JP2000065718A - 走査型プロ―ブ顕微鏡(spm)プロ―ブ及びspm装置 - Google Patents

走査型プロ―ブ顕微鏡(spm)プロ―ブ及びspm装置

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JP2000065718A
JP2000065718A JP11153937A JP15393799A JP2000065718A JP 2000065718 A JP2000065718 A JP 2000065718A JP 11153937 A JP11153937 A JP 11153937A JP 15393799 A JP15393799 A JP 15393799A JP 2000065718 A JP2000065718 A JP 2000065718A
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probe
spm
spm probe
conductive
piezoresistor
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Hiroshi Takahashi
寛 高橋
Nobuhiro Shimizu
信宏 清水
Yoshiharu Shirakawabe
喜春 白川部
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピエゾ抵抗体を設けたSPMプローブから構成
され且つ試料の表面電位を測定することのできるSPM
プローブを提供する。 【解決手段】 ピエゾ抵抗体20の設けられたSPMプロ
ーブにおいて、探針12表面に金属膜22を被覆して導
電性を持たせ、さらに、金属膜22から導電層24を配
線して一方の電極とする。これにより、他方の電極とな
る試料と、探針との間に電圧を印加することが可能にな
る。よって、ピエゾ抵抗体によるSPMプローブの撓み量
検出による試料表面と探針との間の相互作用の計測が可
能になるとともに、試料表面の表面電位の計測を、煩雑
な位置調整を必要とする検出器を使用せずに可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、探針に導電性を持
たせたSPMプローブに関し、特に、ピエゾ抵抗体の設
けられた自己検知型SPMプローブに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、試料表面におけるナノメートルオ
ーダの微小な領域を観察するための顕微鏡の1つとし
て、原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)に
代表される走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning P
robe Microscope)が広く使われている。SPMは、走
査プローブとして、先端部に探針を設けたSPMプローブ
を使用している。SPMは、そのSPMプローブの探針を
試料表面に沿って走査し、試料表面と探針との間に発生
する相互作用(引力または斥力)をSPMプローブの撓み
量として検出することにより、試料表面の形状測定が行
われる。
【0003】SPMプローブの撓み量は、一般に、SPMプロ
ーブにレーザ光を照射して、その反射角の変化を計測す
ることにより検出される。ここで、この方式に用いられ
るSPMプローブを特に光てこ式SPMプローブと称する。し
かしながら、この光てこ式SPMプローブを使用する際に
は、SPMプローブに向けて照射するレーザ光の照射角度
と、SPMプローブからの反射光を検出するフォトダイオ
ードの位置等の微調整が必要であり、特に、頻繁に行わ
れるSPMプローブの交換の際に、その微調整を繰り返し
行わなければならないという煩雑さが伴っていた。
【0004】そこで、SPMプローブにピエゾ抵抗体を形
成し、その抵抗値の変動を計測することによってSPMプ
ローブの撓み量を検出する自己検知型SPMプローブが
注目されている。
【0005】従来の自己検知型SPMプローブの構成を
図15および図16に示す。図15は平面図で、図16
は図15図のD-D'線に沿った断面図である。図15よ
り、自己検知型SPMプローブ100は、先端に探針
(図示していない)を設けたSPMプローブ102と、参
照抵抗値を計測するためのリファレンス104とで構成
されている。これらのSPMプローブ102およびリファ
レンス104は、その表面にそれぞれU字状のピエゾ抵
抗体108および110を形成している。ここでは、ピ
エゾ抵抗体108および110は、n型のシリコン基板
106の表面に、それぞれU字状にp型の不純物イオン
を選択的に注入することにより、p+のピエゾ抵抗体と
して形成されている。
【0006】さらに、シリコン基板106の表面には、
図16に示すように、SPMプローブ102のメタルコン
タクト部と、リファレンス104のメタルコンタクト部
とを除いて表面を保護するシリコン酸化膜(SiO2
112が形成される。そして、各メタルコンタクト部に
は、コンタクト用のアルミニウム電極114、116、
118および120がそれぞれ作製される。ここでは、
n型のシリコン基板106の表面に、p型の不純物イオ
ンを注入してp+のピエゾ抵抗体108および110を
形成したが、逆に、p型のシリコン基板を用いた場合
は、基板表面にn型の不純物イオンを注入してn+のピ
エゾ抵抗体が形成される。
【0007】このような従来の自己検知型SPMプロー
ブ100による試料表面の観察は、まず、先端部に探針
が設けられたSPMプローブ102を試料表面に沿って走
査することにより行う。その際に発生する試料表面と探
針との間の相互作用(引力または斥力)が、SPMプロー
ブ102を撓ませ、この撓みは、SPMプローブ102上
に形成されたピエゾ抵抗体108の抵抗値を変動させ
る。この抵抗値がSPMプローブ102の撓み量として検
出される。ピエゾ抵抗体108の抵抗値の変動は、上記
メタルコンタクト部のアルミニウム電極114および1
16を介して、信号処理部(図示していない)に導か
れ、試料表面を表す信号として画像化される。
【0008】また、上記動作と並行して、リファレンス
104においても抵抗値の測定が行われる。これは、ピ
エゾ抵抗体自体の抵抗値が、温度条件等の撓み以外の条
件によって変動するため、その不要な変動情報をSPMプ
ローブ102において測定される抵抗値の変動から取り
除くための参照抵抗値を提供するものである。ブリッジ
回路を用いた検出において、温度補償が実現できる。
【0009】このようなピエゾ抵抗体を用いた自己検知
型SPMプローブに関しては、特開平5−116458
号および米国特許第5,345,815号に開示されて
いる。
【0010】以上に説明したように、自己検知型SPM
プローブを走査型プローブ顕微鏡に用いた場合には、プ
ローブ自体にSPMプローブの撓み量を検出する検出器す
なわちピエゾ抵抗体が形成されているので、SPMプロー
ブの交換の際に、従来の光てこ方式のように検出器の位
置調整といった煩雑な作業を必要とせず、試料の観察に
迅速に取り掛かることが可能である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の光てこ式SPMプ
ローブは、その探針に導電性を持たせることにより、探
針と試料表面との間に電圧を印加し、探針と試料表面と
の間に流れる電流変化またはその電圧印加によって誘起
される静電容量に基づいたSPMプローブの撓み変化を測
定することが可能であった。特に、導電性のSPMプロー
ブを用いて、その探針と試料表面との間に電圧を印加
し、試料表面の表面電位等を測定する顕微鏡として、K
FM(Kelvin Probe Force Mic
roscope)やSMM(Scanning Max
well Stress Microscope)が、
