JPH0668791A - Cantilever for scanning type probe microscope and manufacture thereof - Google Patents

Cantilever for scanning type probe microscope and manufacture thereof

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JPH0668791A
JPH0668791A JP22401392A JP22401392A JPH0668791A JP H0668791 A JPH0668791 A JP H0668791A JP 22401392 A JP22401392 A JP 22401392A JP 22401392 A JP22401392 A JP 22401392A JP H0668791 A JPH0668791 A JP H0668791A
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JP
Japan
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cantilever
silicon
silicon wafer
probe
layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22401392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Toda
明敏 戸田
Michio Takayama
美知雄 高山
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0668791A publication Critical patent/JPH0668791A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To manufacture a cantilever simply, control height of probes and the like easily, and apply it also to an STM image. CONSTITUTION:Probes 23 are arranged on the free end tips of lever parts 22 extended from a glass body 21. Thereby, when at least one layer of the lever parts 22 is made electrically conductive, not only an AFM image but also an STM image can be obtained by seizing an electric current flowing between the probes 23 and a sample. According to the manufacturing method, a silicon nitride layer or a boron-silicon nitride layer is formed on the surface of a silicon wafer, and next, patterning is carried out on these according to a cantilever shape. Next, the glass body is joined to layers being the lever parts, and next, the etching treatment is carried out on the silicon wafer, so that the probes 23 can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原子間力顕微鏡(AF
M)等に適用される走査型プローブ顕微鏡用カンチレバ
ー及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an atomic force microscope (AF).
M) and the like, and a cantilever for a scanning probe microscope, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】Binnig とRohrer らにより発明された
走査トンネル顕微鏡(STM)では測定が困難であった
絶縁性の試料を、このSTMにおけるサーボ技術を始め
とする要素技術を利用しながら、絶縁性の試料を原子サ
イズオーダの精度で観察することができる新たな装置と
してAMFが提案されている(特開昭62−13030
2号公報)。
2. Description of the Related Art An insulating sample that was difficult to measure with a scanning tunneling microscope (STM) invented by Binnig and Rohrer et al. AMF has been proposed as a new device for observing a sample of the above with an accuracy of the atomic size order (Japanese Patent Laid-Open No. 62-13030).
No. 2).

【0003】このAMFの構造は、STMに類似してお
り、走査プローブ顕微鏡の1つとして位置づけられてい
る。このAMFは、自由端に鋭い突起部分(探針部)を
持つカンチレバーを、試料に対して対向・接近し、探針
の先端の原子と試料原子との間に働く相互作用力により
変位するカンチレバーの働きを電気的又は光学的に観測
し、これと共に試料をXY方向に走査し、カンチレバー
の探針部との位置関係を相対的に変化させることによっ
て、試料の凹凸情報等を原子サイズオーダで3次元的に
捕らえるものである。
The structure of this AMF is similar to that of the STM, and is positioned as one of scanning probe microscopes. This AMF is a cantilever that has a cantilever with a sharp protrusion (probe) at its free end, faces and approaches the sample and is displaced by the interaction force acting between the atom at the tip of the probe and the sample atom. Function is observed electrically or optically, and the sample is scanned in the XY directions along with it, and the relative position of the cantilever with the probe part is relatively changed, so that the unevenness information of the sample is in the atomic size order. It is captured three-dimensionally.

【0004】AFMのカンチレバーとしては、機械的共
振周波数やばね定数の関係により、半導体ICプロセス
を用いて作成したものが多く使われている。このような
カンチレバーは、所定の位置に探針部を精度高く安定に
形成でき、AMF測定時、探針の針圧を一定にできるこ
とからも好ましい。
As the cantilever of the AFM, a cantilever produced by using a semiconductor IC process is often used due to the relationship of mechanical resonance frequency and spring constant. Such a cantilever is preferable because the probe portion can be formed accurately and stably at a predetermined position, and the needle pressure of the probe can be made constant during AMF measurement.

