、単一または複数の反射ミラー、ハーフミラー、集光レンズ、光ファイバーなどの光学系からなり、波動性を強く示す電磁場や、電場や磁場の縦成分を伝導させる場合、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、線状、コイル状、ファイバー状、中空パイプ状、フィルム状、あるいはその複合体からなることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項２１】
環境制御シールドは、、温度調整手段及び圧力調整手段により装置内部の雰囲気をコントロールする際、外部雰囲気と遮蔽する手段であり、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカス構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【請求項２２】
ＸＹＺ移動手段は、減速器付きのステッピングモータ及びボイスコイル等で駆動する粗動手段と、その粗動手段に固定されピエゾスキャナやボイスコイル等のスキャナにより構成される微動手段よりなることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の微小構造物形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、任意加工表面の意図した場所へ、電磁相互作用により誘起される任意材質のミニスカスによる微小物体を形成する事を目的とする微小構造物形成装置において、温度や蒸気圧がコントロールされた雰囲気中にあり、加工表面に近接し先端部を先鋭化した先鋭プローブと加工表面やミニスカス基材や添加物質のいずれか、あるいは任意の組み合わせに電磁場を伝導する事により生じる相互作用を、先鋭プローブと加工表面間距離や電磁場発生手段の出力制御や、温度や蒸気圧制御により任意に制御し、先鋭プローブと加工表面間に発生する任意材質のミニスカスを、自然乾燥や光照射や熱印加や電磁場印加による熱光物理化学反応により形成安定化させる事により微小構造物を形成する微小構造物形成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の微小構造物形成方法として、例えば、加工表面やＡＦＭカンチレバー先端へカーボンナノチューブを立て付着させる作業は、高倍率電子顕微鏡により観察しながら一本ずつ行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
また、金属や半導体等からなるマイクロレベルの微小構造物は、高倍率光学顕微鏡や電子顕微鏡とマイクロハンドを組み合わせることにより形成されている（例えば、特許文献３参照）。
また、近年注目され生産されている原子間力顕微鏡のカンチレバーは、マイクロあるいはナノレベルの微小構造物として、半導体プロセスにより製造されている（例えば、特許文献４、５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６８０５２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８１１２４号公報
【特許文献３】
特開２００１−６８０５２号公報
【特許文献４】
特開平０６−１８７９０５号公報
【特許文献５】
特開平０６−０６８７９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ナノやマイクロレベルの同一微小構造物を形成する技術は、半導体プロセスにより高い水準で達成されているが、同じレベルの微小物体を操作し、任意の場所へ設置する操作に関しては、観察しながら長い時間かけて一つ一つ操作されている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、極めて短時間に任意加工表面の意図した場所へ、電磁相互作用により誘起される任意材質のミニスカスによる微小物体を形成し、自然乾燥、光照射、熱印加又は電磁場印加による熱光化学反応により安定化する方法および装置を提供する事を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明の原理について説明する。
我々の研究において、微小構造物を形成しようとする基盤の加工表面にミニスカス基材及びその添加物質（本明細書においては、ミニスカス基材及び添加物質を総称して「ミニスカス形成材料」という。）を載置し、該ミニスカス形成材料と対向して先鋭プローブを設け、先鋭プローブ、加工表面、ミニスカス形成材料のいずれか、または任意の組み合わせに電磁場を伝導印加すると、先鋭プローブと加工表面及びミニスカス形成材料との間に相互作用が生じ、先鋭プローブと加工表面の間にミニスカスが形成されること、及び、前記相互作用により誘起され生じるミニスカスの形状や大きさは、先鋭プローブと加工表面及びミニスカス基材との距離又はそれらの形状や材質、伝導印加する電磁場出力により大きく変わるという新しい知見を得た。
そして、図８に示すように、加工表面上に付着するミニスカス形成材料が加工表面から先鋭プローブへ一瞬のうちにミニスカスを形成する瞬間を撮影する事ができた。（この写真では、撮影用に数マイクロという大き目のミニスカスを使用している）。また、図１０に示すように、加工表面と先鋭プローブとの間に形成されたミニスカスを撮影することができた。
【０００７】
本発明の原理は、電場、磁場あるいは電磁場を先鋭プローブ、加工表面又はミニスカス形成材料のいずれか、または任意の組み合わせに伝導させる事により生ずる相互作用に誘起されるミニスカス形成材料のミニスカス形成に着目しているため、ミニスカス基材として意図した、いかなる誘電体、あるいは磁性体を母材とする事ができ（下記、添加物質が誘電材料または磁性材料である場合には、ミニスカス基材は、誘電性や磁性を持たなくても良い）、その母材へ添加する任意物質として、例えば、カーボンナノチューブやフラーレンや金属、半導体、誘電体微粒子を必要に応じて添加する事ができる。添加物質は、あらかじめミニスカス基材に混入する事も、ミニスカス形成後に外部から添加する事もでき、外部からの電磁場や伝導電磁場や温度や蒸気圧の制御と併用して、ミニスカス自身やその添加物質を原子分子レベルで影響を与え、物理化学特性をコントロールすることができる。
【０００８】
このような原理に基づき、上記目的を達成するため本発明の微小構造物形成方法は、加工表面に載置されたミニスカス形成材料と先鋭プローブとの間に電磁相互作用を発生させて加工表面と先鋭プローブとの間にミニスカス形成材料からなるミニスカスを形成し、該形成されたミニスカスを硬化処理することにより微小物体を形成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成方法は、ミニスカス形成材料を基材及び添加物質から構成してなり、該添加物質はミニスカス形成前にあらかじめ添加、あるいは、ミニスカス形成後に添加することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の微小構造物形成装置は、微小構造物を形成する基盤の加工表面にミニスカス形成材料を載置し、該ミニスカス形成材料と対向して先鋭プローブを設け、前記加工表面及びミニスカス形成材料と前記先鋭プローブとの間に電磁相互作用を生起させる電磁場印加手段を設けるとともに前記加工表面と前記先鋭プローブとの間に形成されたミニスカスを硬化させる硬化手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、基盤を導電性材料、半導体材料又は絶縁性材料から構成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、ミニスカス形成材料を基材及び添加物質から構成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、ミニスカス形成材料の基材を誘電性材料、半導体材料又は導電性材料及びこれらの材料の組み合わせからなる液状、半溶融状、ゾル−ゲル状の物質又は薄膜状の物質から構成することを特徴とする。また、本発明の微小構造物形成装置は、ミニスカス形成材料の添加物質を誘電性材料、半導体材料又は導電性材料からなる微小物質、液体及びガスから構成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、ミニスカス形成材料の添加物質をカーボンナノチューブ、フラーレン、炭素粒子、水銀、ガラス棒、ガラス球、金属微粒子、半導体微粒子、誘電体微粒子及び導電性ポリマーから構成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、電磁場発生手段、電磁場発生手段で発生した電磁場を電磁場印加手段に伝導する電磁場誘導手段、先鋭プローブを保持するプローブ保持手段、ミニスカス形成材料に熱・光・化学反応を起こす電磁場照射手段及び熱印加手段、ミニスカス形成雰囲気を制御する温度調整手段、圧力調整手段及び環境制御シールド、及び基盤をＸＹＺ方向に移動させるＸＹＺ移動手段を設けるとともに先鋭プローブと加工表面間のミニスカス形成状態を調整するため電磁場発生手段、温度調整手段、圧力調整手段及びＸＹＺ移動手段を連動してフィードバック制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、先鋭プローブ及びプローブ保持手段を電磁相互作用可能な金属、半導体、誘電体あるいはそれらの複合体から構成するとともに、先鋭プローブは無開口先鋭先端、開口先端及び導光路先端を有し、先鋭プローブ及びプローブ保持手段を単数又は複数具備し、電磁場発生手段の出力、温度あるいは蒸気圧の複合制御により、ミニスカス構成成分の物理化学的性質を制御するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、プローブ先端にカーボンナノチューブを取付けて先鋭プローブを構成することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