JP3218414B2 - 微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置 - Google Patents
微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル電流検出装
置、微小力検出装置、並びに走査型トンネル顕微鏡等に
用いられる微小ティップ、及びその製造方法に関する。
置、微小力検出装置、並びに走査型トンネル顕微鏡等に
用いられる微小ティップ、及びその製造方法に関する。
【０００２】さらに本発明は、上記微小ティップを備え
たプローブユニット、及び該プローブユニットを備え、
走査型トンネル顕微鏡の手法により情報の記録，再生，
消去等を行う情報処理装置に関する。
たプローブユニット、及び該プローブユニットを備え、
走査型トンネル顕微鏡の手法により情報の記録，再生，
消去等を行う情報処理装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】近年において、導体の表面原子の電子構
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴ
Ｍと略す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．４９（１９８２）
５７）、単結晶、非結晶を問わず実空間像を著しく高い
分解能（ナノメートル以下）で測定できるようになっ
た。かかるＳＴＭは、金属のティップ（探針）と導電性
物質の間に電圧を加えて、１ｎｍ程度の距離まで近づけ
ると、その間にトンネル電流が流れることを利用してい
る。この電流は両者の距離変化に非常に敏感でかつ指数
関数的に変化するので、トンネル電流を一定に保つよう
にティップを走査することにより実空間の表面構造を原
子オーダーの分解能で観察することができる。このＳＴ
Ｍを用いた解析は導電性材料に限られるが、導電性材料
の表面に薄く形成された絶縁膜の構造解析にも応用され
始めている。更に、上述の装置、手段は微小電流を検知
する方法を用いているため、媒体に損傷を与えず、かつ
低電力で観測できる利点をも有する。また、大気中での
動作も可能で有るためＳＴＭの広範囲な応用が期待され
ている。
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴ
Ｍと略す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．４９（１９８２）
５７）、単結晶、非結晶を問わず実空間像を著しく高い
分解能（ナノメートル以下）で測定できるようになっ
た。かかるＳＴＭは、金属のティップ（探針）と導電性
物質の間に電圧を加えて、１ｎｍ程度の距離まで近づけ
ると、その間にトンネル電流が流れることを利用してい
る。この電流は両者の距離変化に非常に敏感でかつ指数
関数的に変化するので、トンネル電流を一定に保つよう
にティップを走査することにより実空間の表面構造を原
子オーダーの分解能で観察することができる。このＳＴ
Ｍを用いた解析は導電性材料に限られるが、導電性材料
の表面に薄く形成された絶縁膜の構造解析にも応用され
始めている。更に、上述の装置、手段は微小電流を検知
する方法を用いているため、媒体に損傷を与えず、かつ
低電力で観測できる利点をも有する。また、大気中での
動作も可能で有るためＳＴＭの広範囲な応用が期待され
ている。
【０００４】例えば、このＳＴＭの手法を用いて、半導
体あるいは高分子材料等の原子オーダー、分子オーダー
の観察評価、微細加工（Ｅ．Ｅ．Ｅｈｒｉｃｈｓ，Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｃａｎｎ
ｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，’８９，Ｓ１３−３）、及
び記録装置等の様々な分野への応用が研究されている。
体あるいは高分子材料等の原子オーダー、分子オーダー
の観察評価、微細加工（Ｅ．Ｅ．Ｅｈｒｉｃｈｓ，Ｐｒ
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Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，’８９，Ｓ１３−３）、及
び記録装置等の様々な分野への応用が研究されている。
【０００５】なかでも、コンピューターの計算情報や映
像情報等では大容量を有する記録装置の要求が益々高ま
っており、さらに、半導体プロセス技術の進展によりマ
イクロプロセッサが小型化し、計算能力が向上したこと
から記録装置の小型化が望まれている。
像情報等では大容量を有する記録装置の要求が益々高ま
っており、さらに、半導体プロセス技術の進展によりマ
イクロプロセッサが小型化し、計算能力が向上したこと
から記録装置の小型化が望まれている。
【０００６】これらの要求を満たす目的で、記録媒体と
の間隔が微調整可能な駆動手段上に存在するトンネル電
流発生用プローブからなる変換器から電圧印加すること
によって記録媒体表面の仕事関数を変化させ、記録書き
込みし、また、仕事関数の変化によるトンネル電流の変
化を検知して、情報の読み出しを行う、記録再生装置が
提案されている。
の間隔が微調整可能な駆動手段上に存在するトンネル電
流発生用プローブからなる変換器から電圧印加すること
によって記録媒体表面の仕事関数を変化させ、記録書き
込みし、また、仕事関数の変化によるトンネル電流の変
化を検知して、情報の読み出しを行う、記録再生装置が
提案されている。
【０００７】この記録再生装置に用いられるＳＴＭプロ
ーブとしては、たとえばスタンフォード大学のクウェー
トらにより提案された微小変位素子を用いたＳＴＭプロ
ーブ（ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．１８８−１
９９，Ｆｅｂ．１９９０）がある。これは既存のフォト
リソグラフの手法及び成膜技術、エッチング技術を用い
てシリコン基板に形成された開口部上に電極と圧電体の
薄膜を積層したバイモルフのカンチレバーを形成したも
のであり、このカンチレバーの上面自由端部にトンネル
電流検知用の微小ティップを取り付け、良好なＳＴＭ像
を得ている。
ーブとしては、たとえばスタンフォード大学のクウェー
トらにより提案された微小変位素子を用いたＳＴＭプロ
ーブ（ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｅ
ｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．１８８−１
９９，Ｆｅｂ．１９９０）がある。これは既存のフォト
リソグラフの手法及び成膜技術、エッチング技術を用い
てシリコン基板に形成された開口部上に電極と圧電体の
薄膜を積層したバイモルフのカンチレバーを形成したも
のであり、このカンチレバーの上面自由端部にトンネル
電流検知用の微小ティップを取り付け、良好なＳＴＭ像
を得ている。
【０００８】上記微小ティップは、原子、分子オーダー
の表面観察や高い記録密度を達成するために先端部の曲
率半径が小さいことが要求されると同時に、記録，再生
システムの機能向上、特に高速化の観点から、多数のテ
ィップを同時に駆動すること（プローブのマルチ化）が
提案され、このために同一基板上に作製された複数の微
小プローブの高さや先端曲率半径等の特性の揃ったティ
ップが求められている。
の表面観察や高い記録密度を達成するために先端部の曲
率半径が小さいことが要求されると同時に、記録，再生
システムの機能向上、特に高速化の観点から、多数のテ
ィップを同時に駆動すること（プローブのマルチ化）が
提案され、このために同一基板上に作製された複数の微
小プローブの高さや先端曲率半径等の特性の揃ったティ
ップが求められている。
【０００９】従来、上記のような微小ティップの形成方
法として、半導体製造プロセス技術を使いシリコンの異
方性、等方性エッチングにより形成した微小ティップが
記載されている（特開平３−１３５７０２号公報）。こ
の微小ティップの形成方法は、図９に示されるように、
まず単結晶シリコン１１１を用いて異方性または等方性
エッチングによりトレンチ１１４を設け、このトレンチ
をティップの雌型とし、次に全面にＳｉＯ2 １１３，
Ｃ，ＳｉＮ，ＳｉＣなどを被覆し、片持ち梁１１５状に
パターン化した後、カンチレバー下のシリコンをエッチ
ング除去することにより上述した材料からなるカンチレ
バー状プローブ１１６を得ている。
法として、半導体製造プロセス技術を使いシリコンの異
方性、等方性エッチングにより形成した微小ティップが
記載されている（特開平３−１３５７０２号公報）。こ
の微小ティップの形成方法は、図９に示されるように、
まず単結晶シリコン１１１を用いて異方性または等方性
エッチングによりトレンチ１１４を設け、このトレンチ
をティップの雌型とし、次に全面にＳｉＯ2 １１３，
Ｃ，ＳｉＮ，ＳｉＣなどを被覆し、片持ち梁１１５状に
パターン化した後、カンチレバー下のシリコンをエッチ
ング除去することにより上述した材料からなるカンチレ
バー状プローブ１１６を得ている。
【００１０】また、図１０（ａ）に示されるように、た
とえば基板１２１上の薄膜層を円形にパターニングし、
それをマスク１２２にして基板材料をエッチングし、サ
イドエッチングを利用してティップ１２３を形成する方
法、更には、図１０（ｂ）に示されるように、逆テーパ
ーをつけたレジスト開口部１２４に基板１２１を回転さ
せながら導電性材料を斜めから蒸着し、リフトオフする
ことによりティップ１２３を形成する方法等がある。
とえば基板１２１上の薄膜層を円形にパターニングし、
それをマスク１２２にして基板材料をエッチングし、サ
イドエッチングを利用してティップ１２３を形成する方
法、更には、図１０（ｂ）に示されるように、逆テーパ
ーをつけたレジスト開口部１２４に基板１２１を回転さ
せながら導電性材料を斜めから蒸着し、リフトオフする
ことによりティップ１２３を形成する方法等がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示したような従来例の微小ティップの製造方法は以下の
