JPH04125402A - 微小プローブの製造方法 - Google Patents

微小プローブの製造方法

Info

Publication number
JPH04125402A
JPH04125402A JP24378990A JP24378990A JPH04125402A JP H04125402 A JPH04125402 A JP H04125402A JP 24378990 A JP24378990 A JP 24378990A JP 24378990 A JP24378990 A JP 24378990A JP H04125402 A JPH04125402 A JP H04125402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
mask
etching
deposited
microprobe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24378990A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Takamatsu
修 高松
Masaru Nakayama
中山 優
Takayuki Yagi
隆行 八木
Yasuhiro Shimada
康弘 島田
Yutaka Hirai
裕 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP24378990A priority Critical patent/JPH04125402A/ja
Publication of JPH04125402A publication Critical patent/JPH04125402A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32After-treatment
    • C03C2218/328Partly or completely removing a coating
    • C03C2218/33Partly or completely removing a coating by etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は走査型トンネル顕微鏡またはその原理を応用し
た高密度情報処理装置等の走査型トンネル電流検知装置
用の微小プローブの製造方法に関するものである。
[従来の技術] 原子や分子サイズの分解能を有する観察方法として近年
多くの注目を集めている走査型トンネル顕微鏡(以下、
STMという)は、試料表面と対向するプローブ先端の
曲率半径が小さいほど分解能が高いとされている。理想
的には先端が1原子程度まで尖っていることが望まれて
いる。更にこのSTMの応用例の一つとして超高密度情
報処理装置があるが、勿論、高い情報処理密度を達成す
るために先端部の曲率半径が小さいことが要求されてい
る。と同時に、情報処理システムの機能向上、特に高速
化の観点から、多数のプローブを同時に駆動すること(
プローブのマルチ化)が提案され、この為に同一基板上
に作成された特性の揃ったプローブが求められている。
従来、上記の様な先端部の曲率半径が小さいプローブ電
極は切削及び電界研磨法等を用いて製造されていた。切
削法では時計旋盤を用いて繊維状結晶の線材を切削し曲
率半径5乃至10μmの微小先端部をもつプローブの製
造が可能であり、ダイスによる線引加工によれば曲率半
径10μm以下のものが可能である。また、電界研磨法
はプローブとなる線材(通常、直径inm以下)を電界
液中で電圧印加によって浸食させ先端を尖らせるもので
あるが、先端曲率半径0.1乃至1μmと切削法より微
小なプローブを製造することができる。
又、微小プローブの形成方法として、半導体製造プロセ
ス技術を使いシリコンの異方性エツチングにより、マル
チに配列したプローブが記載されている。(特開昭61
−206148号公報)[発明が解決しようとする課題
] これら従来の微小プローブ製造方法のうち、切削法は先
端曲率を小さくすることに適していないばかりでなく、
プローブに応力が加わるために曲がり易いという欠点も
有している。また、電界研磨法で作成したプローブ先端
も決して原子、分子オーダの曲率半径を満足するもので
はない。更に、これらの製造方法では微小な形状を再現
性よく作製することが難しく、製造工程での歩留まりが
低いと同時に、同一基板上に特性の揃った多数のプロー
ブを作製することは困難であった。
又、単結晶シリコンを用いて異方性エツチングにより形
成する場合、プローブのマルチ化は容易だが材料がシリ
コンに限定されてしまう。そのためドープされたシリコ
ンをプローブに用いた場合には、シリコンが酸化されや
すいことから、大気中では再現性の良い安定な特性を得
ることは困難であった。更に、シリコンプローブ上に導
電性材料を被覆して形成する場合には、プローブの最先
端部は鋭利に形成されているため、被覆されにくく安定
