JP2923811B2 - How to make beams - Google Patents

How to make beams

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JP2923811B2 JP5556991A JP5556991A JP2923811B2 JP 2923811 B2 JP2923811 B2 JP 2923811B2 JP 5556991 A JP5556991 A JP 5556991A JP 5556991 A JP5556991 A JP 5556991A JP 2923811 B2 JP2923811 B2 JP 2923811B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハを用いて
形成する変位素子を有する梁において、特にトンネル顕
微鏡等の微弱な物理相互作用を検出するための探針を梁
の自由端に有する梁の作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam having a displacement element formed using a semiconductor wafer, and more particularly to a beam having a probe at a free end of the beam for detecting a weak physical interaction such as a tunnel microscope. And a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年半導体プロセス技術を背景にして半
導体を機械的構造体として用いた半導体圧力センサー、
半導体加速度センサー、マイクロアクチュエータ等の機
械的電気的素子(マイクロメカニクスデバイス)が脚光
を浴びるようになってきた。
2. Description of the Related Art Recently, a semiconductor pressure sensor using a semiconductor as a mechanical structure against the background of semiconductor process technology,
Mechanical and electrical elements (micromechanics devices) such as semiconductor acceleration sensors and microactuators have come into the spotlight.

【0003】これら素子の特徴としては、小型で且つ高
精度の機械機構部品を提供でき、しかも半導体ウエハを
用いるために1ウエハ上に素子と電子回路を一体化でき
ることが挙げられる。また、半導体プロセスをベースと
して作製することで、半導体プロセスのバッチ処理によ
る生産性の向上を期待できる。変位素子を有する梁でそ
の特徴を最もよく表す素子の1例として、スタンフォー
ド大学のクエート等により提案された微小計測用のST
Mプローブ(IEEE MicroElectro M
echanical Systems, pp188−
199,Feb.,1990)がある。図6は、上述の
STMプローブの斜視図である。これは、シリコンウエ
ハ上に変位素子として電極4、6、8にZnO5,7を
挟んだバイモルフ梁を用い、梁の先端に探針11を配置
し、引き出し電極12によりトンネル電流を読み出すも
のである。図7にその作製方法を示す。シリコン窒化膜
2が両面に形成されたシリコンウエハ1の裏面のシリコ
ン窒化膜の一部を除去し、結晶方位面のエッチング速度
差を利用する異方性エッチング(KOH水溶液)により
シリコンメンブレンを形成する(図7中(a))。次
に、表面にAl電極4、6、8とZnO薄膜5、6を順
次積層しバイモルフの梁形状層9を形成する(図7中
(b))。その後、裏面より反応性ガスを用いたドライ
エッチングによりシリコンメンブレンとウエハ表面のシ
リコン窒化膜を除去しSTMプローブの変位用のバイモ
ルフ梁9を作製するものである(図7中(c))。
[0003] The features of these devices are that they can provide small and high-precision mechanical mechanism parts, and furthermore, since a semiconductor wafer is used, the device and the electronic circuit can be integrated on one wafer. Further, by manufacturing based on a semiconductor process, improvement in productivity by batch processing of the semiconductor process can be expected. As an example of a beam having a displacement element that best represents the characteristics of the beam, an ST for micro-measurement proposed by Kuwait of Stanford University, etc.
M probe (IEEE MicroElectro M
technical Systems, pp188-
199, Feb. , 1990). FIG. 6 is a perspective view of the above-described STM probe. In this method, bimorph beams sandwiching ZnO 5 and 7 are used for electrodes 4, 6, and 8 as displacement elements on a silicon wafer, a probe 11 is disposed at the tip of the beam, and a tunnel current is read by an extraction electrode 12. . FIG. 7 shows a manufacturing method thereof. A part of the silicon nitride film on the back surface of the silicon wafer 1 on which the silicon nitride film 2 is formed on both sides is removed, and a silicon membrane is formed by anisotropic etching (aqueous KOH solution) using a difference in etching rate between crystal orientation planes. ((A) in FIG. 7). Next, Al electrodes 4, 6, 8 and ZnO thin films 5, 6 are sequentially laminated on the surface to form a bimorph beam-shaped layer 9 ((b) in FIG. 7). Thereafter, the silicon membrane and the silicon nitride film on the wafer surface are removed from the back surface by dry etching using a reactive gas to produce a bimorph beam 9 for displacement of the STM probe ((c) in FIG. 7).

