JPH10132830A - プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法 - Google Patents
プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法Info
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- JPH10132830A JPH10132830A JP29036196A JP29036196A JPH10132830A JP H10132830 A JPH10132830 A JP H10132830A JP 29036196 A JP29036196 A JP 29036196A JP 29036196 A JP29036196 A JP 29036196A JP H10132830 A JPH10132830 A JP H10132830A
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- Japan
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- oxide film
- cantilever
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- silicon wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料のより一層正確な測定を行なうことがで
きるプローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法を
提供すること。 【解決手段】 シリコンウエハ２１の表面に酸化膜２２
を形成した積層体にホトレジストパターン２３を形成し
て酸化膜２２を除去し、エッチングにより（ｄ）に示す
ように突起部３０（探針となる部分）を形成し、超音波
により酸化膜２２の突起部３０からはみ出した部分２２
ａを除去して（ｄ1 ）に示す状態とする。この状態から
さらにドライエッチングを行なうと突起部３０はさらに
細くなり、結局、探針のアスペクト比が大きくなり、試
料の凹部の計測をより一層充分に行なうことができ、試
料のより正確な計測ができる。
きるプローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法を
提供すること。 【解決手段】 シリコンウエハ２１の表面に酸化膜２２
を形成した積層体にホトレジストパターン２３を形成し
て酸化膜２２を除去し、エッチングにより（ｄ）に示す
ように突起部３０（探針となる部分）を形成し、超音波
により酸化膜２２の突起部３０からはみ出した部分２２
ａを除去して（ｄ1 ）に示す状態とする。この状態から
さらにドライエッチングを行なうと突起部３０はさらに
細くなり、結局、探針のアスペクト比が大きくなり、試
料の凹部の計測をより一層充分に行なうことができ、試
料のより正確な計測ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル顕微鏡や
原子間力顕微鏡等のプローブ顕微鏡における当該プロー
ブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法に関する。
原子間力顕微鏡等のプローブ顕微鏡における当該プロー
ブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プローブ顕微鏡は、先端の尖った探針お
よびこの探針を固定するカンチレバーで構成され、当該
探針を試料に対してナノメートル（ｎｍ）オーダまで接
近させ、そのとき探針と試料との間に生じるトンネル電
流や原子間力等を検出することにより、試料表面の形状
などを原子寸法レベルで計測する装置である。このよう
なプローブ顕微鏡の計測の概略を図２により説明する。
よびこの探針を固定するカンチレバーで構成され、当該
探針を試料に対してナノメートル（ｎｍ）オーダまで接
近させ、そのとき探針と試料との間に生じるトンネル電
流や原子間力等を検出することにより、試料表面の形状
などを原子寸法レベルで計測する装置である。このよう
なプローブ顕微鏡の計測の概略を図２により説明する。
【０００３】図２はプローブ顕微鏡の計測を説明する図
である。この図で、１は計測対象の試料、例えば磁気デ
ィスク等を示す。試料１の表面には凸部１１および凹部
１２が交互に形成されている。２はプローブ顕微鏡、例
えば原子間力顕微鏡のカンチレバー先端に形成された探
針を示す。なお、図中、ｈは凸部１１の高さ、ｗは凹部
