JPH1090287A - 原子間力顕微鏡用プローブ及びその製造方法 - Google Patents
原子間力顕微鏡用プローブ及びその製造方法Info
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- JPH1090287A JPH1090287A JP8241470A JP24147096A JPH1090287A JP H1090287 A JPH1090287 A JP H1090287A JP 8241470 A JP8241470 A JP 8241470A JP 24147096 A JP24147096 A JP 24147096A JP H1090287 A JPH1090287 A JP H1090287A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カンチレバーに圧電薄膜型変位センサーを設
けたＡＦＭのプローブにおいて、急峻な凹凸の表面をも
つ試料であっても観察可能なプローブとその製造方法を
提供する。 【解決手段】 カンチレバーの先端部に設けた探針を１
μm 以上の長さと三角錐形状のシリコン製とし、且つ、
この探針の先端から１μm までの部分におけるアスペク
ト比を５以上とする。本発明のＡＦＭ用プローブの製造
方法は、（１００）単結晶シリコンウェハを異方性エッ
チングしてカンチレバーを作製し、同一のシリコンウェ
ハに対して酸化と異方性エッチングを交互に繰り返して
探針を作製する。
けたＡＦＭのプローブにおいて、急峻な凹凸の表面をも
つ試料であっても観察可能なプローブとその製造方法を
提供する。 【解決手段】 カンチレバーの先端部に設けた探針を１
μm 以上の長さと三角錐形状のシリコン製とし、且つ、
この探針の先端から１μm までの部分におけるアスペク
ト比を５以上とする。本発明のＡＦＭ用プローブの製造
方法は、（１００）単結晶シリコンウェハを異方性エッ
チングしてカンチレバーを作製し、同一のシリコンウェ
ハに対して酸化と異方性エッチングを交互に繰り返して
探針を作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電薄膜変位セン
サーを備えたプローブに関するものであり、特に原子間
力顕微鏡等に用いられるプローブに関するものである。
サーを備えたプローブに関するものであり、特に原子間
力顕微鏡等に用いられるプローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】走査型顕微鏡のひとつである原子間力顕
微鏡（Atomic Force Microscope:以下ＡＦＭと称す）
は、物質間に働く力を利用して試料表面の２次的な観察
像を形成するものである。ＡＦＭは電気伝導性のない材
料表面や有機分子をナノメートルスケールで観察できる
ことから、広範囲な応用が期待されている（山田、応用
物理 第59巻第 2号 Ｐ.191〜192 ）。
微鏡（Atomic Force Microscope:以下ＡＦＭと称す）
は、物質間に働く力を利用して試料表面の２次的な観察
像を形成するものである。ＡＦＭは電気伝導性のない材
料表面や有機分子をナノメートルスケールで観察できる
ことから、広範囲な応用が期待されている（山田、応用
物理 第59巻第 2号 Ｐ.191〜192 ）。
【０００３】ＡＦＭによる試料観察には、試料表面に探
針を接触させる「コンタクトモード」、探針を接触させ
ない「ノンコンタクトモード」及び探針の接触と非接触
を周期的に繰り返すいわゆる「タッピングモード」があ
る。図４に、従来のタッピングモードのＡＦＭの概念図
を示す。ＡＦＭは、プローブ１０１、チューブ型アクチ
ュエータ１０６、レーザー光源１０７とフォトダイオー
ド１０８から成る変位検出系及び電気処理回路を主要構
成要素とする。
針を接触させる「コンタクトモード」、探針を接触させ
ない「ノンコンタクトモード」及び探針の接触と非接触
を周期的に繰り返すいわゆる「タッピングモード」があ
る。図４に、従来のタッピングモードのＡＦＭの概念図
を示す。ＡＦＭは、プローブ１０１、チューブ型アクチ
ュエータ１０６、レーザー光源１０７とフォトダイオー
ド１０８から成る変位検出系及び電気処理回路を主要構
成要素とする。