な特性を得ることは難しいという問題があった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、酸化しにくい材料を用いるため微小プローブとして
再現性の良い安定な特性が得られ、かつ先端が鋭利に形
成できプローブのマルチ化も容易である微小プローブの
製造方法を提供するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、プローブ材料に隣接したところにマス
クを配置し、斜めイオンエツチングすることにより、マ
スクの影となった部分では非エツチング部を生じること
を利用したものであり、この非エツチング部を微小プロ
ーブとして用いるものである。
すなわち本発明の特徴とするところは、支持体の表面に
パターニングされた電極を形成する工程と、前記支持体
及び電極上にパターニングされたマスクを形成する工程
と、全面又は一部にプローブ材料を成膜する工程と、斜
めイオンエツチングによりプローブ材料を加工し、微小
突起を形成する工程と、を備えて形成される微小プロー
ブの製造方法である。
続いて図面に従って本発明を説明する。
第1図は製造工程の断面図である。又第2図はマスク形
状を表わす平面図である。又第3図は斜めイオンエツチ
ングの入射方向を表わす平面図である。
図中の1は支持体、2は電極、3はマスク、4はプロー
ブ、5はイオンの入射方向である。
第1図(a)に於いて、先ず支持体1を用意する。この
支持体1は表面凹凸の少ない材料が好ましく例えば#7
059フュージョン、溶融石英さらには表面を研磨した
#7059、石英、シリコンウェハー等を用いることが
できる。又、駆動機構を有する基板、例えばPLZT圧
電体、基板上に形成された圧電素子、さらには静電力を
用いた片持及び両持ち梁等を用いることができる。次に
支持体1上に電極2を形成する。該電極2はトンネル電
流を取り出す配線であるから、高導電性を有していれば
良いが、後工程でイオンエツチングにさらされる場合に
は、エッチレートの遅い材料が好ましい。例えば、Cr
、Aj2.Ti、Moなどが挙げられる。
係る電極2の形成方法は従来公知の技術、例えば半導体
産業で一般に用いられている真空蒸着法やスパッタ法、
化学気相成長法などの薄膜作製技術やフォトリソグラフ
技術およびエツチング技術を適用することができ、その
作製方法は本発明を制限するものではない。
次に第1図(b)に示すように電極2及び支持体1上に
マスク3を形成する。該マスク3は後工程でイオンエツ
チングにさらされるため、エッチレートの遅い材料が好
ましく、例えばSiO□やフォトレジストであるAZ1
350 (ヘキスト社製)などが挙げられる。該マスク
3のパターン形状はイオンエツチングの方向と係りが深
いため、後で詳細に説明する。該マスク3の形成方法と
しても従来公知の技術で十分であるが、電極面に対して
なるべく垂直に形成することが好ましい。
次に第1図(C)に示すようにプローブ4を全面にスパ
ッタ等の成膜法で形成する。又、電気メツキ等の選択性
がある成膜法を用いた場合には一部分に形成可能である
。該プローブ4はトンネル電流を検知するために用いら
れるため、酸化しにくい高導電率の材料が好ましく例え
ばプラチナ、金、パラジウム等が挙げられる。
次に第1図(d)に示すように電極面に対し斜めイオン
エツチングでプローブ材を加工することにより、プロー
ブ4を形成できる。該プローブ4はマスク3のパターン
形状を変えることにより色々な形状を作ることが可能で
ある。例えば第2図に示したようにマスク3のパターン
形状をV型に開口したものとした場合は、第3図に示し
たイオンの入射方向5を図中の二方向から行えば、マス
クの影を利用した非エツチング部、すなわちプローブ4
を角錐形状に形成できる。尚、第3図に示したようにマ
スク3のV型パターン形状の開口角度をθとした場合、
反対方向から入射してくるイオンの方向をθくθ゛ と
した方が角錐形状を得やすくなる。又マスク3の開口部
を円形パターンとした場合には基板回転を行いながらイ
オンエツチングすることにより円錐形状のプローブ4を
得ることができる。
次に第1図(e)に示すようにマスク3をエツチング除
去することにより微小プローブが製造できる。
[実施例1] 本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
第1図及び第2図は第1実施例の微小プローブの製造方
法を説明するための製造工程の断面図及びステップ部の
パターン形状を表わす平面図である。又第3図はエツチ
ング方向を表わす平面図である。
まず、板厚1.1mmのコーニング社製#7059ガラ
スを洗浄し支持体1とし、これに真空蒸着法によりクロ
ムを0.2μm堆積し、フォトリソグラフィー技術を用
いて加工することにより、電極2を形成した。(工程a
)次に、スパッタ法により5i02を全面に膜厚2.0
μm堆積させ、フォトリソグラフィー技術とRIE(反
応性イオンエツチング)を用いてマスク3を形成した。
(工程b)尚、マスク3のパターン形状は第2図に示し
た通り、平面図で見てV型の切込みを持ったパターン形
状となっている。又、V型の間口角は90” とした。
