JPH05248810A - Integrated afm sensor - Google Patents

Integrated afm sensor

Info

Publication number
JPH05248810A
JPH05248810A JP25685592A JP25685592A JPH05248810A JP H05248810 A JPH05248810 A JP H05248810A JP 25685592 A JP25685592 A JP 25685592A JP 25685592 A JP25685592 A JP 25685592A JP H05248810 A JPH05248810 A JP H05248810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
sensor
integrated
afm
probe
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
JP25685592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Toda
明敏 戸田
Michio Takayama
美知雄 高山
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Publication of JPH05248810A publication Critical patent/JPH05248810A/en
Priority to US08/197,352 priority Critical patent/US5386720A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an integrated AFM displacement sensor which can measure a sample with high resolution. CONSTITUTION:An integrated AFM sensor 10 is provided with a cantilever part 12. The cantilever part 12 has two beams 12a, 12b extending from a supporting body 16. The ends of the two beams 12a, 12b are united to form a triangular free end. A probe 14 with a sharp edge is set at the free end. The cantilever part 12 is formed of a laminate of a passivation layer 24, a piezoelectric resistance layer 22 and a silicon layer 20. An electrode 18 electrically connected to the piezoelectric resistance layer 22 is provided via a contact hole 26 at the fixed end of the cantilever part 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子間力顕微鏡
に用いる集積型AFMセンサーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated AFM sensor used in, for example, an atomic force microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】導電性試料を原子オーダーの分解能で観
察できる装置として、走査型トンネル顕微鏡(STM;Scan
ning Tunneling Microscope )がビニッヒ(Binnig)と
ローラー(Rohrer)らにより発明された。このSTMで
は、観察できる試料は導電性のものに限られている。そ
こで、サーボ技術を始めとするSTMの要素技術を利用
し、絶縁性の試料を原子オーダーの分解能で観察できる
装置として原子間力顕微鏡(AFM;Atomic Force Microso
pe)が提案された。このAFMは、例えば特開昭62−
130302に開示されている。
2. Description of the Related Art A scanning tunneling microscope (STM; Scan) is used as an apparatus for observing a conductive sample with atomic resolution.
The Ning Tunneling Microscope was invented by Binnig and Rohrer et al. In this STM, the samples that can be observed are limited to those that are conductive. Therefore, the atomic force microscope (AFM) is used as a device that can observe an insulating sample with atomic resolution using STM elemental technology such as servo technology.
pe) was proposed. This AFM is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-
130302.

【0003】AFMは、鋭く尖った突起部(探針)を自
由端に持つカンチレバーを備えている。この探針を試料
に近づけると、探針先端の先端の原子と試料表面の原子
との間に働く相互作用力(原子間力)によりカンチレバ
ーの自由端が変位する。この自由端の変位を電気的ある
いは光学的に測定しながら、探針を試料表面に沿って走
査することにより、試料の三次元的な情報を得ている。
例えば、カンチレバーの自由端の変位を一定に保つよう
に探針試料間距離を制御しながら探針を走査すると、探
針先端は試料表面の凹凸に沿って移動するので、探針先
端の位置情報から試料の表面形状を示す三次元像を得る
ことができる。
The AFM is equipped with a cantilever having a sharply pointed protrusion (probe) at its free end. When the probe is brought close to the sample, the free end of the cantilever is displaced by the interaction force (atomic force) acting between the atom at the tip of the probe and the atom at the sample surface. Three-dimensional information of the sample is obtained by scanning the probe along the sample surface while electrically or optically measuring the displacement of the free end.
For example, if the probe is scanned while controlling the sample-to-sample distance so as to keep the displacement of the free end of the cantilever constant, the probe tip moves along the unevenness of the sample surface. A three-dimensional image showing the surface shape of the sample can be obtained from.

【0004】AFMにおいて、カンチレバーの変位を測
定する変位測定センサーは、カンチレバーとは別途に設
けるのが一般的である。しかし最近では、カンチレバー
自体に変位を測定できる機能を付加した集積型AFMセ
ンサーが「M .Tortonese 」らにより提案されている。
この集積型AFMセンサーは、例えば「M.Toronese,H.Y
anada, R.C.Barrett and C.F.Quate, Transducers and
Sensors’91:Atomicforce microscopy using a piezore
sistive cantilever」に開示されている。
In the AFM, a displacement measuring sensor for measuring the displacement of the cantilever is generally provided separately from the cantilever. However, recently, an integrated AFM sensor in which the cantilever itself has a function of measuring displacement has been proposed by "M. Tortonese" et al.
This integrated AFM sensor is, for example, "M. Toronese, HY
anada, RCBarrett and CFQuate, Transducers and
Sensors'91: Atomic force microscopy using a piezore
sistive cantilever ”.

【0005】このような集積型AFMセンサーは、構成
が極めて簡単で小型であることから、カンチレバー側を
動かすいわゆるスタンドアロン型のAFMを構成できる
ようになると期待されている。従来のAFMでは、試料
をXY方向に動かしてカンチレバー先端の探針との相対
的位置関係を変化させるため、試料の大きさが最大数c
m程度に限られるが、スタンドアロン型のAFMは、こ
のような試料の大きさの制限を取り除くことができると
いう利点がある。
Since such an integrated AFM sensor has an extremely simple structure and is small in size, it is expected that a so-called stand-alone AFM that moves the cantilever side can be configured. In the conventional AFM, the sample is moved in the XY directions to change the relative positional relationship between the tip of the cantilever and the probe.
Although limited to about m, the stand-alone AFM has an advantage of being able to remove such a sample size limitation.

【0006】次に、集積型AFMセンサーについて図1
7を参照して説明する。まず製造方法について説明す
る。スタートウェハ100として、図17(a)に示す
ように、シリコンウェハ110の上に酸化シリコンの分
離層112を介してシリコン層114を設けたもの、例
えば貼り合わせシリコンウェハを用意する。このシリコ
ン層114の極表面にイオンインプランテーションによ
りボロン(B)を打ち込んでピエゾ抵抗層116を形成
し、図17(d)に図示した形状にパターニングした
後、表面を酸化シリコン膜118で覆う。そしてカンチ
レバーの固定端側にボンディング用の穴を開け、アルミ
ニウムをスパッタリングして電極120を形成する。さ
らに、シリコンウェハ112の下側にレジスト層122
を形成し、このレジスト層122をパターニングし開口
を形成して図17(b)となる。続いて、オーミクック
コンタクトをとるための熱処理をした後、レジスト層1
22をマスクとして湿式異方性エッチングにより分離層
112までエッチングし、最後にフッ酸でカンチレバー
部124下部の分離層112をエッチングしカンチレバ
ー部124を形成して集積型AFMセンサーが完成す
る。その側断面図を図17(c)に、上面図を図17
(d)に示す。このように作製した集積型AFMセンサ
ーでは、測定の際に、2つの電極120の間に数ボルト
以下のDC電圧を印加し、カンチレバー部124の先端
を試料に接近させる。カンチレバー部124の先端と試
料表面の原子間に原子間力が作用すると、カンチレバー
部124が変位する。これに応じてピエゾ抵抗層116
の抵抗値が変化するため、カンチレバー部124の変位
が、2つの電極120の間に流れる電流信号として得ら
れる。
Next, FIG. 1 shows the integrated AFM sensor.
This will be described with reference to FIG. First, the manufacturing method will be described. As the start wafer 100, as shown in FIG. 17A, a silicon wafer 110 on which a silicon layer 114 is provided via a separation layer 112 of silicon oxide, for example, a bonded silicon wafer is prepared. Boron (B) is implanted into the extreme surface of the silicon layer 114 by ion implantation to form a piezoresistive layer 116, which is patterned into the shape shown in FIG. 17D, and then the surface is covered with a silicon oxide film 118. Then, a hole for bonding is opened on the fixed end side of the cantilever, and aluminum is sputtered to form the electrode 120. Further, a resist layer 122 is formed on the lower side of the silicon wafer 112.
Is formed, and the resist layer 122 is patterned to form an opening, as shown in FIG. Then, after heat treatment for making ohmic cook contact, the resist layer 1
The separation layer 112 is etched by wet anisotropic etching using 22 as a mask, and finally, the separation layer 112 below the cantilever portion 124 is etched with hydrofluoric acid to form the cantilever portion 124, thereby completing the integrated AFM sensor. The side sectional view is shown in FIG. 17C, and the top view is shown in FIG.
It shows in (d). In the integrated AFM sensor manufactured as described above, a DC voltage of several volts or less is applied between the two electrodes 120 during measurement, and the tip of the cantilever portion 124 is brought close to the sample. When an atomic force acts between the tip of the cantilever portion 124 and the atoms on the sample surface, the cantilever portion 124 is displaced. Accordingly, the piezoresistive layer 116 is
Since the resistance value of the electrode changes, the displacement of the cantilever portion 124 is obtained as a current signal flowing between the two electrodes 120.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した集積型AFM
変位センサーでは、カンチレバー部の自由端に特に探針
を設けないで、平板的構造ながらもその先端を三角形に
形成し、その部分を測定試料に近づけてAFM測定を行
なっている。しかし、このような測定では試料面方向の
高い分解能を期待できない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention Integrated AFM described above
In the displacement sensor, the free end of the cantilever portion is not provided with a probe, but the tip is formed in a triangular shape even though it has a flat plate structure, and the portion is brought close to the measurement sample to perform the AFM measurement. However, such measurement cannot be expected to have high resolution in the sample plane direction.