【0004】このSTMプローブを用いて試料面の表面
観察をする場合、バイモルフ梁10により試料表面の凹
凸に添って探針11を変位させる。凹凸への追従速度は
梁の機械的共振周波数により決定され、少なくとも共振
周波数以下で変位することとなる。このため、梁の長さ
は表面観察速度の上限を決定する重要な要因の1つであ
り、梁の長さ誤差を極力小さくすることはシステムを組
む上で重要となる。
When observing the surface of a sample surface using this STM probe, the probe 11 is displaced by the bimorph beam 10 along irregularities on the sample surface. The speed of following the irregularities is determined by the mechanical resonance frequency of the beam, and the beam is displaced at least below the resonance frequency. For this reason, the length of the beam is one of the important factors for determining the upper limit of the surface observation speed, and minimizing the beam length error as much as possible is important in assembling the system.

【0005】作製する際に生じる梁の長さ誤差は、梁形
状層とシリコンメンブレンのウエハ両面のアライメント
誤差、プラズマエッチング条件、シリコンメンブレン厚
みのむらに依存している。シリコンメンブレン厚みむら
は、ウエハの厚み精度、及び異方性エッチング時のウエ
ハ面内の加熱温度の不均一性やエッチング液の経時変化
等のエッチング条件に起因している。また、プラズマに
よるエッチングに関しては、Siのドライエッチングに
使用される主な反応性ガスとしてはCF4、SF6等が使
用されるが、プラズマエッチング条件によりエッチング
形状が様々に変化することが知られている(後藤等,1
990年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集D
72,pp1041)。さらに、プラズマエッチングは
長時間エッチングを行うとウエハ温度が上昇しエッチン
グ速度が変化し、またウエハ面内でのエッチング速度む
ら等も発生することからプラズマエッチングの管理が必
要となる。
The beam length error that occurs during fabrication depends on the alignment error between the beam-shaped layer and the silicon membrane on both sides of the wafer, the plasma etching conditions, and the unevenness of the silicon membrane thickness. The unevenness of the thickness of the silicon membrane is caused by etching conditions such as the thickness accuracy of the wafer, the non-uniformity of the heating temperature in the wafer surface during the anisotropic etching, and the aging of the etching solution. As for the etching by plasma, CF 4 , SF 6 and the like are used as main reactive gases used for dry etching of Si, but it is known that the etching shape changes variously depending on plasma etching conditions. (Goto et al., 1
990 Autumn Meeting of the Japan Society for Precision Engineering
72, pp1041). Further, in plasma etching, if etching is performed for a long time, the wafer temperature rises and the etching rate changes, and unevenness in the etching rate in the wafer surface occurs. Therefore, it is necessary to control the plasma etching.

