JPH0428887A - カンチレバーの製造方法 - Google Patents
カンチレバーの製造方法Info
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- Micromachines (AREA)
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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、原子開力顕微鏡の測定用探針として使用する
カンチレバー製造に関するものである。
カンチレバー製造に関するものである。
本発明は、面方位（１００）の両面研磨ＳＩ基板に、エ
ツチングマスクとしてのＳｉＮｘ膜を形成した後、片面
のみをパターンニング、およびエツチングし、次いでＳ
ｉＮｘ膜を剥離した後、新たにＳｉＮｘ膜を形成し、先
にエツチングしたパターンに合わせてＳｉＮｘのカンチ
レバーをパターンニングしてさらに両面からＳｉのエツ
チングをすることによりカンチレバー支持部の形状が（
１１０）方向と角度をもつようにするカンチレバーの製
造方法である。
ツチングマスクとしてのＳｉＮｘ膜を形成した後、片面
のみをパターンニング、およびエツチングし、次いでＳ
ｉＮｘ膜を剥離した後、新たにＳｉＮｘ膜を形成し、先
にエツチングしたパターンに合わせてＳｉＮｘのカンチ
レバーをパターンニングしてさらに両面からＳｉのエツ
チングをすることによりカンチレバー支持部の形状が（
１１０）方向と角度をもつようにするカンチレバーの製
造方法である。
従来、マイクロマンニング技術を利用してＳｉ基板を３
次元加工する場合、面方位によりエツチング速度が異な
ることを利用する異方性エツチングを行い、ＳＩ基板の
両面から同時にエツチングするのが通常の手段である。
次元加工する場合、面方位によりエツチング速度が異な
ることを利用する異方性エツチングを行い、ＳＩ基板の
両面から同時にエツチングするのが通常の手段である。
（参考文献： ＴｈｏｍａｓＲ，Ａｌｂｒｅｃｈｔ
ａｎｄ Ｃａ１ｖｉｎ Ｆ、Ｑｕａｔｅ “Ａｔｏ
ｍｉｃｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｔ
ｏｍｉｃ ｆｏｒｃｅｍｉｒｏｓｃｏｐｅ ｏｎｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒｓ ” １９９８ ＡｍｅｒｉｃａｎＶａｃｕ
ｕｍ ５ｏｃｌｅｔｙ ｐｐ２７Ｌ２７４）従って
、パターン形状は（１１０）方向に沿った形状となる。
ａｎｄ Ｃａ１ｖｉｎ Ｆ、Ｑｕａｔｅ “Ａｔｏ
ｍｉｃｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｔ
ｏｍｉｃ ｆｏｒｃｅｍｉｒｏｓｃｏｐｅ ｏｎｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒｓ ” １９９８ ＡｍｅｒｉｃａｎＶａｃｕ
ｕｍ ５ｏｃｌｅｔｙ ｐｐ２７Ｌ２７４）従って
、パターン形状は（１１０）方向に沿った形状となる。
また、カンチレバーを作製する場合は（２２１）面が（
１１１）面よりエツチング速度が速いため３ｉ１’Ｊｘ
カンチレバーとなる部分の下のＳｉはエンチングされ（
１１０）方向でエツチング速度が極端に遅くなり、カン
チレバー根元のパターン形状は（１１０）方向に沿った
ものとなる。
１１１）面よりエツチング速度が速いため３ｉ１’Ｊｘ
カンチレバーとなる部分の下のＳｉはエンチングされ（
１１０）方向でエツチング速度が極端に遅くなり、カン
チレバー根元のパターン形状は（１１０）方向に沿った
ものとなる。
上記のような一最的製造方法では、エツチング終了後の
カンチレバー根元のパターンは（１１０）方向に沿った
形状としておかねばならない。何故なら、（１１０）方
向に対して角度を持っていると（１１０）方向以外では
サイドエッチが起こり、最終的には（１１０）方向に形
状が一致してしまい、カンチレバー支持部にＳｉのない
ところができるので充分な強度が得られず破損してしま
うという欠点があった。
カンチレバー根元のパターンは（１１０）方向に沿った
形状としておかねばならない。何故なら、（１１０）方
向に対して角度を持っていると（１１０）方向以外では
サイドエッチが起こり、最終的には（１１０）方向に形
状が一致してしまい、カンチレバー支持部にＳｉのない
ところができるので充分な強度が得られず破損してしま
うという欠点があった。
ここで、カンチレバー支持部のパターン形状が（１１０
）方向に対しである角度を持つことの意義を記述する。
）方向に対しである角度を持つことの意義を記述する。
原子開力顕微鏡に用いるカンチレバーは長さが数十雁か
ら数百−と短いものであるが、探針を装置に設置する場
合に操作しやすい大きさでなければならないので支持部
は数ｎの大きさであるのが望ましい。このような大きさ
の差があると設置の際のわずかなずれで探針先端が試料
に接近する前に支持部が試料に接触してしまい測定不可
能になってしまう場合が生しるからカンチレバー支持部
のパターン形状は（１１０）方向に対しである角度をも
つのが望ましい。
ら数百−と短いものであるが、探針を装置に設置する場
合に操作しやすい大きさでなければならないので支持部
は数ｎの大きさであるのが望ましい。このような大きさ
の差があると設置の際のわずかなずれで探針先端が試料
に接近する前に支持部が試料に接触してしまい測定不可
能になってしまう場合が生しるからカンチレバー支持部
のパターン形状は（１１０）方向に対しである角度をも
つのが望ましい。
上記問題点を解決するために、本発明においてはエツチ
ング時のサイドエッチが進まないうちにエツチングが終
了するようにあらかしめ裏側からエツチングしておき仕
上げとして両面からエツチングして貫通させてカンチレ
バーを形成することとし、カンチレバー支持部のパター
ンが（１１０）方向と角度をもって形成できるようにし
た。
ング時のサイドエッチが進まないうちにエツチングが終
了するようにあらかしめ裏側からエツチングしておき仕
上げとして両面からエツチングして貫通させてカンチレ
バーを形成することとし、カンチレバー支持部のパター
ンが（１１０）方向と角度をもって形成できるようにし
た。
上記のような製造方法によれば、任意の形状をした支持
部をもつカンチレバーを製造することができる。
部をもつカンチレバーを製造することができる。
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例−１
第１図は本発明による製造方法の工程図である。
面方位（１１０）両面研磨ＳｉウェハｌにＬＰ−ＣＶＤ
により５ｉＯｚ２を３００人＋ Ｓ ｒ Ｎ ｘ ３
を１０００人さらに２０００人の５ｉＯｚ４を両面に成
膜する。
により５ｉＯｚ２を３００人＋ Ｓ ｒ Ｎ ｘ ３
を１０００人さらに２０００人の５ｉＯｚ４を両面に成
膜する。
（図中ａ）
次にレジスト５を両面にスピンコーティングして片面の
みに（１１０）方向にパターンが沿うように四角形パタ
ーン６をフォトリソグラフィにより形成する。これをバ
ッファエッチ液（ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：９）に浸漬して
ＳｉＯ□４をエツチングする。 （図中ｂ） 次にレジスト剥離後、５ｉＯｚ４をマスクとして５ｉＮ
ｘ３を１７５℃の熱りん酸でエツチングし、さらにＳ
ｉ Ｏｚ２． Ｓ ｉ Ｏｔ４をバッファエッチ液に
よりエツチングする。 （図中Ｃ） 次に３５ｗｔ％ＫＯＨ？容液（９０℃）によりパタンの
部分のＳｌをエツチングしｉｓｏＩｉＯｍの厚さにする
。 （図中ｄ） 次に熱りん酸により５ ｉ Ｎ ｘ ３ 、バッファエ
ッチ液により５ｉＯｚ２を除去する。 （図中ｅ）次
にａと同＋若にして３００人のＳ ｉ Ｏｚ６． ３０
０人のＳ ｉ Ｎｘ ７．３０００人の５ｉＯ２８を両
面に形成する。 （図中ｆ） 次にＳｉ１をエツチングしていない面のみにレジスト９
をスピンコーティングし、Ｓｉｌのエツチングパターン
に合わせてカンチレバーパターンをフォトリソグラフィ
によりパターン形状グする。
みに（１１０）方向にパターンが沿うように四角形パタ
ーン６をフォトリソグラフィにより形成する。これをバ
ッファエッチ液（ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：９）に浸漬して
ＳｉＯ□４をエツチングする。 （図中ｂ） 次にレジスト剥離後、５ｉＯｚ４をマスクとして５ｉＮ
ｘ３を１７５℃の熱りん酸でエツチングし、さらにＳ
ｉ Ｏｚ２． Ｓ ｉ Ｏｔ４をバッファエッチ液に
よりエツチングする。 （図中Ｃ） 次に３５ｗｔ％ＫＯＨ？容液（９０℃）によりパタンの
部分のＳｌをエツチングしｉｓｏＩｉＯｍの厚さにする
。 （図中ｄ） 次に熱りん酸により５ ｉ Ｎ ｘ ３ 、バッファエ
ッチ液により５ｉＯｚ２を除去する。 （図中ｅ）次
にａと同＋若にして３００人のＳ ｉ Ｏｚ６． ３０
０人のＳ ｉ Ｎｘ ７．３０００人の５ｉＯ２８を両
面に形成する。 （図中ｆ） 次にＳｉ１をエツチングしていない面のみにレジスト９
をスピンコーティングし、Ｓｉｌのエツチングパターン
に合わせてカンチレバーパターンをフォトリソグラフィ
によりパターン形状グする。
（図中ｇ）
次にす、ｃと同様にして５ｉＮｘ７のカンチレバーパタ
ーンを形成する。 （図中ｈ）次に３５ｗｔ％Ｋ Ｏ
Ｈ？８？＆、（７０℃）によって両面エツチングしカン
チレバーとなる５ｉ１’Ｊｘの下のＳｉを除去する。
（図中１） この場合第２図に示すようにカンチレバー支持部１０の
形状は図中の点線１１が示す（１１０）方向に対して角
度を持つようにパターン形状グする。
ーンを形成する。 （図中ｈ）次に３５ｗｔ％Ｋ Ｏ
Ｈ？８？＆、（７０℃）によって両面エツチングしカン
チレバーとなる５ｉ１’Ｊｘの下のＳｉを除去する。
（図中１） この場合第２図に示すようにカンチレバー支持部１０の
形状は図中の点線１１が示す（１１０）方向に対して角
度を持つようにパターン形状グする。
上記のような方法で製造したカンチレバーは支持部全体
にＳｉが残り支持部の破損は見られなかった。
にＳｉが残り支持部の破損は見られなかった。
実施例−２
第３図は、従来の方法によるカンチレバーの製造方法の
工程図である。カンチレバー支持部１０が（１１０）方
向と一致したパターンを使用した。
工程図である。カンチレバー支持部１０が（１１０）方
向と一致したパターンを使用した。
面方位（１００）両面研磨Ｓｉウェハ１２の両面に３０
０人のＳｉ○２１３． ３０００人のＳ ｉ Ｎ ｘ
１４． ３０００人のＳｉ○２１５をＬＰ−ＣＶＤによ
って積層成膜する。 （図中ａ） レジス目６を両面にスピンコーティングし、フォトリソ
グラフィによりカンチレバーパターンおよび裏面パター
