JPH07120482A - 原子間力と電気容量とを同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブおよびその製造方法 - Google Patents
原子間力と電気容量とを同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブおよびその製造方法Info
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- JPH07120482A JPH07120482A JP5266500A JP26650093A JPH07120482A JP H07120482 A JPH07120482 A JP H07120482A JP 5266500 A JP5266500 A JP 5266500A JP 26650093 A JP26650093 A JP 26650093A JP H07120482 A JPH07120482 A JP H07120482A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な構成でありながら、精度よく試料の電荷
分布を検出することのできるプローブを提供する。 【構成】針部１ｂと、針部１ｂが受けた原子間力によっ
て撓みを生じる可撓性のプレート部１ａと、支持体１ｃ
とを有するプローブにおいて、プレート部１ａおよび支
持体１ｃの上には、針部１ｂの導電材料に電荷を供給し
電位を検出するために、導電膜１ｄが配置されている。
導電膜１ｄは、支持体１ｃ上の一部のみに配置されてい
る。
分布を検出することのできるプローブを提供する。 【構成】針部１ｂと、針部１ｂが受けた原子間力によっ
て撓みを生じる可撓性のプレート部１ａと、支持体１ｃ
とを有するプローブにおいて、プレート部１ａおよび支
持体１ｃの上には、針部１ｂの導電材料に電荷を供給し
電位を検出するために、導電膜１ｄが配置されている。
導電膜１ｄは、支持体１ｃ上の一部のみに配置されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料の表面の凹凸像の
観察、情報記録等に用いる走査型原子間力顕微鏡のプロ
ーブに関し、特に、試料表面の凹凸像の観察と同時に、
試料表面の電荷の分布を検出することのできるプローブ
に関する。
観察、情報記録等に用いる走査型原子間力顕微鏡のプロ
ーブに関し、特に、試料表面の凹凸像の観察と同時に、
試料表面の電荷の分布を検出することのできるプローブ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料表面の電荷の分布を計測する技術
は、ビデオディスクプレーヤーにおける映像情報や音声
情報を検出するため、また、表面に二次元的に電荷を分
布させた撮像素子の信号を検出するために重要な要素で
ある。
は、ビデオディスクプレーヤーにおける映像情報や音声
情報を検出するため、また、表面に二次元的に電荷を分
布させた撮像素子の信号を検出するために重要な要素で
ある。
【０００３】近年、試料表面の電荷の分布を検出するた
めに、走査型トンネル電流顕微鏡を用いることが提案さ
れている。この方法は、試料と探針との間のトンネル電
流を用いて試料と探針との距離を一定に保ちながら走査
し、この状態で試料と探針との間の電気容量を検出する
ことにより、試料表面の電荷の分布を検出するものであ
る。
めに、走査型トンネル電流顕微鏡を用いることが提案さ
れている。この方法は、試料と探針との間のトンネル電
流を用いて試料と探針との距離を一定に保ちながら走査
し、この状態で試料と探針との間の電気容量を検出する
ことにより、試料表面の電荷の分布を検出するものであ
る。
【０００４】しかしながら、トンネル電流顕微鏡は、試
料と探針との間にトンネル電流を流す必要があるため、
この方法を用いることができるのは、試料表面が導電性
である場合に限られる。そこで、試料と探針との間の距
離を一定に保つために原子間力顕微鏡を用いて、電荷の
分布を検出する方法が、例えば、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．７０（５），１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９１
２７２５頁に記載されている。
料と探針との間にトンネル電流を流す必要があるため、
この方法を用いることができるのは、試料表面が導電性
である場合に限られる。そこで、試料と探針との間の距
離を一定に保つために原子間力顕微鏡を用いて、電荷の
分布を検出する方法が、例えば、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．７０（５），１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９１
２７２５頁に記載されている。
【０００５】この文献には、原子間力を検出して試料と
針部との距離を一定に保ちながら、プローブに電荷を供
給し電位を検出することにより、プローブと試料との間
の電気容量を検出し、試料表面の電荷分布を検出する方
法が開示されている。原子間力は、試料表面が導電性で
あるかどうかにかかわらず検出することができる。原子
間力顕微鏡のプローブは、針部と可撓性プレートと支持
体とから構成され、針部が受けた原子間力をプレートの
撓みとして検出する構成であるが、通常プローブは絶縁
材料によって構成されている。そのため、上記文献で
は、プローブ全体を導電膜で被覆し、支持体上の導電膜
を外部の電荷供給回路に接続して、支持体および可撓性
プレート上の導電膜を介して、針部の導電膜に電荷を供
給し、電位を検出することにより電気容量を検出してい
る。
針部との距離を一定に保ちながら、プローブに電荷を供
給し電位を検出することにより、プローブと試料との間
の電気容量を検出し、試料表面の電荷分布を検出する方
法が開示されている。原子間力は、試料表面が導電性で
あるかどうかにかかわらず検出することができる。原子
間力顕微鏡のプローブは、針部と可撓性プレートと支持
体とから構成され、針部が受けた原子間力をプレートの
撓みとして検出する構成であるが、通常プローブは絶縁
材料によって構成されている。そのため、上記文献で
は、プローブ全体を導電膜で被覆し、支持体上の導電膜
を外部の電荷供給回路に接続して、支持体および可撓性
プレート上の導電膜を介して、針部の導電膜に電荷を供
給し、電位を検出することにより電気容量を検出してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の原子間力顕微鏡を用いて試料の電荷分布を検出する
方法においては、検出した電気容量が大きな浮遊容量を
含んでいた。そのため、この検出結果から試料の微少な
電荷分布の変化を検出するには、検出結果から浮遊容量
を分離しなければならなかった。したがって、浮遊容量
をうまく分離できない場合には、電荷分布の検出精度が
低下したり、また、浮遊容量を精度よく分離するため
に、高価な信号処理装置を用いる必要があった。
来の原子間力顕微鏡を用いて試料の電荷分布を検出する
方法においては、検出した電気容量が大きな浮遊容量を
含んでいた。そのため、この検出結果から試料の微少な
