JPH09257816A - 微小電子源付きカンチレバー - Google Patents
微小電子源付きカンチレバーInfo
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- JPH09257816A JPH09257816A JP8068642A JP6864296A JPH09257816A JP H09257816 A JPH09257816 A JP H09257816A JP 8068642 A JP8068642 A JP 8068642A JP 6864296 A JP6864296 A JP 6864296A JP H09257816 A JPH09257816 A JP H09257816A
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カンチレバー先端のチップから、微小領域へ
制御性の良い電子ビームを放出することを可能とする。 【解決手段】 カンチレバー先端のチップ近傍に引き出
し電極や収束電極を設ける。
制御性の良い電子ビームを放出することを可能とする。 【解決手段】 カンチレバー先端のチップ近傍に引き出
し電極や収束電極を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビ−ムを放出す
ることが可能なカンチレバ−に関するものである。また
本発明はチップ先端部以外を導電性の電極によって被服
し、かつチップと電極を絶縁することによって、原子間
力顕微鏡に用いる際に分解能の向上や、原子間力顕微鏡
に用いる他に、微細加工、電子ビーム露光、記録装置等
に使われる。
ることが可能なカンチレバ−に関するものである。また
本発明はチップ先端部以外を導電性の電極によって被服
し、かつチップと電極を絶縁することによって、原子間
力顕微鏡に用いる際に分解能の向上や、原子間力顕微鏡
に用いる他に、微細加工、電子ビーム露光、記録装置等
に使われる。
【０００２】
【従来の技術】従来のカンチレバーを図２に示す。レバ
ーの先端にある針状のチップによって試料表面の凹凸や
摩擦力などを検出したり、試料表面の電位や磁場などを
検出する機能をもっていた。チップはレバーから突起し
ているだけで電極などの構造物はもっていなかった。ま
た、図２（ｃ）の様にカンチレバーのチップ先端を含む
表面全体に金（Au）等の金属薄膜を形成させ、試料とチ
ップ間に数１０Ｖ から１００Ｖ程度の電圧を印加させ
ることによって、試料を放電加工したり、酸化させる等
の方法があった。
ーの先端にある針状のチップによって試料表面の凹凸や
摩擦力などを検出したり、試料表面の電位や磁場などを
検出する機能をもっていた。チップはレバーから突起し
ているだけで電極などの構造物はもっていなかった。ま
た、図２（ｃ）の様にカンチレバーのチップ先端を含む
表面全体に金（Au）等の金属薄膜を形成させ、試料とチ
ップ間に数１０Ｖ から１００Ｖ程度の電圧を印加させ
ることによって、試料を放電加工したり、酸化させる等
の方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のカンチレバーで
は、サンプルを加工する際にチップとサンプル間で起こ
る放電現象を利用していた。このため、チップとサンプ
ルの間隔によって放電電流が大きく変化し、電流の制御
が難しかった。また電流を一定に保つためにサンプルの
凹凸に合わせて間隔を一定に保つ高い精度が要求されて
いた。さらに数ｎｍから１０ｎｍ程まで近づけても数１
０Ｖ から１００Ｖ程度の電圧を印加する必要があり、
チップと試料の間隔をを大きくするには、さらに高電圧
が必要であり、チップ先端の破損が起こりやすいという
問題があった。また、カンチレバー全体に金（Au）等の
金属薄膜を形成するため、チップ先端径が大きくなり、
原子間力顕微鏡の分解能が低下するという問題点があっ
た。従来、カンチレバーは一つのチップしかもたないた
め、加工を行う場合には、効率が悪かった。また電子ビ
ームを用いたレジストへの描画や元素分析は、鏡筒等に
よる加速、絞り、偏向機構等が必要であり、装置が大き
なものとなっていた。さらにカンチレバー全体が同電位
であるため、静電気等の影響を受けやすく、帯電により
分解能が低下するという問題点もあった。
は、サンプルを加工する際にチップとサンプル間で起こ
