JP3679519B2 - 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 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に関するものである。
【０００２】
【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察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと略す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２））、単結晶、非晶質を問わず実空間像を高い分解能をもって測定することができるようになった。
しかも試料に電流による損傷を与えずに低電力で観測できる利点も有し、更に大気中でも動作し、種々の材料に対して用いることができるので、今後広範囲な応用が期待されている。
かかるＳＴＭは金属のティップと導電性物質間に電圧を加えてｌｎｍ程度の距離まで近づけると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あり、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ＳＴＭを用いた解析の対象物は導電性材料に限られていたが、導電性材料の表面に薄く形成された絶縁層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、大気中での作動も可能であるため、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，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，”８９，Ｓ１３−３）、及び情報記録再生装置等のさまざまな分野への応用が研究されている。
【０００３】
例えば、情報記録再生装置への応用を考えると、高い記録密度を達成するためにＳＴＭのティップの先端部の曲率半径が小さいことが要求されている。
また同時に、記録再生システムの機能向上、特に高速化の観点から、多数のプローブを同時に駆動すること（ティップのマルチ化）が提案されているが、このために同一の基板上に特性のそろったティップを作製することが必要となる。
また、原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと略す）によれば物質の表面に働く斥力、引力を検知するため導体、絶縁体を問わず試料表面の凹凸像が測定できる。
このＡＦＭには片持ち梁（カンチレバー）の自由端に微小ティップを形成したものが用いられておりＳＴＭと同様にティップの先端部の曲率半径が小さいことが要求されている。
【０００４】
更に、同一装置でＡＦＭ及びＳＴＭ観察するための多機能顕微鏡として、走査型原子間力／トンネル複合顕微鏡（ＡＦＭ／ＳＴＭ）がある。
これによると、ＡＦＭで用いられるプローブはカンチレバーとそのカンチレバーに保持されたティップからなり、ティップを導電性にすることによってティップと試料との間に流れる電流を検出できる。
通常の使用方法では、ＡＦＭ動作時にティップと試料との間にバイアスを加えて電流を検出し、同一のティップによる表面凹凸像とトンネル電流分布像を同時に取得することができる。
この複合機においても、ティップが試料表面に原子レベルでアクセスできることを応用し、局所領域に記録情報を書き込む、情報記録再生装置が考えられている。この場合には、書き込み或は読み出し速度を高めるため、プローブの複数化が必須のものとなる。
【０００５】
また、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）は、磁性体からなるバネ状のプローブを用い、磁気記録媒体や磁気ヘッド等の磁性材料である試料とプローブの間に働く力を検出することにより、試料の漏洩磁界分布を２次元、３次元的に非破壊で計測するものである。ＭＦＭ用のプローブは鋭い先端の微小テイップとバネとなるカンチレバーからなり、微小ティップまたは、微小ティップとカンチレバーが磁性体層を有したものである。ＭＦＭにおいては、試料の構造評価以外にも、ティップの発生する磁界を用いて、磁気記録媒体に直接記録を行う情報記憶装置への応用（Ｔ．Ｏｋｕｂｏ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．ＭＡＧ‐−２７（６），ｐｐ．５２８６−５２８８，１９９１）も研究されている。構造評価や情報記録再生装置への応用を考えると、高分解能や高記録密度を達成するためにＭＦＭのティップの先端部の曲率半径が小さいことが望まれる。
【０００６】
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単結晶シリコンを用いて異方性エッチングにより形成した微小ティップが知られている（米国特許第５，２２１，４１５号明細書）。
この微小ティップの形成方法は、図１２に示すように、まず二酸化シリコン５１０、５１２のマスクを被覆したシリコンウエハ５１４に異方性エッチングによりピット５１８を設け、二酸化シリコン５１０、５１２を除去し、次に全面に窒化シリコン層５２０、５２１を被覆してカンチレバー（片持ち梁）及び微小ティップとなるピラミッド状ピット５２２を形成し、カンチレバー形状にパターニングした後、裏面の窒化シリコン５２１を除去し、ソウカット５３４とＣｒ層５３２を設けたガラス板５３０と窒化シリコン５２０を接合し、シリコンウエハ５１４をエッチング除去することによりマウンティングブロック５４０に転写された窒化シリコンからなるティップとプローブを作製するものである。
最後に、裏面に光てこ式ＡＦＭ用の反射膜となる金属膜５４２を形成する。
これをＭＦＭに用いる場合には、上記プローブの表面に真空蒸着法を用いて磁性体層５４３を形成すればよい。同様に、Ｓｉ上に形成した二酸化シリコンからなるプローブ上の表面に、真空蒸着法を用いて磁性体層を形成した例としてはＡ．Ｋｉｋｕｋａｗａ等（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６１（２１），２３Ｎｏｖｅｍｂｅｒｌ９９２，ｐｐ２０６７−２０６９）、又は保坂等（１９９２年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集，Ｈ２２，ｐｐ．２７７−２７８）によるＭＦＭがある。
【０００７】
また、図１３（ａ）に示されるように、たとえば基板２０１上の薄膜層２０２を円形にパターニングし、それをマスクにして基板２０１をエッチングし、サイドエッチングを利用してティップ２０３を形成する方法（Ｏ．Ｗｏｌｔｅｒ，ｅｔ ａｌ．，”Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ９（２），Ｍａｒ／Ａｐｒ，１９９１，ｐｐ１３５３−１３５７）、さらには図１３（ｂ）に示されるように、逆テーパーをつけたレジスト２０５のレジスト開口部２０６に基板２０４を回転させながら導電性材料２０７を斜めから蒸着し、リフトオフすることによりティップ２０８を形成するスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）等により提案された方法（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，ｅｔ ａｌ．，”Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７．１９７６，ｐｐ５２４８−５２６３）等がある。
また、この方法により形成された磁気力検出用の探針もある（Ｋ．Ｙａｎａｇｉｓａｗａ ｅｔ ａｌ．，“Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍｉｃｒｏ−Ａｃｔｕａｔｏｒ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，１９９１，ｐｐ．１２０−１２３）。
ＭＦＭ等に用いる磁気力検出用の探針としては、これらの方法により、着磁により任意の方向に磁化方向を設定できる保磁力の大きな磁性体材料や、逆に測定磁界の方向に探針の磁化が向く保磁力の小さな磁性体材料等の所望の特性を持つ探針を形成することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の微小ティップの形成方法は以下のような問題点を有していた。
例えば、図１２に示したような従来例の微小ティップの製造方法ではつぎのような問題点がある。
すなわち、
（１）テイップ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再利用ができず、生産性が低くなり製造コストが高くなること。
（２）ティップの雌型となったシリコン基板をエッチングするため、プローブ表面のエッチング液によるティップ部の材料劣化、形状劣化、及びエッチング液からの汚染等が生じる可能性がある。
（３）ティップ表面上に導電性材料を被覆してＳＴＭのティップとする場合には、ティップの先端部は鋭利に形成されているが、このために導電性材料が被覆されにくく、被覆した場合に成膜した導電体膜の粒塊が現れ、再現性良く粒塊の制御をすることが困難である。
（４）薄膜カンチレバー上に微小ティップを形成する場合には、ＡＦＭでは反射膜をプローブの裏面の全面に形成するため、カンチレバーが反射膜の膜応力により反ってしまい、また、従来例による真空蒸着或はＣＶＤ法などで成膜したＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＳｉＣ，Ｃなどは、多結晶或はアモルファス状であり内部応力を少なからず有しているため、レバー自身に反りを生じてしまうという問題が生じる。レバーにこのような反りによるバラツキがあると、プローブを複数化した場合に記録媒体に対するそれぞれのプローブの荷重が異なってしまい、荷重によっては解像度の低下或は記録媒体やティップの破壊を引き起こす。
また、Ｓｉ基板などの厚い基板に、ＳｉＯ２，ＳｉＮなどの薄膜状のレバーの一部を保持させると、両者の積層部に応力が生じ、この応力は特にレバーの付け根の部分に集中するため、レバーを繰り返し動作させると、その部分から破壊を生じる。
さらに、カンチレバー及びそれを保持する基板全面に導電性材料を被覆したプローブを用いて、記録媒体に対して電圧印加を行い情報の記録を行う場合、カンチレバー及びその保持基板全面が電極として作用するため、記録媒体との間に浮遊容量が発生して電圧印加時間の遅延を引き起こす、等の問題を生じる。
（５）磁気力検出用の従来の微小探針の製造方法は、探針プローブ上の表面に、真空蒸着法を用いて磁性体層を形成し、磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成するため、カンチレバーを試料に近接させた際に、探針のみならず、カンチレバー上に形成した磁性体層も漏洩磁界を受ける可能性があり、検出信号のノイズが大きくなる原因になる。
また、磁性体層をカンチレバーの表面の全面に形成することで生じる磁性体層の膜応力によるカンチレバーの反りを抑えるために、磁性体層の厚みとしては数〜数十ｎｍ程度の薄膜となり、磁気力の検出感度が低くなる。
さらに、探針表面上に磁性体層を被覆してＭＦＭの探針とする場合には、探針の先端部は鋭利に形成されているが、このために磁性体材料が被覆されにくく、被覆した場合に成膜した磁性体膜の粒塊が現れ、再現性良く粒塊の制御をすることが困難である、等の問題が生じる。
【０００９】
また、図１３に示したような従来例の微小ティップの製造方法ではつぎのような問題点がある。
すなわち、
（６）ティップを形成する際のシリコンのエッチング条件やレジストのパターニング条件及び導電性材料の蒸着条件等を一定にするには厳しいプロセス管理が必要となり、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難しい。
（７）特に、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、ティップ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、等の問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来技術における課題を解決するため、微小ティップの雌型を後工程でエッチング除去することなく微小ティップを形成でき、生産性を向上すると同時に、製造コストを低減できる、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を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、エッチング液による微小ティップの材料乃至は形状の劣化や、汚染のない微小ティップを形成することができる構成を得ることを目的とするものである。
