JPH10339736A

JPH10339736A - 走査型プローブ顕微鏡用プローブとその作製方法

Info

Publication number: JPH10339736A
Application number: JP15224297A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Toda; 明敏戸田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない形状のばらつきで作製可能な、実質的な
頂角が小さい探針部を持つ走査型プローブ顕微鏡用プロ
ーブを提供する。【解決手段】プローブ１００は、弾性体から成る片持ち
梁状の弾性部材部１０２が支持部１０１から延びてお
り、その自由端に探針部１０３が形成されている。探針
部１０３は平板三角形状をしており、その先端の二つの
頂点１０４と１０５において三本の稜線が終端してい
る。平板三角形状の探針部１０３の面法線方向とその先
端の二点１０４と１０５を結ぶ稜線は平行である。これ
らの探針部１０３の先端の二つの終端点１０４と１０５
が実質的な探針として作用し、試料表面との相互作用を
生じる。片持ち梁状の弾性部材部１０２の面法線方向と
平板三角形状の探針部１０３の面法線方向は平行でな
く、従って、片持ち梁１０２は折れ曲がった形状をして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ半導体の段
差、例えば電極ラインパターンの側壁の粗さや傾き角を
測定する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）のためのプロ
ーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡は、プローブすな
わち探針を試料表面に１μｍ以下まで近接させた時に両
者の間に働く相互作用を検出しながらＸＹ方向あるいは
ＸＹＺ方向に走査することにより、その相互作用の二次
元マッピングを行なう装置であり、走査型トンネリング
顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、磁気力
顕微鏡（ＭＦＭ）、走査型近接場光顕微鏡（ＳＮＯＭ）
などの総称である。なかでもＡＦＭは、試料表面の凹凸
情報を得る装置としてＳＰＭのなかで最も普及してい
る。ＡＦＭは、カンチレバー先端に形成した探針（突
起）を試料表面に近づけた時に、探針に働く力により生
じるカンチレバーの変位を光学式センサー等で検出する
ことにより、間接的に試料表面の凹凸情報を得ている。

【０００３】ＡＦＭに用いられる探針は、性能的および
コスト的に有利であることからバッチファブリケーショ
ン技術である半導体プロセスを利用して作製される。例
えば、「Europhys. Lett. 2(1987) p.1281 (T. Albrech
t et al)」には、酸化シリコン薄膜をパターニングして
作製するいわゆるフラットレバーについて報告があり、
また、特開平１−２６２４０３には、これを発展させた
いわゆるバーズビーク型のプローブが提案されている。
また、米国特許５３９９２３２号に記載されているピラ
ミッド形状の探針を持つ窒化シリコン製のカンチレバー
や米国特許５０５１３７９号に記載されているシリコン
製のカンチレバーは、既に製品化されており、市場から
入手可能である。このようなカンチレバーの探針はポイ
ントターミネート（一点終端）された、探針先端の突起
部を実質的な探針として使用しているが、探針全体を眺
めたとき、探針頂角は１５度から９０度に留まってい
る。

【０００４】半導体ＩＣのデザインルールは２５６ＭＢ
の記憶容量のデバイスで０．２５μｍ則の試作品が作製
され、１ＧＢデバイスでは０．１５μｍ則が適用されよ
うとしている。これに伴ない、素子の形状検査機は、幅
が狭くアスペクト比の大きなものの線幅、さらには全体
形状を正確に測定することが求められている。このよう
な形状測定に走査型プローブ顕微鏡が適用可能として、
盛んに研究が進められている。

【０００５】Yves Martin やH. Kumar Wickramasinghe
は「Apply. Phys. Lett. Vol.64 No.19 (1994) PP.2489
-2500 」において垂直壁を画像化する新しい走査型プロ
ーブ顕微鏡を提案している。これに関する特許としては
日本国特許２５０１２８２号がある。この走査型プロー
ブ顕微鏡では、ブーツ型の探針（先端近くの胴がくびれ
た円柱状の探針）を使用することにより、試料の垂直壁
の測定を可能にしている。この様な探針は、前述のポイ
ントターミネートされた探針とは異なり、その先端のフ
レアー部分の異なる点が凹部の両側の側壁との相互作用
を起こす。つまり、ブーツ型の探針には、その先端部に
少なくとも二箇所以上に実質的な探針が存在し、これに
より実質的な探針頂角は０度以下となっている。

