JPH0375501A - 一体型円錐先端部を有する片持ち針及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 合衆国政府は本発明についての支払い済みのライセンス
を有し、かつ、ある程度制限された状況下に、海軍省に
より認められた契約（Ｃｏｎｔｒａｃｔ）隘Ｎ０００１
４−８４−に−０３２７の条件により規定されたような
妥当な条件で、特許権者が第三者にライセンスを許諾す
ることを要求する権利を有する。

本発明は、超小型先端部に関し、特に半導体集積回路製
造技術を用いて製造した超小型先端部に関する。

原子力顕微鏡法（ａｔｏｍｉｃ　ｆｏｒｃｅ　ｓ＋１ｃ
ｒｏｓｃｏｐｅ　）（ＡＦＭ）は２つの異なる操作方法
により、サンプルの表面上を走査する。

１つの方法、即ち、接触方法においては、鋭い先端部が
片持ち針の端に取り付けられ、先端部は、およそ１０−
％〜ｌ　０−１０　Ｎ程度の極度に軽い追跡力（ｔｒａ
ｃｋｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ）によりサンプルの表面を動く
。

接触操作方法においては、表面トポロジーの輪郭が極度
に高い分解能で得られる０個々の原子の位置を示す像が
機械的操作により得られる。

他の方法においては、先端部はサンプル表面からおよそ
５〜５００オングストロ一ム程度の短い距離をおいて保
持され、該先端部はサンプルと先端部との間の種々の力
によって撓む、このような力としては静電力、磁力及び
ファンデルワールス力が含まれる。

片持ち針の撓みをオングストローム以下の感度で検出す
る数種の方法が使用可能であり、このような方法は真空
トンネリング（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　）　、光学干渉法
、光学ビーム偏光及び容量的技術を含む。

しかし、容易に再生産が可能な片持ち針組立体の製造が
困難なため、この製造の困難さがＡＦＳ及び走査トンネ
リング（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　）顕微鏡法等の他の顕微
鏡法を使用する上での限定要因となっている。

片持ち針−先端部組立体の技術的要件は多くの異なる要
因を含む、比較的に小さな屈撓力により妥当な撓み値が
得られるように、片持ち針の低い力の定数が望まれる。

典型的な値は０．０１〜１００ＯＮ／ｍである。像追跡
速度を増大させるため及び周囲振動に対する感度を減す
るために、片持ち針の機械的共振振動数が１０ＫＨｚよ
り大きいことが望ましい。片持ち針の質量を小さくする
ことにより、低い力の定数及び高い共Ｗｌ振動数が得ら
れる。

片持ち針の撓みを検出するのに光学的ビーム偏光（ｏｐ
ｔｉｃａｌ　ｂｅａｍ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　）を用
いる場合、撓み感度は片持ち針の長さに逆比例する。こ
のため、片持ち針の長さが１ｆｉより短いことが望まし
い。

ある種の撓み検出法においては、高い機械的Ｑが望まし
く、これは片持ち針の製造に非晶質又は単結晶の薄膜を
用いることにより遠戚される。

多くの用途において、片持ち針は、一方向のみに撓み、
かつ、高い横方向の剛性を有することが望ましい、これ
は、斜めに伸びた２つのアームを有し、先端部が取り付
けられる点で交わるＶ型等の形状を用いることにより、
得られる。

導電電極又は反射点が片持ち針の先端部と反対側に位置
することがしばしば要求される。これは、片持ち針を金
属から製造したり、あるいは片持ち針の一定部位上に導
電体又はレフレクタ−として作用する導電体を蒸着する
ことにより、得られる。

良好な横方向の分解能を得るためには、鋭角先端部、即
ち、５００オングストロームより短く、かつ、一つの原
子内で尽きるかもしれない先端部半径を有する突起型先
端部が望ましい。

先端部が鋭いほど、特に接触方法により操作する場合分
解能が高くなる。この要求、即ち鋭い先端部を再生産可
能な状態で得るのは、従来量も困難なことの一つである
とされていた。従来技術において典型的には、先端部は
、加工及び接着技術を用いた時間のかかる手作業により
製造されており、その結果として不均一な性能を有する
先端部が製造されていた。