また、本発明は、微小ティップの材料として金属材料を用いることができ、導電体薄膜を被覆する必要のない構成を得ることを目的とするものである。
また、本発明は、微小ティップのみをカンチレバー先端に形成することができ、反射膜をプローブの裏面全面に形成する必要のない構成を得ることを目的とするものである。
また、本発明は、微小ティップとして再現性の良い均一な形状が得られ、且つ先端を鋭利に形成でき、探針の複数化（マルチ化）が容易となる構成を得ることを目的とするものである。
さらに、本発明は、レバーの反りや破壊が生ぜず、媒体との間に発生する浮遊容量が低減され、微小ティップをレバー上に再現性よく容易に接合、形成することのできるプローブの製造方法とそのプローブ、並びに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を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、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、及びその製造用雌型基板、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を、つぎのように構成したものである。
すなわち、本発明の微小ティップの製造方法は、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であって、第１基板の表面に凹部を形成する工程と、前記第１基板の凹部を含む基板上に剥離層を形成する工程と、前記第１基板の剥離層上に微小ティップ材料を成膜し、該微小ティップを構成する側壁面が、前記第１基板の凹部で囲まれた中空の領域に向かって凸である微小ティップを形成する工程と、第２基板上に接合層を形成する工程と、前記第１基板における凹部を含む剥離層上の微小ティップを、前記第２基板上の接合層に接合し、前記接合層と前記中空の領域とに囲まれた領域を形成する工程と、前記第１基板における剥離層と微小ティップの界面で剥離を行い、前記第２基板上の接合層上に前記微小ティップを転写する工程と、を少なくともその工程に含み、かつ、前記剥離層が、金属元素、半金属元素、半導体元素のそれぞれの酸化物あるいは窒化物のいずれかの材料を主成分とすることを特徴としている。
本発明の微小ティップの製造方法においては、前記剥離層が二酸化シリコンよりなることを特徴としており、この剥離層の二酸化シリコンは、前記第一基板を熱酸化することにより形成することができる。
また、本発明の微小ティップの製造方法においては、前記二酸化シリコンの膜厚は、５００ｎｍ以上とすることが好ましく、また前記微小ティップは、白金または金により形成することが好ましい。そして、本発明の微小ティップの製造方法においては、 前記微小ティップを、複数形成した構成を採ることができる。
また、本発明の微小ティップの製造方法は、前記第１基板の剥離層上にめっき用電極層を形成する工程と、前記めっき用電極層上にめっき法により微小ティップを形成する工程と、を少なくともその工程に含むように構成することができる。また、本発明の微小ティップの製造方法は、前記微小ティップを、磁性体で形成することができる。
【００１３】
また、本発明のプローブの製造方法に関するの発明の形態の一つは、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を有するプローブの製造方法であって、シリコンよりなる第１基板の表面に凹部を形成する工程と、前記第１基板の凹部を含む基板上に剥離層を形成する工程と、前記第１基板の剥離層上に微小ティップ材料を成膜し、該微小ティップを構成する側壁面が、前記第１基板の凹部で囲まれた中空の領域に向かって凸である微小ティップを形成する工程と、第２基板上に弾性体材料を形成する工程と、前記第２基板の弾性体材料上に接合層を形成する工程と、前記第１基板における凹部を含む剥離層上の微小ティップを、前記第２基板上の接合層に接合し、前記接合層と前記中空の領域とに囲まれた領域を形成する工程と、前記第１基板における剥離層と微小ティップの界面で剥離を行い、前記第２基板上の接合層に前記微小ティップを転写する工程と、前記第２基板の一部を除去して弾性体材料から弾性体を形成する工程と、を少なくとも有し、かつ、前記剥離層が、金属元素、半金属元素、半導体元素のそれぞれの酸化物あるいは窒化物のいずれかの材料を主成分とすることを特徴としている。このプローブの製造方法においては、前記剥離層が二酸化シリコンよりなることを特徴としており、この剥離層の二酸化シリコンは、前記第一基板を熱酸化することにより形成することができる。
また、このプローブの製造方法においては、前記二酸化シリコンの膜厚は、５００ｎｍ以上とすることが好ましく、そして、前記微小ティップを、複数形成した構成を採ることができる。
【００１４】
また、本発明のプローブに関するの発明の形態の一つは、 基板と、該基板上に形成された接合層と、該接合層上に形成された微小ティップと、該接合層と該微小ティップとに囲まれた中空の領域と、を有するトンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブにおいて、該微小ティップを構成する複数の側壁面が該中空の領域に向かって凸であることを特徴としいおり、または、基板上に形成されたレバーと、該レバー上に形成された接合層と、該接合層上に形成された微小ティップと、該接合層と該微小ティップとに囲まれた中空の領域と、を有するトンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブにおいて、該微小ティップを構成する複数の側壁面が該中空の領域に向かって凸であることを特徴としている。
そして、このプローブにおいては、微小ティップを、複数形成した構成を採ることができる。
【００１６】
また、本発明のプローブに関するの発明の形態の、他の一つは、トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブであって、前記プローブが単結晶Ｓｉ層からなるレバーと該レバー上に接合層を介して配された金属からなるティップとにより形成され、かつ前記ティップと接合層との間に中空の領域を有していることを特徴としている。
このプローブにおいては、前記ティップを形成する金属が、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか或はその合金よりなり、 前記接合層が、金属よりなることが好ましい。その際、前記接合層を形成する金属は、ＰｔまたはＡｌであることが好ましく、また、 前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０ｌΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のプロープの製造方法に関するの発明の形態の、さらに他の一つは、トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブの製造方法であって、前記プローブが単結晶Ｓｉ材料からなる基板上に絶縁層を介して単結晶Ｓｉ層からなるレバーを形成し、該レバー上に接合層を介して金属からなるティップを形成し、かつ前記ティップと接合層との間に中空の領域を形成することにより作製されることを特徴としている。
そして、このプローブの作製は、単結晶Ｓｉ基板上に形成された絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程と、該単結晶Ｓｉ層をレバー状に加工する工程と、該レバー上に接合層を形成する工程と、該接合層上に他の基板で形成されたティップを転写する工程と、該レバー裏面の単結晶Ｓｉ基板と絶縁層を除去し該レバー裏面に空隙を形成する工程とを少なくともその作製工程に含んでいることを特徴とする。
このプロープの製造方法は、前記ティップが、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか、或いはその合金を含み、 前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０ｌΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
また、前記ティップの転写は、圧力によるティップ材料或は接合部の変形によって行うことができる。
【００１８】
また、本発明においては、トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブを有するプローブユニットであって、前記プローブユニットが信号処理用ＩＣの形成された単結晶Ｓｉ基板と、該基板上に形成された絶縁層と、該絶縁層に一部を支えられた単結晶Ｓｉ層からなるレバーと、該レバー上に接合層を介して配された金属からなるティップと、該接合層と該ティップによって形成された中空の領域と該レバーの端部に形成された電極配線とからなるプローブユニットを構成することができる。
そして、このプローブユニットは、その単結晶Ｓｉ基板に、前記絶縁層に一部を支えられた単結晶Ｓｉ層からなるレバーと対応する位置に、結晶軸異方性エッチングによる貫通孔を有していることを特徴としている。
また、前記ティップを形成する金属は、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか、或いはその合金を含むものであることが好ましく、前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０ｌΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
さらに、本発明においては、このようなプローブユニットを用いて、プローブと、このプローブと対向する試料媒体に対して走査し、その試料媒体との間の物理現象により生じるトンネル電流または微小力を検出して試料観察を行う走査型プローブ顕微鏡、情報の記録再生を行う情報記録再生装置を構成し良好な試料観察や、情報の記録再生を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は上記した製造方法により、微小ティップの製造に用いる雌型を後工程でエッチング除去することなく微小ティップを形成することができるから、雌型は再利用することが可能となり、生産性を向上させると同時に、製造コストを低減することが可能となる。
また、エッチング液によるティップ部の材料劣化、形状劣化、及びエッチング液からの汚染等をなくすことが可能となる。
さらに、ティップの材料として金属を用いることができ、導電性材料を被覆する必要がなくなるだけでなく、このティップのみをカンチレバー先端に形成することができるから、反射膜をプローブの裏面に形成する必要もなくすことができる。
さらにまた、ティップとして金属からなる微小ティップ材料を用いることにより再現性の良い均一な形状が得られ、かつ先端を鋭利に形成することができ、また複数の微小ティップを形成した場合においても微小ティップの先端曲率半径を揃えることができティップの複数化（マルチ化）を容易に実現することができる。以下に、その詳細を図に基づいて説明する。
本発明によるプローブの構成は、基板あるいはレバー上に形成された接合層、該接合層上に形成されたティップ、及び該接合層と該ティップとに囲まれた中空の領域、を有するトンネル電流検出用または微小力検出用のプローブであり、図１はその製造工程を示す断面図である。
以下、この図に従い製造方法を説明する。
第一に、シリコンよりなる第１基板１の表面に凹部３を形成する。
これには、まず第１基板１に保護層２を形成し、次に、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ニングしてシリコンの一部を露出させ、次に、結晶軸異方性エッチング等を用いてシリコンをエッチングして凹部３を形成する方法が用いられる。
保護層２としては二酸化シリコンや窒化シリコンを用いることができる。
シリコンのエッチングにはティップ先端部を鋭利に形成できる結晶軸異方性エッチングを用いることが好ましい。
エッチング液に水酸化カリウム水溶液を用いることにより（１１１）面と等価な４つの面で囲まれた逆ピラミッド状の凹部３を形成することができる（図１（ａ）参照）。
【００２０】
第二に、上記凹部３を含む第１基板１上に酸化物よりなる剥離層４を形成する。
