KR950009291A - 원자간력 현미경용 캔틸레버 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자간력 현미경용 캔틸레버는 적정의 기계강도를 갖는 단결정 실리콘 베이스와, 실리콘 산화막으로 제조되며 일단부에서 상기 베이스에 결합된 캔틸레버 비임과, 상기 베이스에 결합된 상기 단부의 반대쪽인 다른 단부에서 상기 캔틸레버 상에 형성되어 있는 뾰족한 팁을 갖는 원추형 바늘을 포함하고, 상기 캔틸레버의 모든 표면은 전지전도성 박막으로 피복되어 있다.

원한다면, 캔틸레버 비임을 기계적 손상되 않게 보호하는 보호판(15)들을 이들 사이에 비임이 고정되도록 하는 만족스러운 강도를 가지게 하여 베이스 재료로 가공처리하여 제공할 수 있다. 바늘은 뽀족한 팁을 가지고 종횡비가 높은 절형이고, 캔틸레버 비임은 불변의 스프링상수를 가지며 일 단부에서 바늘을 저지하고 있다. 캔틸레버는 단계(a)-(k)의 공정에 의해 제조될 수 있다.

Description

원자력간 현미경용 캔틸레버 및 그 제조방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 원자력간 현미경용 캔틸레버의 외형 및 구조를 나타내는 사시도,

제2도는 캔틸레버의 구조를 나타내는 횡단면도,

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자간력 현미경용 캔틸레버의 외형 및 구조를 나타내는 사시도,

제4a도 내지 4e도는 원자간력 현미경용 캔틸레버의 제조공정의 제1부분의 설명도,

제5a도 내지 5e도는 원자간력 현미경용 캔틸레버의 제조공정의 제2부분의 설명도.

Claims (10)