【0008】また、従来の集積型AFMセンサーの作製
方法において、カンチレバー部を保持する支持部も一枚
のシリコンウェハから作製されており、各部分の厚さや
長さ等を高精度に規格させることができないという問題
がある。
Further, in the conventional manufacturing method of the integrated AFM sensor, the supporting portion for holding the cantilever portion is also made of one silicon wafer, and the thickness and length of each portion can be standardized with high accuracy. There is a problem that you can not.

【0009】具体的には、シリコンウェハの厚さは、市
場に最も広く出回っている4インチ径のウェハで約52
5μm±20μmであり、ばらつきがある。上述した集
積型AFMセンサーでは、シリコンウェハを表面より加
工してU字型とした後、シリコンウェハの下側よりエッ
チングを施してカンチレバーに形成している。しかし、
この形成時において、厚みのばらつき程度に対応したカ
ンチレバーの長さのばらつきを回避することができなか
った。この結果、高分解能なセンサーを提供できないと
いう問題が生じる。
Specifically, the thickness of a silicon wafer is about 52 for a 4-inch diameter wafer which is the most widely available on the market.
It is 5 μm ± 20 μm, and there are variations. In the integrated AFM sensor described above, a silicon wafer is processed from the surface to form a U shape, and then etching is performed from the lower side of the silicon wafer to form a cantilever. But,
During this formation, it was not possible to avoid variations in the length of the cantilever corresponding to variations in thickness. As a result, there arises a problem that a high resolution sensor cannot be provided.

【0010】最近では、集積型ではない通常のAFMに
おいて、AFM測定時に、導電性のカンチレバーを用い
ることによって、AFM測定をしながら試料と探針との
間に流れるトンネル電流をモニターして、AFM/ST
M同時測定が行われている。また、探針と試料との間の
静電容量を検出して、AFM/SCaM(Scaninng Capa
citance Microscopy) 測定も行われている。ところが、
従来の集積型AFMセンサーでは、2種類以上の信号を
高分解能に捉えることができないという問題がある。
Recently, in a normal AFM which is not an integrated type, a conductive cantilever is used at the time of AFM measurement to monitor the tunnel current flowing between the sample and the probe while performing the AFM measurement. / ST
M simultaneous measurements are being performed. In addition, by detecting the electrostatic capacitance between the probe and the sample, AFM / SCaM (Scaninng CapaM)
citance Microscopy) measurement is also performed. However,
The conventional integrated AFM sensor has a problem that two or more types of signals cannot be captured with high resolution.

【0011】本発明は、このような要求及び弊害を解決
するためになされ、その目的は、試料を高い分解能で測
定することのできる集積型AFM変位センサーを提供す
ることにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned requirements and harmful effects, and an object thereof is to provide an integrated AFM displacement sensor capable of measuring a sample with high resolution.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、変位に応じて抵抗値が変化するピ
エゾ抵抗層が設けられたカンチレバー部を備える集積型
AFMセンサーにおいて、前記カンチレバー部の先端面
には、この先端面から突出し且つ尖鋭化された探針が設
けられている。
In order to achieve such an object, the present invention provides an integrated AFM sensor including a cantilever portion provided with a piezoresistive layer whose resistance value changes according to displacement. The tip of the cantilever portion is provided with a probe that protrudes from the tip and is sharpened.

【0013】[0013]

【作用】本発明の集積型AFMセンサーは、カンチレバ
ー部の先端面に尖鋭化した探針を備えているため、AF
M測定の際に縦方向・横方向ともに高い分解能を得るこ
とができる。また、探針はカンチレバー部の面から突出
しているため、試料との接触の心配も少なく、試料に対
してセンサーを平行に近い状態で配置できるため分解能
が向上する。
The integrated AFM sensor of the present invention has a sharpened probe on the tip surface of the cantilever portion.
It is possible to obtain high resolution in both the vertical and horizontal directions during M measurement. Further, since the probe protrudes from the surface of the cantilever portion, there is little fear of contact with the sample, and the sensor can be arranged in parallel to the sample, so that the resolution is improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例に係る集積型A
FM変位センサーについて説明する。なお、図1におい
て、(a)は側断面図、(b)は上面図、(c)は斜視
図である。
EXAMPLE An integrated type A according to a first example of the present invention will be described below.
The FM displacement sensor will be described. In FIG. 1, (a) is a side sectional view, (b) is a top view, and (c) is a perspective view.

【0015】図1に示すように、集積型AFMセンサー
10は、カンチレバー部12を備えている。カンチレバ
ー部12は、支持部16から延出した二本のビーム12
aと12bを有している。この二本のビーム12aと1
2bは先端で一体化して三角形状の自由端を形作り、こ
の自由端には先端が鋭く尖った探針14が設けられてい
る。このカンチレバー部12は、パッシベーション層2
4とピエゾ抵抗層22とシリコン層20とが積層され形
成されている。カンチレバー部12の固定端では、ピエ
ゾ抵抗層22に電気的に接続された電極18がコンタク
トホール26を介して設けられている。
As shown in FIG. 1, the integrated AFM sensor 10 has a cantilever portion 12. The cantilever portion 12 has two beams 12 extending from the support portion 16.
It has a and 12b. These two beams 12a and 1
2b is integrated at the tip to form a triangular free end, and a probe 14 having a sharp tip is provided at this free end. The cantilever portion 12 is formed by the passivation layer 2
4, the piezoresistive layer 22 and the silicon layer 20 are laminated and formed. At the fixed end of the cantilever portion 12, an electrode 18 electrically connected to the piezoresistive layer 22 is provided via a contact hole 26.

【0016】本発明の集積型AFMセンサーは、カンチ
レバー部12の自由端に探針14が設けられているた
め、縦方向のみならず横方向についても高い分解能を得
ることができる。また、前述した探針を設けていない従
来の集積型AFMセンサーでは、測定中にカンチレバー
部の先端以外が試料に接触しないように、センサーをか
なりの角度傾けて取付ける必要があったが、本発明の集
積型AFMセンサーでは、探針14がカンチレバー部1
2の面から突出しているため、その分接触の心配も少な
く、センサーを試料にほぼ平行に配置できるため分解能
が向上する。次に、上述した集積型AFMセンサー10
を組み込んだ原子間力顕微鏡について図2を参照して説
明する。
In the integrated AFM sensor of the present invention, since the probe 14 is provided at the free end of the cantilever portion 12, high resolution can be obtained not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. Further, in the conventional integrated type AFM sensor not provided with the above-mentioned probe, it was necessary to mount the sensor at a considerable angle so that the tip of the cantilever portion did not come into contact with the sample during measurement. In the integrated AFM sensor of, the probe 14 has the cantilever portion 1
Since it protrudes from the surface of No. 2, there is little concern about the contact, and the resolution can be improved because the sensor can be arranged almost parallel to the sample. Next, the integrated AFM sensor 10 described above
An atomic force microscope incorporating the above will be described with reference to FIG.

【0017】図2に示すように、集積型AFMセンサー
10は、固定治具32を介してチューブスキャナー30
に取り付けられる。カンチレバー部12の先端にある探
針14は、試料台36に載せた試料38の表面に近づけ
て配置され、スキャナーコントローラー34から印加さ
れる電圧に応じて変形するチューブスキャナー30によ
りXYZ方向に走査される。
As shown in FIG. 2, the integrated AFM sensor 10 includes a tube scanner 30 via a fixing jig 32.
Attached to. The probe 14 at the tip of the cantilever portion 12 is arranged close to the surface of the sample 38 placed on the sample table 36, and is scanned in the XYZ directions by the tube scanner 30 that is deformed according to the voltage applied from the scanner controller 34. It

【0018】変位測定回路40は電圧印加回路と電流検
出回路とを含み、この電圧印加回路はターミナル42と
コンタクトワイヤー44と電極18とを介して集積型A
FMセンサー10のエピゾ抵抗層22に電気的に接続さ
れ、所定の直流電圧を印加する。このとき流れる電流は
変位測定回路40の内部の電流検出回路で常に測定され
ている。探針14を走査する間、試料38の表面の凹凸
によりカンチレバー部12が変位すると、この変位に伴
ってピエゾ抵抗層22の抵抗率が変化するため、ピエゾ
抵抗層22を流れる電流が変化する。従って、変位測定
回路40の内部の電流検出回路で測定される電流値の変
化を検出することにより、カンチレバー部12の変位が
測定される。
The displacement measuring circuit 40 includes a voltage applying circuit and a current detecting circuit, and the voltage applying circuit includes an integrated type A through a terminal 42, a contact wire 44 and an electrode 18.
It is electrically connected to the epizoresistive layer 22 of the FM sensor 10 and applies a predetermined DC voltage. The current flowing at this time is constantly measured by the current detection circuit inside the displacement measuring circuit 40. When the cantilever portion 12 is displaced due to the unevenness of the surface of the sample 38 during scanning with the probe 14, the resistivity of the piezoresistive layer 22 changes with this displacement, so that the current flowing through the piezoresistive layer 22 changes. Therefore, the displacement of the cantilever portion 12 is measured by detecting the change in the current value measured by the current detection circuit inside the displacement measurement circuit 40.