【0005】S.Akamineらはそのようなカンチレバー
の1つとして、カンチレバーのレバー部の自由端に四面
体形状の探針部を設けたタイプのカンチレバーをも提案
している(Appl.Phys.Lett.57(3)316 19
90:S.Akamine R.C.Barrett and C.F.
Quate)。このような四面体構造の探針は、その先端で
3本の稜が交わることから、従来のピラミッド型探針と
比べて原理的に先端が尖っており、分解能のより高い測
定をすることができる。
S. Akamine et al. Have also proposed, as one of such cantilevers, a type of cantilever in which a tetrahedral probe portion is provided at the free end of the lever portion of the cantilever (Appl. Phys. Lett. 57 (3)). 316 19
90: S.I. Akamine R. C. Barrett and C.I. F.
Quate). Since the tip of such a tetrahedron structure intersects with three ridges at its tip, the tip is sharper in principle as compared with the conventional pyramid-type tip, and measurement with higher resolution can be performed. it can.

【0006】図6はかかるカンチレバーの斜視図であ
り、図7はその縦断側面図である。このカンチレバーチ
ップ1は、シリコンより成る支持部2、窒化シリコンよ
り成るレバー部分3及びシリコンより成る探針部4から
構成されている。
FIG. 6 is a perspective view of such a cantilever, and FIG. 7 is a vertical sectional side view thereof. The cantilever tip 1 includes a support portion 2 made of silicon, a lever portion 3 made of silicon nitride, and a probe portion 4 made of silicon.

【0007】次にかかるカンチレバーチップ1の製造方
法について図8及び図9を参照して説明する。先ず、図
8(a) に示すように両面を研磨した面方向(100)の
シリコンウエハ10を使用し、この両面に窒化シリコン
膜11、12を形成する。
Next, a method of manufacturing the cantilever tip 1 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. First, as shown in FIG. 8A, a silicon wafer 10 having both sides polished and having a surface direction (100) is used, and silicon nitride films 11 and 12 are formed on both sides.

【0008】次に、シリコンウエハ10の一方の面、す
なわち裏面の窒化シリコン膜12をフォトリソグラフィ
によりパターニングした後、残った窒化シリコン膜12
をマスクとして、水酸化カリウム水溶液によりシリコン
ウエハ10をウエット異方性エッチングする。これによ
り、同図(b) に示すようにシリコンウエハ10が薄く形
成され、メンブレイン13が形成される。
Next, after the silicon nitride film 12 on one surface of the silicon wafer 10, that is, the back surface, is patterned by photolithography, the remaining silicon nitride film 12 is formed.
Using the as a mask, the silicon wafer 10 is subjected to wet anisotropic etching with a potassium hydroxide aqueous solution. As a result, the silicon wafer 10 is thinly formed and the membrane 13 is formed as shown in FIG.

【0009】次に同図(c) に示すようにシリコンウエハ
10の裏面側に窒化シリコン膜14を再度堆積させ、一
方、シリコンウエハ10の表面側にレジスト15をコー
ティングし、これをフォトリソグラフィによりパターニ
ングする。
Next, as shown in FIG. 1C, a silicon nitride film 14 is redeposited on the back surface side of the silicon wafer 10, while a resist 15 is coated on the front surface side of the silicon wafer 10 by photolithography. Pattern.

【0010】続いて同図(d) に示すようにレジスト15
をマスクとしてメンブレイン13及び窒化シリコン膜1
4を反応性イオンエッチング(RIE)により貫通し、
そしてレジスト15を除去する。同図(e) はこのときの
シリコンウエハ10を斜め上方から見た図である。
Then, as shown in FIG.
13 as a mask and the silicon nitride film 1
4 through reactive ion etching (RIE),
Then, the resist 15 is removed. FIG. 6E is a view of the silicon wafer 10 at this time as seen from diagonally above.

