JPH04274151A - カンチレバ−およびその製法 - Google Patents
カンチレバ−およびその製法Info
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- JPH04274151A JPH04274151A JP3462891A JP3462891A JPH04274151A JP H04274151 A JPH04274151 A JP H04274151A JP 3462891 A JP3462891 A JP 3462891A JP 3462891 A JP3462891 A JP 3462891A JP H04274151 A JPH04274151 A JP H04274151A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q70/00—General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
- G01Q70/16—Probe manufacture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01Q70/00—General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
- G01Q70/08—Probe characteristics
- G01Q70/14—Particular materials
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は原子間力顕微鏡に用い
られるカンチレバ−およびその製法に関する。
られるカンチレバ−およびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子間力顕微鏡は、カンチレバ−を試料
に対してオングストロ−ムオ−ダまで接近させたとき、
試料とカンチレバ−先端との間に生じる原子間力による
カンチレバ−先端の変位を検出して試料の表面形状を測
定するものである。
に対してオングストロ−ムオ−ダまで接近させたとき、
試料とカンチレバ−先端との間に生じる原子間力による
カンチレバ−先端の変位を検出して試料の表面形状を測
定するものである。
【０００３】図４に原子間力顕微鏡の概略を示す。つま
り、図中１０は本体である。この本体１０の内部にはＸ
Ｙステ−ジ１１が設けられている。このＸＹステ−ジ１
１上にはＺステ−ジ１２が設けられている。そして、こ
のＺステ−ジ１２上に試料１３が載置される。
り、図中１０は本体である。この本体１０の内部にはＸ
Ｙステ−ジ１１が設けられている。このＸＹステ−ジ１
１上にはＺステ−ジ１２が設けられている。そして、こ
のＺステ−ジ１２上に試料１３が載置される。
【０００４】上記本体１内の上部にはレバ−支持体２４
が設けられている。このレバ−支持体２４にはカンチレ
バ−２５の後端部が取付けられている。このカンチレバ
−２５のレバ−本体２５ａには圧電素子２６が設けられ
、この圧電素子２６よりも先端側にはチップ２７が設け
られている。
が設けられている。このレバ−支持体２４にはカンチレ
バ−２５の後端部が取付けられている。このカンチレバ
−２５のレバ−本体２５ａには圧電素子２６が設けられ
、この圧電素子２６よりも先端側にはチップ２７が設け
られている。
【０００５】上記圧電素子２６には制御回路２８が接続
されている。この制御回路２８は、上記圧電素子２６に
所定電圧を印加してカンチレバ−２５を変形させるとと
もに、このカンチレバ−２５に流れる電流を検出する。 また、この電流によって制御回路２８は、圧電素子２６
の抵抗値を一定とするＺ方向移動制御信号をＺステ−ジ
１２に供給する。このＺ方向駆動制御信号はホストコン
ピュ−タ２９に送られる。
されている。この制御回路２８は、上記圧電素子２６に
所定電圧を印加してカンチレバ−２５を変形させるとと
もに、このカンチレバ−２５に流れる電流を検出する。 また、この電流によって制御回路２８は、圧電素子２６
の抵抗値を一定とするＺ方向移動制御信号をＺステ−ジ
１２に供給する。このＺ方向駆動制御信号はホストコン
ピュ−タ２９に送られる。
【０００６】このホストコンピュ−タ２９にはカラ−Ｃ
ＲＴデイスプレイ３１が接続され、さらにＸＹラスタ走
査信号発生回路３２に対して動作指令を発生するように
なっている。ＸＹラスタ走査信号発生回路３２はＸＹテ
−ブル１１を移動させてカンチレバ−２５のチップ２７
が試料１３に対してラスタ走査するＸＹラスタ走査信号
を出力する。
ＲＴデイスプレイ３１が接続され、さらにＸＹラスタ走
査信号発生回路３２に対して動作指令を発生するように
なっている。ＸＹラスタ走査信号発生回路３２はＸＹテ
−ブル１１を移動させてカンチレバ−２５のチップ２７
が試料１３に対してラスタ走査するＸＹラスタ走査信号
を出力する。
【０００７】ところで、上記構成の原子間力顕微鏡にお
いて、カンチレバ−２５の先端に設けられるチップ２７
は、粒状のダイヤモンドをレバ−本体２５ａに接着剤に
より接着して設けるようにしていた。上記ダイヤモンド
は小さければ小さい程よい。しかしながら、非常に小さ
なダイヤモンドをレバ−本体２５ａに接着固定する作業
は容易かつ確実に行い難く、しかも接着層によって剛性