【0006】このため、所望の長さの梁を作製しようと
する場合、シリコンメンブレン厚みの再現性を上げるた
めのエッチング条件管理とプラズマエッチング条件管理
を厳しく行う必要がある。
Therefore, in order to manufacture a beam having a desired length, it is necessary to strictly control the etching conditions and the plasma etching conditions for improving the reproducibility of the thickness of the silicon membrane.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来例の
問題点に鑑み、本発明の目的とするところは、所望の
梁の長さを得る作製方法を提供する、簡便な作製方法
を提供する、上記及びを同時に満足し得る変位素子
を備えた梁の作製方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a simple manufacturing method that provides a manufacturing method for obtaining a desired beam length. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a beam having a displacement element that can simultaneously satisfy the above and the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 本発明の第1は、半導
体ウエハ上に形成される変位素子を有する梁の作製方法
であって、ウエハの両面に半導体結晶方位のエッチング
速度差を利用する異方性エッチングを防止する薄膜を形
成する工程と、前記ウエハの第1の主面の前記薄膜に開
口部を設ける工程と、前記ウエハの第2の主面の前記薄
膜上の前記ウエハとは反対側に、梁を構成する複数の電
極層及びこれらの電極層に挟まれた圧電体層を形成する
工程と、前記ウエハを前記開口部に露出した第1の主面
より異方性エッチングにより除去し前記薄膜のメンブレ
ンを形成する工程と、薄膜のメンブレンを除去するこ
とにより、複数の電極層及びこれらの電極層に挟まれた
圧電体層からなる梁を形成する工程と、からなることを
特徴とする。また、本発明の第2は、半導体ウエハ上に
形成される変位素子を有する梁の作製方法であって、ウ
エハの両面に半導体結晶方位のエッチング速度差を利用
する異方性エッチングを防止する薄膜を形成する工程
と、前記ウエハの第1の主面の前記薄膜に開口部を設け
る工程と、前記ウエハを該開口部に露出した第1の主面
より異方性エッチングにより一部除去して半導体メンブ
レンを形成する工程と、前記ウエハの第2の主面の前記
薄膜上の前記ウエハとは反対側に、梁を構成する複数の
電極層及びこれらの電極層に挟まれた圧電体層を形成す
る工程と、前記半導体メンブレンを前記開口部より異方
性エッチングにより除去し前記薄膜のメンブレンを形成
する工程と、該薄膜のメンブレンを除去することによ
り、複数の電極層及びこれらの電極層に挟まれた圧電体
層からなる梁を形成する工程と、からなることを特徴と
する。
Means for Solving the Problems A first aspect of the present invention is a method for manufacturing a beam having a displacement element formed on a semiconductor wafer.
Forming a thin film on both surfaces of the wafer to prevent anisotropic etching utilizing a difference in the etching rate of the semiconductor crystal orientation; and providing an opening in the thin film on the first main surface of the wafer. , and the wafer on the thin film of the second major surface of the front Symbol wafer on the opposite side, a plurality of conductive constituting the beam
Forming an electrode layer and a piezoelectric layer sandwiched between these electrode layers; and forming the thin film membrane by removing the wafer from the first main surface exposed to the opening by anisotropic etching. child when the membrane of the thin film removal
And a plurality of electrode layers and sandwiched between these electrode layers
Forming a beam made of a piezoelectric layer . A second aspect of the present invention is that a semiconductor wafer
A method for producing a beam having a displacement element to be formed, comprising:
Utilizing etching rate difference of semiconductor crystal orientation on both sides of EHA
Of forming a thin film to prevent anisotropic etching
Providing an opening in the thin film on the first main surface of the wafer
And a first main surface exposing the wafer to the opening.
Partially removed by anisotropic etching and semiconductor membrane
Forming a lens; and forming a second main surface of the wafer on the wafer.
On the opposite side of the thin film from the wafer, a plurality of beams
Forming an electrode layer and a piezoelectric layer sandwiched between these electrode layers;
Removing the semiconductor membrane from the opening.
Removed by reactive etching to form a membrane of the thin film
And removing the membrane of the thin film.
A plurality of electrode layers and a piezoelectric body sandwiched between these electrode layers
Forming a beam consisting of layers.
I do.

【0009】以上が本発明の構成要素であり、その詳細
及び作用については以下の実施例にて説明する。
The components of the present invention have been described above, and details and functions thereof will be described in the following embodiments.

【0010】[0010]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に詳述
する。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0011】図1は本発明の特徴を最も良く表す作製方
法のプロセス概略図を示す。
FIG. 1 shows a process schematic diagram of a fabrication method that best illustrates the features of the present invention.

【0012】結晶方位(100)面を主面とするシリコ
ンウエハ1の両面にシリコン窒化膜2をLPCVD(減
圧CVD)法によりSiCl22とNH3の混合ガスを
用い0.2Torr,850℃で5000Å形成し(図
1中(a))、ウエハの一方の面のシリコン窒化膜をフ
ォトリソグラフィと反応性イオンエッチング法によりC
4ガスを用いパターン形成し開口部を開けた後に、1
10℃のKOH27重量%水溶液によりシリコンの異方
性エッチングを行い30μmのシリコンメンブレン3を
形成した(図1中(b))。次に、圧電体薄膜を用いた
バイモルフ梁形状層9を作製した(図1中(c))。ウ
エハ表面にAu電極4、6、8とZnO薄膜5、7を順
次パターン形成しながら積層しバイモルフ梁形状層9の
パターンを形成した。Au電極膜は真空抵抗加熱蒸着法
により0.1μm成膜し、ZnO圧電体膜はマグネトロ
ンスパッタ法よりZnOターゲットを酸素とアルゴンの
混合雰囲気中でスパッタし200℃、に加熱した上記シ
リコンウエハ上に0.3μm成膜した。バイモルフのパ
ターニングはフォトリソグラフィにより行った。エッチ
ング液としてそれぞれAu電極はヨウ化カリウム水溶液
を、ZnO膜は酢酸水溶液を用いた。ただし、Auとシ
リコンの密着性を上げるために第1層のAu4を成膜す
る前にCrを20Å真空蒸着法により成膜した。
A silicon nitride film 2 is formed on both surfaces of a silicon wafer 1 having a crystal orientation (100) plane as main surfaces by a low pressure CVD (LPCVD) method using a mixed gas of SiCl 2 H 2 and NH 3 at 0.2 Torr and 850 ° C. (FIG. 1A), and the silicon nitride film on one side of the wafer is formed by photolithography and reactive ion etching.
After forming a pattern using F 4 gas and opening the opening, 1
Anisotropic etching of silicon was performed using a 27% by weight aqueous solution of KOH at 10 ° C. to form a 30 μm silicon membrane 3 ((b) in FIG. 1). Next, a bimorph beam-shaped layer 9 using a piezoelectric thin film was produced ((c) in FIG. 1). Au electrodes 4, 6, 8 and ZnO thin films 5, 7 were sequentially formed on the surface of the wafer while being patterned to form a bimorph beam-shaped layer 9 pattern. The Au electrode film is formed to a thickness of 0.1 μm by vacuum resistance heating evaporation, and the ZnO piezoelectric film is formed by sputtering a ZnO target in a mixed atmosphere of oxygen and argon by magnetron sputtering and heating the silicon wafer to 200 ° C. A film having a thickness of 0.3 μm was formed. Bimorph patterning was performed by photolithography. As an etching solution, an aqueous solution of potassium iodide was used for the Au electrode, and an aqueous solution of acetic acid was used for the ZnO film. However, in order to improve the adhesion between Au and silicon, Cr was deposited by a 20 ° vacuum evaporation method before depositing the first layer of Au4.

