JPH04162339A - 表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置 - Google Patents
表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置Info
- Publication number
- JPH04162339A JPH04162339A JP28423790A JP28423790A JPH04162339A JP H04162339 A JPH04162339 A JP H04162339A JP 28423790 A JP28423790 A JP 28423790A JP 28423790 A JP28423790 A JP 28423790A JP H04162339 A JPH04162339 A JP H04162339A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- cantilever
- tip
- magnetic
- observation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 156
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 gallium ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導体、絶縁体、磁性体試料と探針とを接近し
て発生する原子間力、磁気力およびトンネル電流を利用
する装置に係り、試料の表面形態と磁気的性質の情報を
得るのに好敵な走査型磁気力顕微鏡および走査型トンネ
ル顕微鏡あるいは原子開力顕微鏡もしくはその類似装置
に用いる表面I2察装置用探針の製造方法及び表面観察
装置に関する。
て発生する原子間力、磁気力およびトンネル電流を利用
する装置に係り、試料の表面形態と磁気的性質の情報を
得るのに好敵な走査型磁気力顕微鏡および走査型トンネ
ル顕微鏡あるいは原子開力顕微鏡もしくはその類似装置
に用いる表面I2察装置用探針の製造方法及び表面観察
装置に関する。
従来技術である走査型1−ンネル顕微鏡は、探針と試料
間に電圧を印加し、探針と試料との距離を接近したとき
に得られるトンネル電流および電界放射電流を利用して
4体試料の表面形態を調べる装置である。一方、原子開
力顕微鏡は導体、絶縁体試料に探針を接近したときに発
生する原子間力を利用して表面状態を調べる装置である
。磁気力顕微鏡は、探針として磁性体を用い、この磁性
探針と磁性試料の間に発生する磁気力を利用して試料の
磁化状態を調べる装置である。
間に電圧を印加し、探針と試料との距離を接近したとき
に得られるトンネル電流および電界放射電流を利用して
4体試料の表面形態を調べる装置である。一方、原子開
力顕微鏡は導体、絶縁体試料に探針を接近したときに発
生する原子間力を利用して表面状態を調べる装置である
。磁気力顕微鏡は、探針として磁性体を用い、この磁性
探針と磁性試料の間に発生する磁気力を利用して試料の
磁化状態を調べる装置である。
従来、磁性探針と試料を接近して得られる磁気力を利用
した走査型磁気力顕微鏡における試料の磁気的情報の取
得方法1ついては、ジャーナルオブ バキューム サイ
エンス テクノロジーA6(1988年)第279頁か
ら第282頁(Journal of Vacuum
5cience Technology、 A 6
。
した走査型磁気力顕微鏡における試料の磁気的情報の取
得方法1ついては、ジャーナルオブ バキューム サイ
エンス テクノロジーA6(1988年)第279頁か
ら第282頁(Journal of Vacuum
5cience Technology、 A 6
。
1988、pp279−282) 、あるいはアプライ
ド フィジックス レターズ 50巻(1987年)第
1455頁から第1457頁(AppliedPhys
ics Letters、voQ、50,1987.
p p1455−1457)において論じられている。
ド フィジックス レターズ 50巻(1987年)第
1455頁から第1457頁(AppliedPhys
ics Letters、voQ、50,1987.