１２の幅を示し、いずれもμｍオーダ又はサブμｍオー
ダ（一例として、ｗは0.3 μｍ、ｈは0.5 μｍ）の寸法
に形成されている。試料１の形状測定は、探針２を矢印
Ｘ方向に移動させながら（又は試料１を矢印Ｘと反対方
向に移動させながら）探針２と試料１表面との間に生じ
るトンネル電流や原子間力等を検出し、探針２の変位を
測定することにより行なわれる。
である。この図で、１は計測対象の試料、例えば磁気デ
ィスク等を示す。試料１の表面には凸部１１および凹部
１２が交互に形成されている。２はプローブ顕微鏡、例
えば原子間力顕微鏡のカンチレバー先端に形成された探
針を示す。なお、図中、ｈは凸部１１の高さ、ｗは凹部
１２の幅を示し、いずれもμｍオーダ又はサブμｍオー
ダ（一例として、ｗは0.3 μｍ、ｈは0.5 μｍ）の寸法
に形成されている。試料１の形状測定は、探針２を矢印
Ｘ方向に移動させながら（又は試料１を矢印Ｘと反対方
向に移動させながら）探針２と試料１表面との間に生じ
るトンネル電流や原子間力等を検出し、探針２の変位を
測定することにより行なわれる。
【０００４】図３は上記探針２を有するカンチレバーの
製造工程の概略を示す図である。カンチレバーは図３の
（ａ）に示す積層体から形成される。図３の（ａ）で、
２１はシリコンウエハ、２２はその両面に形成された酸
化膜である。次に、上面の酸化膜２２上にホトレジスト
パターン２３が図３の（ｂ）に示すように形成される。
このホトレジストパターン２３は、酸化膜２２上にホト
レジスト層を形成し、このホトレジスト層にマスクを介
して光（紫外線）を照射することにより形成される。即
ち、光の照射により、ホトレジスト層のマスクパターン
に対応する部分のみが残り、他の部分は溶解除去され
る。次に、酸化膜２２のエッチングを行なうと、図３の
（ｃ）に示すように酸化膜２２は除去され、ホトレジス
トパターン２３の部分の酸化膜２２のみ残される。
製造工程の概略を示す図である。カンチレバーは図３の
（ａ）に示す積層体から形成される。図３の（ａ）で、
２１はシリコンウエハ、２２はその両面に形成された酸
化膜である。次に、上面の酸化膜２２上にホトレジスト
パターン２３が図３の（ｂ）に示すように形成される。
このホトレジストパターン２３は、酸化膜２２上にホト
レジスト層を形成し、このホトレジスト層にマスクを介
して光（紫外線）を照射することにより形成される。即
ち、光の照射により、ホトレジスト層のマスクパターン
に対応する部分のみが残り、他の部分は溶解除去され
る。次に、酸化膜２２のエッチングを行なうと、図３の
（ｃ）に示すように酸化膜２２は除去され、ホトレジス
トパターン２３の部分の酸化膜２２のみ残される。
【０００５】この状態で、ドライエッチング又はウエッ
トエッチングを行なう。これにより、ホトレジストパタ
ーン２３が除かれるとともに、シリコンウエハ２１がエ
ッチングされる。このとき、図３の（ｄ）に示すよう
に、酸化膜２２は残り、その下部のシリコンウエハ２１
が周囲から侵食されて尖った突起部３０（この部分が探
針２となる）が形成される。次に、図３の（ｅ）に示す
ように酸化膜２４が950℃近辺の温度でデポジットさ
れ、下面にはホトレジストパターン２５が形成され、次
いで、ウエットエッチングにより図３の（ｆ）に示すよ
うに下面の酸化膜２２が除去され、次に、ＫＯＨ液でシ
リコンウエハ２１がエッチングされる。さらに、酸化膜
エッチングを行なうことにより酸化膜２２、２４が除去
され、図３の（ｇ）に示すようにカンチレバーが得られ
る。
トエッチングを行なう。これにより、ホトレジストパタ
ーン２３が除かれるとともに、シリコンウエハ２１がエ
ッチングされる。このとき、図３の（ｄ）に示すよう
に、酸化膜２２は残り、その下部のシリコンウエハ２１
が周囲から侵食されて尖った突起部３０（この部分が探
針２となる）が形成される。次に、図３の（ｅ）に示す
ように酸化膜２４が950℃近辺の温度でデポジットさ
れ、下面にはホトレジストパターン２５が形成され、次
いで、ウエットエッチングにより図３の（ｆ）に示すよ
うに下面の酸化膜２２が除去され、次に、ＫＯＨ液でシ
リコンウエハ２１がエッチングされる。さらに、酸化膜
エッチングを行なうことにより酸化膜２２、２４が除去
され、図３の（ｇ）に示すようにカンチレバーが得られ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】プローブ顕微鏡による
試料１の形状計測中、探針２が凸部１１にあるときには
計測に支障はない。しかし、図２に破線で示すように、
探針２が凹部１２に入って矢印Ｘ方向に移動すると、あ
る位置で探針２の側面と凸部１１の隅部とが接触して凹
