JPH06116753A - 針状構造の作製方法 - Google Patents
針状構造の作製方法Info
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- JPH06116753A JPH06116753A JP26875492A JP26875492A JPH06116753A JP H06116753 A JPH06116753 A JP H06116753A JP 26875492 A JP26875492 A JP 26875492A JP 26875492 A JP26875492 A JP 26875492A JP H06116753 A JPH06116753 A JP H06116753A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細で鋭角な針状構造を容易に形成できる作製
方法を提供する。 【構成】本発明の針状構造の作製方法では、基板１上に
形成された第一の膜２の上に、同一の等方的ドライエッ
チングに対して第一の膜２よりもエッチレートの大きい
第二の膜３を積層し、その上にマスク４を形成し、前記
ドライエッチングによりエッチング処理することによ
り、第一の膜２をその膜厚方向にテーパ形状となるよう
に形成し、上記マスク４と第二の膜３とを除去した後、
前記第一の膜２のテーパ先端と、鋭角の針状パターンの
先端部が一致するようにマスクパターン５を形成してエ
ッチング処理することにより、第一の膜２に針状構造部
６を形成する。
方法を提供する。 【構成】本発明の針状構造の作製方法では、基板１上に
形成された第一の膜２の上に、同一の等方的ドライエッ
チングに対して第一の膜２よりもエッチレートの大きい
第二の膜３を積層し、その上にマスク４を形成し、前記
ドライエッチングによりエッチング処理することによ
り、第一の膜２をその膜厚方向にテーパ形状となるよう
に形成し、上記マスク４と第二の膜３とを除去した後、
前記第一の膜２のテーパ先端と、鋭角の針状パターンの
先端部が一致するようにマスクパターン５を形成してエ
ッチング処理することにより、第一の膜２に針状構造部
６を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微細で鋭角な針状構造
の作製方法に関し、特に、加速度センサ、走査トンネル
顕微鏡、原子間力顕微鏡等の針状プローブなどの作製に
好適な針状構造の作製方法に関する。
の作製方法に関し、特に、加速度センサ、走査トンネル
顕微鏡、原子間力顕微鏡等の針状プローブなどの作製に
好適な針状構造の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は先に、加速度センサ、走査ト
ンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡等の針状プローブなどの
作製に応用される技術として、エッチングを用いた針状
構造(鋭角構造）の作製方法を提案した（特願平３−２
２７３６７号）。この作製方法では、基板上に形成され
た第１の被エッチング層上に、同一のエッチング溶液に
対して第１の被エッチング層よりもエッチレートの大き
い、第２の被エッチング層を積層した後、その上にマス
クを形成し、前記エッチング溶液によりエッチング処理
することにより、第１の被エッチング層を、その膜厚方
向にテーパ形状となるように形成してから、前記第１の
被エッチング層のテーパ先端と、その上に鋭角の針状パ
ターンの先端部が一致するようにマスクパターンを形成
してエッチング処理することを特徴としている。
ンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡等の針状プローブなどの
作製に応用される技術として、エッチングを用いた針状
構造(鋭角構造）の作製方法を提案した（特願平３−２
２７３６７号）。この作製方法では、基板上に形成され
た第１の被エッチング層上に、同一のエッチング溶液に
対して第１の被エッチング層よりもエッチレートの大き
い、第２の被エッチング層を積層した後、その上にマス
クを形成し、前記エッチング溶液によりエッチング処理
することにより、第１の被エッチング層を、その膜厚方
向にテーパ形状となるように形成してから、前記第１の
被エッチング層のテーパ先端と、その上に鋭角の針状パ
ターンの先端部が一致するようにマスクパターンを形成
してエッチング処理することを特徴としている。
【０００３】上記作製方法の具体例としては、例えば、
図６に示すように、（ａ）Ｓｉ基板上に熱酸化ＳｉＯ2
