JP2003080500A - Cantilever and method for producing the same - Google Patents

Cantilever and method for producing the same

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cantilever that can be produced by less number of processes, and a method for producing it, and also a method for producing a cantilever adaptable to a more three-dimensional shape. SOLUTION: In order to produce a fine cantilever, while condensing an excitation light and irradiating a photo-curing resin with the excitation light and photo polymerizing near the focal point, a condensing position is moved, whereby the cantilever and a supporting part thereof are integrally formed with the photo-curing resin. Further, a light axis of the excitation light is allowed to have the same direction as a lever face of the cantilever, so that a thin film-like lever can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、原子間力顕微
鏡、近接場光学顕微鏡等に使用する探針付きカンチレバ
ーや微少質量変化検知用の微小カンチレバーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cantilever with a probe used for atomic force microscopes, near-field optical microscopes, etc., and a minute cantilever for detecting minute mass changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、原子間力顕微鏡や近接場光学顕微
鏡等に使用する探針付きカンチレバーおよび微少質量検
知用の微小カンチレバーは、主にフォトリソグラフィな
どを利用した半導体プロセスを用いて、シリコン、酸化
シリコン、窒化シリコン等の材料によって製作されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cantilever with a probe and a minute cantilever for detecting a small mass used in an atomic force microscope, a near-field optical microscope, etc. are mainly manufactured by a semiconductor process using photolithography or the like, and silicon, It is made of a material such as silicon oxide or silicon nitride.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のフォトリソグラ
フィなどを利用した半導体プロセスによるカンチレバー
の製作法では、工程数が多くプロセスに長時間を要する
という問題や、エッチング工程を必要とするため、エッ
チング液やエッチングガスなどの化学薬品を消費すると
いう問題点があった。また、いわゆる2.5次元の加工
法であるため、探針の高さは、基板の厚さやパターンの
形状によって限定されるなどの制約があった。
In the method of manufacturing a cantilever by a semiconductor process utilizing photolithography as described above, there are many steps and the process requires a long time, and an etching step is required. There is a problem in that chemicals such as etching gas and etching gas are consumed. Further, since it is a so-called 2.5-dimensional processing method, the height of the probe is limited by the thickness of the substrate and the shape of the pattern.

【0004】このようなことから、本発明では、少ない
工程で作製できるカンチレバーとその作製法を提供する
こと、より立体的な形状にも対応可能なカンチレバーの
作製法を提供することを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a cantilever that can be manufactured in a small number of steps and a method of manufacturing the cantilever, and to provide a method of manufacturing a cantilever that can handle a more three-dimensional shape. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
微細なカンチレバーを作製するために、光硬化性樹脂に
励起光を集光して照射することで焦点付近で光重合を行
いながら、集光位置を移動させることで、カンチレバー
とその支持部分を一体に光硬化性樹脂によって形成する
ことにした。原子間力顕微鏡や近接場光学顕微鏡等に使
用する探針付きカンチレバーの場合は、カンチレバーと
その支持部分、および、支持部とは離れたカンチレバー
の端付近の位置に探針チップを一体に形成することにし
た。さらに、励起光の光軸を前記カンチレバーのレバー
面と同じ方向とすることによって、薄膜状にもレバーを
形成できるようにした。一方、探針部分の形成の一つの
方法といて、励起光の光軸が、探針を構成する膜の面と
同じ方向となるようにすることによって、探針部分が薄
い膜構造の頂点として形成する方法を考案した。もう一
つの探針部分の形成法としては、励起光の光軸を前記カ
ンチレバーのレバー面に垂直となる方向として照射する
とともに、励起光の焦点をカンチレバー面内にずらすこ
とによって、カンチレバーを伝搬した光が、光を照射し
た面とは反対の面で、光重合を起こすことによって、探
針形状を形成するようにした。また、変位検出の一つの
方法として、カンチレバーに平行で、僅かな隙間を隔て
て、ブロック、あるいは、前記カンチレバーよりより共
振周波数の高いカンチレバーを、対抗電極支持体として
一体に形成し、カンチレバーおよび対抗電極支持体上に
形成された電極によって、前記カンチレバーの静電的な
変位検出が行えるようにした。
Therefore, in the present invention,
In order to make a fine cantilever, the excitation light is focused and irradiated on the photo-curable resin to perform photopolymerization in the vicinity of the focal point, and the focusing position is moved to integrate the cantilever and its supporting portion. It was decided to use a photo-curable resin. In the case of a cantilever with a probe used for an atomic force microscope, a near-field optical microscope, etc., the probe tip is integrally formed at a position near the cantilever and its supporting part and the end of the cantilever apart from the supporting part. It was to be. Furthermore, by making the optical axis of the excitation light the same direction as the lever surface of the cantilever, the lever can be formed in a thin film shape. On the other hand, as one method of forming the probe portion, by making the optical axis of the excitation light to be in the same direction as the surface of the film forming the probe, the probe portion becomes the apex of the thin film structure. The method of forming was devised. Another method of forming the probe portion is to irradiate the optical axis of the excitation light as a direction perpendicular to the lever surface of the cantilever and shift the focal point of the excitation light within the cantilever surface to propagate the cantilever. The light was caused to undergo photopolymerization on the surface opposite to the surface irradiated with the light to form a probe shape. Further, as one method of detecting displacement, a block or a cantilever having a resonance frequency higher than that of the cantilever is integrally formed as a counter electrode support body in parallel with the cantilever and with a slight gap therebetween, and the cantilever and the counter electrode are opposed to each other. Electrodes formed on the electrode support can detect electrostatic displacement of the cantilever.