p p1455−1457)において論じられている。
原子開力顕微鏡や磁気力顕微鏡は、探針と試料表面の相
互作用によって生ずる引力、あるいは斥力を探針を設置
したカンチレバーの変位に変換して試料の表面情報を検
出する装置である。
互作用によって生ずる引力、あるいは斥力を探針を設置
したカンチレバーの変位に変換して試料の表面情報を検
出する装置である。
上記従来技術で用いる探針とカンチレバーで構成された
プローブは、半導体リソグラフィ技術とSi等の異方性
エツチングにより、例えば第1図のように構成されてい
た。従来技術で構成したプローブでは、Si等の異方性
エツチングにより探針1とカンチレバー2を構成してい
るため、例えばSi (100)を異方性エツチングし
て形成した探針の先端部の頂角(O)3は約70.6度
と大きい。しかも探針の先端部の曲率半径も大きいため
に高分解能の表面情報を再現性良く得ることが困難であ
った。また前記プローブに磁性体を付着して磁性プロー
ブを構成したとき、先端部以外に付着した磁性体により
試料表面の漏洩磁界分布が乱され、その結果、磁気力情
報の分解能が低下する問題があった。
プローブは、半導体リソグラフィ技術とSi等の異方性
エツチングにより、例えば第1図のように構成されてい
た。従来技術で構成したプローブでは、Si等の異方性
エツチングにより探針1とカンチレバー2を構成してい
るため、例えばSi (100)を異方性エツチングし
て形成した探針の先端部の頂角(O)3は約70.6度
と大きい。しかも探針の先端部の曲率半径も大きいため
に高分解能の表面情報を再現性良く得ることが困難であ
った。また前記プローブに磁性体を付着して磁性プロー
ブを構成したとき、先端部以外に付着した磁性体により
試料表面の漏洩磁界分布が乱され、その結果、磁気力情
報の分解能が低下する問題があった。
本発明の目的は、高分解能、高感度の原子間力や磁気力
等の表面情報観察に好適な探針の製造方法及び表面観察
装置を提供することにある。
等の表面情報観察に好適な探針の製造方法及び表面観察
装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明においては半導体リ
ソブライ技術や機械加工等により小さなバネ定数と大き
な剛性を持ったカンチレバーを作製し、このカンチレバ
ーの一端に探針を形成してプローブを構成する。前記探
針は、カンチレバーと同一材料で一体に構成するか、も
しくはカンチレバーと異なる材料からなる探針をカンチ
レバーの一端に移植することにより作製する。探針の先
端部は、イオンビームの直径が0.2μm以下に小さく
集束した集束イオンビームにより任意の形状に加工し、
探針先端部の頂角は55度以下、先端部の曲率半径は5
0nm以下に鋭く尖せらた。
ソブライ技術や機械加工等により小さなバネ定数と大き
な剛性を持ったカンチレバーを作製し、このカンチレバ
ーの一端に探針を形成してプローブを構成する。前記探
針は、カンチレバーと同一材料で一体に構成するか、も
しくはカンチレバーと異なる材料からなる探針をカンチ
レバーの一端に移植することにより作製する。探針の先
端部は、イオンビームの直径が0.2μm以下に小さく
集束した集束イオンビームにより任意の形状に加工し、
探針先端部の頂角は55度以下、先端部の曲率半径は5
0nm以下に鋭く尖せらた。
また探針の表面に磁性体を付着させ、余分の磁性体は集
束イオンビームにより選択的にスパッタリングして除去
した。上記のごとく作製したプローブの先端の探針を観
察試料表面に接近して設置し、探針と試料表面の間に作
用した原子間力、または磁気力によるプローブ(カンチ
レバー)の撓みによる変位を、プローブの後方に設けた
変位検出手段、例えばトンネル電流の検出、あるいは光
学的な変位として検出する表面観察装置を構成した。
束イオンビームにより選択的にスパッタリングして除去
した。上記のごとく作製したプローブの先端の探針を観
察試料表面に接近して設置し、探針と試料表面の間に作
用した原子間力、または磁気力によるプローブ(カンチ
レバー)の撓みによる変位を、プローブの後方に設けた
変位検出手段、例えばトンネル電流の検出、あるいは光
学的な変位として検出する表面観察装置を構成した。
本発明は次のように作用する。半導体リソグラフィ技術
や機械加工などによりカンチレバーを作製する。カンチ
レバーの材質としてはSi、酸化珪素、窒化珪素、ダイ
ヤモンド、W、Ni、ステレレス鋼等を用いる。高感度
の力検出のためにカンチレバーのバネ定数は3 N /
m以下が望ましい。
や機械加工などによりカンチレバーを作製する。カンチ
レバーの材質としてはSi、酸化珪素、窒化珪素、ダイ
ヤモンド、W、Ni、ステレレス鋼等を用いる。高感度
の力検出のためにカンチレバーのバネ定数は3 N /
m以下が望ましい。
バネ定数は、カンチレバーの厚さや形状により任意に選