の低下を招くなどのことがある。
いて、カンチレバ−２５の先端に設けられるチップ２７
は、粒状のダイヤモンドをレバ−本体２５ａに接着剤に
より接着して設けるようにしていた。上記ダイヤモンド
は小さければ小さい程よい。しかしながら、非常に小さ
なダイヤモンドをレバ−本体２５ａに接着固定する作業
は容易かつ確実に行い難く、しかも接着層によって剛性
の低下を招くなどのことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ンチレバ−は、ダイヤモンド製のチップを接着剤によっ
て取付けるようにしていたので、その取付け作業が容易
でなく、さらには接着層によって剛性の低下を招くとい
うことがある。
ンチレバ−は、ダイヤモンド製のチップを接着剤によっ
て取付けるようにしていたので、その取付け作業が容易
でなく、さらには接着層によって剛性の低下を招くとい
うことがある。
【０００９】この発明は上記事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、接着剤によらずにチッ
プを設けることができるようにしたカンチレバ−および
その製法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、接着剤によらずにチッ
プを設けることができるようにしたカンチレバ−および
その製法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、レバ−本体と、このレバ−本体の先端部
に一体的に形成されたダイヤモンド膜をイオンビ−ム加
工して形成されたチップとからなることを特徴とするカ
ンチレバ−にある。
にこの発明は、レバ−本体と、このレバ−本体の先端部
に一体的に形成されたダイヤモンド膜をイオンビ−ム加
工して形成されたチップとからなることを特徴とするカ
ンチレバ−にある。
【００１１】また、この発明は、レバ−本体の先端部に
気相成長法によってダイヤモンド膜を形成し、ついでこ
のダイヤモンド膜を先端が尖鋭なチップ状にイオンビ−
ム加工することを特徴とするカンチレバ−の製法にある
。
気相成長法によってダイヤモンド膜を形成し、ついでこ
のダイヤモンド膜を先端が尖鋭なチップ状にイオンビ−
ム加工することを特徴とするカンチレバ−の製法にある
。
【００１２】
【作用】上記構成によれば、チップはレバ−本体に一体
的に形成されたダイヤモンド膜から形成されるから、接
着剤を用いずに設けることができる。
的に形成されたダイヤモンド膜から形成されるから、接
着剤を用いずに設けることができる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１乃至図３を
参照して説明する。図１はこの発明のカンチレバ−４１
を示し、このカンチレバ−４１はシリコンなどから形成
されたレバ−本体４１ａを有する。このレバ−本体４１
ａの先端部は三角形状に形成され、その三角形の基端部
上面には圧電素子４２が形成されている。この圧電素子
４２は、レバ−本体４１ａにイオン化した金属あるいは
気体あるいはそれらの酸化物をイオン注入法によって注
入し、熱処理することでレバ−本体４１ａの表面を圧電
効果を有する物質に形成してなる。
参照して説明する。図１はこの発明のカンチレバ−４１
を示し、このカンチレバ−４１はシリコンなどから形成
されたレバ−本体４１ａを有する。このレバ−本体４１
ａの先端部は三角形状に形成され、その三角形の基端部
上面には圧電素子４２が形成されている。この圧電素子
４２は、レバ−本体４１ａにイオン化した金属あるいは
気体あるいはそれらの酸化物をイオン注入法によって注
入し、熱処理することでレバ−本体４１ａの表面を圧電
効果を有する物質に形成してなる。
【００１４】なお、上記圧電素子４２は帯状部４２ｂと
、この帯状部４２ｂから延出された一対の電極４２ａと
から形成されている。
、この帯状部４２ｂから延出された一対の電極４２ａと
から形成されている。
【００１５】上記レバ−本体４１ａの三角形の先端部下
面にはチップ４３が設けられている。このチップ４３は
図２に示すように形成される。まず、図２（ａ）に示す
ようにレバ−本体４１ａにダイヤモンド膜４４を気相成
長法によって四角柱状に設ける。ダイヤモンド膜４４を
形成する気相成長法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣ
ＶＤ法、電子衝撃ＣＶＤ法、炭素イオン蒸着法などを用
いればよい。
面にはチップ４３が設けられている。このチップ４３は
図２に示すように形成される。まず、図２（ａ）に示す
ようにレバ−本体４１ａにダイヤモンド膜４４を気相成
長法によって四角柱状に設ける。ダイヤモンド膜４４を
形成する気相成長法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣ
ＶＤ法、電子衝撃ＣＶＤ法、炭素イオン蒸着法などを用
いればよい。
【００１６】レバ−本体４１ａに形成されたダイヤモン
ド膜４４はイオンビ−ム加工によって図２（ｂ）、（ｃ
）に示されるように先端が尖鋭な四角錐状になるよう順
次イオンビ−ム加工されることで、上記チップ４３が形
成される。
ド膜４４はイオンビ−ム加工によって図２（ｂ）、（ｃ
）に示されるように先端が尖鋭な四角錐状になるよう順