使用されている。
【0012】しかしながら、試料の表面電位測定を可能
とする従来の光てこ式SPMプローブは、一般に、探針を
含めたSPMプローブ全体またはその表面のみに導電性を
持たせていた。ここで、SPMプローブ上にピエゾ抵抗体
を形成した従来の自己検知型SPMプローブは、探針を
含めたSPMプローブ全体に導電性を持たせることはでき
ず、以上のようなKFMやSMMに適用することができ
なかった。
【0013】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、SPMプローブの撓み量をSPMプ
ローブに設けたピエゾ抵抗体によって検出し且つ試料の
表面電位を測定することのできるSPMプローブを提供
することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、請求項1の発明に係るSPMプ
ローブは、先鋭化された探針を先端に設けたレバー部と
該レバー部を支持する支持部とから構成されるSPMプ
ローブにおいて、前記探針とその近傍に導電膜を被覆し
たことを特徴とする。
【0015】この請求項1の発明によれば、探針表面に
導電膜を被覆することで探針に導電性を持たせているの
で、この導電膜から配線を取り出して一方の電極とする
ことで、他方の電極となる試料と探針との間に電圧を印
加することが可能になる。また、SPMプローブ全体に導
電性を持たせていないために、ノイズの混入を防ぐこと
できる。
【0016】また、請求項2の発明に係るSPMプロー
ブは、請求項1の発明において、前記導電膜の前記探針
近傍から配線を取り出したことを特徴とする。
【0017】この請求項2の発明によれば、探針の表面
を被覆した導電膜から配線を取り出すことで、この配線
として導電率の高い材料を選択することにより、電圧印
加によるSPMプローブの発熱の防止や損失の少ない大電
圧の印加が可能になる。
【0018】また、請求項3の発明に係るSPMプロー
ブは、先鋭化された探針を先端に設けたレバー部と、該
レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と前記支持
部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構成し、こ
のSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲部を通る
U字状に設けたSPMプローブにおいて、前記探針とそ
の近傍に導電膜を被覆し、前記ピエゾ抵抗体および前記
支持部上に絶縁層を形成するとともに、前記導電膜の前
記探針近傍において前記導電膜と電気的に接続し且つ前
記レバー部から前記屈曲部を通って前記支持部に連なる
導電層を形成したことを特徴とする。
【0019】この請求項3の発明によれば、探針表面に
導電膜を被覆することで導電性を持たせているので、こ
の導電膜から導電層を配線して一方の電極とすることに
より、他方の電極となる試料と、探針との間に電圧を印
加することが可能になる。また、SPMプローブ全体に導
電性を持たせていないために、ノイズの混入を防ぎ、導
電膜から取り出される導電層として導電率の高い材料を
選択することにより、電圧印加によるSPMプローブの発
熱の防止や損失の少ない大電圧の印加が可能になる。さ
らに、ピエゾ抵抗体によるSPMプローブの撓み量検出に
よる試料表面と探針との間の相互作用の計測とともに、
試料表面の表面電位の計測を、煩雑な位置調整を必要と
する検出器を使用せずに可能とする。
【0020】また、請求項4の発明に係るSPMプロー
ブは、請求項3の発明において、前記導電層と前記導電
膜とが電気的に接続された部分において、前記導電層は
前記導電膜の上に設けていることを特徴とする。
【0021】この請求項4の発明によれば、探針表面に
導電膜を被覆することで導電性を持たせているので、こ
の導電膜から導電層を配線して一方の電極とすることに
より、他方の電極となる試料と、探針との間に電圧を印
加することが可能になる。
【0022】また、請求項5の発明に係るSPMプロー
ブは、請求項3の発明において、前記導電層と前記導電
膜とが電気的に接続された部分において、前記導電層は
前記導電膜の下に設けていることを特徴とする。
【0023】この請求項5の発明によれば、探針表面に
導電膜を被覆することで導電性を持たせているので、こ
の導電膜から導電層を配線して一方の電極とすることに
より、他方の電極となる試料と、探針との間に電圧を印
加することが可能になる。
【0024】また、請求項6の発明に係るSPMプロー
ブは、先鋭化された探針を先端に設けたレバー部と該レ
バー部を支持する支持部とから構成されるSPMプロー
ブにおいて、前記探針内にイオン注入して導電領域を形
成したことを特徴とする。
【0025】この請求項6の発明によれば、探針を形成
する部分にイオン注入を行って導電領域を形成すること
で、先鋭度を損なうことなく、探針に導電性を持たせる
ことができる。よって、この導電領域から配線を取り出
して一方の電極とすることで、他方の電極となる試料と
探針との間に電圧を印加することが可能になる。また、
SPMプローブ全体に導電性を持たせていないために、ノ
イズの混入を防ぐことできる。
【0026】また、請求項7の発明に係るSPMプロー
ブは、請求項6の発明において、前記導電領域の前記探
針近傍から配線を取り出したことを特徴とする。
【0027】この請求項7の発明によれば、探針に形成
された導電領域から電極配線を取り出すことができ、こ
の電極配線として導電率の高い材料を選択することによ
り、電圧印加によるSPMプローブの発熱の防止や損失の
少ない大電圧の印加が可能になる。
【0028】また、請求項8の発明に係るSPMプロー
ブは、先鋭化された探針を先端に設けたレバー部と、該
レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と前記支持
部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構成し、こ
のSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲部を通る
U字状に設けたSPMプローブにおいて、前記探針内に
イオン注入して導電領域を形成し、前記ピエゾ抵抗体お
よび前記支持部上に絶縁層を形成するとともに、前記導
電領域の前記探針近傍において前記導電領域と電気的に
接続し且つ前記レバー部から前記屈曲部を通って前記支
持部に連なる導電層を形成したことを特徴とする。
【0029】この請求項8の発明によれば、探針を形成
する部分にイオン注入を行って探針導電領域を形成する
ことで、先鋭度を損なうことなく、探針に導電性を持た
せることができる。よって、この探針導電領域から配線
を取り出して一方の電極とすることにより、他方の電極
となる試料と、探針との間に電圧を印加することが可能
になる。また、SPMプローブ全体に導電性を持たせてい
ないために、ノイズの混入を防ぎ、導電膜から取り出さ
れる配線として導電率の高い材料を選択することによ
り、電圧印加によるSPMプローブの発熱の防止や損失の
少ない大電圧の印加が可能になる。
【0030】また、請求項9の発明に係るSPMプロー
ブは、先鋭化された探針を先端に設けたレバー部と、該
レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と前記支持
部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構成し、こ
のSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲部を通る
U字状に設けたSPMプローブにおいて、前記ピエゾ抵
抗体および前記支持部上に絶縁層を形成するとともに、
前記探針とその近傍を被覆し且つ前記探針から前記屈曲