【0006】また、カンチレバーと一体に形成されてい
る探針の先端に対向して、カンチレバー支持体と一体に
形成された支持アームに保持された開口マスク用ニード
ルの先端を近接して配置し、続いて、探針の形成された
面に光反射膜を堆積することによって、開口マスク用ニ
ードルの先端が探針の先端に近接して配置されているた
め探針先端には反射膜が堆積されないことを利用して、
探針先端に微小な光学開口を有するプローブを作製でき
るようにした。
Further, the tip of the opening mask needle held by the support arm integrally formed with the cantilever support is disposed close to the tip of the probe integrally formed with the cantilever, Then, by depositing a light-reflecting film on the surface on which the probe is formed, the reflecting film is not deposited on the tip of the probe because the tip of the opening mask needle is arranged close to the tip of the probe. By utilizing that
A probe having a minute optical aperture at the tip of the probe can be manufactured.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
A description will be given with reference to the drawings.

【0008】図1は、本発明のカンチレバーとその作製
法について模式的に示したものである。図1(a)にお
いて、未硬化の光硬化性樹脂の満たされた容器101
に、励起光102を集光して照射することで焦点付近1
03で光重合を行いながら、集光位置を移動させること
で、カンチレバー104とその支持部分105が一体に
光硬化性樹脂によって形成される様子が、模式的に示さ
れている。図1(b)においても、未硬化の光硬化性樹
脂の満たされた容器101に、励起光102を集光して
照射することで焦点付近103で光重合を行いながら、
集光位置を移動させることで、カンチレバー104とそ
の支持部105が一体に光硬化性樹脂によって形成され
る様子が示されており、さらに、支持部105とは離れ
たカンチレバー104の端付近の位置に探針106が一
体に形成されている。このように、光硬化性樹脂を用い
てカンチレバーを形成することで、従来のフォトリソグ
ラフィなどを利用した半導体プロセスでは、難しかった
形状の形成が可能になった。ここで、特に、図1(a)
で示したケースでは、励起光の光軸を前記カンチレバー
のレバー面と同じ方向とすることによって、レバー面と
光軸を垂直にする場合に対して、分解能を高くでき、よ
り薄いレバーを形成することができる。カンチレバーを
薄く作成することで、微少質量変化の測定においては、
検出感度を高めることができ、原子間力顕微鏡用プロー
ブでは、より弱い力を検出することができるようにな
る。
FIG. 1 schematically shows a cantilever according to the present invention and a method for producing the cantilever. In FIG. 1A, a container 101 filled with an uncured photocurable resin
In addition, by collecting and irradiating the excitation light 102,
It is schematically shown that the cantilever 104 and its supporting portion 105 are integrally formed of a photocurable resin by moving the light collecting position while performing photopolymerization at 03. Also in FIG. 1B, while the container 101 filled with the uncured photo-curable resin is condensed and irradiated with the excitation light 102, photopolymerization is performed in the vicinity of the focus 103,
It is shown that the cantilever 104 and its supporting portion 105 are integrally formed of the photocurable resin by moving the light collecting position, and further, the position near the end of the cantilever 104 apart from the supporting portion 105 is shown. The probe 106 is formed integrally with the. As described above, by forming the cantilever using the photocurable resin, it becomes possible to form the shape which was difficult in the conventional semiconductor process using photolithography or the like. Here, in particular, FIG.
In the case shown by, by setting the optical axis of the excitation light in the same direction as the lever surface of the cantilever, the resolution can be increased and a thinner lever can be formed as compared with the case where the optical axis is perpendicular to the lever surface. be able to. By making the cantilever thin, in the measurement of minute mass changes,
The detection sensitivity can be increased, and a weaker force can be detected by the atomic force microscope probe.