電荷分布の変化を検出するには、検出結果から浮遊容量
を分離しなければならなかった。したがって、浮遊容量
をうまく分離できない場合には、電荷分布の検出精度が
低下したり、また、浮遊容量を精度よく分離するため
に、高価な信号処理装置を用いる必要があった。
【０００７】本発明は、簡単な構成でありながら、精度
よく試料の電荷分布を検出することのできる原子間力顕
微鏡用プローブおよびプローブの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
よく試料の電荷分布を検出することのできる原子間力顕
微鏡用プローブおよびプローブの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記従来の
技術において、検出結果に含まれる浮遊容量が、プロー
ブの支持体を被覆する導電膜の電荷に基づくものである
ことを見出した。
技術において、検出結果に含まれる浮遊容量が、プロー
ブの支持体を被覆する導電膜の電荷に基づくものである
ことを見出した。
【０００９】そこで本発明では、針部と、可撓性のプレ
ート部と、支持体とを有するプローブにおいて、針部に
電荷を供給するための支持体の上の導電膜を、支持体上
の一部のみに配置する構成とした。
ート部と、支持体とを有するプローブにおいて、針部に
電荷を供給するための支持体の上の導電膜を、支持体上
の一部のみに配置する構成とした。
【００１０】また、本発明では、上記構成のプローブを
製造するために、基板上に、プレート部を構成するため
の絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上に、ＮｉおよびＣｒ
を含む膜を形成し、ＮｉおよびＣｒを含む膜の上に高導
電率の金属膜を形成し、絶縁膜、ＮｉおよびＣｒを含む
膜、および、金属膜を支持している基板の一部をエッチ
ングにより取り除いて、残った基板から前記３膜を突出
させ、突出した絶縁膜を前記プレート部に、残った基板
を前記支持体とするプローブの製造方法を提供する。
製造するために、基板上に、プレート部を構成するため
の絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上に、ＮｉおよびＣｒ
を含む膜を形成し、ＮｉおよびＣｒを含む膜の上に高導
電率の金属膜を形成し、絶縁膜、ＮｉおよびＣｒを含む
膜、および、金属膜を支持している基板の一部をエッチ
ングにより取り除いて、残った基板から前記３膜を突出
させ、突出した絶縁膜を前記プレート部に、残った基板
を前記支持体とするプローブの製造方法を提供する。
【００１１】
【作用】本発明の原子間力顕微鏡用プローブによって、
試料表面の凹凸と試料の電荷の分布を同時に検出すると
きのプローブ各部の作用について説明する。プローブの
針部は、先端が試料から原子間力を受け、プレート部
は、この原子間力を撓みに変換する。したがって、外部
の検出手段によってこの撓みを検出し、撓みが一定とな
るようにプローブの支持体を試料に対して相対的に駆動
することにより、プローブの針部を、常に試料の表面か
ら一定の距離に位置させることができ、支持体の駆動量
から試料表面の凹凸が検出される。
試料表面の凹凸と試料の電荷の分布を同時に検出すると
きのプローブ各部の作用について説明する。プローブの
針部は、先端が試料から原子間力を受け、プレート部
は、この原子間力を撓みに変換する。したがって、外部
の検出手段によってこの撓みを検出し、撓みが一定とな
るようにプローブの支持体を試料に対して相対的に駆動
することにより、プローブの針部を、常に試料の表面か
ら一定の距離に位置させることができ、支持体の駆動量
から試料表面の凹凸が検出される。
【００１２】つぎに、プローブの針部を試料の表面から
一定の距離に保った状態で、支持体上の導電膜およびプ
レート部上の導電膜を介して、針部に電荷を供給し、電
位を検出する。針部のうち、少なくとも先端部は導電体
で形成されている。この時、本発明では、支持体上の導
電膜は、支持体上の一部にのみ配置されているので、支
持体上の導電膜を浮遊する電荷量は、従来のように支持
体全体に導電膜を配置している場合より減少し、検出結
果に含まれる浮遊容量を減少させることができる。
一定の距離に保った状態で、支持体上の導電膜およびプ
レート部上の導電膜を介して、針部に電荷を供給し、電
位を検出する。針部のうち、少なくとも先端部は導電体
で形成されている。この時、本発明では、支持体上の導
電膜は、支持体上の一部にのみ配置されているので、支
持体上の導電膜を浮遊する電荷量は、従来のように支持
体全体に導電膜を配置している場合より減少し、検出結
果に含まれる浮遊容量を減少させることができる。
【００１３】原子間力顕微鏡用プローブは、原子間力と
いう非常に小さな力を撓みに変換して検出するため、プ
レート部および針部は、ｎｍからμｍオーダーのサイズ
にすることが好ましい。これに対し支持体は、取扱を容
易にするためにｍｍオーダーのサイズにすることが好ま
しい。したがって、支持体全体に導電膜を形成すると、
その浮遊容量は、針部の容量の数千倍以上になる。この
ため、本発明のように支持体上の導電膜の面積を小さく
することは、浮遊容量を小さくする上で非常に有効であ
る。
いう非常に小さな力を撓みに変換して検出するため、プ
レート部および針部は、ｎｍからμｍオーダーのサイズ
にすることが好ましい。これに対し支持体は、取扱を容
易にするためにｍｍオーダーのサイズにすることが好ま
しい。したがって、支持体全体に導電膜を形成すると、
その浮遊容量は、針部の容量の数千倍以上になる。この
ため、本発明のように支持体上の導電膜の面積を小さく
することは、浮遊容量を小さくする上で非常に有効であ
る。
【００１４】また、本発明によるプローブの製造方法で
は、金属膜の下地膜として、ＮｉおよびＣｒを含む膜を
用い、この下地膜と金属膜とで導電膜を形成している。
このように、下地膜としてＮｉおよびＣｒを含む膜を用
いることにより、支持体やプレート部として通常用いら
れるＳｉＮｘやＳｉＯｘと導電膜との密着性が高まると
ともに、導電膜の耐久性が高まり強アルカリを用いたエ
ッチングに耐えられるようになる。この理由は明らかで
はないが、ＮｉおよびＣｒを含む膜が、ＳｉＮｘやＳｉ
ＯｘのＮやＯと結合しやすい性質を持つため、直接導電
膜を形成する場合より付着力が高まるためであると考え
られる。この導電膜の下地膜側にＮｉおよびＣｒを含む
膜を用いない場合には、上述の本発明のプローブのよう
に、支持体上の金属膜の面積を小さくすることはできな
い。というのは、本発明のプローブのように、支持体上
の金属膜の面積を小さくしようとすると、金属膜をエッ
チングにより加工する必要がある。しかし、例えば、プ
ローブを完成させた後に金属膜を形成し、これをエッチ
ングしようとすると、プローブにレジストを塗布しなけ
ればならず、この時、プレート部およぶ針部がレジスト
の重みに耐えられず破壊されてしまう。また、例えば、
プローブの製造途中で、支持体となる基板上に金属膜を
つけてこれをエッチングする工程をとると、金属膜をエ
ッチングした後にプレート部を支持する基板をエッチン
グで溶解させてプレート部を形成する必要があるが、通
常基板を溶解するために用いられる強アルカリエッチン
グ液に金属膜が耐えられず、金属膜がはがれてしまうと
いう問題が生じる。しかしながら、本発明では、Ｎｉお
よびＣｒを含む膜を下地膜として用いることにより、金
属膜の耐久性を高め、基板を溶解する強アルカリエッチ
ング液に耐えられるようにしているため、プレート部を
破壊することなく、支持体上の金属膜を加工することが
可能になる。
は、金属膜の下地膜として、ＮｉおよびＣｒを含む膜を
用い、この下地膜と金属膜とで導電膜を形成している。
このように、下地膜としてＮｉおよびＣｒを含む膜を用
いることにより、支持体やプレート部として通常用いら
れるＳｉＮｘやＳｉＯｘと導電膜との密着性が高まると
ともに、導電膜の耐久性が高まり強アルカリを用いたエ
ッチングに耐えられるようになる。この理由は明らかで
はないが、ＮｉおよびＣｒを含む膜が、ＳｉＮｘやＳｉ
ＯｘのＮやＯと結合しやすい性質を持つため、直接導電
膜を形成する場合より付着力が高まるためであると考え
られる。この導電膜の下地膜側にＮｉおよびＣｒを含む
膜を用いない場合には、上述の本発明のプローブのよう
に、支持体上の金属膜の面積を小さくすることはできな
い。というのは、本発明のプローブのように、支持体上
の金属膜の面積を小さくしようとすると、金属膜をエッ
チングにより加工する必要がある。しかし、例えば、プ
ローブを完成させた後に金属膜を形成し、これをエッチ
ングしようとすると、プローブにレジストを塗布しなけ
ればならず、この時、プレート部およぶ針部がレジスト
の重みに耐えられず破壊されてしまう。また、例えば、
プローブの製造途中で、支持体となる基板上に金属膜を
つけてこれをエッチングする工程をとると、金属膜をエ
ッチングした後にプレート部を支持する基板をエッチン
グで溶解させてプレート部を形成する必要があるが、通
常基板を溶解するために用いられる強アルカリエッチン
グ液に金属膜が耐えられず、金属膜がはがれてしまうと
いう問題が生じる。しかしながら、本発明では、Ｎｉお
よびＣｒを含む膜を下地膜として用いることにより、金
属膜の耐久性を高め、基板を溶解する強アルカリエッチ
ング液に耐えられるようにしているため、プレート部を
破壊することなく、支持体上の金属膜を加工することが
可能になる。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
【００１６】まず、本発明による原子間力と電気容量と
を同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブを図
１（ａ）、図１（ｂ）を用いて説明する。
を同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブを図
１（ａ）、図１（ｂ）を用いて説明する。
【００１７】図１（ａ）に示すように本実施例のプロー
ブは、支持体１ｃと、支持体１ｃに一端を支持された可
撓性プレート１ａと、可撓性プレート１ａの他端から可
撓性プレート１ａと同一平面上に突出した針部１ｂとを
備えている。図１（ｂ）からわかるように、支持体１ｃ
の下面上には、電極１ｅが配置されている。また、支持
体１ｃおよび可撓性プレート１ａの下面上には、電極１
ｅと針部１ｂとを結ぶ直線状の金属細線１ｄが配置され
ている。電極１ｅには、リード線１０４が取り付けられ
ている。
ブは、支持体１ｃと、支持体１ｃに一端を支持された可
撓性プレート１ａと、可撓性プレート１ａの他端から可
撓性プレート１ａと同一平面上に突出した針部１ｂとを
備えている。図１（ｂ）からわかるように、支持体１ｃ
の下面上には、電極１ｅが配置されている。また、支持
体１ｃおよび可撓性プレート１ａの下面上には、電極１
ｅと針部１ｂとを結ぶ直線状の金属細線１ｄが配置され
ている。電極１ｅには、リード線１０４が取り付けられ
ている。
【００１８】支持体１ｃは、シリコン基板１０２とＳｉ
Ｎｘ膜１０１、１０３からなる。可撓性プレート１ａ
は、ＳｉＮｘ膜からなり、支持体のＳｉＮｘ膜１０３と
一体に形成されている。また、針部１ｂ、金属細線１ｄ
および電極１ｅは、ＮｉＣｒ膜およびＡｕ膜の２層膜に
より形成されている。
Ｎｘ膜１０１、１０３からなる。可撓性プレート１ａ
は、ＳｉＮｘ膜からなり、支持体のＳｉＮｘ膜１０３と
一体に形成されている。また、針部１ｂ、金属細線１ｄ
および電極１ｅは、ＮｉＣｒ膜およびＡｕ膜の２層膜に
より形成されている。
【００１９】次に図１のプローブの製造方法を図３を用
いて説明する。
いて説明する。
【００２０】まず、厚さ２００μｍのシリコン基板３１
の両面に低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）により、厚
さ５００ｎｍのＳｉＮｘ膜３２ａ、３２ｂを成膜する
（図３（ａ））。次に、ドライエッチング法により、Ｓ
ｉＮｘ膜３２ｂを支持体１ｃのＳｉＮｘ膜１０１の形状
に、ＳｉＮｘ膜３２ａを可撓性プレート１ａおよび支持
体１ｃのＳｉＮｘ膜１０３の形状にパターニングした
（図３（ｂ））。
の両面に低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）により、厚
さ５００ｎｍのＳｉＮｘ膜３２ａ、３２ｂを成膜する
（図３（ａ））。次に、ドライエッチング法により、Ｓ
ｉＮｘ膜３２ｂを支持体１ｃのＳｉＮｘ膜１０１の形状
に、ＳｉＮｘ膜３２ａを可撓性プレート１ａおよび支持
体１ｃのＳｉＮｘ膜１０３の形状にパターニングした
（図３（ｂ））。
【００２１】この後、ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プ
レート１ａの上に、厚さ２ｎｍのＮｉＣｒ膜、厚さ９８
ｎｍのＡｕ膜を順に真空蒸着法により形成し、リフトオ
フ法により、電極１ｅ、金属細線１ｄおよび針部１ｂの
形状に一体に形成した（図３（ｃ））。ここで、ＮｉＣ
ｒ膜を用いているのは、Ａｕ膜とＳｉＮｘ膜１０３、お
よび、Ａｕ膜と可撓性プレート１ａの付着特性を向上さ
せ、強アルカリエッチング液によっても膜はがれを起こ
さないようにするためである。これにより、Ａｕ膜が、
ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａに強固に付
着するので、次の図３（ｄ）を用いて説明する基板３１
の溶解プロセスによっても金属細線１ｄや電極１ｅが膜
はがれをおこすことがなくなる。また、Ａｕ膜は、体積
抵抗率が小さく、耐薬品性が高いため、エッチング後も
良好な電気伝導性を示す。ＮｉＣｒ膜を下地膜とするこ
とで、Ａｕ膜とＳｉＮｘ膜１０３、および、Ａｕ膜と可
撓性プレート１ａの付着特性を向上し、しかも、強アル
カリエッチング液によっても膜はがれを起こさなくなる
理由については、現段階では明らかになっていないが、
理由の一つとしては、ＮｉＣｒ膜がＮと非常に結合しや
すい性質を持っているため、Ａｕ膜をＳｉＮｘ膜に直接
付着させる場合よりも、付着力が高まるということが考
えられる。
レート１ａの上に、厚さ２ｎｍのＮｉＣｒ膜、厚さ９８
ｎｍのＡｕ膜を順に真空蒸着法により形成し、リフトオ
フ法により、電極１ｅ、金属細線１ｄおよび針部１ｂの
形状に一体に形成した（図３（ｃ））。ここで、ＮｉＣ
ｒ膜を用いているのは、Ａｕ膜とＳｉＮｘ膜１０３、お
よび、Ａｕ膜と可撓性プレート１ａの付着特性を向上さ
せ、強アルカリエッチング液によっても膜はがれを起こ