1. 원자간력 현미경용 캔틸레버에 있어서, 적정의 기계강도를 갖는 단결정 실리콘 베이스와, 실리콘 산화막으로 제조되며 일 단부에서 상기 베이스에 결합된 캔틸레버 비임과, 상기 베이스에 결합된 상기일 단부의 반대쪽인 타 단부에서 상기 캔틸레버 상에 형성되어 있는 뾰족한 팁을 갖는 원추형 바늘을 포함하고, 상기 캔틸레버의 모든 표면은 전도성 박막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
2. 원자간력 기계강도를 갖는 단결정 실리콘 베이스와, 실리콘 산화막으로 제조되며 일 단부에서 상기 베이스에 결합된 캔틸레버 비임과, 상기 베이스에 결합된 상기 일 단부의 반대쪽인 타 단부에서 상기 캔틸레버 상에 형상되어 있는 뾰족한 팁을 갖는 원추형 바늘을 포함하고, 상기 단결정 실리콘 베이스로 가공처리되어 적정의 강도를 가지고 상기 캔틸레버의 기계적 손상으로부터 보호하는 보호판들이, 상기 캔틸레버 비임으로부터 충분한 여유를 두고 이격되지만 그들 사이에서 상기 캔틸레버를 유지하도록 상기 베이스로부터 돌출한 상기 캔틸레버 비임의 베이스측상에 마련되어 있으며, 상기 캔틸레버의 모든 표면은 전도성 박막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
3. 제2항에 있어서, 상기 보호판들 중 적어도 하나는 개구를 가지고, 이 개구를 통해 원자간력에 의해 야기된 상기 캔틸레버의 변위량을 검출하는 레이저광이 상기 켄틸레버의 표면상에 인가되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
4. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 산화막으로 제조된 상기 캔틸레버 비임상에 형성된 상기 원추형 바늘은 본딩에 의해 상기 실리콘 산화막의 표면에 형성된 단결정 실리콘으로 가공처리되는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
5. 제1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 본딩에 의해 상기 실리콘 산화막의 표면에 형성된 상기 단결정 실리콘(100)면을 가지는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
6. 제1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 본딩에 의해 상기 실리콘 산화막의 표면에 형성된 상기 단결정 실리콘은 8-10㎛두께를 가지고, 상기 원추형 바늘은, 상기 단결정 실리콘의 두께와 동일한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
7. 제1항 내지 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 산화막으로 형성된 상기 캔틸레버 비임은 1~3㎛두께와 15~30㎛의 넓이를 가지며, 120~150㎛의 길이만큼 상기 베이스로부터 돌출하고, 상기 원추형 바늘은, 상기 캔틸레버 비임이 상기 베이스에 결합되어 있는 위치로부터 적어도 100㎛ 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
8. 제1항 내지 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 캔틸레버의 모든 표면을 피복하는 전도성 재료는 스피터링법에 의해 10nm 정도의 두께로 중착되는 금인 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
9. 제1항 또는 4항 내지 8항중 어느 한 항에 기술된 원자간력 현미경용 캔틸헤버를 제조하는 방법에 있어서, (a) 적정한 기계적 강도를 갖는(100)단결정 실리콘 베이스와, 그위에 열산화법으로 형성된 실리콘 산화막과, 본딩에 의해 상기 열산화막에 형성된(100) 단결정 실리콘막으로 구성된 기판이 열산화되어 상기 열산화된 실리콘 산화막 위의 상기 단결정 실리콘막의 표면상에 0.5~1㎛두께의 열산화막을 형성하는 단계와; (b) 상기 본딩된 단결정 실리콘막의 표면상의 열산화막을 10~15㎛의 직격으로 원형상으로 가공처리하는 단계와; (c) 상기 원형상으로 처리된 열산화막이 마스크로 이용되어, 상기 본딩된 단결정 실리콘막이 반응성 이온에칭법(RIE)과 KOH수용액으로의 습식에칭법의 조합으로 보통 원추형인 바늘형상으로 가공처리되고, 이와 동시에 상기 본딩된 단결정 실리콘막 아래에 있는 열산화막을 노출시키는 단계와; (d) 상기 노출된 열산화막을 캔틸레버 비임의 형상으로 가공처리하는 단계와; (e) 열산화막을 단계(a)~(d)에 의해 형성된 구조체의 모든 표면상에 형성되는 단계와; (f) 적어도 5㎛의 두께로 레지스트가 인가되어 상기 조악하게 가공처리된 원추형 바늘을 보호하고, 다음에 상기 레지스트를 상기 단계(d)에서 처리되어진 상기 캔틸레버 비임의 형상과 정합하도록 가공처리하는 단계와; (g) 단계(e)에서 레지스트로 형성되어진 상기 얇은 열산화막이 상기 캔틸레버 비임 형상으로 가공처리되어 상기 아래에 있는 실리콘 베이스를 노출되게 하고, 다음에 상기 레지스트를 제거하는 단계와; (h) 상기 단계(g)에서 노출되어진 상기 캔틸레버 비임 형상 주위의 상기 실리콘 베이스가 KOH수용액으로의 습식에칭방법에 의해 에칭되어 상기 열산화막으로 형성된 캔틸레버 비임이 상기 실리콘 기판으로부터 자유자재로 달려있게 하는 단계와; (i) 상기 단계(e)에서 상기 바늘의 표면상에 형성된 상기 얇은 열산화막이 뾰족한 팁을 제공하도록 에칭되는 단계와; (i) 상기 캔틸레버 비임이 상기 단계(h)에서 자유자재로 달려있게 되는 상기 베이스를 상기 캔틸레버의 아래에 있는 우치에서 절단하는 단계와; (k) 상기 단계(a)~(i)에서 형성된 구조체의 모든 표면을 얇은 전도성막으로 피복화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버.
10. 제9항에 있어서, 상기 열산화막으로 형성되며 단계(h)에서 상기 실리콘 베이스로부터 자유자재로 달려 있는 상기 캔틸레버 비임의 후면측으로 레이저 광을 인가되게 하는 개구는, 건식에칭법의 조합인 처리기법에 의해상기 실리콘 기판중 원하는 위치에 형성되는 것을 더욱 특징으로 하는 원자간력 현미경용 캔틸레버제조방법.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.