JPH10332717A

JPH10332717A - カンチレバー型プローブとその製造方法

Info

Publication number: JPH10332717A
Application number: JP15762197A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yamazaki; 剛生山崎; Takayuki Yagi; 隆行八木; Susumu Yasuda; 進安田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ばね定数、共振周波数等の機械特性が均一なカ
ンチレバー型プローブを構成することができ、プローブ
の複数化（マルチ化）が容易となる薄膜カンチレバー型
プローブとその製造方法。【解決手段】薄膜カンチレバーと、該薄膜カンチレバー
の一端を固定支持する支持部材を備えたカンチレバー型
プローブにおいて、薄膜カンチレバーが自由端から固定
支持部に向けて、該自由端から該固定支持部までの該レ
バー全体の長さＬ１よりも短い長さＬ２の段差部を有
し、該段差部のレバーの厚さｔ２が、該段差部以外のレ
バーの厚さｔ１よりも薄くされた特徴があり、本発明は
カンチレバー型プローブの製造方法であり、ａ）基板の
表面に段差を形成する工程と、ｂ）前記段差を含む基板
上にカンチレバー形状を形成する工程と、ｃ）前記段差
を含む基板に支持部材を形成する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡に用いるカンチレバー型プローブとその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と
いう）が開発されて（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔａｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
３））単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能で
測定ができるようになって以来、走査型プローブ顕微鏡
（以下、「ＳＰＭ」という）が材料の微細構造評価の分
野でさかんに研究されるようになってきた。ＳＰＭとし
ては、微小探針を有するプローブを評価する試料に近接
させることにより得られるトンネル電流、原子間力、磁
気力、光等を用いて表面の構造を検出する走査型トンネ
ル顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、磁気
力顕微鏡（ＭＦＭ）、近視野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）等
がある。これらＳＰＭの中でＡＦＭは、薄膜の片持ち梁
（薄膜カンチレバー）を用いて、薄膜カンチレバーの先
端につけた探針と物質の表面に働く斥力、引力による薄
膜カンチレバーの変位を検知し物質表面の形状を測定す
る。このために、導体、絶縁体を問わず試料の表面形状
観察手段として研究が進められており、その応用範囲も
広い。

【０００３】ところで、ＡＦＭの動作中、薄膜カンチレ
バーと試料表面との間に働く力は通常１０^-8Ｎ／ｍ程度
で、この力を検出するための薄膜カンチレバーのばね定
数は０．１〜１０Ｎ／ｍ程度に選ばれる。さらに微弱な
力を検出する必要がある場合には、さらにばね定数の値
の小さいものを選択する。例えば有機分子を観察する場
合、かかる力は１０^-9から１０^-10程度に設定されるた
め、ばね定数は０．１Ｎ／ｍ以下の薄膜カンチレバーが
使用される。通常、薄膜カンチレバーの共振周波数は、
走査速度を上げ、外部振動ノイズを低減するために１０
ｋＨｚ以上のものが使用されている。さらに、高速で試
料表面の情報を得るためには、薄膜カンチレバーは試料
の形態に迅速に追従する必要があり、薄膜カンチレバー
の共振周波数には、より高い共振周波数が要求され、数
１０〜数１００ｋＨｚの高いものが望まれる。また、観
察時間を短縮する方法として、カンチレバーを一つの基
板内に複数配置し、同時に試料表面の複数箇所を観察す
る方法が考えられる。このとき、個々の検出感度を一様
に保つには、ばね定数、共振周波数の揃った薄膜カンチ
レバーが必要になる。低ばね定数、高共振周波数を有す
る薄膜カンチレバーの典型例として、窒化シリコン薄膜
カンチレバーおよびピエゾ抵抗カンチレバーがある。そ
れらの製造工程について以下に説明する。

【０００４】ＡＦＭに用いる窒化シリコン薄膜カンチレ
バーの製造方法（米国特許第５，２２１，４１５号明細
書）について以下に説明する。薄膜カンチレバーの形成
方法は、図６に示すように、まず二酸化シリコン２１
０、２１２のマスクを被覆したシリコンウエハ２１４に
異方性エッチングによりピット２１８を設け、二酸化シ
リコン２１０・２１２を除去し、次に全面に窒化シリコ
ン層２２０、２２１を被覆してカンチレバー及び微小テ
ィップとなるピラミッド状ピット２２２を形成し、カン
チレバー形状にパターニングした後、裏面の窒化シリコ
ン２２１を除去し、ソウカット２３４とＣｒ層２３２を
設けたガラス板２３０と窒化シリコン２２０を接合し、
シリコンウエハ２１４をエッチング除去することにより
マウンティングブロック２４０に転写された窒化シリコ
ン薄膜カンチレバーを作製するものである。最後に、裏
面に光てこ式ＡＦＭ用の反射膜となる金属膜２４２を形
成する。この作製方法は、カンチレバーとなる窒化シリ
コン層の厚さの制御が容易なため、厚さの均一な窒化シ
リコン薄膜カンチレバーを作製することができる。