ような問題点を有していた。カンチレバー状プローブ
の雌型となったシリコン基板は、後工程でエッチング除
去されてしまうため生産性が低く、製造コストが高くな
る。カンチレバー状プローブ上に導電性材料を被覆し
てＳＴＭのプローブとする場合には、プローブの最先端
部は鋭利に形成されているため被覆されにくく、トンネ
ル電流という微弱な電流を取り扱うＳＴＭでは安定な特
性を得ることは難しい。トレンチを設けた部分の単結
晶Ｓｉはエッチングにより除去されるため、トンネル電
流等を検知して得られた信号を増幅部あるいは処理部に
伝送するための配線を形成するのが困難である。また、
図１０に示したような従来例の微小ティップの製造方法
では、ティップを形成する際のレジストのパターニング
条件や、材料のエッチング条件を一定にするのが困難で
あり、形成される複数の微小ティップの高さや先端曲率
半径等の正確な形状を維持するのが困難であった。
示したような従来例の微小ティップの製造方法は以下の
ような問題点を有していた。カンチレバー状プローブ
の雌型となったシリコン基板は、後工程でエッチング除
去されてしまうため生産性が低く、製造コストが高くな
る。カンチレバー状プローブ上に導電性材料を被覆し
てＳＴＭのプローブとする場合には、プローブの最先端
部は鋭利に形成されているため被覆されにくく、トンネ
ル電流という微弱な電流を取り扱うＳＴＭでは安定な特
性を得ることは難しい。トレンチを設けた部分の単結
晶Ｓｉはエッチングにより除去されるため、トンネル電
流等を検知して得られた信号を増幅部あるいは処理部に
伝送するための配線を形成するのが困難である。また、
図１０に示したような従来例の微小ティップの製造方法
では、ティップを形成する際のレジストのパターニング
条件や、材料のエッチング条件を一定にするのが困難で
あり、形成される複数の微小ティップの高さや先端曲率
半径等の正確な形状を維持するのが困難であった。
【００１２】従って、本発明の目的は、生産性を向上さ
せ製造コストを低減でき、また先端が鋭利に形成でき、
かつ均一な形状を維持できる微小ティップの製造方法を
提供することにある。
せ製造コストを低減でき、また先端が鋭利に形成でき、
かつ均一な形状を維持できる微小ティップの製造方法を
提供することにある。
【００１３】更に、本発明の目的は、上記製造方法によ
り得られた微小ティップを備えたプローブユニット、及
び該プローブユニットを備えた情報処理装置を提供する
ことにある。
り得られた微小ティップを備えたプローブユニット、及
び該プローブユニットを備えた情報処理装置を提供する
ことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の微小テ
ィップの製造方法によれば、結晶軸異方性エッチングに
より凹部を形成した第一基板上に剥離層、続いて微小テ
ィップ材料を形成した後、この微小ティップ部を第二基
板に接合し、続いて上記剥離層から引き剥がし微小ティ
ップ部を第二基板に転写することにより微小ティップを
製造するものである。このため、凹部を形成した第一基
板は繰り返し使用できるため、生産性の向上、製造コス
トの低減ができる。
ィップの製造方法によれば、結晶軸異方性エッチングに
より凹部を形成した第一基板上に剥離層、続いて微小テ
ィップ材料を形成した後、この微小ティップ部を第二基
板に接合し、続いて上記剥離層から引き剥がし微小ティ
ップ部を第二基板に転写することにより微小ティップを
製造するものである。このため、凹部を形成した第一基
板は繰り返し使用できるため、生産性の向上、製造コス
トの低減ができる。
【００１５】即ち、本発明は、トンネル電流又は微小力
検出用微小ティップの製造方法であって、 （ａ）単結晶からなる第一基板の表面に結晶軸異方性エ
ッチングにより凹部を形成する工程 （ｂ）前記凹部形成後、前記凹部を含む第一基板上に剥
離層を形成する工程 （ｃ）前記凹部を含む剥離層上に微小ティップ材料を形
成する工程 （ｄ）前記凹部を含む剥離層上の微小ティップ材料を第
二基板に接合する工程 （ｅ）前記剥離層と第一基板、或いは前記剥離層と微小
ティップ材料の界面で剥離を行い第二基板上に微小ティ
ップ材料を転写する工程 少なくとも上記（ａ）〜（ｅ）の工程を有することを特
徴とする微小ティップの製造方法であり、更には、この
製造方法により製造される微小ティップである。
検出用微小ティップの製造方法であって、 （ａ）単結晶からなる第一基板の表面に結晶軸異方性エ
ッチングにより凹部を形成する工程 （ｂ）前記凹部形成後、前記凹部を含む第一基板上に剥
離層を形成する工程 （ｃ）前記凹部を含む剥離層上に微小ティップ材料を形
成する工程 （ｄ）前記凹部を含む剥離層上の微小ティップ材料を第
二基板に接合する工程 （ｅ）前記剥離層と第一基板、或いは前記剥離層と微小
ティップ材料の界面で剥離を行い第二基板上に微小ティ
ップ材料を転写する工程 少なくとも上記（ａ）〜（ｅ）の工程を有することを特
徴とする微小ティップの製造方法であり、更には、この
製造方法により製造される微小ティップである。
【００１６】
【００１７】
【００１８】また、本発明は上記本発明の微小ティップ
を備えたプローブユニット、更には該プローブユニット
を備えた情報処理装置である。
を備えたプローブユニット、更には該プローブユニット
を備えた情報処理装置である。
【００１９】次に、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２０】図１は本発明の微小ティップの製造方法の
主要工程を示す断面図である。
主要工程を示す断面図である。
【００２１】図１（ａ）に於いて、まず第一基板１を用
意する。この第一基板１としては、単結晶シリコン、Ｇ
ａＡｓ半導体等の結晶軸異方性エッチング可能な材料を
用いることができる。
意する。この第一基板１としては、単結晶シリコン、Ｇ
ａＡｓ半導体等の結晶軸異方性エッチング可能な材料を
用いることができる。
【００２２】続いて、第一基板１上に保護層２を形成す
る。保護層２は後工程で第一基板１を結晶軸異方性エッ
チングする時の保護層であるから、この時のエッチング
液に耐えるものならば良い。続いて保護層２の所望の場
所をフォトエッチングにより除去し第一基板表面を露出
させる。続いて第一基板を結晶軸異方性エッチングによ
り加工し、逆ピラミッド状の凹部３を形成する。続いて
保護層２をエッチングにより除去する。
る。保護層２は後工程で第一基板１を結晶軸異方性エッ
チングする時の保護層であるから、この時のエッチング
液に耐えるものならば良い。続いて保護層２の所望の場
所をフォトエッチングにより除去し第一基板表面を露出
させる。続いて第一基板を結晶軸異方性エッチングによ
り加工し、逆ピラミッド状の凹部３を形成する。続いて
保護層２をエッチングにより除去する。
【００２３】次に図１（ｂ）に示すように、凹部３を含
む第一基板上に剥離層４を形成する。剥離層４は後工程
で微小ティップ材料の剥離に用いられるものであるた
め、材料を適正に選ぶ必要がある。例えば、第一基板１
と剥離層４との界面から剥離する場合は第一基板１と剥
離層４との密着性が良くない必要がある。また、剥離層
４と微小ティップ材料との界面から剥離する場合にはこ
れらの密着性が良くない必要がある。
む第一基板上に剥離層４を形成する。剥離層４は後工程
で微小ティップ材料の剥離に用いられるものであるた
め、材料を適正に選ぶ必要がある。例えば、第一基板１
と剥離層４との界面から剥離する場合は第一基板１と剥
離層４との密着性が良くない必要がある。また、剥離層
４と微小ティップ材料との界面から剥離する場合にはこ
れらの密着性が良くない必要がある。
【００２４】次に図１（ｃ）に示すように、凹部３を含
む第一基板１上に微小ティップ材料５をパターン化して
形成する。微小ティップ材料５としては、導電性の高い
金属系材料が必要であり、より好ましくは貴金属または
貴金属合金が良い。
む第一基板１上に微小ティップ材料５をパターン化して
形成する。微小ティップ材料５としては、導電性の高い
金属系材料が必要であり、より好ましくは貴金属または
貴金属合金が良い。
【００２５】このことにより、ＳＴＭプローブとして用
いた場合に再現性の良い安定な特性を得ることができ
る。
いた場合に再現性の良い安定な特性を得ることができ
る。
【００２６】次に図１（ｄ）に示すように、第二基板６
上に形成した接合層７と第一基板１上に形成した微小テ
ィップ材料５とを接合する。接合には、金属−金属間接
合、陽極接合等を用いることができるが、ＳＴＭに利用
する場合には取り出し電極が必要なため接合層７には金
属材料を用いることが望ましい。
上に形成した接合層７と第一基板１上に形成した微小テ
ィップ材料５とを接合する。接合には、金属−金属間接
合、陽極接合等を用いることができるが、ＳＴＭに利用
する場合には取り出し電極が必要なため接合層７には金
属材料を用いることが望ましい。
【００２７】次に図１（ｅ）に示すように、第一基板１
と剥離層４との界面、または剥離層４と微小ティップ材
料５との界面から引き剥すことにより微小ティップ材料
５を第二基板６上に転写することにより微小ティップが
製造できる。ただし、第一基板１と剥離層４との界面で
剥離した場合には、微小ティップ材料５上の剥離層４を
除去する必要がある。
と剥離層４との界面、または剥離層４と微小ティップ材
料５との界面から引き剥すことにより微小ティップ材料
５を第二基板６上に転写することにより微小ティップが
製造できる。ただし、第一基板１と剥離層４との界面で
剥離した場合には、微小ティップ材料５上の剥離層４を
除去する必要がある。
【００２８】なお、保護層２、剥離層４、微小ティップ
５、接合層７の形成方法としては、従来公知の技術、例
えば半導体産業で一般に用いられている真空蒸着法やス
パッタ法、化学気相成長法等の薄膜作製技術やフォトリ
ソグラフ技術及びエッチング技術を適用することがで
き、その作製方法は本発明を制限するものではない。
５、接合層７の形成方法としては、従来公知の技術、例
えば半導体産業で一般に用いられている真空蒸着法やス
パッタ法、化学気相成長法等の薄膜作製技術やフォトリ
ソグラフ技術及びエッチング技術を適用することがで
き、その作製方法は本発明を制限するものではない。
【００２９】また、本発明において、前記の第二基板