次イオンビ−ム加工されることで、上記チップ４３が形
成される。
【００１７】このようなイオンビ−ム加工は図３に示さ
れるイオンビ−ム加工機５１で行われる。すなをち、イ
オンビ−ム加工機５１は加工室５２と、この加工室５２
の上方に設けられたプラズマ生成室５３とからなる。上
記加工室５２にはＡｒ ガスの供給部５４が設けられて
いる。この供給部５４と対向する加工室５２の内部には
フィラメント５５およびこのフィラメント５５の周囲に
リング状のアノ−ド５６が配置されている。さらに、加
工室５２の外周面には磁石５７が配置されている。
れるイオンビ−ム加工機５１で行われる。すなをち、イ
オンビ−ム加工機５１は加工室５２と、この加工室５２
の上方に設けられたプラズマ生成室５３とからなる。上
記加工室５２にはＡｒ ガスの供給部５４が設けられて
いる。この供給部５４と対向する加工室５２の内部には
フィラメント５５およびこのフィラメント５５の周囲に
リング状のアノ−ド５６が配置されている。さらに、加
工室５２の外周面には磁石５７が配置されている。
【００１８】上記フィラメント５５とアノ−ド５６との
間には直流放電が発生する。その放電によってＡｒ ガ
スをイオン化してプラズマ状態を生じさせるようになっ
ている。
間には直流放電が発生する。その放電によってＡｒ ガ
スをイオン化してプラズマ状態を生じさせるようになっ
ている。
【００１９】プラズマ室５３と加工室５２との境界部分
には複数の静電電極５７が配置され、これら静電電極５
７の孔を通じてイオンのみが加速されて上記加工室５２
に導かれる。それによって、イオンは加工室５２の回転
および揺動可能なテ−ブル５８上に載置された試料であ
るレバ−本体４１ａのダイヤモンド膜４４をオングスト
ロ−ムオ−ダの精度でイオンビ−ム加工することになる
。
には複数の静電電極５７が配置され、これら静電電極５
７の孔を通じてイオンのみが加速されて上記加工室５２
に導かれる。それによって、イオンは加工室５２の回転
および揺動可能なテ−ブル５８上に載置された試料であ
るレバ−本体４１ａのダイヤモンド膜４４をオングスト
ロ−ムオ−ダの精度でイオンビ−ム加工することになる
。
【００２０】上記テ−ブル５８は矢印で示すように回転
方向と揺動方向とに駆動自在となっている。なお、上記
加工室５２の底部には図示しない真空ポンプに接続され
る排気管５８が接続されている。
方向と揺動方向とに駆動自在となっている。なお、上記
加工室５２の底部には図示しない真空ポンプに接続され
る排気管５８が接続されている。
【００２１】上記ダイヤモンド膜４４を先端が尖鋭な四
角錐状にイオンビ−ム加工するには、上記テ−ブル５８
を駆動してダイヤモンド膜４４に対するイオンビ−ムの
入射角を制御することで加工形状を設定することができ
る。
角錐状にイオンビ−ム加工するには、上記テ−ブル５８
を駆動してダイヤモンド膜４４に対するイオンビ−ムの
入射角を制御することで加工形状を設定することができ
る。
【００２２】このように、レバ−本体４１ａの先端部に
気相成長法によって設けたダイタモンド膜４４をイオン
ビ−ム加工機５１によってイオンビ−ム加工してチップ
４３を形成すれば、このチップ４３を十分に小さくする
ことができるばかりか、オングストロ−ムオ−ダの精度
での加工が可能である。しかも、チップ４３は気相成長
法によってレバ−本体４１ａに一体形成されているから
、接着剤で接着する場合に比べて容易かつ確実に設ける
ことができるばかりか、接着剤による剛性の低下を招く
などのこともない。
気相成長法によって設けたダイタモンド膜４４をイオン
ビ−ム加工機５１によってイオンビ−ム加工してチップ
４３を形成すれば、このチップ４３を十分に小さくする
ことができるばかりか、オングストロ−ムオ−ダの精度
での加工が可能である。しかも、チップ４３は気相成長
法によってレバ−本体４１ａに一体形成されているから
、接着剤で接着する場合に比べて容易かつ確実に設ける
ことができるばかりか、接着剤による剛性の低下を招く
などのこともない。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、レバ−本
体の先端部に一体的に形成されたダイヤモンド膜をイオ
ンビ−ム加工することでチップを形成するようにした。
体の先端部に一体的に形成されたダイヤモンド膜をイオ
ンビ−ム加工することでチップを形成するようにした。
【００２４】このようにすれば、上記チップをオングス
トロ−ムオ−ダの高い精度で形成することができるばか
りか、接着剤を用いずにチップをレバ−本体に一体に設
けることができるから、製作の容易化が計れ、しかも高
剛性化が計れる。
トロ−ムオ−ダの高い精度で形成することができるばか
りか、接着剤を用いずにチップをレバ−本体に一体に設
けることができるから、製作の容易化が計れ、しかも高
剛性化が計れる。
【図１】この発明の一実施例のカンチレバ−の先端部の
斜視図。
斜視図。
【図２】同じくイオンビ−ム加工機の概略図。
【図３】ダイヤモンド膜がイオンビ−ム加工される状態
を順次示した説明図。
を順次示した説明図。
【図４】一般的な原子間力顕微鏡の概略的構成図。
４１…カンチレバ−、４１ａ…レバ−本体、４３…チッ
プ、４４…ダイヤモンド膜、５１…イオンビ−ム加工機
。
プ、４４…ダイヤモンド膜、５１…イオンビ−ム加工機
。
Claims (2)