【０００５】次に、ピエゾ抵抗体を薄膜カンチレバーに
形成し、薄膜カンチレバーの変位を直接ピエゾ抵抗体の
抵抗変化として読み出すピエゾ抵抗ＡＦＭに用いるピエ
ゾ抵抗カンチレバーの製造方法を図７を用いて以下に説
明する。スタート材料として、シリコンウエハ３０２上
に二酸化シリコンの分離層３０３を介してシリコン層３
０４が設けられたＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎ
ｓｕｌａｔｏｒ）ウエハを用意し、ＳＯＩの裏面に二酸
化シリコン膜３０５を形成する。次にシリコン層の表面
にイオン注入法によりボロンを注入しピエゾ抵抗層３０
６を形成し、フォトリソグラフィプロセスとエッチング
によりシリコン層をカンチレバー３２０形状にパターニ
ングし、裏面の二酸化シリコン膜３０５についてもパタ
ーニングし開口部３０７を形成する。この後、カンチレ
バー表面に二酸化シリコン薄膜３０８を形成し、さらに
コンタクトホール３０９を形成し、ピエゾ抵抗層の抵抗
変化を検出する為のＡｌ電極３１０を形成する（図７
（ｂ））。ウエハの表面にポリイミド層をスピン塗布し
硬化させた後にウエハ裏面の開口部からＥＤＰ（ｅｔｈ
ｙｌｅｎｅ，ｄｉａｍｉｎｅ，ｐｙｒｏｃａｔｈｅｃｏ
ｌ）水溶液を用いて結晶異方性エッチングを行い、支持
部材３１１を形成し、最後に裏面より分離層３０３を除
去し、ポリイミド層を除去して（図７（ｃ））、ピエゾ
抵抗カンチレバーを製造する。ピエゾ抵抗カンチレバー
は、上述のように半導体集積回路プロセスにより作製で
きるため作製再現性に優れており、これによりワン・チ
ップ上に複数の変位検出センサを集積したカンチレバー
を提供することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示したような従来例の窒化シリコン薄膜カンチレバーの
製造方法は、以下のような問題点を有していた。（１）ガラス板２３０と窒化シリコン膜２２０を接合す
る際に、接合誤差が生じ易い。（２）ガラス板にソウカット２３４を設ける際に、ソウ
カットの幅に分布が生じ易い。これらのことから、薄膜カンチレバーの長さを制御する
ことが困難であり、薄膜カンチレバーの長さにバラツキ
が生じる。また、図７に示したような従来例のピエゾ抵
抗カンチレバーの製造方法は、以下のような問題点を有
していた。１０００℃以上の熱処理を長時間施したシリ
コンウエハに、結晶異方性エッチングを行うと、＜１１
１＞結晶面に荒れが生じることが知られている（Ｔ．
Ｗ．Ｋｗａｅｔａｌ．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，１２２６，１４２（１９９５））。図７
に示した製造方法では、出発材料であるＳＯＩウエハの
製造工程中のシリコンウエハ３０２とシリコン層３０４
の張合わせ工程中および熱酸化により二酸化シリコン膜
３０５を形成する工程中に長時間の１０００℃以上の熱
処理工程が含まれている。この熱処理工程により、シリ
コンウエハ３０２中に結晶欠陥が生じ、この結晶欠陥に
よりウエハ裏面からの結晶異方性エッチング際に支持部
材３１１の＜１１１＞結晶面に荒れが生じる。このこと
により、支持部材の端面位置が所望の位置よりずれて、
薄膜カンチレバーの長さにバラツキが生じる。上述した
ようにレバー長さにバラツキが生じることにより、従来
の技術では、ばね定数、共振周波数等の機械特性が均一
な薄膜カンチレバーを再現性良く製造することは困難で
あった。