に、カンチレバー層を予め形成しておくことにより、カ
ンチレバー型プローブを容易に作製することができる。
に、カンチレバー層を予め形成しておくことにより、カ
ンチレバー型プローブを容易に作製することができる。
【００３０】更に、前記の第二基板に、１軸，２軸ある
いは３軸駆動可能なアクチュエーターを有するカンチレ
バー層を予め形成しておくことにより、微小ティップを
独立に駆動可能なプローブユニットを容易に作製するこ
とができる。
いは３軸駆動可能なアクチュエーターを有するカンチレ
バー層を予め形成しておくことにより、微小ティップを
独立に駆動可能なプローブユニットを容易に作製するこ
とができる。
【００３１】更にはまた、前記の第二基板に、配線やト
ランジスタなどを含む信号処理回路素子を予め形成して
おくことにより、トンネル電流等を検知して得られた信
号を伝送することが可能なプローブユニットを容易に作
製することができる。
ランジスタなどを含む信号処理回路素子を予め形成して
おくことにより、トンネル電流等を検知して得られた信
号を伝送することが可能なプローブユニットを容易に作
製することができる。
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】また、本発明は上記のプローブユニットを
用いたＳＴＭ装置や、記録装置、再生装置、記録再生装
置等の情報処理装置を含み、この様な装置は、信頼性の
高い、高速処理可能な装置となる。
用いたＳＴＭ装置や、記録装置、再生装置、記録再生装
置等の情報処理装置を含み、この様な装置は、信頼性の
高い、高速処理可能な装置となる。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。
る。
【００４２】実施例１ 本実施例では図１に示したような製造工程により本発明
の微小プローブを作製した。以下、製造方法を説明す
る。
の微小プローブを作製した。以下、製造方法を説明す
る。
【００４３】まず、保護層２として熱酸化膜が５０００
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に８μｍ平
方のシリコンを露出した。水酸化カリウム水溶液を用い
た結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形成した。な
お、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ水溶液を用
い、液温８０℃、エッチング時間は２０分とした。この
とき（１１１）面で囲まれた深さ５．６μｍの逆ピラミ
ッド状の凹部３が形成された（図１（ａ）参照）。
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に８μｍ平
方のシリコンを露出した。水酸化カリウム水溶液を用い
た結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形成した。な
お、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ水溶液を用
い、液温８０℃、エッチング時間は２０分とした。この
とき（１１１）面で囲まれた深さ５．６μｍの逆ピラミ
ッド状の凹部３が形成された（図１（ａ）参照）。
【００４４】次に保護層２である熱酸化膜をＨＦ：ＮＨ
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ｃｒを真空蒸着法に
より全面に９００Å成膜した（図１（ｂ）参照）。
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ｃｒを真空蒸着法に
より全面に９００Å成膜した（図１（ｂ）参照）。
【００４５】次に微小ティップ材料５として金を真空蒸
着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った。なお、このときの金
の膜厚は４．０μｍとした（図１（ｃ）参照）。
着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った。なお、このときの金
の膜厚は４．０μｍとした（図１（ｃ）参照）。
【００４６】次に第二基板６として＃７０５９フュージ
ョンガラスを用意し、この表面に接合層７としてＡｌを
１．０μｍ真空蒸着法により、全面に成膜しフォトリソ
グラフィとエッチングによりパターン形成を行った。続
いて、第一基板１上の微小ティップ材料５と第二基板６
上の接合層７とを位置合わせし、接合を行った。なお接
合は、Ｎ2 雰囲気中で温度３００℃で１時間放置した。
これによりＡｌ−Ａｕ合金が形成され微小ティップ材料
５と接合層７が接合した（図１（ｄ）参照）。
ョンガラスを用意し、この表面に接合層７としてＡｌを
１．０μｍ真空蒸着法により、全面に成膜しフォトリソ
グラフィとエッチングによりパターン形成を行った。続
いて、第一基板１上の微小ティップ材料５と第二基板６
上の接合層７とを位置合わせし、接合を行った。なお接
合は、Ｎ2 雰囲気中で温度３００℃で１時間放置した。
これによりＡｌ−Ａｕ合金が形成され微小ティップ材料
５と接合層７が接合した（図１（ｄ）参照）。
【００４７】次に第一基板１と第二基板６とを引き剥し
た。この時、剥離層４と微小ティップ材料５との界面で
剥離することにより微小ティップを製造した（図１
（ｅ）参照）。
た。この時、剥離層４と微小ティップ材料５との界面で
剥離することにより微小ティップを製造した（図１
（ｅ）参照）。
【００４８】次に、上述した方法により作製した微小テ
ィップをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端が鋭利に形成されているティップを確認した。
なおティップの先端曲率半径は０．０３μｍ、高さは１
０μｍであった。
ィップをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したとこ
ろ、先端が鋭利に形成されているティップを確認した。
なおティップの先端曲率半径は０．０３μｍ、高さは１
０μｍであった。
【００４９】実施例２ 本実施例では図２に示されるような製造工程により本発
明の微小ティップを作製した。以下、製造方法を説明す
る。
明の微小ティップを作製した。以下、製造方法を説明す
る。
【００５０】まず、保護層２として熱酸化膜が５０００
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に１０μｍ
平方のシリコンを露出した。続いて、水酸化カリウム水
溶液を用いた結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形
成した。なお、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ
水溶液を用い、液温８０℃、エッチング時間は２５分と
した。このとき（１１１）面で囲まれた深さ７．１μｍ
の逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図２（ａ）参
照）。
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に１０μｍ
平方のシリコンを露出した。続いて、水酸化カリウム水
溶液を用いた結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形
成した。なお、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ
水溶液を用い、液温８０℃、エッチング時間は２５分と
した。このとき（１１１）面で囲まれた深さ７．１μｍ
の逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図２（ａ）参
照）。
【００５１】次に保護層２である熱酸化膜をＨＦ：ＮＨ
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ａｇを真空蒸着法に
より全面に７００Å成膜した（図２（ｂ）参照）。
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ａｇを真空蒸着法に
より全面に７００Å成膜した（図２（ｂ）参照）。
【００５２】次に微小ティップ材料５としてＰｔ０．３
μｍ，Ｎｉ５μｍ，Ａｕ１μｍを電子ビーム蒸着法によ
り、連続して全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った（図２（ｃ）参照）。
μｍ，Ｎｉ５μｍ，Ａｕ１μｍを電子ビーム蒸着法によ
り、連続して全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った（図２（ｃ）参照）。
【００５３】次に第二基板６としてシリコンウエハを用
意し、この表面に接合層７としてＡｌを１．０μｍ真空
蒸着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッ
チングによりパターン形成を行った。続いて、第一基板
１上の微小ティップ材料５と第二基板６上の接合層７と
を位置合わせし、接合を行った。なお接合は、Ｎ2 雰囲
気中で温度３００℃で１時間放置した。これによりＡｌ
−Ａｕ合金が形成され微小ティップ材料５と接合層７が
接合した（図２（ｄ）参照）。
意し、この表面に接合層７としてＡｌを１．０μｍ真空
蒸着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッ
チングによりパターン形成を行った。続いて、第一基板
１上の微小ティップ材料５と第二基板６上の接合層７と
を位置合わせし、接合を行った。なお接合は、Ｎ2 雰囲
気中で温度３００℃で１時間放置した。これによりＡｌ
−Ａｕ合金が形成され微小ティップ材料５と接合層７が
接合した（図２（ｄ）参照）。
【００５４】次に第一基板１と第二基板６とを引き剥し
た。この時、剥離層４と第一基板１との界面で剥離し
た。続いて、微小ティップ上の剥離層４であるＡｇを硝
酸水溶液を用いて除去することにより微小ティップを製
造した（図２（ｅ）参照）。