【０００６】ブーツ型の探針は、φ２μｍ〜φ２．５μ
ｍのカンチレバー側の部分（太い部分）と、その先につ
ながる細い部分からなり、その細い部分はブーツの様な
形をしている。ブーツ状の部分の寸法は、長さ（高さ）
２．８μｍ、先端の探針はフレアー部分（先端）でφ３
６０ｎｍ、それよりカンチレバーに近いくびれた部分で
φ２１０ｎｍである。

【０００７】このプローブを用いて半導体のトレンチ溝
や穴の側壁を測定する時、この探針先端のフレアー部分
が張り出しているので、その部分が試料表面（側壁）に
最も接近する。従って、その様な探針の張り出した部分
と試料表面との間隔を一定に保って、探針を走査するこ
とにより、側壁の面荒れや傾き角度を測定することがで
きる。

【０００８】特開平３−１０４１３６は、このようなブ
ーツ型の探針の作製方法を開示しており、探針は、単結
晶シリコンウェハーをスタートウェハーとし、フォトリ
ソグラフィーにより作製される。約φ１μｍ以下の円形
のマスクを形成した後、ＣＦ4 ガスでドライエッチング
して、シリコンウェハーをほぼ垂直に掘り下げることに
より、略円柱形状のシリコン製の探針部を形成する。ド
ライエッチングの条件を変化されると、略円柱形状の探
針部分は円柱部中腹が膨らんだり細ったりする。この条
件を選択することにより、円柱部中腹が細った単結晶シ
リコン製の略円柱状の探針を得る。この後、探針部をレ
ジスト等で保護し、レバー部のパターニングとウェハー
裏面からのエッチングを行ない、ブーツ型の探針を有す
るカンチレバーを得ている。

【０００９】一方、ＡＦＭ用カンチレバーの探針は、測
定（走査）中の試料表面と接触により探針先端が摩耗し
たり折れたりする可能性があり、探針材料は安定したＡ
ＦＭ測定を行なうときに注意を払う必要のある点であ
る。例えば、松山らは第５５回応用物理学会学術講演会
にて（予稿集p.473 ）において、探針材料の摩耗に関し
て報告している。単結晶シリコンや窒化シリコンは探針
材料として、よく用いられる材料であるが、両者を比較
すれば単結晶シリコンより窒化シリコン膜の方が摩耗し
難く、さらに窒化シリコン膜の中では、シリコンと窒素
とのストイキオメトリが３対４の窒化シリコン膜の方が
更に摩耗し難いことを報告している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】Yves Martin らの垂直
壁を画像化する走査型プローブ顕微鏡によるまでもな
く、通常の走査型プローブ顕微鏡であっても、一般にア
スペクト比の高い試料の側壁の根本部分を出来るだけ正
確に測定するには、探針頂角が小さく、アスペクト比の
高い探針が必要である。

【００１１】Apply. Phys. Lett. Vol.64 No.19 (1994)
PP.2498-2500 に記載されているYves Martin らの垂直
壁を画像化する走査型プローブ顕微鏡法は、ノンコンタ
クトモードＡＦＭを応用した方法ではあるが、大気中で
の測定の間、ときどき探針が試料表面に接触してしまう
ことがある。すなわち、ノンコンタクトモードＡＦＭ測
定法を応用してはいるが、装置のフィードバック回路の
帯域が有限であることから、凹凸の大きな試料やステッ
プ状の段差部を有する試料に対して探針を全く接触させ
ることなく測定することは難しい。このあたり、例え
ば、同論文の著者であるイブ・マーチンらが特開平６−
１９４１５４において、探針を励振させながら行なうコ
ンタクトモードＡＦＭ法を応用して、同様の段差を持つ
試料の側壁を測定する方法を提案しているという事実
や、ヴァージル・ビー・エリングスらが特開平７−２７
０４３４において、やはり探針を励振させながら行なう
コンタクトモードＡＦＭ法を応用して、側壁の測定を行
なえる顕微鏡を提案しているという事実から、完全なノ
ンコンタクトモードＡＦＭ測定法による垂直壁の測定の
難しさが推察される。