部を通って前記支持部に連なる導電層を形成したことを
特徴とする。
【0031】この請求項9の発明によれば、ピエゾ抵抗
体の形成されたSPMプローブにおいて、探針表面に導電
性を持たせることと、その探針表面からの導電層の形成
とを達成している。よって、ピエゾ抵抗体によるSPMプ
ローブの撓み量検出による試料表面と探針との間の相互
作用の計測とともに、試料表面の表面電位の計測を、煩
雑な位置調整を必要とする検出器を使用せずに可能とす
る。また、探針から導かれる導電層の材料を選択するこ
とにより、探針の先鋭度を優先させたSPMプローブや探
針から導かれる配線の導電率を優先させたSPMプローブ
等を提供することができ、利用者は、使用目的または観
察する試料に応じて適切なSPMプローブを選択すること
ができる。
【0032】また、請求項10の発明に係るSPMプロ
ーブは、請求項1から9のいずれかの発明において、前
記SPMプローブが半導体ウェハにおいて作成され前記
半導体ウェハから分離して取り出された場合に、前記半
導体ウェハ内における位置を特定する識別マークを前記
支持部に形成したことを特徴とする。
【0033】この請求項10の発明によれば、SPMプ
ローブとして半導体ウェハに形成されるSPMプローブに
半導体ウェハ上の位置を特定する識別マークを形成して
いるので、そのSPMプローブが半導体ウェハから取り出
されてSPMプローブを構成した場合であっても、その
識別マークを読み取ることにより、そのSPMプローブが
形成されていた半導体ウェハ上の位置を特定できるの
で、特に不良なSPMプローブに対して、ウェハ上におけ
る不良SPMプローブ位置分布を得ることができる。請求
項11の発明によれば、請求項1から10までのSPMプ
ローブを使用する装置であることを特徴とする。これに
よれば、従来の光てこ式の装置に比べ、カンチレバーが
自己検知型となったためレーザビームの調整が不用とな
り、装置の操作がより容易になる。また探針のための専
用の電極を設けることで、ノイズを減らし、より高精度
な測定が可能になる。
【0034】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るSPMプロ
ーブの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、この実施の形態によりこの発明が限定されるもので
はない。
【0035】(実施の形態1)図1は、実施の形態1に
係るSPMプローブ10の平面図である。図1におい
て、自己検知型SPMプローブ10は、先端に探針12
を設けたレバー部と、支持部とを3つの屈曲部によって
連結された構成すなわちSPMプローブ形状となってい
る。3つの屈曲部のうち2つは、導電層24を中心線と
してほぼ左右対称に形成される。それら屈曲部には、S
PMプローブ10の支持部から一方の屈曲部を通ってレ
バー部に入り、さらに他方の屈曲部を通って支持部に導
かれるようなU字状のピエゾ抵抗体20が形成される。
すなわち、SPMプローブ10は、前述した自己検知型
SPMプローブとなる。
【0036】さらに、ピエゾ抵抗体20上および支持部
上には、絶縁層(図示していない)が形成される。絶縁
層上においては、配線となる導電層26および28が、
ピエゾ抵抗体20の支持部に位置する部分から、支持部
においてピエゾ抵抗体20の形成されていない部分に連
なってそれぞれ形成される。導電層26および28にお
いてピエゾ抵抗体20に位置する一端と、その下層のピ
エゾ抵抗体20とは、それぞれメタルコンタクト部32
および34において電気的に接続される。
【0037】3つの屈曲部のうち、ピエゾ抵抗体の形成
されない残りの1つは、上記した中心線上に形成され
る。この屈曲部上には、絶縁層を挟んで、探針12から
SPMプローブ10の支持部へと導電層24が形成され
る。ここで、探針12は導電膜22を被覆しており、導
電膜22と導電層24の一端とは、電気的に接続され
る。
【0038】図2は、図1のA−A’線における断面図
を示しており、SPMプローブ10は、図2に示すよう
に、シリコンから成る半導体基板(シリコン層)15上
に埋め込み酸化層(SiO2)14を形成し、さらにそ
の上にシリコン層16を熱的に貼り合わせたSOI(S
ilicon on Insulater)技術を用い
ることによって形成される。このSOI技術によって、
ピエゾ抵抗体20の支持部に位置する部分間において、
絶縁度の高い素子分離が果たされる。
【0039】上記したSPMプローブ10の支持部は、
図2に示すように、酸化層14を表面に形成した半導体
基板15を基体とし、さらに酸化層14上には、シリコ
ン層16が形成されている。特に、SPMプローブ10
の支持部においてシリコン層16は、3つの領域に分割
され、そのうちの2つの領域中にピエゾ抵抗体20の両
端部が形成される。図2においては、メタルコンタクト
部32および34がピエゾ抵抗体20にそれぞれ接続さ
れて示されている。ここで、SPMプローブ10のレバ
ー部は、3つの屈曲部を介して支持部と連結したシリコ
ン層16を基体としている。
【0040】さらに、ピエゾ抵抗体20上および支持部
におけるシリコン層16上には、メタルコンタクト部3
2および34を除く表面に酸化層(シリコン酸化膜)1
7を形成している。なお、この酸化層17が、上述した
絶縁層に相当する。よって、この酸化層17上に、上述
した導電層26および28が形成される。
【0041】また、図3は、図1のB−B’線における
断面図を示している。図3に示すように、上述した導電
層24は、探針12を被覆した導電膜22から、レバー
部の基体となるシリコン層16上と、ピエゾ抵抗体20
および支持部におけるシリコン層16上に形成された酸
化層17上とを通るように配置される。ここで、導電層
24の一端と導電膜22の一部とは、導電膜22を下層
として電気的に接続される。
【0042】従って、SPMの観察対象となる試料を一
方の電極とし、SPMプローブ10の支持部に位置する
導電層24を他方の電極とすることで、探針12と試料
表面(図示していない)との間に電圧を印加することが
できる。
【0043】つぎに、図1に示したSPMプローブ10
の形成工程を図4および図5を参照しつつ説明する。な
お、図4および図5では、図1のB−B’線におけるS
PMプローブ10の形成工程断面を示している。
【0044】まず、図4(a)について説明する。SO
I基板の表面側と裏面側とを熱酸化することにより、シ
リコン酸化膜(SiO2)19および13を形成し、シ
リコン酸化膜19上に、さらにエッチングマスクとなる
フォトレジスタ膜21をパターニングする。
【0045】つぎに、フォトレジスト膜21をマスクと
して緩衝フッ酸溶液(BHF)を用いてシリコン酸化膜
19を溶液エッチングすることにより、図4(b)に示
すように、探針を形成するためのためのマスクとなるシ
リコン酸化膜(SiO2)19をパターニングする。
【0046】続いて、パターニングされたシリコン酸化
膜19をマスクとして、リアクティブ・イオン・エッチ
ング(RIE)を行うことにより、図4(c)に示すよ
うに、マスク19の下に先鋭化した探針12を形成す
る。ここで探針12の高さは一般的に2μm以上で通常
5から15μm程度に設定する。
【0047】さらに、図4(d)に示すように、シリコ
ン層16表面にピエゾ抵抗体を形成する領域を開口させ
てフォトレジスト膜23を形成し、その開口部分にイオ
ン注入を行ってp+ピエゾ抵抗領域すなわちピエゾ抵抗
体20を形成する。
【0048】つぎに、フォトレジスト膜23を除去する
とともに、図4(e)に示すように、SPMプローブ形状
のフォトレジスト膜25をSOIシリコン層16上に形
成する。フォトレジスト膜25をマスクとしてRIEに
よりSOIシリコン層16を、埋め込み酸化層14に達
するまでエッチングし、SPMプローブの端部を形成す
る。
【0049】そして、図5(f)に示すように、フォト