る放電現象を利用していた。このため、チップとサンプ
ルの間隔によって放電電流が大きく変化し、電流の制御
が難しかった。また電流を一定に保つためにサンプルの
凹凸に合わせて間隔を一定に保つ高い精度が要求されて
いた。さらに数ｎｍから１０ｎｍ程まで近づけても数１
０Ｖ から１００Ｖ程度の電圧を印加する必要があり、
チップと試料の間隔をを大きくするには、さらに高電圧
が必要であり、チップ先端の破損が起こりやすいという
問題があった。また、カンチレバー全体に金（Au）等の
金属薄膜を形成するため、チップ先端径が大きくなり、
原子間力顕微鏡の分解能が低下するという問題点があっ
た。従来、カンチレバーは一つのチップしかもたないた
め、加工を行う場合には、効率が悪かった。また電子ビ
ームを用いたレジストへの描画や元素分析は、鏡筒等に
よる加速、絞り、偏向機構等が必要であり、装置が大き
なものとなっていた。さらにカンチレバー全体が同電位
であるため、静電気等の影響を受けやすく、帯電により
分解能が低下するという問題点もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、チップ先端の近傍に引き出し電極や
収束電極を設け、電子源の構造にすることによって、チ
ップ先端から電子ビーム放出を可能にする。本カンチレ
バーは支持台、レバー、チップかと、チップ近傍に引き
出し電極や収束電極を設けている。チップと各電極は導
電体でできており、各々電気的に接続されたパッド電極
を持ち、外部からの電力供給が可能である。また各電極
は絶縁膜によって絶縁されている。
ために、本発明は、チップ先端の近傍に引き出し電極や
収束電極を設け、電子源の構造にすることによって、チ
ップ先端から電子ビーム放出を可能にする。本カンチレ
バーは支持台、レバー、チップかと、チップ近傍に引き
出し電極や収束電極を設けている。チップと各電極は導
電体でできており、各々電気的に接続されたパッド電極
を持ち、外部からの電力供給が可能である。また各電極
は絶縁膜によって絶縁されている。
【０００５】引き出し電極を設けたことによって、チッ
プとサンプル間の距離に関係なくチップから電子ビーム
を安定に放射することができる。さらにチップ周辺で分
割された収束電極を設けたことで、放出された電子ビー
ムを収束したり偏向したりすることが可能となる。その
結果、電子ビームで加工等の応用において、チップとサ
ンプルの間隙を数ｎｍから１０数ｃｍと幅広く設定する
とが可能となる。またカンチレバーのチップ周辺に、反
射線を検出する検出部を設けることによって、効率のよ
く反射線を検出できる。さらにチップに金属薄膜等を被
覆する必要がないため、チップ先端が大きくなることが
なく原子間力顕微鏡観察時の分解能の低下が起こらな
い。またチップを電子源の構造にすることによって、チ
ップ先端とそれ以外の部分を電気的に絶縁でき、原子間
力顕微鏡観察時等に静電気等の影響を最小限にできる。
さらに支持台からレバーを複数形成したり、一つのレバ
ーに複数のチップを形成することにより、微細加工等の
応用が効率よくできる。
プとサンプル間の距離に関係なくチップから電子ビーム
を安定に放射することができる。さらにチップ周辺で分
割された収束電極を設けたことで、放出された電子ビー
ムを収束したり偏向したりすることが可能となる。その
結果、電子ビームで加工等の応用において、チップとサ
ンプルの間隙を数ｎｍから１０数ｃｍと幅広く設定する
とが可能となる。またカンチレバーのチップ周辺に、反
射線を検出する検出部を設けることによって、効率のよ
く反射線を検出できる。さらにチップに金属薄膜等を被
覆する必要がないため、チップ先端が大きくなることが
なく原子間力顕微鏡観察時の分解能の低下が起こらな
い。またチップを電子源の構造にすることによって、チ
ップ先端とそれ以外の部分を電気的に絶縁でき、原子間
力顕微鏡観察時等に静電気等の影響を最小限にできる。
さらに支持台からレバーを複数形成したり、一つのレバ
ーに複数のチップを形成することにより、微細加工等の
応用が効率よくできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は原子間力顕微鏡や微細加
工等に用いられるカンチレバーのチップ部近傍に、効率
よく電子ビームを放出させるための引き出し電極を設
け、電子源の構造にしたものである。