【0013】次に、シリコンメンブレン3を前記異方性
エッチングにて除去し、シリコン窒化膜メンブレン13
を形成した(図1中(d))。図2にシリコン窒化膜メ
ンブレンの作製装置の概略図を示す。ZnO薄膜は異方
性エッチングに用いられるエッチャントで溶解する。こ
のため、図1中(c)にて作製したメンブレンを有する
シリコンウエハを図の様にOリング14にて止め具15
を用いて容器16に固定し、容器16内にKOH27%
の水溶液17を入れヒーター18にて80℃に加熱しな
がら異方性エッチングを行う。水溶液の温度は熱電対1
9により測定しヒーターの電力を調整して行う。シリコ
ン窒化膜が異方性エッチングのエッチング停止層とな
り、シリコンメンブレン3の厚さむらや、ウエハ面内の
エッチング速度の差、エッチング速度の経時変化等が生
じても図1中(b)にて得られた結晶方向に添ったエッ
チング面を保ち、エッチング端面位置を保証することが
可能となった。
Next, the silicon membrane 3 is removed by the anisotropic etching described above, and the silicon nitride film 13 is removed.
Was formed ((d) in FIG. 1). FIG. 2 shows a schematic view of an apparatus for producing a silicon nitride film membrane. The ZnO thin film is dissolved by an etchant used for anisotropic etching. For this reason, the silicon wafer having the membrane prepared in FIG.
Is fixed to the container 16 with KOH 27%
The anisotropic etching is performed while the aqueous solution 17 is put in the heater 18 and heated to 80 ° C. by the heater 18. The temperature of the aqueous solution is thermocouple 1
The measurement is performed according to 9 and the electric power of the heater is adjusted. Even if the silicon nitride film becomes an etching stop layer for anisotropic etching, and the thickness unevenness of the silicon membrane 3, the difference in the etching rate in the wafer surface, the change in the etching rate with the lapse of time, and the like occur, FIG. The etching surface along the obtained crystal direction is maintained, and the position of the etching end face can be guaranteed.

【0014】シリコン窒化膜メンブレン13は、シリコ
ン窒化膜を除去したと同様の方法にてエッチング除去し
ZnO薄膜のバイモルフ梁が得られる(図1中
(e))。
The silicon nitride film membrane 13 is etched and removed by the same method as that for removing the silicon nitride film to obtain a bimorph beam of a ZnO thin film ((e) in FIG. 1).

【0015】図では示さないが、探針の作製方法として
は図1中(c)でバイモルフ梁を形成した後に真空蒸着
法を用いた薄膜カソード方法(C.A.Spindt,
J.Appl.Phys.,47,pp5248,19
76)により形成する方法、或いは図1中(e)の工程
後に電子線蒸着方法(Y.Akama.4th Int
ernational Conference on
Scanning Tunneling Micros
copy/Spectroscopy,’89,P2−
39,pp126)や金属微粒子を接着させる方法が用
いられる。本発明ではCH4ガス雰囲気中で電子線蒸着
方法にてCH4ガスを分解して探針を作製した。
Although not shown in the figure, as a method of manufacturing the probe, a thin film cathode method (CA Spindt, CA) using a vacuum deposition method after forming a bimorph beam in FIG.
J. Appl. Phys. , 47, pp5248, 19
76) or an electron beam evaporation method (Y. Akayama. 4th Int) after the step (e) in FIG.
electronic Conference on
Scanning Tunneling Micros
copy / Spectroscopy, '89, P2-
39, pp 126) and a method of adhering metal fine particles. In the present invention, a probe was manufactured by decomposing CH 4 gas by an electron beam evaporation method in a CH 4 gas atmosphere.

【0016】上記の作製方法により得られたSTMプロ
ーブの概略図を図3に、断面図を図4に示す。電極は図
3の様な配置にすることで、図中Aの方向に変位するS
TM用のプローブとして用いられ、さらにシリコンウエ
ハ上に図5に示すような複数のSTMプローブを作製し
た場合には結晶方位面により規定された端面を有する梁
の長さの揃ったユニット100が形成可能となった。
FIG. 3 is a schematic view of the STM probe obtained by the above-described manufacturing method, and FIG. 4 is a cross-sectional view thereof. By arranging the electrodes as shown in FIG. 3, S is displaced in the direction of A in FIG.
When a plurality of STM probes are used on a silicon wafer as shown in FIG. 5 and used as a probe for TM, a unit 100 having an end face defined by a crystal orientation plane and having a uniform beam length is formed. It has become possible.