【０００４】従来のプローブ１０１は、カンチレバー１
０２、探針１０３、振動子１０４及び電極１０５で構成
される。カンチレバー１０２は可撓性のプレートであ
り、その先端付近に先端曲率半径の小さい針状の探針１
０３と、その上面又は下面にカンチレバーを振動させる
ための振動子１０４を備えている。カンチレバー１０２
の共振周波数付近でカンチレバーを振動させ、探針１０
３を試料に近づける（10nm程度）と、ＡＦＭの場合、探
針１０３と試料１００の間にはファンデルワールス力が
働いてカンチレバー１０２の共振周波数が変化し、それ
に伴い振幅が変化する。この振幅変化を変位検出系によ
り検出し、そのデータを処理することによって探針１０
３の先と試料１００との間隔が測定できる。
０２、探針１０３、振動子１０４及び電極１０５で構成
される。カンチレバー１０２は可撓性のプレートであ
り、その先端付近に先端曲率半径の小さい針状の探針１
０３と、その上面又は下面にカンチレバーを振動させる
ための振動子１０４を備えている。カンチレバー１０２
の共振周波数付近でカンチレバーを振動させ、探針１０
３を試料に近づける（10nm程度）と、ＡＦＭの場合、探
針１０３と試料１００の間にはファンデルワールス力が
働いてカンチレバー１０２の共振周波数が変化し、それ
に伴い振幅が変化する。この振幅変化を変位検出系によ
り検出し、そのデータを処理することによって探針１０
３の先と試料１００との間隔が測定できる。
【０００５】ＡＦＭ観察の場合は、通常、チューブ型ア
クチュエータ１０６がＸＹステージ（不図示）に載置さ
れており、試料をＸ−Ｙ方向に走査することにより、試
料表面の原子と探針の先端の原子の間に働くファンデル
ワールス力を２次元的情報として得ることができる。
又、カンチレバー１０２の振幅を一定にするように、チ
ューブ型アクチュエータ１０６を用いて試料のＺ方向
（高さ方向）の位置を制御しながら試料を走査すること
により、直接に試料表面の微視的形状を知ることができ
る。
クチュエータ１０６がＸＹステージ（不図示）に載置さ
れており、試料をＸ−Ｙ方向に走査することにより、試
料表面の原子と探針の先端の原子の間に働くファンデル
ワールス力を２次元的情報として得ることができる。
又、カンチレバー１０２の振幅を一定にするように、チ
ューブ型アクチュエータ１０６を用いて試料のＺ方向
（高さ方向）の位置を制御しながら試料を走査すること
により、直接に試料表面の微視的形状を知ることができ
る。
【０００６】このファンデルワールス力によるカンチレ
バーの振幅変化を検出する方法として、従来はトンネル
検出方式、光干渉方式、光てこ方式が用いられていた。
しかしいずれの方法においても、カンチレバーと変位検
出系との精密な位置合わせが必要であり、特に真空中や
水中でＡＦＭ観察を行う場合、その作業は非常に煩雑だ
った。
バーの振幅変化を検出する方法として、従来はトンネル
検出方式、光干渉方式、光てこ方式が用いられていた。
しかしいずれの方法においても、カンチレバーと変位検
出系との精密な位置合わせが必要であり、特に真空中や
水中でＡＦＭ観察を行う場合、その作業は非常に煩雑だ
った。
【０００７】また、ＡＦＭは、最大 100μm 程度の視野
しかもたず、且つその範囲においては１フレームの画像
を得るのに数分間もかかる。ＡＦＭは、光学顕微鏡や電
子顕微鏡のようにスムーズなファインダー機能を有して
いないので、それを補うために、高倍率の光学顕微鏡を
併用して広範囲の視野を得ている。しかし、光学顕微鏡
を用いて上方からカンチレバーと試料の位置合わせを試
みても、ＡＦＭの変位検出系が邪魔になって位置合わせ
ができないこともＡＦＭの操作性を悪くしていた。
しかもたず、且つその範囲においては１フレームの画像
を得るのに数分間もかかる。ＡＦＭは、光学顕微鏡や電
子顕微鏡のようにスムーズなファインダー機能を有して
いないので、それを補うために、高倍率の光学顕微鏡を
併用して広範囲の視野を得ている。しかし、光学顕微鏡
を用いて上方からカンチレバーと試料の位置合わせを試
みても、ＡＦＭの変位検出系が邪魔になって位置合わせ
ができないこともＡＦＭの操作性を悪くしていた。
【０００８】そこで、変位検出系とカンチレバーを一体
化する試みがなされている。その有効な方法のひとつに