【0011】次に同図(f) に示すように反応性イオンエ
ッチング(RIE)によりメンブレイン13を貫通させ
た時に現れたシリコン面に、酸化により酸化膜16を形
成する。
Next, as shown in FIG. 1F, an oxide film 16 is formed by oxidation on the silicon surface that appears when the membrane 13 is penetrated by reactive ion etching (RIE).

【0012】次にシリコンウエハ10表面の窒化シリコ
ン膜11をプラズマエッチングにより取り去り、この後
に水酸化カリウム水溶液によりウエット異方性エッチン
グを行う。このエッチングは、同図(g) に示すように酸
化膜16と窒化シリコン膜14で停止する。最後に、フ
ッ酸により酸化膜16を除去することにより、同図(h)
に示すような走査型プローブ顕微鏡用カンチレバーチッ
プ1が得られる。
Next, the silicon nitride film 11 on the surface of the silicon wafer 10 is removed by plasma etching, and then wet anisotropic etching is performed with an aqueous potassium hydroxide solution. This etching is stopped at the oxide film 16 and the silicon nitride film 14 as shown in FIG. Finally, by removing the oxide film 16 with hydrofluoric acid, as shown in FIG.
The cantilever tip 1 for a scanning probe microscope as shown in FIG.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
S.Akamineらの製造方法では、最初にメンブレイン1
3を形成するため、これ以降の製造プロセスにおいてシ
リコンウエハ10が割れないように取り扱うのが非常に
難しくなる。又、製造プロセスは全体的にコントロール
の難しいものであり、量産に不向きである。例えば、探
針の高さをコントロールすることが困難である。
However, the above-mentioned S. In the manufacturing method of Akamine et al.
3 is formed, it is very difficult to handle the silicon wafer 10 so as not to break it in the subsequent manufacturing process. In addition, the manufacturing process is difficult to control as a whole and is not suitable for mass production. For example, it is difficult to control the height of the probe.

【0014】S.Akamineらは、支持部2を含めたカン
チレバーチップ1の全体をシリコンで作製しているが、
スタートウェハの厚さは、例えば4インチサイズのウエ
ハであれば525μm厚さ±20μm程度のばらつき以
上には、厚さをコントロールすることは難しい。このよ
うなウエハを用いてS.Akamineらの製造方法でカンチ
レバーチップを作製した場合、メンブレイン13の厚さ
のばらつきは±20μmであり、探針の長さがメンブレ
イン13の厚さで決定されることから、探針の長さも±
20μmのばらつきが残り、安定して走査型プローブ顕
微鏡用カンチレバーチップ1を製造することができな
い。
S. Akamine et al. Made the entire cantilever tip 1 including the support portion 2 from silicon,
With respect to the thickness of the start wafer, for example, in the case of a 4-inch size wafer, it is difficult to control the thickness beyond a variation of about 525 μm thickness ± 20 μm. S. When the cantilever tip is manufactured by the manufacturing method of Akamine et al., The variation of the thickness of the membrane 13 is ± 20 μm, and the length of the probe is determined by the thickness of the membrane 13. Well ±
A variation of 20 μm remains, and the cantilever tip 1 for a scanning probe microscope cannot be stably manufactured.

【0015】これに対して特願平3−115069号に
記載されているように、スタートウエハとしてそのウエ
ハ内部にエッチング停止層のある張り合わせウエハやS
IMOXウエハ等を用いれば、このばらつきをかなり押
さえることができるが、ウエハの価格が高く、コストア
ップが避けられない。
On the other hand, as described in Japanese Patent Application No. 3-115069, a bonded wafer having an etching stopper layer inside the wafer as a start wafer or an S wafer.
If an IMOX wafer or the like is used, this variation can be suppressed considerably, but the cost of the wafer is high and an increase in cost cannot be avoided.