ぶことができる。続いて、カンチレバーの自由端側に探
針を構成する部材を接着し、さらに探針の先端部を集束
イオンビームにより鋭角に加工し、尖らせる。この工程
は、直径0.2μm以下に小さく集束したイオンビー1
1をカンチレバーの先端部で走査し、イオンビーム照射
により発生した2次電子像を観察し、カンチレバーと探
釦の形態を識別することにより行うことが出来る。探針
を構成する部材の材質はカンチレバーと同じか、または
異種のものでも良い。またカンチレバーの一端に探針を
構成する部材を一体に形成できることは言うまでもない
。集束イオンビームの直径は集束用のレンズ系を調節す
ることにより0.1μm以下に集束でき、このイオンビ
ームを用いることにより、さらに微細な任意の形態の探
針の加工が出来る。高分解能の表面情報を得るためには
、探針先端部の頂角は55度以下が良く、望ましくは3
0度以下が良い。さらに探針先端部曲率半径は50nm
以下が望ましい。カンチレバーと探針材料の接着は、カ
ンチレバーの近くに設置したカンチレバーや探釧部材と
同種あるいは異種の月料をイオンビームによりスパッタ
リングすることにより可能である。探針の材料としては
、W、ステンレス鋼、Ni、Fe、窒化珪素、酸化珪素
、ダイヤモンド等を用いる。以上により原子開力顕微鏡
等の表面ll!察装置に適したプローブが作製できる。
ぶことができる。続いて、カンチレバーの自由端側に探
針を構成する部材を接着し、さらに探針の先端部を集束
イオンビームにより鋭角に加工し、尖らせる。この工程
は、直径0.2μm以下に小さく集束したイオンビー1
1をカンチレバーの先端部で走査し、イオンビーム照射
により発生した2次電子像を観察し、カンチレバーと探
釦の形態を識別することにより行うことが出来る。探針
を構成する部材の材質はカンチレバーと同じか、または
異種のものでも良い。またカンチレバーの一端に探針を
構成する部材を一体に形成できることは言うまでもない
。集束イオンビームの直径は集束用のレンズ系を調節す
ることにより0.1μm以下に集束でき、このイオンビ
ームを用いることにより、さらに微細な任意の形態の探
針の加工が出来る。高分解能の表面情報を得るためには
、探針先端部の頂角は55度以下が良く、望ましくは3
0度以下が良い。さらに探針先端部曲率半径は50nm
以下が望ましい。カンチレバーと探針材料の接着は、カ
ンチレバーの近くに設置したカンチレバーや探釧部材と
同種あるいは異種の月料をイオンビームによりスパッタ
リングすることにより可能である。探針の材料としては
、W、ステンレス鋼、Ni、Fe、窒化珪素、酸化珪素
、ダイヤモンド等を用いる。以上により原子開力顕微鏡
等の表面ll!察装置に適したプローブが作製できる。
また上記のごとく作製した探針の先端部にFe。
Ni、Co、パーマロイあるいはこれらの合金。
酸化物、窒化物などの磁性体を付着した後、探針の先端
部以外に付着した磁性体を集束イオンビームにより除去
する。あるいはカンチレバー面や探針部材にあらかじめ
磁性体を付着した後、探針先端部を鋭角に加工すると共
に、余分の磁性体を集束イオンビームによりスパッタリ
ングして除去する。以上により磁気力顕微鏡等の磁気情
報a察装置に適したプローブが作製できる。
部以外に付着した磁性体を集束イオンビームにより除去
する。あるいはカンチレバー面や探針部材にあらかじめ
磁性体を付着した後、探針先端部を鋭角に加工すると共
に、余分の磁性体を集束イオンビームによりスパッタリ
ングして除去する。以上により磁気力顕微鏡等の磁気情
報a察装置に適したプローブが作製できる。
この構成により、探針と試料の間に作用した原子間力、
磁気力を探針により感知し、これによりカンチレバーに
撓みが生じる。この撓みの量をカンチレバーの後方に設
けた変位検出手段(例えばトンネル電流、または光学的
な方法、あるいは静電容量の変化)で検出することによ
り、試料の表面形態情報と、さらに正確な磁気力情報を
得る。
磁気力を探針により感知し、これによりカンチレバーに
撓みが生じる。この撓みの量をカンチレバーの後方に設
けた変位検出手段(例えばトンネル電流、または光学的
な方法、あるいは静電容量の変化)で検出することによ
り、試料の表面形態情報と、さらに正確な磁気力情報を
得る。
同様の計測手段は、試料と探針の間の原子間力、磁気力
の他に、音響、熱、光などによる試料と探針間の変位を
検出する走査型トンネル顕微鏡類似装置に適用できる。
の他に、音響、熱、光などによる試料と探針間の変位を
検出する走査型トンネル顕微鏡類似装置に適用できる。
以下、実施例でもって本発明を説明する。
実施例1
第2図により、本実施例を説明する。半導体リングラフ
ィ技術などにより第2図のごとく一端が支持体4に固定
された片持ちのカンチレバー2を作製する。カンチレバ
ー2の材料としては、剛性が高く比重の小さいものが望
ましい。本実施例では、Si、5in2.Si3N4.
W、Mo、ダイヤモンI〜状カーボン、あるいはステン
レス鋼を用いて同様の構成のカンチレバー2を作製した
がいずれも同様の効果が得られた。続いてカンチレバー
2の自由端側に探針を構成する探針部材5を付着する。
ィ技術などにより第2図のごとく一端が支持体4に固定
された片持ちのカンチレバー2を作製する。カンチレバ
ー2の材料としては、剛性が高く比重の小さいものが望
ましい。本実施例では、Si、5in2.Si3N4.
W、Mo、ダイヤモンI〜状カーボン、あるいはステン
レス鋼を用いて同様の構成のカンチレバー2を作製した
がいずれも同様の効果が得られた。続いてカンチレバー
2の自由端側に探針を構成する探針部材5を付着する。
この工程は、集束イオンビームを用いた移植技術により
行う。すなわち、探針部材5を例えば圧電素子を用いた
移動機構で保持し、直径0.1μm以下に小さく収束し
たイオンビームによりカンチレバー2の先端部の2次電
子像を観察しながら、上記探鉗部材5をカンチレバー2
の所望の位置に搬送する。続いて、ガリウムイオンや探
針部材の一部を集束イオンビームによりスパッタリング
せしめることにより、前記カンチレバー2に探針部材5
を接着する。さらに集束イオンビームを探針部材5の先
端部に照射し、鋭い形態に加工する。これにより探針6
の先端部の頂角03を約20度、先端部の曲率半径を5
0nm以下に加工した。探針6の先端部の頂角θ3は、
加工時の集束イオンビームの走査方向を任意に買えるこ
とにより任意に変化できる。探針6を構成する探針部材
5の材質はカンチレバー2と異種、もしくは同種のいず
れでも効果は同じである。本実施例ではW、Ni、Ti
C,Fe、LaB、などを探針部材5として用いたが、
いずれも同様の高分解能表面情報の検出効果を持った原
子開力顕微鏡用の探針を得ることが出来た。
行う。すなわち、探針部材5を例えば圧電素子を用いた
移動機構で保持し、直径0.1μm以下に小さく収束し
たイオンビームによりカンチレバー2の先端部の2次電
子像を観察しながら、上記探鉗部材5をカンチレバー2
の所望の位置に搬送する。続いて、ガリウムイオンや探
針部材の一部を集束イオンビームによりスパッタリング
せしめることにより、前記カンチレバー2に探針部材5
を接着する。さらに集束イオンビームを探針部材5の先
端部に照射し、鋭い形態に加工する。これにより探針6
の先端部の頂角03を約20度、先端部の曲率半径を5
0nm以下に加工した。探針6の先端部の頂角θ3は、
加工時の集束イオンビームの走査方向を任意に買えるこ
とにより任意に変化できる。探針6を構成する探針部材
5の材質はカンチレバー2と異種、もしくは同種のいず
れでも効果は同じである。本実施例ではW、Ni、Ti
C,Fe、LaB、などを探針部材5として用いたが、
いずれも同様の高分解能表面情報の検出効果を持った原
子開力顕微鏡用の探針を得ることが出来た。
次に、前記探針6の先端部に磁性体を蒸着し、高分解能
の磁気力顕微鏡用の磁性探針を得ることが出来た。磁性
探針用の磁性体材料としてはCo。
の磁気力顕微鏡用の磁性探針を得ることが出来た。磁性
探針用の磁性体材料としてはCo。
F” eを主成分とし、これにN、i、Cr、r’1.