、先鋭プローブ及びプローブ保持手段は、電磁場発生手段からの電磁場により加工表面またはミニスカス形成材料との間で電磁相互作用を生起することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の微小構造物形成装置は、パルス電圧及びレーザ光を電磁場誘導手段や電磁場印加手段を利用して先鋭プローブとやニスカス形成材料及び加工表面との間に制御された電磁相互作用を発生させる電磁場発生手段は、電場の出力、レーザ光の出力、磁場の出力が可変であり、制御手段によるフィードバック制御により、電磁相互作用及び電磁相互作用に付随する他の相互作用を任意独立または複数同時に制御可能であることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、電磁場発生手段は、静的な電場や磁場、あるいは線形、非線形の電磁場を単独または複合発生可能であり、先鋭プローブとミニスカス形成材料または加工表面との間に制御された電磁相互作用を発生させる手段であり、電磁場の出力が可変であり、制御手段によるフィードバック制御により、電磁相互作用や電磁相互作用に付随する他の相互作用を任意独立または複数同時に制御可能であることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、電磁場誘導手段または前記電磁場印加手段は、粒子性を強く示す電磁場を伝導させる場合、単一または複数の反射ミラー、ハーフミラー、集光レンズ、光ファイバーなどの光学系からなり、波動性を強く示す電磁場や電場や磁場の縦成分を伝導させる場合、プローブ自身が電磁場誘導手段または電磁場印加手段を兼ねることを含めて、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、線状、コイル状、ファイバー状、中空パイプ状、フィルム状、あるいはこれら複合体からなることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、電磁場照射手段は、ミニスカス形成材料を光物理化学反応及び熱物理化学反応により安定化させる際必要な電磁場や、電磁エネルギ損失からの熱エネルギを供給する手段であり、使用するミニスカス形成材料の安定化反応に応じた出力可変光源となることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、熱印加手段は、ミニスカス形成材料を熱化学反応により安定化させる際必要な熱エネルギを供給する手段であり、使用するミニスカス形成材料の安定化反応に応じた熱エネルギ供給体となることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、温度調整手段は、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカスの構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、圧力調整手段は、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカスの構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、電磁場伝導手段は、粒子性を強く示す電磁場を伝導させる場合、単一または複数の反射ミラー、ハーフミラー、集光レンズ、光ファイバーなどの光学系からなり、波動性を強く示す電磁場や、電場や磁場の縦成分を伝導させる場合、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、線状、コイル状、ファイバー状、中空パイプ状、フィルム状、あるいはその複合体からなることを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、環境制御シールドは、温度調整手段及び圧力調整手段により装置内部の雰囲気をコントロールする際、外部雰囲気と遮蔽する手段であり、先鋭プローブと加工表面との間に形成するミニスカス構成成分の物理化学的状態を制御することを特徴とする。
また、本発明の微小構造物形成装置は、ＸＹＺ移動手段は、減速器付きのステッピングモータ及びボイスコイル等で駆動する粗動手段と、その粗動手段に固定されピエゾスキャナやボイスコイル等のスキャナにより構成される微動手段よりなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る微小構造物形成手段を示す概略図である。
使用する電磁場の電位差（静的静電場、動的静電場）あるいは、波動性を利用しミニスカス２１を形成する場合、基盤１の加工表面２０と、加工表面上部に付着するミニスカス基材２と、ミニスカス基材２に含まれミニスカス基材と共に機能を有する微小構造物を構成する添加物質３と、加工表面２０に先端部を近接した先鋭プローブ４と、前記先鋭プローブ４を保持する先鋭プローブ保持手段５と、出力可変の電磁場発生手段６と、上記電磁場発生手段６からの電磁場をプローブ保持手段５、先鋭プローブ４及び加工表面１近傍まで伝導させる電磁場誘導手段７と、電磁場誘導手段７からの電磁場を先鋭プローブ４、加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３のいずれか、または任意の組み合わせに伝導させる電磁場印加手段８と、位置制御により、形成されるミニスカス２１の形状や先鋭プローブ４とミニスカス基材２や添加物質３、または加工表面２０との間で発生させる電磁場をコントロールする為のＸＹＺ移動手段９と、形成された液状ミニスカス２１を安定化する為の電磁場照射手段１１や、その電磁場を伝導する電磁場伝導手段１６と、熱印加手段１２を設け、さらに装置全体、あるいは加工をつかさどる操作環境をコントロールする為の環境制御シールド１３や、温度調整手段１４や圧力（蒸気圧）調整手段１５とを備える。
【００１３】
ミニスカス２１を形成し、表面に機能を有する構造物の基盤となる加工表面２０は、材質や表面粗さなどの物理的性質の制限や、各種表面処理による化学的性質の制限などの制約を受けることなく、任意の金属、半導体、誘電体、あるいはそれらの混合材料からなり、ゾル−ゲル状あるいは液状物質を使用する事ができる。
【００１４】
使用可能な流体状（特に液体や蒸発体）のミニスカス基材２は、目的とする機能を得る為に材質等を選択する事ができるが、物理化学的特性において特に必要な物性は要求されず、任意の導電性または半導体または誘電性の流体状物質や任意の組み合わせを使用する事が可能で、本発明の原理からの観点として、特に、下記に示す物理化学特性を持つ任意の材料を使用する事ができる。
▲１▼  誘電率または透磁率を有する任意の流体状物質。
▲２▼  誘電率または透磁率を有さない任意流体状物質（この場合には添加物質に誘電率や透磁率を持つものを使用する。）。
具体的なミニスカス基材用液状物質としては、光硬化樹脂、熱硬化樹脂又は液晶等を使用する事ができる。
【００１５】
使用可能な添加物質３は、目的とする機能を得る為に材質等を選択する事ができるが、物理化学的特性におき、特に必要な物性は要求されず、任意の導電性または半導体または誘電性の任意の組み合わせの微小物質、あるいは任意の液状物質を使用する事が可能で、本発明の原理からの観点として、特に、下記に示す物理化学特性を持つ任意の材料を使用する事ができる。
▲１▼  誘電率または透磁率を有する任意の微小物体や液状物質。
▲２▼  誘電率または透磁率を有さない任意の微小物体や液状物質（この場合にはミニスカス基材に誘電率や透磁率を持つものを使用する。）。
具体的な添加物質としては、カーボンナノチューブ、フラーレン、金属微粒子、半導体微粒子、誘電体微粒子、水銀あるいは光硬化樹脂、熱硬化樹脂、液晶等を種々任意の組み合わせで使用する事ができる。
【００１６】
先鋭プローブ４は、電磁場印加手段８からの電磁場を、場合によっては熱エネルギを効率よく伝導できるよう、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や大きさや表面処理は種々変更することが可能である。先鋭プローブ４と加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との相互作用は、電磁場発生手段６の出力やＸＹＺ移動手段９による距離制御、使用する先鋭プローブ４、使用するミニスカス基材２、添加物質３、温度調整手段１４又は圧力（蒸気圧）調整手段１５の組み合わせや調整により任意に制御できる。また、ミニスカス２１を先鋭化するために先鋭プローブ４先端部は先鋭化されている方が好ましいが、加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３との相互作用を大きくするためには先鋭プローブ４先端部は大きい方が好ましい。例えば、先鋭プローブ４及びその先端部はシリコンやシリコンナイトライド、これらに金コートした先端部の曲率半径が約２０ｎｍのものが使用でき、先鋭プローブ４先端へカーボンナノチューブを付着したものを使用できる。
【００１７】
プローブ保持手段５は、電磁場印加手段８からの電磁場を効率よく伝導できるよう、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や大きさや表面処理やばね定数は種々変更することが可能である。先鋭プローブ４と加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との相互作用は、電磁場発生手段６の出力、ＸＹＺ移動手段９による距離制御、使用する先鋭プローブ４、使用するミニスカス基材２、添加物質３、温度調整手段１４及び圧力（蒸気圧）調整手段１５の組み合わせ調整により、任意に制御できるが、通常の原子間力に比べて大きな相互作用が遠距離から作用するので、先鋭プローブ４のばね定数は４０Ｎ／ｍなど大きい方が好ましい。例えば、プローブ保持手段５はシリコン、シリコンナイトライド又はこれらに金コートしたものを使用できる。
【００１８】