従来技術において、片持ちアームは手作業により微細な
ワイヤ（ｖＡ材）からつくられていた、先端部の部分を
得るための１つの方法はワイヤの一点をエツチングして
ワイヤから垂直に伸びるようにその点を曲げることであ
った。先端部を得るための別の方法は、片持ち針の端の
適所に小さなダイヤモンド片を接着することであった。

従来技術の写真石版技術を用いて製造した片持ち針は一
体的に製造された鋭い突起型先端部を有していなかった
。製造された片持ち針それ自体の角を先端部として用い
ることにより、かなり鈍い先端部が効率的に得られてい
た。あるいは、ダイヤモンド片が手作業によりミクロ製
造された片持ち針の端に接着されていた。ＡＦＭの片持
ち針組立体は比較的もろいため、走査される表面からの
物質によって汚染された場合、該組立体を掃除するのは
事実上不可能であった。このため、頻繁に組立体の取替
えが要求されていた。

本発明に用いる周知の従来技術の製造方法についての背
景インフォメーシッンは以下の参照文献に載っている。

湿式異方性のＳｉエンチング及びマクロ機械加工につい
ての一般的なインフォメーシッンはｒｂｙ　Ｋ、　Ｅ、
　Ｐｅｔｅｒｓｅｎ、　Ｐｒｏｃ、　ＩＥＥＥ７０．４
２０　（１９８２）Ｊに記載されている。　Ｓｉ及び他
の物質の等方性及び異方性ドライプラズマエツチングは
、「“５ｉｌｉｃｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｆｏｒ
　ｔｈｅＶＬＳＩ　Ｅｒａ　　ｂｙ　Ｗｏｌｆ　ａｎｄ
　Ｔａｕｂｅｒ　Ｊという本において議論されている。

イオンミリング（ｔｏｎｍｉｌｌｉｎｇ）を含む不活性
イオンエツチング（ｉｎｅｒｔｉｏｎ　ｅｔｃｈｉｎｇ
　）及び逅クロ製造の多くの他の様子がｒ　”　Ｔｈｅ
　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔ
ｉｏｎ”　ｂｙＢｒｏｄｉｅ　ａｎｄ　ＭｕｒａｙＪと
いう氷中で議論されている。

導電金属先端を有する誘電先端部の製造に利用される電
子移動現象が「“ＶＬＳＩ　ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＰ
ｒｉｎｃｉｐｌｅｓ’　ｂｙ　ＧｈａｎｄｈｉＪという
氷中で議論されティる。絶縁ＳＴＭ先端部の必要性につ
いてのインフォメーシッンがドベック（Ｍ、　？１．Ｄ
ｏｖｅｋ　）等により１　「“Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｐ
ｈｅｎｏｍｅｎａ　ａｔ　ＥｌｅｃｔｒｏｄｅＳｕｒｆ
ａｃｅｓ、”　ＡＣ９Ｓｙｍｐｏｓｉａ　　５ｅｒｉｅ
ｓ、　　ｅｄｉｔｅｄ　　ｂｙＭ、Ｐ、　Ｓｏｒｉｇａ
　Ｊという出版物中で議論されている。

表面トポロジーの輪郭の極端に高い分解能が接触操作方
法によって得ることができる。実際、個々の表面原子の
位置を示す倣がＡＦＭを用いることにより機械操作的に
得られる。したがって、再現性のある先端部の製造方法
はＡＦＭ技術に大きく貢献する。

したがって、本発明の目的は、走査トンネリング顕微鏡
法、原子力顕微鏡法における用途及び均一で、鋭く、形
がよく、耐久性があり、かつ、安価な、超小型の鋭い先
端部が必要とされる他の用途に用いられる、片持ち針の
自由端に固定された超小型先端部を有する片持ち針組立
体を提供することである。