さないようにするためである。これにより、Ａｕ膜が、
ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａに強固に付
着するので、次の図３（ｄ）を用いて説明する基板３１
の溶解プロセスによっても金属細線１ｄや電極１ｅが膜
はがれをおこすことがなくなる。また、Ａｕ膜は、体積
抵抗率が小さく、耐薬品性が高いため、エッチング後も
良好な電気伝導性を示す。ＮｉＣｒ膜を下地膜とするこ
とで、Ａｕ膜とＳｉＮｘ膜１０３、および、Ａｕ膜と可
撓性プレート１ａの付着特性を向上し、しかも、強アル
カリエッチング液によっても膜はがれを起こさなくなる
理由については、現段階では明らかになっていないが、
理由の一つとしては、ＮｉＣｒ膜がＮと非常に結合しや
すい性質を持っているため、Ａｕ膜をＳｉＮｘ膜に直接
付着させる場合よりも、付着力が高まるということが考
えられる。
【００２２】次にこの試料を８０度のＫＯＨ水溶液に浸
し、基板３１のうちＳｉＮｘ膜１０１に被覆されていな
い部分を溶出させ、支持体の基板１０２の形状に加工し
た（図３（ｄ））。図３（ｄ）の工程により、基板３１
のうち、可撓性プレート１ａを支持していた部分は、完
全に溶出するため、可撓性プレート１ａは、一端を基板
１０２により片持ち支持された形状になり、可撓性を示
す。
し、基板３１のうちＳｉＮｘ膜１０１に被覆されていな
い部分を溶出させ、支持体の基板１０２の形状に加工し
た（図３（ｄ））。図３（ｄ）の工程により、基板３１
のうち、可撓性プレート１ａを支持していた部分は、完
全に溶出するため、可撓性プレート１ａは、一端を基板
１０２により片持ち支持された形状になり、可撓性を示
す。
【００２３】このようにして図３（ｅ）に示すようなプ
ローブを得た。このプローブは支持体１ｃの大きさが幅
２ｍｍ長さ４ｍｍで、可撓性プレート１ａが幅５０μ
ｍ、長さが３００μｍである。また、針部１ｂの長さは
約１０μｍ幅１μｍ、金属細線１ｄの幅は１μｍであ
る。
ローブを得た。このプローブは支持体１ｃの大きさが幅
２ｍｍ長さ４ｍｍで、可撓性プレート１ａが幅５０μ
ｍ、長さが３００μｍである。また、針部１ｂの長さは
約１０μｍ幅１μｍ、金属細線１ｄの幅は１μｍであ
る。
【００２４】次に、上述のプローブを用いて構成され
る、試料凹凸および電荷分布を検出する装置について、
図２を用いて説明する。
る、試料凹凸および電荷分布を検出する装置について、
図２を用いて説明する。
【００２５】図２のように、この装置は、支持枠１５に
は、プローブ１を駆動させる駆動機構３と、プローブ１
の可撓性プレート１ｂの撓みを検出するための撓み検出
装置２と、試料１４を搭載してこれを駆動する粗動装置
１１およびピエゾアクチュエータ１２とを備えている。
は、プローブ１を駆動させる駆動機構３と、プローブ１
の可撓性プレート１ｂの撓みを検出するための撓み検出
装置２と、試料１４を搭載してこれを駆動する粗動装置
１１およびピエゾアクチュエータ１２とを備えている。
【００２６】駆動機構３は、プローブホルダ４を介して
プローブ１をＸＹＺ方向に粗動させる。また、撓み検出
装置２は、プローブ１の可撓性プレート１ｂに光を照射
し反射光を検出することにより撓みを検出する。ピエゾ
アクチュエータ１２の上には、導電性試料ホルダ１３が
搭載されている。
プローブ１をＸＹＺ方向に粗動させる。また、撓み検出
装置２は、プローブ１の可撓性プレート１ｂに光を照射
し反射光を検出することにより撓みを検出する。ピエゾ
アクチュエータ１２の上には、導電性試料ホルダ１３が
搭載されている。
【００２７】駆動機構３には、プローブ駆動用電源６が
接続されている。また、粗動装置１１は、粗動機構用電
源９が接続され、ピエゾアクチュエータ１２は、ピエゾ
アクチュエータ用電源８が接続されている。プローブ駆
動用電源６、粗動機構用電源９、ピエゾアクチュエータ
用電源８は、コンピュータ７に接続され、コンピュータ
７により制御されている。
接続されている。また、粗動装置１１は、粗動機構用電
源９が接続され、ピエゾアクチュエータ１２は、ピエゾ
アクチュエータ用電源８が接続されている。プローブ駆
動用電源６、粗動機構用電源９、ピエゾアクチュエータ
用電源８は、コンピュータ７に接続され、コンピュータ
７により制御されている。
【００２８】導電性試料ホルダ１３と、プローブ１の電
極１ｅに取り付けられたリード線１０４とは、電気容量
検出装置５に接続されている。電気容量検出装置５は、
プローブ１の針部１ｂと試料１４との間の電気容量を検
出することにより、試料１４の電荷分布を検出する。電
気容量検出装置５は、コンピュータ７により制御されて
いる。コンピュータ７が検出した電荷分布は、表示装置
１０に表示される。
極１ｅに取り付けられたリード線１０４とは、電気容量
検出装置５に接続されている。電気容量検出装置５は、
プローブ１の針部１ｂと試料１４との間の電気容量を検
出することにより、試料１４の電荷分布を検出する。電
気容量検出装置５は、コンピュータ７により制御されて
いる。コンピュータ７が検出した電荷分布は、表示装置
１０に表示される。
【００２９】また、コンピュータ７は、撓み検出装置２
の検出結果を取込み、撓みが一定になるようにピエゾア
クチュエータ１２を駆動させて、試料を上下に動かす。
コンピュータ７は、この駆動結果から試料の表面の凹凸
を求め、表示装置１０に表示する。
の検出結果を取込み、撓みが一定になるようにピエゾア
クチュエータ１２を駆動させて、試料を上下に動かす。
コンピュータ７は、この駆動結果から試料の表面の凹凸
を求め、表示装置１０に表示する。
【００３０】次に図２の装置を用いて、試料１４の表面
の凹凸と、電荷分布を検出する動作について説明する。
の凹凸と、電荷分布を検出する動作について説明する。
【００３１】まず、試料１４を、導電性試料ホルダー１
３上に固定した。つぎに、プローブ１を、プローブホル
ダー４に取り付け、プローブ駆動機構３とプローブ駆動
電源６により試料１４の観察開始点まで接近させた。ま
た、試料１４を、ピエゾアクチュエータ１２、粗動装置
１１により、ＸＹＺ方向に精密に移動させ、プローブ１
の可撓性プレートを１０ｎｍ程度たわませる位置に移動
させた。このときプローブ１の可撓性プレート１ａの撓
みは、撓み検出装置２により検出される。
３上に固定した。つぎに、プローブ１を、プローブホル
ダー４に取り付け、プローブ駆動機構３とプローブ駆動
電源６により試料１４の観察開始点まで接近させた。ま
た、試料１４を、ピエゾアクチュエータ１２、粗動装置
１１により、ＸＹＺ方向に精密に移動させ、プローブ１
の可撓性プレートを１０ｎｍ程度たわませる位置に移動
させた。このときプローブ１の可撓性プレート１ａの撓
みは、撓み検出装置２により検出される。
【００３２】また、電気容量検出装置５は、プローブ１
と試料１４とに電荷を供給し、電位を検出することによ
り、プローブ１と試料１４との間の電気容量を検出す
る。プローブ１の電極１ｅに供給された電荷は、金属細
線１ｄを介して、針部１ｂに供給される。プローブ１と
試料１４との間の電気容量は、電気容量検出装置５によ
って検出され、検出された電気容量は、それぞれコンピ
ュータ７に取り込まれ、浮遊容量を分離して、プローブ
１の針部１ｂと試料１４間の容量のみが取り出される。