【0019】カンチレバー部12の変位を示す変位測定
回路40の出力信号はコンピューター48に取り込ま
れ、コンピューター48はこの信号に基づいて、例えば
カンチレバー部12と試料38の間隔を一定に保つとい
った、スキャナーコントローラー34のデジタルフィー
ドバック制御を行なう。また、試料台36の粗動を行な
うようにステージコントローラー46が設けられてい
る。コンピューター48は、スキャナーコントローラー
34やステージコントローラー46の制御を行なうとと
もに、これらの制御信号と変位測定回路40の信号とに
基づいて画像処理を行なって試料38の観察像を構成し
モニター50に表示する。続いて、図1に示した集積型
AFMセンサーの製造方法について、図3ないし図6を
参照して説明する。
An output signal of the displacement measuring circuit 40 indicating the displacement of the cantilever portion 12 is taken into a computer 48, and the computer 48 uses the signal to keep the distance between the cantilever portion 12 and the sample 38 constant, for example, a scanner controller. Digital feedback control of 34 is performed. A stage controller 46 is provided so as to roughly move the sample table 36. The computer 48 controls the scanner controller 34 and the stage controller 46, performs image processing based on these control signals and the signal of the displacement measuring circuit 40, forms an observation image of the sample 38, and displays it on the monitor 50. .. Next, a method of manufacturing the integrated AFM sensor shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0020】まず、スタートウェハとして、SOI(Si
licon on Insulator)ウェハの一つであるシリコンの貼
り合わせウェハを用意する。このウェハの上側のシリコ
ン層56は、燐(P)をドープしたn型で20μmの厚
さを有している。また、酸化シリコンの分離層54の上
下のシリコン層52と56の面方位はともに(100)
方向となっている。このウェハを洗浄した後、拡散炉に
てSiO2 層58と60をウェハの上下に堆積により形
成する(図3(a))。
First, a SOI (Si
A silicon bonded wafer, which is one of the wafers, is prepared. The upper silicon layer 56 of this wafer is n-type doped with phosphorus (P) and has a thickness of 20 μm. The plane directions of the silicon layers 52 and 56 above and below the silicon oxide separation layer 54 are both (100).
It is the direction. After cleaning this wafer, SiO 2 layers 58 and 60 are formed on the upper and lower sides of the wafer by deposition in a diffusion furnace (FIG. 3A).

【0021】次に、上側のSiO2 層60をパターニン
グして矩形の開口を形成し、これをマスクにしてシリコ
ン層56をEDP(エチレン・ジアミン・ピロカテコー
ル・水)で異方性エッチングし、最も薄い部分の厚さが
3μm程度で斜面が(111)面の凹部62を形成する
(図3(b))。
Next, the upper SiO 2 layer 60 is patterned to form a rectangular opening, and the silicon layer 56 is anisotropically etched with EDP (ethylene diamine pyrocatechol water) using this as a mask. A concave portion 62 having a thickness of the thinnest portion of about 3 μm and an inclined surface of the (111) plane is formed (FIG. 3B).

【0022】続いて、ウェハの上下にあるSiO2 層5
8と60を一旦除去した後、ウェハの上下に100nm
厚のSiO2 層64と66を再度形成し、さらにイオン
インプランテーションにより上側のシリコン層56の表
面側にボロン(B)を1015ions/cm 2 程度の濃度で打
ち込んでピエゾ抵抗層68を形成する(図3(c))。
Then, the SiO 2 layers 5 on and under the wafer are formed.
After removing 8 and 60 once, 100nm above and below the wafer
Thick SiO 2 layers 64 and 66 are formed again, and boron (B) is added to the surface side of the upper silicon layer 56 by ion implantation at 10 15 ions / cm 2. The piezoresistive layer 68 is formed by implanting the piezoresistive layer 68 at a certain concentration (FIG. 3C).

【0023】次に、SiO2 層66の上に厚膜レジスト
70を10μmをコートし、凹部62の斜面を利用して
探針を形成するようにパターニングする。このときのレ
ジストのパターニング形状は、図6に示すように、シリ
コンの(110)方向に延びたものとなっている。ま
た、ウェハの下側のSiO2 層64に開口72を形成す
る(図3(d))。
Next, a thick film resist 70 is coated to a thickness of 10 μm on the SiO 2 layer 66 and patterned so as to form a probe using the slope of the recess 62. At this time, the patterning shape of the resist is such that it extends in the (110) direction of silicon as shown in FIG. Further, the opening 72 is formed in the SiO 2 layer 64 on the lower side of the wafer (FIG. 3D).

【0024】このレジスト70をマスクとして分離層5
4まで、SF6 +C2 BrF5 を用いて異方性プラズマ
ドライエッチングを行なってシリコン層56を完全に除
去する。続いてレジスト70を除去した後、その表面
に、パッシベーション用にSiO2 層74を堆積させる
(図4(a))。
The separation layer 5 is formed by using the resist 70 as a mask.
Up to 4, anisotropic plasma dry etching is performed using SF 6 + C 2 BrF 5 to completely remove the silicon layer 56. Then, after removing the resist 70, a SiO 2 layer 74 is deposited on the surface for passivation (FIG. 4A).

【0025】次に、ピエゾ抵抗層68から電極を取り出
すために、SiO2 層74と66にコンタクトホール7
6を開け(図4(b))、アルミニウムをスパッタリン
グにより堆積させて電極78を形成する(図4
(c))。
Next, in order to take out the electrodes from the piezoresistive layer 68, the contact holes 7 are formed in the SiO 2 layers 74 and 66.
6 is opened (FIG. 4B), and aluminum is deposited by sputtering to form an electrode 78 (FIG. 4).
(C)).

【0026】続いて、ウェハの上側でポリイミド80で
被覆し、開口72を設けたSiO2層64をマスクとし
て、分離層54に達するまでシリコン層52をEDPで
異方性エッチングする(図4(d))。
Then, the silicon layer 52 is anisotropically etched by EDP until reaching the separation layer 54, using the SiO 2 layer 64, which is covered with polyimide 80 on the upper side of the wafer and has the opening 72 as a mask, (see FIG. 4 ( d)).

【0027】最後に、図5に示すように、酸化シリコン
分離層54をバッファードフッ酸でエッチングして除去
するとともにポリイミド80を取り除くと、図1の集積
型AFMセンサーを得る。
Finally, as shown in FIG. 5, the silicon oxide separation layer 54 is removed by etching with buffered hydrofluoric acid and the polyimide 80 is removed to obtain the integrated AFM sensor of FIG.

【0028】次に、本発明の集積型AFMセンサーの別
の実施例を図7に示す。この集積型AFMセンサーは、
上述の実施例と同一のプロセスで作製した集積型AFM
センサーの探針に対して、FIB(Forcused Ion Beam
)装置を用いて加工して探針14の先端の形状をさら
に尖らせたものである。これにより、さらに高い分解能
でAFM測定を行なうことが可能となる。
Next, another embodiment of the integrated AFM sensor of the present invention is shown in FIG. This integrated AFM sensor
Integrated AFM manufactured by the same process as the above-mentioned embodiment
For the probe of the sensor, FIB (Forcused Ion Beam)
) The shape of the tip of the probe 14 is further sharpened by processing with a device. As a result, it becomes possible to perform AFM measurement with higher resolution.

【0029】また、本発明の集積型AFMセンサーのさ
らに別の実施例を図8に示す。本実施例では、ピエゾ抵
抗層にはヒ素(As)をインプランテーションして作製
したp型のシリコン層を使用するとともに、p型シリコ
ンは(100)方向に高いピエゾ係数を示すのでカンチ
レバー部12の延びる方向をこの方向に選ぶ。本実施例
の集積型AFMセンサーは、次に述べる二点を除いて、
上述の実施例と同一のプロセスで作製される。その1
は、図3(c)の工程において、ボロンではなくヒ素を
打ち込んでピエゾ抵抗層を作製する。その2は、図3
(d)の工程において、レジスト70を、図9に示すよ
うに、凹部62の対角線方向に延び、先端が凹部62の
角にかかるようにパターニングする。このように作製し
た集積型AFMセンサーでは、探針は凹部の角を利用し
て作製するため図示した形状になる。このように作製し
た本実施例の集積型AFMセンサーは、縦方向とも高い
分解能でのAFM測定が可能であった。以下、本発明の
第2の実施例に係る集積型AFMセンサーについて、図
10及び図11を参照して説明する。
Further, another embodiment of the integrated AFM sensor of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, a p-type silicon layer produced by implanting arsenic (As) is used for the piezoresistive layer, and since p-type silicon exhibits a high piezo coefficient in the (100) direction, Select the extending direction to this direction. The integrated AFM sensor of this embodiment has the following two points,
It is manufactured by the same process as the above-mentioned embodiment. Part 1
In the step of FIG. 3C, arsenic is implanted instead of boron to form a piezoresistive layer. The second is Figure 3
In the step (d), the resist 70 is patterned so as to extend in the diagonal direction of the concave portion 62 and the tip end thereof contacts the corner of the concave portion 62 as shown in FIG. In the integrated AFM sensor manufactured in this way, the probe has the shape shown in the figure because it is manufactured by utilizing the corners of the recess. The integrated AFM sensor of this example manufactured in this way was capable of AFM measurement with high resolution in both the vertical and vertical directions. An integrated AFM sensor according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 10 and 11.