レジスト膜25を除去するとともに、裏面側のシリコン
酸化膜(SiO2)13の下にエッチングマスクとなる
フォトレジスト膜27を形成する。フォトレジスト膜2
7をマスクとして緩衝フッ酸溶液(BHF)を用いたバ
ックエッチングを行い、シリコン酸化膜13をパターニ
ング形成する。
【0050】さらに、図5(g)に示すように、探針1
2の表面および探針12の外縁部をスパッタリングによ
り、比較的硬度の高いチタン(Ti)または白金(P
t)等で被覆して導電膜22を形成する。ここで、導電
膜22の厚みは、探針の先鋭度が失われない程度にでき
る限り薄くすることが好ましい。
【0051】さらに、図5(h)に示すように、SOI
シリコン層16の支持部からレバー部におけるピエゾ抵
抗体20の形成領域までをシリコン酸化膜17で被覆し
て表面を保護するとともに、アルミニウム(Al)等の
金属で比較的厚めに導電層24を、探針12から屈曲部
を通って支持部に連なるように形成する。ここで、導電
層24のレバー部に位置する一端と導電膜22の一部と
は、導電膜22を下層として電気的に接続される。この
際、ピエゾ抵抗体20の支持部に位置する部分には、シ
リコン酸化膜17を被覆せず、その部分に例えばアルミ
ニウム(Al)等を埋め込んでメタルコンタクト部32
および34を形成し、さらに、メタルコンタクト部32
および34からシリコン酸化膜17を下層として配線さ
れる導電層26および28を形成する(図示していな
い)。
【0052】続いて、図5(i)に示すように、図5
(g)においてパターニング形成したシリコン酸化膜1
3をマスクとして40%の水酸化カリウム溶液(KOH
+H2O)を用いてバックエッチングを行うことによ
り、半導体基板15を除去する。さらに酸化層14をBH
Fで部分的に除去する。これによりピエゾ抵抗体20お
よび導電層24を備えたSOIシリコン層16から成る
SPMプローブ10が形成される。
【0053】なお、ここでは、n型のシリコン層16に
+イオンを注入してp+のピエゾ抵抗体20を形成した
が、逆に、p型のシリコン層を用いた場合は、基板にn
+イオンを注入してn+のピエゾ抵抗体が形成される。
【0054】また、図3に示した導電層24と導電膜2
2との接続における変形例として、図6に示すように、
下層に導電層24を配置して導電膜22との電気的接続
を達成してもよい。この場合のSPMプローブ10の形
成工程を図7に示す。
【0055】まず、前述した図4(a)〜(e)と同様
な工程が行われるので、ここではその説明を省略し、図
4(e)に続く工程から説明する。
【0056】図4(e)の工程に続いて、フォトレジス
ト膜25を除去するとともに、図7(f)に示すよう
に、裏面側のシリコン酸化膜(SiO2)13上にエッ
チングマスクとなるフォトレジスト膜27を形成する。
フォトレジスト膜27をマスクとして緩衝フッ酸溶液
(BHF)を用いてバックエッチングを行い、シリコン
酸化膜13をパターニングする。
【0057】さらに、図7(g)に示すように、SOI
シリコン層16の支持部からレバー部におけるピエゾ抵
抗体20の形成領域までをシリコン酸化膜17で被覆し
て表面を保護するとともに、アルミニウム(Al)等の
金属で比較的厚めに導電層24を、探針12近傍から、
シリコン酸化膜17を下層にした支持部に亘って形成す
る。この際、ピエゾ抵抗体20の支持部に位置する部分
に、例えばアルミニウム(Al)等を埋め込んでメタル
コンタクト部32および34を形成し、さらに、メタル
コンタクト部32および34からシリコン酸化膜17を
下層として配線される導電層26および28を形成する
(図示していない)。
【0058】さらに、図7(h)に示すように、探針1
2の表面および探針12の外縁部、特に導電層24の一
部を、スパッタリングにより、比較的硬度の高いチタン
(Ti)または白金(Pt)等で被覆して導電膜22を
形成する。導電膜22の厚みは、探針の先鋭度が失われ
ない程度にできる限り薄くすることが好ましい。ここ
で、導電膜22の一部は、導電層24を下層として、導
電層24のレバー部に位置する一端と電気的に接続され
る。
【0059】続いて、図7(i)に示すように、図7
(g)においてパターニング形成したシリコン酸化膜1
3をマスクとして40%の水酸化カリウム溶液(KOH
+H2O)を用いてバックエッチングを行うことによ
り、半導体基板15を除去する。さらに酸化層14をBH
Fで部分的に除去する。これにより、ピエゾ抵抗体20
および導電層24を備えたSOIシリコン層16から成
るSPMプローブ10が形成される。
【0060】以上説明したように、実施の形態1によれ
ば、探針表面に導電膜を被覆することで導電性を持たせ
ているので、この導電膜から電極配線を取り出して一方
の電極とすることにより、他方の電極となる試料と、探
針との間に電圧を印加することが可能になる。また、SP
Mプローブ全体に導電性を持たせていないために、ノイ
ズの混入を防ぎ、導電膜から取り出される電極配線とし
て導電率の高い材料を選択することにより、電圧印加に
よるSPMプローブの発熱の防止や損失の少ない大電圧
の印加が可能になる。
【0061】さらに、SPMプローブ10のレバー部と
支持部とが3つの屈曲部によって連結され、そのうちの
2つの屈曲部を通るようにU字状のピエゾ抵抗体を形成
し、残り1つの屈曲部に探針近傍から支持部に亘って導
電層を探針と電気的に接続して形成しているので、ピエ
ゾ抵抗体によるSPMプローブの撓み量検出を達成すると
ともに、探針に電位を与えることが可能になる。すなわ
ち、試料表面と探針との間の相互作用の計測とともに試
料表面の表面電位の計測を、煩雑な位置調整を必要とす
る検出器を使用せずに可能とする。
【0062】また、探針の被覆に適した材料および探針
から支持部への配線に適した材料をそれぞれ導電膜およ
び導電層として選択することにより、探針の先鋭度を損
なうことなく、探針に電位を高精度に効率良く与えるこ
とが可能になる。
【0063】さらに、一端を探針と電気的に接続した導
電層は、他端をSPMプローブ10の支持部に導いてい
るので、探針に電位を与えるための外部回路との接続を
容易にしている。
【0064】(実施の形態2)実施の形態1において
は、探針12に被覆する導電膜22と、導電膜22から
配線される導電層24とを、異なる工程においてそれぞ
れ適した材料で形成したが、図8に示すように、これら
を同種の材料として形成することもできる。この場合の
SPMプローブ10の形成工程を図9に示す。
【0065】まず、前述した図4(a)〜(e)と同様
な工程が行われるので、ここではその説明を省略し、図
4(e)に続く工程から説明する。
【0066】図4(e)の工程に続いて、フォトレジス
ト膜25を除去するとともに、図9(f)に示すよう
に、裏面側のシリコン酸化膜(SiO2)13上にエッ
チングマスクとなるフォトレジスト膜27を形成する。
フォトレジスト膜27をマスクとして緩衝フッ酸溶液
(BHF)を用いてバックエッチングを行い、シリコン
酸化膜13をパターニングする。
【0067】さらに、図9(g)に示すように、SOI
シリコン層16の支持部からレバー部のピエゾ抵抗体2
0形成領域までをシリコン酸化膜17で被覆して表面を
保護するとともに、探針12の表面および、その探針1
2の表面からシリコン酸化膜17を下層にした支持部に
亘って、アルミニウム(Al)等の金属により導電層2
4を形成する。この際、ピエゾ抵抗体20の支持部に位
置する部分に、例えばアルミニウム(Al)等を埋め込
んでメタルコンタクト部32および34を形成し、さら
に、メタルコンタクト部32および34からシリコン酸
化膜17を下層として配線される導電層26および28
を形成する(図示していない)。
【0068】そして、図9(h)に示すように、図9
(g)においてパターニング形成したシリコン酸化膜1
3をマスクとして40%の水酸化カリウム溶液(KOH