【0016】又、S.Akamineらの作製したカンチレバ
ーは、探針部がシリコン性であるが、このカンチレバー
は窒化シリコンで形成しているため、全体としては絶縁
性であり、探針部と試料との間に流れる電流を測定して
STM像とAFM像とを同時に得ようとする測定には適
用できない。
In addition, S. In the cantilever manufactured by Akamine et al., The probe part is made of silicon, but since this cantilever is made of silicon nitride, it is insulative as a whole, and the current flowing between the probe part and the sample is It cannot be applied to a measurement in which an STM image and an AFM image are simultaneously obtained by measurement.

【0017】そこで本発明は、簡単に製造できて探針等
の高さのコントロールも容易にでき、かつSTM像にも
適用できる走査トンネル走査型プローブ顕微鏡用カンチ
レバー及びその製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a cantilever for a scanning tunneling scanning probe microscope which can be easily manufactured and can easily control the height of a probe or the like, and can also be applied to an STM image, and a manufacturing method thereof. To aim.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスにより
形成される支持部と、この支持部から延出されて自由端
を有し、シリコン又はシリコン化合物の少なくとも1層
で形成されるレバー部と、このレバー部の自由端の先端
に設けられたシリコンにより形成される探針とを備えて
上記目的を達成しようとする走査型プローブ顕微鏡用カ
ンチレバーである。
According to the present invention, there is provided a support portion formed of glass and a lever portion extending from the support portion and having a free end and formed of at least one layer of silicon or a silicon compound. And a probe formed of silicon provided at the tip of the free end of the lever portion, which is a cantilever for a scanning probe microscope to achieve the above object.

【0019】又、本発明は、シリコンウエハの表面上に
シリコン又はシリコン化合物の少なくとも1層を形成す
る第1工程と、これらシリコンウエハ及び層をカンチレ
バーの形状に従ってパターニングする第2工程と、シリ
コンウエハ上に形成された層に対して支持用のガラス体
を接合する第3工程と、シリコンウエハに対してエッチ
ング処理し、パターニングされた層の先端に探針を形成
する第4工程とにより上記目的を達成しようとする走査
型プローブ顕微鏡用カンチレバーの製造方法である。
The present invention also provides a first step of forming at least one layer of silicon or a silicon compound on the surface of a silicon wafer, a second step of patterning the silicon wafer and the layer according to the shape of a cantilever, and a silicon wafer. With the third step of bonding the supporting glass body to the layer formed above and the fourth step of etching the silicon wafer to form a probe at the tip of the patterned layer This is a method for manufacturing a cantilever for a scanning probe microscope, which aims to achieve

【0020】[0020]

【作用】このような手段を備えたことにより、ガラスか
ら成る支持部から延出されたレバー部の自由端の先端に
探針を設けたもので、レバー部を形成する少なくとも1
層を導電性にすれば、探針と試料との間に流れる電流を
捉えてAFM像ばかりでなくSTM像を得ることができ
る。
By providing such means, a probe is provided at the tip of the free end of the lever portion extended from the support portion made of glass, and at least one lever portion is formed.
If the layer is made conductive, the current flowing between the probe and the sample can be captured to obtain not only an AFM image but also an STM image.

【0021】又、その製造方法は、第1工程においてシ
リコンウエハの表面上にシリコン又はシリコン化合物の
少なくとも1層を形成し、次の第2工程においてこれら
シリコンウエハ及び層をカンチレバーの形状に従ってパ
ターニングする。次に第3工程においてパターニングさ
れた層に対してガラス体を接合し、次の第4工程におい
てシリコンウエハに対してエッチング処理してレバー部
の先端に探針を形成する。
Further, in the manufacturing method, at least one layer of silicon or a silicon compound is formed on the surface of the silicon wafer in the first step, and in the next second step, the silicon wafer and the layer are patterned according to the shape of the cantilever. . Next, a glass body is bonded to the patterned layer in the third step, and a silicon wafer is etched in the next fourth step to form a probe at the tip of the lever portion.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の第1実施例について図面を参
照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1は走査型プローブ顕微鏡用カンチレバ
ーの外観図である。このカンチレバーチップ20は、ガ
ラスにより形成される支持部21と、三角形状のレバー
部22及び四面体形状の探針23から構成されている。
次にこのカンチレバーチップ10の製造方法について図
2を参照して説明する。
FIG. 1 is an external view of a cantilever for a scanning probe microscope. The cantilever tip 20 includes a support portion 21 formed of glass, a triangular lever portion 22 and a tetrahedral probe 23.
Next, a method of manufacturing the cantilever tip 10 will be described with reference to FIG.