- 【請求項１】 レバ−本体と、このレバ−本体の先端
部に一体的に形成されたダイヤモンド膜をイオンビ−ム
加工して形成されたチップとからなることを特徴とする
カンチレバ−。 - 【請求項２】 レバ−本体の先端部に気相成長法によ
ってダイヤモンド膜を形成し、ついでこのダイヤモンド
膜を先端が尖鋭なチップ状にイオンビ−ム加工すること
を特徴とするカンチレバ−の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03034628A JP3085719B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | カンチレバ−およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03034628A JP3085719B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | カンチレバ−およびその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04274151A true JPH04274151A (ja) | 1992-09-30 |
| JP3085719B2 JP3085719B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=12419664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03034628A Expired - Fee Related JP3085719B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | カンチレバ−およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085719B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0766060A1 (fr) * | 1995-09-29 | 1997-04-02 | C.S.E.M. Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa | Procédé de fabrication de pièces de micromécanique ayant une partie en diamant constituée au moins d'une pointe, et pièces de micromécanique comportant au moins une pointe en diamant |
| US6927400B2 (en) | 2003-03-13 | 2005-08-09 | Ascend Instruments, Llc | Sample manipulation system |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP03034628A patent/JP3085719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0766060A1 (fr) * | 1995-09-29 | 1997-04-02 | C.S.E.M. Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa | Procédé de fabrication de pièces de micromécanique ayant une partie en diamant constituée au moins d'une pointe, et pièces de micromécanique comportant au moins une pointe en diamant |
| FR2739494A1 (fr) * | 1995-09-29 | 1997-04-04 | Suisse Electronique Microtech | Procede de fabrication de pieces de micromecanique ayant une partie en diamant constituee au moins d'une pointe, et pieces de micromecanique comportant au moins une pointe en diamant |
| US6927400B2 (en) | 2003-03-13 | 2005-08-09 | Ascend Instruments, Llc | Sample manipulation system |
| US6995380B2 (en) | 2003-03-13 | 2006-02-07 | Ascend Instruments, Llc | End effector for supporting a microsample |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3085719B2 (ja) | 2000-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |