JPH0422809A - 原子間力顕微鏡用探針およびその製造方法 - Google Patents
原子間力顕微鏡用探針およびその製造方法Info
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- JPH0422809A JPH0422809A JP2127362A JP12736290A JPH0422809A JP H0422809 A JPH0422809 A JP H0422809A JP 2127362 A JP2127362 A JP 2127362A JP 12736290 A JP12736290 A JP 12736290A JP H0422809 A JPH0422809 A JP H0422809A
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- G—PHYSICS
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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、カンチレバーの自由端側の尖端部を探針とし
て用いた原子間力顕微鏡用探針及Uその製造方法に関す
るものである。
て用いた原子間力顕微鏡用探針及Uその製造方法に関す
るものである。
従来の技術
従来、固体表面を原子オーダで観察できる顕微鏡として
走査型トンネル顕微鏡(以後STMと呼ぶ)が開発され
ている。しかし、STMは試料と探針間のトンネル電流
を検出して試料表面を観察するため、絶縁体表面は観察
不可能であった。この問題を解決するために試料と探針
間に働く原子間力を検出して試料表面を観察しようとす
る原子開力顕微鏡(以後AFMと呼ぶ)が提案されてい
る。このAFMの分解能はSTMと同様に探針先端部の
曲率半径に大きく依存し、曲率半径が小さいほど分解能
は上がる。AFMでは微少な力を検出するために第7図
に示すようなカンチレバー25が必要であり、その先端
部に探針26を設けなくてはならない。従来、この探針
としては、カンチレバー先端部分を探針として併用した
もの、結晶のエッチピットを鋳型として利用し作製した
もの、異方性エツチングにより作製したもの等が使用さ
れ、先端部の曲率半径が300A程度のものも得られて
いる。
走査型トンネル顕微鏡(以後STMと呼ぶ)が開発され
ている。しかし、STMは試料と探針間のトンネル電流
を検出して試料表面を観察するため、絶縁体表面は観察
不可能であった。この問題を解決するために試料と探針
間に働く原子間力を検出して試料表面を観察しようとす
る原子開力顕微鏡(以後AFMと呼ぶ)が提案されてい
る。このAFMの分解能はSTMと同様に探針先端部の
曲率半径に大きく依存し、曲率半径が小さいほど分解能
は上がる。AFMでは微少な力を検出するために第7図
に示すようなカンチレバー25が必要であり、その先端
部に探針26を設けなくてはならない。従来、この探針
としては、カンチレバー先端部分を探針として併用した
もの、結晶のエッチピットを鋳型として利用し作製した
もの、異方性エツチングにより作製したもの等が使用さ
れ、先端部の曲率半径が300A程度のものも得られて
いる。
発明が解決しようとする課題
AFM用探針は上記のような種々の手法によって作製さ
れているにもかかわらず、それぞれに課題を残している
。カンチレバー先端部分を探針として利用する場合には
、カンチレバーと探針間の密着性に閏する問題はなく、
製造工程も比較的簡単であるが、ホトリソグラフィの精
度で先端曲率半径が決まりるため、通常のホトエツチン
グ技術では数1000A程度が限界であり、顕微鏡とし
ての分解能は低くなる。これ以下の曲率半径の微細加工
にはFIB等のマスクレスエツチング技術が必要となる
が、製造工程が複雑化するとともに、コスト面の課題も
生じてくる。結晶のエッチピットを鋳型として作製した
探針は、曲率半径を比較的小さくできるが、工程が複雑
となり、また探針とカンチレバーの密着性が悪いため、
振動モード−この観測が困難であるという課題が生じて
いた。
れているにもかかわらず、それぞれに課題を残している
。カンチレバー先端部分を探針として利用する場合には
、カンチレバーと探針間の密着性に閏する問題はなく、
製造工程も比較的簡単であるが、ホトリソグラフィの精
度で先端曲率半径が決まりるため、通常のホトエツチン
グ技術では数1000A程度が限界であり、顕微鏡とし
ての分解能は低くなる。これ以下の曲率半径の微細加工
にはFIB等のマスクレスエツチング技術が必要となる
が、製造工程が複雑化するとともに、コスト面の課題も
生じてくる。結晶のエッチピットを鋳型として作製した
探針は、曲率半径を比較的小さくできるが、工程が複雑
となり、また探針とカンチレバーの密着性が悪いため、
振動モード−この観測が困難であるという課題が生じて
いた。
さらに異方性エツチングを利用した作製方法はエツチン
グ時の種々のパラメータにかなり敏感で探針形状の再現
性に乏しいという課題が生じていそこで、本発明は1記
従来の課題に鑑みてなされたものであり、微小曲率半径
の先端部を有する原子間力顕微鏡用探針及びその製造方
法を提供することを目的としている。
グ時の種々のパラメータにかなり敏感で探針形状の再現
性に乏しいという課題が生じていそこで、本発明は1記
従来の課題に鑑みてなされたものであり、微小曲率半径
の先端部を有する原子間力顕微鏡用探針及びその製造方
法を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