【００１２】試料に探針が接触すると探針が摩耗したり
折れたりし、探針の形状が測定中に変化してしまう。Yv
es Martin らの垂直壁を画像化する走査型プローブ顕微
鏡法は、例えば前述のように、サブミクロンのパターン
則の半導体ＩＣの電極パターンの形状測定を行なうのに
用いられるため、探針形状がわずか数十ｎｍ摩耗した形
状が変化しただけでも、測定結果は１０％以上も変化し
てしまう。このため、摩耗などによる探針の形状変化は
極めて深刻な問題である。一般に、測定器は高い再現性
を有している必要があるが、測定器としてYves Martin
らの垂直壁を画像化する走査型プローブ顕微鏡を考えた
とき、探針が摩耗により、この測定データの再現性を失
わせることは非常に問題である。

【００１３】データの再現性を求めるなら、頻繁に探針
形状を校正することが考えられる。しかしながら、測定
試料を測定する前に、何度も校正のための操作を行なう
ことは、測定器に求められるスループットの点で問題で
ある。校正作業のために単位時間当たりに測定すること
のできる試料数が減ってしまうからである。また、その
校正に校正用の試料を測定と同等な方法を用いて測定す
る校正方法を採用すれば、校正作業中に探針が摩耗した
りして形状変化する可能性もあり、あまり頻繁に校正作
業を行なうのも問題がある。

【００１４】さらに、Yves Martin らの論文に記載され
ている垂直壁を画像化する走査型プローブ顕微鏡法に用
いる探針は、特開平３−１０４１３６に記載されている
ように、単結晶シリコンをエッチングして作製される。
前述のようにシリコンは摩耗のし易い材料であり、摩耗
は探針材料の点からも大きな問題である。

【００１５】Apply Phys. Lett. Vol.64 No.19 (1994)
PP.2498-2500あるいは特開平３−１０４１３６に記載さ
れているような、単結晶シリコン製のブーツ型形状をし
た探針を作製するには、ドライエッチングが用いれらて
いるが、一般にサブミクロンのパターンニングを行なう
ためにドライエッチングを用いると、作製条件がわずか
にずれるだけで探針形状が変化してしまうという問題が
ある。

【００１６】また、サブミクロンオーダーの測定試料を
測定するにはそれより細い探針を使用する必要がある
が、その様な探針を均一性良く作製することは極めて難
しい。ウェハー間は勿論、一枚のウェハー内でも場所に
よって形状のばらつきが発生する。このことはサブミク
ロンオーダーのパターン則の半導体ＩＣを作製するため
のドライエッチング装置と同等な装置を用いて、それよ
りも細い探針の作製を試みていることを考えれば、その
大変さは容易に理解できる。

【００１７】この探針形状（寸法）のばらつきは、最終
的には探針作製において、コストアップにつながり大き
な問題である。すなわち、非常に細かい測定試料凹凸部
分を測定するためには、少なくとも設計の寸法より細い
探針に仕上がっているか否かを、出荷時に慎重に検査す
る必要があるため、検査コストがかさむからである。無
論、探針形状のばらつきは、歩留まりもかなり悪くなる
ことから、さらにコストの上昇を招いてしまう。