ンを形成し、ＳｉＯ□１５をバッファエッチ液でエツチ
ングする。 （図中ｂ）次にレジス目６を剥離した後、
熱りん酸により５ｉＮｘ１４をエツチングして、さらに
ノ＼ノファエノチ液で５ｉＯｚ１３をエツチングする。
０人のＳｉ○２１３． ３０００人のＳ ｉ Ｎ ｘ
１４． ３０００人のＳｉ○２１５をＬＰ−ＣＶＤによ
って積層成膜する。 （図中ａ） レジス目６を両面にスピンコーティングし、フォトリソ
グラフィによりカンチレバーパターンおよび裏面パター
ンを形成し、ＳｉＯ□１５をバッファエッチ液でエツチ
ングする。 （図中ｂ）次にレジス目６を剥離した後、
熱りん酸により５ｉＮｘ１４をエツチングして、さらに
ノ＼ノファエノチ液で５ｉＯｚ１３をエツチングする。
（図中Ｃ）次に３５ｗｔ％ＫＯＨ溶液（９０℃）で５
ｉ１２を両面エツチングする。 （図中ｄ） 以上の工程によりカンチレバーの製作は可能であったが
、パターンの一部は膜はがれが生じるものもあった。
ｉ１２を両面エツチングする。 （図中ｄ） 以上の工程によりカンチレバーの製作は可能であったが
、パターンの一部は膜はがれが生じるものもあった。
実施例−３
実施例２と同じ工程で第２図のようなカンチレバー支持
部１０のパターンが点線１１で示した（１１０）方向に
対して角度を持つパターンを用いて実施したところ貫通
ずるまでＳｉをエツチングした後の形状は第４図に示す
ようになり、ＳｉＮｘの部分のひび１７が入ったり、折
れ曲がったりして破損してしまった。
部１０のパターンが点線１１で示した（１１０）方向に
対して角度を持つパターンを用いて実施したところ貫通
ずるまでＳｉをエツチングした後の形状は第４図に示す
ようになり、ＳｉＮｘの部分のひび１７が入ったり、折
れ曲がったりして破損してしまった。
本発明による製造方法を実施すれば、面方向に制約され
ない支持部のパターン形状を有するＳｉ基板上のカンチ
レバーを製造することができる。
ない支持部のパターン形状を有するＳｉ基板上のカンチ
レバーを製造することができる。
４、
第１図は本発明による製造方法の工程図、第２図は本発
明による製造方法で製造したカンチレバーの平面図ａ、
断面図ｂ、第３１は従来の製造方法の工程図、第４回は
従来方法により製造した場合の平面図ａ、断面図すであ
る。 １ １２ ・ ・ ・ ２、 ４． ６． ８ ３．７１４ ・ ・ ・ ５．９．１６・ ・ ・ １０・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ １１ ・ ・ ・ ・ ・ １７・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Ｓｉウェハ １２、１５・・・ＳｉＯ□ ＳｉＮｘ レジスト カンチレバー支持部 （１１０）方向 ひび 以上
明による製造方法で製造したカンチレバーの平面図ａ、
断面図ｂ、第３１は従来の製造方法の工程図、第４回は
従来方法により製造した場合の平面図ａ、断面図すであ
る。 １ １２ ・ ・ ・ ２、 ４． ６． ８ ３．７１４ ・ ・ ・ ５．９．１６・ ・ ・ １０・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ １１ ・ ・ ・ ・ ・ １７・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Ｓｉウェハ １２、１５・・・ＳｉＯ□ ＳｉＮｘ レジスト カンチレバー支持部 （１１０）方向 ひび 以上
Claims (1)
- Ｓｉ基板を台座とし、ＳｉＮｘを該Ｓｉ基板より突き出
た構造とするカンチレバーの製造において、Ｓｉ基板の
両面にエッチング用のマスクとしてＳｉＮｘ膜を形成し
、非カンチレバー側のみパターンニングして該Ｓｉ基板
をＫＯＨにより異方性エッチングしてＳｉ基板の一部を
薄くし、該ＳｉＮｘを剥離した後に新たにＳｉＮｘ膜を
形成しカンチレバーパターンを非カンチレバー側のパタ
ーンに合わせてパターンニングした後、両面からＫＯＨ
でエッチングすることを特徴とするカンチレバーの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13466890A JP2952362B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | カンチレバーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13466890A JP2952362B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | カンチレバーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428887A true JPH0428887A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2952362B2 JP2952362B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=15133770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13466890A Expired - Fee Related