本発明の別の目的は、半導体集積回路製造方法を用いて
製造される超小型先端部を提供することである。

本発明の更に別の目的は、ξクロ製造技術を用いて製造
される、ＡＦＭに用いる片持ち針組立体を提供すること
である。

本発明の上記目的及びその他の目的に従って、更に、一
体的に製造した円錐先端部を有する片持ち針、及び一体
型円錐先端部を有する片持ち針の製造方法が提供される
。

また、本発明の上記目的及びその他の目的に従って、一
体的に製造された円錐針を有する片持ちアーム針が提供
される。　Ｓｔを異方的にドライエンチングしてＳｔボ
ストを形成し、次いでポストを鋭い先端部となるように
等方性ドライエツチングによって削ることにより、先端
部が形成される。このＳｉ先端部は熱成長５ｔＣｈ層（
核層から片持ち針が作られるのである）中に組み込まれ
る。　Ｓｔ基板の一部を除去して片持ち針をはずす。あ
るいは、片持ち針及び先端部は、５ｉｓＬ、Ａ　ｌ　ｇ
ｏｓ、蒸着ＳｉＯ２、Ａｕｓ珪素又はポリ珪素（ｐｏｌ
ｙｓｉｌｉｃｏｎ）等の他の物質で製造されてもよい、
また、片持ち針は、先端部の物質と異なる物質からつく
られてもよい。

また、本発明の実施態様の１つにおいては、誘電体で囲
まれた導電金属先端を有する先端部が製造される。

以下、本発明を添付図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、方法における第１の工程を示し、珪素ウェハ
ー、即ち、基板１０から出発する。珪、素つェハーｌＯ
の表面１２上に蒸着されているのは適当なマスキング物
質の薄膜１４である。このようなマスキングｍＪｉ１４
の具体例としては熱成長ＳｉＯ寡の１０００人膜が挙げ
られる。

第２図は、マスキング層１４の表面上に製造された直径
が数ξクロンの小さな、好ましくは円形の、スポット１
６にパターン化されたフォトレジストを示す、フォトレ
ジストスポット１６の下の残存領域を除いて、マスキン
グ層１４はエツチング除去される。スポットの大きさが
、形成される実質的に円錐の先端部の基部のおよその直
径を定める。フォトレジストスポット及びマスキング層
１４の残存部は完全に円形である必要がないことに留意
すべきである。四角形の又は幾分か長方形のパターンの
ような、円形パターンから逸脱したフォトレジストパタ
ーンも概ね円形の片持ち針先端部を製造するのに許容さ
れる。

第３図は、ウェハーの元の表面１２から数ミクロンのＳ
ｉ２０をエツチング除去することによる、ウェハー１０
の残存表面上へのＳｔポスト１８の形成を示す、ボスト
１８の急勾配の側壁を得るために異方性ドライエツチン
グを用いる。フォトレジストスポット１６及びマスキン
グ層１４の残存部がこのエツチングの異方性を高める。

このエツチングの深さは形成される円錐先端部の所望の
高さを超えるものでなければならない。

第４図は、ポスト１８を円錐先端部２ｏに削ることを示
す、はじめにフォトレジストスポット１６が除去され、
次いでポスト１８の残された部分からマスキング層１４
が離れるまで珪素基板の上層２２が等方的にドライエツ
チングされる。これにより、実質的に円錐の先端部型２
０が形成される。先端部１８の側壁の傾きは、ポスト１
８を形成するのに用いる異方性エツチングの深さとポス
トを先端部型２０に削るのに用いる等方性エツチングの
量との比を変えることにより、調節される。これにより
珪素先端部型２０の形成が終了する。

マスキング層１４のパターンに応じて、珪素ボスト１４
が円筒から逸脱した形状を有することができることに留
意すべきである。ボスト１４の形状は種々の形を含む。

第５図は、第４図に示される先端部型２０を含む、ウェ
ハー表面のＳｔからの酸化物を成長させることにより形
成されたｓｔａｇ層、即ち、膜、２４を示す、このＳｉ
Ｏ２層は熱酸化によりＳｉから形成され、元のＳｉ表面
及び先端部型２０のおおよその形状を保持している。し
たがって、鋭いＳｔ先端部型２０はそれと等しく鋭い５
ｔ（ｈ先端部２６を形成する役割を果たしている。また
、ＳｉＯ２は基板１０の底側にも形成される。