出力可変の電磁場発生手段６は、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３との相互作用が得られるよう、発生させる電磁場出力を制御手段１０によりフィードバック制御できる。例えばパルス電圧の大きさやその発振周期を制御し、銅線に印加する方法により目的を達成する事ができる。
【００１９】
電磁場誘導手段７は、電磁場発生手段６からの電磁場を効率よく電磁場印加手段８へ伝導させるために、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や個数や大きさは種々変更することが可能であるが、装置にノイズがのらないよう絶縁被覆した金属導線を用いるほうが好ましい。例えば、電磁場の減衰を極力抑え、装置にノイズが発生しないように絶縁被覆した銅線を使用できる。電磁場誘導手段７の配線方法として、図１に示すように、電磁場発生装置６と電磁場印加手段８を接続する方法、プローブ保持手段５又は先鋭プローブ４へ直接接続し、最終的に加工表面２０、ミニスカス基材２又は先鋭プローブ４が電磁場の印加により相互作用が生じる構造とする事ができる。
【００２０】
電磁場印加手段８は、電磁場誘導手段７からの電磁場を先鋭プローブ４、加工表面１、ミニスカス基材２及び添加物質３などへ効率よく伝導するために電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や個数や大きさは種々変更することが可能である。電磁場印加手段８の設置場所は加工表面２０の下面、または側面、または上面、あるいはその組み合わせが可能である。例えば、電磁場印加手段８として図１に示すように、銅線を、プローブ保持手段５近傍に設置する方法、あるいは直接プローブ保持手段５に接続する方法、加工表面１近傍に設置し、先鋭プローブ４との空間的相対位置を保った状態でＸＹＺ移動手段９により加工表面２０側を移動する。また、加工表面１下面へ電磁場印加手段８を配置する場合など、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２間の相互作用を大きくする必要がある場合には、コイル巻きした銅線を使用することもできる。
【００２１】
ＸＹＺ移動手段９は、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質との相対的な三次元方向（ＸＹＺ方向）の移動手段として、減速器付きのステッピングモータやボイスコイル等で駆動する粗動手段と、その粗動手段に固定され、先鋭プローブ４と加工表面２０との相対的な三次元方向（ＸＹＺ方向）の微動手段として、ピエゾスキャナやボイスコイル等のスキャナにより構成されている。
【００２２】
制御手段１０は、ＸＹＺ移動手段９の出力、電磁場発生手段６の出力、温度制御手段１４の出力、圧力（蒸気圧）調整手段１５の出力、電磁場伝導手段１６の出力又は熱印加手段１２の出力のいずれかを単独、あるいは任意の組み合わせで同時に統合制御する事により、形成されるミニスカス２１の形状やミニスカス２１内部構造をコントロールする事ができる。
【００２３】
出力可変の電磁場照射手段１１は、電磁場や熱場や圧力場の調整により誘起される相互作用によりミニスカス２１が形成された後、ミニスカス２１を安定化する事や、安定化している微小構造物へ電磁場照射する事により物理化学反応を誘起し、内部構造を制御する手段であり、フォトンエネルギやフォトン数、あるいは、振動数や振幅を制御する事が可能な光源として、紫外線源や各種レーザ光源を使用する事ができる。また、照射領域は、先鋭プローブ４、プローブ保持手段５、ミニスカス基材２、加工表面２０、添加物質３へ単独あるいは、任意の組み合わせ範囲へ照射できるようフォーカス機能を有する。
【００２４】
出力可変の熱印加手段１２は、電磁場、熱場及び圧力場の調整により誘起された相互作用によるミニスカス２１形成時に熱的効果を与え、ミニスカス２１の形状、大きさ、物理化学反応を誘起する分子組成及び分子構造の制御を行う事ができる。また、ミニスカス２１が形成された後、ミニスカス２１を安定化する事や、安定化しているミニスカス微小構造物へ熱印加する事により物理化学反応を誘起し、ミニスカス構造物の表面や内部の分子レベルの組成や構造を制御する手段であり、例えば、電気抵抗により失われる熱エネルギを利用する事ができる。また、中空パイプ状配管を行いパイプ内部に温度調整用液体や気体を循環させる事により、温度調整効果を迅速に行う事ができる。
【００２５】
環境制御シールド１３は、シールド内で使用しているミニスカス基材等の蒸気圧や、シールド内の温度や、真空度をコントロールする為、シールド外部の環境と絶縁状態にするため設けるものであり、例えば、ステンレス構造体を使用する事ができる。
【００２６】
出力可変の温度調整手段１４は、熱印加手段１２と併用し、環境制御シールド１３内部の温度制御を行う為に設けられたものであり、例えば、電気抵抗により失われる熱エネルギを利用する事ができる。また、中空パイプ状配管を使いパイプ内部に温度調整用液体や気体を循環させる事により、温度調整効果を迅速に行う事ができる。
【００２７】
圧力（蒸気圧）調整手段１５は、環境制御シールド１４内部の、主としてミニスカス基材２と同一物質の蒸気圧を制御する手段であり、真空操作を行う場合には、圧力（蒸気圧）調整手段としてターボ分子ポンプ等の真空ポンプを使う事ができる。
【００２８】
電磁場伝導手段１６は、電磁場照射手段１１からの電磁場を先鋭プローブ４の先端近傍、形成されたミニスカス２１、添加物質３、加工表面２０のいずれか、または任意の組み合わせに入射させるために、反射率の高い反射ミラーやハーフミラー、透過率の高い光学顕微鏡の対物レンズ系、あるいは光ファイバー等からなり、それらの配置や個数や組み合わせは種々変更することが可能である。なお、電磁場照射手段１１からの電磁場を図３に示す種々の形状の先鋭プローブ４に直接入射できる空間的余裕がある場合や、集光等せずに十分なエネルギ密度をもって入射できる場合などは、電磁場伝導手段１６としてのミラーや集光レンズ系や光ファイバー等は必ずしも必要ではない。
【００２９】
なお、本発明は、上述した実施の形態の構成に限定されることは無く、以下のように種々変更することが可能である。
【００３０】
ミニスカスを形成する際、外部から場を印加する方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせで達成する事ができる。
▲１▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御電磁場として、高周波パルス電圧、静的静電場、動的静電場、静的静磁場、動的静磁場、線形または非線形電磁場単独あるいは任意の組み合わせを印加する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御電磁場として、使用するミニスカス基材２、添加物質３、加工表面２０に応じ、物理化学反応を誘起する波長をもつ光を照射する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲３▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御熱エネルギとして、使用するミニスカス基材２、添加物質３、加工表面２０に応じ、物理化学反応を誘起する温度へ調整可能な熱源を使用する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲４▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御振動として、使用するミニスカス基材２、添加物質３が物理化学反応を誘起する線形または非線形振動を、先鋭プローブ４、プローブ保持手段５及び加工表面２０へ印加する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
ミニスカス２１の安定化方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせにより達成する事ができる。
▲１▼  形成されたミニスカス２１を安定化する方法は、自然乾燥（温度＆蒸気圧の制御）により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  形成されたミニスカス２１を安定化する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する電磁場の照射により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲３▼  形成されたミニスカス２１を安定化する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する熱エネルギの印加（温度制御）や、誘電加熱（電磁エネルギの損失）による熱エネルギの印加により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
ミニスカス２１を形成している原子分子配向の制御による機能付加方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせにより達成する事ができる。
▲１▼  形成されたミニスカス２１を立体形成処理する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する電磁場の照射により、原子分子の結合や配向の制御による機能付加が可能で、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  形成されたミニスカス２１を立体形成処理する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する熱エネルギの印加（温度制御）や、誘電加熱（電磁エネルギの損失）による熱エネルギの印加により、原子分子配向の制御による機能付加が可能で、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