。
。
Zr、C,Nなどを添加した合金あるいは多層膜あるい
は酸化物を使用する。磁性探針の磁化容易軸の向きを制
御するために蒸着時の蒸着方向を変化した。磁性探針の
飽和磁化は1. OOk A / m以上、保磁力は8
0A/m以」二が望ましく、これらの特性は磁性材料の
組成や蒸着時の温度を適切に選ぶことにより任意に制御
できる。
は酸化物を使用する。磁性探針の磁化容易軸の向きを制
御するために蒸着時の蒸着方向を変化した。磁性探針の
飽和磁化は1. OOk A / m以上、保磁力は8
0A/m以」二が望ましく、これらの特性は磁性材料の
組成や蒸着時の温度を適切に選ぶことにより任意に制御
できる。
実施例2
本発明の他の実施例を第3図(、)および第3図(b)
により説明する。半導体リングラフィ技術にこより第3
図(a)のごとく、カンチレバー2と探針部7が一体に
構成されたプローブを作製する。カンチレバー2と探針
部7はS i O2で構成されており、これらはお互い
に異なった角度で接続されている。カンチレバー2と探
針部7の厚さは約1μm、長さは約180μmで、バネ
定数は約I N / mであった。続いて探針部7の片
面に磁性体8を蒸着法、あるいはスパッタリング法によ
り付着する。次に集束イオンビームを用いて前記探針部
7をスパッタリング加工し、頂角θ3が約18度、先端
部の曲率半径が約40nmの先端が鋭く尖った探針1を
作製した。同時に探針部以外のカンチレバー面に付着し
た磁性体は集束イオンビームによりスパッタリング加工
することにより除去した(第3図(b))。これにより
高感度。
により説明する。半導体リングラフィ技術にこより第3
図(a)のごとく、カンチレバー2と探針部7が一体に
構成されたプローブを作製する。カンチレバー2と探針
部7はS i O2で構成されており、これらはお互い
に異なった角度で接続されている。カンチレバー2と探
針部7の厚さは約1μm、長さは約180μmで、バネ
定数は約I N / mであった。続いて探針部7の片
面に磁性体8を蒸着法、あるいはスパッタリング法によ
り付着する。次に集束イオンビームを用いて前記探針部
7をスパッタリング加工し、頂角θ3が約18度、先端
部の曲率半径が約40nmの先端が鋭く尖った探針1を
作製した。同時に探針部以外のカンチレバー面に付着し
た磁性体は集束イオンビームによりスパッタリング加工
することにより除去した(第3図(b))。これにより
高感度。
高分解能の磁気情報検出に適した磁性探針を得ることが
出来た。前記実施例において、磁性体を付着する工程を
省くことにより、同様に探針の先端の頂角が小さく、高
分解能表面情報検出に適した原子開力顕微鏡用の探針を
得ることが出来た。
出来た。前記実施例において、磁性体を付着する工程を
省くことにより、同様に探針の先端の頂角が小さく、高
分解能表面情報検出に適した原子開力顕微鏡用の探針を
得ることが出来た。
本実施例では、酸化珪素でカンチレバー、探針部を構成
した場合を説明したが、これを窒化珪素。
した場合を説明したが、これを窒化珪素。
W、Ni等で構成しても良いことは言うまでもない。
実施例3
本発明により作製した探針を用いて原子間力や磁気力を
検出する表面観察装置に適用した例を第4図により説明
する。
検出する表面観察装置に適用した例を第4図により説明
する。
実施例1,2のごとく作製した探針11の先端が試料1
2の面に対して垂直になるように設置する。この探針お
よびカンチレバーの両面にはAu。
2の面に対して垂直になるように設置する。この探針お
よびカンチレバーの両面にはAu。
ptなどの電気導電性の被覆層13を形成する。
試料12と反対側のカンチレバー14の面に接近させて
先端が鋭く尖った金属探針15を設置し、カンチレバー
面と金属探針の間のトンネル電流を検出することにより
、試料と探針の間に作用する原子間力あるいは磁気力に
よるカンチレバーの変位を検出する。金属探針15は、
先端が鋭く尖ったW線やpt線で形成する。上記のごと
く構成した測定系により、磁性試料の表面における漏洩
磁界によるカンチレバーの変位を検出し、この結果より
磁性試料の磁区構造などの磁気力情報を得る。
先端が鋭く尖った金属探針15を設置し、カンチレバー
面と金属探針の間のトンネル電流を検出することにより
、試料と探針の間に作用する原子間力あるいは磁気力に
よるカンチレバーの変位を検出する。金属探針15は、
先端が鋭く尖ったW線やpt線で形成する。上記のごと
く構成した測定系により、磁性試料の表面における漏洩
磁界によるカンチレバーの変位を検出し、この結果より
磁性試料の磁区構造などの磁気力情報を得る。
また非磁性試料と探針の間に作用する原子間力によるカ
ンチレバーの変位を検出することにより表面形層等の表
面情報を得た。
ンチレバーの変位を検出することにより表面形層等の表
面情報を得た。
磁性探針の表面に被覆層を形成することにより、空気中
や真空中、あるいは各種ガス雰囲気で長時間動作しても
、再現性の良い測定ができる。
や真空中、あるいは各種ガス雰囲気で長時間動作しても
、再現性の良い測定ができる。
被覆層としては、ptの他にRu、Rh、Au。
Pdおよびこれを含む合金を用いても効果は同じである
。
。
本実施例では、カンチレバーの変位の検出手段としてカ
ンチレバー面と金属探針間のトンネル電流を用いて説明
したが、カンチレバーの後方にレーザービームなどを照
射して行う光学的な変位を検出する手段、あるいは静電
容量検出器による手段を用いても良いことは言うまでも
ない。
ンチレバー面と金属探針間のトンネル電流を用いて説明
したが、カンチレバーの後方にレーザービームなどを照
射して行う光学的な変位を検出する手段、あるいは静電
容量検出器による手段を用いても良いことは言うまでも
ない。
以上述べたごとく、カンチレバーの先端に設けた探針の
先端の頂角が55度以下、曲率半径が50nm以下の鋭