工等に用いられるカンチレバーのチップ部近傍に、効率
よく電子ビームを放出させるための引き出し電極を設
け、電子源の構造にしたものである。
【０００７】また放出した電子ビームを収束させるため
の収束電極を引き出し電極の上に形成することもでき
る。さらに、効率よく二次電子等の反射線を検出するた
めにカンチレバーのチップ近傍に検出器を内蔵すること
もできる。
の収束電極を引き出し電極の上に形成することもでき
る。さらに、効率よく二次電子等の反射線を検出するた
めにカンチレバーのチップ近傍に検出器を内蔵すること
もできる。
【０００８】支持台はSiウェハーにＢ（ボロン）等をド
ーピングした後単結晶Siを結晶成長させたエピタキシャ
ルウェハーや、張り合わせ基板であるSOI ウェハーを用
いると、エッチング制御性がよく容易に安定して製作で
きる。また、微細加工や記録等の応用の際には、複数の
レバーを支持台から出し、個々のレバー先端に電子銃チ
ップを形成しておくと、加工や記録時間の短縮等の効率
向上に効果的である。カンチレバーを走査する方向が長
手方向である場合には、レバーの長さが同じ方が効率よ
く加工や記録ができる。走査方向が横方向の場合には、
レバーの長さが違う方が加工や記録時間の効率が向上す
る。そのため走査方向によって個々のレバーの長さを決
定することが好ましい。
ーピングした後単結晶Siを結晶成長させたエピタキシャ
ルウェハーや、張り合わせ基板であるSOI ウェハーを用
いると、エッチング制御性がよく容易に安定して製作で
きる。また、微細加工や記録等の応用の際には、複数の
レバーを支持台から出し、個々のレバー先端に電子銃チ
ップを形成しておくと、加工や記録時間の短縮等の効率
向上に効果的である。カンチレバーを走査する方向が長
手方向である場合には、レバーの長さが同じ方が効率よ
く加工や記録ができる。走査方向が横方向の場合には、
レバーの長さが違う方が加工や記録時間の効率が向上す
る。そのため走査方向によって個々のレバーの長さを決
定することが好ましい。
【０００９】さらに、加工や記録時間の効率を向上する
ために、一つのレバーに複数の電子銃を配置したり、ア
レイ状に電子銃を配置することもできる。そして、複雑
な加工や高速高密度記録を行うために、前記の複数レバ
ー上の個々の電子銃や、レバー上の複数の電子銃を個別
に動作させることが効果的である。
ために、一つのレバーに複数の電子銃を配置したり、ア
レイ状に電子銃を配置することもできる。そして、複雑
な加工や高速高密度記録を行うために、前記の複数レバ
ー上の個々の電子銃や、レバー上の複数の電子銃を個別
に動作させることが効果的である。
【００１０】また、原子間力顕微鏡観察時の静電気等の
影響による分解能低下を防止するために、チップをチッ
プ先端以外を被覆している電極（引き出し電極，収束電
極）が絶縁されており、カンチレバー表面にある電極を
グランド電位にすると良い。
影響による分解能低下を防止するために、チップをチッ
プ先端以外を被覆している電極（引き出し電極，収束電
極）が絶縁されており、カンチレバー表面にある電極を
グランド電位にすると良い。
【００１１】
（実施例１）以下、本発明の実施例を図を使って説明す
る。図１に本発明のカンチレバーの構造を示す。図１
（ａ）が平面図、図１（ｂ）が断面図である。構成は支
持台３にレバー２の一端が固定され、レバー２の先端に
針状チップ１が設けられている。レバー２の上には絶縁
層７があり、その上に引き出し電極4 が設けられてい
る。引き出し電極4 とチップ１にそれぞれ外部回路を接
続させるためのパッド５が支持台３の上に設けられてい
る。原子間力顕微鏡に使用する場合には、従来のカンチ
レバーと同様にチップ１の先端を試料表面に数ｎｍから
約１０ｎｍ程度まで近付け、チップ先端と試料表面との
間に働く力をレバー２の変位として検出する。変位の検
出は、従来からあるレバー先端付近に光を照射して変位
を検出する光てこ方式で可能である。
る。図１に本発明のカンチレバーの構造を示す。図１
（ａ）が平面図、図１（ｂ）が断面図である。構成は支
持台３にレバー２の一端が固定され、レバー２の先端に
針状チップ１が設けられている。レバー２の上には絶縁
層７があり、その上に引き出し電極4 が設けられてい
る。引き出し電極4 とチップ１にそれぞれ外部回路を接
続させるためのパッド５が支持台３の上に設けられてい
る。原子間力顕微鏡に使用する場合には、従来のカンチ