第６Ａ図及び第６Ｂ図（平面図）は、どのようにＳｉＯ
２膜２４から片持ち針が形成されるのかを示す。

上部のＳｔｏｗ膜２４は写真石版術により片持ち針３０
の形状にパターン化される０片持ち針３０は図面ではＶ
型であるが、長方形等のいずれの適当な形状であっても
よい。先端部４２が片持ち針の端に位置するように、片
持ち針３０がパターン化される０次の工程におけるＳｔ
ウェハー１０の異方性エツチングが自動的に終了し、か
つ、片持ち針基部のウェハー１０の部分を保持するよう
に、底部５ｉＯｚ膜５０がパターン化される。この要求
は、片持ち針３０の基部と交差する５ｉ（１１１）平面
５２内に位置するように、底部Ｓｉｎ、膜５０膜端０パ
ターン化することにより、満たされる。

第７図は、５ｉＯ１片持ち針３０　（その基部がｓｉウ
ェハー１０の残存部分に接着している）の自由端に位置
する鋭い円錐先端部４２からなる、完成片持ち針組立体
を示す０片持ち針３０の下に位置するウェハー１０の部
分を除去するために異方性Ｓｔエツチングが用いられる
。このエツチングは５ｔ（１１１）平面５２で自動的に
終了する０片持ち針３０の底側及びウェハー１０の残存
部に、ＡＦＭ内での変位を検出するための導電金属被膜
６０が塗布される。

各々の片持ち針の構造がかなり小さい（典型サイズ１０
０Ｘ１００ミクロン）ため、優れた再現性及び回分加工
（ｂａｔｃｈ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）製造技術から得
られる低い単価を利用して、１つのＳｉウェハー上に数
百の片持ち針を同時に製造することができる。

本発明の製造方法においては、多くの変更例を用いるこ
とが可能である０例えば、はじめのマスキングＳｉｎ、
膜１４を、Ｓｉボスト１８を形成するのに用いる異方性
ドライエツチングのためのマスクとして適当ないずれの
物質によっても代えることができる。Ｓｉ、Ｎい蒸着Ｓ
ｉＯ２及びＡｌが好ましい具体例である。マスキング膜
の厚さはそれほど重要ではない。Ｓｉに急勾配の側壁を
形成するのに用いることのできる種々のドライエツチン
グ剤がある。

その一つの具体例はフォトレジストが存在する場合のＳ
Ｆｂ／　ＣｇＣＩｔ　Ｐｓプラズマである。

あるいは、反応性イオンプラズマエツチングを用いる代
わりに不活性イオンミリング（ｉｎｅｒｔｔｏｎ　ｍｉ
ｌｌｉｎｇ　）を用いて、Ｓｉボスト１８を、鋭い先端
部型２６に削る。このイオンミリングが、いずれの表面
突出部をも強調し、及び所望によりポスト１８を円錐先
端部に削ることは公知である。

第８図、第９図及び第１０図は本発明の別の実施態様を
示し、片持ち針及びその先端部は熱成長酸化物ではなく
蒸着物質から形成される。　Ｓｉ先端部型２０の形状を
可能な限りにおいて保存するためには、最終の先端部４
２をＳｉ先端部型２０の熱酸化により形成する。しかし
、最終の先端部４２及び片持ち針３０は、例えば５ＩＪ
４　、蒸着ｓｔｏｗ、Ａｌｔ’ｓ　、ＡＩまたはＡｕ等
の、この他の適当な蒸着薄膜物質から作ることができる
。蒸着膜を用いる場合、Ｓｉ先端部型２６は、そのまわ
りに蒸着膜が注型されて先端部型２６のおよその形状を
作る型として働き、片持ちアーム７４と一体的に製造さ
れる片持ち針先端部７２を得る。このＳｔ先端部２６は
、後に片持ち針の下のＳｉ基板の残存部とともに除去さ
れる。この方法は、Ｓｔ先端部型物質が直接５ｉＯ１先
端部に変換される酸化方法と異なる。