次に、プローブ材料としてプラチナをスパッタ法を用い
て全面に、膜厚2.2μm堆積させた。
(工程C)続いて、アルゴンを用いた斜めイオンミーリ
ングにより、プラチナをエツチングしプローブ4を得た
。(工程d)該エツチングは基板面に対し入射角60°
、イオンエネルギー500eV、イオン電流密度1mA
/am2の条件で行フた。この時、基板ホルダーを第3
図中のθ’=100°の範囲で動かしく首振り運動)エ
ツチングすることにより角錐形状のプローブ4を形成し
た。次に、マスク3である5i02をフッ酸水溶液で除
去することにより微小プローブを得た。(工程e) 次に上述した方法により作製した微小プローブをSEM
(走査型電子顕微鏡)で観察したところ、角錐形状のプ
ローブの先端が鋭利に形成されているのを確認した。こ
のプローブの先端曲率半径は0.01μmであった。ま
た本実施例の微小プローブを使用したSTMにより炭素
の臂開面を観察した結果、原子レベルで鮮明に観察する
ことができ、本実施例の微小プローブが十分、実用に耐
えるものであることを確認できた。
[実施例2] 第4図は本発明の第2実施例を説明するための製造工程
の断面図である。
まず、板厚1.1mmのコーニング社製#7059ガラ
スを洗浄し支持体1とし、これに真空蒸着法により金を
0.2μm、下引き層としてクロムを100人堆積し、
フォトリソグラフィー技術を用いて加工することにより
電極2を形成した。続いてスパッタ法によりSiO2を
全面に膜厚5.0μm堆積させ、フォトリソグラフィー
技術とを用いてマスク3を形成した。尚パターン形状は
φ3μmの円形とした。(工程a)次にプローブ材料と
して、金を電気めっきにより、開口部内に膜厚4.0μ
m成長させた。
(工程b)該電気めっきは亜硫酸金めつき液(EEJA
製ニュートロネクス309)を用い、めっき液温50℃
、電流密度1mA/am2で1時間行った。
次に、アルゴンを用いた斜めイオンミーリングにより、
全面をエツチングしプローブ4を得た。
(工程C) 該エツチングは基板面に対し入射角45°、イオンエ゛
ネルギー500eV、イオン電流密度1mA/am”の
条件で行った。この時、基板ホルダーを回転させること
により、円錐形状のプローブ4を形成した。
続いて、マスク3である5i02をフッ酸水溶液で除去
することにより微小プローブを得た。
(工程d) 次に上述した方法により作製した微小プローブをSEM
(走査型電子顕微鏡)で観察したところ、円錐形状のプ
ローブの先端が鋭利に形成されているのを確認した。こ
のプローブの先端曲率半径は0.02μmであった。ま
た本実施例の微小プローブを使用したSTMにより炭素
の臂開面を観察した結果、原子レベルで鮮明に観察する
ことができ、本実施例の微小プローブが十分、実用に耐
えるものであることを確認できた。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、斜めイオンエツチ
ングにより、微小突起を持つプローブを形成できるため
、酸化しにくい材料をプローブとして用いることが可能
となり、微小プローブとして再現性の良い安定な特性が
得られ、かつマルチ化も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第4図は本発明の各実施例に於ける製造工程
の断面図である。 第2図は本発明に用いられるマスクのパターン形状の一
例を表わす平面図である。 第3図は本発明に用いられるイオンの入射方向の一例を
表わす平面図である。 1・・・支持体    2・・・電極 3・・・マスク    4・・・プローブ5・・・イオ
ンの入射方向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、支持体の表面にパターニングされた電極を形成する
    工程と、前記支持体及び電極上にパターニングされたマ
    スクを形成する工程と、全面又は一部にプローブ材料を
    成膜する工程と、斜めイオンエッチングによりプローブ
    材料を加工し、微小突起を形成する工程と、を備えるこ
    とを特徴とする微小プローブの製造方法。
JP24378990A 1990-09-17 1990-09-17 微小プローブの製造方法 Pending JPH04125402A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24378990A JPH04125402A (ja) 1990-09-17 1990-09-17 微小プローブの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24378990A JPH04125402A (ja) 1990-09-17 1990-09-17 微小プローブの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04125402A true JPH04125402A (ja) 1992-04-24

Family