この剥離層４形成後の工程で、剥離層４上に微小ティップ５材料を成膜した後、微小ティップ５を剥離層４から剥離するため、微小ティップ５材料が剥離しやすい剥離層４材料を選択する必要がある。
すなわち、剥離層４の材料にティップ５材料との反応性・密着性が小さい金属元素、半金属元素、半導体元素のそれぞれの酸化物あるいは窒化物、を用いることにより良好に剥離することが可能となる。特に複数本のティップを同時に形成する必要がある場合は剥離層の材質に大きく依存し、このような酸化物、窒化物を用いることにより歩留り良く複数のティップを得ることができる。これら酸化物、窒化物は、たとえばＢＮ，ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＯ2，ＴｉＮ，ＴｉＯ2，ＶＯ2， Ｃｒ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＷＯ3等が使用できる。
これらの材料はスパッタリング法や真空蒸着法により形成することができる。
さらに、第１基板１にシリコンを用いる場合は基板表面を酸化することにより容易に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を得ることができる。この酸化による二酸化シリコンの形成方法は、放置（自然酸化）する方法、硫酸＋過酸化水素水を利用する方法、沸騰水を用いる方法、熱酸化炉を用いる方法等があり、特に、熱酸化炉をもちいてシリコン表面を熱酸化する方法が再現性・制御性・成膜速度の点で優れている。
特に、剥離層に用いた場合これを熱酸化した膜を厚くすることにより、シリコン基板表面の凹凸を吸収し表面を平滑にすることができる。このため形成されるティップの表面も平滑となり、形成されたティップの強度を向上させることが可能である。また、ティップと剥離層との界面が平滑であるため、ティップを剥離層から剥離することが容易となる。上記の効果を得るためには二酸化シリコン膜厚が２００ｎｍ以上であることが望ましい。
また、シリコンを熱酸化して酸化膜を形成することによりティップを構成する側壁面を中空の領域に向かって凸の形状とすることができる（図１（ｂ）参照）。これは、シリコンの形状により、熱酸化した時の二酸化シリコンの厚みに差が生じることを利用している。これによりティップを強固な構造とすることができる。
すなわち、本発明においてはティップが中空構造であるため、特に金属のティップの場合ティップ先端が試料と接触する際に変形しやすいが、図の様な形状とすることにより、ティップ先端に加わる力に対してより変形しにくい構造にすることができる。
上記の効果を得るためには、二酸化シリコン膜厚が５００ｎｍ以上であることが望ましい。また、同時に先端曲率半径を小さくすることが可能である。
【００２１】
第三に、前記凹部を含む剥離層上に微小ティップ５を形成する。
微小ティップ５の材料とし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。
微小ティップ５材料の成膜には既知の薄膜作製技術である真空蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。
特に、真空蒸着法は成膜時の粒子のエネルギーが小さいため、剥離層４との密着性が小さく、剥離性に優れている。成膜後既知のフォトリソグラフィーの手法を用いて微小ティップ５材料をパターニングし、微小ティップ部とする（図１（ｃ）参照）。
また、めっき法による微小ティップ形成も可能である。すなわち第１基板上に既知の成膜技術によりめっき用電極層を形成し、このめっき用電極層の微小ティップ形成部以外の場所をレジスト等で覆った後、めっき用電極露出部（微小ティップ形成部）に対してめっき法によって選択的に微小ティップ材料を形成することにより、容易に、かつ金属材料の無駄無く材料コストを低減し、微小ティップを形成できる。めっきの方法としては、電解、無電解共に使用可能であるが、無電解めっき法は溶液のｐＨ、或いは液温が高い、膜応力が大きい等の問題があり、好ましくは電解めっき法を用いる。
【００２２】
第四に、第２基板８または第２基板８上に形成されたカンチレバー等の弾性体９上に接合層７を形成する。
第２基板８および弾性体９は接合層７を介して微小ティップ５を支持する部材である。
接合層７は圧力によりティップを接合するためのものであり、微小ティップ５と接合層７に金属を用いれば、圧力で互いに変形することにより金属結合を得ることができる。
そこで、材料としては金属、特にＡｕ、Ｐｔのような延性・展性に富んだ金属が望ましい。また、Ａｕ、Ｐｔは剥離層に二酸化シリコン、特に熱酸化により形成した二酸化シリコンを用いた場合は剥離性にも優れ歩留り良くティップを得ることができる。
なお、トンネル電流を取り出すための配線１０は、接合層７と同一材料で同一層に形成しても良い。
【００２３】
第五に、前記凹部３を含む剥離層４上の微小ティップ５材料を接合層７に接合する。
これには、それぞれの基板を真空チャック等により保持できるアライメント装置を用い、第１基板１上の微小ティップ５と第２基板８上の接合層７とを位置合わせして対向・接触させ、更に荷重を加えることにより微小ティップ５と接合層７の接合（圧着）を行う（図１（ｄ）参照）。
【００２４】
第六に、前記剥離層４と微小ティップ５材料の界面で剥離を行い接合層７上に微小ティップ５材料を転写する。
すなわち、第１基板１と第２基板８を引き離すことにより、剥離層４と微小ティップ５との界面で剥離させる（図１（ｅ）参照）。
また、本発明においては、上記第四以降の製造方法として以下の方法もふくまれる。
すなわち、少なくとも１つ以上の固定電極を第２基板又は／及び第３基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成し、該接着層を介して第３基板と第２基板を接着し、第３基板を薄膜平板に整形し、薄膜平板と第２基板とを接続するための支持部、及び接合層を形成し、第１基板の剥離層上の微小ティップ材料を接合層に接合、転写した後に、接着層を除去することにより、微小ティップを自由端に有するトンネル電流または微小力検出用のプローブを作製することが可能である。
上記プローブが、薄膜平板と、該薄膜平板を前記基板に対して回転自在に支持する２つのねじり梁と、該ねじり梁を基板上に空隙を介して上部から支持することにより前記薄膜平板を基板に平行に配置させる支持部と、前記薄膜平板上の一端に形成された接合層と、該接合層上に形成された微小ティップとからなる構造を有することにより、薄膜平板の下部の第２基板上に形成した固定電極と薄膜平板に電圧を印加することにより生じる静電力により前記ねじり梁がねじり回転し、薄膜平板が回転変位する静電アクチュエータの機能を有する。
【００２５】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
［実施例１］
本発明の実施例１におけるＳＴＭ用プローブの構成を図２に示す。
図２において、基板上に形成された接合層７上に微小ティップ５が接合され、またトンネル電流用配線１０が接合層７に接続されている。
図１は実施例１のプローブの製造工程を示す断面図である。
以下、この図に従い製造方法を説明する。
まず、面方位（１００）の単結晶シリコンウエハを第１基板１として用意した。次に、保護層２としてシリコン熱酸化膜を１００ｎｍ形成した。次に、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ニングし、１０μｍ平方のシリコンを露出した。
次に、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パターニング部のシリコンをエッチングした。
なお、エッチング条件は、濃度３０％の水酸化カリウム水溶液を用い、液温９０℃、エッチング時間は１０分とした。このとき（１１１）面と等価な４つの面で囲まれた深さ約７μｍの逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図１（ａ）参照）。
次に、保護層２である熱酸化膜をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合水溶液（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：５）で除去した。次に、１２０℃に加熱した硫酸と過酸化水素水の混合液、及び、２％フッ酸水溶液を用いて第１基板１の洗浄を行った。次に、酸化炉をもちいて第１基板１を酸素及び水素雰囲気中で１０００℃に加熱し、剥離層４である二酸化シリコンを１００ｎｍ堆積した（図１（ｂ）参照）。次に微小ティップ５材料として金Ａｕを真空蒸着法により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Ａｕの膜厚は１．０μｍとした（図１（ｃ）参照）。
次に第２基板８として表面酸化膜を形成したシリコン基板を用意し、この表面にクロム（Ｃｒ）を５ｎｍ、Ａｕを３００ｎｍ真空蒸着法により、成膜しフォトリソグラフィとエッチングによリパターン形成を行い、接合層７及び配線１０とした。次に、第１基板１上の微小ティップ５と第２基板８上の接合層７とを位置合わせして対向・接触させ、更に荷重を加えることにより微小ティップ５と接合層７の接合（圧着）を行った（図１（ｄ）参照）
次に、第１基板１と第２基板８を引き離すことにより、剥離層４と微小ティップ５との界面で剥離させた（図１（ｅ）参照）。
このとき、基板表面からのティップの高さは約８μｍであった。またティップ先端の曲率半径は約３０ｎｍであった。
【００２６】
図３は本実施例の微小ティップを適用したＳＴＭ装置のブロック図を示す。
図３において、微小ティップ５と試料１１との間にバイアス電圧を印加し、こ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１２のＺ方向を駆動しティップ５と試料１１との間隔を一定に保っている。
更に、ＸＹＺ駆動ピエゾ素子１２のＸＹを駆動することにより試料の２次元像であるＳＴＭ像が観察される。この装置で試料として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で観察したところ、良好な原子像を得ることができた。
また、本実施例において実施例１と同様にして第一基板１上に複数の凹部３を形成することにより、第二基板８上に複数の微小ティップ５を形成することができた。この方法により、形状のそろった微小ティップを歩留り良く同時に形成することができた。
【００２７】
また、上記図１（ｂ）の工程においてＳｉＯ2を成膜せずに第１基板１のＳｉ表面を剥離層４とした場合と、上記図１（ｂ）の工程において剥離層４として第１基板１上に真空蒸着法によりＣｒを１００ｎｍ成膜した場合と、本実施例による方法による場合の３つの場合で、以下の２つの条件によるテイップ圧着確率の比較を行った。微小テイップ５は膜厚１．０μｍの金Ａｕを用いた。
条件１；本実施例同様に接合層７としてＣｒ下引きのＡｕを用い、圧着荷重は１０ｋｇｆで、接合温度は室温であった。
条件２；接合層７はＡｌ、圧着荷重１０ｋｇｆを加えた状態で窒素雰囲気中で温度３００℃で１時間放置した。第１基板１上の微小テイップ５の個数１０００個に対する圧着確率を下表に示す。

以上の結果より、剥離層４としてＳｉＯ2を用いることにより、剥離が容易となり、接合の歩留まりが向上した。
【００２８】
［実施例２］
本発明の実施例２は、ＳＴＭ用プローブまたその製造方法として実施例１とは別の形態を採るものである。
プローブの構成は実施例１と同一であり、プローブの製造工程もほぼ同一である。
実施例１と異なる部分は以下の部分である。
すなわち図１（ｂ）で示される工程において剥離層４である二酸化シリコンを５００ｎｍ堆積した。
この方法により作製したティップの先端の曲率半径は約２０ｎｍであった。
本実施例で作製したＳＴＭ用プローブを用いて図３で示されるＳＴＭ装置にて実施例１と同様の方法で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で観察したところ、実施例１よりもさらに繊細な原子像を得ることができた。
【００２９】
［実施例３］
本発明の実施例３は、ＡＦＭ用カンチレバー型プローブ及びその製造方法を構成するものであり、そのプローブの構成を図５に示す。
図５において、カンチレバー９上に形成された接合層７上に微小ティップ５が接合されている。
図４は本実施例のプローブの製造工程を示す断面図である。
以下、この図に従い製造方法を説明する。
まず、面方位（１００）の単結晶シリコンウエハを第１基板１として用意した。次に、保護層２としてシリコン熱酸化膜を１００ｎｍ形成した。