Ｓｉ３Ｎｍは特に良好な物質である。というのは、その
大きな強さ及び低い内部応力により、非常に強く耐久性
のある片持ち針が得られるからである。

第１１図〜第１３図は、ＳｉＯ２先端部型の鋭さを走査
（ｓｃａｎｎｉｎｇ）先端部に保持し、Ｓｉ、Ｎ、等の
別の物質からつくられる片持ち針の耐久性を有する、別
の実施態様を示す、この実施態様においては・第５図に
示される構造から出発する。先端部４２のまわり及びそ
れを含む小さな領域を除いて、すべての５ｉＯ１層２４
が除去される０次いで、第１１図に示されるように先端
部４２を含むつ、エノ＼−１０の全表面に５ｌｓＮａ層
８０が塗布される。第１２図は次の工程を示し、先端部
４２の膜８０に対する接着性を高めるためにその境界に
おける小さな重複部分を残して、５ｉＪ４膜８０が先端
部４２上から除去される。残りの工程中に５ｉＯｔ膜２
４を５ｋｓＮａ膜８０に代える点を除いては、片持ちア
ーム８２を有する片持ち針組立体は前述のとおりに仕上
げられる。第１３図に示されるように５ｉｆｔ先端部４
２は完成品中にそのまま残る。

前述のいずれの実施態様においても、片持ち針のサイズ
と形状、及び先端部のサイズとアスペクト比をより広い
範囲にわたって変えることができる。

本発明の一つの実施態様においては、導電金属先端を有
する誘電先端部が製造される０円錐先端部構造の先端は
導電性であるが、先端部構造の残りの部分は絶縁性であ
る。電流が先端に流れるように先端部の端を通して導電
体が電子移動することにより、接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉ
ｏｎ）される、この構造は、先端部構造の全てが金属で
あるとするならばイオン電流があまりに大きくなってし
まう、電解賞中で操作される走査トン水リング顕微鏡法
（ＳＴＭ）に用いる先端部のタイプのξクロ製造の変更
例である。先端以外の全てを絶縁することによりイオン
電流を減少せしめる結果、構造の先端からのトンネリン
グ電流（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ　）を容
易に検出することができ、かつ、制御することができる
。従来の、この種の先端部の製造方法においては、−度
に１つづつ、ワイヤから製造された先端部にガラス又は
ポリマー塗料を塗布する工程が含まれていた。

本発明のこの変更例は第１４図に示されている。

この場合、片持ち針９０及び先端部９２は、前述のよう
に、ＳｉＯｘの熱成長又は誘電体の蒸着により形成され
た薄い誘電層からつくられている。この誘電膜は、その
厚さが先端部の高さ又は直径よりかなり小さくなるのに
十分なほど薄くなければならない、前述の第１の実施態
様と同様に、片持ち針及び先端部の裏に金属層６０が塗
布される。誘電膜を通して円錐先端部の先端に細い金属
線条を引くために、電子移動法が用いられる。これは、
金属１１１６０と、先端部の上方に敵情まで離れて位置
する平面電極との間に高電圧（数ＫＶ）をかけることに
より、簡単な方法で達成される。先端部の温度を上げる
とこの工程の速度が増加する。誘電円錐の下方に形成さ
れた金属円錐の鋭さによって、電界が大幅に高められ、
この電界が、路９４に沿って誘電体を通して金属を誘電
体表面の先端へ電子移動せしめる。これは、電気化学用
途のＳＴＭに用いるのに適当な絶縁体によって囲まれた
導電先端部を形成する。

この新規な方法はかなりの有利性をもたらす。

というのは、先端部の形状が高度に対称であり、かつ、
その高さとアスペクト比を制御できるからである。

前述の製造方法は、片持ち針の製造方法全体の一部とし
て鋭い円錐先端部を製造せしめる、回分（ｂａｔｃｈ　
）製造方法である。この方法により、珪素ウェハー上に
同時に数百の同一構造を製造することが可能であるため
、大量の円錐先端部を有する片持ちアームが容易に再生
産される。

薄膜片持ち針それ自体のａクロ製造の概念は新しくなく
、また、それらのＡＦＭへの用途も新しくない、新規な
ことは、鋭い円錐先端部の製造方法及び円錐先端部の製
造を片持ち針の製造方法の不可欠的一部として含めるこ
とである。