レバーと同様にチップ１の先端を試料表面に数ｎｍから
約１０ｎｍ程度まで近付け、チップ先端と試料表面との
間に働く力をレバー２の変位として検出する。変位の検
出は、従来からあるレバー先端付近に光を照射して変位
を検出する光てこ方式で可能である。
【００１２】次にチップ先端から電子線を照射する方法
について説明する。動作を説明する回路を図４に示す。
図４で２１は電流計である。チップ１と引き出し電極４
の間に電圧を印加することによって、チップ１先端から
電子が放射される。電流値は、引き出し電極４に印加す
る可変電圧８を数ｍＶから１００Ｖ程度に調整し制御す
る。この時サンプル１５はグランド電位にしておいた方
が電子ビーム１０を安定に照射できる。またチップ１と
試料の間隙は数ｎｍから１０ｎｍ程度に限定する必要は
なく、最大１０ｃｍ程度であっても照射可能である。ま
たチップの保護のために１ＭΩ程度の保護抵抗９をいれ
た方が良い。カンチレバーと配線とのコンタクトはパッ
ド５を介して行われる。チップ１とチップ近傍の引き出
し電極４の位置関係はデバイス設計、プロセス設計によ
って選択することができる。電子ビームの放出効率を上
げるには、チップ１先端より数百ｎｍから数μｍほど低
い位置に引き出し電極４が位置していることが望まし
い。プロセスのちがいによって図３（ａ）や図３（ｂ）
の形状が可能である。本カンチレバーを電子ビーム源と
してのみを使用し、原子間力顕微鏡のチップとして使用
しない場合は、引き出し電極４よりもチップの方が低い
位置にあってもなんら問題はない。
について説明する。動作を説明する回路を図４に示す。
図４で２１は電流計である。チップ１と引き出し電極４
の間に電圧を印加することによって、チップ１先端から
電子が放射される。電流値は、引き出し電極４に印加す
る可変電圧８を数ｍＶから１００Ｖ程度に調整し制御す
る。この時サンプル１５はグランド電位にしておいた方
が電子ビーム１０を安定に照射できる。またチップ１と
試料の間隙は数ｎｍから１０ｎｍ程度に限定する必要は
なく、最大１０ｃｍ程度であっても照射可能である。ま
たチップの保護のために１ＭΩ程度の保護抵抗９をいれ
た方が良い。カンチレバーと配線とのコンタクトはパッ
ド５を介して行われる。チップ１とチップ近傍の引き出
し電極４の位置関係はデバイス設計、プロセス設計によ
って選択することができる。電子ビームの放出効率を上
げるには、チップ１先端より数百ｎｍから数μｍほど低
い位置に引き出し電極４が位置していることが望まし
い。プロセスのちがいによって図３（ａ）や図３（ｂ）
の形状が可能である。本カンチレバーを電子ビーム源と
してのみを使用し、原子間力顕微鏡のチップとして使用
しない場合は、引き出し電極４よりもチップの方が低い
位置にあってもなんら問題はない。
【００１３】（実施例２)本発明のカンチレバーは、実
施例１の構造にさらに絶縁膜を介して収束電極６を設け
ることで（図５（ａ））、電子ビーム１０を収束するこ
とが可能となる。引き出し電極４により放射された電子
線は収束電極によって発生した電界によりさらに収束さ
れる。収束電極６は図５（ｂ）に示すように、分割する
ことで電子ビーム１０を偏向することも可能である。分
割された電極に各々制御電圧を印加して電界に方向性を
もたせることで、偏向が可能となる。
施例１の構造にさらに絶縁膜を介して収束電極６を設け
ることで（図５（ａ））、電子ビーム１０を収束するこ
とが可能となる。引き出し電極４により放射された電子
線は収束電極によって発生した電界によりさらに収束さ
れる。収束電極６は図５（ｂ）に示すように、分割する
ことで電子ビーム１０を偏向することも可能である。分
割された電極に各々制御電圧を印加して電界に方向性を
もたせることで、偏向が可能となる。
【００１４】（実施例３）本発明のカンチレバーは、試
料表面に電子ビームで感光するレジストをコートした
後、サンプル１５を移動させるかカンチレバーを走査す
ることによって電子ビームの軌跡11による加工パターン
や描画に応用することができる。その際、一つのカンチ
レバーでも可能であるが、複数のレバーを使うことで効
率よくできる。図６に示される実施例では、支持台３か
ら複数のレバー２が出ており、それらのレバーの先端に
はチップ１が形成されている。各カンチレバーは実施例
１，２で説明した構造をもち、電子線を各々放射するこ
とが可能である。これらのチップは電気的に独立してい
て、任意のタイミングで別々に電子ビーム10を放出する
ことができる。このカンチレバーにより電子ビーム露光
を短時間に行える。特にＸ−Ｙ方向にラスタスキャンし
た場合には効果が高い。各レバーの長さは、用途によっ
て同じでも異なっていてもよい。
料表面に電子ビームで感光するレジストをコートした
後、サンプル１５を移動させるかカンチレバーを走査す
ることによって電子ビームの軌跡11による加工パターン
や描画に応用することができる。その際、一つのカンチ
レバーでも可能であるが、複数のレバーを使うことで効
率よくできる。図６に示される実施例では、支持台３か
ら複数のレバー２が出ており、それらのレバーの先端に
はチップ１が形成されている。各カンチレバーは実施例
１，２で説明した構造をもち、電子線を各々放射するこ
とが可能である。これらのチップは電気的に独立してい
て、任意のタイミングで別々に電子ビーム10を放出する
ことができる。このカンチレバーにより電子ビーム露光
を短時間に行える。特にＸ−Ｙ方向にラスタスキャンし
た場合には効果が高い。各レバーの長さは、用途によっ
て同じでも異なっていてもよい。
【００１５】（実施例４）図7 に示される実施例では、
レバー２先端に複数のチップ１が形成されており個々の
チップは電気的に独立していて、任意のタイミングで別
々に電子ビーム１０を放射することができる。カンチレ
バーを走査するか、サンプル７を移動させるとともに各
電子ビームを任意のタイミングで動作させることによ
り、複雑な電子ビームの軌跡１１が得られる。実施例３
と同様に、このカンチレバー用いて複雑な加工パターン
や描画、電子ビーム露光を短時間で行える。特にＸ−Ｙ
方向にラスタスキャンした場合には、効果が高い。更に
効率を向上させるためには、レバー２先端にアレイ状に
にチップ１を配置するとよい。
レバー２先端に複数のチップ１が形成されており個々の
チップは電気的に独立していて、任意のタイミングで別
々に電子ビーム１０を放射することができる。カンチレ
バーを走査するか、サンプル７を移動させるとともに各
電子ビームを任意のタイミングで動作させることによ
り、複雑な電子ビームの軌跡１１が得られる。実施例３
と同様に、このカンチレバー用いて複雑な加工パターン
や描画、電子ビーム露光を短時間で行える。特にＸ−Ｙ
方向にラスタスキャンした場合には、効果が高い。更に
効率を向上させるためには、レバー２先端にアレイ状に
にチップ１を配置するとよい。
【００１６】（実施例５）図８に示される実施例では、
レバー２先端のチップ１付近に、蛍光Ｘ線等の反射線１
３の検出が可能な検出部１２を設けてある。図８（ａ）
は平面図、図８（ｂ）は断面図である。一般に１０ｐＡ
以上の電流の電子ビームをサンプル１５に照射すると、
照射された部分から蛍光Ｘ線や２次電子等の反射線１３
が放出される。反射線１３は試料表面の分析や評価にと
って重要なものであり、従来からいろいろな分析評価に
使われている。この反射線１３をチップ付近に設けた検
出部１２で検出すると、非常に高感度な分析や評価が可
能となる。この検出部は、代表的なものとして半導体に
不純物を拡散して作るＰＮ接合や、トランジスタがあ
る。具体的にはフォトダイオードやアバランシュフォト
ダイオード（ＡＰＤ）、フォトトランジスタ等である。
またリチウム(Li）をドライブインして形成するSiLi検
出器等もある。ただしSiLi検出器の場合は、分解能を向
上させるために検出器を冷却する必要がある。冷却手段
としてはペルチェ素子や、冷凍機、液体窒素、液体ヘリ
ウム等がある。以上、チップ１の近くに検出部１２を設
けることによって（図８（ｂ））従来に比べ、反射線１
3を効率よく捕獲でき、高感度な検出や分析ができる。
レバー２先端のチップ１付近に、蛍光Ｘ線等の反射線１
３の検出が可能な検出部１２を設けてある。図８（ａ）
は平面図、図８（ｂ）は断面図である。一般に１０ｐＡ
以上の電流の電子ビームをサンプル１５に照射すると、
照射された部分から蛍光Ｘ線や２次電子等の反射線１３
が放出される。反射線１３は試料表面の分析や評価にと
って重要なものであり、従来からいろいろな分析評価に
使われている。この反射線１３をチップ付近に設けた検
出部１２で検出すると、非常に高感度な分析や評価が可
能となる。この検出部は、代表的なものとして半導体に