【0009】次に、図2は、励起光の光軸が、探針を構
成する膜の面と同じ方向となるようにすることによっ
て、探針部分を薄い膜構造の頂点として形成する例を示
したものである。図2(a)は、カンチレバー201の
面が、励起光の光軸に対して垂直に位置する場合の例で
あり、探針202は、薄い膜構造の組み合わせとして形
成されており、探針の先端203が微小な頂点となるよ
うに形成されている。図2(b)は、カンチレバー20
4の面が、励起光の光軸に対して同じ方向にする場合の
例であり、探針205は、薄い膜構造の組み合わせとし
て形成されており、探針の先端206が微小な頂点とな
るように形成されている。このように、本発明では、探
針の長さを任意に設定することができ、シリコンウェハ
のエッチングや薄膜の堆積において問題となるチップ高
さの制約がないという利点がある。
Next, FIG. 2 shows an example in which the probe portion is formed as an apex of a thin film structure by setting the optical axis of the excitation light in the same direction as the surface of the film forming the probe. It is shown. FIG. 2A is an example in which the surface of the cantilever 201 is positioned perpendicular to the optical axis of the excitation light, and the probe 202 is formed as a combination of thin film structures. The tip 203 is formed to have a minute apex. FIG. 2B shows the cantilever 20.
This is an example of the case where the surface No. 4 is oriented in the same direction with respect to the optical axis of the excitation light. The probe 205 is formed as a combination of thin film structures, and the tip 206 of the probe becomes a minute vertex. Is formed. As described above, the present invention has an advantage that the length of the probe can be arbitrarily set and that there is no restriction on the chip height which is a problem in etching a silicon wafer or depositing a thin film.

【0010】図3は、本発明のプローブを光プローブと
して使用することを説明した図である。光硬化性樹脂と
しては、ウレタンアクリレート系やエポキシ系などの光
硬化性樹脂を用いることができ、これらの材料は一定の
光透過性を有しているため、探針先端と探針の背面に位
置するカンチレバー面との間で光の伝搬が可能である。
例えば、図3(a)のように、探針背面から光311を
導入して、探針312から光313を放射したり、図3
(b)のように、探針先端321に入射した光322が
カンチレバー内を伝搬した光323を探針の背面から取
り出したりすることができる。
FIG. 3 is a diagram explaining the use of the probe of the present invention as an optical probe. As the photo-curable resin, urethane acrylate-based or epoxy-based photo-curable resin can be used. Since these materials have a certain light transmittance, the tip of the probe and the back of the probe are Light can be propagated to and from the cantilever surface located.
For example, as shown in FIG. 3A, the light 311 is introduced from the back surface of the probe, and the light 312 is emitted from the probe 312.
As in (b), the light 322 incident on the tip 321 of the probe and the light 323 propagating in the cantilever can be extracted from the back surface of the probe.

【0011】なお、本発明の励起光の光源としては、ヘ
リウムカドミウムレーザーやアルゴンレーザーなどで波
長が300〜400nm程度の紫外光を発生できるもの
や、チタンサファイヤレーザーのように波長が700〜
800nmで2光子吸収を起こさせることができるもの
を用いることができる。
As the excitation light source of the present invention, a helium-cadmium laser, an argon laser or the like which can generate ultraviolet light having a wavelength of about 300 to 400 nm, or a titanium sapphire laser having a wavelength of 700 to 400 nm can be used.
A material capable of causing two-photon absorption at 800 nm can be used.