層を形成し、その上に、ＢＨＦ（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：
１０のエッチング溶液）に対してエッチング速度が３０
倍以上のＳｉＯＮ層を積層し、更にその上にフォトレジ
スト層を積層する。（ｂ）次に、フォトレジスト層をパ
ターンニングしてマスクを形成し、（ｃ）ＢＨＦでエッ
チング処理してＳｉＯ2 層にテーパを形成し、（ｄ）フ
ォトレジスト層とＳｉＯＮを除去する。（ｅ）次に、第
２のフォトレジスト層を塗布し、このフォトレジスト層
に対して、針状にＵＶ光の遮光部と透過部からなるマス
クを用いて露光し、（ｆ）針状のマスクパターンを作
り、（ｇ）この針状のマスクパターンを用いてエッチン
グ処理し、（ｈ）次に、フォトレジストとＳｉＯ2 層の
針状パーン部分の下地のＳｉ基板を除いて針状構造を作
製している。
図６に示すように、（ａ）Ｓｉ基板上に熱酸化ＳｉＯ2
層を形成し、その上に、ＢＨＦ（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：
１０のエッチング溶液）に対してエッチング速度が３０
倍以上のＳｉＯＮ層を積層し、更にその上にフォトレジ
スト層を積層する。（ｂ）次に、フォトレジスト層をパ
ターンニングしてマスクを形成し、（ｃ）ＢＨＦでエッ
チング処理してＳｉＯ2 層にテーパを形成し、（ｄ）フ
ォトレジスト層とＳｉＯＮを除去する。（ｅ）次に、第
２のフォトレジスト層を塗布し、このフォトレジスト層
に対して、針状にＵＶ光の遮光部と透過部からなるマス
クを用いて露光し、（ｆ）針状のマスクパターンを作
り、（ｇ）この針状のマスクパターンを用いてエッチン
グ処理し、（ｈ）次に、フォトレジストとＳｉＯ2 層の
針状パーン部分の下地のＳｉ基板を除いて針状構造を作
製している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記針
状構造の作製方法では、以下のような不具合がある。先
ず図６（ｃ）において、フォトレジスト層は片持ち梁構
造となり両面からＢＨＦによってダメージを受けるた
め、長いアンダーエッチングができず、従って、細長い
針状構造を作ることができない。また、図６（ｅ）にお
いて、テーパが上面にあるため、レジストを均一に塗り
にくい。また、図６（ｅ）において、テーパ先端がｃ−
Ｓｉ基板上にあるので、フォトレジストを塗った際、先
端を確認することが極めて困難である。また、同じ理由
で、針状構造を完成させるためには、その下のｃ−Ｓｉ
基板もエッチングして取り除かねばならない。本発明は
上記事情に鑑みてなされたものであって、上記従来技術
の不具合を解消し、より鋭角な針状構造を形成できる針
状構造の作製方法を提供することを目的とする。
状構造の作製方法では、以下のような不具合がある。先
ず図６（ｃ）において、フォトレジスト層は片持ち梁構
造となり両面からＢＨＦによってダメージを受けるた
め、長いアンダーエッチングができず、従って、細長い
針状構造を作ることができない。また、図６（ｅ）にお
いて、テーパが上面にあるため、レジストを均一に塗り
にくい。また、図６（ｅ）において、テーパ先端がｃ−
Ｓｉ基板上にあるので、フォトレジストを塗った際、先
端を確認することが極めて困難である。また、同じ理由
で、針状構造を完成させるためには、その下のｃ−Ｓｉ
基板もエッチングして取り除かねばならない。本発明は
上記事情に鑑みてなされたものであって、上記従来技術
の不具合を解消し、より鋭角な針状構造を形成できる針
状構造の作製方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の針状構造の作製方法は、基板上に形
成された第一の膜の上に、同一の等方的ドライエッチン
グに対して第一の膜よりもエッチレートの大きい第二の
膜を積層し、その上にマスクを形成し、前記ドライエッ
チングによりエッチング処理することにより、第一の膜
をその膜厚方向にテーパ形状となるように形成してか
ら、前記第一の膜のテーパ先端と、鋭角の針状パターン
の先端部が一致するようにマスクパターンを形成してエ
ッチング処理することを特徴とする。
め、請求項１記載の針状構造の作製方法は、基板上に形
成された第一の膜の上に、同一の等方的ドライエッチン
グに対して第一の膜よりもエッチレートの大きい第二の
膜を積層し、その上にマスクを形成し、前記ドライエッ
チングによりエッチング処理することにより、第一の膜
をその膜厚方向にテーパ形状となるように形成してか
ら、前記第一の膜のテーパ先端と、鋭角の針状パターン
の先端部が一致するようにマスクパターンを形成してエ