本発明の特定の実施態様の前述の記述は例示のためにな
されたものである。これらの記述はｗ４羅的なものでな
く、又は本発明を開示された形態そのものに限定するわ
けでもなく、前述の記述に基づいて明らかに多くの変更
が可能である０本発明の原理及びその実際的な用途を最
良に説明すべく、これらの実施態様が選択され、記述さ
れたのである。これにより、当業者が、本発明、及び考
えられる実際的用途に合わせて種々の変更及び種々の実
施態様を最良に活用することができる０本発明の範囲は
特許請求の範囲及びそれらと同等の範囲によって限定さ
れる。

４・盟里坐里盈凰凰里 第１図〜第５図は、珪素ウェハーの表面上に鋭い円錐先
端部を形成するための種々の工程の結果を示す断面図で
ある。

第６Ａ図は、一体型円錐先端部を有するＶ−型片持ち針
を形成するための、珪素ウェハー上にパターン化された
熱成長５ｔｏｔｌＩｌを示す断面図である。

第６Ｂ図は、第６Ａ図の針及び一体型先端部の平面図で
ある。

第７図は、完成片持ち針組立体の断面図である。

第８図〜第１０図は、片持ちアーム及び一体型円錐先端
部が、珪素基板及び円錐珪素先端部型上に蒸着された物
質から形成される、本発明の実施態様の結果を示す断面
図である。