次に、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ニングし、１０μｍ平方のシリコンを露出した。
次に、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パターニング部のシリコンをエッチングした。
なお、エッチング条件は、濃度３０％の水酸化カリウム水溶液を用い、液温９０℃、エッチング時間は１０分とした。
このとき（１１１）面と等価な４つの面で囲まれた深さ約７μｍの逆ピラミッド状の凹部３が形成された（図４（ａ）参照）。
次に、保護層２である熱酸化膜をフッ酸とフッ化アンモニウムの混合水溶液（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：５）で除去した。
次に、１２０℃に加熱した硫酸と過酸化水素水の混合液、及び、２％フッ酸水溶液を用いて第１基板１の洗浄を行った。
次に、熱酸化炉をもちいて第１基板１を酸素及び水素雰囲気中で１０００℃に加熱し、剥離層４である二酸化シリコンを５００ｎｍ堆積した（図４（ｂ）参照）。
次に微小ティップ５材料として金Ａｕを真空蒸着法により成膜しフォトリソグラフィとエッチングによリパターン形成を行った。
なお、このときのＡｕの膜厚は１．０μｍとした（図４（ｃ）参照）。
次に第２基板８として単結晶シリコン基板を用意し、第２基板８両面に二酸化シリコン１３を０．３μｍ、窒化シリコン１４を０．５μｍ成膜した。次に表面の窒化シリコン１４をフォトリソグラフィとエッチングによりカンチレバー９（片持ち梁）の形状にパターニングした。
このとき、カンチレバーの寸法は幅５０μｍ、長さ３００μｍとした。次に、裏面の窒化シリコン１４及び二酸化シリコン１３を同様にエッチングマスク形状にパターニングした。
次に、チタン（Ｔｉ）を３ｎｍ、金（Ａｕ）を５０ｎｍ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い、カンチレバー上に接合層７を形成した。
次に、第１基板１上の微小ティップ５と第２基板８上の接合層７とを位置合わせして対向・接触させ、更に荷重を加えることにより微小ティップ５と接合層７の接合（圧着）を行った（図４（ｄ）参照）。
次に、第１基板１と第２基板８を引き離すことにより、剥離層４と微小ティップ５との界面で剥離させた（図４（ｅ）参照）。
次に、表面保護層１５としてポリイミド層をスピンコートにより塗布し、ベークして形成した。
次に、裏面の窒化シリコン１４をエッチングマスクにして、９０℃に加熱した３０％水酸化カリウム水溶液により裏面からシリコン基板８のエッチングを行った。次に、フッ酸とフッ化アンモニウム混合水溶液により二酸化シリコン層１３を除去した。
最後に、酸素プラズマを用いて表面保護層を除去してカンチレバー型プローブを形成した（図４（ｆ）参照）。
【００３０】
上記、本実施例のプローブを用いた光てこ方式のＡＦＭ装置を作製した。本実施例により作製したＡＦＭ用のプローブでは、変位測定のためのレーザーの反射をカンチレバー先端に設けた接合層７の裏面にて行うことができ、反射膜の代用となる。
これにより、カンチレバーの裏面の全面に反射膜をコーティングする必要がなく、その膜応力により反ることがなくなった。
本ＡＦＭ装置のブロック図を図６に示す。
ＡＦＭ装置はカンチレバー５１と接合層４８と接合層４８に接合した微小ティップ５０からなるプローブと、レーザー光６１と、カンチレバー自由端の接合層裏面にレーザー光を集光するためのレンズ６２とカンチレバーのたわみ変位による光の反射角の変化を検出するポジションセンサー６３と、ポジションセンサーからの信号により変位検出を行う変位検出回路６６と、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子６５と、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子をＸＹＺ方向に駆動するためのＸＹＺ駆動用ドライバー６７とからなる。
このＡＦＭ装置を用い、マイカからなる試料６４にプローブを接近させた後に、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子６５のＸＹ方向を駆動することにより試料表面のＡＦＭ像を観察したところ、マイカ表面のステップ像を観察することができた。
また本実施例において実施例３と同様に第一基板１上に複数の凹部３を形成することにより、、第二基板８上に複数のカンチレバー９を形成することにより複数のカンチレバー９上にそれぞれ微小ティップ５を形成することができた。この方法により、形状のそろった微小ティップを歩留り良く同時に形成することができた。
【００３１】
［実施例４］
本発明の実施例４は、微小ティップの製造方法としてさらに別の製造方法を構成するものであり、その工程を図７に示す。
まず、面方位（１００）の単結晶シリコンウエハを第１基板１として用意し、実施例１と同様の方法にて逆ピラミッド状の凹部３を形成した（図７（ａ）参照）。
次に、スパッタリング法を用いて凹部３を含む第１基板１に剥離層４として酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を１００ｎｍ堆積した（図７（ｂ）参照）。
次に微小ティップ５材料として白金（Ｐｔ）を電子ビーム（ＥＢ）蒸着法により成膜し、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Ｐｔの膜厚は１．０μｍとした（図７（ｃ）参照）。
次に第２基板８として表面酸化膜を形成したシリコン基板を用意し、この表面にクロム（Ｃｒ）を５ｎｍ、Ａｕを３００ｎｍ真空蒸着法により成膜し、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い、接合層７及び配線１０とした。次に、第１基板１上の微小ティップと第２基板８上の接合層とを位置合わせして対向・接触させ、更に荷重を加えることにより微小ティップ５と接合層７の接合（圧着）を行った（図７（ｄ）参照）。
次に、第１基板１と第２基板８を引き離すことにより、剥離層４と微小ティップ５との界面で剥離させた（図７（ｅ）参照）。
このとき、基板表面からのティップの高さは約８μｍであった。
本実施例を用いたＳＴＭ装置において、実施例１と同様に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で観察したところ、良好な原子像を得ることができた。
本実施例においては剥離層４として酸化アルミニウム（Ａｌ2０3）を用いたが、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）をスパッタリング法により堆積しても同様の効果が得られる。
【００３２】
［実施例５］
本発明の実施例５は、微小ティップの製造方法としてさらにまた別の製造方法を構成するものである。
本実施例は実施例４で用いた図７を同様に用いて説明する。
まず、面方位（１００）の単結晶シリコンウエハを第１基板１として用意し、実施例１および３と同様の方法にて逆ピラミッド状の凹部３を形成した（図７（ａ）参照）。
次に、低圧化学気相成長法（ＬＰ−ＣＶＤ）を用いて凹部３を含む第１基板１に剥離層４として窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）を１００ｎｍ堆積した（図７（ｂ）参照）。
次に微小ティップ５材料として白金（Ｐｔ）を電子ビーム（ＥＢ）蒸着法により成膜し、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Ｐｔの膜厚は１．０μｍとした（図７（ｃ）参照）。
次に第２基板８として表面酸化膜を形成したシリコン基板を用意し、この表面にクロム（Ｃｒ）を５ｎｍ、Ａｕを３００ｎｍ真空蒸着法により成膜し、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い、接合層７及び配線１０とした。次に、第１基板１上の微小ティップと第２基板８上の接合層とを位置合わせして対向・接触させ、更に荷重を加えることにより微小ティップ５と接合層７の接合（圧着）を行った（図７（ｄ）参照）。
次に、第１基板１と第２基板８を引き離すことにより、剥離層４と微小ティップ５との界面で剥離させた（図７（ｅ）参照）。
このとき、基板表面からのティップの高さは約８μｍであった。
本実施例を用いたＳＴＭ装置において、実施例１と同様に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で観察したところ、良好な原子像を得ることができた。
【００３３】
また、上記図７（ｂ）の工程において窒化シリコンを成膜せずに第１基板１のＳｉ表面を剥離層４とした場合と、上記図７（ｂ）の工程において剥離層４として第１基板１上に真空蒸着法によりＣｒを１００ｎｍ成膜した場合と、本実施例による方法による場合の３つの場合で、ティップ圧着確率の比較を行った。微小ティップ５は膜厚１．０μｍの白金Ｐｔを用いた。接合層７としてＣｒ下引きのＡｕを用い、圧着荷重は１０ｋｇｆで、接合温度は室温で実験した。第１基板１上の微小ティップ５の個数１０００個に対する圧着確率を下表に示す。

以上の結果より、剥離層４として窒化シリコンを用いることにより、剥離が容易となり、接合の歩留まりが向上した。
【００３４】
［実施例６］
本発明の実施例６は、ＡＦＭ／ＳＴＭ用プローブ及びその製造方法を構成するものである。
本実施例では、本発明の第２実施例で作製された第１基板の微小ティップを結晶シリコンからなる薄膜平板上に転写したＡＦＭまたはＳＴＭ用のプローブを作製した。
作製したプローブの斜視図を図８（ａ）に、そのＡ−Ａ断面図を図８（ｂ）に示す。本発明のプローブは図８より以下の構造を持つ。
１０４は固定電極８５及び８６を有する窒化シリコン膜１００、１０１を形成したシリコンブロック、８１は導電性を有するｎ型の結晶シリコンからなる薄膜平板であり、ねじり梁８２を側面に有し、空隙１０２を介して支持部８３、８４によりねじり梁８２の上面で吊り下げ支持されている。
薄膜平板８１は、平板電極部８８と、一端に接合層７８及び接合層上に形成した微小ティップ８０を有する開口部８７を設けた可撓梁８９を有する。
固定電極８６は平板電極部８８に対向するように窒化シリコン膜１００上に配置して形成してある。
支持部８３、８４は、Ａｌ膜の電気導電体よりなり、接合層はＰｔ、微小ティップは実施例１と同様の行程により形成したＡｕよりなる。
支持部８３は、薄膜平板８１と固定電極８５、及び薄膜平板８１と接合層７８を通じて微小ティップ８０とも電気的に接続している。
これにより支持部はねじり梁８２を介して薄膜平板８１をエアブリッジ（Ａｉｒ
Ｂｒｉｄｇｅ）構造にて機械的かつ電気的に接続する。
本発明のプローブは、固定電極８６と固定電極８５に電圧を印加することにより、固定電極８６と平板電極部８８との間に静電引力が生じ、ねじり梁がねじり回転し、平板電極部がシリコンブロック側に変位し、微小探針が逆側に変位する、すなはち、薄膜平板８１がねじり梁の回転軸回りに回転変位する静電アクチュエータの機能を有している。
本発明の静電アクチュエータを有するプローブでは、可撓梁の自由端に微小ティップを有することでＡＦＭ用プローブとして用いると共に、微小ティップ及び薄膜平板が電気導電性を有することによりＳＴＭ用プローブとしても用いることが可能であり、さらに複合型ＳＴＭ／ＡＦＭ用プローブとして利用できる。
また、図２で示したＳＴＭ装置に本発明のプローブを用いることで、固定電極８５と固定電極８６に電圧を印加し微小ティップを変位させ、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子のＺ方向の駆動を代わりに行うことができる。
【００３５】
図９及び図１０は本発明のプローブの製造方法を説明するための作製工程図である。
図９、ｌ０を用いて図８に示すプローブのＡ−Ａ断面図における本発明の製造方法について説明する。
第３基板として、シリコン基板９１上に二酸化シリコン膜の絶縁層９２を介して後工程で薄膜平板８１となるｎ型の結晶シリコン膜９３（３０Ω／□、厚さｌμｍ）が形成してなるＳＯＩ（Ｓｉ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いた（図９（ａ））。
前記基板上にフォトレジストを塗布し露光、現像を行うフォトリソグラフィプロセスを用いてフォトレジストのパターニングを施し、該フォトレジストをマスクとして結晶シリコン膜９３をＣＦ４ガスを用いて反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によリエッチングし、後工程にて薄膜平板となる開口部８７を有するビームパターン９４を形成し、フォトレジストをレジスト剥離液を用いて剥離し図９（ｂ）に示すビームパターンを有する第３基板を作製した。