ッチング処理することを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の針状構造の作製方法は、基
板上に形成された第一の膜の上に、同一の等方的ドライ
エッチングに対して第一の膜よりもエッチレートの小さ
い第二の膜を積層し、その上にマスクを形成し、前記ド
ライエッチングによりエッチング処理することにより、
第二の膜をその膜厚方向に逆テーパ形状となるように形
成してから、前記第二の膜のテーパ先端と、鋭角の針状
パターンの先端部が一致するようにマスクパターンを形
成してエッチング処理することを特徴とする。
板上に形成された第一の膜の上に、同一の等方的ドライ
エッチングに対して第一の膜よりもエッチレートの小さ
い第二の膜を積層し、その上にマスクを形成し、前記ド
ライエッチングによりエッチング処理することにより、
第二の膜をその膜厚方向に逆テーパ形状となるように形
成してから、前記第二の膜のテーパ先端と、鋭角の針状
パターンの先端部が一致するようにマスクパターンを形
成してエッチング処理することを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の針状構造の作製方法は、基
板上に形成された第一の膜の上に、同一のエッチャント
に対して第一の膜よりもエッチレートの小さい第二の膜
を積層し、その上にマスクを形成し、前記エッチャント
によりエッチング処理することにより、第二の膜をその
膜厚方向に逆テーパ形状となるように形成してから、前
記第二の膜のテーパ先端と、鋭角の針状パターンの先端
部が一致するようにマスクパターンを形成してエッチン
グ処理することを特徴とする。
板上に形成された第一の膜の上に、同一のエッチャント
に対して第一の膜よりもエッチレートの小さい第二の膜
を積層し、その上にマスクを形成し、前記エッチャント
によりエッチング処理することにより、第二の膜をその
膜厚方向に逆テーパ形状となるように形成してから、前
記第二の膜のテーパ先端と、鋭角の針状パターンの先端
部が一致するようにマスクパターンを形成してエッチン
グ処理することを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１の針状構造の作製方法においては、テ
ーパを作る際にドライエッチングを用いることにより、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層に負担をかけず、長いアンダーエッチング
を行なうことができ、結果として鋭い針状構造を形成す
ることが可能となる。
ーパを作る際にドライエッチングを用いることにより、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層に負担をかけず、長いアンダーエッチング
を行なうことができ、結果として鋭い針状構造を形成す
ることが可能となる。
【０００９】請求項２の針状構造の作製方法において
は、逆テーパを作る際にドライエッチングを用いること
により、アンダーエッチングによって片持ち梁構造とな
ったフォトレジスト層に負担をかけず、長いアンダーエ
ッチングを行なうことができ、また、テーパの無い面に
針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なうことに
より、結果として鋭い針状構造を形成することが可能と
なる。
は、逆テーパを作る際にドライエッチングを用いること
により、アンダーエッチングによって片持ち梁構造とな
ったフォトレジスト層に負担をかけず、長いアンダーエ
ッチングを行なうことができ、また、テーパの無い面に
針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なうことに
より、結果として鋭い針状構造を形成することが可能と
なる。
【００１０】請求項３の針状構造の作製方法において
は、ウェットエッチングを用いて逆テーパを作る際に、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層をエッチングレートの遅い第２層が支える
ことでフォトレジスト層に負担をかけず、長いアンダー
エッチングを行なうことができ、また、テーパの無い面
に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なうこと
により、結果として鋭い針状構造を形成することが可能
となる。
は、ウェットエッチングを用いて逆テーパを作る際に、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層をエッチングレートの遅い第２層が支える