不純物を拡散して作るＰＮ接合や、トランジスタがあ
る。具体的にはフォトダイオードやアバランシュフォト
ダイオード（ＡＰＤ）、フォトトランジスタ等である。
またリチウム(Li）をドライブインして形成するSiLi検
出器等もある。ただしSiLi検出器の場合は、分解能を向
上させるために検出器を冷却する必要がある。冷却手段
としてはペルチェ素子や、冷凍機、液体窒素、液体ヘリ
ウム等がある。以上、チップ１の近くに検出部１２を設
けることによって（図８（ｂ））従来に比べ、反射線１
3を効率よく捕獲でき、高感度な検出や分析ができる。
【００１７】（実施例６）図９に示す実施例は、カンチ
レバーに検出器を内蔵しない場合の構成図である。チッ
プ１から放出された電子ビーム１０はサンプル１５に照
射されると、蛍光Ｘ 線等の反射線１３が発生する。発
生したこれらの反射線１３を効率よく集めるために、集
光ミラー１４を用いる。原子間力顕微鏡の観察時に集光
ミラー１４が干渉する場合には、可動機構を設けて干渉
しない位置まで待避させれば良い。
レバーに検出器を内蔵しない場合の構成図である。チッ
プ１から放出された電子ビーム１０はサンプル１５に照
射されると、蛍光Ｘ 線等の反射線１３が発生する。発
生したこれらの反射線１３を効率よく集めるために、集
光ミラー１４を用いる。原子間力顕微鏡の観察時に集光
ミラー１４が干渉する場合には、可動機構を設けて干渉
しない位置まで待避させれば良い。
【００１８】本発明のカンチレバーを原子間力顕微鏡の
カンチレバーとして使用する場合には、引き出し電極４
や、収束電極６の少なくとも一方をグランド電位にして
おくことで、チップ先端以外を電気的にシールドするこ
とが可能となる。シールド効果は外側の電極に行った方
が効果は大きい。この結果、従来、カンチレバーや、サ
ンプル１５表面に帯電した静電気の影響で、分解能が低
下していた問題点を解決できる。
カンチレバーとして使用する場合には、引き出し電極４
や、収束電極６の少なくとも一方をグランド電位にして
おくことで、チップ先端以外を電気的にシールドするこ
とが可能となる。シールド効果は外側の電極に行った方
が効果は大きい。この結果、従来、カンチレバーや、サ
ンプル１５表面に帯電した静電気の影響で、分解能が低
下していた問題点を解決できる。
【００１９】本発明の微小電子銃付きカンチレバーの製
作は、薄膜やバルク材料を用いて、通常使われているカ
ンチレバーの制作方法で可能である。支持台３やレバー
２の材料としては、一般的に使われているSi、ガラス等
の平坦な基板や圧電体のバルク、セラミック材料等があ
る。電子源の引き出し電極４及び収束電極６はAl,Au,P
t,Cr,Nb,Ta,Mo,W,Cu 等を含む金属類や、Si等の半導体
に P,B等の不純物をドーピングしたもので製作可能であ
る。引き出し電極４及び収束電極６の形成方法として
は、スパッタ、蒸着、CVD 等の方法で堆積可能である。
絶縁膜はSiO2、SiOxで作製可能である。絶縁膜の形成は
酸化、スパッタ、蒸着、CVD 等の堆積方法で行う。薄膜
のパターン形成はレジストを使ったフォトグラフィー工
程で容易に可能である。
作は、薄膜やバルク材料を用いて、通常使われているカ
ンチレバーの制作方法で可能である。支持台３やレバー
２の材料としては、一般的に使われているSi、ガラス等
の平坦な基板や圧電体のバルク、セラミック材料等があ
る。電子源の引き出し電極４及び収束電極６はAl,Au,P
t,Cr,Nb,Ta,Mo,W,Cu 等を含む金属類や、Si等の半導体
に P,B等の不純物をドーピングしたもので製作可能であ
る。引き出し電極４及び収束電極６の形成方法として
は、スパッタ、蒸着、CVD 等の方法で堆積可能である。
絶縁膜はSiO2、SiOxで作製可能である。絶縁膜の形成は
酸化、スパッタ、蒸着、CVD 等の堆積方法で行う。薄膜
のパターン形成はレジストを使ったフォトグラフィー工
程で容易に可能である。
【００２０】本発明のカンチレバーを加工や電子ビーム
リソグラフィーの他に、磁性体等の記録媒体をコートし
たサンプル表面に、電子ビーム１０による書込み・消去
を行うことにより、集積度の高い記憶装置の作製が可能
である。この場合カンチレバーの駆動には、従来のハー
ドディスクに使われている方式以外に、櫛形静電モータ
ーやPZT を用いることも可能である。
リソグラフィーの他に、磁性体等の記録媒体をコートし