【0012】さらに、図4は、探針背面のレバー表面に
レンズ形状411を形成した例を示したものである。図
4(a)のように、探針背面から平行光412を導入し
た場合には、レンズ形状によって、探針先端に光を集光
させることができ、探針からより密度の高い光413を
放射させることができる。図4(b)のように、探針先
端421に入射した光422がカンチレバー内を伝搬し
た光421を探針の背面から取り出す場合には、レンズ
形状によって、出射光をコリメートすることができ、検
出効率を高めることができる。
Further, FIG. 4 shows an example in which a lens shape 411 is formed on the lever surface on the back surface of the probe. As shown in FIG. 4A, when the parallel light 412 is introduced from the back surface of the probe, light can be condensed at the tip of the probe due to the lens shape, and the light 413 having a higher density is emitted from the probe. Can be emitted. As shown in FIG. 4B, when the light 422 incident on the tip 421 of the probe propagates the light 421 propagating in the cantilever from the back surface of the probe, the emitted light can be collimated by the lens shape. The detection efficiency can be improved.

【0013】図5は、原子間力顕微鏡用プローブとして
使用する際に光によって変位検出を行うための光反射膜
を形成した例を示している。図5(a)では、探針の背
面側のカンチレバー面に光反射膜として、アルミ、クロ
ムなどの金属薄膜511を形成した例である。変位検出
用の光ビーム512は、金属薄膜によって反射され、カ
ンチレバーの変位を反射した光ビームの角度変化として
検出することができる。図5(b)は、探針側のカンチ
レバー面に光反射膜を形成した例を示しており、変位検
出用の光ビーム522は、カンチレバー内を経由して、
金属薄膜521によって反射され、この場合も、カンチ
レバーの変位を反射した光ビームの角度変化として検出
することができる。
FIG. 5 shows an example in which a light reflecting film for detecting displacement by light is formed when used as a probe for an atomic force microscope. FIG. 5A shows an example in which a metal thin film 511 such as aluminum or chromium is formed as a light reflecting film on the cantilever surface on the back side of the probe. The displacement detection light beam 512 is reflected by the metal thin film, and the displacement of the cantilever can be detected as an angle change of the reflected light beam. FIG. 5B shows an example in which a light reflecting film is formed on the surface of the cantilever on the side of the probe, and the light beam 522 for displacement detection passes through the inside of the cantilever.
Reflected by the metal thin film 521, in this case also, the displacement of the cantilever can be detected as an angle change of the reflected light beam.

【0014】図6は、光学的な微小開口を有する探針付
きカンチレバーの作製方法を模式的に示したものであ
る。図6(a)では、カンチレバー611と一体に形成
されている探針612の先端に対向して、開口マスク用
ニードル613の先端が近接して配置され、その支持ア
ーム614とともにカンチレバー支持体615と一体に
形成されている。図6(b)に示すように、探針側に光
反射膜626を堆積すると、開口マスク用ニードル61
3の先端が、探針612の先端に近接して配置されてい
ることによって、探針先端には、反射膜が堆積されな
い。次に、図6(c)に示すように、開口マスク用ニー
ドル613と支持アーム614を除去することで、光プ
ローブが完成する。ここで、支持アームは、光反射膜の
堆積時にカンチレバー面に対して影にならないように、
細く、また、カンチレバー面から離れた構造となってい
る必要がある。ここで、変位検出用の光ビーム631
は、カンチレバー内を経由して、光反射膜626によっ
て反射され、カンチレバーの変位をカンチレバーで反射
した光ビームの角度変化として検出することができる。
また、探針背面から光632を導入した場合には、探針
先端の微小な開口から光を取り出す微小開口型の近接場
光学顕微鏡用プローブとして機能させることができる。
FIG. 6 schematically shows a method of manufacturing a cantilever with a probe having an optical minute aperture. In FIG. 6A, the tip of the opening mask needle 613 is arranged close to the tip of the probe 612 integrally formed with the cantilever 611, and the cantilever support 615 is provided together with the support arm 614 thereof. It is formed integrally. As shown in FIG. 6B, when the light reflection film 626 is deposited on the probe side, the opening mask needle 61 is formed.
Since the tip of the probe 3 is arranged close to the tip of the probe 612, no reflective film is deposited on the probe tip. Next, as shown in FIG. 6C, the opening mask needle 613 and the support arm 614 are removed to complete the optical probe. Here, the support arm does not become a shadow on the cantilever surface when the light reflection film is deposited,
The structure must be thin and away from the cantilever surface. Here, a light beam 631 for displacement detection
Is reflected by the light reflection film 626 via the inside of the cantilever, and the displacement of the cantilever can be detected as an angle change of the light beam reflected by the cantilever.
Further, when the light 632 is introduced from the back surface of the probe, it can be made to function as a micro aperture type near-field optical microscope probe that takes out light from the micro aperture at the tip of the probe.

【0015】図7は、静電的な変位検出を行う場合のカ
ンチレバーの構造を模式的に示したものである。図7
(a)では、カンチレバー711に平行で、僅かな隙間
を隔てて、対抗電極支持体となるブロック712が、カ
ンチレバー711と一体に形成されている。カンチレバ
ー711上の電極713と対抗電極支持体上に形成され
た電極714によって、カンチレバーの変位の静電的な
検出を行うことができる。図7(a)の例では、電極間
の絶縁のために、段差を持つ分離領域715を形成して
いる。対向電極支持体は、前記カンチレバーより共振周
波数の高いカンチレバーでもよく、この場合には、図7
(b)に示すように、カンチレバー721と対抗電極支
持体722を対にして複数個、支持体723上に形成し
たマルチカンチレバーアレイを構成することもできる。
このマルチカンチレバーアレイにそれぞれ感応膜を付け
ることで、複数の化学物質に対する選択的な微小重量セ
ンサーを構築することができる。図8は、前記とは異な
る探針の形成法の一例を示した図である。図8におい
て、励起光811の光軸をカンチレバー812のレバー
面に垂直となる方向から照射するとともに、励起光の焦
点813をカンチレバー面内にずらすことによって、カ
ンチレバーを伝搬した光814が、光を照射した面とは
反対の面で、光重合を起こすことによって、探針形状8
15が形成される。
FIG. 7 schematically shows the structure of a cantilever when electrostatic displacement detection is performed. Figure 7
In (a), a block 712, which is parallel to the cantilever 711 and which is a counter electrode support, is formed integrally with the cantilever 711 with a slight gap. The electrode 713 on the cantilever 711 and the electrode 714 formed on the counter electrode support can electrostatically detect the displacement of the cantilever. In the example of FIG. 7A, a separation region 715 having a step is formed for insulation between electrodes. The counter electrode support may be a cantilever having a resonance frequency higher than that of the cantilever. In this case, as shown in FIG.
As shown in (b), a plurality of cantilevers 721 and a counter electrode support 722 may be paired to form a multi-cantilever array formed on a support 723.
By attaching a sensitive film to each of the multi-cantilever arrays, it is possible to construct a minute weight sensor selective for a plurality of chemical substances. FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of forming a probe different from the above. In FIG. 8, by irradiating the optical axis of the excitation light 811 from a direction perpendicular to the lever surface of the cantilever 812 and shifting the focal point 813 of the excitation light within the cantilever surface, the light 814 propagating through the cantilever changes the light. On the surface opposite to the irradiated surface, photopolymerization occurs, and the probe shape 8
15 is formed.

【0016】図9は、シアフォースタイプのプローブ顕
微鏡用カンチレバーの例を示したものである。図9にお
いて、支持部911に形成されたカンチレバー912の
レバー軸方向の先端に、軸方向に先端を向けた探針91
3が形成されている。レバーに対して、垂直方向に振動
を加えることで、カンチレバーの弾性的な性質によっ
て、シアフォースタイプのプローブとして使用すること
ができる。この例においても、上記で述べたように、カ
ンチレバー内に光を伝搬して、光プローブとして利用す
ることもできる。
FIG. 9 shows an example of a shear force type cantilever for a probe microscope. In FIG. 9, a probe 91 whose axial tip is directed to the tip of the cantilever 912 formed on the support portion 911 in the lever axis direction.
3 is formed. By applying vibration to the lever in the vertical direction, it can be used as a shear force type probe due to the elastic property of the cantilever. Also in this example, as described above, light can be propagated in the cantilever and used as an optical probe.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように、本発明によって、フォト
リソグラフィなどを利用した半導体プロセスによるカン
チレバーの製作法で問題であった、工程の複雑さや探針
高さの制約を受けず、少ない工程で作製できるカンチレ
バーとその作製法を提供することが可能になり、より立
体的な形状にも対応できるカンチレバーの作製が可能に
なった。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of steps without being restricted by the complexity of steps and the height of the probe, which are problems in the manufacturing method of the cantilever by the semiconductor process using photolithography. It has become possible to provide a cantilever that can be manufactured and a method for manufacturing the cantilever, and it has become possible to manufacture a cantilever that can handle a more three-dimensional shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のカンチレバーとその作製法について模
式的に示した図
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cantilever of the present invention and a method for producing the cantilever.

【図2】発明のカンチレバーの探針部分の構成について
模式的に示した図
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a probe portion of a cantilever of the invention.

【図3】本発明のプローブを光プローブとして使用例の
説明図
FIG. 3 is an illustration of an example of using the probe of the present invention as an optical probe.

【図4】本発明の探針背面のレバー表面にレンズ形状を
形成したカンチレバーの模式図
FIG. 4 is a schematic view of a cantilever in which a lens shape is formed on the lever surface on the back surface of the probe of the present invention.

【図5】本発明の光反射膜を形成したカンチレバーの模
式図
FIG. 5 is a schematic diagram of a cantilever formed with a light reflecting film of the present invention.

【図6】本発明の光学的な微小開口を有する探針付きカ
ンチレバーの作製方法を示す模式図
FIG. 6 is a schematic view showing a method for manufacturing a cantilever with a probe having an optical microscopic aperture according to the present invention.

【図7】本発明の静電的な変位検出を行うカンチレバー
の模式図
FIG. 7 is a schematic diagram of a cantilever for detecting electrostatic displacement according to the present invention.

【図8】本発明の探針の形成法の一例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for forming a probe according to the present invention.

【図9】本発明のシアフォースタイプのプローブ顕微鏡
用カンチレバーの模式図
FIG. 9 is a schematic view of a shear force type cantilever for a probe microscope of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 容器 102 励起光 103 焦点付近 104 カンチレバー 105 支持部 106 探針 201 カンチレバー 202 探針 203 探針の先端 204 カンチレバー 205 探針 206 探針の先端 311 導入光 313 放射光 321 探針先端 322 入射した光 411 レンズ形状 412 平行光 413 放射光 421 探針先端 511 金属薄膜 512 光ビーム 521 金属薄膜 522 光ビーム 611 カンチレバー 612 探針 613 開口マスク用ニードル 614 支持アーム 615 カンチレバー支持体 626 光反射膜 631 光ビーム 632 導入光 711 カンチレバー 712 対抗電極支持体 713 電極 714 電極 715 分離領域 721 カンチレバー 722 対抗電極支持体 811 励起光 812 カンチレバー 813 励起光の焦点 814 伝搬した光 815 探針形状 911 支持部 912 カンチレバー 913 探針 101 container 102 Excitation light 103 near focus 104 cantilever 105 Support 106 probe 201 cantilever 202 probe 203 Tip of probe 204 cantilever 205 probe 206 Tip of the probe 311 Introduction light 313 Synchrotron radiation 321 probe tip 322 incident light 411 lens shape 412 parallel light 413 Synchrotron radiation 421 probe tip 511 metal thin film 512 light beam 521 metal thin film 522 light beam 611 cantilever 612 probe 613 Needle for opening mask 614 Support arm 615 cantilever support 626 Light reflection film 631 light beam 632 Introduction light 711 cantilever 712 Counter electrode support 713 electrode 714 electrode 715 Separation area 721 cantilever 722 Counter electrode support 811 Excitation light 812 cantilever 813 Focus of excitation light 814 propagated light 815 probe shape 911 support 912 cantilever 913 probe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 13/16 G01N 13/16 C G12B 21/06 G12B 1/00 601C 21/08 601D Fターム(参考) 2F063 AA02 BA30 BB05 DA01 DC08 HA04 KA01 KA03 4F213 AA44 AH05 WA25 WL03 WL43 WL53 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 13/16 G01N 13/16 C G12B 21/06 G12B 1/00 601C 21/08 601D F term (reference) 2F063 AA02 BA30 BB05 DA01 DC08 HA04 KA01 KA03 4F213 AA44 AH05 WA25 WL03 WL43 WL53