測定位置座標ｘ，ｙに対する電気容量の大きさと測定位
置の試料のｚ方向の高さが記録され、表示装置１０に表
示する。ピエゾアクチュエータ１２は、初期に設定した
プローブ１の撓みを一定に保つように試料１４をｚ方向
に上下駆動しながら、ｘｙ方向に走査する、この駆動量
から、試料１４の凹凸形状を得ることができる。
と試料１４とに電荷を供給し、電位を検出することによ
り、プローブ１と試料１４との間の電気容量を検出す
る。プローブ１の電極１ｅに供給された電荷は、金属細
線１ｄを介して、針部１ｂに供給される。プローブ１と
試料１４との間の電気容量は、電気容量検出装置５によ
って検出され、検出された電気容量は、それぞれコンピ
ュータ７に取り込まれ、浮遊容量を分離して、プローブ
１の針部１ｂと試料１４間の容量のみが取り出される。
測定位置座標ｘ，ｙに対する電気容量の大きさと測定位
置の試料のｚ方向の高さが記録され、表示装置１０に表
示する。ピエゾアクチュエータ１２は、初期に設定した
プローブ１の撓みを一定に保つように試料１４をｚ方向
に上下駆動しながら、ｘｙ方向に走査する、この駆動量
から、試料１４の凹凸形状を得ることができる。
【００３３】このように図２の構成の装置を構成するこ
とにより、従来より高解像度の電荷分布の計測が可能と
なった。また、電荷分布の計測と同時に試料の凹凸形状
の計測も同時に可能となることが確認された。
とにより、従来より高解像度の電荷分布の計測が可能と
なった。また、電荷分布の計測と同時に試料の凹凸形状
の計測も同時に可能となることが確認された。
【００３４】上述のように、本実施例のプローブ１を用
いて、試料１４の電荷分布とを検出した場合、検出され
る電気容量に含まれる浮遊容量が非常に小さい。したが
って、電気容量検出装置５およびコンピュータ７は、簡
単な構成によって容易に浮遊容量を分離することができ
る。
いて、試料１４の電荷分布とを検出した場合、検出され
る電気容量に含まれる浮遊容量が非常に小さい。したが
って、電気容量検出装置５およびコンピュータ７は、簡
単な構成によって容易に浮遊容量を分離することができ
る。
【００３５】これは、本実施例のプローブ１ｂが以下の
ような構成をとっていることによる。本実施例では、図
３のように、針部１ｂに電荷を供給するためにプローブ
１の支持体１ｃおよび可撓性プレート１ａ上に配置され
る導電膜を、細線形状の金属細線１ｄとパット形状の電
極１ｅにすることにより、導電膜の面積を減らしてい
る。これにより、支持体１ｃおよび可撓性プレート１ａ
上の導電膜を浮遊する電荷量は、従来のように支持体お
よび可撓性プレートの全面に導電膜を配置している場合
より減少し、検出結果に含まれる浮遊容量を減少させる
ことができる。
ような構成をとっていることによる。本実施例では、図
３のように、針部１ｂに電荷を供給するためにプローブ
１の支持体１ｃおよび可撓性プレート１ａ上に配置され
る導電膜を、細線形状の金属細線１ｄとパット形状の電
極１ｅにすることにより、導電膜の面積を減らしてい
る。これにより、支持体１ｃおよび可撓性プレート１ａ
上の導電膜を浮遊する電荷量は、従来のように支持体お
よび可撓性プレートの全面に導電膜を配置している場合
より減少し、検出結果に含まれる浮遊容量を減少させる
ことができる。
【００３６】本実施例のプローブ１は、原子間力という
非常に小さな力を撓みに変換して検出するため、可撓性
プレート１ａは、幅５０μｍ×長さ３００μｍ、針部１
ｂは、幅１μｍ×長さ１０μｍであるが、支持体１ｃ
は、取扱を容易にするために幅２ｍｍ×長さ４ｍｍと非
常に大きい。したがって、従来のように支持体１ｃの全
体に導電膜を形成すると、その浮遊容量は、針部１ｂの
約１０5倍以上になる。しかしながら、本実施例では、
支持体１ｃ上の導電膜の幅を１μｍの金属細線１ｄにし
ているため、浮遊容量は、針部１ｂの約１０2倍程度に
抑えられる。したがって、本実施例のように支持体１ｃ
上の導電膜を細線１ｄにして、面積を小さくすること
は、浮遊容量を小さくする上で非常に有効である。
非常に小さな力を撓みに変換して検出するため、可撓性
プレート１ａは、幅５０μｍ×長さ３００μｍ、針部１
ｂは、幅１μｍ×長さ１０μｍであるが、支持体１ｃ
は、取扱を容易にするために幅２ｍｍ×長さ４ｍｍと非
常に大きい。したがって、従来のように支持体１ｃの全
体に導電膜を形成すると、その浮遊容量は、針部１ｂの
約１０5倍以上になる。しかしながら、本実施例では、
支持体１ｃ上の導電膜の幅を１μｍの金属細線１ｄにし
ているため、浮遊容量は、針部１ｂの約１０2倍程度に
抑えられる。したがって、本実施例のように支持体１ｃ
上の導電膜を細線１ｄにして、面積を小さくすること
は、浮遊容量を小さくする上で非常に有効である。
【００３７】また、図３のプローブでは、可撓性プレー
ト１ａ上の導電膜も細線状の金属細線１ｄとしたが、可
撓性プレート１ａの面積が、支持体１ｃと比較して非常
に小さいことを考慮すると、図４のように、支持体１ｃ
上の導電膜のみを細線状の金属細線１１１として、可撓
性プレート１ａ上の導電膜は、導電膜１１２のように全
面に設ける構成としても、従来と比較して格段に浮遊容
量を減少させることができる。
ト１ａ上の導電膜も細線状の金属細線１ｄとしたが、可
撓性プレート１ａの面積が、支持体１ｃと比較して非常
に小さいことを考慮すると、図４のように、支持体１ｃ
上の導電膜のみを細線状の金属細線１１１として、可撓
性プレート１ａ上の導電膜は、導電膜１１２のように全
面に設ける構成としても、従来と比較して格段に浮遊容
量を減少させることができる。
【００３８】図３のプローブでは、針部１ｂを金属細線
１ｄと一体に形成し、針部１ｂが可撓性プレート１ａと
同一面内に突出する構成にしたが、これに限らず、図５
（ｇ）に示すように針部１２１が可撓性プレート１ａの
法線方向に突出する構成にすることもできる。図５
（ｇ）のプローブの製造方法について、図５（ａ）から
図５（ｆ）を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、
図３（ａ）〜（ｃ）の工程と同様であるので説明を省略
する。但し、図５（ｃ）においては、図３（ｃ）の針部
１ｂは形成しない。
１ｄと一体に形成し、針部１ｂが可撓性プレート１ａと
同一面内に突出する構成にしたが、これに限らず、図５
（ｇ）に示すように針部１２１が可撓性プレート１ａの
法線方向に突出する構成にすることもできる。図５
（ｇ）のプローブの製造方法について、図５（ａ）から
図５（ｆ）を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、
図３（ａ）〜（ｃ）の工程と同様であるので説明を省略
する。但し、図５（ｃ）においては、図３（ｃ）の針部
１ｂは形成しない。
【００３９】次に図５（ｄ）のように、基板３１の全面
にレジスト膜１２２を形成し、リソグラフィーにより金
属細線１ｄの端部上のレジスト膜１２２に円筒状のホー
ルを設ける。このレジスト膜１２２の上に、真空蒸着法
により基板３１を回転させながら斜めにＡｕの蒸発粒子
を照射して、ホール内に円錐状にＡｕを堆積させる。レ
ジスト膜１２２の上にもＡｕ膜１２３が堆積される。
にレジスト膜１２２を形成し、リソグラフィーにより金
属細線１ｄの端部上のレジスト膜１２２に円筒状のホー
ルを設ける。このレジスト膜１２２の上に、真空蒸着法
により基板３１を回転させながら斜めにＡｕの蒸発粒子
を照射して、ホール内に円錐状にＡｕを堆積させる。レ
ジスト膜１２２の上にもＡｕ膜１２３が堆積される。
【００４０】基板３１全体をアセトンに浸漬して、レジ
スト膜１２２およびＡｕ膜１２３を除去した後に、基板
３１をＫＯＨなどの異方性エッチング液に浸漬して、基
板３１の不用な部分を溶出させ、支持体の基板１０２の
形状に加工した。
スト膜１２２およびＡｕ膜１２３を除去した後に、基板
３１をＫＯＨなどの異方性エッチング液に浸漬して、基
板３１の不用な部分を溶出させ、支持体の基板１０２の
形状に加工した。
【００４１】このようにして形成した図５（ｇ）のプロ
ーブは、金属細線１ｄの端部の上に針部１２１が形成さ
れているので、電極１ｅから供給された電荷は、金属細
線１ｄを通って針部１２１に供給される。図５（ｇ）の
プローブを図１（ｂ）のプローブと同様して図２の装置
に使用することにより、浮遊容量を減少させることがで
き、試料の電荷分布を精度よく検出することができる。
ーブは、金属細線１ｄの端部の上に針部１２１が形成さ
れているので、電極１ｅから供給された電荷は、金属細
線１ｄを通って針部１２１に供給される。図５（ｇ）の
プローブを図１（ｂ）のプローブと同様して図２の装置
に使用することにより、浮遊容量を減少させることがで
き、試料の電荷分布を精度よく検出することができる。
【００４２】また、上述の実施例で説明したように、Ａ
ｕ膜の下地膜として、ＮｉＣｒ膜を用いることにより、
ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａとの付着特
性および強アルカリ耐性を向上させることができるの
で、従来のように金属膜を支持体１ｃの全面に形成する
場合にも、下地膜としてＮｉＣｒ膜を形成することによ
り、金属膜の耐久性を向上させることができる。また、
ＳｉＮｘ膜１０３や可撓性プレート１ａをＳｉＯｘで形
成した場合であっても、ＮｉＣｒ膜を用いることによ
り、Ａｕ膜との付着特性を向上させることができる。
ｕ膜の下地膜として、ＮｉＣｒ膜を用いることにより、
ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａとの付着特
性および強アルカリ耐性を向上させることができるの
で、従来のように金属膜を支持体１ｃの全面に形成する
場合にも、下地膜としてＮｉＣｒ膜を形成することによ
り、金属膜の耐久性を向上させることができる。また、
ＳｉＮｘ膜１０３や可撓性プレート１ａをＳｉＯｘで形
成した場合であっても、ＮｉＣｒ膜を用いることによ
り、Ａｕ膜との付着特性を向上させることができる。
【００４３】また、本実施例では、電極１ｅや金属細線
１ｄをＡｕ膜で形成したが、これに限らずＰｔ膜で形成
した場合にも、下地膜としてＮｉＣｒ膜を用いることに
より、Ｐｔ膜とＳｉＮｘ膜１０３、Ｐｔ膜と可撓性プレ
ート１ａの付着特性および強アルカリ耐性を向上させる
ことができる。また、電極１ｅや金属細線１ｄをＰｔ膜
で形成し、ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａ
をＳｉＯｘで形成した場合にも、同様の効果が得られ
る。
１ｄをＡｕ膜で形成したが、これに限らずＰｔ膜で形成
した場合にも、下地膜としてＮｉＣｒ膜を用いることに
より、Ｐｔ膜とＳｉＮｘ膜１０３、Ｐｔ膜と可撓性プレ
ート１ａの付着特性および強アルカリ耐性を向上させる
ことができる。また、電極１ｅや金属細線１ｄをＰｔ膜
で形成し、ＳｉＮｘ膜１０３および可撓性プレート１ａ
をＳｉＯｘで形成した場合にも、同様の効果が得られ
る。
【００４４】さらに、本実施例では、下地膜として、Ｎ
ｉＣｒ膜を用いているが、ＮｉＣｒ合金の膜に限らず、
薄いＮｉ膜とＣｒ膜とを重ねた多層膜の構成やＮｉＣｒ
合金に他の元素を添加した材料の膜を用いることもでき
る。
ｉＣｒ膜を用いているが、ＮｉＣｒ合金の膜に限らず、
薄いＮｉ膜とＣｒ膜とを重ねた多層膜の構成やＮｉＣｒ
合金に他の元素を添加した材料の膜を用いることもでき
る。
【００４５】さらに、本実施例では、ピエゾアクチュエ
ータ１２により、試料１４をＸＹＺ方向に微小に駆動こ
とにより、プローブ１と試料１４との距離を一定に保ち
ながらＸＹ方向に走査する構成を用いたが、これに限ら
ず、プローブ１をＸＹＺ方向に微小に駆動する構成にす
ることももちろん可能である。
ータ１２により、試料１４をＸＹＺ方向に微小に駆動こ
とにより、プローブ１と試料１４との距離を一定に保ち
ながらＸＹ方向に走査する構成を用いたが、これに限ら
ず、プローブ１をＸＹＺ方向に微小に駆動する構成にす
ることももちろん可能である。
【００４６】また、図２では、図１のプローブを用いて
試料とプローブとの間の電気容量を検出することによ
り、試料の電荷分布を検出したが、図１のプローブを用
いて他の装置を構成することもできる。
試料とプローブとの間の電気容量を検出することによ
り、試料の電荷分布を検出したが、図１のプローブを用
いて他の装置を構成することもできる。
【００４７】例えば、ＰＩＮ型フォトダイオードを基板
面内に多数個作り込んだ撮像素子を作製し、この撮像素
子の光入射面の裏側に、図１のプローブを配置し、この
プローブを図２のような装置で駆動して、撮像素子の個
々のＰＩＮ型フォトダイオードの電荷を検出するような
構成にすることにより、撮像装置を作製することができ
る。
面内に多数個作り込んだ撮像素子を作製し、この撮像素
子の光入射面の裏側に、図１のプローブを配置し、この
プローブを図２のような装置で駆動して、撮像素子の個
々のＰＩＮ型フォトダイオードの電荷を検出するような
構成にすることにより、撮像装置を作製することができ
る。
【００４８】また、例えば、光を受けると分極が生じる
材料で構成された基板の両面の相対する位置に、多数の
微小な凹部を設け、この凹部に金属を充填することによ
り、基板面内にＭＩＭ（メタル インシュレータ メタ
ル）型の微小なコンデンサを多数個作り込んだ撮像素子
を作製することができる。この撮像素子と本実施例のプ
ローブを用いることにより、撮像装置を構成することが
できる。撮像装置の構成としては、この撮像素子の一方
の基板面を光入射面とし、光入射面の裏面側に、図１の
プローブを配置し、このプローブに流れる電流を検出す
ることにより、コンデンサの容量が検出できる。この撮
像素子は、受光によりインシュレータに分極が生じ、こ
の結果コンデンサの容量が小さくなるため、コンデンサ
の容量を検出することにより撮像される。この場合、検
出するのは、プローブと試料との間の電気容量ではな
く、ＭＩＭ型のコンデンサの容量であるので、プローブ
と光入射面の裏面側の導体とが電気的に導通するよう
に、原子間力を用いてプローブを導通する距離に位置さ
せ、プローブに流れる電流を検出する。
材料で構成された基板の両面の相対する位置に、多数の
微小な凹部を設け、この凹部に金属を充填することによ
り、基板面内にＭＩＭ（メタル インシュレータ メタ
ル）型の微小なコンデンサを多数個作り込んだ撮像素子
を作製することができる。この撮像素子と本実施例のプ
ローブを用いることにより、撮像装置を構成することが
できる。撮像装置の構成としては、この撮像素子の一方
の基板面を光入射面とし、光入射面の裏面側に、図１の
プローブを配置し、このプローブに流れる電流を検出す
ることにより、コンデンサの容量が検出できる。この撮
像素子は、受光によりインシュレータに分極が生じ、こ
の結果コンデンサの容量が小さくなるため、コンデンサ
の容量を検出することにより撮像される。この場合、検
出するのは、プローブと試料との間の電気容量ではな
く、ＭＩＭ型のコンデンサの容量であるので、プローブ
と光入射面の裏面側の導体とが電気的に導通するよう
に、原子間力を用いてプローブを導通する距離に位置さ
せ、プローブに流れる電流を検出する。
【００４９】従来の技術では、ＰＩＮ型フォトダイオー
ドや、ＭＩＭ型のコンデンサを撮像素子として用いた撮
像装置では、個々のフォトダイオードにリード線を接続
し、このリード線から電荷や電気容量を検出する必要が
あった。しかしながら、図１のプローブを用いることに
より個々のフォトダイオードやコンデンサにリード線を
接続する必要がなくなり、簡単な構成で、微小サイズの
フォトダイオードやコンデンサの電荷を検出することが
できるため、一定面積あたりの画素数の多い撮像素子を
提供することができる。
ドや、ＭＩＭ型のコンデンサを撮像素子として用いた撮
像装置では、個々のフォトダイオードにリード線を接続
し、このリード線から電荷や電気容量を検出する必要が
あった。しかしながら、図１のプローブを用いることに
より個々のフォトダイオードやコンデンサにリード線を
接続する必要がなくなり、簡単な構成で、微小サイズの
フォトダイオードやコンデンサの電荷を検出することが
できるため、一定面積あたりの画素数の多い撮像素子を
提供することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、検出さ
れる電気容量に含まれる浮遊容量が小さいため、簡単な
構成でありながら高精度に試料の電荷分布が検出でき
る。また、同時に試料の凹凸形状の計測も可能である。
れる電気容量に含まれる浮遊容量が小さいため、簡単な
構成でありながら高精度に試料の電荷分布が検出でき
る。また、同時に試料の凹凸形状の計測も可能である。
【図１】本発明の一実施例のプローブの構成を示す斜視
図（ａ）と下面図（ｂ）。
図（ａ）と下面図（ｂ）。
【図２】図１のプローブを搭載し、試料の電荷分布およ
び凹凸を検出するための装置の構成を示すブロック図。
び凹凸を検出するための装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１のプローブを製造するための工程を示す説
明図。
明図。
【図４】本発明の別の実施例のプローブの構成を示す斜
視図。
視図。
【図５】本発明のさらに別の実施例のプローブの構成お
よび製造工程を示す説明図。
よび製造工程を示す説明図。
１…プローブ、１ａ…可撓性プレート、１ｂ…針部、１
ｃ…支持体、１ｄ…金属細線、１ｅ…電極、２…撓み検
出装置、３…プローブ駆動機構、４…プローブホルダ
ー、５…電気容量検出装置、６…プローブ駆動用電源、
７…コンピュータ、８…ピエゾアクチュエータ用電源、
９…粗動機構用電源、１０…表示装置、１１…粗動装
置、１２…ピエゾアクチュエータ、１３…導電性試料ホ
ルダー、１４…試料、１５…支持枠、３１…シリコン基
板、３２ａ、３２ｂ…ＳｉＮｘ膜。
ｃ…支持体、１ｄ…金属細線、１ｅ…電極、２…撓み検
出装置、３…プローブ駆動機構、４…プローブホルダ
ー、５…電気容量検出装置、６…プローブ駆動用電源、
７…コンピュータ、８…ピエゾアクチュエータ用電源、
９…粗動機構用電源、１０…表示装置、１１…粗動装
置、１２…ピエゾアクチュエータ、１３…導電性試料ホ
ルダー、１４…試料、１５…支持枠、３１…シリコン基
板、３２ａ、３２ｂ…ＳｉＮｘ膜。
Claims (8)
- 【請求項１】試料からの原子間力を受けるための針部
と、前記針部を支持し、前記針部が受けた原子間力によ
って撓みを生じる可撓性のプレート部と、前記プレート
部を支持する支持体とを有するプローブにおいて、 前記針部は、少なくとも先端部が導電材料で構成され、 前記プレート部および前記支持体は、絶縁材料で構成さ
れ、 前記プレート部および前記支持体の上には、導電膜が配
置され、前記プレート部上の導電膜と前記支持体上の導
電膜は、前記針部の導電材料に電荷を供給し電位を検出
するために、電気的に導通し、 前記支持体の上の導電膜は、前記支持体上の一部のみに
配置されていることを特徴とするプローブ。 - 【請求項２】試料からの原子間力を受けるための針部
と、前記針部を支持し、前記針部が受けた原子間力によ
って撓みを生じる可撓性のプレート部と、前記プレート
部を支持する支持体とを有するプローブにおいて、 前記針部は、少なくとも先端部が導電材料で構成され、 前記プレート部および前記支持体は、絶縁材料で構成さ
れ、 前記プレート部および前記支持体の上には、導電膜が配
置され、前記プレート部上の導電膜と前記支持体上の導
電膜は、前記針部の導電材料に電荷を供給し電位を検出
するために、電気的に導通し、 前記導電膜と前記プレート部との間、および、前記導電
膜と前記支持体との間には、ＮｉおよびＣｒを含む膜が
配置されていることを特徴とするプローブ。 - 【請求項３】請求項２において、前記支持体の上の導電
膜は、前記支持体上の一部にのみ配置されていることを
特徴とするプローブ。 - 【請求項４】請求項３において、前記プレート部上の導
電膜は、前記プレート部の一部にのみ配置されているこ
とを特徴とするプローブ。 - 【請求項５】請求項３において、前記支持体の上の導電
膜は、線状に配置されていることを特徴とするプロー
ブ。 - 【請求項６】試料からの原子間力を受けるプローブと、
前記プローブの受けた原子間力を検出する検出手段と、
前記原子間力が一定の大きさになるように試料と原子間
力の距離を調節する駆動手段とを有する原子間力顕微鏡
において、 前記プローブと前記試料との間の電気容量、または、前
記プローブと接触している試料の電気容量を検出するた
めの電気容量検出手段を有し、 前記プローブは、試料からの原子間力を受けるための針
部と、前記針部を支持し、前記針部が受けた原子間力に
よって撓みを生じる可撓性のプレート部と、前記プレー
ト部を支持する支持体とを有し、 前記針部は、少なくとも先端部が導電材料で構成され、 前記プレート部および前記支持体は、絶縁材料で構成さ
れ、 前記プレート部および前記支持体の上には、導電膜が配
置され、前記プレート部上の導電膜と前記支持体上の導
電膜は、前記針部の導電材料に電荷を供給し電位を検出
するために、電気的に導通し、 前記支持体の上の導電膜は、前記支持体上の一部のみに
配置されていることを特徴とする原子間力顕微鏡。 - 【請求項７】基板上に、絶縁膜を形成し、 前記絶縁膜の上に、ＮｉおよびＣｒを含む膜を形成し、 前記ＮｉおよびＣｒを含む膜の上に金属膜を形成し、 前記基板から、前記絶縁膜、ＮｉおよびＣｒを含む膜、
および、金属膜が突出するように、前記基板の一部をエ
ッチングにより取り除くことを特徴とするプローブの製
造方法。 - 【請求項８】請求項７において、前記基板の一部をエッ
チングにより取り除く前に、前記金属膜をエッチングに