【0024】先ず、同図(a) に示すように面方向(10
0)のシリコンウエハ30の表面に、窒化シリコン層3
1をLP−CDVにより5000オングストロームの厚
さに堆積させる。
First, as shown in FIG.
The silicon nitride layer 3 is formed on the surface of the silicon wafer 30 of 0).
1 is deposited by LP-CDV to a thickness of 5000 Å.

【0025】次に図3に示すエッチングパターンを使用
し、反応性イオンエッチング(RIE)により同図(b)
に示す部分32をエッチングする。このエッチングパタ
ーンは、シリコンウエハ30の表面上方から見るとレバ
ー部分22となる形状の三角形33であり、そのエッチ
ング深さは5μmである。次に熱拡散炉中において酸化
し、RIEにより現れた部分32のシリコン面に対して
同図(c) に示すように酸化シリコン膜34を形成する。
Next, using the etching pattern shown in FIG. 3, reactive ion etching (RIE) is used to form the same drawing (b).
The portion 32 shown in is etched. This etching pattern is a triangle 33 having a shape of the lever portion 22 when viewed from above the surface of the silicon wafer 30, and the etching depth thereof is 5 μm. Next, it is oxidized in a thermal diffusion furnace, and a silicon oxide film 34 is formed on the silicon surface of the portion 32 exposed by RIE as shown in FIG.

【0026】一方、予め一部がダイシングソーにより加
工されたガラス体35(実際には商品名パイレックスガ
ラスを使用)を用意し、このガラス体35を同図(d) に
示すように陽極接合によりシリコンウエハ30表面の窒
化シリコン層31に貼り合わせる。
On the other hand, a glass body 35 (actually, trade name Pyrex glass is used) partially processed by a dicing saw is prepared, and this glass body 35 is anodically bonded as shown in FIG. It is bonded to the silicon nitride layer 31 on the surface of the silicon wafer 30.

【0027】次に同図(e) に示すようにガラス体35を
再度削って所定の形状に形成する。この後、水酸化カリ
ウン水溶液中でシリコンウエハ30を湿式異方性エッチ
ングする。このとき、酸化シリコン膜34が形成されて
いるため、この酸化シリコン膜34と窒化シリコン層3
1とで影になる部分では、(111)面がでて、同図
(f) に示すように四面体形状のシリコン36が残る。こ
のシリコン36が探針となる。最後にフッ酸により酸化
シリコン膜34が除かれ、同図(g) に示す走査型プロー
ブ顕微鏡用カンチレバーが得られる。
Next, as shown in FIG. 7E, the glass body 35 is ground again to form a predetermined shape. After that, the silicon wafer 30 is subjected to wet anisotropic etching in a potassium hydroxide solution. At this time, since the silicon oxide film 34 is formed, the silicon oxide film 34 and the silicon nitride layer 3 are formed.
In the part that becomes a shadow with 1, the (111) plane appears and the figure
As shown in (f), the tetrahedral silicon 36 remains. This silicon 36 serves as a probe. Finally, the silicon oxide film 34 is removed by hydrofluoric acid to obtain the cantilever for scanning probe microscope shown in FIG.