上述した実施の形態では、印加する制御熱エネルギは、図１の熱印加手段１２から熱伝導により供給される方法をとっているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、先鋭プローブ４やプローブ保持手段５からの熱伝導により供給する事もできる。
【００３４】
上述した実施の形態では、出力可変の電磁場発生手段６は、発生させる電磁場出力（例えば波長や振幅）を制御しているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、パルス出力や連続出力の出力周波数制御、単一波形または複数波形の混在比の制御、偏光成分の強度比の制御、位相の制御も可能な電磁場発生手段６とする。
【００３５】
上述した実施の形態では、出力可変の電磁場発生手段６は、発生させる電磁場出力（例えばパルス電圧やその発振周期）による電場を利用して、先鋭プローブ４と、ミニスカス基材２や添加物質３や加工表面２０との相互作用を制御しているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、電磁誘導や磁性材料による静磁場や、パルス磁場や線形、非線形の電磁場により、先鋭プローブ４とミニスカス基材２、添加物質３及び加工表面２０との相互作用を制御する事によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
先鋭プローブ４と加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との相互作用の調整は、先鋭プローブ４の先端と、加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との距離、電磁場発生手段６の出力、温度制御による粘性の変化や蒸気圧の制御の単独あるいは同時制御により行われているが、これに限る事は無く、先鋭プローブ４あるいは、加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３を周期的あるいは非周期的に振動させる事により（例えば、先鋭プローブ４、あるいは加工表面２０や、ミニスカス基材２に線形または非線形振動を与える）一層広範囲な制御を行う事ができる。
【００３７】
上述した実施の形態では、ＸＹＺ移動手段９を加工表面２０側へ設けているが、これに限定されることは無く、先鋭プローブ４側へ設ける事によって、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
上述した実施の形態では、電磁場発生手段６からの電磁場は、電磁場誘導手段７を介し、電磁場印加手段８へ伝導され、伝導電磁場をプローブ保持手段５から先鋭プローブ４先端へと伝える構成となっているが、これに限定されることは無く、電磁場印加手段８を先鋭プローブ４先端、ミニスカス基材２又は加工表面２０近傍へ設置する構造としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
上述した実施の形態では、ミニスカス２１を形成する際、外部からの外場は、電磁場の印加、熱エネルギの印加、圧力の調整又は制御されたそれらの組み合わせにより行われているが、これに限定されることは無く、加工表面２０、先鋭プローブ４またはプローブ保持手段５を振動させる事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。例えば、電磁場発生手段６からのパルス電圧の発振周期を、ミニスカス基材２や添加物質３の共振周波数近傍に制御し、プローブ保持手段５及び先鋭プローブ４を強制振動させ、ミニスカス基材２及び添加物質３を活性化させる事によりミニスカス２１を形成する事ができる。なお、この際、ミニスカス基材２や添加物質３は、電磁場印加の共鳴振動による温度上昇により、粘性などの物性変化及び電磁場の方向性によるミニスカスの分子レベルの配向が制御可能であり、物性や特性をコントロールする事ができる。また、電磁場を印加しない状態での振動の印加は、ＸＹＺ移動手段９により行う事ができる。
【００４０】
上述した実施の形態では、電磁場誘導手段７と電磁場印加手段８は、別の構成要素となっているが、これに限定されることは無く、電磁場発生手段６からの電磁場を先鋭プローブ４、加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３に印加できる限り、電磁場誘導手段７と電磁場印加手段８は一体の構成要素としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特別の場合として、図２に示すように、電磁場発生手段６からの電磁場をダイレクトに先鋭プローブ４や、電磁場発生手段６とプローブ保持手段５とを電磁場伝導材料で接続する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
上述した実施の形態では、電磁場誘導手段７は絶縁被覆した金属導線が好ましいとしているが、これに限定されることは無く内壁が金属等電磁場伝導性のよい材質であるならば、中空パイプ状の形状としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
上述した実施の形態では、電磁場印加手段８は電磁場誘導手段７に使用している絶縁被覆した金属導線をそのまま利用するのが最も簡単な形状だが、これに限定されることは無く、コイル状やパラボラアンテナ状の形状にして先鋭プローブ４と、加工表面２０や、ミニスカス基材２や添加物質３間の相互作用を増幅させ、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
上述した実施の形態では、図１に示すように、電磁場照射手段１１や電磁場伝導手段１６は、ＸＹＺ移動手段９と加工表面１と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図１では上下方向）から外れた範囲から電磁場を照射する構造となっているが、これに限ることなく、図２に示すように電磁場照射手段１１や電磁場伝導手段１６を、ＸＹＺ移動手段９と加工表面２０と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図１では上下方向）上へ配置し、電磁場を先鋭プローブ４の上方から照射する構造としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この際、先鋭プローブ４の（先端）構造は、図３に示すように従来の閉口プローブだけでなく、傾斜開口プローブ、水平開口プローブ及び導光路型プローブを使う事によっても上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４４】
上記ミニスカス基材２及び添加物質３を母材とし、上記ミニスカス２１形成方法及びミニスカス２１安定化方法又は機能付加方法の任意の組み合わせ操作により機能性を有する微小構造物を形成する事ができる。
【００４５】
上述した電磁場照射手段１１からの電磁場は、必要に応じ、電磁場伝導手段１６を介し、主に、先鋭プローブ４、ミニスカス基材２及び添加物質３へ電磁場を照射し、それにより生じる物理化学的反応により、形成されたミニスカス２１を安定化する事が主な役割であるが、これに限る事はなく、電磁場照射手段１１からの電磁場を、必要に応じ、電磁場伝導手段１６を介し、プローブ保持手段５や先鋭プローブ４へ照射する事により発生する熱を利用し、ミニスカス基材２として、例えば、（導電性）熱硬化樹脂からなる、形成されたミニスカス２１を安定化させる事ができる。
【００４６】
〔実施の形態２〕
図４は、本発明の実施の形態２に係る微小構造物形成のための手段を示す概略図である。なお、本実施の形態の説明に際し、上述した実施の形態１と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施の形態の動作や作用効果は、上述した第１の実施の形態と同一の場合、その説明は省略する。
【００４７】
実施の形態１と異なるミニスカス２１を形成し、安定化する方法を達成する装置構成としては、基盤１の加工表面２０と、加工表面上部に付着するミニスカス基材２と、ミニスカス基材２に含まれミニスカス基材と共に機能を有する微小構造物を構成する添加物質３と、加工表面２０に先端部を近接した先鋭プローブ４と、前記先鋭プローブ４を保持するプローブ保持手段５と、出力可変の電磁場発生手段６と、上記電磁場発生手段６からの電場場を先鋭プローブ保持手段５や先鋭プローブ４や、加工表面１近傍まで伝導させる電磁場誘導手段７と、位置制御により形成されるミニスカス２１の形状や、先鋭プローブ４とミニスカス基材２や添加物質３、または加工表面１との間で発生させる電磁相互作用に起因する相互作用をコントロールする為のＸＹＺ移動手段９と、形成された液状ミニスカス２１を安定化する為の電磁場照射手段１１と、その電磁場を伝導する電磁場伝導手段１６や熱印加手段１２を設け、さらに装置全体、あるいは加工を司る部位環境をコントロールする為の環境制御シールド１３や、温度調整手段１４や圧力（蒸気圧）調整手段１５とを備える。
【００４８】
ミニスカス２１を形成し、表面に機能を有する構造物の基盤となる加工表面２０は、材質や表面粗さなどの物理的性質の制限や、各種表面処理による化学的性質の制限などの制約を受けることなく、任意の金属、半導体、誘電体、あるいはそれらの混合材料からなり、ゾル−ゲル状あるいは液状物質を使用する事ができる。
【００４９】
使用可能な流体状（特に液体や蒸発体）のミニスカス基材２は、目的とする機能を得る為に材質等を選択する事ができるが、物理化学的特性において、特に必要な物性は要求されず、任意の導電性または半導体または誘電性の流体状物質や任意の組み合わせを使用する事が可能で、本発明の原理からの観点として、特に、下記に示す物理化学特性を持つ任意の材料を使用する事ができる。
▲３▼  誘電率または透磁率を有する任意の流体状物質。
▲４▼  誘電率または透磁率を有さない任意流体状物質（この場合には添加物質に誘電率や透磁率を持つものを使用する。）。
具体的なミニスカス基材用液状物質としては、光硬化樹脂や熱硬化樹脂や液晶等を使用する事ができる。
【００５０】
使用可能な添加物質３は、目的とする機能を得る為に材質等を選択する事ができるが、物理化学的特性において、特に必要な物性は要求されず、任意の導電性または半導体または誘電性の任意の組み合わせの微小物質、あるいは任意の液状物質を使用する事が可能で、本発明の原理からの観点として、特に、下記に示す物理化学特性を持つ任意の材料を使用する事ができる。
▲３▼  誘電率または透磁率を有する任意の微小物体や液状物質
▲４▼  誘電率または透磁率を有さない任意の微小物体や液状物質（この場合にはミニスカス基材に誘電率や透磁率を持つものを使用する）
具体的な添加物質３としては、カーボンナノチューブ、フラーレン、金属微粒子、半導体微粒子、誘電体微粒子、水銀あるいは光硬化樹脂、熱硬化樹脂、液晶等を種々任意の組み合わせで使用する事ができる。
【００５１】
先鋭プローブ４は、電磁相互作用性を有し、場合によっては熱エネルギ伝導性の良い金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や大きさや表面処理は種々変更することが可能である。先鋭プローブ４と加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との相互作用は、電磁場発生手段６の出力、ＸＹＺ移動手段９による距離制御、使用する先鋭プローブ４、使用するミニスカス基材２、添加物質３、温度調整手段１４及び圧力（蒸気圧）調整手段１５の組み合わせや調整により任意に制御できる。また、ミニスカス２１を先鋭化するために先鋭プローブ４先端部は先鋭化されている方が好ましいが、加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３との相互作用を大きくするためには先鋭プローブ４先端部は大きい方が好ましい。例えば、先鋭プローブ４や先端部はシリコンやシリコンナイトライドや、それらに金コートした先端部の曲率半径が約２０ｎｍのものを使用でき、特に先鋭プローブ４先端にカーボンナノチューブを取り付けたものを使用できる。
【００５２】
プローブ保持手段５は、電磁場伝導性を有する金属、半導体、誘電体あるいはその複合体からなり、その形状や大きさや表面処理やばね定数は種々変更することが可能である。先鋭プローブ４と加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３との相互作用は、電磁場発生手段６の出力、ＸＹＺ移動手段９による距離制御、使用する先鋭プローブ４、使用するミニスカス基材２、添加物質３、温度調整手段１４及び圧力（蒸気圧）調整手段１５の組み合わせや調整により任意に制御できるが、通常の原子間力に比べて大きな相互作用が遠距離から作用するので、先鋭プローブ４のばね定数は４０Ｎ／ｍなど大きい方が好ましい。例えば、プローブ保持手段５はシリコンやシリコンナイトライドや、それらに金コートしたものを使用できる。
【００５３】
出力可変の電磁場発生手段６は、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３との相互作用が得られるよう、発生させる電磁場出力、（例えばフォトンエネルギやフォトン数）を制御手段１０によりフィードバック制御できる。  例えば、ＹＡＧレーザを制御手段１０により、その出力をフィードバック制御することができる。
【００５４】
電磁場誘導手段７は、電磁場発生手段６からの電磁場を効率よく先鋭プローブ４、加工表面２０、ミニスカス基材２及び添加物質３のいずれか、または任意の組み合わせに入射させるために、反射率の高い反射ミラーやハーフミラー、透過率の高い光学顕微鏡の対物レンズ系、あるいは光ファイバー等からなり、それらの配置や個数や組み合わせは種々変更することが可能である。なお、電磁場発生手段６からの電磁場を先鋭プローブ４や加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３のいずれか、または任意の組み合わせに直接入射できる空間的余裕がある場合や、集光等せずに十分なエネルギ密度をもって入射できる場合などは、電磁場誘導手段７としてのミラーや集光レンズ系は必ずしも必要ではない。
【００５５】
ＸＹＺ移動手段９は、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２との相対的な三次元方向（ＸＹＺ方向）の移動手段として、減速器付きのステッピングモータやボイスコイル等で駆動する粗動手段と、その粗動手段に固定され、先鋭プローブ４と加工表面２０との相対的な三次元方向（ＸＹＺ方向）の微動手段として、ピエゾスキャナやボイスコイル等のスキャナにより構成されている。
【００５６】
制御手段１０は、ＸＹＺ移動手段９の出力、電磁場発生手段６の出力、温度制御手段１４の出力、圧力（蒸気圧）調整手段１５の出力、電磁場伝導手段１６の出力、熱印加手段１２の出力のいずれかを単独、あるいは任意の組み合わせで同時に統合制御する事により、形成されるミニスカス２１の形状やミニスカス２１内部構造をコントロールする事ができる。
【００５７】
出力可変の電磁場照射手段１１は、電磁場により誘起される相互作用によりミニスカス２１が形成された後、ミニスカス２１を固化安定化する事や、固化安定化している微小構造物へ電磁場照射する事により物理化学反応を誘起し、内部構造を制御する手段であり、フォトンエネルギやフォトン数、あるいは、振動数や振幅を制御する事が可能な光源として、紫外線源や各種レーザ光源を使用する事ができる。また、照射領域は、先鋭プローブ４、プローブ保持手段５、ミニスカス基材２、加工表面２０、添加物質３へ、単独あるいは、任意の組み合わせ範囲へ照射する事ができる。
【００５８】
出力可変の熱印加手段１２は、電磁場や熱場や圧力場の調整により誘起された相互作用によるミニスカス形成時に熱的効果を与え、ミニスカス２１の形状や大きさや、物理化学反応を誘起し分子組成や分子構造の制御を行う事ができる。また、ミニスカス２１が形成された後、ミニスカス２１を安定化する事や、安定化しているミニスカス微小構造物へ熱印加する事により物理化学反応を誘起し、ミニスカス構造物の表面や内部の分子レベルの組成や構造を制御する手段であり、例えば、電気抵抗により失われる熱エネルギを利用する事ができる。また、中空パイプ状配管を行いパイプ内部に温度調整用液体や気体を循環させる事により、温度調整効果を迅速に行う事ができる。
【００５９】
環境制御シールド１３は、シールド内で使用しているミニスカス基材２等の蒸気圧や、シールド内の温度や、真空度をコントロールする為、シールド外部の環境と絶縁状態にするため設けるものであり、例えば、ステンレス構造体を使用する事ができる。
【００６０】
出力可変の温度調整手段１４は、熱印加手段１２と併用し、環境制御シールド１３内部の温度制御を行う為に設けられたものであり、例えば、電気抵抗により失われる熱エネルギを利用する事ができる。また、中空パイプ状配管を使いパイプ内部に温度調整用液体や気体を循環させる事により、温度調整効果を迅速に行う事ができる。
【００６１】
圧力（蒸気圧）調整手段１５は、環境制御シールド１４内部の、主としてミニスカス基材２と同一物質の蒸気圧を制御する手段であり、真空操作を行う場合には、圧力（蒸気圧）調整手段としてターボ分子ポンプ等の真空ポンプを使う事ができる。
【００６２】
電磁場伝導手段１６は、電磁場照射手段１１からの電磁場を先鋭プローブ４の先端近傍、形成されたミニスカス２１、添加物質３、加工表面２０のいずれか、または任意の組み合わせに入射させるために、反射率の高い反射ミラーやハーフミラーや、透過率の高い光学顕微鏡の対物レンズ系、あるいは光ファイバー等からなり、それらの配置や個数や組み合わせは種々変更することが可能である。なお、電磁場照射手段１１からの電磁場を図３に示す種々の形状の先鋭プローブ４に直接入射できる空間的余裕がある場合や、集光等せずに十分なエネルギ密度をもって入射できる場合などは、電磁場伝導手段１６としてのミラーや集光レンズ系や光ファイバー等は必ずしも必要ではない。
【００６３】
なお、本発明は、上述した実施の形態の構成に限定されることは無く、以下のように種々変更することが可能である。
【００６４】
上記の方法では、ミニスカス２１を形成する為の電磁場発生手段６からの電磁場と、ミニスカス２１を安定化するための電磁場照射手段１１からの電磁場は、異なる手段と異なる電磁場により行う方法をとっているが、これに限る事無く、唯一つの手段（６または１１）により、ミニスカス２１を形成し安定化する事ができる。例えば、電磁場源としてＹＡＧレーザを使用し、ミニスカス２１を形成した後、レーザ照射による熱エネルギを利用し、形成されたミニスカス２１を安定化する事ができる。
【００６５】
ミニスカス２１を形成する際、外部から場を印加する方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせで達成する事ができる。
▲１▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御電磁場として、発振周期可変なパルス電圧や、静的静電場や、動的静電場や、静的静磁場や、動的静磁場や、線形または非線形電磁場単独あるいは任意の組み合わせを印加する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御電磁場として、使用するミニスカス基材２、添加物質３、加工表面２０に応じ、物理化学反応を誘起する波長をもつ光源を照射する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲３▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御熱エネルギとして、使用するミニスカス基材２、添加物質３、加工表面２０に応じ、物理化学反応を誘起する温度へ調整可能な熱源を使用する事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲４▼  ミニスカス２１形成のため、印加する制御振動として、使用するミニスカス基材２、添加物質３が物理化学反応を誘起する線形または非線形振動を、先鋭プローブ４、プローブ保持手段５及び加工表面２０へ印加する事により上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