【０００７】そこで、本発明は上記した従来のものにお
ける課題を解決し、ばね定数、共振周波数等の機械特性
が均一なカンチレバー型プローブを構成することがで
き、プローブの複数化（マルチ化）が容易となる薄膜カ
ンチレバー型プローブとその製造方法を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、薄膜カンチレバー型プローブとその製造方
法を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のプローブは、薄膜カンチレバー
と、該薄膜カンチレバーの一端を固定支持する支持部材
を備えたカンチレバー型プローブにおいて、前記薄膜カ
ンチレバーが自由端から前記固定支持部に向けて、該自
由端から該固定支持部までの該レバー全体の長さＬ１よ
りも短い長さＬ２の段差部を有し、該段差部のレバーの
厚さｔ２が、該段差部以外のレバーの厚さｔ１よりも薄
くされていることを特徴としている。また、本発明のプ
ローブは、前記ｔ２と前記ｔ１とのレバーの厚さの比ｔ
２／ｔ１が、０．７より小さくされていることを特徴と
している。また、本発明のプローブは、前記薄膜カンチ
レバーが、シリコン単結晶よりなることを特徴としてい
る。また、本発明のプローブの製造方法は、カンチレバ
ー型プローブの製造方法であって、（ａ）基板の表面に
段差を形成する工程と、（ｂ）前記段差を含む基板上に
カンチレバー形状を形成する工程と、（ｃ）前記段差を
含む基板に支持部材を形成する工程と、を少なくとも有
することを特徴としている。また、本発明のプローブの
製造方法は、前記基板が、シリコンよりなることを特徴
としている。また、本発明のプローブの製造方法は、前
記基板が、シリコンウエハ上に二酸化シリコンの分離層
を介してシリコン層が設けられた基板よりなり、カンチ
レバーを形成する層が前記シリコン層であることを特徴
としている。また、本発明のプローブの製造方法は、前
記段差を形成する工程が、基板を熱酸化した後、その熱
酸化膜を除去することにより行われることを特徴として
いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した構成によっ
て、薄膜カンチレバーにおける振動を、主として上記し
た段差部で生じさせることが可能となるから、レバーの
長さＬ１にバラツキがあっても、長さの揃った該段差部
により、ばね定数、共振周波数等のバラツキを抑制し
て、これらの機械特性の均一な薄膜カンチレバー型プロ
ーブを再現性良く製造することができる。本発明におい
て、共振周波数ｆｒの範囲としては、プローブにより試
料を走査する際に、試料表面にダメージを与えず且つプ
ローブの走査速度を１／２以下に低下させないために、
３０％以内に抑えることが必要となる。このとき、ばね
定数ｋは、ｆｒ∝ｋ^1/2なので、２０％以下に抑えられ
る。共振周波数、ばね定数を上記範囲内に抑えるために
は、段差からレバー先端までの部分の厚さｔ２と段差よ
り後ろの部分の厚さｔ１との比ｔ２／ｔ１は、０．７以
下である必要がある。さらに、薄膜カンチレバーがシリ
コン単結晶よりなることで、内部応力がフリーとなり反
りの無いレバーを作製することができる。さらに、薄膜
カンチレバーの機械的Ｑ値を高くすることができ、その
ことによりＡＦＭ観察時の分解能を向上させることがで
きる。また、本発明の製造方法において、薄膜カンチレ
バーを形成するための基板に、シリコンを用いることに
より、半導体集積回路プロセスを使用できるために、作
製再現性が上がり、同一基板上に複数のカンチレバー型
プローブを作製することができる。また、本発明の製造
方法においては、前記基板にシリコンウエハ上に二酸化
シリコンの分離層を介してシリコン層が設けられたＳＯ
Ｉ基板（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）
を用いることにより、ハンドルウエハがシリコンなの
で、裏面より結晶異方性エッチングによりエッチング
し、分離層をエッチングストップ層にすることができ、
レバーの厚さを精度良く制御することができる。また、
本発明の製造方法においては、段差を形成する工程を、
基板を熱酸化した後、その熱酸化膜を除去することによ
り、再現性、制御性良く段差を形成することができ、さ
らに薄膜カンチレバーの表面が平坦なカンチレバー型プ
ローブを作製することができる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。［実施例１］本実施例にて、図１、２を用いて本発明の
カンチレバー型プローブ及びその製造方法を説明する。
図２は、本実施例の薄膜カンチレバー型プローブの製造
工程を示す図である。以下、この図に従い製造方法を説
明する。スタートウエハとして、シリコンウエハ１１上
に二酸化シリコンの分離層１２を介して厚さ１．０μｍ
のシリコン層１３が設けられたＢＥ−ＳＯＩ（Ｂｏｎｄ
ａｎｄＥｔｃｈｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎｏｎ
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハを用意した（図２
（ａ））。次に、ＳＯＩの上面に保護層１４として、下
面に保護層１５として窒化シリコン膜を形成した。次
に、フォトリソグラフィプロセスとエッチングにより保
護層１４の表面に開口部１６を形成した（図２
（ｂ））。次に、保護層１４をマスクとしてＳＦ₆ガス
を用いてドライエッチングを行い、保護層１４に覆われ
ていない部分のシリコン層の厚さを０．３μｍにした。
次に、保護層１５にフォトリソグラフィプロセスとエッ
チングにより開口部１７を形成した（図３（ｃ））。次
にフォトリソグラフィプロセスとエッチングによりシリ
コン層をカンチレバー形状にパターニングした。ウエハ
の表面に樹脂層をスピン塗布し硬化させた後にウエハ裏
面の開口部から保護層１５をマスクとして、１１０℃に
加熱した３０％ＫＯＨ水溶液を用いて結晶異方性エッチ
ングを行い、支持部材２を形成した。次に分離層１２を
裏面からＨＦ水溶液により除去し、最後に樹脂層をプラ
ズマアッシャーにより除去した（図２（ｄ））。以上の
作製方法により、ｔ１＝１μｍ、ｔ２＝０．３μｍ、Ｌ
２＝５０μｍの段差付薄膜カンチレバーを、同一基板上
に複数個作製することが出来た。レバー長さＬ１を、レ
ーザー顕微鏡を用いて測定したところ、レバー長さＬ１
は５０μｍから６５μｍにわたって分布していた。次
に、本実施例の薄膜カンチレバーの共振周波数のレバー
長さ依存性を測定した。その測定結果を、図３に示す。
レバー長さＬ１が５０μｍから６５μｍまで変動したに
も関わらず、共振周波数を、２４８ｋＨｚから２３９ｋ
Ｈｚの範囲に抑えることができた。

【００１１】（比較例）本発明の薄膜カンチレバーと比
較するため、段差の無い薄膜カンチレバーを作製した。
段差の無い薄膜カンチレバーのレバー厚さは、０．３μ
ｍとした。この時、図２（ｂ）保護膜１４を形成する工
程を除くこと以外は、図２と同様の製造方法を用いた。
本比較例の薄膜カンチレバーの共振周波数のレバー長さ
依存性を測定した。その測定結果を図３に示す。レバー
長さが５０μｍから６５μｍになることにより、本比較
例の薄膜カンチレバーの共振周波数は、２４８ｋＨｚか
ら１２９ｋＨｚに低下した。以上の測定結果から、本発
明のカンチレバー型プローブは、レバー長さが長くなる
ことによる、共振周波数の低下を抑制可能であることが
分かった。これは、レバーの長さＬ１にバラツキが発生
しても、段差からレバー先端までの長さＬ２の部分が主
として振動するためである。

【００１２】［実施例２］本実施例では、段差からレバ
ー先端までの部分の厚さｔ２の異なる段差付き薄膜カン
チレバーを作製し、共振周波数のレバー長さ依存性を測
定した。作製方法は、図２に示した方法を用いた。図２
（ｃ）における段差を形成するためのドライエッチング
の時間を制御することにより、ｔ２の値が０．１μｍ、
０．３μｍ、０．５μｍ、０．７μｍ、０．９μｍの薄
膜カンチレバーを作製した。ｔ１、Ｌ２の値はそれぞれ
１μｍ、５０μｍとした。次に、本発明の薄膜カンチレ
バーの共振周波数のレバー長さＬ１依存性を測定した。
その測定結果を図３に示す。ｔ２が０．７μｍ以下の場
合は、レバー長さＬ１が５０μｍから３０％増加して６
５μｍになったときの共振周波数の低下を、３０％以内
に抑えることができた。さらに、ｔ２が０．３μｍ以内
の場合は、共振周波数の低下を４％以内に抑えることが
できた。共振周波数の低下を、上記範囲内に抑えること
により、プローブの複数化が容易になる。以上の測定結
果から、段差からレバー先端までの部分の厚さｔ２と段
差より後ろの部分の厚さｔ１との比ｔ２／ｔ１の好まし
い値は０．７以下であり、さらに好ましくは、０．３以
下であることが明らかになった。