【0030】図10に示すように、本実施例の集積型A
FMセンサーは、原子間力顕微鏡(図示しなし)に取り
付け可能に構成された支持部21と、この支持部21か
ら延出した例えば窒化シリコン製のカンチレバー部23
と、このカンチレバー部23の先端部23aに設けられ
たシリコン製の探針25と、支持部21からカンチレバ
ー部23の先端部23aを経由して略U字状に配置さ
れ、カンチレバー部23の変位に対応してその抵抗値が
変化する抵抗層27と、この抵抗層27に所定の電圧を
印加させる電極部29とを備えている。なお、抵抗層2
7は、ボロン(B)がドープされたシリコンから成る。
As shown in FIG. 10, the integrated type A of this embodiment is used.
The FM sensor includes a supporting portion 21 configured to be attachable to an atomic force microscope (not shown), and a cantilever portion 23 made of, for example, silicon nitride and extending from the supporting portion 21.
And a silicon probe 25 provided on the tip portion 23a of the cantilever portion 23, and a substantially U-shaped arrangement from the support portion 21 via the tip portion 23a of the cantilever portion 23. A resistance layer 27 whose resistance value changes in accordance with the above, and an electrode portion 29 for applying a predetermined voltage to the resistance layer 27 are provided. The resistance layer 2
7 is made of silicon doped with boron (B).

【0031】探針25は、三角錐形状、即ち、四面体形
状を成しており、その尖鋭度が、従来のものに比べて極
めて高く規定されているため、測定の高分解能化が図ら
れている。
The probe 25 has a triangular pyramid shape, that is, a tetrahedron shape, and the sharpness thereof is regulated to be extremely higher than that of the conventional one, so that high resolution measurement can be achieved. ing.

【0032】次に、このような構成を有する本実施例の
集積型AFMセンサーの作製方法について図11を参照
して説明する。なお、同図の左右方向は、方位(11
0)とする。
Next, a method of manufacturing the integrated AFM sensor of this embodiment having such a structure will be described with reference to FIG. The left-right direction in the figure is the azimuth (11
0).

【0033】まず、スタートウェハとしてシリコンウェ
ハ31を用意して、このシリコンウェハ31の表面から
ボロン(B;1020イオン/cm3 以上の濃度)をドー
ピングして厚さ1μmの抵抗層27を形成する(図11
(a)参照)。
First, a silicon wafer 31 is prepared as a start wafer, and boron (B; 10 20 ions / cm 3) is applied from the surface of the silicon wafer 31. The resistance layer 27 having a thickness of 1 μm is formed by doping the above concentration (FIG. 11).
(See (a)).

【0034】次に、抵抗層27にドライエッチングを施
して(同(b)参照)、同(c)に示すような形状にパ
ターニングする。この結果、図10(a)に示された抵
抗層27の輪郭が形成される。
Next, the resistance layer 27 is subjected to dry etching (see (b)) and patterned into a shape as shown in (c). As a result, the contour of the resistance layer 27 shown in FIG. 10A is formed.

【0035】このように抵抗層27が形成されたシリコ
ンウェハ31側の表面にLP−CVD法によって窒化シ
リコン層33を厚さ1μm堆積させた後(同(d)参
照)、ドライエッチングを施して、同(e)及び(f)
に示すように、窒化シリコン層33及びシリコンウェハ
31の一部を除去して、カンチレバー部23(図10
(a)参照)の輪郭を形成する。このように除去した部
分の深さY(同(e)参照)は、5μmである。探針2
5(図10参照)の長さは、かかる深さYによって決定
されるため、長い探針を必要とする場合には、更に、エ
ッチングを進める必要がある。なお、同(f)には、説
明の都合上、窒化シリコン層33が除去された状態が示
されている。
A silicon nitride layer 33 having a thickness of 1 μm is deposited by LP-CVD on the surface of the silicon wafer 31 side on which the resistance layer 27 is thus formed (see (d)), and then dry etching is performed. , The same (e) and (f)
As shown in FIG. 10, the silicon nitride layer 33 and the silicon wafer 31 are partially removed to remove the cantilever portion 23 (see FIG.
(See (a)). The depth Y of the portion thus removed (see (e) in the above) is 5 μm. Probe 2
Since the length of 5 (see FIG. 10) is determined by the depth Y, when a long probe is required, it is necessary to further advance etching. For convenience of explanation, the state (f) shows the state in which the silicon nitride layer 33 is removed.

【0036】同(f)に示すように、エッチングされて
カンチレバー形状に残留した部分の先端Aは、三角形状
を成しており、かかる残留部分の長さBは、250μm
になっている。なお、このように残留した部分(符号B
で示された範囲の部分)で構成されるカンチレバー部2
3(図10(a)参照)は、通常、ばね定数が0.01
〜10N/m程度となるように、その長さBは、100
μm〜500μm程度に設計されるが、窒化シリコン層
33(同(e)参照)の厚みに対応して更に長く設計す
ることも可能である。
As shown in (f), the tip A of the etched and remaining cantilever shape has a triangular shape, and the length B of the remaining portion is 250 μm.
It has become. Note that the remaining portion (reference B
2) Cantilever part 2 composed of
3 (see FIG. 10A) usually has a spring constant of 0.01.
The length B is 100 so that it becomes about 10 N / m.
The thickness is designed to be about μm to 500 μm, but it may be designed to be longer depending on the thickness of the silicon nitride layer 33 (see (e) in the figure).

【0037】次に、このように加工されたシリコンウェ
ハ31を熱拡散炉中において950℃まで加熱して、同
(e)に示すプロセスにおいて露出したシリコン面35
を酸化させて酸化シリコン膜37を形成する(同(g)
参照)。
Next, the silicon wafer 31 thus processed is heated to 950 ° C. in a thermal diffusion furnace to expose the silicon surface 35 exposed in the process shown in FIG.
Are oxidized to form a silicon oxide film 37 (the same (g)
reference).

【0038】この後、ダイシングソーによって予め片面
に溝39が形成されたパイレックスガラス(コーニング
#7740)41を窒化シリコン層33上に陽極接合す
る(同(h)参照)。この接合後、再び、ダイシングソ
ーによりパイレックスガラス41を同(i)に示すよう
な形状に加工する。
After that, a Pyrex glass (Corning # 7740) 41 having a groove 39 formed on one surface in advance is anodically bonded onto the silicon nitride layer 33 by a dicing saw (see (h)). After this bonding, the Pyrex glass 41 is processed again into a shape as shown in (i) by a dicing saw.

【0039】更に、シリコンウェハ31を水酸化カリウ
ム水溶液に浸漬させて、この部分にエッチングを施す。
かかるエッチングは、抵抗層27の無い部分では、窒化
シリコン層33を残した状態で停止し、抵抗層27の在
る部分では、エッチング停止層として機能する抵抗層2
7のうち、濃度が1020イオン/cm3 程度の所で停止
する。酸化シリコン膜37が形成された部分のシリコン
ウェハ31は、酸化シリコン膜37が一面を被った状態
で四面体形状に加工される(同(i)参照)。このよう
に四面体形状に加工された部分43が後のプロセスを経
て探針25(図10参照)となる。なお、符号43で示
された部分の一つの斜面43aは、その面方位が(11
1)となっている。
Further, the silicon wafer 31 is dipped in an aqueous potassium hydroxide solution, and this portion is etched.
The etching is stopped in a portion where the resistance layer 27 is not present while leaving the silicon nitride layer 33, and in the portion where the resistance layer 27 is present, the resistance layer 2 functioning as an etching stop layer.
Out of 7, the concentration is 10 20 ions / cm 3 Stop at some point. The silicon wafer 31 at the portion where the silicon oxide film 37 is formed is processed into a tetrahedral shape with the silicon oxide film 37 covering one surface (see (i)). The portion 43 thus processed into the tetrahedron shape becomes the probe 25 (see FIG. 10) through the subsequent process. One of the slopes 43a indicated by the reference numeral 43 has a surface orientation of (11
1).

【0040】この後、符号43で示された部分を残して
フッ酸で酸化シリコン膜37にエッチングを施す。この
結果、窒化シリコン層33の先端に探針25が形成され
る(同(j)参照)。最後に、抵抗層27の基端部に夫
々アルミニウム製の電極部29を加工する。なお、保護
層として酸化シリコン膜等を表面に形成してもよい。
After that, the silicon oxide film 37 is etched with hydrofluoric acid, leaving the portion indicated by the reference numeral 43. As a result, the probe 25 is formed at the tip of the silicon nitride layer 33 (see (j)). Finally, the aluminum electrode portions 29 are processed on the base end portions of the resistance layers 27, respectively. Note that a silicon oxide film or the like may be formed on the surface as a protective layer.

【0041】この結果、図10に示されたような集積型
AFMセンサーが形成される(同(k)参照)。なお、
上記プロセスを経て残留したパイレックスガラス41
は、支持部21(図10参照)として機能することにな
る。
As a result, the integrated AFM sensor as shown in FIG. 10 is formed (see (k) in FIG. 10). In addition,
Pyrex glass 41 remaining after the above process
Will function as the support portion 21 (see FIG. 10).

【0042】このように本実施例の集積型AFMセンサ
ーは、図11(h)のプロセスで示された貼り合わせ技
術(陽極接合法)が適用されて支持部21が形成される
ため、センサー全体をシリコンで作製した従来の作製方
法に比べて簡単に作製することができる。
As described above, in the integrated AFM sensor of this embodiment, the bonding technique (anodic bonding method) shown in the process of FIG. Can be manufactured more easily than the conventional manufacturing method using silicon.