第３基板と接着する第２基板として、シリコン基板９５を用意し、シリコン基板９５を裏面から結晶軸異方性エッチングする際のマスクとなる窒化シリコン膜を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。
窒化シリコン膜の成膜条件は成膜温度８４８℃、流量比ＮＨ3：ＳｉＨ2Ｃｌ2＝１０ｃｃｍ：２０ｃｃｍ、成膜圧力０．２Ｔｏｒｒである。さらに後工程にて第２基板上に空隙を介して薄膜平板８１が形成される場所の裏面の窒化シリコン膜１０１の一部をフォトリソグラフィプロセスとＣＦ4を用いた反応性イオンエッチングにより図９（ｃ）に示すようにパターニングした。
固定電極８５（不図示）、８６は、Ｐｔターゲットを用いてスパッタ法によりＰｔを１００ｎｍ成膜し、フォトリソグラフイプロセスによりフォトレジストをパターニングし、該フォトレジストをマスクとしてＡｒイオンによりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）し、フォトレジストを除去し図８に示すようにパターニングし形成した。
次に、第２基板上に、樹脂膜である接着層９７をスピナー法により塗布した。樹脂膜としてフォトレジストである東京応化（株）製のゴム系レジストＯＭＲ−８３（商品名）を用いた（図９（ｃ））。
塗布する際の樹脂を溶解した溶液中に含まれる溶媒の含有量を調節しないと接着層と第３基板との間に気泡が残る場合がある。硬化しない程度の低温にて前処理加熱を施し樹脂膜中に含まれる溶媒の含有量を調節することで界面に気泡が残ることを防止できる。
接着層９７を、５０℃にて１５分間の前処理加熱を行った。
他の接着層を形成する工程としては、ディッピング法、スプレー法等により塗布する方法等の樹脂膜形成法を用いて行うことが可能である。
塗布方法では樹脂膜は基板上の表面凹凸が存在しても、平坦性良く塗布することが可能であり、これにより第３基板と接着する工程にて基板表面粗さ及び固定電極の段差に依存せずに良好な面接着を得ることが可能となる。
樹脂材料としては、回路を集積化したＳｉ基板上に樹脂膜を形成する場合ナトリウムイオン等の不純物の少ないフォトレジストが好ましい。
さらに好ましくは、密着力及び機械的な強度に優れたゴムを有するゴム系フォトレジスト（例えば「微細加工とレジスト」、野々垣三郎著、高分子学会編集、共立出版発行、１９９０年、１１頁第３行のゴム系フォトレジスト）である。
このため本実施例では、ＯＭＲ−８３を使用した。
接着層４６を塗布した後に、図９（ｂ）の第３基板と図９（ｃ）の第２基板を裏面より圧力をかけて押し当てた後に、１５０℃に加熱処理することにより接着層を硬化させ、図９（ｄ）に示すように接着した。第３基板に結晶シリコン膜９３にビームパターン９４を形成したことで、溝ができ、接着層を加熱処理し硬化する際に発生する有機溶媒の蒸気を前記溝を通じて逃がすことができ、気泡が残ることを防止できた。硬化後の接着層の膜厚は２μｍであつた。
この後、図９（ｄ）の接着した基板に対して、８０℃、３０ｗｔ％のＫＯＨ水溶液中で第３基板のシリコン基板９１をエッチング除去し、さらにＨＦ水溶液にて絶縁層９２をエッチング除去した（図９（ｅ））。
次に、Ｐｔターゲットを用いてスパッタ法によりＰｔを５０ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィプロセスによりフォトレジストをパターニングし、該フォトレジスト１１０をマスクとしてＡｒイオンによりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）し、フォトレジスト、図９（ｆ）に示すように接合層７８を形成した。この後、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、図９（ｇ）に示すようにフォトレジスト１１０及び接着層９７の一部をエッチングした。
このようににして形成したビームパターン及び接合層上に支持層となるＡｌ膜９８を真空蒸着法の一つであるＡｌターゲットを用いたイオンビームスパッタリング法により１μｍ成膜した。
Ａｌ膜９８上にフォトリソグラフィプロセスによりフォトレジスト１１１を塗布、露光、現像し（図１０（ｈ））、Ａｌ膜９８をりん酸、硝酸及び酢酸からなるＡｌエッチャントを用いてパターニングし図８の支持部８３、８４のパターンをねじり梁８２上に形成した。
さらに、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト１１１を除去した（図１０（ｉ））。
第１基板７１は、実施例１に図１（ａ）から図１（ｃ）に示したティップ材料層を形成するまでの工程と同様であり、密着層７６と剥離層７５上に微小ティップ材料となるＡｕを１μｍ成膜したティップ材料層７７からなる。第１基板７１のティップ材料層７７と接合層７８とを位置合わせし、接合を行った（図１０（ｊ））。
接合は第１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を用いている。これによりＡｕとＰｔとの結合がなされ、ティップ材料層７７と接合層７８が接合し、第１基板と第２基板を当接後に離すことにより剥離層上のＡｕのみが接合層７８上に転写され、微小ティップ８０を形成できた。
次に第２基板上にフォトレジスト１１２を塗布し（図１０（ｋ））、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第２基板の裏面側からシリコン基板９５の一部をエッチングしシリコンブロック１０４を形成し、さらに裏面側から薄膜平板下部の窒化シリコン膜１００をＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去した（図１０（ｌ））。
最後に、酸素プラズマによりフォトレジスト１１１及び薄膜平板下部の樹脂膜よりなる接着層９７をアッシングし空隙１０２を形成した。
以上の形成法を用いて図１０（ｍ）の空隙１０２を持つ、結晶シリコンからなるねじり梁８２と薄膜平板８１、及び接合層上に形成された微小ティップ８０を有する、Ａｌの支持部８３、８４で支持された図８に示す静電アクチュエータの機能を持つプローブを形成した。酸素プラズマによるアッシングにより各電極がエッチングされることはなく、かつ従来のウエットエッチングによる犠牲層除去の際に問題となるＳｔｉｃｋｉｎｇを回避することができた。
本発明の形成法では、結晶シリコンにより薄膜平板を作製したことにより、本質的に内部応力を持たない反りのないプローブを作製することができた。
また、固定電極８５と固定電極８６の間に電圧を印加することにより平板電極部の自由端はシリコンブロック方向に、可撓梁の自由端は平板電極部の自由端とは逆方向にねじり梁の捩じり回転に応じて変位した。
また、本発明の製造方法により作製したプローブでは、ＡＦＭ変位測定の為のレーザーの反射を可撓梁の先端に設けた接合層の裏面にて行う事ができ、反射膜の代用となる。
これにより、可撓梁の裏面の全面に反射膜を形成する必要がなく、薄膜平板は反射膜の膜応力により反ることがなかった。
本実施例では、接着層を第２基板上に形成し第３基板と接着したが、第３基板上、または第２基板及び第３基板の両面に形成した後に接着しても同様のプローブの形成が可能であった。
【００３６】
［実施例７］
実施例７は、実施例６で示した本発明の静電アクチュエータの機能を有するプローブを１つの基板上に複数形成してマルチプローブを構成したものである。
図１１は、窒化シリコン膜１５０、１５１が形成されたシリコンブロック１５４上に、図８に示したプローブを複数形成したマルチプローブを説明する斜視図である。
本発明のマルチプローブは図１１より以下の構造を持つ。１２１、１３１、１４１は薄膜平板であり、夫々ねじり梁１２２、１３２、１４２を側面に有し、夫々支持部１２３と１２４、１３３と１３４、及び１４３と１４４により各ねじり梁の上面で吊り下げ支持されている。
また、薄膜平板１２１、１３１、１４１は夫々接合層１２８、１３８、１４８、及び微小ティップ１２０、１３０、１４０を有している。
また、夫々のプローブは対となる固定電極１２５と１２６、１３５と１３６、１４５と１４６を有し、対となる固定電極間に電圧を印加することにより、各プローブのねじり梁の回転軸回りに回転変位させ、夫々のプローブを独立に変位させることが可能である。
結晶シリコンにより薄膜平板を作製したことにより、本質的に内部応力を持たない反りのないプローブを作製することができ、また本発明の微小ティップの製造法にて形成した形状の揃った微小ティップを用いることにより、マルチ化する際に問題となるカンチレバー等の反りや微小ティップの高さばらつきによる、シリコンブロックと微小ティップとの高さばらつき、また複数の微小ティップそれぞれの先端曲率半径のばらつきを抑えることが可能となり、作製再現性の高いマルチプローブを提供することができた。
【００３７】
［実施例８］
図１４は本発明の実施例８における微小ティップの製造方法の工程を示す断面図である。
図１４（ａ）において、酸化ガスにより熱酸化して形成した二酸化シリコン膜からなる保護層２２が形成された結晶方位面が＜１００＞のシリコンウエハを第１基板２１として用意する。
フォトリソグラフィプロセスにより形成したフォトレジストをマスクとして、該保護層２２の所望の箇所をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリコンを露出させた。保護層２２は第１基板２１を結晶軸異方性エッチングし、微小ティップの雌型となる凹部を形成する時の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエッチング耐性を持つ。
フォトレジストを剥離した後に第１基板２１を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ５．６μｍの（１１１）の結晶面からなる逆ピラミッド状の凹部２３を形成した。
【００３８】
次に保護層２２をＨＦ水溶液によりエッチング除去した後に、第１基板２１を酸化ガスを用いて熱酸化し、凹部２３を含む第１基板上に二酸化シリコン膜（剥離層）２４を１００ｎｍ形成した（図１４（ｂ））。
次に図１４（ｃ）に示すように、Ｐｔをスパッター蒸着法により、全面に５０ｎｍの厚さに成膜しめっき用電極層２５を形成した。剥離部２４とＰｔは密着力が弱く、後工程にて剥離層２４とめっき用電極層２５との界面から剥離することができる。
次にめっき用電極層２５上に微小ティップ形成部が露出するようにレジストパターンを形成し、これをマスクとして電解めっき法によりＰｔ層（微小ティップ材料層）２６を５００ｎｍの厚さに形成した（図１４（ｄ））。
めっき液としてはＰｔ−２７０（エヌ・イー・ケムキャット社製）を用い、２０ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度でめっきを行った。めっき後、レジストを溶解除去した（図１４（ｅ））。
【００３９】
次に第２基板２８としてシリコンウエハを用意し、この表面にＣｒ５ｎｍとＡｕ１００ｎｍを真空蒸着法により順次連続して薄膜堆積し、該薄膜をフォトリソグラフィプロセスとエッチングによりパターニングし、接合層２７を形成した（不図示）。
続いて、第１基板２１上のめっき用電極層２５及び微小ティップ材料層２６と第２基板上の接合層２７とを位置合わせし当接した。
当接の際に、第１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法により微小ティップ材料層２６であるＰｔと接合層２７のＡｕとが結合し接合した（図１４（ｆ））。
【００４０】
この後、剥離層２４とめっき用電極層２５との界面から引き剥がすことにより剥離層２４上のめっき用電極層２５及び微小ティップ材料層２６のみを接合層２７上に転写し、図１４（ｇ）に示す微小ティップ２９が製造できた。
この時、微小ティップ材料層２６が形成されていない部分のめっき用電極層２５は第１基板側に残り、第２基板側には転写されなかった。
【００４１】
上述した方法により作製した微小ティップ２９をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてできた逆ピラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されている微小ティップである事を確認し、その微小ティップの先端曲率半径は３０ｎｍ以下であった。
【００４２】
本実施例の微小ティップ２９を用いたＳＴＭ装置を作製した。
本装置のブロック図を図１５に示す。