+H2O)を用いてバックエッチングを行うことによ
り、半導体基板15を除去する。さらに酸化層14をBH
Fで部分的に除去する。これにより、ピエゾ抵抗体20
および導電層24を備えたSOIシリコン層16から成
るSPMプローブ10が形成される。
【0069】以上説明したように、実施の形態2によれ
ば、探針表面に導電性を持たせることと、その探針表面
からの電極配線の形成とを一度の工程で行うことができ
る。よって、試料の表面電位の計測を達成するととも
に、探針から導かれる導電層の材料を選択することによ
り、探針の先鋭度を優先させたSPMプローブや探針から
導かれる配線の導電率を優先させたSPMプローブ等を提
供することができ、利用者は、使用目的または観察する
試料に応じてそれらから適切なSPMプローブを選択する
ことができる。
【0070】(実施の形態3)実施の形態1または2に
おいては、探針12の表面に導電膜22を被覆すること
で探針12に導電性を持たせたが、実施の形態3におい
ては、図10に示すように、ピエゾ抵抗体の形成と同様
にp+イオンの注入を行うことによって、導電領域を形
成する。そして、探針12中に形成された導電領域は、
SPMプローブ10の支持部へと配線される導電層24
と電気的に接続される。この場合のSPMプローブ10
の形成工程を図11および図12を参照しつつ説明す
る。
【0071】図11(a)−(c)はそれぞれ図4
(a)−(c)と同じである。
【0072】図11(d)に示すように、シリコン層1
6表面にピエゾ抵抗体を形成する領域および探針部分を
開口させてフォトレジスト膜23を形成し、その開口部
分にそれぞれp+イオンを注入して、p+ピエゾ抵抗領域
および探針導電領域を形成する。これにより、ピエゾ抵
抗体20および探針導電領域30がSOIシリコン層1
6内に形成される。
【0073】つぎに、フォトレジスト膜23を除去する
とともに、図12(e)に示すように、SPMプローブ形
状のフォトレジスト膜25をSOIシリコン層16上に
形成する。フォトレジスト膜25をマスクとしてRIE
により埋め込み酸化層14に達するまでSOIシリコン
層16をエッチングし、SPMプローブの端部を形成す
る。
【0074】そして、図12(f)に示すように、フォ
トレジスト膜25を除去するとともに、裏面側のシリコ
ン酸化膜(SiO2)13上にエッチングマスクとなる
フォトレジスト膜27を形成する。フォトレジスト膜2
7をマスクとして緩衝フッ酸溶液(BHF)を用いてバ
ックエッチングを行い、シリコン酸化膜13をパターニ
ングする。
【0075】さらに、図12(g)に示すように、SO
Iシリコン層16の支持部からレバー部のピエゾ抵抗体
20形成領域までをシリコン酸化膜17で被覆して表面
を保護するとともに、アルミニウム(Al)等の金属で
導電層24を形成する。ここで、導電層24のレバー部
に位置する一端と探針導電領域30の一部とは電気的に
接続される。この際、ピエゾ抵抗体20の支持部に位置
する部分に、例えばアルミニウム(Al)等を埋め込ん
でメタルコンタクト部32および34を形成し、さら
に、メタルコンタクト部32および34からシリコン酸
化膜17を下層として配線される導電層26および28
を形成する(図示していない)。
【0076】続いて、図12(h)に示すように、図1
2(g)においてパターニング形成したシリコン酸化膜
13をマスクとして40%の水酸化カリウム溶液(KO
H+H2O)を用いてバックエッチングを行うことによ
り、半導体基板15と埋め込み酸化層14が部分的に除
去され、ピエゾ抵抗体20および導電層24を備えたS
OIシリコン層16から成るSPMプローブ10が形成
される。
【0077】なお、ここでは、n型のシリコン層16に
+イオンを注入してp+のピエゾ抵抗体20を形成した
が、逆に、p型のシリコン層を用いた場合は、基板にn
+イオンを注入してn+のピエゾ抵抗体が形成される。
【0078】以上説明したように、実施の形態3によれ
ば、探針を形成する部分にイオン注入を行って探針導電
領域を形成することで、先鋭度を損なうことなく、探針
に導電性を持たせることができる。よって、この探針導
電領域から電極配線を取り出して一方の電極とすること
により、他方の電極となる試料と、探針との間に電圧を
印加することが可能になる。また、SPMプローブ全体に
導電性を持たせていないために、ノイズの混入を防ぎ、
導電膜から取り出される電極配線として導電率の高い材
料を選択することにより、電圧印加によるSPMプロー
ブの発熱の防止や損失の少ない大電圧の印加が可能にな
る。
【0079】さらに、SPMプローブ10のレバー部と
支持部とが3つの屈曲部によって連結され、そのうちの
2つの屈曲部を通るようにU字状のピエゾ抵抗体を形成
し、残り1つの屈曲部に探針近傍から支持部に亘って導
電層を探針と電気的に接続して形成しているので、ピエ
ゾ抵抗体によるSPMプローブの撓み量検出を達成すると
ともに、探針に電位を与えることが可能になる。すなわ
ち、煩雑な位置調整を必要とする検出器によらずとも、
試料表面と探針との間の相互作用の計測、並びに試料表
面の表面電位の計測を可能とする。
【0080】さらに、一端を探針と電気的に接続した導
電層は、他端をSPMプローブ10の支持部に導いてい
るので、探針に電位を与えるための外部回路との接続を
容易にしている。
【0081】以上に説明した実施の形態1〜3におい
て、さらに、従来の自己検知型SPMプローブと同様
に、図15のリファレンス104に相当する参照用SPM
プローブを支持部の内部にに設けることも可能である。
【0082】また、自己検知型SPMプローブ10にお
いて形成される屈曲部を1つにして、その屈曲部上にピ
エゾ抵抗体の形成領域と探針から配線される導電層領域
とを設けてもよい。上記実施の形態1,2,3の図面は
発明をわかりやすくするために、実際のサイズとは異な
っている。特に探針12の高さが他の部分と同等または
低くなっているが、一般的には3μm以上の高さがあ
り、他の部分に比べてかなり高くなっている。
【0083】(実施の形態4)SPMプローブ10とし
て用いられるSPMプローブは、実施の形態1において説
明した作成工程によって最終的に、円形状をした単結晶
の薄片すなわちウェハ上(本実施例ではSOI基板)にマ
トリクス状に複数個並置された状態で得られる。よっ
て、SPMプローブは、一般に、ウェハ上から個別に取り
出した状態で使用される。しかしながら、例えば使用さ
れるSPMプローブに、基板上である傾向をもったばらつ
きが製造時に発生した場合に、そのSPMプローブがウェ
ハ上のどの位置に形成されていたかを知る術がなかっ
た。
【0084】そこで、実施の形態4に係るSPMプロー
ブは、そのSPMプローブとして用いられるSPMプロー
ブが作成されたウェハ上において、その作成された位置
を特定するための識別マークを付している。
【0085】図13は、実施の形態1〜3に係るSPM
プローブすなわちSPMプローブが、シリコンウェハ50
上のSPMプローブ形成領域51においてマトリクス状に
複数形成された状態を示す。ここで、SPMプローブ形成
領域51は、円形状のシリコンウェハ50内に収まる領
域であり、特に、個々のSPMプローブが方形状の領域で
仕切られて、複数個収められている。
【0086】この複数のSPMプローブに対して、それぞ
れ個別に識別マークを与える。例えば、図13に示すよ
うに、SPMプローブ形成領域51において、マトリクス
の要素区域すなわち各SPMプローブの方形領域の長軸方
向に沿って配置される最大の数(図13の場合は、8)
と短軸方向に沿って配置される最大の数(図13の場合
は、16)をそれぞれ縦と横にした仮想マトリクス(図
13の場合は、8×16)を考える。さらに、この仮想
マトリクスの縦軸に沿った要素区域に対して、それぞれ
A,B,C,...と記号を付す。同様に、横軸に沿っ
た要素区域に対して、それぞれ01,02,0