【0017】本実施例においては、図1中(b)に示す
シリコンメンブレンを形成する工程を入れたが、これは
シリコンメンブレンの形成のために要する時間をKOH
水溶液の液温度を110℃と高めに設定し短縮化するた
めに行ったものであり、シリコンメンブレン形成工程を
省いて図2の装置によりシリコンメンブレンを形成せず
にシリコン窒化膜メンブレンを形成してもなんら問題は
ないことは言うまでもない。
In the present embodiment, the step of forming a silicon membrane shown in FIG. 1B was performed, but the time required for forming the silicon membrane was reduced by KOH.
The temperature of the aqueous solution was set to be as high as 110 ° C. to reduce the temperature. The silicon membrane forming step was omitted, and the silicon nitride film was formed without forming the silicon membrane by the apparatus of FIG. Needless to say, there is no problem.

【0018】用いられる異方性エッチング用のエッチャ
ントとしては、半導体の結晶方位面によりエッチング速
度に差異を生ずる水酸化カリウム水溶液、水酸化アンモ
ニウム、ヒドラジン、エチレンジアミンピロカテコール
水溶液等の結晶異方性を生じるエッチャントであれば適
用可能である。また、シリコン窒化膜の変わりに、シリ
コン酸化膜、SiC等の上記エッチャントを用いた場合
に半導体と比して十分なエッチング選択性を有しメンブ
レンを形成できるものであれば適用できることは言うま
でもない。
As an etchant for anisotropic etching, a crystal anisotropic solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide, ammonium hydroxide, hydrazine, ethylenediamine pyrocatechol or the like which produces a difference in etching rate depending on the crystal orientation of the semiconductor is used. Any etchant is applicable. Further, it goes without saying that the present invention can be applied as long as it has a sufficient etching selectivity as compared with a semiconductor and can form a membrane when the above-described etchant such as a silicon oxide film or SiC is used instead of the silicon nitride film.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
り梁を作製すると、ウエハ面内のメンブレン厚みむら
や、エッチング速度むら等が存在しても所望の梁の長さ
を再現性良く得ることが可能となった。
As described above, when a beam is manufactured by the method of the present invention, a desired beam length can be obtained with good reproducibility even if there is uneven membrane thickness in the wafer surface or uneven etching speed. It became possible.

【0020】本発明の方法を用いて作製した梁は、共振
周波数等の機械的素子特性の再現性及び高歩留を保証す
るものである。
The beam manufactured using the method of the present invention guarantees reproducibility of mechanical element characteristics such as resonance frequency and high yield.

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

【図1】本発明の作製方法を最も良く表す作製プロセス
概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fabrication process that best illustrates the fabrication method of the present invention.

【図2】シリコン窒化膜メンブレンの作製装置の概略図
である。
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus for manufacturing a silicon nitride film membrane.

【図3】本発明のバイモルフ変位素子を有するSTMプ
ローブの概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of an STM probe having a bimorph displacement element according to the present invention.

【図4】本発明のバイモルフ変位素子を有するSTMプ
ローブの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an STM probe having a bimorph displacement element according to the present invention.

【図5】複数のSTMプローブのユニットの概略図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view of a unit of a plurality of STM probes.

【図6】従来の作製方法によるSTMプローブの斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view of an STM probe manufactured by a conventional method.

【図7】従来の作製方法を表す作製プロセス概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic view of a manufacturing process showing a conventional manufacturing method.

【符号の説明】 1 シリコン 2 シリコン窒化膜 3 シリコンメンブレン 4,6,8 電極 5,7 ZnO 9 梁形状層 10 バイモルフ梁 11 探針 12 引き出し電極 13 シリコン窒化膜メンブレン 14 Oリング 15 止め具 16 容器 17 KOH水溶液 18 ヒーター 19 熱電対[Description of Signs] 1 silicon 2 silicon nitride film 3 silicon membrane 4,6,8 electrode 5,7 ZnO 9 beam-shaped layer 10 bimorph beam 11 probe 12 lead electrode 13 silicon nitride film membrane 14 O-ring 15 stopper 16 container 17 KOH aqueous solution 18 Heater 19 Thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 修 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 平井 裕 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−343009(JP,A) 特開 平3−162602(JP,A) 特開 昭63−309802(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 C23F 1/00 C23F 1/02 H01L 21/3065 H01L 29/84 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Takamatsu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hiroshi Hirai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (56) References JP-A-4-343009 (JP, A) JP-A-3-162602 (JP, A) JP-A-63-309802 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/66 C23F 1/00 C23F 1/02 H01L 21/3065 H01L 29/84