【００１３】［実施例３］本実施例では、基板を熱酸化
した後、その熱酸化膜を除去することにより段差を形成
し、薄膜カンチレバー型プローブを作製した。作製方法
は、図２（ｃ）において段差を形成する際に、ドライエ
ッチングを行う代わりに、熱酸化をおこない熱酸化膜を
除去すること以外は図２の作製方法と同じである。熱酸
化は、熱酸化炉を用い酸素雰囲気中、１１００℃で３６
０分間実施した。この熱酸化で生成した二酸化シリコン
膜をＨＦ水溶液を用いて除去することにより、保護膜１
４に覆われていない部分のシリコン層の厚さを０．３μ
ｍにした。上記作製方法を用いて段差を形成し、カンチ
レバー型プローブを作製することにより、ウエハ面内で
再現性、制御性良く段差を形成することができ、さらに
薄膜カンチレバーの表面が平坦なカンチレバー型プロー
ブを作製することができた。

【００１４】［実施例４］本実施例では、実施例１のカ
ンチレバー型プローブを用いた光テコ方式のＡＦＭ装置
を製造した。本装置のブロック図を図５に示す。プロー
ブは段差付薄膜カンチレバー上に探針を形成したものを
用いた。探針は直接電子ビーム形成方法（Ｋ．Ｌ．Ｌｅ
ｅｅｔａｌ．，“Ｄｉｒｅｃｔｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｂｅａｍｐａｔｔｅｒｎｉｎｇｆｏｒｎａｎｏｌ
ｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃ
ｈｎｏｌ．Ｂ７（６），ｐ１９４１（１９８９））を用
いて製造したＡｕ探針１１０を用いた。ＡＦＭ装置は上
記プローブとレーザー光１０１と薄膜カンチレバー裏面
にレーザーを集光するためのレンズ１０２と、試料から
受ける力による薄膜カンチレバーの変位を光路の変化と
して検出するポジションセンサ１０３と、ポジションセ
ンサからの信号により変位検出を行う変位検出回路１０
６とＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子１０５と、ＸＹＺ軸駆動ピ
エゾ素子をＸＹＺ方向に駆動するためのＸＹＺ駆動用ド
ライバー１０７と、信号処理回路１０８からなる。信号
処理回路へは変位検出回路からの光テコ信号が入力さ
れ、信号処理回路により信号処理を施すことによりポジ
ションセンサからの信号を表示装置へ出力することがで
きる。このＡＦＭ装置を用い、マイカからなる試料にプ
ローブを接近させた後に、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子のＸ
Ｙ方向を駆動することにより、ポジションセンサの信号
からマイカのステップ像を得ることができた。次に、同
様の測定をプローブを変えて実施した。従来のカンチレ
バー型プローブを用いた場合、ＸＹ方向の走査速度を変
えていくと、走査速度が上がるに連れ、個々のプローブ
の共振周波数のバラツキにより、個々のプローブによっ
て得られるステップ像の分解能にバラツキが生じること
があった。本発明のカンチレバー型プローブは、個々の
プローブによる共振周波数のバラツキが小さいので、測
定に用いた全てのプローブで安定したステップ像を得る
ことができた。以上の観察結果から、本実施例の薄膜カ
ンチレバー型プローブは、試料から受ける力による薄膜
カンチレバーの変位を測定することが可能な薄膜カンチ
レバー型プローブであり、個々のプローブによる共振周
波数のバラツキが小さいため、常に安定して試料表面の
形状を得ることが可能な薄膜カンチレバー型プローブで
あることが明らかになった。