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微細なカンチレバーにおいて、光硬化性
樹脂に励起光を集光して照射することで焦点付近で光重
合を行いながら集光位置を移動させることによって形成
され、カンチレバーとその支持部分が一体に形成されて
いることを特徴とするカンチレバー。
1. A fine cantilever is formed by moving excitation light while condensing excitation light onto a photo-curing resin to cause photopolymerization in the vicinity of a focal point to move the light collection position, and the cantilever and its supporting portion. A cantilever characterized by being integrally formed.
【請求項2】カンチレバーとその支持部分、および、支
持部とは離れたカンチレバーの端付近の位置に探針チッ
プが一体に形成されていることを特徴とする請求項1記
載のカンチレバー。
2. The cantilever according to claim 1, wherein a probe tip is integrally formed at a position near the end of the cantilever and a supporting portion thereof, and a position apart from the supporting portion.
【請求項3】 前記励起光の光軸を前記カンチレバーの
レバー面と同じ方向とすることによって、薄膜状に形成
されていることを特徴とする請求項1記載のカンチレバ
ー。
3. The cantilever according to claim 1, wherein the cantilever is formed into a thin film by making the optical axis of the excitation light the same direction as the lever surface of the cantilever.
【請求項4】 前記励起光の光軸が、前記探針を構成す
る膜の面と同じ方向となるようにすることによって、探
針部分が薄い膜構造の頂点として形成されていることを
特徴とする請求項1記載のカンチレバー。
4. The probe portion is formed as an apex of a thin film structure by setting the optical axis of the excitation light to be in the same direction as the surface of the film forming the probe. The cantilever according to claim 1.
【請求項5】 前記光硬化性樹脂が、光透過性材料であ
り、探針先端と探針の背面に位置するカンチレバー面と
の間で、光の伝搬が可能であることを特徴とする請求項
2記載のカンチレバー。
5. The light-curable resin is a light-transmissive material and is capable of propagating light between the tip of the probe and the cantilever surface located on the back surface of the probe. The cantilever according to item 2.
【請求項6】 探針先端と探針の背面にレンズ形状が形
成されていることを特徴とする請求項5記載のカンチレ
バー。
6. The cantilever according to claim 5, wherein a lens shape is formed on the tip of the probe and the back surface of the probe.
【請求項7】 前記カンチレバーの少なくとも1面に光
反射膜が被覆されていることを特徴とする請求項1記載
のカンチレバー。
7. The cantilever according to claim 1, wherein at least one surface of the cantilever is coated with a light reflecting film.
【請求項8】 前記カンチレバーの探針側の1面に光反
射膜が被覆されていることを特徴とする請求項2記載の
カンチレバー。
8. The cantilever according to claim 2, wherein one surface of the cantilever on the probe side is coated with a light reflecting film.
【請求項9】 前記探針の先端を除いて、前記カンチレ
バーの探針側の1面に光反射膜が被覆されていることを
特徴とする請求項2記載のカンチレバー。
9. The cantilever according to claim 2, wherein a light-reflecting film is coated on one surface of the cantilever on the probe side except the tip of the probe.
【請求項10】 前記カンチレバーに平行で、僅かな隙
間を隔てて、ブロック、あるいは、前記カンチレバーよ
りより共振周波数の高いカンチレバーが、対抗電極支持
体として一体に形成され、カンチレバーおよび対抗電極
支持体上に形成された電極によって、前記カンチレバー
の静電的な変位検出が行えることを特徴とする請求項1
記載のカンチレバー。
10. A block or a cantilever having a resonance frequency higher than that of the cantilever is integrally formed as a counter electrode support body in parallel with the cantilever and with a slight gap therebetween. The electrostatic displacement of the cantilever can be detected by an electrode formed on the substrate.
The described cantilever.
【請求項11】 前記励起光の光軸を前記カンチレバー
のレバー面に垂直となる方向から照射するとともに、励
起光の焦点をカンチレバー面内にずらすことによって、
カンチレバーを伝搬した励起光が、励起光を照射した面
とは反対の面で光重合を起こすことによって形成された
探針を有することを特徴とする請求項2記載のカンチレ
バー。
11. By irradiating the optical axis of the excitation light from a direction perpendicular to the lever surface of the cantilever and shifting the focus of the excitation light within the cantilever surface,