【0028】このように上記第1実施例においては、シ
リコンウエハ30の表面上に窒化シリコン層31を形成
してカンチレバーの形状に従ってパターニングし、次に
この窒化シリコン層31に対してガラス体35を接合
し、次にシリコンウエハ30に対してエッチング処理し
て探針23を形成するようにしたので、この製造プロセ
スでは最後までシリコンウエハ30を薄くすることがな
く、割れないようにその取扱いに特に注意することがな
く、製造が簡単にできる。
As described above, in the first embodiment, the silicon nitride layer 31 is formed on the surface of the silicon wafer 30 and patterned according to the shape of the cantilever, and then the glass body 35 is formed on the silicon nitride layer 31. Since the probe 23 is formed by joining the silicon wafer 30 and then etching the silicon wafer 30, the manufacturing process does not make the silicon wafer 30 thin until the end, and the silicon wafer 30 is handled particularly so as not to be broken. Easy to manufacture without any care.

【0029】又、探針23の高さは、シリコンウエハ3
0を加工するRIE、つまりドライエッチングの深さに
よって決定されるが、このドライエッチングでは深さ1
〜10μm程度にコントロールすることは極めて容易で
あり、探針23の高さは設計どうり、例えば探針23の
高さをほぼ5μmに形成できる。次に本発明の第2実施
例について説明する。
Further, the height of the probe 23 is equal to that of the silicon wafer 3.
0 is processed by RIE, that is, it is determined by the depth of dry etching.
It is extremely easy to control the height of the probe 23 to about 10 μm, and the height of the probe 23 can be designed to be about 5 μm, for example. Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0030】図4は走査型プローブ顕微鏡用カンチレバ
ーの外観図である。このカンチレバーチップ40は、ガ
ラスにより形成される支持部41と、三角形状のレバー
部42及び四面体形状の探針43から構成されている。
このうち、レバー部42は、2つの層42a、42bか
ら形成され、このうち層42bと探針43とを導電性と
している。次にこのカンチレバーチップ40の製造方法
について図5を参照して説明する。
FIG. 4 is an external view of a cantilever for a scanning probe microscope. The cantilever tip 40 includes a support portion 41 made of glass, a triangular lever portion 42, and a tetrahedral probe 43.
Of these, the lever portion 42 is formed of two layers 42a and 42b, and the layer 42b and the probe 43 are made conductive. Next, a method of manufacturing the cantilever tip 40 will be described with reference to FIG.

【0031】同図(a) に示すようにP型の面方位(10
0)のシリコンウエハ50の表面にボロン51を拡散さ
せる。このとき、ボロン濃度の深さ方向の分布は、SR
法により測定すると、最も濃度の高い位置において4×
10[20個/cm3 ]の濃度を示した。又、その位置は表
面より2000オングストロームの位置となっている。
次にLP−CVDにより窒化シリコン層52を同図(b)
に示すように3000オングストロームの厚さ堆積させ
る。
As shown in FIG. 3A, the P-type plane orientation (10
Boron 51 is diffused on the surface of the silicon wafer 50 of 0). At this time, the distribution of the boron concentration in the depth direction is SR
When measured by the method, it is 4x at the highest density position.
10 [20 pieces / cm 3 ] Concentration was shown. The position is 2000 angstroms from the surface.
Next, a silicon nitride layer 52 is formed by LP-CVD in the same figure (b).
Deposit 3000 Angstroms thick as shown.

【0032】これ以降の工程は、上記第1実施例と同様
となる。すなわち、図3に示すエッチングパターンを使
用し、反応性イオンエッチング(RIE)により同図
(c) に示す部分52をエッチングする。次に熱拡散炉中
において酸化し、上記部分53のシリコン面に対して同
図(d) に示すように酸化シリコン膜54を形成する。
The subsequent steps are the same as those in the first embodiment. That is, the etching pattern shown in FIG. 3 is used, and the same figure is obtained by reactive ion etching (RIE).
The portion 52 shown in (c) is etched. Then, it is oxidized in a thermal diffusion furnace to form a silicon oxide film 54 on the silicon surface of the portion 53 as shown in FIG.