たサンプル表面に、電子ビーム１０による書込み・消去
を行うことにより、集積度の高い記憶装置の作製が可能
である。この場合カンチレバーの駆動には、従来のハー
ドディスクに使われている方式以外に、櫛形静電モータ
ーやPZT を用いることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明はカンチレバーのチップ周辺に電
極を設け、微小電子源としての機能を持たせることによ
って、従来のカンチレバーでは不可能であった制御性の
よい電子ビームの放出を可能にする。電子源付きカンチ
レバー本体が従来の大型の鏡筒を必要としないため、微
小な領域への電子ビーム放射が可能であり、微細加工の
手段としても活用できる。また、本カンチレバーを用い
てサンプルに電子ビームを照射して得られる蛍光X 線等
の反射線を検出することによって、非常に小さい電子顕
微鏡や元素分析装置を作製可能である。さらにチップ先
端以外をシールドすることによって、原子間力顕微鏡の
分解能も向上する。
極を設け、微小電子源としての機能を持たせることによ
って、従来のカンチレバーでは不可能であった制御性の
よい電子ビームの放出を可能にする。電子源付きカンチ
レバー本体が従来の大型の鏡筒を必要としないため、微
小な領域への電子ビーム放射が可能であり、微細加工の
手段としても活用できる。また、本カンチレバーを用い
てサンプルに電子ビームを照射して得られる蛍光X 線等
の反射線を検出することによって、非常に小さい電子顕
微鏡や元素分析装置を作製可能である。さらにチップ先
端以外をシールドすることによって、原子間力顕微鏡の
分解能も向上する。
【図１】本発明の実施例１のカンチレバーを示す図面で
あり、（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図である。
あり、（ａ）が平面図、（ｂ）が断面図である。
【図２】従来のカンチレバーを示す図面であり、（ａ）
が平面図、（ｂ）が断面図、（ｃ）が金属被覆された断
面図である。
が平面図、（ｂ）が断面図、（ｃ）が金属被覆された断
面図である。
【図３】本発明のカンチレバーの実施例１以外のチップ
部を示す図面である。
部を示す図面である。
【図４】本発明実施例１のカンチレバーの動作を示す図
面である。
面である。
【図５】本発明の実施例２の収束・偏向機能をもったカ
ンチレバーのチップ部を示す図面であり、（ａ）が断面
図、（ｂ）が平面図である。
ンチレバーのチップ部を示す図面であり、（ａ）が断面
図、（ｂ）が平面図である。
【図６】本発明実施例３のレバーの配列を示す図面であ
り、（ａ）が平面図、（ｂ）が得られる軌跡を示す図で
ある。
り、（ａ）が平面図、（ｂ）が得られる軌跡を示す図で
ある。
【図７】本発明実施例４のチップの配列を示す図面であ
り、（ａ）が一列にチップが配置された平面図、（ｂ）
がアレイ状にチップが配列された平面図、（ｃ）が得ら
れる軌跡を示す図である。
り、（ａ）が一列にチップが配置された平面図、（ｂ）
がアレイ状にチップが配列された平面図、（ｃ）が得ら
れる軌跡を示す図である。
【図８】本発明の実施例５を示す図面であり、（ａ）が
平面図、（ｂ）が検出経路を示す断面図である。
平面図、（ｂ）が検出経路を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例６を示す構成図面である。
１ チップ ２ レバー ３ 支持台 ４ 引き出し電極 ５ パッド ６ 収束電極 ７ 絶縁層 ８ 可変電圧 ９ 保護抵抗 １０ 電子ビーム １１ 電子ビームの軌跡 １２ 検出部 １３ 反射線 １４集光ミラー １５ サンプル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 信宏 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコー電子工業株式会社内 (72)発明者 高橋 寛 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコー電子工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 順司 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 金丸 正剛 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 横山 浩 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 一端が支持台に固定されている片持ち梁