図中、３０はバイアス印加用電源、３１はトンネル電流増幅回路、３２はＸＹＺ駆動用ドライバー、２８は第２基板、２７は接合層、２９は微小ティップ、３３は試料、３４はＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子である。
ここで微小ティップ２９と試料３３との間を流れるトンネル電流Ｉｔを接合層２７を通じて検出し、Ｉｔが一定となるようにフィードバックをかけ、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子３４のＺ方向を駆動し、微小ティップと試料との間隔を一定に保っている。
接合層はトンネル電流取り出し電極として用いた。さらに、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子３４のＸＹ方向を駆動することにより試料３３の２次元像であるＳＴＭ像が観察できる。
この装置で試料３３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×１００Å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。
【００４３】
［実施例９］
実施例９において、高保磁力を有するＣｏＰｔ磁性体層からなる微小ティップを薄膜カンチレバー上に設けたＭＦＭ用の微小ティップ及ぴプローブの製造方法を説明する。
図１６及び図１７は本発明のＭＦＭ用の微小ティップ及びプローブ製造方法の工程を示す断面図である。
作製したプローブの上面図を図１８（ａ）に、側面図を図１８（ｂ）に示す。
薄膜カンチレバーとしては、窒化シリコン膜からなるシリコンブロック５４で支持された薄膜カンチレバー５１を用いた。
ここで、４８はＴｉとＰｔからなる接合層、５０はＰｔ膜が被覆されたＣｏＰｔ磁性体からなる微小ティップ、５３は二酸化シリコン膜、５２はシリコンウエハを裏面からエッチングする際にマスクとして用いた窒化シリコン膜である。
【００４４】
図１６（ａ）において、酸化ガスにより熱酸化して形成した二酸化シリコン膜からなる保護層４２が形成された結晶方位面が＜１００＞のシリコンウエハを第１基板４１として用意する。フォトリソグラフィプロセスにより形成したフォトレジストをマスクとして、該保護層４２の所望の箇所をＨＦ水溶液によりエッチングし、８μｍ平方のシリコンを露出させた。
保護層４２は第１基板を結晶軸異方性エッチングし、微小ティップの雌型となる凹部を形成する時の保護層であり、結晶軸異方性エッチング液に対してエッチング耐性を持つ。
フォトレジストを剥離した後に第１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッチングし、深さ５．６μｍの（１１１）の結晶面からなる逆ピラミッド状の凹部４３を形成した。
【００４５】
次に保護層２をＨＦ水溶液によりエッチング除去した後に、凹部４３を含むシリコン基板を酸化ガスを用いた熱酸化工程により５０００Åの二酸化シリコン膜からなる剥離層４５を形成した（図１６（ｂ））。
第１基板の凹部を含む表面を熱酸化し二酸化シリコン膜を形成することで、微小ティップを形成するための雌型の微小ティップ先端の曲率半径をより小さくすることができる。これは、シリコンの形状により熱酸化した時の二酸化シリコン膜の厚みに差が生じることを利用しており、熱酸化した二酸化シリコン膜の厚さを制御することにより、微小ティップの曲率半径を制御することを可能にする。
【００４６】
次に図１６（ｃ）に示すように、前記剥離層上にＰｔを真空蒸着法により全面に１００Å成膜し、Ｐｔ膜４４を形成し、さらに微小ティップ材料となるＣｏＰｔ強磁性体をスパッタ法により、全面に５００ｎｍ成膜し磁性体層４７を形成した。
Ｐｔ膜４４と二酸化シリコン膜からなる剥離層４５は密着力が弱く、後工程にて剥離層とＰｔ膜の界面から剥離することが可能である。
次に、レジストを塗布し、露光、現像するフォトリソグラフィプロセスによりレジストをパターニングし、該フォトレジストをマスクとしてＰｔ膜４４、磁性体層４７をＡｒイオンによりイオンミーリング（Ｉｏｎ Ｍｉｌｌｉｎｇ）し、フォトレジストを除去し図１６（ｄ）に示すようにパターニングし転写前の微小ティップ５０を形成した。
【００４７】
薄膜カンチレバーが形成された第２基板４９として、シリコンウエハを用いた。
第２基板は、窒化シリコン膜からなる薄膜カンチレバー５１と、該薄膜カンチレバーの裏面の一部がパターニングされた窒化シリコン膜５２及び二酸化シリコン膜５３が形成されたシリコンウエハよりなる。
前記薄膜カンチレバー５１の自由端にＴｉ５０ÅとＰｔ１０００Åを真空蒸着法により順次連続して薄膜堆積し、該Ｔｉ及びＰｔをフォトリソグラフィプロセスとエッチングによりパターニングし、接合層４８を形成した。
【００４８】
次に、第１基板４１上の磁性体層４７と第２基板４９上の接合層４８とを位置合わせし、接合を行った（図１７（ｅ））。
接合は第１基板と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する方法を用いている。
これによりＰｔとＣｏＰｔとの金属結合がなされ、磁性体層４７と接合層４８が接合し、第１基板と第２基板を当接後に離すことにより、第１基板上の二酸化シリコン膜からなる剥離層４５とＰｔ膜４４との界面から微小ティップ５０が剥離し、図１７（ｆ）に示すＰｔ膜４４を有する強磁性体からなる微小ティップ５０を接合層４８上に転写できた。
【００４９】
次に、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第２基板の裏面側からシリコンをエッチングし、さらに裏面側から二酸化シリコン膜をＨＦ水溶液にて除去した。
このようにして微小ティップ５０を薄膜カンチレバー５１の自由端の接合層上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリコンブロック２４に固定されたプローブを形成できた（図１７（ｇ））。
【００５０】
本発明の製造方法により作製したＭＦＭ用のプローブでは、磁性体の微小ティップをカンチレバーの自由端のみに形成することにより、従来問題となったカンチレバー上の磁性体層への漏洩磁界の影響が回避できた。
また、上記理由により、薄膜カンチレバーは磁性体層の膜応力により反ることがなかった。
本発明のプローブは、変位測定の為のレーザーの反射を薄膜カンチレバーの先端に設けた接合層の裏面にて行う事ができ、反射膜の代用となる。
さらに、磁性体層の表面がＰｔ膜により被覆されており、磁性体層の酸化を防止することができた。磁性体層表面の酸化を防止する他の材料としては、微小ティップを第２基板上に転写する際に剥離層との界面にて剥離できるものであれば良い。酸化防止するＰｔ膜は、図１６（ｃ）の作製工程にて膜厚を調整することにより、さらに薄膜化することが可能であることは言うまでもない。
【００５１】
作製した本発明の微小ティップ１０をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、先端はシリコンの結晶軸異方性エッチングにてできた逆ビラミッドの形状を写された形状（ｒｅｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｈａｐｅ）を有し、先端が鋭利に形成されている微小ティップである事を確認し、その微小ティップの先端曲率半径は０．０３μｍ以下であった。
また、このようにして作製された微小ティップは接合層との間で囲まれた中空の領域を有している。
これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微小ティップを設ける場合、図１２で示した従来例の形成法にて作製した同等の高さの微小ティップに比べて、約２分の１の重量となり軽量化され、微小ティップ付きのカンチレバーの共振周波数の低下を抑えることができた。
【００５２】
本発明のプローブを用いて、ＴｂＦｅＣｏからなる光磁気ディスクの漏洩磁界分布の観察を行った。
観察は、プローブを光磁気ディスクに近接させ、薄膜カンチレバーのたわみ変位による接合層からの光の反射角の変化を検出するポジションセンサによりプローブの共振周波数の変化を検出し（ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）検出法）、光磁気ディスクの磁界分布を測定した。
この結果、光磁気ディスクの磁気ドメインを観察することができた。
本実施例においては微小ティップのみが磁性体層を有するため、カンチレバーを試料に接近させた際に微小ティップの受ける漏洩磁界が小さく、検出信号のノイズを低減でき、かつ、カンチレバー上に磁性体層を形成しないため、カンチレバーの反りを低減でき、磁気力の検出感度の低下を抑制することができた。
【００５３】
［実施例１０］
（１００）面方位のＳｉ基板３０１上に、Ｓｉ酸化膜３０３が０．５μｍ厚、及びＳｉ単結晶膜３０７が１．０μｍ厚で形成されているＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板に対して、ＬＰ−ＣＶＤ（ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により窒化シリコン（ＳｉＮ）膜３０８を０．２μｍ厚形成した（図２０−ａ）。
Ｓｉ単結晶膜３０７は抵抗値０．０１Ω・ｃｍ以下のものを用いた。
次に、Ｓｉ基板３０３をエッチングするために、裏面側にレジストパターンを形成し、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングによりＳｉＮ膜３０８をパターニングした。
次に、表面のＳｉＮ膜３０８を全面エッチング除去し、続いてＳｉ単結晶膜３０７をフォトリソグラフィーとエッチングによりレバー３０２状にパターニングした（図２０−ｂ）。
レバー形状は、長さ３００μｍ、幅６０μｍの長方形状とした。次に、レバー３０２の先端部に、フォトリソグラフィーとスパッター蒸着によりＰｔからなる接合層３０４を形成した。
また同時にレバー３０２の他端部にトンネル電流引き出し用の電極配線３０６を形成した（図２０−ｃ）。
次に微小ティップを作成した。
（１００）面方位のＳｉ基板３１１にＳｉ酸化膜３１２を０．１μｍ厚形成した。このＳｉ酸化膜３１２に対してフォトリソグラフィーとエッチングを行い、直径６μｍの開口部を形成した。
この基板を水酸化カリウム水溶液により結晶軸異方性エッチングを行ない、開口部に逆ピラミッド状の凹部３１３を形成した（図２１−ａ）。
次に、基板をＢＨＦ溶液に浸しＳｉ酸化膜３１２を溶解除去した（図２１−ｂ）。
次に、この基板を酸化雰囲気中で熱処理して基板全面に１００ｎｍ厚Ｓｉ酸化膜３１４を形成した（図２１−ｃ）。
続いて、基板上に微小ティップ材料であるＡｕ３１５を１μｍ厚成膜し（図２１−ｄ）、この膜３１５をフォトリソグラフィーとエッチングによりパターニングし、微小ティップ３０５を形成した（図２１−ｅ）。
次に、レバー３０２が形成されている基板と微小ティップ３０５が形成されている基板の位置合わせを行ない、レバー３０２上の接合層３０４と微小ティップ３０５位置が合ったところで両基板に圧力を加えて両者の接合を行った（図２２−ａ）。
接合後、両基板を引き剥したところ微小ティップ３０５は接合層３０４上に良好に形成されていた（図２２−ｂ）。
次に、基板のレバー３０２及び微小ティップ３０５形成面上に保護膜としてポリイミド層３０９を５μｍ厚形成した（図２０−ｄ）。
次に、基板の裏面を水酸化カリウム水溶液に浸して結晶軸異方性エッチングを行なった（図２０−ｅ）。
エッチング後、露出したＳｉ酸化膜３０３をＢＨＦ溶液で溶解除去した。
そして、さらに酸素プラズマ処理を行ってポリイミド層３０９を除去し、レバー３０２裏面に空隙を形成して本発明のプローブ３１０を得た（図２０−ｆ）。
本実施例では、同一基板上にプローブを９本（３×３のマトリクス状）形成したが、どのプローブもレーザー顕微鏡による測定において、レバー長手方向、横手方向共反りは検出できなかった。
これはレバー自身が単結晶であること、及びレバーを保持している基板が同じＳｉ単結晶であることに起因しており、従ってレバーの破壊に繋がるような無理な応力が作用していないことを示している。
【００５４】
［実施例１１］
実施例１０と同様に、ＳＯＩ基板に対して、ＳｉＮ膜３０８を０．２μｍ厚形成した（図２０−ａ）。
Ｓｉ単結晶膜３０７は抵抗値０．０１Ω・ｃｍ以下のものを用いた。
続いて裏面側のＳｉＮ膜３０８をパターニングし、表面のＳｉＮ膜３０８を全面エッチング除去した後、Ｓｉ単結晶膜３０７をフォトリソグラフィーとエッチングによりレバー３０２状にパターニングした（図２０−ｂ）。
レバー形状は、長さ２００μｍ、幅５０μｍの長方形状とした。次に、レバー３０２の先端部に、フォトリソグラフィーとスパッター蒸着によりＡｌからなる接合層３０４を形成した。