い探針で構成することにより、高感度、高分解能の表面
形態情報と磁気情報を再現性良く得られる表面情報観察
装置に好適な探針を得ることができる。
先端の頂角が55度以下、曲率半径が50nm以下の鋭
い探針で構成することにより、高感度、高分解能の表面
形態情報と磁気情報を再現性良く得られる表面情報観察
装置に好適な探針を得ることができる。
第1図は従来技術の探針の斜視図、第2図は実施例1の
探針の斜視図、第3図(、)および第3図(b)は実施
例2の製造工程図、第4図は実施例3の表面a蒸装置の
斜視図である。 1.6.11・探針、2,14・・・カンチレバー、3
・・・頂角、4・・・支持体、5・・・探針部材、7・
・・探針部、8・・・磁性体、12・・・試料、13・
・・被覆層、15・・・金属探針。
探針の斜視図、第3図(、)および第3図(b)は実施
例2の製造工程図、第4図は実施例3の表面a蒸装置の
斜視図である。 1.6.11・探針、2,14・・・カンチレバー、3
・・・頂角、4・・・支持体、5・・・探針部材、7・
・・探針部、8・・・磁性体、12・・・試料、13・
・・被覆層、15・・・金属探針。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、試料表面に接近して設置し、前記試料表面との間に
力を作用させる先端部が尖った探針と、試料と探針の間
に作用した力を変位に変換するカンチレバーとから構成
されるプローブと、前記プローブの変位を検出する手段
をもつ表面観察装置において、前記探針の先端部の頂角
が55度以下、探針の先端部の曲率半径が50nm以下
であることを特徴とした表面観察装置。 2、前記プローブを構成する探針とカンチレバーの材質
は異なる請求項1記載の表面観察装置。 3、前記探針の先端部に磁性体が付着している請求項1
又は2記載の表面観察装置。 4、カンチレバーの一端に探針材料を移植する工程、お
よび該探針の先端部を集束イオンビームにより頂角が5
5度以下になるように鋭く尖らせる工程を有することを
特徴とする表面観察装置用探針の製造方法。 5、半導体リソグラフィ技術により探針とカンチレバー
を同一材料で一体的に形成する工程、および該探針の先
端部を集束イオンビームにより頂角が55度以下になる
ように鋭く尖らせる工程を有することを特徴とする表面
観察装置用探針の製造方法。 6、前記探針の先端部を鋭く尖らせる工程の前に探針部
およびカンチレバーの面に磁性体を付着せしめる工程を
有し、かつ探針を構成する部分以外の面の磁性体を集束
イオンビームで除去する工程を有する請求項4又は5記
載の表面観察装置用探針の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28423790A JPH04162339A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28423790A JPH04162339A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04162339A true JPH04162339A (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=17675947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28423790A Pending JPH04162339A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04162339A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006221981A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Sii Nanotechnology Inc | 加工用プローブ及び加工装置並びに加工用プローブの製造方法 |
WO2007018367A1 (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-15 | Phicom Corporation | Cantilever-type probe and method of fabricating the same |
JP2008026281A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マイクロプローブ |
JP2008292375A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 走査プローブ顕微鏡に用いる探針及びカンチレバー |
JP2014211409A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置、微小熱源の温度測定方法及びその装置並びにカンチレバーおよびその製造方法 |
WO2017006396A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | オリンパス株式会社 | カンチレバー |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP28423790A patent/JPH04162339A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006221981A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Sii Nanotechnology Inc | 加工用プローブ及び加工装置並びに加工用プローブの製造方法 |