【0033】一方、予め一部がダイシングソーにより加
工されたガラス体55を同図(e) に示すように陽極接合
によりシリコンウエハ50表面の窒化シリコン層52に
貼り合わせる。
On the other hand, a glass body 55, a portion of which has been previously processed with a dicing saw, is bonded to the silicon nitride layer 52 on the surface of the silicon wafer 50 by anodic bonding as shown in FIG.

【0034】次に同図(f) に示すようにガラス体35を
再度削って所定の形状に形成し、この後に水酸化カリウ
ン水溶液中でシリコンウエハ50を湿式異方性エッチン
グする。この場合、ボロン51を高濃度にドーピングし
てあるので、エッチングはドーピング層で停止する。こ
のとき、上記同様に酸化シリコン膜54と窒化シリコン
層54とで影になる部分では、同図(f) に示すように四
面体形状のシリコン56が残る。最後にフッ酸により酸
化シリコン膜54が除かれ、同図(g) に示す走査型プロ
ーブ顕微鏡用カンチレバーが得られる。
Next, as shown in FIG. 3F, the glass body 35 is ground again to form a predetermined shape, and then the silicon wafer 50 is subjected to wet anisotropic etching in a potassium hydroxide solution. In this case, since the boron 51 is highly doped, the etching stops at the doping layer. At this time, similarly to the above, the tetrahedral silicon 56 remains as shown in FIG. 6 (f) in the portion shaded by the silicon oxide film 54 and the silicon nitride layer 54. Finally, the silicon oxide film 54 is removed by hydrofluoric acid to obtain the cantilever for a scanning probe microscope shown in FIG.

【0035】このように上記第2実施例においては、シ
リコンウエハ50の表面上にボロン51及び窒化シリコ
ン層52を形成し、カンチレバーの形状に従ってパター
ニングし、次にガラス体55を接合し、次にシリコンウ
エハ50に対してエッチング処理して探針43を形成す
るようにしたので、上記第1実施例と同様にこの製造プ
ロセスでは最後までシリコンウエハ50を薄くすること
がなく、割れないようにその取扱いに特に注意すること
がなく、製造が簡単にできる。又、ドライエッチングの
深さのコントロールが極めて容易なことから、探針43
の高さは設計どうりに形成できる。
As described above, in the second embodiment, the boron 51 and the silicon nitride layer 52 are formed on the surface of the silicon wafer 50, patterned according to the shape of the cantilever, then the glass body 55 is bonded, and then the glass body 55 is bonded. Since the probe 43 is formed by etching the silicon wafer 50, as in the first embodiment, the manufacturing process does not thin the silicon wafer 50 to the end, and the silicon wafer 50 is not broken. No special care is required for handling, and the manufacturing is simple. Further, since it is extremely easy to control the depth of dry etching, the probe 43
The height can be configured according to your design.

【0036】さらに、レバー部42は、ボロン51及び
窒化シリコン層52の2層に形成しているので、上記の
如くボロンの濃度分布が4×10[20個/cm3 ]程度と
なって導電性を有する十分な濃度となっている。これに
より、導電性を有するレバー部42及び導電性の探針4
3が接合されることになる。このカンチレバーを走査型
プローブ顕微鏡装置に組み込んで測定を行ったところ、
AFM像が得られるばかりでなく、STM像も得ること
ができた。
Further, since the lever portion 42 is formed of two layers of the boron 51 and the silicon nitride layer 52, the boron concentration distribution is 4 × 10 [20 pieces / cm 3 as described above. ], The concentration is sufficient to have conductivity. Thereby, the conductive lever portion 42 and the conductive probe 4
3 will be joined. When this cantilever was incorporated into a scanning probe microscope apparatus and measured,
Not only the AFM image was obtained, but the STM image was also obtained.