ID=17108985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24378990A Pending JPH04125402A (ja) 1990-09-17 1990-09-17 微小プローブの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04125402A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003027767A3 (de) * 2001-09-11 2003-07-17 Infineon Technologies Ag Mittel und verfahren zur strukturierung eines substrates mit einer maske
JP2008536306A (ja) * 2005-03-28 2008-09-04 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ処理システムにおけるクリーニングまたはコンディショニングプロセスのエンドポイント決定方法及び装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003027767A3 (de) * 2001-09-11 2003-07-17 Infineon Technologies Ag Mittel und verfahren zur strukturierung eines substrates mit einer maske
JP2008536306A (ja) * 2005-03-28 2008-09-04 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ処理システムにおけるクリーニングまたはコンディショニングプロセスのエンドポイント決定方法及び装置
JP2013085002A (ja) * 2005-03-28 2013-05-09 Lam Research Corporation プラズマ処理システムにおけるクリーニングまたはコンディショニングプロセスのエンドポイント決定方法及び装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4968585A (en) Microfabricated cantilever stylus with integrated conical tip
JP3576655B2 (ja) 微小探針の製造方法及びその製造用雌型基板、並びにその微小探針を有するプローブの製造方法
JP2752755B2 (ja) 集積方式の走査型トンネル顕微鏡
US5399232A (en) Microfabricated cantilever stylus with integrated pyramidal tip
US7115863B1 (en) Probe for scanning probe lithography and making method thereof
EP0990195B1 (en) Low-cost photoplastic cantilever
CN113049853B (zh) 尺寸、倾斜角可控的超大高宽比倾斜afm探针针尖制备方法
JP2009300440A (ja) 超高分解能電気測定用のダイヤモンドチップの費用効果のある製造方法およびこれにより得られるデバイス
JP2006125846A (ja) カンチレバー
CN113504394B (zh) 镀膜探针的圆片级制备方法及镀膜探针
JPH11293486A (ja) マイクロ構造体の作製方法
JPH04125402A (ja) 微小プローブの製造方法
JPH05325274A (ja) 圧電変位素子、微小プローブ、及びこれらの製造方法、及びこれらを用いた走査型トンネル顕微鏡並びに情報処理装置
JP3524326B2 (ja) 微小短針の製造に用いる雌型基板と該雌型基板の製造方法、及び該雌型基板を用いた微小短針とプローブの製造方法
JP2825973B2 (ja) 原子間力顕微鏡用カンチレバーの製造方法
JP2952362B2 (ja) カンチレバーの製造方法
Bale et al. Microfabrication of silicon tip structures for multiple-probe scanning tunneling microscopy
JPH11271015A (ja) 走査型プローブ顕微鏡用カンチレバーチップ及びその製造方法
JP2000321291A (ja) 微小探針の作製方法、及び微小探針
JPH0862227A (ja) 走査プローブ顕微鏡用探針およびこれを備えた顕微鏡
JPH03233303A (ja) 微小プローブ電極及びその製造方法
JP4157348B2 (ja) プローブの製造方法
JPH08248064A (ja) 微細パターン形成装置及び特性測定装置
JPH10197540A (ja) 微小探針の製造方法及びプローブの製造方法
JPH03233304A (ja) 走査型トンネル電流検出装置