【0043】即ち、半導体ICプロセスは、シリコンウ
ェハの表面を加工するプロセスであることから、カンチ
レバー部23を作製するには非常に適した方法である。
しかし、支持部21を作製する場合には、必ずしも適当
な方法とは言えない。そこで、本実施例では、陽極接合
法が適用され、窒化シリコン層33と後のプロセスを経
て支持部21に加工されるべきパイレックスガラス41
とを貼り合わせるプロセスを設けることによって、作製
プロセスの簡略化が図られている。
That is, since the semiconductor IC process is a process for processing the surface of a silicon wafer, it is a very suitable method for producing the cantilever portion 23.
However, it cannot be said that this is an appropriate method for manufacturing the support portion 21. Therefore, in the present embodiment, the anodic bonding method is applied, and the Pyrex glass 41 to be processed into the supporting portion 21 through the silicon nitride layer 33 and the subsequent process.
The manufacturing process is simplified by providing a process for bonding and.

【0044】更に、従来では、カンチレバー部を形成す
るために、シリコンウェハの下側からウェハを貫通する
ように水酸化カリウム水溶液等でエッチングが行われて
いたが、図11(i)のプロセスでは、ドーピングされ
たボロンの濃度が1020イオン/cm3 程度の抵抗層2
7をエッチング停止層として併用したことによって、作
製プロセスの簡略化が図られている。
Further, in the past, in order to form the cantilever portion, etching was carried out with a potassium hydroxide aqueous solution or the like so as to penetrate the wafer from the lower side, but in the process of FIG. 11 (i). , The concentration of doped boron is 10 20 ions / cm 3 Resistance layer 2
By using 7 as the etching stop layer, the manufacturing process is simplified.

【0045】更に、探針25も、支持部21及びカンチ
レバー部23の作製プロセス内で同時に作製することが
できるため、作製プロセスの簡略化が図られている。し
かも、かかるプロセスにおいてカンチレバー部23の先
端23aに、自己整合により四面体形状に形成された探
針25は、その頂点で3つの稜が交差するように構成さ
れているため、一般的に使用されている探針と比べて極
めて尖鋭化させることができる。AFM測定における分
解能は、探針の尖鋭度に対応しており、この点、かかる
探針25が適用された本実施例の集積型AFMセンサー
は、高い分解能でAFM測定を行うことが可能となる。
Further, since the probe 25 can be manufactured at the same time in the manufacturing process of the support portion 21 and the cantilever portion 23, the manufacturing process is simplified. Moreover, in this process, the tip 25a of the cantilever portion 23, which is formed into a tetrahedral shape by self-alignment, is configured to have three ridges intersecting at its apex, and thus is generally used. It can be made extremely sharp as compared with the existing probe. The resolution in the AFM measurement corresponds to the sharpness of the probe, and in this respect, the integrated AFM sensor of this embodiment to which the probe 25 is applied can perform the AFM measurement with high resolution. ..

【0046】また、支持部21とカンチレバー部23と
のアライメント精度は、数μmと極めて小さい最適な値
に納まめることができるため、厚み及び長さのばらつき
がなくなり、所望の設計通りのカンチレバー部23を有
する集積型AFMセンサーを提供することができる。
Further, since the alignment accuracy between the support portion 21 and the cantilever portion 23 can be set to an extremely small optimum value of several μm, there is no variation in thickness and length, and the cantilever according to a desired design is obtained. An integrated AFM sensor having the section 23 can be provided.

【0047】なお、上述した実施例では、最後のプロセ
スにおいて電極部29を形成しているが、陽極接合前、
窒化シリコン層33にコンタクトホールを開け、金属を
堆積して抵抗層27に接続される電極を形成した後、予
め金属が堆積あるいはパターニングされたパイレックス
ガラス41を使用して、陽極接合と同時に抵抗層27と
電気的に接続させるようなプロセスを適用することもで
きる。
Although the electrode portion 29 is formed in the last process in the above-mentioned embodiment, before the anodic bonding,
After forming a contact hole in the silicon nitride layer 33 and depositing a metal to form an electrode connected to the resistance layer 27, a Pyrex glass 41 on which a metal is previously deposited or patterned is used to simultaneously perform anodic bonding and the resistance layer. It is also possible to apply a process of electrically connecting with 27.

【0048】以下、本発明の第3の実施例に係る集積型
AFMセンサーについて、図12を参照して説明する。
なお、本実施例の説明に際し、第2の実施例と同一の構
成には、同一符号を付してその説明を省略する。
An integrated AFM sensor according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the description of this embodiment, the same components as those in the second embodiment will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0049】本実施例の集積型AFMセンサーは、AF
M測定のほか、STM又はSCaM、あるいは、これら
と同時にLFM測定(Lateral Force Microscopy)を行う
ことができるように構成されている。
The integrated AFM sensor of this embodiment is
In addition to M measurement, STM or SCaM, or LFM measurement (Lateral Force Microscopy) can be performed at the same time.

【0050】図12に示すように、第1の実施例との構
成上の差異は、スタートウェハとしてP型のウェハを適
用した点と、複数系統の第1ないし第3の抵抗層45、
47、49を適用した点にある。また、P型ウェハを適
用したことにより探針25自身も導電性を有する。これ
は、スタートウェハとしてP型のウェハを適用した点の
ほかに、ボロンをドーピングしたときにできる濃度分布
が、探針25の部分においても十分な濃度を有している
からである。
As shown in FIG. 12, the structural difference from the first embodiment is that a P-type wafer is used as a start wafer, and that a plurality of systems of first to third resistance layers 45,
47 and 49 are applied. Further, since the P-type wafer is applied, the probe 25 itself has conductivity. This is because, in addition to the point where a P-type wafer is used as the start wafer, the concentration distribution formed when boron is doped has a sufficient concentration even at the probe 25 portion.

【0051】本実施例では、四面体形状の探針25は、
カンチレバー部23の中央部に沿って先端部23aまで
延出して形成された第1の抵抗層45上に堆積され、電
気的に接続されている。この第1の抵抗層45及び探針
25を作用させることによって、STM測定等が行われ
る。また、第1の抵抗層45の両側に、夫々、カンチレ
バー部23の先端部23aを経由して形成された第2及
び第3の抵抗層47、49は、カンチレバー部23の長
手軸に対して対称的に構成されており、LFM測定等に
供される。
In this embodiment, the tetrahedral probe 25 is
It is deposited on the first resistance layer 45 extending along the central portion of the cantilever portion 23 to the tip portion 23a and electrically connected. By operating the first resistance layer 45 and the probe 25, STM measurement or the like is performed. Further, the second and third resistance layers 47 and 49 formed on both sides of the first resistance layer 45 via the tip portion 23 a of the cantilever portion 23, respectively, are arranged with respect to the longitudinal axis of the cantilever portion 23. It is configured symmetrically and is used for LFM measurement and the like.

【0052】このような構成を有する集積型AFMセン
サーは、第1ないし第3の抵抗層45、47、49のパ
ターニング方法を除いて、他の作製方法及び作用・効果
は、第2の実施例と同様であるため、その説明は省略す
る。
The integrated AFM sensor having such a structure is the same as that of the second embodiment except for the method of patterning the first to third resistance layers 45, 47 and 49, and the other manufacturing method. Since it is similar to the above, the description thereof will be omitted.

【0053】本実施例の集積型AFMセンサーは、第1
ないし第3の抵抗層45、47、49を適用したことに
よって、STM測定又はSCaM測定、あるいは、これ
らと同時にLFM測定を適宜選択的に行うことができ
る。
The integrated AFM sensor of the present embodiment is the first
By applying the third resistance layers 45, 47, and 49, STM measurement or SCaM measurement, or LFM measurement simultaneously with these, can be selectively performed as appropriate.

【0054】なお、本発明は、上述した実施例の構成に
限定されることはなく、例えば、カンチレバー部23の
表面にカンチレバー部の歪み信号を計測する抵抗層を配
置し、裏面に他の信号を計測する他の抵抗層を配置し
て、抵抗層相互間における信号干渉を防止させるように
構成することも可能である。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, a resistance layer for measuring the strain signal of the cantilever portion is arranged on the front surface of the cantilever portion 23, and another signal is arranged on the rear surface. It is also possible to dispose another resistance layer for measuring the above-mentioned condition so as to prevent signal interference between the resistance layers.

【0055】以下、本発明の第4の実施例に係る集積型
AFMセンサーについて、図13及び図14を参照して
説明する。なお、本実施例の説明に際し、上述した実施
例と同一の構成には同一符号を付してその説明を省略す
る。
An integrated AFM sensor according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 13 and 14. In the description of this embodiment, the same components as those in the above-described embodiment will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0056】図13に示すように、本実施例の集積型A
FMセンサーは、カンチレバー部23の表面に形成され
た第1ないし第3の抵抗層55、57、59(図14
(c)参照)から成る抵抗層群61と、その裏面に形成
された第4の抵抗層71とを備えている。探針25は、
カンチレバー部23の先端部23aの第2の抵抗層57
上に形成されている。また、第1ないし第4の抵抗層5
5、57、59は、夫々、その基端部に電極部29が形
成されており、外部回路(図示しない)と電気的に接続
可能に構成されている。次に、このような構成を有する
本実施例の集積型AFMセンサーの作製方法について図
14を参照して説明する。
As shown in FIG. 13, the integrated type A of this embodiment
The FM sensor includes first to third resistance layers 55, 57, 59 (FIG. 14) formed on the surface of the cantilever portion 23.
(See (c)), and a fourth resistance layer 71 formed on the back surface of the resistance layer group 61. The probe 25 is
The second resistance layer 57 of the tip portion 23a of the cantilever portion 23.
Formed on. In addition, the first to fourth resistance layers 5
Each of the electrodes 57, 57, and 59 has an electrode portion 29 formed at the base end portion thereof, and is configured to be electrically connectable to an external circuit (not shown). Next, a method of manufacturing the integrated AFM sensor of this embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.