ミニスカス２１安定化方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせにより達成する事ができる。
▲１▼  成されたミニスカス２１を安定化する方法は、自然乾燥（温度＆蒸気圧の制御）により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  形成されたミニスカス２１を安定化する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する電磁場の照射により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲３▼  形成されたミニスカス２１を安定化する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する熱エネルギの印加（温度制御）や、誘電加熱による熱エネルギの印加により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６７】
ミニスカス２１を形成している原子分子配向の制御による機能付加方法は、上述した方法に限定される事なく、以下のような方法を、単独あるいは任意の組み合わせにより達成する事ができる。
▲１▼  形成されたミニスカス２１を立体形成処理する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する電磁場の照射により、原子分子配向の制御による機能付加が可能で、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
▲２▼  形成されたミニスカス２１を立体形成処理する方法は、ミニスカス基材２や含有している添加物質３に物理化学的反応を誘起する熱エネルギの印加（温度制御）や、誘電加熱（電磁エネルギの損失）による熱エネルギの印加により、原子分子配向の制御による機能付加が可能で、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
上述した実施の形態では、印加する制御熱エネルギは、図４の１２から熱伝導により供給される方法をとっているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、先鋭プローブ４やプローブ保持手段５からの熱伝導により供給する事もできる。
【００６９】
上述した実施の形態では、出力可変の電磁場発生手段６は、発生させる電磁場出力（例えば波長や振幅）を制御しているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、パルス出力や連続出力の出力周波数制御、単一波形または複数波形の混在比の制御、偏光成分の強度比の制御、位相の制御も可能な電磁場発生手段６とする。
【００７０】
上述した実施の形態では、出力可変の電磁場発生手段６は、発生させる電磁場出力（例えば波長や振幅）による電場を利用して、先鋭プローブ４と、ミニスカス基材２や添加物質３や加工表面２０との相互作用を制御しているが、これに限定されることは無く、必要に応じ、電磁誘導や磁性材料による静磁場や、パルス磁場や線形、非線形の電磁場により、先鋭プローブ４と、ミニスカス基材２や添加物質３や加工表面２０との相互作用を制御する事によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３との相互作用の調整は、先鋭プローブ４の先端と、加工表面２０やミニスカス基材２との距離や、電磁場発生手段６の出力や、温度制御による粘性の変化や蒸気圧の制御の単独あるいは同時制御により行われているが、これに限る事は無く、先鋭プローブ４あるいは、加工表面２０やミニスカス基材２を周期的あるいは非周期的に振動させる事により（例えば、先鋭プローブ４、あるいは加工表面２０や、ミニスカス基材２や、添加物質３に線形または非線形振動を与える）一層広範囲な制御を行う事ができる。
【００７２】
上述した実施の形態では、ＸＹＺ移動手段９を加工表面２０側へ設けているが、これに限定されることは無く、先鋭プローブ４側へ設ける事によって、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７３】
上述した実施の形態では、ミニスカス２１を形成する際、外部からの外場は、電磁場の印加や熱エネルギの印加や圧力の調整や、制御されたそれらの組み合わせにより行われているが、これに限定されることは無く、加工表面２０や、先鋭プローブ４または、プローブ保持手段５を振動させる事により、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。例えば、電磁場発生手段６からの電磁場の発振周期を、ミニスカス基材２や添加物質３の共振周波数近傍に制御し、プローブ保持手段５や、先鋭プローブ４を強制振動させ、ミニスカス基材２や添加物質３を活性化させる事によりミニスカスを形成する事ができる。なお、この際、ミニスカス基材２や添加物質３は、電磁場印加の共鳴振動による温度上昇により、粘性などの物性変化や、電磁場の方向性によるミニスカスの分子レベルの配向制御が可能であり、物性や特性をコントロールする事ができる。また、電磁場を印加しない状態での振動の印加は、ＸＹＺ移動手段９により行う事ができる。
【００７４】
上述した実施の形態では、図４に示すように、電磁場発生手段６は、ＸＹＺ移動手段９と加工表面２０と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図４では上下方向）から外れた範囲から電磁場を照射する構造となっているが、これに限ることなく、図６に示すように電磁場発生手段６の空間配置、または、電磁場誘導手段７による電磁場の進路の制御により、電磁場ＸＹＺ移動手段９と加工表面１と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図４では上下方向）から、電磁場を先鋭プローブ４の上方から照射する構造としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この際、先鋭プローブ４の形状は、図３に示すように従来の閉口プローブだけでなく、傾斜開口プローブや、水平開口プローブや、十字型プローブを使う事によっても上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７５】
上述した実施の形態では、図４に示すように、電磁場照射手段１１は、ＸＹＺ移動手段９と加工表面１と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図４では上下方向）から外れた範囲から電磁場を照射する構造となっているが、これに限ることなく、図５に示すように電磁場照射手段１１または、電磁場伝導手段１６を、ＸＹＺ移動手段９と加工表面１と先鋭プローブ４を結ぶＺ方向（図４では上下方向）上へ配置し、電磁場を先鋭プローブ４の上方から照射する構造としても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この際、先鋭プローブ４の形状は、図３に示すように従来の閉口プローブだけでなく、傾斜開口プローブや、水平開口プローブや、十字型プローブを使う事によっても上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
上記ミニスカス基材２や添加物質３を母材とし、上記ミニスカス形成方法や、ミニスカス成形方法や、機能付加方法の任意の組み合わせ操作により機能性を有する微小構造物を形成する事ができる。
【００７７】
上述した電磁場照射手段１１からの電磁場は、必要に応じ、電磁場伝導手段１６を介し、主に、先鋭プローブ４、ミニスカス基材２及び添加物質３へ電磁場を照射し、それにより生じる物理化学的反応により、形成されたミニスカス２１を安定化する事が主な役割であるが、これに限る事はなく、電磁場照射手段１１からの電磁場を、必要に応じ、電磁場伝導手段１６を介し、プローブ保持手段５や先鋭プローブ４へ照射する事により発生する熱を利用し、ミニスカス基材２として、例えば、（導電性）熱硬化樹脂からなる、形成されたミニスカス２１を安定化させる事ができる。
【００７８】
【実施例】
上記、「発明の実施の形態」に記載されている外場印加方法に記載されている装置構成などの方法を任意に組み合わせる事により、年輪型中実微小パイプ（単層、多層、組み合わせ）、年輪型中空微小パイプ（単層、多層、組み合わせ；内部蒸発の利用）又はカーボンナノチューブによる微小構造物を任意の加工表面上へ構築する事ができる。下記に実施例として、上記の特別な組み合わせとして、走査型電磁波顕微鏡を母体とした、「外場印加方法」による微小構造物形成方法を説明する。
【００７９】
【実施例１】
走査型電磁波顕微鏡により、ミニスカス基材として単一の光硬化樹脂を使用した場合の、微小構造物形成方法を図１を参照しながら説明する。
まず、形成すべき微小構造物の高さを制御する為には、先鋭プローブ４の先端部と、加工表面２０またはミニスカス基材２との間の相対距離を設定する必要があり、先鋭プローブ４の先端部と加工表面２０またはミニスカス基材２との間の相対距離制御および表面情報測定は、上記「発明の実施の形態」に記載された表面情報測定原理や、（特願２００１−３０５９６２）に記載のいずれかの方法、あるいはそれらの組み合わせにより達成する事ができる。  ここでは原子間力顕微鏡を母体として新しく開発した走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）による表面情報測定方法を簡単に説明する。