部１２のそれ以上の測定（図２に符号１２０で示した部
分の測定）は不可能となり、試料１の形状の正確な測定
ができなくなる。
試料１の形状計測中、探針２が凸部１１にあるときには
計測に支障はない。しかし、図２に破線で示すように、
探針２が凹部１２に入って矢印Ｘ方向に移動すると、あ
る位置で探針２の側面と凸部１１の隅部とが接触して凹
部１２のそれ以上の測定（図２に符号１２０で示した部
分の測定）は不可能となり、試料１の形状の正確な測定
ができなくなる。
【０００７】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、より一層正確な測定を行なうことができる
プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法を提供
することにある。
題を解決し、より一層正確な測定を行なうことができる
プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、図２に示
す探針２のある高さＨにおける径Ｄをできるだけ小さく
する、即ち、探針２のアスペクト比（Ｈ／Ｄ）をできる
だけ大きくすることにより達成される。このため、本発
明は、表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハからプ
ローブ顕微鏡用カンチレバーおよびその探針を製造する
製造方法において、前記酸化膜にホトレジストパターン
を形成して当該酸化膜のエッチングを行ない、前記ホト
レジストパターンに相当する部分の前記酸化膜を残した
状態で前記シリコンウエハのエッチングを行なって残さ
れた前記酸化膜の下部に前記探針となる突起部を形成
し、この状態で前記残された酸化膜における前記突起部
先端からはみ出した部分を超音波等を用いて除去し、こ
の状態でドライエッチングを行なって前記突起部をさら
にエッチングすることを特徴とする。
す探針２のある高さＨにおける径Ｄをできるだけ小さく
する、即ち、探針２のアスペクト比（Ｈ／Ｄ）をできる
だけ大きくすることにより達成される。このため、本発
明は、表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハからプ
ローブ顕微鏡用カンチレバーおよびその探針を製造する
製造方法において、前記酸化膜にホトレジストパターン
を形成して当該酸化膜のエッチングを行ない、前記ホト
レジストパターンに相当する部分の前記酸化膜を残した
状態で前記シリコンウエハのエッチングを行なって残さ
れた前記酸化膜の下部に前記探針となる突起部を形成
し、この状態で前記残された酸化膜における前記突起部
先端からはみ出した部分を超音波等を用いて除去し、こ
の状態でドライエッチングを行なって前記突起部をさら
にエッチングすることを特徴とする。
【０００９】又、本発明は、表面に酸化膜が形成された
シリコンウエハからプローブ顕微鏡用カンチレバーおよ
びその探針を製造する製造方法において、前記酸化膜に
ホトレジストパターンを形成して当該酸化膜のエッチン
グを行ない、前記ホトレジストパターンに相当する部分
の前記酸化膜を残した状態で前記シリコンウエハの異方
性ウエットエッチングを行なって残された前記酸化膜の
下部に前記探針となる突起部を形成し、この状態でドラ
イエッチングを行なって前記突起部をさらにエッチング
することも特徴とする。
シリコンウエハからプローブ顕微鏡用カンチレバーおよ
びその探針を製造する製造方法において、前記酸化膜に
ホトレジストパターンを形成して当該酸化膜のエッチン
グを行ない、前記ホトレジストパターンに相当する部分
の前記酸化膜を残した状態で前記シリコンウエハの異方
性ウエットエッチングを行なって残された前記酸化膜の
下部に前記探針となる突起部を形成し、この状態でドラ
イエッチングを行なって前記突起部をさらにエッチング
することも特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
プローブ顕微鏡用カンチレバーの製造工程の概略を示す
図である。この図で、図３に示す部分と同一又は等価な
部分には同一符号を付して説明を省略する。図１の
（ｄ）における符号２２ａは、突起部３０の先端部分か
ら図で横方向へはみ出した部分を示す。本実施の形態の
製造方法において、図１の（ａ）〜（ｄ）、（ｅ）〜
（ｇ）の製造工程はさきの図３に示す製造工程と同じで
あり、同一製造工程には同一符号が付してある。本実施
の形態においては、図１の（ｄ）に示す状態から図１の
（ｅ）に示す状態への製造工程が従来の製造工程と異な
る。即ち、本実施の形態では、図１の（ｄ）に示す状態