【0057】まず、スタートウェハとして2枚のP型シ
リコンウェハ51、51aを用意して、これらシリコン
ウェハ51、51aの表面からボロンを高濃度にドーピ
ングして厚さ1μmのボロンドープ層53を形成する
(図14(a)参照)。なお、同(a)から同(f)に
は、一方のシリコンウェハ51のみが示されている。
First, two P-type silicon wafers 51 and 51a are prepared as starting wafers, and boron is doped at a high concentration from the surfaces of these silicon wafers 51 and 51a to form a boron-doped layer 53 having a thickness of 1 μm. (See FIG. 14A). Note that only one silicon wafer 51 is shown in the same (a) to (f).

【0058】次に、その一方のシリコンウェハ51のボ
ロンドープ層53にドライエッチングを施して(同
(b)参照)、同(c)に示すような形状にパターニン
グする。この結果、シリコンウェハ51上には、カンチ
レバー部23の変位を測定するための第1ないし第3の
抵抗層55、57、59から成る抵抗層群61が形成さ
れる。
Next, the boron-doped layer 53 of the one silicon wafer 51 is dry-etched (see (b)) and patterned into a shape as shown in (c). As a result, a resistance layer group 61 including first to third resistance layers 55, 57 and 59 for measuring the displacement of the cantilever portion 23 is formed on the silicon wafer 51.

【0059】このように抵抗層群61が形成されたシリ
コンウェハ51側の表面にLP−CVD法によって窒化
シリコン層63を厚さ1μm堆積させた後(同(d)参
照)、フォトリソグラフィー法によって窒化シリコン層
63の基端部側を一部除去して、同(f)に示すような
形状に電極部用の穴65を形成する(同(e)参照)。
A silicon nitride layer 63 having a thickness of 1 μm is deposited by LP-CVD on the surface of the silicon wafer 51 side on which the resistance layer group 61 is formed as described above (see (d)), and then by photolithography. A part of the base end side of the silicon nitride layer 63 is removed, and a hole 65 for an electrode part is formed in a shape as shown in (f) (see (e)).

【0060】次に、かかるシリコンウェハ51に対して
先端部23a(図13参照)が三角形のカンチレバー部
23(図13参照)の輪郭を形成すべく、同(f)に示
すような輪郭になるように、窒化シリコン層63及びそ
の下側のシリコンウェハ51をエッチングして所定の深
さまで削り取る(同(e)、(f)参照)。具体的に
は、同(e)、(f)に示すように、削り取られて形成
された溝部67の深さY(同(e)参照)は、抵抗層群
61の下面から5μmである。
Next, in order to form the contour of the triangular cantilever portion 23 (see FIG. 13) at the tip portion 23a (see FIG. 13) on the silicon wafer 51, the contour as shown in FIG. As described above, the silicon nitride layer 63 and the silicon wafer 51 below the silicon nitride layer 63 are etched and removed to a predetermined depth (see (e) and (f)). Specifically, as shown in (e) and (f), the depth Y (see (e)) of the groove portion 67 formed by scraping is 5 μm from the lower surface of the resistance layer group 61.

【0061】この後、熱拡散炉中において酸化処理を施
すことによって、溝部67内面に露出したシリコン面に
酸化シリコン膜69を形成する(同(e)、(f)参
照)。なお、同(f)には、説明の都合上、窒化シリコ
ン層63が除去された状態が示されている。
After that, an oxidation treatment is performed in a thermal diffusion furnace to form a silicon oxide film 69 on the silicon surface exposed inside the groove 67 (see (e) and (f)). For convenience of explanation, the state (f) shows a state in which the silicon nitride layer 63 is removed.

【0062】次に、同(a)のプロセスでボロンドープ
層53が形成された他のシリコンウェハ51aを用意し
て、同(g)に示すような輪郭にボロンドープ層53を
パターニングし、第4の抵抗層71を形成する。次に、
同(h)に示すように、2枚のシリコンウェハ51、5
1aを夫々加工面どうしを対面させて互いに接合する。
Next, another silicon wafer 51a on which the boron-doped layer 53 is formed by the process of (a) is prepared, and the boron-doped layer 53 is patterned into the contour as shown in (g). The resistance layer 71 is formed. next,
As shown in (h) of FIG.
1a are joined to each other with their processed surfaces facing each other.

【0063】この後、シリコンウェハ51aの未加工面
を酸化処理して酸化シリコン膜73(同(i)参照)を
形成し、パターニングを施した後、このシリコンウェハ
51aが支持部21(図4参照)の形状に残留するよう
に、2枚のシリコンウェハ51、51aに対してエチレ
ン・ジアミン・ピロカテコール水を用いて湿式異方性エ
ッチングを施し、更に、残留した酸化シリコン膜69を
フッ酸で除去することによって、同(i)に示すような
形状に加工する。
Thereafter, the unprocessed surface of the silicon wafer 51a is oxidized to form a silicon oxide film 73 (see (i)), and after patterning, the silicon wafer 51a is supported by the supporting portion 21 (see FIG. 4). Wet etching is performed on the two silicon wafers 51 and 51a using ethylenediamine-pyrocatechol water so that the remaining silicon oxide film 69 is left in the shape of FIG. By removing in step (i), it is processed into a shape as shown in (i).

【0064】同(i)に示すように、シリコンウェハ5
1aが支持部21形状に残留し、この支持部21(図1
3参照)から図中右側に延出して形成されたカンチレバ
ー部23は、窒化シリコン層63の両面に抵抗層群61
と第4の抵抗層71とを備えて構成される。なお、探針
25は、抵抗層群61の構成である第2の抵抗層57
(同(c)参照)の先端上に電気的に接続した状態で形
成される。最後に、第1ないし第3の抵抗層55、5
7、59の基端部側上面及び穴65を介して第4の抵抗
層71上に夫々電極部29を形成する(同(j)参
照)。
As shown in (i), the silicon wafer 5
1a remains in the shape of the support portion 21 and the support portion 21 (see FIG.
3) to the right side in the figure, the cantilever portion 23 is formed on both sides of the silicon nitride layer 63.
And a fourth resistance layer 71. The probe 25 has a second resistance layer 57 which is a configuration of the resistance layer group 61.
(Refer to the same (c)) It is formed in the state electrically connected on the tip. Finally, the first to third resistance layers 55, 5
The electrode portions 29 are formed on the fourth resistance layer 71 via the upper surfaces of the base portions 7 and 59 on the base end side and the holes 65 (see (j)).

【0065】このように作製された本実施例の集積型A
FMセンサーに適用されたカンチレバー部23は、第1
ないし第3の抵抗層55、57、59から成る抵抗層群
61と第4の抵抗層71とを窒化シリコン層63の両面
に配置して構成されているため、カンチレバー部23の
一面内での抵抗層のパターニングを簡素化でき、カンチ
レバー部23の幅を細くすることが可能となる。このこ
とは、集積型AFMセンサーの感度を向上させる結果と
なる。具体的には、短冊型のカンチレバーのばね定数
は、カンチレバーの幅に比例する。従って、抵抗層の簡
素化によって幅が狭められた本実施例の集積型AFMセ
ンサーのばね定数もその分小さくなり、微弱な力に対す
る感度が向上することが分かる。
The integrated type A of this embodiment produced in this way
The cantilever portion 23 applied to the FM sensor is the first
Since the resistance layer group 61 including the third resistance layers 55, 57, and 59 and the fourth resistance layer 71 are arranged on both surfaces of the silicon nitride layer 63, the cantilever portion 23 has one surface. The patterning of the resistance layer can be simplified, and the width of the cantilever portion 23 can be reduced. This results in improved sensitivity of the integrated AFM sensor. Specifically, the spring constant of the strip-shaped cantilever is proportional to the width of the cantilever. Therefore, it can be seen that the spring constant of the integrated AFM sensor of the present embodiment whose width is narrowed by simplifying the resistance layer is also reduced accordingly, and the sensitivity to a weak force is improved.

【0066】また、窒化シリコン層63の両面に抵抗層
(61、71)を設けることによって、これら抵抗層
(61、71)の間の洩れ電流を極めて少なくすること
が可能となり、結果、高感度化が達成される。
Further, by providing the resistance layers (61, 71) on both surfaces of the silicon nitride layer 63, the leakage current between the resistance layers (61, 71) can be extremely reduced, resulting in high sensitivity. Is achieved.

【0067】更に、本実施例に適用されたカンチレバー
部23には、探針25が接続される第2の抵抗層57の
両側にガード電極として機能する第1及び第3の抵抗層
55、59が形成されている(同(c)参照)。この結
果、例えば、STM測定において、探針25と測定試料
(図示しない)とを含む回路を構成して、カンチレバー
部23の受ける力以外の信号を検出する場合でも、ガー
ド電極によって外乱ノイズによる影響が軽減され、高精
度な測定を行うことができる。
Further, in the cantilever portion 23 applied to this embodiment, first and third resistance layers 55 and 59 functioning as guard electrodes on both sides of the second resistance layer 57 to which the probe 25 is connected. Are formed (see the same (c)). As a result, for example, in STM measurement, even when a circuit including the probe 25 and a measurement sample (not shown) is configured to detect a signal other than the force received by the cantilever portion 23, the influence of disturbance noise by the guard electrode is obtained. Is reduced, and highly accurate measurement can be performed.