た。この時、剥離層４と第一基板１との界面で剥離し
た。続いて、微小ティップ上の剥離層４であるＡｇを硝
酸水溶液を用いて除去することにより微小ティップを製
造した（図２（ｅ）参照）。
【００５５】次に、上述した方法により作製した微小テ
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。なおティップの先端曲率
半径は０．０４μｍ、高さは１３．５μｍであった。
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。なおティップの先端曲率
半径は０．０４μｍ、高さは１３．５μｍであった。
【００５６】実施例３ プローブをマルチにし、ティップ材料をパラジウムに変
更した以外はすべて実施例２と同様にしてティップを作
製した。プローブ数はマトリックス状に配置し、１００
個とした。尚プローブ間のピッチは２００μｍとした。
こうして作製した複数のティップをＳＥＭで観察したと
ころ、各ティップの高さは１３．５μｍ±０．１μｍ、
先端曲率半径は０．０３μｍ±０．０１μｍのバラツキ
内に収まっており、マルチにした場合に形状の揃ったテ
ィップが得られることが判かった。
更した以外はすべて実施例２と同様にしてティップを作
製した。プローブ数はマトリックス状に配置し、１００
個とした。尚プローブ間のピッチは２００μｍとした。
こうして作製した複数のティップをＳＥＭで観察したと
ころ、各ティップの高さは１３．５μｍ±０．１μｍ、
先端曲率半径は０．０３μｍ±０．０１μｍのバラツキ
内に収まっており、マルチにした場合に形状の揃ったテ
ィップが得られることが判かった。
【００５７】実施例４ 本実施例では、本発明の微小ティップをカンチレバー上
に形成した。以下、製造方法を図３を用いて説明する。
に形成した。以下、製造方法を図３を用いて説明する。
【００５８】まず、保護層２として熱酸化膜が５０００
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に８μｍ平
方のシリコンを露出した。続いて、水酸化カリウム水溶
液を用いた結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形成
した。なお、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ水
溶液を用い、液温８０℃、エッチング時間は２０分とし
た。このとき（１１１）面で囲まれた深さ５．６μｍの
逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図３（ａ）参
照）。
Å形成されたシリコンウエハを第一基板１として用意す
る。続いて保護層２の所望の箇所を、フォトリソグラフ
ィとエッチングによりパターン形成し部分的に８μｍ平
方のシリコンを露出した。続いて、水酸化カリウム水溶
液を用いた結晶軸異方性エッチングにより凹部３を形成
した。なお、エッチング条件は、濃度２７％のＫＯＨ水
溶液を用い、液温８０℃、エッチング時間は２０分とし
た。このとき（１１１）面で囲まれた深さ５．６μｍの
逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図３（ａ）参
照）。
【００５９】次に保護層２である熱酸化膜をＨＦ：ＮＨ
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ｃｒを真空蒸着法に
より全面に９００Å成膜した（図３（ｂ）参照）。
4 Ｆ＝１：５溶液で全部除去した。続いて、凹部３を含
む第一基板１上に剥離層４として、Ｃｒを真空蒸着法に
より全面に９００Å成膜した（図３（ｂ）参照）。
【００６０】次に微小ティップ材料５として金を真空蒸
着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った。なお、このときの金
の膜厚は４．０μｍとした（図３（ｃ）参照）。
着法により、全面に成膜しフォトリソグラフィとエッチ
ングによりパターン形成を行った。なお、このときの金
の膜厚は４．０μｍとした（図３（ｃ）参照）。
【００６１】次に、第二基板を用意する。この第二基板
としては、単結晶シリコン基板８上に片持ち梁層１０と
して熱酸化膜を１．５μｍ、接合層７としてＡｌを０．
５μｍ成膜した。続いて、フォトリソグラフィとエッチ
ングにより片持ち梁層１０と接合層７を片持ち梁状にパ
ターン形成を行った。この時、片持ち梁の寸法は幅５０
μｍ、長さ５００μｍとした。尚、片持ち梁層１０を成
膜した後で、あらかじめ片持ち梁が形成される場所の裏
面のシリコンを一部エッチング除去し、シリコンメンブ
レン９を形成しておく。続いて、第一基板１上の微小テ
ィップ材料５と第二基板であるところの単結晶シリコン
基板８上の接合層７とを位置合わせし、接合を行った。
なお接合は、Ｎ2 雰囲気中で温度３００℃で１時間放置
した。これによりＡｌ−Ａｕ合金が形成され微小ティッ
プ材料５と接合層７が接合した（図３（ｄ）参照）。
としては、単結晶シリコン基板８上に片持ち梁層１０と
して熱酸化膜を１．５μｍ、接合層７としてＡｌを０．
５μｍ成膜した。続いて、フォトリソグラフィとエッチ
ングにより片持ち梁層１０と接合層７を片持ち梁状にパ
ターン形成を行った。この時、片持ち梁の寸法は幅５０
μｍ、長さ５００μｍとした。尚、片持ち梁層１０を成
膜した後で、あらかじめ片持ち梁が形成される場所の裏
面のシリコンを一部エッチング除去し、シリコンメンブ
レン９を形成しておく。続いて、第一基板１上の微小テ
ィップ材料５と第二基板であるところの単結晶シリコン
基板８上の接合層７とを位置合わせし、接合を行った。
なお接合は、Ｎ2 雰囲気中で温度３００℃で１時間放置
した。これによりＡｌ−Ａｕ合金が形成され微小ティッ
プ材料５と接合層７が接合した（図３（ｄ）参照）。
【００６２】次に第一基板１と第二基板とを引き剥し
た。この時、剥離層４と微小ティップ材料５との界面で
剥離した。続いて、第二基板の片持ち梁下部のシリコン
メンブレン９をエッチング除去することにより片持ち梁
型プローブを製造した（図３（ｅ）参照）。
た。この時、剥離層４と微小ティップ材料５との界面で
剥離した。続いて、第二基板の片持ち梁下部のシリコン
メンブレン９をエッチング除去することにより片持ち梁
型プローブを製造した（図３（ｅ）参照）。
【００６３】次に、上述した方法により作製した微小テ
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。ティップの先端曲率半径
は０．０３μｍ、高さは１０μｍであった。
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。ティップの先端曲率半径
は０．０３μｍ、高さは１０μｍであった。
【００６４】実施例５ 本実施例では実施例４のカンチレバーとして圧電バイモ
ルフ構造にし３次元に変位可能とし、さらにトンネル電
流の増幅やカンチレバーの選択駆動等の信号処理回路素
子をカンチレバーと同一基板上に形成し本発明の微小テ
ィップを該カンチレバー上に形成した。以下、製造方法
を図４〜図７を用いて説明する。
ルフ構造にし３次元に変位可能とし、さらにトンネル電
流の増幅やカンチレバーの選択駆動等の信号処理回路素
子をカンチレバーと同一基板上に形成し本発明の微小テ
ィップを該カンチレバー上に形成した。以下、製造方法
を図４〜図７を用いて説明する。
【００６５】作製工程としては回路部工程，カンチレバ
ー工程と同時に行う微小ティップ工程，微小ティップ接
合工程，基板除去工程という順になる。
ー工程と同時に行う微小ティップ工程，微小ティップ接
合工程，基板除去工程という順になる。
【００６６】まず、信号処理回路素子とカンチレバーが
一体となった第二基板を作製する回路部工程及びカンチ
レバー工程を説明する。信号回路部のデバイスとしてＣ
ＭＯＳトランジスタを用いる。基板１１としてＮタイ
プ，面方位（１００），比抵抗１〜２Ω・ｃｍのシリコ
ンウェハーを用い、インプラマスク層として酸化炉を用
い酸化層１２を７０００Å成膜し、Ｐウェル領域１３を
除去しバッファー層として酸化炉で熱酸化膜を１０００
Å成膜する。イオンインプラ装置でＢイオンをインプラ
し、拡散炉を用いて１１５０℃の温度で８５分間熱処理
しＰウェル領域１３を形成する（図４（ａ）参照）。次
に、酸化層１２を全面除去し、熱酸化膜を５００Å成膜
した後にＬＰＣＶＤ装置でシリコンナイトライド膜を２
０００Å成膜する。ＮＭＯＳ，ＰＭＯＳが形成される領
域以外のシリコンナイトライド膜を除去し、レジスト工
程後、ＰチャンネルストップのためＰ（リン）イオンを
インプラし、同じくレジスト工程後、Ｎチャンネルスト
ップのためＢ（ボロン）イオンをインプラする。酸化炉
を用い熱酸化膜を８０００Å成膜しＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃ
ａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）層１４を
形成する。シリコンナイトライド膜をＬＯＣＯＳ層１４
以外の酸化膜を除去すると図４（ｂ）を得る。次に、酸
化炉を用い熱酸化膜を３５０Å成膜しゲート膜層１５を
形成し、ＭＯＳのしきい電圧（Ｖth）をコントロールす
るためＢＦ2 イオンを全面にインプラする。ＬＰＣＶＤ
装置によりＰｏｌｙＳｉを４５００Å成膜し、インプラ
装置により全面にＰ（リン）イオンをインプラする。次
に、裏面のＰｏｌｙＳｉを除去し、拡散炉にて９５０℃
３０分間のアニールを行い、ＰｏｌｙＳｉをパターニン
グエッチング後にＰｏｌｙＳｉを酸化し、ゲート電極１
６を形成すると図４（ｃ）を得る。ここで、カンチレバ
ー領域は図示していないがＰＭＯＳ領域と同じ構成にな
っている。次に、レジストをパターニングし、Ａｓイオ
ンをインプラしＮＭＯＳトランジスタのソース，ドレイ
ン１７を形成し、同じくレジストをパターニングし、Ｂ
Ｆ2 イオンをインプラしＰＭＯＳトランジスタのソー
ス，ドレイン１８を形成する。その後、拡散炉にて１０
００℃，５ｍｉｎのアニールをし、常圧ＣＶＤ装置でＢ
ＰＳＧ（ボロン，リンドープシリコン酸化膜）を７００
０Å成膜し層間絶縁層１９を形成し、９５０℃，２０ｍ
ｉｎのアニールを行うと図５（ａ）を得る。
一体となった第二基板を作製する回路部工程及びカンチ
レバー工程を説明する。信号回路部のデバイスとしてＣ
ＭＯＳトランジスタを用いる。基板１１としてＮタイ
プ，面方位（１００），比抵抗１〜２Ω・ｃｍのシリコ
ンウェハーを用い、インプラマスク層として酸化炉を用
い酸化層１２を７０００Å成膜し、Ｐウェル領域１３を
除去しバッファー層として酸化炉で熱酸化膜を１０００
Å成膜する。イオンインプラ装置でＢイオンをインプラ
し、拡散炉を用いて１１５０℃の温度で８５分間熱処理
しＰウェル領域１３を形成する（図４（ａ）参照）。次
に、酸化層１２を全面除去し、熱酸化膜を５００Å成膜
した後にＬＰＣＶＤ装置でシリコンナイトライド膜を２
０００Å成膜する。ＮＭＯＳ，ＰＭＯＳが形成される領
域以外のシリコンナイトライド膜を除去し、レジスト工
程後、ＰチャンネルストップのためＰ（リン）イオンを
インプラし、同じくレジスト工程後、Ｎチャンネルスト
ップのためＢ（ボロン）イオンをインプラする。酸化炉
を用い熱酸化膜を８０００Å成膜しＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃ
ａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）層１４を
形成する。シリコンナイトライド膜をＬＯＣＯＳ層１４
以外の酸化膜を除去すると図４（ｂ）を得る。次に、酸
化炉を用い熱酸化膜を３５０Å成膜しゲート膜層１５を
形成し、ＭＯＳのしきい電圧（Ｖth）をコントロールす
るためＢＦ2 イオンを全面にインプラする。ＬＰＣＶＤ
装置によりＰｏｌｙＳｉを４５００Å成膜し、インプラ
装置により全面にＰ（リン）イオンをインプラする。次
に、裏面のＰｏｌｙＳｉを除去し、拡散炉にて９５０℃
３０分間のアニールを行い、ＰｏｌｙＳｉをパターニン
グエッチング後にＰｏｌｙＳｉを酸化し、ゲート電極１
６を形成すると図４（ｃ）を得る。ここで、カンチレバ
ー領域は図示していないがＰＭＯＳ領域と同じ構成にな
っている。次に、レジストをパターニングし、Ａｓイオ
ンをインプラしＮＭＯＳトランジスタのソース，ドレイ
ン１７を形成し、同じくレジストをパターニングし、Ｂ
Ｆ2 イオンをインプラしＰＭＯＳトランジスタのソー
ス，ドレイン１８を形成する。その後、拡散炉にて１０
００℃，５ｍｉｎのアニールをし、常圧ＣＶＤ装置でＢ
ＰＳＧ（ボロン，リンドープシリコン酸化膜）を７００
０Å成膜し層間絶縁層１９を形成し、９５０℃，２０ｍ
ｉｎのアニールを行うと図５（ａ）を得る。
【００６７】図５（ｂ）は図５（ａ）と同一工程までの
ＮＭＯＳとカンチレバー領域を示す。以後は、カンチレ
バー領域とＮＭＯＳの状態を工程に従って図を用いて説
明する。
ＮＭＯＳとカンチレバー領域を示す。以後は、カンチレ
バー領域とＮＭＯＳの状態を工程に従って図を用いて説
明する。
【００６８】次に、信号回路部のトランジスタ等と配線
のコンタクトをとるため、パターニングしＢＰＳＧ層１
９とゲート膜層１５を除去してコンタクトホールを形成
する。スパッタ装置によりＡｌ−Ｓｉ膜を成膜し、パタ
ーニングエッチングし配線層２０を形成する。次に、カ
ンチレバー領域のＢＰＳＧ層１９とゲート膜層１５を除
去し図５（ｃ）を得る。さらに、プラズマＣＶＤ装置に
てＳｉＯＮ膜を８０００Å成膜し、保護層２１を形成す
る（図５（ｄ）参照）。
のコンタクトをとるため、パターニングしＢＰＳＧ層１
９とゲート膜層１５を除去してコンタクトホールを形成
する。スパッタ装置によりＡｌ−Ｓｉ膜を成膜し、パタ
ーニングエッチングし配線層２０を形成する。次に、カ
ンチレバー領域のＢＰＳＧ層１９とゲート膜層１５を除
去し図５（ｃ）を得る。さらに、プラズマＣＶＤ装置に
てＳｉＯＮ膜を８０００Å成膜し、保護層２１を形成す
る（図５（ｄ）参照）。
【００６９】カンチレバー部形成前に裏面からＳｉ基板
１１を異方性エッチングしカンチレバー部領域をメンブ
レン状態にする（図６（ａ）参照）。
１１を異方性エッチングしカンチレバー部領域をメンブ
レン状態にする（図６（ａ）参照）。
【００７０】次に、カンチレバーを構成する各膜を積層
する。下電極層２２として蒸着装置によりＣｒを２０
Å，Ａｕを１０００Åリフトオフ法により成膜し、スパ
ッタ装置で圧電体層２３としてＺｎＯを５０００Å成膜
後に、同じくリフトオフ法にてＡｕを２０００Å成膜，
スパッタ装置でＺｎＯを５０００Å，リフトオフ法にて
Ａｕを１０００Å成膜し３層の電極層２２と２層の圧電
体層２３のバイモルフ構成のカンチレバー部が形成され
る（図６（ｂ）参照）。
する。下電極層２２として蒸着装置によりＣｒを２０
Å，Ａｕを１０００Åリフトオフ法により成膜し、スパ
ッタ装置で圧電体層２３としてＺｎＯを５０００Å成膜
後に、同じくリフトオフ法にてＡｕを２０００Å成膜，
スパッタ装置でＺｎＯを５０００Å，リフトオフ法にて
Ａｕを１０００Å成膜し３層の電極層２２と２層の圧電
体層２３のバイモルフ構成のカンチレバー部が形成され
る（図６（ｂ）参照）。
【００７１】次に、カンチレバー部の電極と信号回路部
の電極を接続するために圧電体層２３の一部をエッチン
グ除去しコンタクトホールを形成する。回路部の方も保
護層２１の一部をエッチング除去しコンタクトホールを
形成し、リフトオフ法にてＡｌを成膜し接続電極層２４
を形成する。続いて、微小ティップ工程として実施例４
と同様にして真空蒸着法により第一基板１上に形成した
金から成る微小ティップ材料５と、第二基板１１上のカ
ンチレバー電極層２２とを位置合わせし、接合を行った
（図６（ｃ）参照）。なお、接合はＮ2 雰囲気中で温度
１００℃で加圧することによって行われる。
の電極を接続するために圧電体層２３の一部をエッチン
グ除去しコンタクトホールを形成する。回路部の方も保
護層２１の一部をエッチング除去しコンタクトホールを
形成し、リフトオフ法にてＡｌを成膜し接続電極層２４
を形成する。続いて、微小ティップ工程として実施例４
と同様にして真空蒸着法により第一基板１上に形成した
金から成る微小ティップ材料５と、第二基板１１上のカ
ンチレバー電極層２２とを位置合わせし、接合を行った
（図６（ｃ）参照）。なお、接合はＮ2 雰囲気中で温度
１００℃で加圧することによって行われる。
【００７２】次に、第一基板１と第二基板１１とを引き
剥した。この時、剥離層４と微小ティップ５との界面で
剥離した。続いて、第二基板のカンチレバー下部のシリ
コンメンブレンとＳｉＯＮを除去することによってカン
チレバー型微小ティップを製造した（図７参照）。
剥した。この時、剥離層４と微小ティップ５との界面で
剥離した。続いて、第二基板のカンチレバー下部のシリ
コンメンブレンとＳｉＯＮを除去することによってカン
チレバー型微小ティップを製造した（図７参照）。
【００７３】次に、上述した方法により作製した微小テ
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。ティップの先端曲率半径
は０．０３μｍ、高さは１０μｍであった。又、カンチ
レバーの形状は幅１００μｍ、長さは３５０μｍに形成
されていた。尚、カンチレバーの形状は本発明を制限す
るものではない。
ィップをＳＥＭで観察したところ、先端が鋭利に形成さ
れているティップを確認した。ティップの先端曲率半径
は０．０３μｍ、高さは１０μｍであった。又、カンチ
レバーの形状は幅１００μｍ、長さは３５０μｍに形成
されていた。尚、カンチレバーの形状は本発明を制限す
るものではない。
【００７４】実施例６ 本実施例では実施例４の微小ティップを用いたＳＴＭ装
置を作製した。本装置のブロック図を図８に示す。図
中、４１はバイアス印加用電源、４２はトンネル電流増
幅回路、４３はＸＹＺ駆動用ドライバー、４４はカンチ
レバー、４５はプローブ、４６は試料、４７はＸＹＺ駆
動ピエゾ素子である。ここでプローブ４５と試料４６と
の間を流れるトンネル電流Ｉｔを検出し、Ｉｔが一定と
なるようにフィードバックをかけ、ＸＹＺ駆動ピエゾ素
子４７のＺ方向を駆動し、プローブ４５と試料４６との
間隔を一定に保っている。更に、ＸＹＺ駆動ピエゾ素子
４７のＸＹ方向を駆動することにより試料４６の２次元
像であるＳＴＭ像が観察できる。この装置で試料４６と
してＨＯＰＧ（高配向熱分解グラファイト）基板の劈開
面をバイアス電流１ｎＡ，スキャンエリア１００Å×１
００Åで観察したところ、再現性良く良好な原子像を得
ることができた。
置を作製した。本装置のブロック図を図８に示す。図
中、４１はバイアス印加用電源、４２はトンネル電流増
幅回路、４３はＸＹＺ駆動用ドライバー、４４はカンチ
レバー、４５はプローブ、４６は試料、４７はＸＹＺ駆
動ピエゾ素子である。ここでプローブ４５と試料４６と
の間を流れるトンネル電流Ｉｔを検出し、Ｉｔが一定と
なるようにフィードバックをかけ、ＸＹＺ駆動ピエゾ素
子４７のＺ方向を駆動し、プローブ４５と試料４６との
間隔を一定に保っている。更に、ＸＹＺ駆動ピエゾ素子
４７のＸＹ方向を駆動することにより試料４６の２次元
像であるＳＴＭ像が観察できる。この装置で試料４６と
してＨＯＰＧ（高配向熱分解グラファイト）基板の劈開
面をバイアス電流１ｎＡ，スキャンエリア１００Å×１
００Åで観察したところ、再現性良く良好な原子像を得
ることができた。
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の微小ティ
ップの製造方法によれば、凹部を形成した第一基板、す
なわち微小ティップの雌型は繰り返し使用できるため、
生産性の向上、製造コストの低減ができた。また第二基
板上に配線、トランジスタなどを含む信号処理回路素子
を予め形成させておくことによりトンネル電流を検知
し、得られた信号を伝送することが可能なプローブユニ
ットを作製することが容易になった。更に、１軸，２軸
あるいは３軸駆動可能なアクチュエーターを有するカン
チレバー上に駆動用配線を形成させた第二基板を用いる
ことにより微小ティップを試料、記録媒体表面に独立に
接近させることのできるプローブユニットを容易に作製
することができるようになった。更にはまた、金属系の
微小ティップ材料を用いるため、ＳＴＭプローブとして
再現性の良い安定な特性が得られるようになった。
ップの製造方法によれば、凹部を形成した第一基板、す
なわち微小ティップの雌型は繰り返し使用できるため、
生産性の向上、製造コストの低減ができた。また第二基
板上に配線、トランジスタなどを含む信号処理回路素子
を予め形成させておくことによりトンネル電流を検知
し、得られた信号を伝送することが可能なプローブユニ
ットを作製することが容易になった。更に、１軸，２軸
あるいは３軸駆動可能なアクチュエーターを有するカン
チレバー上に駆動用配線を形成させた第二基板を用いる
ことにより微小ティップを試料、記録媒体表面に独立に
接近させることのできるプローブユニットを容易に作製
することができるようになった。更にはまた、金属系の
微小ティップ材料を用いるため、ＳＴＭプローブとして
再現性の良い安定な特性が得られるようになった。
【００９９】
【図１】本発明の微小ティップの製造方法の主要工程の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図２】本発明の微小ティップの製造方法の主要工程の
他の例を示す断面図である。
他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の微小ティップをカンチレバー上に形成
した主要工程の一例を示す断面図である。
した主要工程の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の微小ティップを信号処理回路素子及び
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の微小ティップを信号処理回路素子及び
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の微小ティップを信号処理回路素子及び
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の微小ティップを信号処理回路素子及び
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
カンチレバーが形成された第二基板上に形成した主要工
程の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の微小ティップを用いたＳＴＭ装置の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図９】従来例の微小ティップの製造方法の主要工程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１０】従来例の微小ティップの製造工程断面図であ
る。
る。
１ 第一基板 ２ 保護層 ３ 凹部 ４ 剥離層 ５ 微小ティップ材料 ６ 第二基板 ７ 接合層 ８ 単結晶シリコン基板 ９ シリコンメンブレン １０ 片持ち梁層 １１ シリコン基板 １２ 酸化層 １３ Ｐウェル １４ ＬＯＣＯＳ層 １５ ゲート酸化膜 １６ ＰｏｌｙＳｉゲート １７ ＮＭＯＳソース，ドレイン １８ ＰＭＯＳソース，ドレイン １９ ＢＰＳＧ層 ２０ 処理回路部電極層 ２１ 保護層 ２２ カンチレバー電極層 ２３ 圧電体層 ２４ 接続電極 ４１ バイアス印加用電源 ４２ トンネル電流増幅回路 ４３ ＸＹＺ駆動用ドライバー ４４ カンチレバー ４５ プローブ ４６ 試料 ４７ ＸＹＺ駆動ピエゾ素子 １１１ シリコン基板 １１２ マスク １１３ 二酸化シリコン層 １１４ トレンチ（マスクホール） １１５ 片持ち梁 １１６ ティップ １２１ 基板 １２２ マスク １２３ ティップ １２４ レジスト開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｇ０１Ｂ 7/34 Ｇ０１Ｂ 21/30 Ｚ 21/30 Ｇ１２Ｂ 1/00 ６０１Ｄ (72)発明者 島田 康弘 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 中山 優 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１−186697（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143941（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87037（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147448（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262403（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135702（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−503586（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 7/34 G01B 21/30 H01J 37/28 G11B 9/00 H01J 9/02 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 トンネル電流又は微小力検出用微小ティ
ップの製造方法であって、 （ａ）単結晶からなる第一基板の表面に結晶軸異方性エ
ッチングにより凹部を形成する工程 （ｂ）前記凹部形成後、前記凹部を含む第一基板上に剥
離層を形成する工程 （ｃ）前記凹部を含む剥離層上に微小ティップ材料を形
成する工程 （ｄ）前記凹部を含む剥離層上の微小ティップ材料を第
二基板に接合する工程 （ｅ）前記剥離層と第一基板、或いは前記剥離層と微小
ティップ材料の界面で剥離を行い第二基板上に微小ティ
ップ材料を転写する工程 少なくとも上記（ａ）〜（ｅ）の工程を有することを特
徴とする微小ティップの製造方法。 - 【請求項２】 前記第二基板には、信号処理回路素子が
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微小
ティップの製造方法。 - 【請求項３】 前記微小ティップ材料が貴金属又は貴金
属合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の
微小ティップの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３いずれかに記載の微小ティ
ップの製造方法により製造したことを特徴とする微小テ
ィップ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の微小ティップを備えた
プローブユニット。 - 【請求項６】 請求項５に記載のプローブユニットを備
えた情報処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32460592A JP3218414B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-11-11 | 微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置 |
| US08/555,503 US5546375A (en) | 1992-07-15 | 1995-11-08 | Method of manufacturing a tip for scanning tunneling microscope using peeling layer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20942692 | 1992-07-15 | ||
| JP4-209426 | 1992-07-15 | ||
| JP32460592A JP3218414B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-11-11 | 微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684455A JPH0684455A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3218414B2 true JP3218414B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=26517442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32460592A Expired - Fee Related JP3218414B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-11-11 | 微小ティップ及びその製造方法、並びに該微小ティップを用いたプローブユニット及び情報処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5546375A (ja) |
| JP (1) | JP3218414B2 (ja) |
Families Citing this family (59)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3261544B2 (ja) * | 1991-10-03 | 2002-03-04 | キヤノン株式会社 | カンチレバー駆動機構の製造方法、プローブ駆動機構の製造方法、カンチレバー駆動機構、プローブ駆動機構、及びこれを用いたマルチプローブ駆動機構、走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 |
| US6246247B1 (en) * | 1994-11-15 | 2001-06-12 | Formfactor, Inc. | Probe card assembly and kit, and methods of using same |
| US20020053734A1 (en) | 1993-11-16 | 2002-05-09 | Formfactor, Inc. | Probe card assembly and kit, and methods of making same |
| US5679889A (en) * | 1995-02-06 | 1997-10-21 | Nikon Corporation | Method for extracting electrode and cantilever for AFM using said method for extracting electrode |
| DE69635083T2 (de) * | 1995-05-26 | 2006-05-18 | Formfactor, Inc., Livermore | Herstellung von verbindungen und ansatzstücken unter verwendung eines opfersubstrats |
| US20100065963A1 (en) * | 1995-05-26 | 2010-03-18 | Formfactor, Inc. | Method of wirebonding that utilizes a gas flow within a capillary from which a wire is played out |
| US6366340B1 (en) * | 1995-08-18 | 2002-04-02 | Hitachi, Ltd. | Electron exposure apparatus |
| JP3576655B2 (ja) * | 1995-09-14 | 2004-10-13 | キヤノン株式会社 | 微小探針の製造方法及びその製造用雌型基板、並びにその微小探針を有するプローブの製造方法 |
| JP3679519B2 (ja) * | 1995-09-14 | 2005-08-03 | キヤノン株式会社 | トンネル電流または微小力または磁気力検出用の微小ティップの製造方法、並びにその微小ティップを有するプローブの製造方法とそのプローブ、該プローブを有するプローブユニットと走査型プローブ顕微鏡及び情報記録再生装置 |
| JPH09196933A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-31 | Canon Inc | プローブとプローブの作製方法、及びプローブユニット、並びにこれを用いた情報記録再生装置 |
| US8033838B2 (en) | 1996-02-21 | 2011-10-11 | Formfactor, Inc. | Microelectronic contact structure |
| JP3642110B2 (ja) * | 1996-06-11 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品の製造方法 |
| JP3639684B2 (ja) | 1997-01-13 | 2005-04-20 | キヤノン株式会社 | エバネッセント波検出用の微小探針とその製造方法、及び該微小探針を備えたプローブとその製造方法、並びに該微小探針を備えたエバネッセント波検出装置、近視野走査光学顕微鏡、情報再生装置 |
| JPH10293134A (ja) | 1997-02-19 | 1998-11-04 | Canon Inc | 光検出または照射用のプローブ、及び該プローブを備えた近視野光学顕微鏡・記録再生装置・露光装置、並びに該プローブの製造方法 |
| US5969345A (en) * | 1997-04-30 | 1999-10-19 | University Of Utah Research Foundation | Micromachined probes for nanometer scale measurements and methods of making such probes |
| JP3524326B2 (ja) | 1997-05-07 | 2004-05-10 | キヤノン株式会社 | 微小短針の製造に用いる雌型基板と該雌型基板の製造方法、及び該雌型基板を用いた微小短針とプローブの製造方法 |
| JPH10313008A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Canon Inc | 微細パターンの形成方法及び該微細パターンを有する電気素子 |
| US5892223A (en) * | 1997-06-30 | 1999-04-06 | Harris Corporation | Multilayer microtip probe and method |
| JP3978818B2 (ja) * | 1997-08-08 | 2007-09-19 | ソニー株式会社 | 微小ヘッド素子の製造方法 |
| JP3524343B2 (ja) | 1997-08-26 | 2004-05-10 | キヤノン株式会社 | 微小開口の形成方法と微小開口を有する突起、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ、並びに該プローブを用いた表面観察装置、露光装置、情報処理装置 |
| US6156216A (en) * | 1998-03-25 | 2000-12-05 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for making nitride cantilevers devices |
| US6477132B1 (en) * | 1998-08-19 | 2002-11-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Probe and information recording/reproduction apparatus using the same |
| US6531036B1 (en) * | 1998-08-29 | 2003-03-11 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fabrication of micron-sized parts from conductive materials by silicon electric-discharge machining |
| US6441315B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-08-27 | Formfactor, Inc. | Contact structures with blades having a wiping motion |
| JP2001116678A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-27 | Canon Inc | 光照射用または光検出用プローブの製造方法、および光照射用または光検出用プローブ |
| US6871396B2 (en) * | 2000-02-09 | 2005-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transfer material for wiring substrate |
| US6670208B2 (en) | 2000-06-23 | 2003-12-30 | Nec Corporation | Optical circuit in which fabrication is easy |
| GB0024294D0 (en) * | 2000-10-04 | 2000-11-15 | Univ Cambridge Tech | Solid state embossing of polymer devices |
| CA2365804A1 (en) | 2000-12-22 | 2002-06-22 | Mitsuru Yamamoto | Optical path control apparatus with mirror section, and manufacturing method for the same |
| DE10155930B4 (de) * | 2001-11-14 | 2020-09-24 | Nano Analytik Gmbh | Feldeffekttransistor-Sensor |
| KR20030040865A (ko) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 암전류를 감소시키기 위한 이미지센서의 제조 방법 |
| US7084650B2 (en) | 2002-12-16 | 2006-08-01 | Formfactor, Inc. | Apparatus and method for limiting over travel in a probe card assembly |
| US6886395B2 (en) | 2003-01-16 | 2005-05-03 | Veeco Instruments Inc. | Method of fabricating a surface probing device and probing device produced thereby |
| JP2004319538A (ja) * | 2003-04-10 | 2004-11-11 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法、集積回路、電子光学装置及び電子機器 |
| JP2005158118A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Pioneer Electronic Corp | 記録再生ヘッド、記録再生ヘッドアレイ、該記録再生ヘッドの製造方法、並びに記録装置及び再生装置 |
| US20050157575A1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-07-21 | International Business Machines Corporation | Storage device and method |
| US7142449B2 (en) * | 2004-01-16 | 2006-11-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Low temperature silicided tip |
| JP4107275B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2008-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 検査用プローブ及び検査装置、検査用プローブの製造方法 |
| JP4140598B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2008-08-27 | 株式会社日立製作所 | 記録再生装置 |
| US7354788B2 (en) * | 2005-06-28 | 2008-04-08 | Intel Corporation | Method for processing a MEMS/CMOS cantilever based memory storage device |
| US7528618B2 (en) | 2006-05-02 | 2009-05-05 | Formfactor, Inc. | Extended probe tips |
| US7913544B1 (en) | 2006-11-15 | 2011-03-29 | Applied Nanostructures, Inc. | Scanning probe devices and methods for fabricating same |
| WO2009027528A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Interuniversitair Microelektronica Centrum | Method for formation of tips |
| WO2009155122A2 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-23 | Alta Devices, Inc. | Epitaxial lift off stacks and methods |
| US20090325367A1 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-31 | Alta Devices, Inc. | Methods and apparatus for a chemical vapor deposition reactor |
| US8332961B2 (en) * | 2008-09-22 | 2012-12-11 | International Business Machines Corporation | Platinum silicide tip apices for probe-based technologies |
| WO2010042927A2 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Alta Devices, Inc. | Continuous feed chemical vapor deposition |
| US9064810B2 (en) * | 2008-10-10 | 2015-06-23 | Alta Devices, Inc. | Mesa etch method and composition for epitaxial lift off |
| KR20110099029A (ko) * | 2008-12-08 | 2011-09-05 | 알타 디바이씨즈, 인크. | 에피택셜 리프트 오프를 위한 다중 스택 증착 |
| WO2010078022A2 (en) | 2008-12-17 | 2010-07-08 | Alta Devices, Inc. | Tape-based epitaxial lift off apparatuses and methods |
| US8327461B2 (en) | 2009-01-30 | 2012-12-04 | International Business Machines Corporation | High-speed scanning probe microscope |
| CN102414837B (zh) | 2009-02-27 | 2016-04-20 | 奥塔装置公司 | 用于沉积和外延剥离过程的平铺衬底 |
| US9834860B2 (en) * | 2009-10-14 | 2017-12-05 | Alta Devices, Inc. | Method of high growth rate deposition for group III/V materials |
| US11393683B2 (en) | 2009-10-14 | 2022-07-19 | Utica Leaseco, Llc | Methods for high growth rate deposition for forming different cells on a wafer |
| WO2012176473A1 (ja) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | パナソニック株式会社 | ドットマーキングを有する半導体基板、およびその製造方法 |
| GB2493585B (en) | 2011-08-11 | 2013-08-14 | Ibm | Scanning probe microscopy cantilever comprising an electromagnetic sensor |
| US8740209B2 (en) * | 2012-02-22 | 2014-06-03 | Expresslo Llc | Method and apparatus for ex-situ lift-out specimen preparation |
| KR101411362B1 (ko) * | 2012-07-23 | 2014-06-27 | 서강대학교산학협력단 | Ｈ셀 구조를 갖는 수평 구동형 전기기계 메모리 소자 및 그 제조방법 |
| US11808679B2 (en) | 2022-01-27 | 2023-11-07 | Expresslo Llc | Method and apparatus for cryogenic and environmental controlled specimen handling |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2556491B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び記録法 |
| US4846931A (en) * | 1988-03-29 | 1989-07-11 | Bell Communications Research, Inc. | Method for lifting-off epitaxial films |
| US4916002A (en) * | 1989-01-13 | 1990-04-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Jr. University | Microcasting of microminiature tips |
| US5221415A (en) * | 1989-01-17 | 1993-06-22 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method of forming microfabricated cantilever stylus with integrated pyramidal tip |
| EP0413041B1 (en) * | 1989-08-16 | 1992-07-15 | International Business Machines Corporation | Method of producing micromechanical sensors for the afm/stm profilometry and micromechanical afm/stm sensor head |
| US5073230A (en) * | 1990-04-17 | 1991-12-17 | Arizona Board Of Regents Acting On Behalf Of Arizona State University | Means and methods of lifting and relocating an epitaxial device layer |
| JP3053456B2 (ja) * | 1990-08-31 | 2000-06-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡用カンチレバー及びその作製方法 |
| US5166520A (en) * | 1991-05-13 | 1992-11-24 | The Regents Of The University Of California | Universal, microfabricated probe for scanning probe microscopes |
| JP3402661B2 (ja) * | 1992-07-06 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた情報処理装置 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP32460592A patent/JP3218414B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0684455A (ja) | 1994-03-25 |
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