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体ウエハ上に形成される変位素子を
有する梁の作製方法であって、ウエハの両面に半導体結
晶方位のエッチング速度差を利用する異方性エッチング
を防止する薄膜を形成する工程と、前記ウエハの第1の
主面の前記薄膜に開口部を設ける工程と、前記ウエハの
第2の主面の前記薄膜上の前記ウエハとは反対側に、梁
を構成する複数の電極層及びこれらの電極層に挟まれた
圧電体層を形成する工程と、前記ウエハを前記開口部に
露出した第1の主面より異方性エッチングにより除去し
前記薄膜のメンブレンを形成する工程と、薄膜のメン
ブレンを除去することにより、複数の電極層及びこれら
の電極層に挟まれた圧電体層からなる梁を形成する工程
と、からなることを特徴とする梁の作製方法。
1. A method for manufacturing a beam having a displacement element that is formed on a semiconductor wafer, forming a thin film for preventing anisotropic etching on both surfaces of the wafer utilizing a difference in etching rate between the semiconductor crystal orientation Providing an opening in the thin film on a first major surface of the wafer; and providing a beam on a second major surface of the wafer on the opposite side of the thin film from the wafer.
Constituting a plurality of electrode layers and sandwiched between these electrode layers
Forming a piezoelectric layer ; and placing the wafer in the opening.
A step of removing the first main surface by Rikoto isotropic etching exposed to form a membrane of the thin film, by removing the membrane of the thin film, a plurality of electrode layers and these
Forming a beam consisting of a piezoelectric layer sandwiched between different electrode layers
And a method for producing a beam.
【請求項2】 半導体ウエハ上に形成される変位素子を
有する梁の作製方法であって、ウエハの両面に半導体結
晶方位のエッチング速度差を利用する異方性エッチング
を防止する薄膜を形成する工程と、前記ウエハの第1の
主面の前記薄膜に開口部を設ける工程と、前記ウエハを
該開口部に露出した第1の主面より異方性エッチングに
より一部除去して半導体メンブレンを形成する工程と、
前記ウエハの第2の主面の前記薄膜上の前記ウエハとは
反対側に、梁を構成する複数の電極層及びこれらの電極
層に挟まれた圧電体層を形成する工程と、前記半導体メ
ンブレンを前記開口部より異方性エッチングにより除去
し前記薄膜のメンブレンを形成する工程と、薄膜のメ
ンブレンを除去することにより、複数の電極層及びこれ
らの電極層に挟まれた圧電体層からなる梁を形成する工
程と、からなることを特徴とする梁の作製方法。
2. A method for manufacturing a beam having a displacement element that is formed on a semiconductor wafer, forming a thin film for preventing anisotropic etching on both surfaces of the wafer utilizing a difference in etching rate between the semiconductor crystal orientation Providing an opening in the thin film on the first main surface of the wafer;
Forming a semiconductor membrane by partially removing the first main surface exposed to the opening by anisotropic etching;
The wafer on the thin film on the second main surface of the wafer
On the opposite side, a plurality of electrode layers constituting the beam and these electrodes
Forming a piezoelectric layer sandwiched between the layer and forming a membrane of the thin film to remove the semiconductor membrane by anisotropic etching from the opening by removing the membrane of the thin film, a plurality Electrode layer and this
Forming a beam consisting of a piezoelectric layer sandwiched between these electrode layers
And a method for producing a beam.
【請求項3】 前記梁の自由端にトンネル電流検出用端
子を有していることを特徴とする請求項1または2に
載の梁の作製方法。
3. A method for manufacturing a beam of to claim 1 or 2 serial <br/> mounting, characterized in that it has a tunnel current detecting terminal to the free end of the beam.
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