【００１８】本発明の目的は、試料上の垂直もしくはそ
れに近いスロープ角度を有する部分を測定するための、
実質的な探針頂角が小さくアスペクト比の高い、しか
も、少ない形状ばらつきで作製でき、さらに、耐摩耗性
が高く形状変化の少ない走査型プローブ顕微鏡用のプロ
ーブを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の走査型プローブ
顕微鏡用プローブは、支持部と、支持部に支持された片
持ち梁状の弾性部材部と、弾性部材部の自由端に設けら
れた探針部とを有し、探針部は平板三角形状をしてお
り、その面法線方向とその先端の稜線とが平行である。

【００２０】走査型プローブ顕微鏡用プローブは、好適
には、弾性部材部の面法線方向と探針部の面法線方向が
非平行である。このような走査型プローブ顕微鏡用プロ
ーブの作製方法は、シリコンウェハーを用意する工程
と、シリコンウェハーの一部を掘り下げて斜面を持つ凹
部を形成する工程と、その上に弾性部材部と探針部の構
成材料を膜堆積する工程と、その膜をドライエッチング
により弾性部材部と探針部に応じた形状にパターニング
する工程と、シリコンウェハーを裏側からエッチングし
て支持部を形成する工程とを有している。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。本発明の第一の実施の
形態の走査型プローブ顕微鏡用プローブ１００について
説明する。

【００２２】図１（ａ）と図１（ｂ）に示されるよう
に、弾性体から成る片持ち梁（弾性部材部）１０２が支
持部１０１から延びており、その自由端に探針部１０３
が形成されている。図１（ｃ）に示されるように、探針
部１０３は平板三角形状をしており、その先端の二つの
頂点１０４と１０５において三本の稜線が終端してい
る。平板三角形状の探針部１０３の面法線方向とその先
端の二点１０４と１０５を結ぶ稜線とは平行になってい
る。これらの探針部１０３の先端の二つの終端点１０４
と１０５が実質的な探針として作用し、試料表面との相
互作用を生じる。この点において、本実施例のプローブ
は、Europhys. Lett. 2 (1987) p.1281 や特開平１−２
６２４０３に記載されているプローブとは異なってい
る。

【００２３】また、片持ち梁状の弾性部材部１０２の面
法線方向と平板三角形状の探針部１０３の面法線方向は
平行でなく、従って、片持ち梁１０２は折れ曲がった形
状をしている。この点において、本実施形態のプローブ
は、Europhys. Lett. 2 (1987) p.1281 に記載されてい
るプローブと異なる。

【００２４】作製した実施形態の代表的な寸法は、短冊
形状の片持ち梁１０２の長さ７０μｍ、幅４０μｍ、厚
さ０．６μｍであり、探針部１０３の高さは１５μｍで
ある。

【００２５】図２（ａ）に示されるように、プローブ１
００はプローブ保持部材２０３に固定され、プローブ保
持部材２０３は圧電体２０４が固定されている。圧電体
２０４は駆動回路（図示せず）からの交流電圧によりプ
ローブ１００の弾性部材部１０２を共振周波数付近の周
波数で励振し、その結果、プローブ１００の弾性部材部
１０２が加振される。

【００２６】プローブ保持部材部２０３に固定されたプ
ローブ１００は、探針部１０３が試料２０１の主要な面
に対して垂直になるように配置される。試料２０１は、
これをＸＹＺ方向に走査し得るステージ２０２に載置さ
れる。測定の間、試料２０１はＸＹＺ方向に走査され、
プローブ１００の弾性部材部１０２の振動状態は変位セ
ンサー２０５によりモニターされる。

【００２７】図２（ｂ）に示されるように、探針部１０
３は、試料２０１の二つの突起の間に入れられる。探針
部１０３の二つの終端点１０４と１０５のうち、試料２
０１の突起の側壁に近い方が、その側壁に対して実質的
な探針として作用し、両者の間に相互作用が生じる。