JP2952362B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | カンチレバーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952362B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993014377A1 (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Tadahiro Ohmi | Method of manufacturing reference samples for calibrating amount of measured displacement and reference sample, and measuring instrument and calibration method |
| CN1060821C (zh) * | 1997-08-06 | 2001-01-17 | 复旦大学 | 多层硅微机械结构的掩模－无掩模腐蚀技术 |
| JP2007090298A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Yamatake Corp | 圧力波発生装置及び圧力波発生装置の製造方法 |
| JP2009109473A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Korea Electronics Telecommun | バイポーラトランジスタ基盤の非冷却型赤外線センサ及びその製造方法 |
| JP2015525679A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-07 | シーエスエムシー テクノロジーズ エフエイビー１ カンパニー リミテッド | Ｍｅｍｓチップ及びその製造方法 |
| CN108117041A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 中国科学院半导体研究所 | 基于浓硼掺杂硅的可动微纳结构的制备方法 |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP13466890A patent/JP2952362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993014377A1 (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Tadahiro Ohmi | Method of manufacturing reference samples for calibrating amount of measured displacement and reference sample, and measuring instrument and calibration method |
| US5602323A (en) * | 1992-01-21 | 1997-02-11 | Ohmi; Tadahiro | Method of manufacturing reference samples for calibrating amount of measured displacement and reference sample, and measuring instrument and calibration method |
| CN1060821C (zh) * | 1997-08-06 | 2001-01-17 | 复旦大学 | 多层硅微机械结构的掩模－无掩模腐蚀技术 |
| JP2007090298A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Yamatake Corp | 圧力波発生装置及び圧力波発生装置の製造方法 |
| JP2009109473A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Korea Electronics Telecommun | バイポーラトランジスタ基盤の非冷却型赤外線センサ及びその製造方法 |
| JP2015525679A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-07 | シーエスエムシー テクノロジーズ エフエイビー１ カンパニー リミテッド | Ｍｅｍｓチップ及びその製造方法 |
| US10077188B2 (en) | 2012-07-06 | 2018-09-18 | Csmc Technologies Fab1 Co., Ltd. | Manufacturing method of MEMS chip |
| CN108117041A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 中国科学院半导体研究所 | 基于浓硼掺杂硅的可动微纳结构的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2952362B2 (ja) | 1999-09-27 |
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Legal Events
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