また同時にレバー３０２の他端部にトンネル電流引き出し用の電極配線３０６を形成した（図２０−ｃ）。
次に実施例１０と同様な方法で微小ティップ３０５を作成した。
ティッブ材料にはＰｔを用いた。次に、レバー３０２が形成されている基板と微小ティップ３０５が形成されている基板の位置合わせを行ない、レバー３０２上の接合層３０４と微小ティップ３０５位置が合ったところで両基板に圧力を加えて両者の接合を行った（図２２−ａ）。
接合後、両基板を引き剥したところ微小ティップは接合層３０４上に良好に形成されていた（図２２−ｂ）。
次に、基板のレバー３０２及び微小ティップ３０５形成面上に保護膜としてポリイミド層３０９を５μｍ厚形成した（図２０−ｄ）。
次に、基板の裏面を水酸化カリウム水溶液に浸して結晶軸異方性エッチングを行なった（図２０−ｅ）。
エッチング後、露出したＳｉ酸化膜３０３をＢＨＦ溶液で溶解除去した。そして、さらに酸素プラズマ処理を行ってポリイミド層３０９を除去し、レバー３０２裏面に空隙を形成して本発明のプローブ３１０を得た（図２０−ｆ）。
本実施例では、同一基板上にプローブを１６本（４×４のマトリクス状）作成したがどのプローブもレーザー顕微鏡による測定において、レバー長手方向及び横手方向共反りは検出できなかった。
【００５５】
［実施例１２］
実施例１０と同様に、ＳＯＩ基板に対して、ＳｉＮ膜３０８を０．２μｍ厚形成した（図２０−ａ）。
Ｓｉ単結晶膜３０７は抵抗値０．００５Ω・ｃｍ以下のものを用いた。続いて裏面側のＳｉＮ膜３０８をパターニングし、表面のＳｉＮ膜３０８を全面エッチング除去した後、Ｓｉ単結晶膜３０７をフォトリソグラフィーとエッチングによりレバー３０２状にパターニングした（図２０−ｂ）。
レバー形状は、長さ１５０μｍ、幅５０μｍの長方形状とした。次に、レバー３０２の先端部に、フォトリソグラフィーとイオンビームスパッター蒸着によりＡｕ（上層）及びＰｔ（下層）の積層からなる接合層３０４を形成した。また同時にレバー３０２の他端部にトンネル電流引き出し用の電極配線３０６を形成した（図２０−ｃ）。
次に実施例１０と同様な方法で微小ティップ３０５を作成した。微小ティップ材料にはＩｒを用いた。
次に、レバー３０２が形成されている基板と微小ティップ３０５が形成されている基板の位置合わせを行ない、レバー３０２上の接合層３０４と微小ティップ３０５位置が合ったところで両基板に圧力を加えて両者の接合を行った（図２２−ａ）。
接合後、両基板を引き剥したところ微小ティップは接合層３０４上に良好に形成されていた（図２２−ｂ）。
次に、基板のレバー３０２及び微小ティップ３０５形成面上に保護膜としてポリイミド層３０９を５μｍ厚形成した（図２０−ｄ）。
次に、基板の裏面を水酸化カリウム水溶液に浸して結晶軸異方性エッチングを行なった（図２０−ｅ）。
エッチング後、露出したＳｉ酸化膜３０３をＢＨＦ溶液で溶解除去した。そして、さらに酸素プラズマ処理を行ってポリイミド層３０９を除去し、レバー３０２裏面に空隙を形成して本発明のプローブ３１０を得た（図２０−ｆ）。
本実施例では、同一基板上にプローブを１６本作成したが、どのプローブもレーザー顕微鏡による測定において、レバー長手方向及び横手方向共反りは検出できなかった。
【００５６】
［実施例１３］
実施例１０と同様に作製したプローブを用いた情報記録再生装置について述べる。
図２３に本発明の主要部構成及びブロック図を示す。
以下、図２３にもとづいて説明する。
記録媒体ステージ３１６上の記録媒体３１７に対向させてプローブ３１８を配置した。
３１７−１は情報記録層、下地電極３１７−２は情報記録層３１７−１に電圧を印加するためのものである。
３１７−３は基板である。情報記録層３１７−１は、微小ティップ３１９との間に発生するトンネル電流により電気的性質が変化（電気的メモリー効果）する有機薄膜等よりなる。３２０は電源、３２１は電流アンプで、マイクロコンピューター３２２に接続されており、記録媒体３１７への情報の記録及び再生に使用する。記録媒体ステージ駆動機構３２３上の記録媒体ステージ３１６は、マイクロコンピューター３２２によるＺ方向位置制御回路３２４、Ｘ−Ｙ方向位置制御回路３２５、チルト角制御回路３２６、回転角制御回路３２７によって制御される。プローブ３１８先端に対しては、レーザー３２８が照射され、その反射光を２分割センサー３２９で受光し、たわみ量検出装置３３０でプローブ３１８のたわみ量を検知する。
この情報は、マイクロコンピューター３２２及びサーボ回路３３１に送られる。本実施例の記録媒体３１７は、石英ガラス基板３１７−３の上に下地電極３１７−２として真空蒸着法によってＡｕを３０ｎｍ蒸着した後、その上にＬＢ（ラングミュア・ブロジェット）法によってポリイミド層（情報記録層３１７−１）を形成して作製した。
以上示した記録再生装置に実施例１０で作製したプローブ３１８及び記録媒体３１７を設置し、特開昭６３−１６１５５２号公報に開示されている原理、方法により記録再生を行った。
まず、記録媒体３１７を上記プローブ３１８で観察したところ、すべてのプローブ３１８で良好なＡＦＭ像を得ることができ、膜剥れ等の記録媒体３１７へのダメージは観察されなかった。
次に、記録媒体ステージ３１６を用いて、記録媒体３１７を走査しながら、微小ティップ３１９と下電極３１７−２間に電圧をパルス状に印加した。電圧印加は３Ｖ、幅５０ｎｓのパルス状の矩形波で行った。
パルス印加後、２００ｍＶの直流電圧で記録媒体を走査したところ、情報記録層３１７−１のパルス印加点で特性変化を起こし電気抵抗の低い部分が生じた。この電気抵抗の低い部分、すなわち記録ビットは１０ｎｍ径程度の大きさを有していた。これらの記録再生は、すべてのプローブ３１８で行えた。
【００５７】
［実施例１４］
実施例１０と同様な方法で、ＳＯＩ基板に対してトーション型レバー３３３を形成した。
図２４−ａにその斜視図を示す。レバー寸法は、長さ３００μｍ、幅１５０μｍとした。基板３０１はそのレバー３３３と対応する位置に貫通孔を有し、さらに同一基板内には、信号処理用ＩＣ３３４及び面合わせ機構３３５及び信号取り出しパッド３３６が形成されている（図２４−ａ）。
このプローブユニットを用いて、実施例１３と同様に記録再生を行ったところ、すべてのプローブで良好に記録再生が行えた。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、軽量で強固な形状を有し、先端の鋭利な微小ティップ部を再現性良く均一に形成することができ、微小ティップのマルチ化（複数化）が容易に図れ、優れた特性の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を実現することができる。
そして、この微小ティップを金属材料により形成することにより、ＳＴＭ用微小ティップとして一層再現性の良い安定な微小ティップを得ることができ、複数の微小ティップを形成した場合においてもその先端曲率半径を揃え微小ティップのマルチ化を容易に実現することが可能となる。
また、本発明の微小ティップの製造方法においては第１基板である雌型基板を製造工程でエッチング除去することなく微小ティップを形成することができるから、この雌型を繰り返し再利用することが可能となり、生産性の向上と製造コストの低減を図ることができる。
さらに、微小ティップがエッチングによらず転写により形成されるため、エッチング液による微小ティップの材料乃至形状の劣化や、汚染を防ぐことができる。また、第２基板上に接合層を有する薄膜カンチレバーをあらかじめ形成させておく構成を採用した場合には、微小ティップを有する薄膜カンチレバーからなるＡＦＭ用のプローブを作製することが容易になるだけでなく、接合層を薄膜カンチレバーの先端のみに形成したことにより反射膜を形成する必要がなくなり、また反射膜を形成したことに伴う薄膜カンチレバーの反りを回避することができる。また、第２基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成し、第３基板を接着させ、整形し、薄膜平板をあらかじめ形成させておく構成を採用することにより、ＡＦＭまたはＳＴＭ用の静電アクチェエータの機能を有するプローブの作製を容易に実現することができる。
また、上記ＡＦＭまたはＳＴＭ用のプローブのねじり梁及び薄膜平板の材料を、結晶シリコンより形成することにより、反りのなりプローブを再現性よく作製することが可能となる。
また、接着層に用いる樹脂膜に、第２基板と第３基板を接着すると共に作製工程における最終工程にて除去される犠牲層の役割を担わせることにより、樹脂膜を除去する方法として酸素ガスによるドライエッチングを用いることが可能となり、従来の犠牲層除去の際に問題となるＳｔｉｃｋｉｎｇを回避することがでる。また、この樹脂膜により基板上に形成した電極パターン等による凹凸に左右されずに平坦面を形成することができ、基板の表面粗さに依存せず良好な接着を行うことが可能となる。
また、本発明によると、微小ティップのみをカンチレバー先端に形成することができ、反射膜をプローブの裏面全面に形成する必要がなく、また、磁気力検出用の微小ティップの形成に際しては磁性体層をプローブの全面に形成する必要がなく所望の磁性体層の厚みを得ることができる。
さらに、本発明のプローブの製造方法によると、レバーの反りや破壊が生ぜず、媒体との間に発生する浮遊容量が低減され、微小ティップをレバー上に再現性よく容易に接合、形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１によるプローブの製造方法を示す図である。
【図２】実施例１によるプローブを示す図である。
【図３】実施例１によるプローブを用いたＳＴＭ装置のブロック図である。
【図４】実施例２によるプローブの製造方法を示す図である。
【図５】実施例２によるプローブを示す図である。
【図６】実施例２によるプローブを用いたＡＦＭ装置のブロック図である。
【図７】実施例３によるプローブの製造方法を示す図である。
【図８】実施例４のプローブを説明する図であり、図８（ａ）はその斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】実施例４のプローブの製造方法の作製工程を示す断面図である。
【図１０】実施例４のプローブの製造方法の作製工程を示す断面図である。
【図１１】実施例５で示したマルチプローブを説明する斜視図である。
【図１２】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。
【図１３】従来例の微小ティップの製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の微小ティップの製造方法の実施例８の作製工程を示す図である。
【図１５】本発明の実施例８の微小ティップを用いたＳＴＭ装置のブロック図である。
【図１６】本発明の実施例９における微小ティップ及びプローブ製造方法の作製工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施例９における微小ティップ及びプローブ製造方法の作製工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施例９におけるＭＦＭ用プローブを説明する上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図１９】本発明のプローブの断面図を示す図である。
【図２０】本発明のプローブの製造工程を示す図である。
【図２１】本発明のプローブの製造工程を示す図である。
【図２２】本発明のプローブの製造工程を示す図である。
【図２３】本発明の情報記録再生装置の概略を示す図である。
【図２４】本発明のプローブユニットの概略を示す図である。
【符号の説明】
１：第１基板
２：保護層
３：凹部
４：剥離層
５：微小ティップ
７：接合層
８：第２基板
９：弾性体（カンチレバー）
１０：配線
１１：試料
１２：ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子
１３：二酸化シリコン
１４：窒化シリコン
１５：表面保護層
２１：第１基板
２２：保護層
２３：凹部
２４：剥離層
２５：めっき用電極層
２６：探針材料層
２７：接合層
２８：第２基板
２９：微小ティップ
３０：バイアス印加用電源
３１：トンネル電流増幅回路
３２：ＸＹＺ駆動用ドライバー
３３：試料
３４：ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子
４１：第１基板
４２：保護層
４３：凹部
４５：剥離層
４７：磁性体層
４８：接合層
４９：第２基板
５０：微小ティップ
５１：薄膜カンチレバー