ことでフォトレジスト層に負担をかけず、長いアンダー
エッチングを行なうことができ、また、テーパの無い面
に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なうこと
により、結果として鋭い針状構造を形成することが可能
となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は請求項１の一実施例を示す針状構造
の作製工程の説明図である。図１において、先ずＳｉ基
板１上に第１の被エッチング層２としてＳｉ3Ｎ4膜を形
成し、更にその上に同一のＣＤＥ（ケミカルドライエッ
チング）に対して第１の被エッチング層２よりもエッチ
レートの大きい第２の被エッチング層３としてｐｏｌｙ
−Ｓｉ膜を積層する（図１（ａ））。Ｓｉ3Ｎ4膜２はｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ膜３と比べて、Ｏ2：ＣＦ4≒１：１のＣＤ
Ｅにおいて、約１０倍エッチングレートが遅い。次に、
フォトレジスト層を塗布した後、パターンニングしてマ
スクパターン４を形成する（図１（ｂ））。続いて、第
１，第２の被エッチング層２，３をＣＤＥでエッチング
すると、上記のエッチレート差以上のテーパが第１の被
エッチング層２に形成される（図１（ｃ））。更に、上
記マスクパターン（フォトレジスト層）４を除去し、第
２の被エッチング層３もｐｏｌｙ−Ｓｉエッチャントに
よって除去する。尚、ｐｏｌｙ−Ｓｉエッチャントは、
Ｓｉ3Ｎ4をほとんど溶かさない。
に説明する。図１は請求項１の一実施例を示す針状構造
の作製工程の説明図である。図１において、先ずＳｉ基
板１上に第１の被エッチング層２としてＳｉ3Ｎ4膜を形
成し、更にその上に同一のＣＤＥ（ケミカルドライエッ
チング）に対して第１の被エッチング層２よりもエッチ
レートの大きい第２の被エッチング層３としてｐｏｌｙ
−Ｓｉ膜を積層する（図１（ａ））。Ｓｉ3Ｎ4膜２はｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ膜３と比べて、Ｏ2：ＣＦ4≒１：１のＣＤ
Ｅにおいて、約１０倍エッチングレートが遅い。次に、
フォトレジスト層を塗布した後、パターンニングしてマ
スクパターン４を形成する（図１（ｂ））。続いて、第
１，第２の被エッチング層２，３をＣＤＥでエッチング
すると、上記のエッチレート差以上のテーパが第１の被
エッチング層２に形成される（図１（ｃ））。更に、上
記マスクパターン（フォトレジスト層）４を除去し、第
２の被エッチング層３もｐｏｌｙ−Ｓｉエッチャントに
よって除去する。尚、ｐｏｌｙ−Ｓｉエッチャントは、
Ｓｉ3Ｎ4をほとんど溶かさない。
【００１２】次に、第１の被エッチング層２のテーパ先
端と、フォトレジスト層の針状パターンの先端部が一致
するようにマスクパターン５を形成する（図１
（ｄ））。尚、このマスクパターンの形成法は図６
（ｅ），（ｆ）に示した方法と同様である。続いて、こ
の針状のマスクパターン５を用いて、第１の被エッチン
グ層２を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってエ
ッチングし、この後、マスクパターン５を除去する（図
１（ｅ））。次に、Ｓｉ3Ｎ4膜２の針状部６の下地のＳ
ｉ基板１を、針状部６を露出させるためにエッチングす
る。以上のようにして、先端部が鋭角の針状構造が形成
される（図１（ｆ））。
端と、フォトレジスト層の針状パターンの先端部が一致
するようにマスクパターン５を形成する（図１
（ｄ））。尚、このマスクパターンの形成法は図６
（ｅ），（ｆ）に示した方法と同様である。続いて、こ
の針状のマスクパターン５を用いて、第１の被エッチン
グ層２を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってエ
ッチングし、この後、マスクパターン５を除去する（図
１（ｅ））。次に、Ｓｉ3Ｎ4膜２の針状部６の下地のＳ
ｉ基板１を、針状部６を露出させるためにエッチングす
る。以上のようにして、先端部が鋭角の針状構造が形成
される（図１（ｆ））。
【００１３】図２は請求項２の一実施例を示す針状構造
の作製工程の説明図である。図２において、Ｓｉ基板１
１上に第１の被エッチング層１２としてｐｏｌｙ−Ｓｉ
膜を形成し、更にその上に同一のＣＤＥに対して第１の
被エッチング層１２よりもエッチレートの小さい第２の
被エッチング層１３としてをＳｉ3Ｎ4膜を積層する（図
２（ａ））。次に、フォトレジスト層を塗布した後、フ
ォトレジスト層をパターンニングしてマスクパターン１
４を形成する（図２（ｂ））。続いて第１，第２の被エ
ッチング層１２，１３をＣＤＥでエッチングすると、エ
ッチレート差以上の逆テーパが第２の被エッチング層１
３に形成される（図２（ｃ））。次に、上記マスクパタ
ーン（フォトレジスト層）１４を除去し、第２の被エッ
チング層１３のテーパ先端と、フォトレジスト層の針状
パターンの先端部が一致するようにマスクパターン１５
を形成する（図２（ｄ））。続いて、この針状のマスク
パターン１５を用いて、第２の被エッチング層１３をＲ
ＩＥによってエッチングし、この後、マスクパターン１
５を除去する（図２（ｅ））。以上のようにして、先端
部が鋭角の針状構造が形成される。
の作製工程の説明図である。図２において、Ｓｉ基板１
１上に第１の被エッチング層１２としてｐｏｌｙ−Ｓｉ
膜を形成し、更にその上に同一のＣＤＥに対して第１の
被エッチング層１２よりもエッチレートの小さい第２の
被エッチング層１３としてをＳｉ3Ｎ4膜を積層する（図
２（ａ））。次に、フォトレジスト層を塗布した後、フ
ォトレジスト層をパターンニングしてマスクパターン１
４を形成する（図２（ｂ））。続いて第１，第２の被エ
ッチング層１２，１３をＣＤＥでエッチングすると、エ
ッチレート差以上の逆テーパが第２の被エッチング層１
３に形成される（図２（ｃ））。次に、上記マスクパタ
ーン（フォトレジスト層）１４を除去し、第２の被エッ
チング層１３のテーパ先端と、フォトレジスト層の針状
パターンの先端部が一致するようにマスクパターン１５
を形成する（図２（ｄ））。続いて、この針状のマスク
パターン１５を用いて、第２の被エッチング層１３をＲ
ＩＥによってエッチングし、この後、マスクパターン１
５を除去する（図２（ｅ））。以上のようにして、先端
部が鋭角の針状構造が形成される。
【００１４】図３は請求項３の一実施例を示す針状構造
の作製工程の説明図である。図３において、Ｓｉ基板２
１上に第１の被エッチング層２２としてＳｉＯＮ膜を形
成し、更にその上に同一のエッチャントであるＢＨＦに
対して第１の被エッチング層２２よりもエッチレートの
小さい第２の被エッチング層としてＳｉＯ2膜を積層す
る（図３（ａ））。次に、フォトレジスト層を塗布した
後、フォトレジスト層をパターンニングしてマスクパタ
ーン２４を形成する（図３（ｂ））。続いて第１，第２
の被エッチング層２２，２３をＢＨＦでエッチングする
と、エッチレート差以上の逆テーパが第２の被エッチン
グ層２３に形成される（図３（ｃ））。次に、上記マス
クパターン（フォトレジスト層）２４を除去し、第２の
被エッチング層２３のテーパ先端と、フォトレジスト層
の針状パターンの先端部が一致するようにマスクパター
ン２５を形成する（図３（ｄ））。続いて、この針状の
マスクパターン２５を用いて、第２の被エッチング層２
３をＲＩＥによってエッチングし、この後、マスクパタ
ーン２５を除去する（図３（ｅ））。以上のようにし
て、先端部が鋭角の針状構造が形成される。
の作製工程の説明図である。図３において、Ｓｉ基板２
１上に第１の被エッチング層２２としてＳｉＯＮ膜を形
成し、更にその上に同一のエッチャントであるＢＨＦに
対して第１の被エッチング層２２よりもエッチレートの
小さい第２の被エッチング層としてＳｉＯ2膜を積層す
る（図３（ａ））。次に、フォトレジスト層を塗布した
後、フォトレジスト層をパターンニングしてマスクパタ
ーン２４を形成する（図３（ｂ））。続いて第１，第２
の被エッチング層２２，２３をＢＨＦでエッチングする
と、エッチレート差以上の逆テーパが第２の被エッチン
グ層２３に形成される（図３（ｃ））。次に、上記マス
クパターン（フォトレジスト層）２４を除去し、第２の
被エッチング層２３のテーパ先端と、フォトレジスト層
の針状パターンの先端部が一致するようにマスクパター
ン２５を形成する（図３（ｄ））。続いて、この針状の
マスクパターン２５を用いて、第２の被エッチング層２
３をＲＩＥによってエッチングし、この後、マスクパタ
ーン２５を除去する（図３（ｅ））。以上のようにし
て、先端部が鋭角の針状構造が形成される。
【００１５】以上、請求項１，２，３記載の針状構造の
作製方法の実施例について説明したが、次に、本発明の
応用例として、請求項１もしくは請求項２あるいは請求
項３の作製方法により作られる探針と、該探針の駆動機
構とを同じ基板上に持つ顕微鏡や加速度センサの例を示
す。図４は本発明の方法で作製された探針を有する顕微
鏡ヘッドの一例を示す図である。図４において、探針の
ティップ部及びその他のくし歯型電極、支持ばねなどは
同じｐｏｌｙ−Ｓｉ層で作られている。探針のティップ
部の作製方法は、請求項１もしくは請求項２あるいは請
求項３の作製方法による。請求項１及び２の作製方法に
おいては、エッチレートの遅い層、すなわち構造体とな
る層にはｐｏｌｙ−Ｓｉ、エッチレートの速い層にはＳ
ｉ3Ｎ4を用いる。尚、Ｏ2：ＣＦ4＝４：１のＣＤＥにお
いて、Ｓｉ3Ｎ4のエッチレートはｐｏｌｙ−Ｓｉの５倍
以上である。また、請求項３の作製方法においては、エ
ッチレートの遅い層にはｐｏｌｙ−Ｓｉ、速い層にはＳ
ｉＯ2 を用いる。エッチャントは、ＨＦにごく少量ＨＮ
Ｏ3を混ぜたものであり、ＳｉＯ2 のエッチレートはｐ
ｏｌｙ−Ｓｉの数倍〜数十倍である。
作製方法の実施例について説明したが、次に、本発明の
応用例として、請求項１もしくは請求項２あるいは請求
項３の作製方法により作られる探針と、該探針の駆動機
構とを同じ基板上に持つ顕微鏡や加速度センサの例を示
す。図４は本発明の方法で作製された探針を有する顕微
鏡ヘッドの一例を示す図である。図４において、探針の
ティップ部及びその他のくし歯型電極、支持ばねなどは
同じｐｏｌｙ−Ｓｉ層で作られている。探針のティップ
部の作製方法は、請求項１もしくは請求項２あるいは請
求項３の作製方法による。請求項１及び２の作製方法に
おいては、エッチレートの遅い層、すなわち構造体とな
る層にはｐｏｌｙ−Ｓｉ、エッチレートの速い層にはＳ
ｉ3Ｎ4を用いる。尚、Ｏ2：ＣＦ4＝４：１のＣＤＥにお
いて、Ｓｉ3Ｎ4のエッチレートはｐｏｌｙ−Ｓｉの５倍
以上である。また、請求項３の作製方法においては、エ
ッチレートの遅い層にはｐｏｌｙ−Ｓｉ、速い層にはＳ
ｉＯ2 を用いる。エッチャントは、ＨＦにごく少量ＨＮ
Ｏ3を混ぜたものであり、ＳｉＯ2 のエッチレートはｐ
ｏｌｙ−Ｓｉの数倍〜数十倍である。
【００１６】初めに、上記の方法で針状構造の探針ティ
ップ部を作製した後、ティップ部をカバーし、くし歯型
電極や支持ばねなどの残りの構造体をＲＩＥで作る。次
いでカバーを除き、かつ可動部の下の堆積層をエッチン
グして除く。また、ティップ部の下部の基板もエッチン
グにより取り除き、ティップ部が基板の端から飛び出し
た状態にする。これによって、図４のように、針と、針
の軸方向の微動用アクチュエータとを一体とした走査プ
ローブ顕微鏡のヘッドが作製できる。このようにして作
製された走査プローブ顕微鏡のヘッドは、請求項１〜３
の作製方法によって作られる鋭い針と、針の軸方向のア
クチュエータとが同じ層の膜から作られているので、剛
性が高く、外乱にも強く、高分解能であり、極めて小さ
く、かつ組立て作業が要らないなどの特徴を持つ。
ップ部を作製した後、ティップ部をカバーし、くし歯型
電極や支持ばねなどの残りの構造体をＲＩＥで作る。次
いでカバーを除き、かつ可動部の下の堆積層をエッチン
グして除く。また、ティップ部の下部の基板もエッチン
グにより取り除き、ティップ部が基板の端から飛び出し
た状態にする。これによって、図４のように、針と、針
の軸方向の微動用アクチュエータとを一体とした走査プ
ローブ顕微鏡のヘッドが作製できる。このようにして作
製された走査プローブ顕微鏡のヘッドは、請求項１〜３
の作製方法によって作られる鋭い針と、針の軸方向のア
クチュエータとが同じ層の膜から作られているので、剛
性が高く、外乱にも強く、高分解能であり、極めて小さ
く、かつ組立て作業が要らないなどの特徴を持つ。
【００１７】次に、図５は本発明の方法で作製された探
針を有する加速度センサの一例を示す図である。図５に
示す加速度センサの作製方法は、前述の図４と全く同じ
であるが、支持ばねやくし歯型電極などの構造体を作る
時に、同時に対向電極を作る。また、ティップ部を含む
可動部は、質量を多くして重りの役割を果たさせる。こ
れによって、図５のように、針と、針の軸方向の微動用
アクチュエータと、対向電極と重りなどを一体とした加
速度センサが作製できる。このようにして作製された加
速度センサは、請求項１〜３の作製方法によって作られ
る鋭い針と、針の軸方向のアクチュエータと、対向電極
と、重りとが同じ層の膜から作られているので、加速度
を、針と対向電極との間に流れるトンネル電流として検
出するものとして使う時、剛性が高く外乱にも強く、高
分解能であり、極めて小さく、かつ組立て作業が要らな
いなどの特徴を持つ。
針を有する加速度センサの一例を示す図である。図５に
示す加速度センサの作製方法は、前述の図４と全く同じ
であるが、支持ばねやくし歯型電極などの構造体を作る
時に、同時に対向電極を作る。また、ティップ部を含む
可動部は、質量を多くして重りの役割を果たさせる。こ
れによって、図５のように、針と、針の軸方向の微動用
アクチュエータと、対向電極と重りなどを一体とした加
速度センサが作製できる。このようにして作製された加
速度センサは、請求項１〜３の作製方法によって作られ
る鋭い針と、針の軸方向のアクチュエータと、対向電極
と、重りとが同じ層の膜から作られているので、加速度
を、針と対向電極との間に流れるトンネル電流として検
出するものとして使う時、剛性が高く外乱にも強く、高
分解能であり、極めて小さく、かつ組立て作業が要らな
いなどの特徴を持つ。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の針状構
造の作製方法においては、マスクの下をアンダーエッチ
ングしてマスクの下の層にテーパを作る際にドライエッ
チングを用いることにより、アンダーエッチングによっ
て片持ち梁構造となったフォトレジスト層に負担がかか
らず、長い時間アンダーエッチングを行なうことができ
るので、結果として鋭い針状構造を形成することができ
る。
造の作製方法においては、マスクの下をアンダーエッチ
ングしてマスクの下の層にテーパを作る際にドライエッ
チングを用いることにより、アンダーエッチングによっ
て片持ち梁構造となったフォトレジスト層に負担がかか
らず、長い時間アンダーエッチングを行なうことができ
るので、結果として鋭い針状構造を形成することができ
る。
【００１９】請求項２の針状構造の作製方法において
は、マスクの下をアンダーエッチングしてマスクの下の
層に逆テーパを作る際にドライエッチングを用いること
により、アンダーエッチングによって片持ち梁構造とな
ったフォトレジスト層に負担がかからず、長い時間アン
ダーエッチングを行なうことができ、また、テーパの無
い面に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なう
ことにより、結果として鋭い針状構造を形成することが
できる。
は、マスクの下をアンダーエッチングしてマスクの下の
層に逆テーパを作る際にドライエッチングを用いること
により、アンダーエッチングによって片持ち梁構造とな
ったフォトレジスト層に負担がかからず、長い時間アン
ダーエッチングを行なうことができ、また、テーパの無
い面に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なう
ことにより、結果として鋭い針状構造を形成することが
できる。
【００２０】請求項３の針状構造の作製方法において
は、ウェットエッチングを用いて逆テーパを作る際に、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層をその下のエッチングレートの遅い層が支
えることでフォトレジスト層に負担をかけず、長いアン
ダーエッチングを行なうことができ、また、テーパの無
い面に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なう
ことにより、結果として鋭い針状構造を形成することが
可能となる。
は、ウェットエッチングを用いて逆テーパを作る際に、
アンダーエッチングによって片持ち梁構造となったフォ
トレジスト層をその下のエッチングレートの遅い層が支
えることでフォトレジスト層に負担をかけず、長いアン
ダーエッチングを行なうことができ、また、テーパの無
い面に針状のフォトリソグラフィーエッチングを行なう
ことにより、結果として鋭い針状構造を形成することが
可能となる。
【図１】請求項１の一実施例を示す針状構造の作製工程
の説明図である。
の説明図である。
【図２】請求項２の一実施例を示す針状構造の作製工程
の説明図である。
の説明図である。
【図３】請求項３の一実施例を示す針状構造の作製工程
の説明図である。
の説明図である。
【図４】本発明の方法で作製された針状構造の探針を有
する顕微鏡ヘッドの一例を示す図である。
する顕微鏡ヘッドの一例を示す図である。
【図５】本発明の方法で作製された針状構造の探針を有
する加速度センサの一例を示す図である。
する加速度センサの一例を示す図である。
【図６】従来技術の一例を示す針状構造の作製工程の説
明図である。
明図である。
１，１１，２１・・・基板 ２，１２，２２・・・第１の被エッチング層（第一の
膜） ３，１３，２３・・・第２の被エッチング層（第二の
膜） ４，１４，２４・・・マスクパターン ５，１５，２５・・・針状のマスクパターン ６，１６，２６・・・針状部
膜） ３，１３，２３・・・第２の被エッチング層（第二の
膜） ４，１４，２４・・・マスクパターン ５，１５，２５・・・針状のマスクパターン ６，１６，２６・・・針状部
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に形成された第一の膜の上に、同一
の等方的ドライエッチングに対して第一の膜よりもエッ
チレートの大きい第二の膜を積層し、その上にマスクを
形成し、前記ドライエッチングによりエッチング処理す
ることにより、第一の膜をその膜厚方向にテーパ形状と
なるように形成してから、前記第一の膜のテーパ先端
と、鋭角の針状パターンの先端部が一致するようにマス
クパターンを形成してエッチング処理することを特徴と
する針状構造の作製方法。 - 【請求項２】基板上に形成された第一の膜の上に、同一
の等方的ドライエッチングに対して第一の膜よりもエッ
チレートの小さい第二の膜を積層し、その上にマスクを
形成し、前記ドライエッチングによりエッチング処理す
ることにより、第二の膜をその膜厚方向に逆テーパ形状
となるように形成してから、前記第二の膜のテーパ先端
と、鋭角の針状パターンの先端部が一致するようにマス
クパターンを形成してエッチング処理することを特徴と
する針状構造の作製方法。 - 【請求項３】基板上に形成された第一の膜の上に、同一
のエッチャントに対して第一の膜よりもエッチレートの
小さい第二の膜を積層し、その上にマスクを形成し、前
記エッチャントによりエッチング処理することにより、
第二の膜をその膜厚方向に逆テーパ形状となるように形
成してから、前記第二の膜のテーパ先端と、鋭角の針状
パターンの先端部が一致するようにマスクパターンを形
成してエッチング処理することを特徴とする針状構造の
作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26875492A JPH06116753A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 針状構造の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26875492A JPH06116753A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 針状構造の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116753A true JPH06116753A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17462870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26875492A Pending JPH06116753A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 針状構造の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06116753A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1007117A1 (en) * | 1997-06-30 | 2000-06-14 | The Regents of the University of California | Transdermal probe with an isotropically etched tip, and method of fabricating such a device |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP26875492A patent/JPH06116753A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1007117A1 (en) * | 1997-06-30 | 2000-06-14 | The Regents of the University of California | Transdermal probe with an isotropically etched tip, and method of fabricating such a device |
| EP1007117A4 (en) * | 1997-06-30 | 2000-12-06 | Univ California | ISOTROPICALLY ENGRAVED POINT TRANSDERMAL PROBE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
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