のシリコンウエハ積層体をビーカー内に入れた水、アセ
トン等の溶液に浸漬し、このビーカーを容器内の水に入
れ、超音波により当該容器内の水を振動させることによ
りビーカー内の溶液に振動を伝達させる。この振動によ
り、突起部３０からはみ出した酸化膜２２の部分２２ａ
は数分（例えば５分）で割れて除去される。この部分２
２ａが除去された状態が図１の（ｄ1 ）に示されてい
る。
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
プローブ顕微鏡用カンチレバーの製造工程の概略を示す
図である。この図で、図３に示す部分と同一又は等価な
部分には同一符号を付して説明を省略する。図１の
（ｄ）における符号２２ａは、突起部３０の先端部分か
ら図で横方向へはみ出した部分を示す。本実施の形態の
製造方法において、図１の（ａ）〜（ｄ）、（ｅ）〜
（ｇ）の製造工程はさきの図３に示す製造工程と同じで
あり、同一製造工程には同一符号が付してある。本実施
の形態においては、図１の（ｄ）に示す状態から図１の
（ｅ）に示す状態への製造工程が従来の製造工程と異な
る。即ち、本実施の形態では、図１の（ｄ）に示す状態
のシリコンウエハ積層体をビーカー内に入れた水、アセ
トン等の溶液に浸漬し、このビーカーを容器内の水に入
れ、超音波により当該容器内の水を振動させることによ
りビーカー内の溶液に振動を伝達させる。この振動によ
り、突起部３０からはみ出した酸化膜２２の部分２２ａ
は数分（例えば５分）で割れて除去される。この部分２
２ａが除去された状態が図１の（ｄ1 ）に示されてい
る。
【００１１】この状態においてシリコンウエハ積層体を
ビーカーから取り出し、さらにドライエッチングを行な
う。このドライエッチングは、酸化膜２２の部分２２ａ
が除去された状態で行なわれるので、図１の（ｄ2 ）に
示すように、突起部３０はさらに細くエッチングされ
る。この状態以後の製造工程は、図３に示す製造工程と
同じである。
ビーカーから取り出し、さらにドライエッチングを行な
う。このドライエッチングは、酸化膜２２の部分２２ａ
が除去された状態で行なわれるので、図１の（ｄ2 ）に
示すように、突起部３０はさらに細くエッチングされ
る。この状態以後の製造工程は、図３に示す製造工程と
同じである。
【００１２】このように、本実施の形態では、突起部３
０が形成された状態で突起部３０上の酸化膜２２のはみ
出した部分２２ａを超音波で除去し、さらにドライエッ
チングを行なうようにしたので、突起部３０、即ち探針
のアスペクト比を大きくすることができ、ひいては、プ
ローブ顕微鏡の測定においてより一層正確な測定を行な
うことができる。
０が形成された状態で突起部３０上の酸化膜２２のはみ
出した部分２２ａを超音波で除去し、さらにドライエッ
チングを行なうようにしたので、突起部３０、即ち探針
のアスペクト比を大きくすることができ、ひいては、プ
ローブ顕微鏡の測定においてより一層正確な測定を行な
うことができる。
【００１３】上記実施の形態の説明では、突起部３０上
の酸化膜２２のはみ出した部分２２ａを超音波で除去す
る例について説明した。しかし、以下の方法を用いても
アスペクト比の大きな探針を得ることができる。即ち、
図１の（ｃ）に示す状態からウエットエッチング（異方
性）を行なって図１の（ｄ）に示す状態とし、この状態
から、さらにドライエッチングを行なう。このようにす
ると、上記実施の形態と同様に突起部３０を細くするこ
とができ、探針のアスペクト比を大きくすることができ
る。これは、ドライエッチングでは（使用するガスにも
よるが）等方性であるが、ウエットエッチング（異方
性）では結晶の面方位によりエッチング角度が決まるか
らである。例えば、使用している（１００）面では約４
５度の角度になる。
の酸化膜２２のはみ出した部分２２ａを超音波で除去す
る例について説明した。しかし、以下の方法を用いても
アスペクト比の大きな探針を得ることができる。即ち、
図１の（ｃ）に示す状態からウエットエッチング（異方
性）を行なって図１の（ｄ）に示す状態とし、この状態
から、さらにドライエッチングを行なう。このようにす
ると、上記実施の形態と同様に突起部３０を細くするこ
とができ、探針のアスペクト比を大きくすることができ
る。これは、ドライエッチングでは（使用するガスにも
よるが）等方性であるが、ウエットエッチング（異方
性）では結晶の面方位によりエッチング角度が決まるか
らである。例えば、使用している（１００）面では約４
５度の角度になる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、突起部