より加工することを特徴とするプローブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266500A JPH07120482A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 原子間力と電気容量とを同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266500A JPH07120482A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 原子間力と電気容量とを同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120482A true JPH07120482A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17431787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5266500A Pending JPH07120482A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 原子間力と電気容量とを同時に検出するための原子間力顕微鏡用プローブおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120482A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107636475A (zh) * | 2015-02-26 | 2018-01-26 | 沙朗特有限责任公司 | 用于制造纳电子机械系统探针的系统和方法 |
| EP3293527A3 (en) * | 2012-06-22 | 2018-08-29 | Bruker Nano, Inc. | Method and apparatus of electrical property measurement using an afm operating in peak force tapping mode |
| US10613115B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-04-07 | Xallent, LLC | Multiple integrated tips scanning probe microscope |
| US10663484B2 (en) | 2018-02-14 | 2020-05-26 | Xallent, LLC | Multiple integrated tips scanning probe microscope with pre-alignment components |
| US10784054B2 (en) | 2017-04-06 | 2020-09-22 | Kwame Amponsah | Nanoelectromechanical devices with metal-to-metal contacts |
| US10866273B2 (en) | 2016-03-09 | 2020-12-15 | Xallent, LLC | Functional prober chip |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP5266500A patent/JPH07120482A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3293527A3 (en) * | 2012-06-22 | 2018-08-29 | Bruker Nano, Inc. | Method and apparatus of electrical property measurement using an afm operating in peak force tapping mode |
| US10895585B2 (en) | 2015-02-26 | 2021-01-19 | Xallent, LLC | Multiple integrated tips scanning probe microscope |
| JP2018510365A (ja) * | 2015-02-26 | 2018-04-12 | クサレント リミテッド ライアビリティー カンパニー | ナノ電気機械システム探針を製造するシステム及び方法 |
| US10436814B2 (en) | 2015-02-26 | 2019-10-08 | Xallent, LLC | Systems and methods for manufacturing nano-electro-mechanical-system probes |
| US10545171B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-01-28 | Xallent, LLC | Systems and methods for manufacturing nano-electro-mechanical-system probes |
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| US11125774B2 (en) | 2015-02-26 | 2021-09-21 | Xallent Llc | Systems and methods for manufacturing nano-electro-mechanical-system probes |
| US11573247B2 (en) | 2015-02-26 | 2023-02-07 | Xallent Inc. | Systems and methods for manufacturing nano-electro-mechanical-system probes |
| US10866273B2 (en) | 2016-03-09 | 2020-12-15 | Xallent, LLC | Functional prober chip |
| US11280825B2 (en) | 2016-03-09 | 2022-03-22 | Xallent Llc | Functional prober chip |
| US10784054B2 (en) | 2017-04-06 | 2020-09-22 | Kwame Amponsah | Nanoelectromechanical devices with metal-to-metal contacts |
| US11017959B2 (en) | 2017-04-06 | 2021-05-25 | Kwame Amponsah | Nanoelectromechanical devices with metal-to-metal contacts |
| US10663484B2 (en) | 2018-02-14 | 2020-05-26 | Xallent, LLC | Multiple integrated tips scanning probe microscope with pre-alignment components |
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