3. The cantilever according to claim 2, wherein the cantilever has a probe formed by causing photopolymerization on the surface opposite to the surface irradiated with the excitation light, the excitation light propagating through the cantilever.
【請求項12】 微細なカンチレバーの作製法であっ
て、光硬化性樹脂に励起光を集光して照射することで焦
点付近で光重合を行いながら、集光位置を移動させるこ
とで、カンチレバーとその支持部分を一体に光硬化性樹
脂によって形成することを特徴とするカンチレバーの作
製方法。
12. A method of manufacturing a fine cantilever, wherein a photocurable resin is condensed and irradiated with excitation light to cause photopolymerization in the vicinity of a focal point, and the condensing position is moved to thereby move the cantilever. A method of manufacturing a cantilever, which comprises integrally forming a supporting portion and a supporting portion thereof with a photocurable resin.
【請求項13】 カンチレバーとその支持部分、およ
び、支持部とは離れたカンチレバーの端付近の位置に探
針チップを一体に形成することを特徴とする請求項12
記載のカンチレバーの作製方法。
13. The probe tip is integrally formed at a position near the end of the cantilever and the supporting portion thereof and the end of the cantilever separated from the supporting portion.
A method for producing the described cantilever.
【請求項14】 前記励起光の光軸を前記カンチレバー
のレバー面と同じ方向とすることによって、薄膜状にレ
バーを形成することを特徴とする請求項12記載のカン
チレバーの作製方法。
14. The method of manufacturing a cantilever according to claim 12, wherein the lever is formed in a thin film shape by setting the optical axis of the excitation light in the same direction as the lever surface of the cantilever.
【請求項15】 前記励起光の光軸を前記カンチレバー
の探針のレバー面と同じ方向とすることによって、探針
部分が薄い膜構造の頂点として形成することを特徴とす
る請求項13記載のカンチレバーの作製方法。
15. The probe part is formed as an apex of a thin film structure by setting the optical axis of the excitation light in the same direction as the lever surface of the probe of the cantilever. How to make a cantilever.
【請求項16】 前記励起光の光軸を前記カンチレバー
のレバー面に垂直となる方向から照射するとともに、励
起光の焦点をカンチレバー面内にずらすことによって、
カンチレバーを伝搬した光が、光を照射した面とは反対
の面で、光重合を起こすことによって、探針形状を形成
することを特徴とする請求項13載のカンチレバーの作
製方法。
16. By irradiating the optical axis of the excitation light from a direction perpendicular to the lever surface of the cantilever and shifting the focus of the excitation light within the cantilever surface,
14. The method for producing a cantilever according to claim 13, wherein light propagating through the cantilever causes photopolymerization on the surface opposite to the surface irradiated with the light to form a probe shape.
【請求項17】 カンチレバーと一体に形成されている
探針の先端に対向して、カンチレバー支持体と一体に形
成された支持アームに保持された開口マスク用ニードル
の先端を近接して配置し、続いて、探針の形成された面
に光反射膜を堆積することによって、開口マスク用ニー
ドルの先端が探針の先端に近接して配置されているため
探針先端には反射膜が堆積されないことを利用して、探
針先端に微小な光学開口を有するプローブを作製するこ
とを特徴とする請求項13記載のカンチレバーの作製方
法。
17. A distal end of an opening mask needle held by a support arm integrally formed with a cantilever support is disposed in close proximity to the distal end of a probe integrally formed with the cantilever. Then, by depositing a light-reflecting film on the surface on which the probe is formed, the reflecting film is not deposited on the tip of the probe because the tip of the opening mask needle is arranged close to the tip of the probe. 14. The method for producing a cantilever according to claim 13, wherein a probe having a minute optical aperture at the tip of the probe is produced by utilizing this fact.
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