上の酸化膜のはみ出した部分を超音波で除去した後さら
にドライエッチングを行なうようにし、又は、異方性ウ
エットエッチング行なった後にさらにドライエッチング
を行なうようにしたので、探針のアスペクト比を大きく
することができ、ひいては、プローブ顕微鏡の測定にお
いてより一層正確な測定を行なうことができる。
上の酸化膜のはみ出した部分を超音波で除去した後さら
にドライエッチングを行なうようにし、又は、異方性ウ
エットエッチング行なった後にさらにドライエッチング
を行なうようにしたので、探針のアスペクト比を大きく
することができ、ひいては、プローブ顕微鏡の測定にお
いてより一層正確な測定を行なうことができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るプローブ顕微鏡用カ
ンチレバーの探針の製造工程を示す図である。
ンチレバーの探針の製造工程を示す図である。
【図２】プローブ顕微鏡による試料の形状の測定を説明
する図である。
する図である。
【図３】従来のプローブ顕微鏡用カンチレバーの製造工
程を示す図である。
程を示す図である。
２１ シリコンウエハ ２２ 酸化膜 ２２ａ はみ出し部分 ３０ 突起部
Claims (2)
- 【請求項１】 表面に酸化膜が形成されたシリコンウエ
ハからプローブ顕微鏡用カンチレバーおよびその探針を
製造する製造方法において、前記酸化膜にホトレジスト
パターンを形成して当該酸化膜のエッチングを行ない、
前記ホトレジストパターンに相当する部分の前記酸化膜
を残した状態で前記シリコンウエハのエッチングを行な
って残された前記酸化膜の下部に前記探針となる突起部
を形成し、この状態で前記残された酸化膜における前記
突起部先端からはみ出した部分を超音波を用いて除去
し、この状態でドライエッチングを行なって前記突起部
をさらにエッチングすることを特徴とするプローブ顕微
鏡用カンチレバーの探針の製造方法。 - 【請求項２】 表面に酸化膜が形成されたシリコンウエ
ハからプローブ顕微鏡用カンチレバーおよびその探針を
製造する製造方法において、前記酸化膜にホトレジスト
パターンを形成して当該酸化膜のエッチングを行ない、
前記ホトレジストパターンに相当する部分の前記酸化膜
を残した状態で前記シリコンウエハの異方性ウエットエ
ッチングを行なって残された前記酸化膜の下部に前記探
針となる突起部を形成し、この状態でドライエッチング
を行なって前記突起部をさらにエッチングすることを特
徴とするプローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29036196A JPH10132830A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29036196A JPH10132830A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132830A true JPH10132830A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17755044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29036196A Pending JPH10132830A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | プローブ顕微鏡用カンチレバーの探針の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132830A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396760B1 (ko) * | 2001-04-20 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 원자력 현미경용 캔틸레버 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29036196A patent/JPH10132830A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100396760B1 (ko) * | 2001-04-20 | 2003-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 원자력 현미경용 캔틸레버 및 그 제조방법 |
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