【0037】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、各レバー部22、42における探針23、
43を設けた面とは反対側の面に対し、用途に応じて金
等をコーティングしてもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified within the scope of the invention. For example, the probe 23 in each lever portion 22, 42,
The surface opposite to the surface provided with 43 may be coated with gold or the like depending on the application.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、簡
単に製造できて探針等の高さのコントロールも容易にで
き、かつSTM像にも適用できる走査トンネル走査型プ
ローブ顕微鏡用カンチレバー及びその製造方法を提供で
きる。
As described above in detail, according to the present invention, a cantilever for a scanning tunnel scanning probe microscope can be manufactured easily, the height of a probe or the like can be easily controlled, and can be applied to an STM image. And the manufacturing method thereof can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる走査トンネル走査型プローブ顕
微鏡用カンチレバーの第1実施例を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a cantilever for a scanning tunnel scanning probe microscope according to the present invention.

【図2】同カンチレバーの製造工程図。FIG. 2 is a manufacturing process drawing of the cantilever.

【図3】同製造工程に使用するパターニングを示す図。FIG. 3 is a view showing patterning used in the manufacturing process.

【図4】本発明の第2実施例を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】同カンチレバーの製造工程図。FIG. 5 is a manufacturing process drawing of the cantilever.

【図6】従来におけるカンチレバーの外観図。FIG. 6 is an external view of a conventional cantilever.

【図7】同カンチレバーの側面図。FIG. 7 is a side view of the cantilever.

【図8】同カンチレバーの製造工程図。FIG. 8 is a manufacturing process drawing of the cantilever.

【図9】同カンチレバーの製造工程図。FIG. 9 is a manufacturing process drawing of the cantilever.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…カンチレバーチップ、21…ガラス体、22…レ
バー部、23…探針、30…シリコンウエハ、31…窒
化シリコン層、34…酸化シリコン膜、35…ガラス
体、51…ボロン。
20 ... Cantilever chip, 21 ... Glass body, 22 ... Lever part, 23 ... Probe, 30 ... Silicon wafer, 31 ... Silicon nitride layer, 34 ... Silicon oxide film, 35 ... Glass body, 51 ... Boron.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラスにより形成される支持部と、この
支持部から延出されて自由端を有し、シリコン又はシリ
コン化合物により少なくとも1層で形成されるレバー部
と、このレバー部の自由端の先端に設けられたシリコン
により形成される探針とを有することを特徴とする走査
型プローブ顕微鏡用カンチレバー。
1. A support part formed of glass, a lever part extending from the support part and having a free end, the lever part being formed of at least one layer of silicon or a silicon compound, and a free end of the lever part. And a probe formed of silicon provided at the tip of the cantilever for a scanning probe microscope.
【請求項2】 シリコンウエハの表面上にシリコン又は
シリコン化合物の少なくとも1層を形成する第1工程
と、これらシリコンウエハ及び層をカンチレバーの形状
に従ってパターニングする第2工程と、前記シリコンウ
エハ上に形成された層に対してガラス体を接合する第3
工程と、前記シリコンウエハに対してエッチング処理
し、パターニングされた前記層の先端に探針を形成する
第4工程とを有することを特徴とする走査型プローブ顕
微鏡用カンチレバーの製造方法。
2. A first step of forming at least one layer of silicon or a silicon compound on the surface of a silicon wafer, a second step of patterning the silicon wafer and the layer according to the shape of a cantilever, and a step of forming on the silicon wafer. For joining glass bodies to the laminated layer
A method of manufacturing a cantilever for a scanning probe microscope, comprising: a step; and a fourth step of etching the silicon wafer to form a probe at the tip of the patterned layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624434B1 (en) * 2004-09-07 2006-09-19 삼성전자주식회사 Semiconductor probe with resistive tip and methoc of fabricating the same

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