第１１図〜第１３図は、片持ちアームが先端部の物質と
異なる物質から作られる、本発明の別の実施態様の結果
を示す断面図である。

第１４図は、誘電円錐先端部を通して細い金属線条を引
くために電子移動法が用いられ、絶縁体により囲まれた
導電先端を製造する、本発明の変更例を示す。

図面番号の説明 １０・・・基板、１４・・・マスキング層、１６・・・
スポット、１８・・・ポスト、２０・・・円錐先端部、
２６・・・５１０ｇ先端部。

一 寸 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）珪素基板の表面の一部に所定のマスキングパター
   ンを有するマスキング層を形成し、 該珪素基板を異方的にエッチングして、該マスキングパ
   ターンの下方の該珪素基板上に珪素ポストを形成し、 該珪素ポストを等方的にエッチングして、該珪素基板上
   に鋭い珪素先端部を形成し、 片持ちアーム及び該片持ちアームに固定された該鋭い珪
   素先端部を含む片持ち針を形成し、及び 該珪素基板の選択部分を選択的に除去して、該片持ち針
   を、該珪素基板から離す 工程を含む一体型の鋭い先端部を有する片持ち針の製造
   方法。 （２）片持ち針の形成工程が、該鋭い珪素先端部及び該
   珪素基板のパターン化部分を熱酸化して、二酸化珪素か
   らなる片持ち針を形成する工程を含む請求項（１）に記
   載の方法。（３）片持ち針の形成工程が、該鋭い珪素先
   端部及び該珪素基板のパターン化部分に薄膜物質を蒸着
   して、該薄膜物質からなる片持ち針を形成する工程を含
   む請求項（１）に記載の方法。 （４）片持ち針の形成工程が、 該鋭い珪素先端部及び該珪素基板の隣接領域上に第１の
   物質からなる薄膜を形成して、針先端部を製造し、及び 該珪素基板及び該針先端部に隣接する該珪素基板領域上
   にわたって第２の物質からなる薄膜を形成して、片持ち
   アームに固定された該針先端部を有する該第２の物質か
   らなる片持ちアームを製造する工程を含む請求項（１）
   に記載の方法。 （５）該第１の物質が熱成長ＳｉＯ＿２であり、かつ、
   該第２の物質がＳｉ＿３Ｎ＿４である請求項（４）に記
   載の方法。 （６）珪素基板上にマスキングパターンを形成する工程
   が、 珪素基板上にマスキング層を蒸着し、 該マスキング層上にフォトレジスト物質のパターンを形
   成し、及び 該マスキング層の一部を除去して、該珪素基板上に該マ
   スキングパターンを残す 工程を含む請求項（１）に記載の方法。 （７）該マスキングパターンが円形であり、かつ、その
   直径が約１マイクロメーターである請求項（１）に記載
   の方法。 （８）珪素基板を異方的にエッチングする工程がドライ
   エッチングにより行われる請求項（１）に記載の方法。 （９）珪素基板を異方的にエッチングする工程が珪素基
   板を所定の深さにエッチングすることを含む請求項（１
   ）に記載の方法。 （１０）マスキング層が珪素基板から離れるまで該珪素
   ポストをエッチング除去する工程を含む請求項（１）に
   記載の方法。 （１１）珪素ポストを等方的にエッチングする工程が、
   珪素ポストの異方性エッチングの深さと珪素ポストを鋭
   い珪素先端部にエッチングするのに用いる等方性エッチ
   ングの量との比を変化させることにより、及びエッチン
   グの異方性を制御することにより、円錐先端部の側壁の
   傾きを制御する工程を含む請求項（１）に記載の方法。 （１２）珪素ポストを等方的にエッチングする工程が該
   ポストを反応性イオンプラズマを用いてエッチングする
   ことを含む請求項（１）に記載の方法。 （１３）珪素ポストを等方的にエッチングする工程が該
   ポストをイオンミリング（ｉｏｎ　ｍｉｌｌｉｎｇ）に
   よりエッチングすることを含む請求項（１）に記載の方
   法。 （１４）該マスキング層が、熱成長二酸化珪素、窒化珪
   素、蒸着二酸化珪素、アルミニウム又はフォトレジスト
   物質からなる群から選ばれる請求項（１）に記載の方法
   。 （１５）珪素基板を異方的にエッチングして珪素ポスト
   を形成する工程が、ＳＦ＿６／Ｃ＿２ＣｌＦ＿５、ＣＦ
   ＿４及びＳＦ＿６プラズマからなる群から選ばれるエッ
   チング剤の使用を含む請求項（１）に記載の方法。 （１６）該鋭い珪素先端部及び該珪素基板の一部の上に
   薄膜を蒸着して片持ち針を形成する工程が、窒化珪素、
   蒸着二酸化珪素、アルミニウム、酸化アルミニウム、金
   及びポリ珪素（ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎｅ）からなる
   群から選ばれる薄膜物質の使用を含む請求項（３）に記
   載の方法。 （１７）その高さ及び直径より小さい厚さを有する針先
   端部を形成し、 針先端部の裏側に導電体を塗布して導電層を形成し、及
   び 導電層と、該針先端部の先端から離れた空間に位置する
   電極との間に電圧をかけて、該誘電体を通して該導電体
   を該針先端部の先端に電子移動せしめて、導電針先端部
   を形成する工程を含む請求項（１）に記載の方法。 （１８）該珪素基板の表面の種々の部位上に、一体型先
   端部を有する複数の片持ち針を形成する工程を含む請求
   項（１）に記載の方法。 （１９）マスキングパターンが実質的に円形のパターン
   に形作られて、実質的に円筒の珪素ポストを形成し、次
   いで該ポストが実質的に円錐の鋭い先端部に加工される
   請求項（１）に記載の方法。 （２０）珪素基板の表面の一部の上に、所定のマスキン
   グパターンを有するマスキング層を形成し、該珪素基板
   を異方的にエッチングして、該マスキングパターンの下
   方の該珪素基板上に珪素ポストを形成し、及び 該珪素ポストを等方的にエッチングして鋭い珪素先端部
   を形成する 工程を含む珪素先端部の製造方法。 （２１）支持体アーム要素、及び 円錐シェル状に形作られ、かつ、該支持体アーム要素に
   固定された超小型先端部を含む、一体型の実質的に円錐
   の先端部を有する片持ち針。 （２２）該支持体アーム要素及び該円錐状先端部が、熱
   成長二酸化珪素、窒化珪素、蒸着二酸化珪素、アルミニ
   ウム、酸化アルミニウム、金、珪素及びポリ珪素（ｐｏ
   ｌｙｓｉｌｉｃｏｎｅ）からなる群から選ばれる物質か
   ら、一体的に製造される請求項（２１）に記載の片持ち
   針。 （２３）該支持体アーム要素及び該円錐先端部が誘電体
   から形成され、該円錐先端部がその高さ及び直径より小
   さい壁厚を有する円錐シェルとして形成され、該円錐先
   端部が該先端部の内側に形成された導電層を含み、及び
   該円錐先端部の外側の先端がその上に導電体を有するこ
   とにより、導電先端を有する誘電体からなる先端部を有
   する誘電体から形成される片持ち針を得る請求項（２１
   ）に記載の片持ち針。