【0068】以下、本発明の第5の実施例に係る集積型
AFMセンサーについて、図15及び図16を参照して
説明する。なお、本実施例に適用された集積型AFMセ
ンサー75の構成は、上述した各実施例の構成と同一で
あるため、その構成・作用・効果についての説明は省略
する。
An integrated AFM sensor according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 15 and 16. Since the configuration of the integrated AFM sensor 75 applied to this embodiment is the same as that of each of the above-described embodiments, the description of the configuration, action, and effect will be omitted.

【0069】図15に示すように、本実施例の集積型A
FMセンサー75は、AFM測定系70に組み込まれて
おり、基端部が中空円筒状のチューブスキャナ77に接
続されたホルダ79の先端部に固定され、且つ、AFM
信号の他、複数の信号が検出できるように、対応する第
1及び第2の信号検出回路81、83に電気的に接続さ
れている。なお、ホルダ79は、その長手軸がチューブ
スキャナ77の軸に平行となるように、チューブスキャ
ナ77に接続されており、このホルダ79の先端部に固
定された集積型AFMセンサー75は、その軸方向(カ
ンチレバー部23の軸方向)がホルダ79の長手軸に平
行になるように構成されている。従って、本実施例の集
積型AFMセンサー75の軸は、チューブスキャナ77
の軸とは互いに平行に規定されている。既に図2により
本発明の集積型AFMセンサを使用してAFM測定を行
う装置構成は示したが、この点が図2の装置と異なる。
As shown in FIG. 15, the integrated type A of this embodiment is used.
The FM sensor 75 is incorporated in the AFM measurement system 70, and has a base end fixed to a tip end of a holder 79 connected to a tube scanner 77 having a hollow cylindrical shape, and the AFM.
In addition to signals, a plurality of signals are electrically connected to the corresponding first and second signal detection circuits 81 and 83 so that a plurality of signals can be detected. The holder 79 is connected to the tube scanner 77 so that its longitudinal axis is parallel to the axis of the tube scanner 77, and the integrated AFM sensor 75 fixed to the tip of the holder 79 has its axis. The direction (axial direction of the cantilever portion 23) is configured to be parallel to the longitudinal axis of the holder 79. Therefore, the axis of the integrated AFM sensor 75 of this embodiment is the tube scanner 77.
Are defined to be parallel to each other. Although the device configuration for performing the AFM measurement using the integrated AFM sensor of the present invention has already been shown in FIG. 2, this point is different from the device shown in FIG.

【0070】このような集積型AFMセンサー75を介
して第1及び第2の信号検出回路81、83によって検
出され又は処理された信号は、サーボコントローラ85
に出力される。サーボコントローラ85は、集積型AF
Mセンサー75の探針25(図10ないし図14参照)
と測定試料表面87との間の物理量を一定に維持させる
ように、受信した信号に所定の演算を施して得られたフ
ィードバック信号をスキャナドライバ89に出力すると
共に、受信した信号を基にして集積型AFMセンサー7
5と測定試料表面87との相対的な位置変化を作表化す
るように、コンピュータ91に出力する機能を有する。
The signals detected or processed by the first and second signal detection circuits 81 and 83 via the integrated AFM sensor 75 are processed by the servo controller 85.
Is output to. The servo controller 85 is an integrated AF
The probe 25 of the M sensor 75 (see FIGS. 10 to 14)
A feedback signal obtained by performing a predetermined calculation on the received signal is output to the scanner driver 89 so as to maintain a constant physical quantity between the measurement sample surface 87 and the measurement sample surface 87, and integrated based on the received signal. Type AFM sensor 7
5 has a function of outputting to the computer 91 so as to tabulate the relative position change between the measurement sample surface 5 and the measurement sample surface 87.

【0071】スキャナドライバ89は、受信したフィー
ドバック信号に基づいて、チューブスキャナ77の外周
面に一定間隔で設けられた調整部93を介してチューブ
スキャナ77を所定量だけ微動させて、集積型AFMセ
ンサー75の探針25を測定試料表面87に対して図中
S方向に制御可能に構成されている。
Based on the received feedback signal, the scanner driver 89 finely moves the tube scanner 77 by a predetermined amount via the adjusting section 93 provided at a constant interval on the outer peripheral surface of the tube scanner 77, and the integrated AFM sensor. The probe 25 of 75 can be controlled with respect to the surface 87 of the measurement sample in the S direction in the figure.

【0072】このように構成されたAFM測定系70
は、例えば、図16に示すように、チューブスキャナ固
定台95に固定されて使用される。このチューブスキャ
ナ固定台95は、三点支持用ボール97を介して測定試
料表面87上に直接載置され、この結果、スタンドアロ
ン型のAFMが構成されている。
The AFM measuring system 70 thus configured
Is used by being fixed to a tube scanner fixing base 95 as shown in FIG. 16, for example. The tube scanner fixing base 95 is directly placed on the measurement sample surface 87 via the three-point supporting balls 97, and as a result, a stand-alone type AFM is configured.

【0073】また、チューブスキャナ固定台95には、
三点支持用ボール97と接続された摘みねじ99が取り
付けられており、この摘みねじ99を操作することによ
って、探針25と測定試料面87との間の距離をチュー
ブスキャナ77で調整できる限界まで制御可能に構成さ
れている。
Further, the tube scanner fixing base 95 has
A knob screw 99 connected to the three-point support ball 97 is attached. By operating the knob screw 99, the distance between the probe 25 and the measurement sample surface 87 can be adjusted by the tube scanner 77. It is configured to be controllable up to.

【0074】また、チューブスキャナ77の軸方向に貫
通して形成された円筒状穴77a(図15参照)には、
CCDカメラ101が取り付けられた側視型硬性鏡部1
03が挿通されており、測定試料表面87のうち、集積
型AFMセンサー75で測定する部位(F)をディスプ
レイ105を介して光学的に観察できるように構成され
ている。なお、チューブスキャナ77は、側視型硬性鏡
部103から独立して組み立てられており、AFM測定
において側視型硬性鏡部103からの振動を直接受けな
いように構成されている。
Further, in the cylindrical hole 77a (see FIG. 15) formed through the tube scanner 77 in the axial direction,
Side-viewing rigid endoscope unit 1 with CCD camera 101 attached
03 is inserted, and the part (F) of the measurement sample surface 87 to be measured by the integrated AFM sensor 75 can be optically observed through the display 105. The tube scanner 77 is assembled independently of the side-viewing rigid endoscope section 103, and is constructed so as not to be directly subjected to vibrations from the side-viewing rigid endoscope section 103 in AFM measurement.

【0075】このようにAFM測定系70と組み合わさ
れた本実施例の集積型AFMセンサー75は、その軸が
チューブスキャナ77の軸方向と平行になるような、横
に伸びた横長のAFMを構成している。このため、特
に、ガラス配管等のパイプ内部を高精度に測定すること
が可能となる。
The integrated AFM sensor 75 of this embodiment combined with the AFM measuring system 70 in this way constitutes a laterally elongated AFM whose axis is parallel to the axial direction of the tube scanner 77. is doing. Therefore, in particular, it becomes possible to measure the inside of a pipe such as a glass pipe with high accuracy.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の集積型AFMセンサには、カン
チレバー部の先端面に尖鋭化した探針が突出して設けら
れているので、AFM測定時、縦及び横方向に高い空間
分解能を得ることができる。また、集積型AFMセンサ
を測定試料に対してわずかに傾斜させるだけで、探針以
外の部分が試料表面に接触することがなくなるため、接
触による像の乱れを防止でき、好良な画像を得ることが
できる。
In the integrated AFM sensor of the present invention, the sharpened probe is provided so as to project from the tip surface of the cantilever portion, so that high spatial resolution in the vertical and horizontal directions can be obtained during AFM measurement. You can Further, by only slightly tilting the integrated AFM sensor with respect to the measurement sample, parts other than the probe do not come into contact with the sample surface, so that image distortion due to contact can be prevented and a good image can be obtained. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る集積型AFMセン
サーの構成を概略的に示す図であって、(a)は側断面
図、(b)は上面図、(c)は斜視図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an integrated AFM sensor according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a side sectional view, (b) is a top view, and (c) is a perspective view. Fig.

【図2】図1の集積型AFMセンサーを組み込んだ原子
間力顕微鏡の構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an atomic force microscope incorporating the integrated AFM sensor of FIG.

【図3】図1の集積型AFMセンサーの製造工程を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the integrated AFM sensor of FIG.

【図4】図1の集積型AFMセンサーの製造工程を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the integrated AFM sensor of FIG.

【図5】図1の集積型AFMセンサーの製造の最終工程
を示す図。
5 is a diagram showing a final step of manufacturing the integrated AFM sensor of FIG. 1. FIG.

【図6】図3(d)の工程におけるレジストのパターニ
ング形状を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing the patterning shape of the resist in the step of FIG.

【図7】本発明による集積型AFMセンサーの別の実施
例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the integrated AFM sensor according to the present invention.

【図8】本発明による集積型AFMセンサーのさらに別
の実施例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing yet another embodiment of the integrated AFM sensor according to the present invention.

【図9】図8の集積型AFMセンサーの製造工程におけ
るレジストのパターニング形状を示す図。
9A and 9B are diagrams showing resist patterning shapes in a manufacturing process of the integrated AFM sensor of FIG.

【図10】本発明の第2の実施例に係る集積型AFMセ
ンサーの構成を概略的に示す図であって、(a)は、そ
の斜視図、(b)は、その部分断面図。
10A and 10B are diagrams schematically showing a configuration of an integrated AFM sensor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 10A is a perspective view thereof, and FIG. 10B is a partial sectional view thereof.