【００２８】図２（ｂ）の例では、探針部１０３の右側
の突起の側壁に対しては終端点１０５が実質的な探針と
して作用し、左側の突起の側壁に対しては終端点１０４
が実質的な探針として作用する。試料２０１をＸＹＺ方
向に走査する間、弾性部材部１０２の振動状態が一定に
なるようにフィードバック制御し、その信号をモニター
することにより、試料２０１のトポグラフィックな情報
すなわち形状情報が画像化される。

【００２９】プローブ１００の作製方法について図３
（ａ）〜図３（ｅ）を参照して説明する。まず、スター
トウェハーとして面方位（１００）の単結晶シリコンウ
ェハー３０１を用意する（図３（ａ））。

【００３０】この表面に酸化シリコン膜３０２を形成し
た後、フォトリソグラフィーにより酸化シリコン膜３０
２を部分的に除去し、単結晶シリコンウェハー３０１の
表面が露出するように四角い開口を形成する。そして、
この四角い開口を除く部分に形成された酸化シリコン膜
３０２をマスクとして水酸化カリウム水溶液により湿式
異方性エッチングを行ない、シリコンウェハー３０１を
掘り下げて凹部３０３を形成する（図３（ｂ））。

【００３１】次に、この酸化シリコン膜３０２をフッ酸
で取り除き、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧化学気相蒸着法）によ
り、ウェハー３０１の表裏両側に窒化シリコン膜３０４
と３０６を形成する。この後、フォトリソグラフィーに
より、表側の窒化シリコン膜３０４を、レジスト膜３０
５をマスクにエッチングして、支持部１０１と弾性部材
部１０２と探針部１０３（図１参照）に対応する形状に
パターニングする。同じくフォトリソグラフィーによ
り、裏側の窒化シリコン膜３０６も支持部１０１に対応
する形状にパターンニングする（図３（ｃ））。

【００３２】表側の窒化シリコン膜３０４に対するパタ
ーニングは、探針先端を出来る限り尖らせるため、二回
に分けて行なうとよい。図３（ｄ）に示されるように、
シリコンウェハー３０１を上から見て、まず、レジスト
を塗布した後、Ｍ１をマスクにしてレジストを露光し、
これにより形成された開口を持つレジスト膜をマスクと
するドライエッチングにより窒化シリコン膜３０４をパ
ターンニングする。レジスト膜を取り除いた後、再度レ
ジストを塗布し、Ｍ２をマスクにしてレジストを露光
し、これにより形成された開口を持つレジスト膜をマス
クとする再度のドライエッチングにより窒化シリコン膜
３０４をパターンニングする。この手法により、三角形
のマスクを用いた一回のパターンニングに比べて、部分
Ａの角を極めて尖らせることが出来る。なお、レジスト
の露光にはプロジェクションアライナーを用いた。

【００３３】ウェハー３０１を裏側から水酸化カリウム
水溶液により湿式異方性エッチングを行なうことによ
り、プローブ１００を得る（図３（ｅ））。無論、通常
のＡＦＭ用プローブと同様に、片持ち梁部３０８に表側
から金属を蒸着して光反射コーティングを施してもよい
が、そのときは、探針部３０９に蒸着部材が付着しない
ようにすることが好ましい。このように構成する要因と
して、以下の理由があげられる。

【００３４】図１（ｃ）に示した探針部１０３における
二つの終端点１０４、１０５は、実質的に探針として作
用するため、蒸着部材が付着すると、その先鋭度が低下
し、測定精度に影響を与えてしまう。また、幅の狭いト
レンチ溝や穴の側壁の形状測定を行なうには、それらの
溝や穴に探針部１０３を挿入できることが条件であり、
このため探針部１０３の厚さは薄い必要がある。

【００３５】従って、上記の通り、図３（ｅ）の探針部
３０９には蒸着部材が付着しない方が好ましいと言え
る。この作製方法では、探針部３０９は膜堆積によって
形成されるので、探針部３０９の堆積面３１０、３１１
はほぼ平行であり、実質的に探針頂角が０度の高いアス
ペクト比を持つプローブが作製される。これにより探針
部厚さより僅かに広い凹部であれば、スロープ角が９０
度近辺までの側壁を測定できるプローブが得られる。