構造のレバーと、そのレバーの先端部に電子ビームを放
出することが可能な構造を持つ針状のチップを有するこ
とを特徴とするカンチレバー。 - 【請求項２】 前記チップ近傍に電子ビームを制御する
引き出し電極を持つことを特徴とする、請求項１記載の
カンチレバー。 - 【請求項３】 前記チップ近傍に引き出し電極と収束電
極を持つことを特徴とする、請求項１記載のカンチレバ
ー。 - 【請求項４】 支持台に固定されている片持ち梁構造の
レバ−が複数であり、個々のレバーの先端のチップが独
立して動作することが可能であることを特徴とする請求
項１記載のカンチレバー。 - 【請求項５】 カンチレバ−先端の電子銃が複数並んで
おり、それらのチップが独立して動作可能な構造と制御
用回路を持つことを特徴とする請求項１記載のカンチレ
バー。 - 【請求項６】 カンチレバ−先端のチップがアレイ状に
並んでおり、それらのチップが独立して動作可能な構造
と制御用回路を持つことを特徴とする請求項１記載のカ
ンチレバー。 - 【請求項７】 カンチレバーのチップ部近傍に検出部を
持つことを特徴とする請求項１記載のカンチレバー。 - 【請求項８】 チップとチップ先端以外を被覆している
前記引き出し電極と前記収束電極が電気的に絶縁されて
おり、これら電極の少なくとも一つをグランド電位にす
ることが可能な構造と制御用回路を持つことを特徴とす
る請求項１記載のカンチレバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06864296A JP3848976B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | カンチレバー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06864296A JP3848976B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | カンチレバー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257816A true JPH09257816A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3848976B2 JP3848976B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=13379590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06864296A Expired - Fee Related JP3848976B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | カンチレバー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3848976B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128767A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 走査型プローブ顕微鏡用探針 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP06864296A patent/JP3848976B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128767A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 走査型プローブ顕微鏡用探針 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3848976B2 (ja) | 2006-11-22 |
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