3,...と番号を付す。これにより、仮想マトリクス
内の要素区域が記号と番号によって特定でき、これを識
別マークとする。例えば、SPMプローブ52は、F−0
6の要素区域として表すことができる。この場合、SPM
プローブ形成領域51に含まれない要素区域(例えば、
A−01〜A−05)には、実際には、SPMプローブは
形成されないが、識別マークからウェハ上の位置を特定
するには、このように、方形状のマトリクスを想定した
方が直感的に判り易い。なお、識別マークとして使用す
る符号は、マトリクス内において位置が特定できる記号
または番号であれば何でも良い。
【0087】図14は、実施の形態1〜3に係るSPM
プローブの支持部上に、上記したように決定された識別
マーク61または62を形成したSPMプローブ60を示
している。これら識別マークは、実施の形態1において
説明されたSPMプローブの1つとして、例えば、図1に
おいてメタルコンタクト部32および34、導電層2
6、28および24と同時に、アルミニウム(Al)等
で形成する。
【0088】以上説明したように、実施の形態4によれ
ば、SPMプローブ上に識別マークを付すことで、その識
別マークからSPMプローブの形成されたウェハ上の位置
を特定できる。よって、特に不良なSPMプローブに対し
て、ウェハ上における不良SPMプローブ位置分布を得る
ことができ、さらには、その不良SPMプローブ位置分布
によって不良要因を特定し、その要因を取り除くよう
に、SPMプローブ作成工程を再現性高く、良質な工程と
なるように改善することができる。 (実施の形態5)図17は、実施の形態1〜4のSPMプ
ローブを適用した走査型プローブ顕微鏡装置の一般的な
構成を示したブロック図である。3次元試料ステージ7
3上には試料72が載置され、試料72の上方には、上
記した構成のSPMプローブ10の探針12が対向配置
されている。測定部71はSPMプローブ10にバイアス
信号を印加し、SPMプローブ10の変位に応じた出力信
号を増幅する。測定部71で検出されたSPMプローブの
検出信号S1は差動アンプ75の非反転入力端子(+)
に入力される。差動アンプ75の反転入力端子(−)に
は、例えば撓み量が0の時に差動増幅器75の出力が0
になるように、SPMプローブ10の検出信号に関する基
準値が基準値発生部79から入力されている。差動アン
プ75から出力される誤差信号S2は制御部76に入力
される。制御部76は、誤差信号S2が0に近付くよう
にアクチュエータ駆動増幅器70を制御する。また、制
御部76の出力信号が輝度信号としてCRTへ出力され
る。走査信号発生部78は、試料72をXY方向へ走査
させるための信号をアクチュエータ駆動増幅器70へ出
力し、CRTへはラスタ走査信号を出力する。これによ
りSPMプローブの出力信号に対応した3次元像がCRT
上に表示される。本装置の構成は一般的なものを示した
もので、機能等が同一であれば他の方法でも装置の構成
は可能である。
【0089】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、探針表
面に導電膜を被覆することで探針に導電性を持たせてい
るので、この導電膜から配線を取り出して一方の電極と
することで、他方の電極となる試料と探針との間に電圧
を印加することが可能になる。また、SPMプローブ全体
に導電性を持たせていないために、ノイズの混入を防ぐ
ことできる。
【0090】また、請求項2に記載の発明によれば、探
針の表面を被覆した導電膜から電極配線を取り出すこと
ができ、この配線として導電率の高い材料を選択するこ
とにより、電圧印加によるSPMプローブの発熱の防止や
損失の少ない大電圧の印加が可能になる。
【0091】また、請求項3に記載の発明によれば、探
針表面に導電膜を被覆することで導電性を持たせている
ので、この導電膜から導電層を配線して一方の電極とす
ることにより、他方の電極となる試料と、探針との間に
電圧を印加することが可能になる。また、SPMプローブ
全体に導電性を持たせていないために、ノイズの混入を
防ぎ、導電膜から取り出される導電層として導電率の高
い材料を選択することにより、電圧印加によるSPMプロ
ーブの発熱の防止や損失の少ない大電圧の印加が可能に
なる。さらに、ピエゾ抵抗体によるSPMプローブの撓み
量検出による試料表面と探針との間の相互作用の計測と
ともに、試料表面の表面電位の計測を、煩雑な位置調整
を必要とする検出器を使用せずに可能とする。
【0092】また、請求項4に記載の発明によれば、探
針表面に導電膜を被覆することで導電性を持たせている
ので、この導電膜から導電層を配線して一方の電極とす
ることにより、他方の電極となる試料と、探針との間に
電圧を印加することが可能になる。
【0093】また、請求項5に記載の発明によれば、探
針表面に導電膜を被覆することで導電性を持たせている
ので、この導電膜から導電層を配線して一方の電極とす
ることにより、他方の電極となる試料と、探針との間に
電圧を印加することが可能になる。
【0094】また、請求項6に記載の発明によれば、探
針を形成する部分にイオン注入を行って導電領域を形成
することで、先鋭度を損なうことなく、探針に導電性を
持たせることができる。よって、この導電領域から配線
を取り出して一方の電極とすることで、他方の電極とな
る試料と探針との間に電圧を印加することが可能にな
る。また、SPMプローブ全体に導電性を持たせていない
ために、ノイズの混入を防ぐことできる。
【0095】また、請求項7に記載の発明によれば、探
針に形成された導電領域から配線を取り出し、この配線
として導電率の高い材料を選択することにより、電圧印
加によるSPMプローブの発熱の防止や損失の少ない大電
圧の印加が可能になる。
【0096】また、請求項8に記載の発明によれば、探
針を形成する部分にイオン注入を行って探針導電領域を
形成することで、先鋭度を損なうことなく、探針に導電
性を持たせることができる。よって、この探針導電領域
から配線を取り出して一方の電極とすることにより、他
方の電極となる試料と、探針との間に電圧を印加するこ
とが可能になる。また、SPMプローブ全体に導電性を持
たせていないために、ノイズの混入を防ぎ、導電膜から
取り出される配線として導電率の高い材料を選択するこ
とにより、電圧印加によるSPMプローブの発熱の防止や
損失の少ない大電圧の印加が可能になる。
【0097】また、請求項9に記載の発明によれば、ピ
エゾ抵抗体の形成されたSPMプローブにおいて、探針表
面に導電性を持たせることと、その探針表面からの導電
層の形成とを達成している。よって、ピエゾ抵抗体によ
るSPMプローブの撓み量検出による試料表面と探針との
間の相互作用の計測とともに、試料表面の表面電位の計
測を、煩雑な位置調整を必要とする検出器を使用せずに
可能とする。また、探針から導かれる導電層の材料を選
択することにより、探針の先鋭度を優先させたSPMプロ
ーブや探針から導かれる配線の導電率を優先させたSPM
プローブ等を提供することができ、利用者は、使用目的
または観察する試料に応じて適切なSPMプローブを選択
することができる。
【0098】また、請求項10に記載の発明によれば、
半導体ウェハに形成されるSPMプローブに半導体ウェハ
上の位置を特定する識別マークを形成しているので、そ
のSPMプローブが半導体ウェハから取り出されてSPM
プローブを構成した場合であっても、その識別マークを
読み取ることにより、そのSPMプローブが形成されてい
た半導体ウェハ上の位置を特定できるので、特に不良な
SPMプローブに対して、ウェハ上における不良SPMプロー
ブ位置分布を得ることができる。この請求項11の発明
によれば、請求項1から10までのSPMプローブを使用
することで、従来の光てこ装置に比べ、SPMプローブが
自己検知型となったことで、レーザビームの調整は不要
になり、操作がより容易になる。また探針のための専用