【００３６】探針部３０９は膜堆積によって形成される
ので、膜厚のばらつきは１０％以内に収めることがで
き、シリコンをドライエッチングにより掘り下げて円柱
状の探針を作る従来の方法に比べて、はるかに容易に同
じ形状の探針を作ることができる。また、これにより検
査コストの低減や歩留まりの向上が図られ、低コストな
プローブを提供することができる。

【００３７】さらに、探針部３０９は窒化シリコン膜で
作られるので、測定中の摩耗が少なく、測定データの再
現性が高くなる。ただ、Yves Martin らのApply. Phys.
Lett. Vol.64 No.19 (1994) pp.2498-2500 に記載され
ている探針先端の面が円形のプローブと比較したとき、
探針部の二つの終端点１０４と１０５を結ぶ線に平行な
方向（図３（ｅ）の矢印Ｎ方向）からプローブを見た時
の探針頂角は約２０度と大きい。しかし、これは測定対
象部位として、例えば半導体ＩＣの電極パターンが平行
になっているところに限れば、電極パターンの間に形成
された溝の延びる方向に探針部の接触する部分はないの
で、図１（ｃ）の終端点１０４、１０５以外の探針部が
パターンに接触するような問題はなく、段差の側壁（垂
直壁）の側壁の粗さや傾き角を測定することができる。

【００３８】続いて、本発明の第二の実施の形態のプロ
ーブ４００について説明する。図４に示されるように、
プローブ４００は、探針部４０３が平板三角形状であ
り、この点は第一の実施の形態のプローブ１００と同じ
であるが、弾性部４０２のバネ定数や共振周波数などの
機械的特性を最適化できるように、探針部４０３と弾性
部材４０２の厚さが第一の実施の形態のプローブ１００
と異なっている。

【００３９】プローブ４００では、探針部４０３が試料
上の細い隙間等に入れるように、第一実施形態のプロー
ブ１００と同じく、探針部４０３の厚さは０．６μｍで
あるが、弾性部材部４０２の共振周波数を上げるため、
弾性部材部４０２の厚さは２μｍである。

【００４０】プローブ４００の作製方法について図５
（ａ）〜図５（ｅ）を参照して説明する。まず、スター
トウェハーとして面方位（１００）の単結晶シリコンウ
ェハー５０１を用意し（図５（ａ））、その表面に酸化
シリコン膜５０２を形成した後、フォトリソグラフィー
により酸化シリコン膜５０２を部分的に除去し、単結晶
シリコンウェハー５０１の表面が露出するように四角い
開口を形成する。そして、この四角い開口を除く部分に
形成された酸化シリコン膜５０２をマスクとして水酸化
カリウム水溶液により湿式異方性エッチングを行ない、
シリコンウェハー５０１を掘り下げて凹部５０３を形成
する（図５（ｂ））。ここまでは、第一の実施の形態の
プローブ１００の作製方法と同じである。

【００４１】次に、酸化シリコン膜５０２をフッ酸で取
り除き、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧化学気相蒸着法）により、
ウェハー５０１の表側に窒化シリコン膜５０４を厚さ
１．４μｍ堆積し、弾性部材部４０２と支持部４０１
（図４参照）に対応した形状にパターンニングすると共
に、裏側に窒化シリコン膜５０６を形成し、支持部４０
１に対応する形状にパターンニングする。その後、ウェ
ハー５０１の表側にＬＰ−ＣＶＤにより窒化シリコン膜
５０５を厚さ０．６μｍ堆積する（図５（ｃ））。

【００４２】窒化シリコン膜５０５の上に、支持部４０
１と弾性部材部４０２と探針部４０３に対応した形状の
レジスト膜５０７を設け、これをマスクとするドライエ
ッチングによりパターンニングする（図５（ｄ））。ド
ライエッチングは、先端が尖った探針部を得るため、第
一実施形態と同様に、二回に分けて行なうことが望まし
い。