【００１５】

【発明の効果】本発明のプローブは、以上の構成によっ
て、薄膜カンチレバーにおける振動を、主として上記し
た段差部で生じさせることが可能となり、レバーの長さ
Ｌ１にバラツキがあっても、Ｌ２の長さの揃った該段差
部の構成により、ばね定数、共振周波数等のバラツキを
抑制することができ、また本発明のプローブの製造方法
によって、これらの機械特性の均一な薄膜カンチレバー
型プローブを再現性良く製造することができる。本発明
のプローブは、薄膜カンチレバーをシリコン単結晶で構
成することにより、反りの無いレバーを作製することが
でき、また、薄膜カンチレバーの機械的Ｑ値を高くし
て、ＡＦＭ観察時の分解能を向上させることができる。
また、本発明の製造方法において、薄膜カンチレバーを
形成するための基板に、シリコンを用いることにより、
再現性を向上させることができ、同一基板上に複数のカ
ンチレバー型プローブを作製することができ、また、該
基板ＳＯＩ基板を用いることにより、レバーの厚さを精
度良く制御することができる。また、本発明の製造方法
において、段差を形成する工程を、基板を熱酸化した
後、その熱酸化膜を除去するようにすることにより、再
現性、制御性良く段差を形成することができ、薄膜カン
チレバーの表面が平坦なカンチレバー型プローブを作製
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１であるカンチレバー型プロー
ブの上面図及びＡ−Ａ断面図を示す図である。

【図２】本発明の実施例１であるカンチレバー型プロー
ブの製造工程を示す図である。

【図３】本発明の実施例１であるカンチレバー型プロー
ブの、共振周波数のレバー長さＬ１依存性、及び比較例
であるカンチレバー型プローブの共振周波数のレバー長
さ依存性の測定結果を示す図である。

【図４】本発明の実施例２である段差からレバー先端ま
での部分の厚さｔ２の異なる薄膜カンチレバーの、共振
周波数のレバー長さＬ１依存性の測定結果を示す図であ
る。

【図５】本発明の実施例４であるカンチレバー型プロー
ブを用いたＡＦＭ装置を説明するブロック図である。

【図６】従来例である窒化シリコン薄膜カンチレバーの
製造工程を示す図である。

【図７】従来例であるピエゾ抵抗カンチレバーの製造工
程を示す図である。

【符号の説明】

１：薄膜カンチレバー２：支持部材１１：シリコンウエハ１２：分離層１３：シリコン層１４：保護層１５：保護層１６：開口部１７：開口部１０１：レーザー光１０２：レンズ１０３：ポジションセンサ１０４：試料１０５：ＸＹＺ軸駆動素子１０６：変位検出回路１０７：駆動用ドライバー１０８：信号処理回路１１０：探針２１０：二酸化シリコン２１２：二酸化シリコン２１４：シリコンウエハ２１８：ピット２２０：窒化シリコン２２１：窒化シリコン２２２：ピラミッド状ピット２３０：ガラス板２３２：Ｃｒ層２３４：ソウカット２４０：マウンティングブロック２４２：金属膜３０２：シリコンウエハ３０３：分離層３０４：シリコン層３０５：二酸化シリコン膜３０６：ピエゾ抵抗層３０７：開口部３０８：二酸化シリコン膜３０９：コンタクトホール３１０：Ａｌ電極３１１：支持部材３２０：カンチレバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜カンチレバーと、該薄膜カンチレバー
の一端を固定支持する支持部材を備えたカンチレバー型
プローブにおいて、前記薄膜カンチレバーが自由端から前記固定支持部に向
けて、該自由端から該固定支持部までの該レバー全体の
長さＬ１よりも短い長さＬ２の段差部を有し、該段差部のレバーの厚さｔ２が、該段差部以外のレバー
の厚さｔ１よりも薄くされていることを特徴とするカン
チレバー型プローブ。
【請求項２】前記ｔ２と前記ｔ１とのレバーの厚さの比
ｔ２／ｔ１が、０．７より小さくされていることを特徴
とする請求項１に記載のカンチレバー型プローブ。
【請求項３】薄膜カンチレバーが、シリコン単結晶より
なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
カンチレバー型プローブ。
【請求項４】カンチレバー型プローブの製造方法であっ
て、（ａ）基板の表面に段差を形成する工程と、（ｂ）
前記段差を含む基板上にカンチレバー形状を形成する工
程と、（ｃ）前記段差を含む基板に支持部材を形成する
工程と、を少なくとも有することを特徴とするカンチレバー型プ
ローブの製造方法。
【請求項５】前記基板が、シリコンよりなることを特徴
とする請求項４に記載のカンチレバー型プローブの製造
方法。
【請求項６】前記基板が、シリコンウエハ上に二酸化シ
リコンの分離層を介してシリコン層が設けられた基板よ
りなり、カンチレバーを形成する層が前記シリコン層で
あることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の
カンチレバー型プローブの製造方法。
【請求項７】前記段差を形成する工程が、基板を熱酸化
した後、その熱酸化膜を除去することにより行われるこ
とを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記
載のカンチレバー型プローブの製造方法。