の電極を設けたことで、ノイズを減らし、より高精度な
観察が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSPMプローブの平面図である。
【図2】実施の形態1に係る図1のA−A’線断面図で
ある。
【図3】実施の形態1に係る図1のB−B’線断面図で
ある。
【図4】実施の形態1に係るSPMプローブの形成工程
を説明する図である。
【図5】実施の形態1に係るSPMプローブの形成工程
を説明する図である。
【図6】実施の形態1の変形例に係る図1のB−B’線
断面図である。
【図7】実施の形態1に係るSPMプローブの変形例の
形成工程を説明する図である。
【図8】実施の形態2に係る図1のB−B’線断面図で
ある。
【図9】実施の形態2に係るSPMプローブの形成工程
を説明する図である。
【図10】実施の形態3に係る図1のB−B’線断面図
である。
【図11】実施の形態3に係るSPMプローブの形成工
程を説明する図である。
【図12】実施の形態3に係るSPMプローブの形成工
程を説明する図である。
【図13】SPMプローブをマトリクス状に形成した半導
体ウェハを示す図である。
【図14】実施の形態4による識別マークを形成したS
PMプローブを示す図である。
【図15】従来の自己検知型SPMプローブの平面図で
ある。
【図16】図15のD−D’線の断面図である。
【図17】実施の形態5によるSPM装置を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 SPMプローブ 12 探針 14,17 酸化層 15,16 シリコン層 20 ピエゾ抵抗体 22 導電膜 24,26,28 導電層 30 探針導電領域 32,34 メタルコンタクト部

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先鋭化された探針を先端に設けたレバー
    部と該レバー部を支持する支持部とから構成されるSP
    Mプローブにおいて、 前記探針とその近傍に導電膜を被覆したことを特徴とす
    るSPMプローブ。
  2. 【請求項2】 前記導電膜の前記探針近傍から配線を取
    り出したことを特徴とする請求項1に記載のSPMプロ
    ーブ。
  3. 【請求項3】 先鋭化された探針を先端に設けたレバー
    部と、該レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と
    前記支持部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構
    成し、このSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲
    部を通るU字状に設けたSPMプローブにおいて、 前記探針とその近傍に導電膜を被覆し、 前記ピエゾ抵抗体および前記支持部上に絶縁層を形成す
    るとともに、前記導電膜の前記探針近傍において前記導
    電膜と電気的に接続し且つ前記レバー部から前記屈曲部
    を通って前記支持部に連なる導電層を形成したことを特
    徴とするSPMプローブ。
  4. 【請求項4】 前記導電層と前記導電膜とが電気的に接
    続された部分において、前記導電層は前記導電膜の上に
    設けていることを特徴とする請求項3に記載のSPMプ
    ローブ。
  5. 【請求項5】 前記導電層と前記導電膜とが電気的に接
    続された部分において、前記導電層は前記導電膜の下に
    設けていることを特徴とする請求項3に記載のSPMプ
    ローブ。
  6. 【請求項6】 先鋭化された探針を先端に設けたレバー
    部と該レバー部を支持する支持部とから構成されるSP
    Mプローブにおいて、 前記探針内にイオン注入して導電領域を形成したことを
    特徴とするSPMプローブ。
  7. 【請求項7】 前記導電領域の前記探針近傍から配線を
    取り出したことを特徴とする請求項6に記載のSPMプ
    ローブ。
  8. 【請求項8】 先鋭化された探針を先端に設けたレバー
    部と、該レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と
    前記支持部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構
    成し、このSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲
    部を通るU字状に設けたSPMプローブにおいて、 前記探針内にイオン注入して導電領域を形成し、 前記ピエゾ抵抗体および前記支持部上に絶縁層を形成す
    るとともに、前記導電領域の前記探針近傍において前記
    導電領域と電気的に接続し且つ前記レバー部から前記屈
    曲部を通って前記支持部に連なる導電層を形成したこと
    を特徴とするSPMプローブ。
  9. 【請求項9】 先鋭化された探針を先端に設けたレバー
    部と、該レバー部を支持する支持部と、前記レバー部と
    前記支持部とを連結する屈曲部とからSPMプローブを構
    成し、このSPMプローブ上にピエゾ抵抗体を、前記屈曲
    部を通るU字状に設けたSPMプローブにおいて、 前記ピエゾ抵抗体および前記支持部上に絶縁層を形成す
    るとともに、前記探針とその近傍を被覆し且つ前記探針
    から前記屈曲部を通って前記支持部に連なる導電層を形
    成したことを特徴とするSPMプローブ。
  10. 【請求項10】 前記SPMプローブが半導体ウェハに
    おいて作成され前記半導体ウェハから分離して取り出さ
    れた場合に、 前記半導体ウェハ内における位置を特定する識別マーク
    を前記支持部に形成したことを特徴とする請求項1から
    9のいずれか1つに記載のSPMプローブ。
  11. 【請求項11】 前記請求項1から10のSPMプロー
    ブを用いたSPM装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357530A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Seiko Instruments Inc 自己検知型spmプローブ
KR100408031B1 (ko) * 2001-08-28 2003-12-01 엘지전자 주식회사 캔틸레버의 구조
JP2007120967A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Seiko Instruments Inc 微小力測定装置及び生体分子観察方法
JP2008241683A (ja) * 2006-08-31 2008-10-09 Seiko Instruments Inc 顕微鏡用プローブ及び走査型プローブ顕微鏡
JP2009047477A (ja) * 2007-08-16 2009-03-05 Seiko Instruments Inc 顕微鏡用プローブ及び走査型プローブ顕微鏡

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3785018B2 (ja) * 2000-03-13 2006-06-14 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 マイクロプローブおよびそれを用いた走査型プローブ装置
KR100418881B1 (ko) * 2001-05-23 2004-02-19 엘지전자 주식회사 Afm 용 고감도 압전저항 캔틸레버