【００４３】最後に、ウェハー５０１を裏側から水酸化
カリウム水溶液により湿式異方性エッチングを行なうこ
とにより、プローブ４００を得る（図５（ｅ））。通常
のＡＦＭ用プローブと同様に、弾性部材部５０９の表側
に金属を蒸着して光反射コーティングを設けてもよい
が、その際は探針部３１０に蒸着部材が付着しないよう
にする。

【００４４】本実施形態によれば、弾性部材部の機械的
特性の調整が容易に行なえるので、測定に適した機械的
特性を持つプローブを提供することが可能になる。上述
した実施の形態では探針材料に窒化シリコン膜を用いた
が、炭化シリコン膜などのシリコン化合物や非晶質カー
ボン膜などを用いてもよい。この場合も、単結晶シリコ
ンで作製された探針に比べて摩耗特性の優れた探針を持
つプローブが得られる。本発明は、上述の実施の形態に
何等限定されるものではない。発明の要旨を逸脱しない
範囲で行なわれる実施は、すべて本発明に含まれる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、段差あるいは穴の側壁
（垂直壁）の凹凸状態を測定する走査型プローブ顕微鏡
用のプローブが作製される。本発明によれば、探針部は
膜堆積の方法で作製されるので、実質的な探針頂角０度
の高アスペクト比のプローブが作製できる。これにより
探針部厚さより僅かに広い凹部であれば、スロープ角が
９０度近辺までの側壁の測定を可能とするプローブが提
供できる。

【００４６】また、本発明によれば、バッチファブリケ
ーション技術である半導体ＩＣプロセスによりプローブ
を作製しているので低コストな前述の走査型プローブ顕
微鏡用のプローブを提供することが可能になる。

【００４７】また本発明によれば、作製時の形状ばらつ
きの小さな前述の走査型プローブ顕微鏡装置用のプロー
ブが得られ、検査コストの低減や歩留まり向上による低
コストなプローブを提供することが可能になる。

【００４８】本発明によれば、耐摩耗性の高い材料で作
製される形状変化の小さな前述の走査型プローブ顕微鏡
装置用のプローブが得られ、測定データの再現性が向上
する。また、本発明によれば、測定に適した機械特性を
有する走査型プローブ顕微鏡用のプローブを提供するこ
とが可能になり、測定感度の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による走査型プロー
ブ顕微鏡用プローブを示している。

【図２】図１の走査型プローブ顕微鏡用プローブの測定
時の状態を示している。

【図３】図１の走査型プローブ顕微鏡用プローブの作製
方法を説明するための図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態による走査型プロー
ブ顕微鏡用プローブを示している。

【図５】図４の走査型プローブ顕微鏡用プローブの作製
方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１００プローブ１０１支持部１０２弾性部材部１０３探針部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部と、支持部に支持された片持ち梁状の弾性部材部と、弾性部材部の自由端に設けられた探針部とを有し、探針
部は平板三角形状をしており、その面法線方向とその先
端の稜線とが平行である走査型プローブ顕微鏡用プロー
ブ。
【請求項２】請求項１において、弾性部材部の面法線方
向と探針部の面法線方向が非平行である走査型プローブ
顕微鏡用プローブ。
【請求項３】支持部と、支持部に支持された片持ち梁状
の弾性部材部と、弾性部材部の自由端に設けられた探針
部とを有し、探針部が平板三角形状で、その面法線方向
とその先端の稜線が平行な走査型プローブ顕微鏡用プロ
ーブの作製方法でありシリコンウェハーを用意する工程
と、シリコンウェハーの一部を掘り下げて斜面を持つ凹部を
形成する工程と、その上に弾性部材部と探針部の構成材料を膜堆積する工
程と、その膜をドライエッチングにより弾性部材部と探針部に
応じた形状にパターニングする工程と、シリコンウェハーを裏側からエッチングして支持部を形
成する工程とを有する走査型プローブ顕微鏡用プローブ
の作製方法。