５２：窒化シリコン膜
５３：二酸化シリコン膜
５４：シリコンブロック
６１：レーザー光
６２：レンズ
６３：ポジションセンサ
６４：試料
６５：ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子
６６：変位検出回路
６７：ＸＹＺ駆動用ドライバー
７１：第１基板
７５：剥離層
７６：密着層
７７：微小ティップ材料層
７８、１２８、１３８、１４８：接合層
８０、１２０、１３０、１４０：微小ティップ
８１、１２１、１３１、１４１：薄膜平板
８２、１２２、１３２、１４２：ねじり梁
８３、８４、１２３、１２４、１３３、１３４、１４３、１４４：支持部
８５、８６、１２５、１２６、１３５、１３６、１４５、１４６：固定電極
８７：開口部
８８：平板電極部
８９：可撓梁
９１：シリコン基板
９２：絶縁層
９３：結晶シリコン膜
９４：ビームパターン
９５：シリコン基板
９７：接着層
９８：Ａｌ膜
１００、１０１、１５０、１５１：窒化シリコン膜
１０２：空隙
１０４、１５４：シリコンブロック
１１０、１１１、１１２：フォトレジスト
２０１：基板
２０２：薄膜層
２０３：微小ティップ
２０４：基板
２０５：レジスト
２０６：レジスト開口部
２０７：導電性材料
２０８：ティップ
３０１：単結晶Ｓｉ基板
３０２：レバー
３０３：Ｓｉ酸化膜
３０４：接合層
３０５：微小ティップ
３０６：電極配線
３０７：Ｓｉ単結晶層
３０８：ＳｉＮ層
３０９：保護層
３１０：プローブ
３１１：単結晶Ｓｉ基板
３１２：Ｓｉ酸化膜
３１３：凹部
３１４：Ｓｉ酸化膜
３１５：微小ティップ材料
３１６：記録媒体ステージ
３１７：記録媒体
３１７−１：情報記録層
３１７−２：下電極
３１７−３：基板
３１８：プローブ
３１９：微小ティップ
３２０：電源
３２１：電流アンプ
３２２：マイクロコンピューター
３２３：記録媒体ステージ駆動機構
３２４：Ｚ方向位置制御回路
３２５：Ｘ−Ｙ方向制御回路
３２６：チルト角制御回路
３２７：回転角制御回路
３２８：レーザー
３２９：２分割センサー
３３０：たわみ量検出装置
３３１：サーボ回路
３３２：レーザー用電源
３３３：トーション型レバー
３３４：信号処理ＩＣ
３３５：面合わせ機構
３３６：信号取り出しパッド
５１０、５１２：二酸化シリコン
５１４：シリコンウエハ
５１８：ピット
５２０、５２１：窒化シリコン
５２２：ピラミッド状ピット
５３２：Ｃｒ層
５３４：ソウカット
５４０：マウンティングブロック
５４２：金属膜

Claims (32)

1. 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であって、
   第１基板の表面に凹部を形成する工程と、
   前記第１基板の凹部を含む基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記第１基板の剥離層上に微小ティップ材料を成膜し、該微小ティップを構成する側壁面が、前記第１基板の凹部で囲まれた中空の領域に向かって凸である微小ティップを形成する工程と、
   第２基板上に接合層を形成する工程と、
   前記第１基板における凹部を含む剥離層上の微小ティップを、前記第２基板上の接合層に接合し、前記接合層と前記中空の領域とに囲まれた領域を形成する工程と、
   前記第１基板における剥離層と微小ティップの界面で剥離を行い、前記第２基板上の接合層上に前記微小ティップを転写する工程と、
   を少なくともその工程に含み、かつ、前記剥離層が、金属元素、半金属元素、半導体元素のそれぞれの酸化物あるいは窒化物のいずれかの材料を主成分とすることを特徴とする微小ティップの製造方法。
2. 前記剥離層が、二酸化シリコンよりな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。
3. 前記剥離層の二酸化シリコンは、前記第一基板を熱酸化することにより形成したことを特徴とする請求項２に記載の微小ティップの製造方法。
4. 前記二酸化シリコンの膜厚は、５００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の微小ティップの製造方法。
5. 前記微小ティップが、白金または金よりなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の微小ティップの製造方法。
6. 前記微小ティップは、複数であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の微小ティップの製造方法。
7. 前記第１基板の剥離層上にめっき用電極層を形成する工程と、
   前記めっき用電極層上にめっき法により微小ティップを形成する工程と、
   を少なくともその工程に含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の微小ティップの製造方法。
8. 前記微小ティップが、磁性体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の微小ティップの製造方法。
9. 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を有するプローブの製造方法であって、
   シリコンよりなる第１基板の表面に凹部を形成する工程と、
   前記第１基板の凹部を含む基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記第１基板の剥離層上に微小ティップ材料を成膜し、該微小ティップを構成する側壁面が、前記第１基板の凹部で囲まれた中空の領域に向かって凸である微小ティップを形成する工程と、
   第２基板上に弾性体材料を形成する工程と、
   前記第２基板の弾性体材料上に接合層を形成する工程と、
   前記第１基板における凹部を含む剥離層上の微小ティップを、前記第２基板上の接合層に接合し、前記接合層と前記中空の領域とに囲まれた領域を形成する工程と、
   前記第１基板における剥離層と微小ティップの界面で剥離を行い、前記第２基板上の接合層に前記微小ティップを転写する工程と、
   前記第２基板の一部を除去して弾性体材料から弾性体を形成する工程と、
   を少なくとも有し、かつ、前記剥離層が、金属元素、半金属元素、半導体元素のそれぞれの酸化物あるいは窒化物のいずれかの材料を主成分とすることを特徴とするプローブの製造方法。
10. 前記剥離層が、二酸化シリコンよりなることを特徴とする請求項９に記載のプローブの製造方法。
11. 前記剥離層の二酸化シリコンは、前記第一基板を熱酸化することにより形成したことを特徴とする請求項１０に記載のプローブの製造方法。
12. 前記二酸化シリコンの膜厚は、５００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載のプローブの製造方法。
13. 前記微小ティップが、複数であることを特徴とする請求項９〜請求項１２のいずれか１項に記載のプローブの製造方法。
14. 基板と、該基板上に形成された接合層と、該接合層上に形成された微小ティップと、該接合層と該微小ティップとに囲まれた中空の領域と、を有するトンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブにおいて、該微小ティップを構成する複数の側壁面が該中空の領域に向かって凸であることを特徴とするプローブ。
15. 基板上に形成されたレバーと、該レバー上に形成された接合層と、該接合層上に形成された微小ティップと、該接合層と該微小ティップとに囲まれた中空の領域と、を有するトンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブにおいて、該微小ティップを構成する複数の側壁面が該中空の領域に向かって凸であることを特徴とするプローブ。
16. 前記微小ティップが、複数形成されていることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のプローブ。
17. トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブであって、前記プローブが単結晶Ｓｉ層からなるレバーと該レバー上に接合層を介して配された金属からなるティップとにより形成され、かつ前記ティップと接合層との間に中空の領域を有していることを特徴とするプローブ。
18. 前記ティップを形成する金属が、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか或はその合金よりなることを特徴とする請求項１７に記載のプローブ。
19. 前記接合層が、金属よりなることを特徴とする請求項１７に記載のプローブ。
20. 前記接合層を形成する金属が、ＰｔまたはＡｌであることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ。
21. 前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１７に記載のプローブ。
22. トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブの製造方法であって、前記プローブが単結晶Ｓｉ材料からなる基板上に絶縁層を介して単結晶Ｓｉ層からなるレバーを形成し、該レバー上に接合層を介して金属からなるティップを形成し、かつ前記ティップと接合層との間に中空の領域を形成することにより作製されることを特徴とするプローブの製造方法。
23. 前記プローブの作製は、単結晶Ｓｉ基板上に形成された絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程と、該単結晶Ｓｉ層をレバー状に加工する工程と、該レバー上に接合層を形成する工程と、該接合層上に他の基板で形成されたティップを転写する工程と、該レバー裏面の単結晶Ｓｉ基板と絶縁層を除去し該レバー裏面に空隙を形成する工程とを少なくともその作製工程に含んでいることを特徴とする請求項２２に記載のプローブの製造方法。
24. 前記ティップが、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか、或いはその合金を含むことを特徴とする請求項２２または請求項２３記載のプローブの作製方法。
25. 前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載のプローブの製造方法。
26. 前記ティップの転写は、圧力によるティップ材料或は接合部の変形によって行われることを特徴とする請求項２３に記載のプローブの製造方法。
27. トンネル電流または微小力または磁気力検出用のプローブを有するプローブユニットであって、前記プローブユニットが信号処理用ＩＣの形成された単結晶Ｓｉ基板と、該基板上に形成された絶縁層と、該絶縁層に一部を支えられた単結晶Ｓｉ層からなるレバーと、該レバー上に接合層を介して配された金属からなるティップと、該接合層と該ティップによって形成された中空の領域と該レバーの端部に形成された電極配線とにより構成されていることを特徴とするプローブユニット。
28. 前記単結晶Ｓｉ基板が、前記絶縁層に一部を支えられた単結晶Ｓｉ層からなるレバーと対応する位置に、結晶軸異方性エッチングによる貫通孔を有していることを特徴とする請求項２７に記載のプローブユニット。
29. 前記ティップを形成する金属が、Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれか、或いはその合金を含むことを特徴とする請求項２７に記載のプローブユニット。
30. 前記単結晶Ｓｉ層からなるレバーは、その電気抵抗が０．０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２７に記載のプローブユニット。
31. プローブと、このプローブと対向する試料媒体に対して走査し、その試料媒体との間の物理現象により生じるトンネル電流または微小力を検出して試料観察を行う走査型プローブ顕微鏡において、請求項２７に記載のブロープユニットを備えたことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
32. プローブと、このプローブと対向する記録媒体に対して走査し、その記録媒体との間の物理現象により生じるトンネル電流または微小力を検出して情報の記録再生を行う情報記録再生装置において、請求項２７に記載のブロープユニットを備えたことを特徴とする情報記録再生装置。

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