【図11】図10に示す集積型AFMセンサーの作製プ
ロセスを順に示す図。
FIG. 11 is a diagram sequentially showing a manufacturing process of the integrated AFM sensor shown in FIG.

【図12】本発明の第3の実施例に係る集積型AFMセ
ンサーの構成を概略的に示す図であって、(a)は、そ
の斜視図、(b)は、その部分断面図。
12A and 12B are diagrams schematically showing a configuration of an integrated AFM sensor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 12A is a perspective view thereof, and FIG. 12B is a partial sectional view thereof.

【図13】本発明の第4の実施例に係る集積型AFMセ
ンサーの構成を概略的に示す図。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of an integrated AFM sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】図13に示す集積型AFMセンサーの作製プ
ロセスを順に示す図。
14A to 14C are diagrams sequentially showing a manufacturing process of the integrated AFM sensor shown in FIG.

【図15】本発明の第5の実施例に係る集積型AFMセ
ンサーが組み込まれたAFM測定系の構成を概略的に示
す図。
FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of an AFM measurement system incorporating an integrated AFM sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】図15に示すAFM測定系が組み込まれてス
タンドアロン型のAFMが構成された状態を示す図。
16 is a diagram showing a state in which a stand-alone AFM is configured by incorporating the AFM measurement system shown in FIG.

【図17】従来の集積型AFMセンサーの作成プロセス
を順に示す図。
FIG. 17 is a diagram sequentially showing a manufacturing process of a conventional integrated AFM sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…集積型AFMセンサー、12…カンチレバー部、
12a,12b…ビーム、14…探針、16…支持部、
18…電極、20…シリコン層、22…ピエゾ抵抗層、
24…パッシベーション層、26…コンタクトホール。
10 ... Integrated AFM sensor, 12 ... Cantilever part,
12a, 12b ... Beam, 14 ... Probe, 16 ... Support part,
18 ... Electrode, 20 ... Silicon layer, 22 ... Piezoresistive layer,
24 ... Passivation layer, 26 ... Contact hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変位に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵
抗層が設けられたカンチレバー部を備える集積型AFM
センサーにおいて、 前記カンチレバー部の先端面には、この先端面から突出
し且つ尖鋭化された探針が設けられていることを特徴と
する集積型AFMセンサー。
1. An integrated AFM having a cantilever portion provided with a piezoresistive layer whose resistance value changes according to displacement.
In the sensor, an integrated AFM sensor characterized in that a tip of the cantilever portion is provided with a sharpened probe protruding from the tip.
JP25685592A 1992-01-09 1992-09-25 Integrated afm sensor Pending JPH05248810A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/197,352 US5386720A (en) 1992-01-09 1994-02-16 Integrated AFM sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP227892 1992-01-09
JP4-2278 1992-01-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05248810A true JPH05248810A (en) 1993-09-28

Family

ID=11524902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25685592A Pending JPH05248810A (en) 1992-01-09 1992-09-25 Integrated afm sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05248810A (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100466158B1 (en) * 2001-11-21 2005-01-14 재단법인서울대학교산학협력재단 Single/Multiple Cantilever Probe Having High Resolution for Atomic Force Microscopy and Method for Producing the Same
JP2005300493A (en) * 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor displacement detector and detector
US7068377B2 (en) 2001-03-29 2006-06-27 Georgia-Tech Rsearch Corporation System and method for surface profiling a target object
US7116430B2 (en) 2002-03-29 2006-10-03 Georgia Technology Research Corporation Highly-sensitive displacement-measuring optical device
US7395698B2 (en) 2005-10-25 2008-07-08 Georgia Institute Of Technology Three-dimensional nanoscale metrology using FIRAT probe
US7440117B2 (en) 2002-03-29 2008-10-21 Georgia Tech Research Corp. Highly-sensitive displacement-measuring optical device
US7485847B2 (en) 2004-12-08 2009-02-03 Georgia Tech Research Corporation Displacement sensor employing discrete light pulse detection
US7518737B2 (en) 2002-03-29 2009-04-14 Georgia Tech Research Corp. Displacement-measuring optical device with orifice
JP2010127754A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Sii Nanotechnology Inc Self displacement sensing cantilever and scanning probe microscope
US7752898B2 (en) 2005-10-28 2010-07-13 Georgia Tech Research Corporation Devices for probe microscopy
US7797757B2 (en) 2006-08-15 2010-09-14 Georgia Tech Research Corporation Cantilevers with integrated actuators for probe microscopy
JP2011523047A (en) * 2008-05-13 2011-08-04 ナノインク インコーポレーティッド Piezoresistor height detection cantilever
US8220318B2 (en) 2005-06-17 2012-07-17 Georgia Tech Research Corporation Fast microscale actuators for probe microscopy
JP5453664B1 (en) * 2013-07-16 2014-03-26 Wafer Integration株式会社 Scanning probe microscope prober using self-detecting cantilever
CN119534928A (en) * 2024-11-07 2025-02-28 中国科学院合肥物质科学研究院 A high-Q dynamic probe for measuring atomic forces

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068377B2 (en) 2001-03-29 2006-06-27 Georgia-Tech Rsearch Corporation System and method for surface profiling a target object
KR100466158B1 (en) * 2001-11-21 2005-01-14 재단법인서울대학교산학협력재단 Single/Multiple Cantilever Probe Having High Resolution for Atomic Force Microscopy and Method for Producing the Same
US7518737B2 (en) 2002-03-29 2009-04-14 Georgia Tech Research Corp. Displacement-measuring optical device with orifice
US7116430B2 (en) 2002-03-29 2006-10-03 Georgia Technology Research Corporation Highly-sensitive displacement-measuring optical device
US7440117B2 (en) 2002-03-29 2008-10-21 Georgia Tech Research Corp. Highly-sensitive displacement-measuring optical device
JP2005300493A (en) * 2004-04-16 2005-10-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor displacement detector and detector
US7485847B2 (en) 2004-12-08 2009-02-03 Georgia Tech Research Corporation Displacement sensor employing discrete light pulse detection
US8220318B2 (en) 2005-06-17 2012-07-17 Georgia Tech Research Corporation Fast microscale actuators for probe microscopy
US7395698B2 (en) 2005-10-25 2008-07-08 Georgia Institute Of Technology Three-dimensional nanoscale metrology using FIRAT probe
US7752898B2 (en) 2005-10-28 2010-07-13 Georgia Tech Research Corporation Devices for probe microscopy
US8321959B2 (en) * 2006-08-15 2012-11-27 Georgia Tech Research Corporation Cantilevers with integrated piezoelectric actuators for probe microscopy
US7797757B2 (en) 2006-08-15 2010-09-14 Georgia Tech Research Corporation Cantilevers with integrated actuators for probe microscopy
US20100306885A1 (en) * 2006-08-15 2010-12-02 Georgia Tech Research Corporation Cantilevers with Integrated Actuators for Probe Microscopy
JP2011523047A (en) * 2008-05-13 2011-08-04 ナノインク インコーポレーティッド Piezoresistor height detection cantilever
JP2010127754A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Sii Nanotechnology Inc Self displacement sensing cantilever and scanning probe microscope
JP5453664B1 (en) * 2013-07-16 2014-03-26 Wafer Integration株式会社 Scanning probe microscope prober using self-detecting cantilever
WO2015008402A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Wafer Integration株式会社 Scanning probe microscope prober employing self-sensing cantilever
CN119534928A (en) * 2024-11-07 2025-02-28 中国科学院合肥物质科学研究院 A high-Q dynamic probe for measuring atomic forces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5386720A (en) Integrated AFM sensor
KR100214152B1 (en) Piezoresistive cantilever for atomic force microscopy
JPH05248810A (en) Integrated afm sensor
US6664540B2 (en) Microprobe and sample surface measuring apparatus
US6027951A (en) Method of making high aspect ratio probes with self-aligned control electrodes
EP0584233B1 (en) Submicron tip structure with opposed tips
JPH10282130A (en) Probe and scanning probe microscope using it
JP2000065718A (en) Scanning probe microscope(spm) probe and spm device
JPH08262040A (en) Afm cantilever
JP3599880B2 (en) Cantilever tip
JPH1038916A (en) PROBE DEVICE AND ELECTRICAL CONNECTION METHOD TO MICRO AREA
JP3317001B2 (en) Probe manufacturing method
KR20030033237A (en) Cantilever for atomic force microscopy and method for fabricating the same
JP3240309B2 (en) Atomic force microscope prober and atomic force microscope
JPH11326350A (en) Cantilever probe, multiplexed probe and scanning probe microscope constituted thereby
JP3384116B2 (en) Method for manufacturing single-crystal Si cantilever and scanning probe microscope
KR100396760B1 (en) Cantilever for atomic force microscopy and manufacturing method thereof
JPH085642A (en) Integrated multifunction spm sensor
JPH05312562A (en) Integrated type afm sensor
JPH10260360A (en) Cantilever probe and scanning probe microscope provided with the probe
JP4185089B2 (en) Self-sensing SPM probe
JPH11304825A (en) Semiconductor distortion sensor and its manufacture, and scanning probe microscope
JP3188022B2 (en) Integrated AFM sensor drive circuit
JPH08285867A (en) Probe, cantilever and force microscope equipped with them
JPH07325092A (en) Integrated spm sensor and its temperature measuring circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010313