基板表面に探針材料を成膜し、前記探針材料表面に探針
材料と異なる材料を用いて、ホトエツチング技術により
尖端部を有する形状の薄膜を形成し、前記薄膜をレジス
ト膜として等方性エツチング技術を用いて、エツチング
深さが、少なくともレジスト膜尖端部の曲率半径以上と
なるように探針材料をエツチングすることで、0.1μ
m以下の曲率半径の尖端部を有するカンチレバーを形成
し、カンチレバーの一方の主面の尖端部を探針として使
用する。
材料と異なる材料を用いて、ホトエツチング技術により
尖端部を有する形状の薄膜を形成し、前記薄膜をレジス
ト膜として等方性エツチング技術を用いて、エツチング
深さが、少なくともレジスト膜尖端部の曲率半径以上と
なるように探針材料をエツチングすることで、0.1μ
m以下の曲率半径の尖端部を有するカンチレバーを形成
し、カンチレバーの一方の主面の尖端部を探針として使
用する。
作用
本発明においては、レジスト膜として用いる薄膜の尖端
部分は従来の微細加工技術により形成されるため、曲率
半径は0.1μm以上である。等方性エツチング技術を
用いると、レジスト膜下部の探針材料薄膜は、レジスト
膜尖端部の両側からエツチングされるため、エツチング
深さが少なくともレジスト膜尖端部の曲率半径以上とな
るようにエツチングすれは、レジスト膜下部に形成され
たカンチレバーの少なくとも上面の尖端部分は、非常に
微小な曲率半径となり、さらにエツチングをすることで
、下面の尖端部分も非常に微少な曲率半径になる。従っ
て、このカンチレバーの一方の主面の尖端部を探針とし
て使用すれば、FIB等のサブミクロンオーダの微細加
工技術を用いなくとも、従来のホトエツチング技術を用
いて、0.1μm以下の曲率半径を有する探針が形成さ
れ、分解能の高い原子開力顕微鏡が得られる。さらにカ
ンチレバー尖端部を探針として利用しているため探針と
カンチレバーが一体化され、探針とカンチレバー間の密
着性の問題も解決できる。
部分は従来の微細加工技術により形成されるため、曲率
半径は0.1μm以上である。等方性エツチング技術を
用いると、レジスト膜下部の探針材料薄膜は、レジスト
膜尖端部の両側からエツチングされるため、エツチング
深さが少なくともレジスト膜尖端部の曲率半径以上とな
るようにエツチングすれは、レジスト膜下部に形成され
たカンチレバーの少なくとも上面の尖端部分は、非常に
微小な曲率半径となり、さらにエツチングをすることで
、下面の尖端部分も非常に微少な曲率半径になる。従っ
て、このカンチレバーの一方の主面の尖端部を探針とし
て使用すれば、FIB等のサブミクロンオーダの微細加
工技術を用いなくとも、従来のホトエツチング技術を用
いて、0.1μm以下の曲率半径を有する探針が形成さ
れ、分解能の高い原子開力顕微鏡が得られる。さらにカ
ンチレバー尖端部を探針として利用しているため探針と
カンチレバーが一体化され、探針とカンチレバー間の密
着性の問題も解決できる。
実施例
以下に、本発明に係る原子間力顕微鏡用探針及びその製
造方法の一実施例について図面を参照しながら説明する
。
造方法の一実施例について図面を参照しながら説明する
。
第1図に本発明の一実施例の原子間力顕微鏡用探針lお
よびカンチレバー2の概略図を示す。第1図に於て、一
方が基材3に固定された平板状のカンチレバー2は、自
由端側のカンチレバー2の上下2面にある尖端部4の内
、突出した方の主面の尖端部を探針1として使用してい
る。第2図に原子開力顕微鏡の観測時の配置図を示す。
よびカンチレバー2の概略図を示す。第1図に於て、一
方が基材3に固定された平板状のカンチレバー2は、自
由端側のカンチレバー2の上下2面にある尖端部4の内
、突出した方の主面の尖端部を探針1として使用してい
る。第2図に原子開力顕微鏡の観測時の配置図を示す。
第2図に於て、カンチレバー2は観測試料6に対して角
度20度程度の面を形成している。試料表面7の充分近
くに探針1が存在すれば、試料表面7の原子と探針1の
原子の間に力が発生し、カンナレバー2がたわむ。この
たわみを適当な方法で検出することで試料表面の観測が
可能となる。
度20度程度の面を形成している。試料表面7の充分近
くに探針1が存在すれば、試料表面7の原子と探針1の
原子の間に力が発生し、カンナレバー2がたわむ。この
たわみを適当な方法で検出することで試料表面の観測が
可能となる。
本実施例で用いた原子間力顕微鏡用探針の製造プロセス
を第3図(a)〜(C)に示す。Si基板8の表面に探
針(カンチレバー)材料として熱酸化により厚さ1〜2
μmのSiO2膜9を形成後、このS io2膜9の表
面にレジスト膜として厚さ0.1μmのW S i 2
膜10を成膜する。このWSi2膜10を通常のホトエ
ツチング技術によって尖端部11を有する形状に加工す
る(第3図(a) )e形成されたWSi2膜(レジス
ト膜)の尖端部11の曲率半径は0.5μm程度である
。次にこの基板をバッファエッチ溶液(HF2容とNH
4F6容の混合液)に浸漬してW S i 2膜10を
レジスト膜としてSiO2膜9を充分な時間をかけて、
等方性エツチングする。SiO2膜9は、WSi2膜1
0尖端部の両側からエツチングされるため、エツチング
深さが少なくともWSi2膜10尖端部の曲率半径以上
となるようにエツチングすれば、WSi2膜10下部に
形成されたSiO2膜9の少なくとも上面の尖端部分は
、非常に微小な曲率半径となり、更にエツチングをする
ことによって、下面の尖端部分も非常に微小な曲率半径
になる。このように、WSi2膜10の尖端部下部に微
小曲率半径の尖端部12を有する5102膜9を形成す
る(第3図(b))。本実施例では300A程度の曲率
半径の尖端部が形成された。次にこの基板を希フッ硝酸
に浸漬して、WSi2膜10をエツチングにより取り除
く。その後形成されたカンチレバーに基材13を接着し
、Si基板8をエツチングして取り除くにことにより、
カンチレバー2と尖端曲率半径300Aの探針lを作製
する(第3図(C))。
を第3図(a)〜(C)に示す。Si基板8の表面に探
針(カンチレバー)材料として熱酸化により厚さ1〜2
μmのSiO2膜9を形成後、このS io2膜9の表
面にレジスト膜として厚さ0.1μmのW S i 2
膜10を成膜する。このWSi2膜10を通常のホトエ
ツチング技術によって尖端部11を有する形状に加工す
る(第3図(a) )e形成されたWSi2膜(レジス
ト膜)の尖端部11の曲率半径は0.5μm程度である
。次にこの基板をバッファエッチ溶液(HF2容とNH
4F6容の混合液)に浸漬してW S i 2膜10を
レジスト膜としてSiO2膜9を充分な時間をかけて、
等方性エツチングする。SiO2膜9は、WSi2膜1
0尖端部の両側からエツチングされるため、エツチング
深さが少なくともWSi2膜10尖端部の曲率半径以上
となるようにエツチングすれば、WSi2膜10下部に
形成されたSiO2膜9の少なくとも上面の尖端部分は
、非常に微小な曲率半径となり、更にエツチングをする
ことによって、下面の尖端部分も非常に微小な曲率半径
になる。このように、WSi2膜10の尖端部下部に微
小曲率半径の尖端部12を有する5102膜9を形成す
る(第3図(b))。本実施例では300A程度の曲率
半径の尖端部が形成された。次にこの基板を希フッ硝酸
に浸漬して、WSi2膜10をエツチングにより取り除
く。その後形成されたカンチレバーに基材13を接着し
、Si基板8をエツチングして取り除くにことにより、
カンチレバー2と尖端曲率半径300Aの探針lを作製
する(第3図(C))。
なお、探針材料とレジスト膜材料の絹合せは、SiO2
とWSi2に限られるものではなく、探針材料としては
5i3Na等が用いられ、レジスト膜は従来のホトレジ
スト材料でも可能である。
とWSi2に限られるものではなく、探針材料としては
5i3Na等が用いられ、レジスト膜は従来のホトレジ
スト材料でも可能である。
また、本実施例では探針としてカンチレバーの突出した
方の主面の尖端部を使用しているが、他方の主面の尖端
部を探針として用いても充分微小な曲率半径と高い分解
能を得ることができる。この場合には、81基板として
単結晶S1を用いれば、カンチレバーの基材を、異方性
エツチングによりS1基板の一部を利用して、直接作製
することが可能となりプロセスがさらに簡略化される。
方の主面の尖端部を使用しているが、他方の主面の尖端
部を探針として用いても充分微小な曲率半径と高い分解
能を得ることができる。この場合には、81基板として
単結晶S1を用いれば、カンチレバーの基材を、異方性
エツチングによりS1基板の一部を利用して、直接作製
することが可能となりプロセスがさらに簡略化される。
次に、他の実施例を説明する。
第4図に他の実施例の原子間力顕微鏡用探針14および
カンチレバー15の概略図を示す。探針部分はカンチレ
バーに対して角度55度の面を形成している。
カンチレバー15の概略図を示す。探針部分はカンチレ
バーに対して角度55度の面を形成している。
本実施例で用いた原子間力顕微鏡用探針の製造プロセス
を第5図(a)〜(c)に示す。異方性エツチング技術
によってこのS1単結晶基板16に5i1111>面の
傾斜面17を形成する(第5図(a))。形成された<
1 i i>面は<ioo>面18に対し55度の角度
を成す。この時、傾斜面の傾斜角は他の形成方法によっ
ても制御することができろ。例えば、スパッタエツチン
グによれば、急峻な傾斜が得られ、湿式ではエツチング
速度によってサイドエツチング量が変化することから、
容易に傾斜を変化させることができる。この表面に探針
(カンナレバー)材料として熱酸化により厚さ1〜2μ
mのS io2膜19を形成後、この5i02膜19の
表面に厚さ0.1 μmのWSi2膜20(レジスト膜
)を成膜する。このWSi2膜20を通常のホトエツチ
ング技術によって少なくとも尖端部21が傾斜面上にく
るように加工する(第5図(b))。以下最初に説明し
た一実施例で用いたプロセスでカンチレバー22に対し
55度の角度をなす尖端曲率半径300Aの探針23を
形成した(第5図(C))。探針のカンチレバーに対す
る傾斜角が45〜90度では、突出した方の主面の尖端
部が探針として使用でき、0〜45度では他方の主面の
尖端部の方が通常試料表面に近くなるので探針として使
用できる。
を第5図(a)〜(c)に示す。異方性エツチング技術
によってこのS1単結晶基板16に5i1111>面の
傾斜面17を形成する(第5図(a))。形成された<
1 i i>面は<ioo>面18に対し55度の角度
を成す。この時、傾斜面の傾斜角は他の形成方法によっ
ても制御することができろ。例えば、スパッタエツチン
グによれば、急峻な傾斜が得られ、湿式ではエツチング
速度によってサイドエツチング量が変化することから、
容易に傾斜を変化させることができる。この表面に探針
(カンナレバー)材料として熱酸化により厚さ1〜2μ
mのS io2膜19を形成後、この5i02膜19の
表面に厚さ0.1 μmのWSi2膜20(レジスト膜
)を成膜する。このWSi2膜20を通常のホトエツチ
ング技術によって少なくとも尖端部21が傾斜面上にく
るように加工する(第5図(b))。以下最初に説明し
た一実施例で用いたプロセスでカンチレバー22に対し
55度の角度をなす尖端曲率半径300Aの探針23を
形成した(第5図(C))。探針のカンチレバーに対す
る傾斜角が45〜90度では、突出した方の主面の尖端
部が探針として使用でき、0〜45度では他方の主面の
尖端部の方が通常試料表面に近くなるので探針として使
用できる。
なお、探針材料とレジスト膜材料の組合せは、最初に説
明した一実施例で示した材料の組合せが可能である。
明した一実施例で示した材料の組合せが可能である。
また、本実施例ではカンチレバーをSi基板凹剖の(1
00>面(底面)を利用して作製したが、凸部の<10
0>面(頂面)を利用しても作製できる。この場合には
、第6図に示すように傾斜角0〜90度において突出し
た方の主面の尖端部24を探針として使用できる。
00>面(底面)を利用して作製したが、凸部の<10
0>面(頂面)を利用しても作製できる。この場合には
、第6図に示すように傾斜角0〜90度において突出し
た方の主面の尖端部24を探針として使用できる。
発明の効果
本発明によれば、FIB等のサブミクロンオーダの微細
加工技術を用いなくとも、従来のホトエツチング技術を
用いて、0.111m以下の尖端曲率半径を有し、また
カンチレバーとの密着性も良好な原子間力顕微鏡用探針
を形成することが可能となり、信頼性が高く、分解能が
非常に大きく試料表面を原子オーダで観察可能な原子間
力顕微鏡が得られる。
加工技術を用いなくとも、従来のホトエツチング技術を
用いて、0.111m以下の尖端曲率半径を有し、また
カンチレバーとの密着性も良好な原子間力顕微鏡用探針
を形成することが可能となり、信頼性が高く、分解能が
非常に大きく試料表面を原子オーダで観察可能な原子間
力顕微鏡が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における原子間力顕微鏡用探
針の概略を示す斜視図、第2図はその原子間力顕微鏡用
探針および試料の配置を示す側面図、第3図は上記実施
例における探針製造プロセスを説明するための工程図、
第4図は本発明の他の実施例における原子間力顕微鏡用
探針の概略を示す斜視図、第5図は上記他の実施例にお
ける探針製造プロセスを説明するための工程図、第6図
は上記他の実施例における他の製造方法による原子間力
顕微鏡用探針の概略斜視図、第7図は従来の原子開力顕
微鏡用カンナレバーおよび探針の斜視図である。 】、 14、23、26・・・探針、 2、15、22
.25・・・カンチレバー 4.12.24・・・5I
02膜(探針材料)尖端部、8.16・・・Si基板、
9.19・・・5102膜(探針材料)、10.20・
・・レジスト膜、11.21・・・レジスト膜尖端部。
針の概略を示す斜視図、第2図はその原子間力顕微鏡用
探針および試料の配置を示す側面図、第3図は上記実施
例における探針製造プロセスを説明するための工程図、
第4図は本発明の他の実施例における原子間力顕微鏡用
探針の概略を示す斜視図、第5図は上記他の実施例にお
ける探針製造プロセスを説明するための工程図、第6図
は上記他の実施例における他の製造方法による原子間力
顕微鏡用探針の概略斜視図、第7図は従来の原子開力顕
微鏡用カンナレバーおよび探針の斜視図である。 】、 14、23、26・・・探針、 2、15、22
.25・・・カンチレバー 4.12.24・・・5I
02膜(探針材料)尖端部、8.16・・・Si基板、
9.19・・・5102膜(探針材料)、10.20・
・・レジスト膜、11.21・・・レジスト膜尖端部。
Claims (4)
- (1)試料表面と探針間に働く原子間力により試料表面
を観察する原子間力顕微鏡用探針において、カンチレバ
ーは、一端が固定され他端が尖端部を有する平板形状を
有しており、前記カンチレバーの一方の主面の尖端部は
探針として利用され、前記尖端部が0.1μm以下の曲
率半径を有し、一方の主面の尖端部が他方の主面の尖端
部より突出した形状に形成されていることを特徴とする
原子間力顕微鏡用探針。 - (2)一端が固定されている前記カンチレバーの他端が
尖端部を有し、少なくとも前記尖端部近傍部の主面と前
記固定端近傍部の主面とのなす角が0〜90度であるこ
とを特徴とする請求項1記載の原子間力顕微鏡用探針。 - (3)基板の表面に前記基板とは異なる材料からなる原
子間力顕微鏡用探針材料を成膜し、前記探針材料表面に
前記探針材料と異なる材料で尖端部を有する形状のレジ
スト薄膜を形成し、等方性エッチング技術を用いて、エ
ッチング深さが少なくとも前記レジスト膜の尖端部の曲
率半径以上となるように前記探針材料をエッチングし、
0.1μm以下の曲率半径を有し、かつ一方の主面より
他方の主下面が突出した形状の尖端部を形成し、さらに
少なくとも形成された前記探針材料の尖端部上部の前記
レジスト膜および下部の前記基板材料を除去することを
特徴とする原子間力顕微鏡用探針の製造方法。 - (4)基板の一部に角度0〜90度の傾斜面が形成され
、前記探針尖端部が前記傾斜面に形成されることを特徴
とする請求項3記載の原子間力顕微鏡用探針の製造方法
。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106323866A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-11 | 清华大学 | 利用石墨烯膜球探针获取异质材料间摩擦系数的方法 |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE68903950T2 (de) * | 1989-08-16 | 1993-07-01 | Ibm | Verfahren fuer die herstellung ultrafeiner siliziumspitzen fuer afm/stm-profilometrie. |
US5356218A (en) * | 1993-05-04 | 1994-10-18 | Motorola, Inc. | Probe for providing surface images |
US7579269B2 (en) | 1993-11-16 | 2009-08-25 | Formfactor, Inc. | Microelectronic spring contact elements |
US6184053B1 (en) | 1993-11-16 | 2001-02-06 | Formfactor, Inc. | Method of making microelectronic spring contact elements |
US6727580B1 (en) | 1993-11-16 | 2004-04-27 | Formfactor, Inc. | Microelectronic spring contact elements |
US5591903A (en) * | 1994-08-11 | 1997-01-07 | Iowa State University Research Foundation | Reconstructing the shape of an atomic force microscope probe |
US5929438A (en) * | 1994-08-12 | 1999-07-27 | Nikon Corporation | Cantilever and measuring apparatus using it |
WO1996028837A1 (en) * | 1995-03-10 | 1996-09-19 | Molecular Imaging Corporation | Hybrid control system for scanning probe microscopes |
US5630932A (en) * | 1995-09-06 | 1997-05-20 | Molecular Imaging Corporation | Tip etching system and method for etching platinum-containing wire |
US5874668A (en) * | 1995-10-24 | 1999-02-23 | Arch Development Corporation | Atomic force microscope for biological specimens |
US5727978A (en) * | 1995-12-19 | 1998-03-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming electron beam emitting tungsten filament |
JP3370527B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2003-01-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 原子間力顕微鏡用プローブとその製造方法および原子間力顕微鏡 |
JP3599880B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2004-12-08 | オリンパス株式会社 | カンチレバーチップ |
WO1997043653A1 (en) * | 1996-05-17 | 1997-11-20 | Formfactor, Inc. | Contact tip structures for microelectronic interconnection elements and methods of making same |
US5744799A (en) * | 1996-05-20 | 1998-04-28 | Ohara; Tetsuo | Apparatus for and method of real-time nanometer-scale position measurement of the sensor of a scanning tunneling microscope or other sensor scanning atomic or other undulating surfaces |
US5729026A (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Atomic force microscope system with angled cantilever having integral in-plane tip |
JP3260644B2 (ja) * | 1996-12-10 | 2002-02-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | カンチレバーおよびその製造方法 |
US6246054B1 (en) * | 1997-06-10 | 2001-06-12 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning probe microscope suitable for observing the sidewalls of steps in a specimen and measuring the tilt angle of the sidewalls |
US5928207A (en) * | 1997-06-30 | 1999-07-27 | The Regents Of The University Of California | Microneedle with isotropically etched tip, and method of fabricating such a device |
US6223591B1 (en) | 1997-11-28 | 2001-05-01 | Nikon Corporation | Probe needle arrangement and movement method for use in an atomic force microscope |
EP1061529A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-20 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | A probe tip for the investigation of a substrate and a method of fabrication therof |
WO2001025720A1 (de) * | 1999-10-07 | 2001-04-12 | Rainer Kassing | Verfahren zur herstellung von sonden für die rastersondenmikroskopie |
DE10027060B4 (de) * | 2000-06-05 | 2006-11-30 | Nanosurf Ag | Abtastspitzen,Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben, insbesondere für die Rastersondenmikroskopie |
US6955078B2 (en) * | 2001-03-30 | 2005-10-18 | Xidex Corporation | Caliper method, system, and apparatus |
JP4257044B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2009-04-22 | オリンパス株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡用カンチレバー |
JP4656761B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2011-03-23 | オリンパス株式会社 | Spmカンチレバー |
SG101537A1 (en) * | 2002-06-03 | 2004-01-30 | Sensfab Pte Ltd | Method of forming atomic force microscope tips |
JP2004150839A (ja) | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Olympus Corp | Spm用カンチレバー及びその製造方法 |
US6927400B2 (en) * | 2003-03-13 | 2005-08-09 | Ascend Instruments, Llc | Sample manipulation system |
CN1297854C (zh) * | 2003-04-15 | 2007-01-31 | 力晶半导体股份有限公司 | 光掩模传送方法 |
DE10326379B4 (de) * | 2003-06-12 | 2007-04-05 | Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Scansonden-Mikroskop zur Bestimmung topologischer oder elektrischer Eigenschaften eines Probenkörpers sowie Verfahren zur Herstellung eines Sondenkörpers |
KR100771851B1 (ko) * | 2006-07-21 | 2007-10-31 | 전자부품연구원 | 전계 효과 트랜지스터가 내장된 원자간력 현미경 캔틸레버및 그의 제조방법 |
KR100761059B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2007-09-21 | 파크시스템스 주식회사 | 오버행 샘플 측정이 가능한 주사 탐침 현미경 |
DE102007052610A1 (de) * | 2007-11-05 | 2009-05-07 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Nanosondenspitze für fortschrittliche Rastersondenmikroskopie mit einem Schichtsondenmaterial, das durch Lithographie und/oder durch lonenstrahltechniken strukturiert ist |
EP2169409A1 (de) * | 2008-09-30 | 2010-03-31 | Nanoworld AG | SPM-Sensor und Herstellungsverfahren |
CN102353815B (zh) * | 2011-06-30 | 2014-08-27 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 材料的表面局域电子态的测量装置以及测量方法 |
CN105629079B (zh) * | 2014-11-05 | 2019-02-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种原子力显微镜和表面光电压谱联用方法 |
CN104451680B (zh) * | 2014-12-20 | 2017-01-04 | 中山联合光电科技有限公司 | 一种化学蚀纹工艺 |
CN106290989B (zh) * | 2016-07-25 | 2019-04-12 | 四川理工学院 | 一种原子力显微镜探针针尖修饰方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6013258B2 (ja) * | 1978-04-12 | 1985-04-05 | 工業技術院長 | 炭化物フイ−ルドエミツタ−の製造法 |
EP0194323B1 (en) * | 1985-03-07 | 1989-08-02 | International Business Machines Corporation | Scanning tunneling microscope |
JPS6355845A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Agency Of Ind Science & Technol | プロ−ブ |
US5066358A (en) * | 1988-10-27 | 1991-11-19 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Juninor University | Nitride cantilevers with single crystal silicon tips |
US4916002A (en) * | 1989-01-13 | 1990-04-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Jr. University | Microcasting of microminiature tips |
US4943719A (en) * | 1989-01-17 | 1990-07-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford University | Microminiature cantilever stylus |
US5260824A (en) * | 1989-04-24 | 1993-11-09 | Olympus Optical Co., Ltd. | Atomic force microscope |
EP0413042B1 (en) * | 1989-08-16 | 1992-12-16 | International Business Machines Corporation | Method of producing micromechanical sensors for the afm/stm profilometry and micromechanical afm/stm sensor head |
US5021364A (en) * | 1989-10-31 | 1991-06-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Microcantilever with integral self-aligned sharp tetrahedral tip |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP2127362A patent/JP2624873B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
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- 1991-05-14 US US07/699,951 patent/US5239863A/en not_active Expired - Lifetime
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-
1993
- 1993-05-27 US US08/067,612 patent/US5336369A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106323866A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-11 | 清华大学 | 利用石墨烯膜球探针获取异质材料间摩擦系数的方法 |
CN106323866B (zh) * | 2016-08-15 | 2018-10-30 | 清华大学 | 利用石墨烯膜球探针获取异质材料间摩擦系数的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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