【００８０】
上記、外場印加方法に記載した装置構成におき、通常、先鋭プローブ４と、加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３の間に生じる原子間力に加えて、電磁場を印加する事により新たに生じる相互作用（図７）を付加する事により、およそ数Å〜数μｍの距離範囲におき、相互作用を任意の位置、および任意の大きさで付加する事ができ、この相互作用により、既存の原子間力顕微鏡の機能に加え、走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）に記載のように、先鋭プローブ４と、加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３の間の任意位置決め制御、高速操作、分解能選択操作などが可能である。走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）の加工表面２０の表面測定原理は、板バネ状のプローブ保持手段５の先端にある、鋭く尖らせた先鋭プローブ４を加工表面２０または、ミニスカス基材２や添加物質３に近ずけると、電磁場出力や先鋭プローブ４先端部と加工表面２０またはミニスカス基材２や添加物質３の相対距離に応じ、複合的な相互作用が働き、引力の場合は先鋭プローブ４は加工表面２０側へ、斥力の場合は加工表面１から離れる方向へ変位する。この変位信号を一定にするようにＺ方向の位置をピエゾ素子やボイスコイルにかける電圧や、電磁場発生手段６の出力をフィードバック制御しながら加工表面２０を２次元的に走査し、各点における加工表面２０の３次元的な原子レベル像を得る事ができる。
【００８１】
このようにして得られた加工表面２０または、ミニスカス基材２の表面画像を基に、ミニスカスを利用した微小構造物を形成する地点へ、先鋭プローブ４先端が加工表面２０やミニスカス基材２に衝突しないよう制御手段１０によりＺ方向距離を制御すると共に、ＸＹＺ移動手段９によるＸＹ方向の２次元走査により先鋭プローブ４先端を任意の所定箇所へ配置する。
【００８２】
このように設定された状態で制御手段１０により電磁場発生手段６の出力を制御し、先鋭プローブ４と加工表面２０の間にミニスカス基材（添加物質３）によるミニスカスを形成する。なお、形成すべきミニスカス２１の特性（形状、大きさ、物性など）は、ミニスカス基材２の材質、添加物質３、環境制御シールド１３内の状態を熱印加手段１２、温度調整手段１４、圧力（蒸気圧）調整手段１５等により調整する事ができる。
【００８３】
形成されたミニスカス２１を安定化するため、電磁場照射手段１１からの電磁場を、電磁場伝導手段１６によりミニスカス近傍へ誘導し、電磁場照射を行う事による物理化学的相互作用により安定化させる事ができる。また、上記電磁場照射ではなく、熱印加手段１２による熱エネルギのミニスカス近傍への印加による物理化学的相互作用により安定化させる事ができる。あるいは、上記２つの方法の組み合わせによりミニスカス２１を安定化させる事もできる。
【００８４】
上記、一連の操作を連続して行う事により、すでに作られている微小構造物へ追加する形で複合的な微小構造物を作る事や、任意の別の加工表面２０上へ微小構造物を作る事ができる。
【００８５】
上記、一連の操作を異なるミニスカス基材２で行う事により、異なる材料からなる微小構造物を、すでに作られている微小構造物へ追加する形で複合的な微小構造物を作る事や、任意の別の加工表面２０上へ作る事ができる。
【００８６】
また、ミニスカス基材２により形成されたミニスカス２１の表面へ任意の微粒子（例えば、環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより、カーボンナノチューブやフラーレンや金属微粒子や半導体微粒子や誘電体微粒子）を付着させた後、ミニスカス基材２を自然蒸発や、制御手段による環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより蒸発させ、この作業を繰り返す事により、中空状の微小構造物を作る事ができる。
【００８７】
また、上記、一連の操作を行い、微小構造物を作った後、任意のミニスカス基材２や、任意の添加物質３（例えば、環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより、カーボンナノチューブやフラーレンや金属微粒子や半導体微粒子や誘電体微粒子）を新たに導入し、上記と同一の操作を行う事により、層状の微小構造物を作る事により、単層微小構造物とは異なる機能構造物とする事ができる。また、この特別な場合として、任意の加工表面２０上へカーボンナノチューブを任意の方向、任意の間隔の立てた状態で並べる事ができる。特に、カーボンナノチューブの導電性を利用する場合は、ミニスカス基材２として水や、その他、揮発性の物質を使うと共に蒸発させる事によりカーボンナノチューブの導電性を損なわないようにする事ができる。あるいは、上記装置構成におき、大気中において、カーボンナノチューブを任意の加工表面２０に任意の間隔で立ち並べる場合、大気中にある水分子やその他浮遊分子、あるいは、環境制御シールド１３内へ任意のガスを充填する事による物理化学吸着や結合を利用して行う事ができる。
【００８８】
また、上記
【実施例１】の特別な場合の実施例として、図９に示す幾つかの事例のように、カーボンナノチューブや、その他微小物質を、加工表面２０上（図９−ａ）、先鋭プローブ４先端部（図９−ｂ）や、複数の先鋭プローブ４の接続（図−ｃ）や、複数の先鋭プローブ４のいずれかの先鋭プローブ４の先端部（図９−ｄ）へ付着安定化させる事ができる。
【００８９】
【実施例２】
次に、走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）により、ミニスカス基材として導電性熱硬化樹脂を使用した場合の、微小構造物形成方法を図２を参照しながら説明する。
【００９０】
まず、形成すべき微小構造物の高さを制御する為には、先鋭プローブ４の先端部と、加工表面２０またはミニスカス基材２との間の相対距離を設定する必要があり、先鋭プローブ４の先端部と加工表面２０またはミニスカス基材２との間の相対距離制御および表面情報測定は、上記
【発明の実施の形態】に記載された表面情報測定原理や、（特願２００１−３０５９６２）に記載のいずれかの方法、あるいはそれらの組み合わせにより達成する事ができる。  ここでは原子間力顕微鏡を母体として新しく開発した走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）による表面情報測定方法を簡単に説明する。
【００９１】
上記、外場印加方法に記載した装置構成におき、通常、先鋭プローブ４と、加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３の間に生じる原子間力に加えて、電磁場を印加する事により新たに生じる相互作用（図７）を付加する事により、およそ数Å〜数μｍの距離範囲におき、相互作用を任意の位置、および任意の大きさで付加する事ができ、この相互作用により、既存の原子間力顕微鏡の機能に加え、走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）に記載のように、先鋭プローブ４と加工表面２０やミニスカス基材２や添加物質３の間の任意位置決め制御、高速操作、分解能選択操作などが可能である。走査型電磁波顕微鏡（特願２００１−３０５９６２）の加工表面２０の表面測定原理は、板バネ状のプローブ保持手段５の先端にある、鋭く尖らせた先鋭プローブ４を加工表面２０または、ミニスカス基材２や添加物質３に近ずけると、電磁場出力や先鋭プローブ４先端部と加工表面２０またはミニスカス基材２や添加物質３の相対距離に応じ、複合的な相互作用が働き、引力の場合は先鋭プローブ４は加工表面２０側へ、斥力の場合は加工表面２０から離れる方向へ変位する。この変位信号を一定にするようにＺ方向の位置をピエゾ素子やボイスコイルにかける電圧や、電磁場発生手段６の出力をフィードバック制御しながら加工表面２０を２次元的に走査し、各点における加工表面２０の３次元的な原子レベル像を得る事ができる。
【００９２】
このようにして得られた加工表面２０または、ミニスカス基材２の表面画像を基に、ミニスカスを利用した微小構造物を形成する地点へ、先鋭プローブ４先端が加工表面２０やミニスカス基材２に衝突しないよう制御手段１０によりＺ方向距離を制御すると共に、ＸＹＺ移動手段９によるＸＹ方向の２次元走査により先鋭プローブ４先端を任意の所定箇所へ配置する。
【００９３】
このように設定された状態で制御手段１０により電磁場発生手段６の出力を制御し、先鋭プローブ４と加工表面２０の間にミニスカス基材２（場合により添加物質３も含む）によるミニスカス２１を形成する。なお、形成すべきミニスカス２１の特性（形状、大きさ、物性など）は、ミニスカス基材２の材質、添加物質３、環境制御シールド１３内の状態を熱印加手段１２、温度調整手段１４、圧力（蒸気圧）調整手段１５等により調整する事ができる。
【００９４】
上記のように形成されたミニスカス２１を安定化するため、電磁場照射手段１１からの電磁場を、直接、または電磁場伝導手段１６を介してプローブ保持手段５、または先鋭プローブ４へ照射する事により発生する熱エネルギによる物理化学的反応により安定化させる事ができる。また、上記電磁場照射ではなく、熱印加手段１２による熱エネルギのミニスカス近傍への印加による物理化学的相互作用により安定化させる事ができる。あるいは、上記２つの方法の組み合わせによりミニスカスを安定化させる事もできる。
【００９５】
上記、一連の操作を連続して行う事により、すでに作られている微小構造物へ追加する形で複合的な微小構造物を作る事や、任意の別の加工表面２０上へ微小構造物を作る事ができる。
【００９６】
上記、一連の操作を異なるミニスカス基材２で行う事により、異なる材料からなる微小構造物を、すでに作られている微小構造物へ追加する形で複合的な微小構造物を作る事や、任意の別の加工表面２０上へる事ができる。