WO2007018367A1 (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-15 | Phicom Corporation | Cantilever-type probe and method of fabricating the same |
US7678587B2 (en) | 2005-08-10 | 2010-03-16 | Phicom Corporation | Cantilever-type probe and method of fabricating the same |
JP2008026281A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マイクロプローブ |
JP2008292375A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 走査プローブ顕微鏡に用いる探針及びカンチレバー |
JP2014211409A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 熱アシスト磁気ヘッド素子の検査方法及びその装置、微小熱源の温度測定方法及びその装置並びにカンチレバーおよびその製造方法 |
WO2017006396A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | オリンパス株式会社 | カンチレバー |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1742034B1 (en) | Method of fabrication of a SPM thin line probe | |
US5856672A (en) | Single-crystal silicon cantilever with integral in-plane tip for use in atomic force microscope system | |
JP3249132B2 (ja) | 原子間力顕微鏡内の交流検出用力センサを磁気変調させる方法 | |
US5811017A (en) | Cantilever for use in a scanning probe microscope and method of manufacturing the same | |
US5670712A (en) | Method and apparatus for magnetic force control of a scanning probe | |
US7337656B2 (en) | Surface characteristic analysis apparatus | |
JP4526626B2 (ja) | 電気特性評価装置 | |
EP0866341A2 (en) | Alternating current magnetic force microscopy system with probe having integrated coil | |
WO2007078316A2 (en) | Tapered probe structures and fabrication | |
US5729026A (en) | Atomic force microscope system with angled cantilever having integral in-plane tip | |
JP4656761B2 (ja) | Spmカンチレバー | |
US7913544B1 (en) | Scanning probe devices and methods for fabricating same | |
US6121771A (en) | Magnetic force microscopy probe with bar magnet tip | |
JPH04162339A (ja) | 表面観察装置用探針の製造方法及び表面観察装置 | |
Chong et al. | Scanning Hall probe microscopy on an atomic force microscope tip | |
JP3852287B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
Nagase et al. | Nano-four-point probes on microcantilever system fabricated by focused ion beam | |
Grabiec et al. | Batch fabricated scanning near field optical microscope/atomic force microscopy microprobe integrated with piezoresistive cantilever beam with highly reproducible focused ion beam micromachined aperture | |
JP2984094B2 (ja) | 表面観察装置用プローブおよびその製造方法ならびに表面観察装置 | |
Lee et al. | Fabrication of thermal microprobes with a sub-100 nm metal-to-metal junction | |
JP2997497B2 (ja) | 磁気情報検出装置 | |
JP2001021478A (ja) | 走査プローブ顕微鏡用探針、その製造法および描画装置 | |
JP2789244B2 (ja) | 微小プローブの形成方法 | |
Kim et al. | A smart microfour-point probe with ultrasharp in-plane tips | |
JPH08285867A (ja) | 探針、カンチレバー及びこれ等を具備する力顕微鏡 |