US7685126B2 (en) * 2001-08-03 2010-03-23 Isilon Systems, Inc. System and methods for providing a distributed file system utilizing metadata to track information about data stored throughout the system
US6518872B1 (en) * 2001-09-14 2003-02-11 University Of Maryland High resolution scanning thermal probe and method of manufacturing thereof
DE10307561B4 (de) * 2003-02-19 2006-10-05 Suss Microtec Test Systems Gmbh Meßanordnung zur kombinierten Abtastung und Untersuchung von mikrotechnischen, elektrische Kontakte aufweisenden Bauelementen
TWI286383B (en) * 2005-12-23 2007-09-01 Delta Electronics Inc Semiconductor piezoresistive sensor and operation method thereof
US7861316B2 (en) * 2006-12-08 2010-12-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Microscope probe having an ultra-tall tip
US7928343B2 (en) * 2007-12-04 2011-04-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Microcantilever heater-thermometer with integrated temperature-compensated strain sensor
WO2009097487A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Temperature-dependent nanoscale contact potential measurement technique and device
WO2010022285A1 (en) 2008-08-20 2010-02-25 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Device for calorimetric measurement
US8266718B2 (en) * 2009-02-20 2012-09-11 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Modulated microwave microscopy and probes used therewith
US8387443B2 (en) * 2009-09-11 2013-03-05 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Microcantilever with reduced second harmonic while in contact with a surface and nano scale infrared spectrometer
US8307461B2 (en) * 2011-01-20 2012-11-06 Primenano, Inc. Fabrication of a microcantilever microwave probe
US8914911B2 (en) 2011-08-15 2014-12-16 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Magnetic actuation and thermal cantilevers for temperature and frequency dependent atomic force microscopy
US8533861B2 (en) 2011-08-15 2013-09-10 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Magnetic actuation and thermal cantilevers for temperature and frequency dependent atomic force microscopy

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264696A (en) * 1991-05-20 1993-11-23 Olympus Optical Co., Ltd. Cantilever chip for scanning probe microscope having first and second probes formed with different aspect ratios
US5444244A (en) * 1993-06-03 1995-08-22 Park Scientific Instruments Corporation Piezoresistive cantilever with integral tip for scanning probe microscope
WO1997006013A1 (en) * 1995-08-04 1997-02-20 International Business Machines Corporation Lithographic surface or thin layer modification
US5705814A (en) * 1995-08-30 1998-01-06 Digital Instruments, Inc. Scanning probe microscope having automatic probe exchange and alignment
JP3466067B2 (ja) * 1997-11-20 2003-11-10 セイコーインスツルメンツ株式会社 カンチレバーユニット

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357530A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Seiko Instruments Inc 自己検知型spmプローブ
JP4598307B2 (ja) * 2001-05-31 2010-12-15 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 自己検知型spmプローブ
KR100408031B1 (ko) * 2001-08-28 2003-12-01 엘지전자 주식회사 캔틸레버의 구조
JP2007120967A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Seiko Instruments Inc 微小力測定装置及び生体分子観察方法
JP4540065B2 (ja) * 2005-10-25 2010-09-08 セイコーインスツル株式会社 微小力測定装置及び生体分子観察方法
JP2008241683A (ja) * 2006-08-31 2008-10-09 Seiko Instruments Inc 顕微鏡用プローブ及び走査型プローブ顕微鏡
JP2009047477A (ja) * 2007-08-16 2009-03-05 Seiko Instruments Inc 顕微鏡用プローブ及び走査型プローブ顕微鏡

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