【００９７】
また、ミニスカス基材２により形成されたミニスカス２１の表面へ任意の微粒子（例えば、環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより、カーボンナノチューブやフラーレンや金属微粒子や半導体微粒子や誘電体微粒子）を付着させた後、ミニスカス基材２を自然蒸発や、制御手段による環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより蒸発させ、この作業を繰り返す事により、中空状の微小構造物を作る事ができる。
【００９８】
また、上記、一連の操作を行い、微小構造物を作った後、任意のミニスカス基材２や、任意の添加物質３（例えば、環境制御シールド１３内の状態のコントロールにより、カーボンナノチューブやフラーレンや金属微粒子や半導体微粒子や誘電体微粒子）を新たに導入し、上記と同一の操作を行う事により、層状の微小構造物を作る事により、単層微小構造物とは異なる機能構造物とする事ができる。また、この特別な場合として、任意の加工表面２０上へカーボンナノチューブを任意の方向、任意の間隔の立てた状態で並べる事ができる。特に、カーボンナノチューブの導電性を利用する場合は、ミニスカス基材２としての水や、その他、揮発性の物質を発生する熱により蒸発安定化させる事により、カーボンナノチューブの導電性を損なわないようにする事ができる。あるいは、上記装置構成におき、大気中において、カーボンナノチューブを任意の加工表面２０に任意の間隔で立ち並べる場合、大気中にある水分子やその他浮遊分子、あるいは、環境制御シールド１３内へ任意のガスを充填する事による物理化学吸着や結合を利用して行う事ができる。
また、上記
【実施例２】の特別な場合の実施例として、図８に示す例のように、熱硬化樹脂を、加工表面２０上へ付着安定化させる事ができる。
【００９９】
【実施例３】
次に、図１１を参照しながらミニスカス形成材料として揮発性流体にカーボンナノチューブ２３を混入する事により、一度に多くの微小構造物を形成する方法を説明する。
【０１００】
まず、図１１．（ａ）に示すように２つ（一般には複数）の基盤１を任意の距離にて対向させる。この際、基盤１は平板、または、局所場により先端に微小構造物を形成する為の先鋭接続部またはミゾ２２を対向する基盤１の片側あるいは両方に設ける。
【０１０１】
次に、図１１．（ｂ）に示すように、２つの基盤１の間へ、ミニスカス形成材料として揮発性流体にカーボンナノチューブ２３を混入した流体を進入させる。
【０１０２】
続いて、図１１．（ｂ）の状態で、対向する基盤１の間に電場または磁場を印加し、対向する基盤１の間の先鋭接続部またはミゾ２２へ局所場を発生させる事により、ミニスカス形成材料として揮発性流体にカーボンナノチューブ２３を、先鋭接続部またはミゾ２２において、場の方向へ平行に並べる。この現象は、基盤１間に熱を加える際発生する熱対流を利用する事により、同様の結果を得る事ができる。
【０１０３】
最後に、この状態で、自然乾燥、または、熱を加える事により揮発性のミニスカス基材２を蒸発させ、図１１．（ｃ）に示すように、カーボンナノチューブ２３を両基盤１の間、特に局所場の発生する先鋭接続部２２の間に形成する事ができる。更に、カーボンナノチューブ２３を基盤１に強く結合するよう、熱処理や電子ビーム照射等によりその効果を強く安定化させる事ができる。
【０１０４】
【実施例４】
次に、図１２を参照しながらミニスカス形成材料として揮発性流体にカーボンナノチューブ２３を混入する事により、トランジスタの配線をカーボンナノチューブにより一度に行う方法を説明する。
【０１０５】
まず、図１２．（ａ）に示すように複数（図では２つ）のトランジスタ２４を任意の距離にて対向させる。  通常、トランジスタには配線を行う為の導電性の先鋭配線部２５が等間隔で並んでいる。
【０１０６】
次に、図１２．（ｂ）に示すように、２つのトランジスタ２４の間へ、揮発性のミニスカス基材２にカーボンナノチューブ２３を混入した流体を進入させる。
【０１０７】
続いて、図１２．（ｂ）の状態で、電場または磁場を印加し、対向するトランジスタ２４の間の先鋭配線部２５へ局所場を発生させる事により、揮発性のミニスカス基材２へ混入したカーボンナノチューブ２３を、対向する先鋭配線部２５同士がつながるように場の方向へ平行に並べる事ができる。この現象は、基盤１間に熱を加える際発生する熱対流を利用する事により、同様の結果を得る事ができる。
【０１０８】
最後に、この状態で、自然乾燥、または、熱を加える事により揮発性のミニスカス基材２を蒸発させ、図１２．（ｃ）あるいは（ｄ）に示すように、カーボンナノチューブ２３をトランジスタ２４に付随する先鋭配線部２５の間に形成する事ができる。  更に、カーボンナノチューブ２３を先鋭配線部２５に強く結合するよう、熱処理や電子ビーム照射等によりその効果を強く安定化させる事ができる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の微小構造形成装置は、電磁場を先鋭プローブと加工表面やミニスカス基材や添加物質のいずれか、または任意の組み合わせに作用させる事により生ずる、相互作用により誘起される微小ミニスカスを形成する技術に基付く微小構造形成装置であるため、以下に記載されるような効果を奏する。
（１）本発明による相互作用の印加により、先鋭プローブと加工表面間のミニスカス基材は一瞬でミニスカスを形成するため、極めて短時間にカーボンナノチューブなどの微小構造物を加工表面へ形成する事ができる。
（２）ミニスカス基材に任意材料、例えば、カーボンナノチューブ、フラーレン、金属微粒子、半導体微粒子、誘電体微粒子を添加する事により任意材料からなる微小構造物を形成する事ができる。
（３）加工表面に形成されたミニスカス基材の薄膜、あるいは、外部から付与されたミニスカス基材によるミニスカスを利用するため、いかなる表面上へも微小構造物を形成する事ができる。
（４）ミニスカス基材からなるミニスカスの形状は、加工表面を構成する材料との組み合わせにより、使用するミニスカス基材の変更や、使用するミニスカス基材へ添加する他のミニスカス基材の組み合わせの変更や、ミニスカス基材への添加物質の変更や、ミニスカス基材への添加物質の形状の変更や、誘起する電磁相互作用や温度や蒸気圧の制御により微小構造物の形状コントロールが可能である。
（５）ミニスカス基材からなるミニスカスの大きさは、加工表面を構成する材料との組み合わせにより、使用するミニスカス基材の変更や、使用するミニスカス基材へ添加する他のミニスカス基材の組み合わせの変更や、ミニスカス基材への添加物質の変更や、ミニスカス基材への添加物質の大きさの変更や、印加する電磁相互作用や温度や蒸気圧の制御により任意の大きさに微小構造物を形成する事ができる。
（６）従来、取り扱いが困難とされているカーボンナノチューブを、本発明による微小構造物制御により液晶に代わるカーボンナノチューブを用いたディスプレーの電極、又はカーボンナノチューブを使ったトランジスタのナノチューブ配線をより短時間で行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る微小構造物形成手段を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る微小構造物形成手段において電磁場照射手段及び電磁場伝導手段を先鋭プローブの上方に配置した場合を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態における先鋭プローブを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る微小構造物形成手段を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る微小構造物形成手段において電磁場照射手段及び電磁場伝導手段を先鋭プローブの上方に配置した場合を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る微小構造物形成手段において電磁場発生手段を先鋭プローブの上方に配置した場合を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態における先鋭プローブと加工表面との相互作用を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態において加工表面から先鋭プローブへ微小構造物が形成される瞬間を撮影した写真である。
【図９】本発明の実施の形態において形成される微小構造物のいくつかの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、加工表面と先鋭プローブとの間に形成された微小構造物を撮影した写真である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるカーボンナノチューブの一括形成方法を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるカーボンナノチューブによりトランジスタの配線を行う例を示す図である。
【符号の説明】
１  基盤
２  ミニスカス基材
３  添加物質
４  先鋭プローブ
５  先鋭プローブ保持手段
６  電磁場発生手段
７  電磁場誘導手段
８  電磁場印加手段
９  ＸＹＺ移動手段
１０  制御手段
１１  電磁場照射手段
１２  熱印加手段
１３  環境制御シールド
１４  温度調整手段
１５  圧力調整手段
１６  電磁場伝導手段
２０  基盤の加工表面
２１  ミニスカス
２２  先鋭接続部またはミゾ
２３  カーボンナノチューブ
２４  トランジスタ
２５  先鋭配線部
【図１】
2004181538.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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