圧電効果を利用した変位検出系がある。例えば、鉛系強
誘電薄膜型変位センサーをカンチレバー上に設けて、一
体化を図ったＡＦＭのプローブが研究されている（特願
平4-180786）。又、圧電薄膜型変位センサーを設けたカ
ンチレバーにおいては、単結晶シリコン基板の異方性エ
ッチングと窒化膜成膜過程で作製した四角錐形状の窒化
シリコン製探針が開発されている（特願平5-180532）。
化する試みがなされている。その有効な方法のひとつに
圧電効果を利用した変位検出系がある。例えば、鉛系強
誘電薄膜型変位センサーをカンチレバー上に設けて、一
体化を図ったＡＦＭのプローブが研究されている（特願
平4-180786）。又、圧電薄膜型変位センサーを設けたカ
ンチレバーにおいては、単結晶シリコン基板の異方性エ
ッチングと窒化膜成膜過程で作製した四角錐形状の窒化
シリコン製探針が開発されている（特願平5-180532）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】プローブの探針形状を
表すために、探針の長さと太さの比率（アスペクト比）
がしばしば用いられる。一般に、探針は先端が尖ってい
るいわゆる錐体の形状を成しているので、探針の全長と
根元の太さの比率がアスペクト比となる。しかし、実際
に作製される探針は完全な錐体形状ではないので、以下
に定義する「先端アスペクト比」を用いる方が適切であ
る。本発明では、先端アスペクト比を、探針の先端から
１μm までの部分におけるアスペクト比と定義する。す
なわち、この１μm の長さと先端から１μm 離れた部位
での径の比率が先端アスペクト比である。
表すために、探針の長さと太さの比率（アスペクト比）
がしばしば用いられる。一般に、探針は先端が尖ってい
るいわゆる錐体の形状を成しているので、探針の全長と
根元の太さの比率がアスペクト比となる。しかし、実際
に作製される探針は完全な錐体形状ではないので、以下
に定義する「先端アスペクト比」を用いる方が適切であ
る。本発明では、先端アスペクト比を、探針の先端から
１μm までの部分におけるアスペクト比と定義する。す
なわち、この１μm の長さと先端から１μm 離れた部位
での径の比率が先端アスペクト比である。
【００１０】上述した四角錐形状の窒化シリコン製探針
は、先端アスペクト比が２程度と小さいので、表面の凹
凸のアスペクト比がこれより大きい試料を観察するには
不適当であった。又、この窒化シリコン製探針は、単結
晶シリコン基板を異方性エッチングして明けた四角錐形
状の穴部に窒化シリコンを成膜して形成するという手法
をとっている。従って、探針のアスペクト比を高めるの
は非常に困難であった。
は、先端アスペクト比が２程度と小さいので、表面の凹
凸のアスペクト比がこれより大きい試料を観察するには
不適当であった。又、この窒化シリコン製探針は、単結
晶シリコン基板を異方性エッチングして明けた四角錐形
状の穴部に窒化シリコンを成膜して形成するという手法
をとっている。従って、探針のアスペクト比を高めるの
は非常に困難であった。
【００１１】そこで、本発明は、カンチレバーに圧電薄
膜型変位センサーを設けたＡＦＭのプローブにおいて、
急峻な凹凸の表面であっても観察可能なプローブを提供
することを目的とする。
膜型変位センサーを設けたＡＦＭのプローブにおいて、
急峻な凹凸の表面であっても観察可能なプローブを提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】表面の凹凸のピッチに対
して段差の大きい、いわゆるアスペクト比の大きい試料
を正確に観察又は測定するためには、探針の先端アスペ
クト比を試料の凹凸のアスペクト比よりも大きくしなけ
ればならない。本発明のＡＦＭ用プローブは、探針を三
角錐形状のシリコン製とし、探針の先端アスペクト比を
大きくしたものである。すなわち、本発明のＡＦＭ用プ
ローブでは、探針の先端アスペクト比を５以上とし、探
針の形状を三角錐状とした。
して段差の大きい、いわゆるアスペクト比の大きい試料
を正確に観察又は測定するためには、探針の先端アスペ
クト比を試料の凹凸のアスペクト比よりも大きくしなけ
ればならない。本発明のＡＦＭ用プローブは、探針を三
角錐形状のシリコン製とし、探針の先端アスペクト比を
大きくしたものである。すなわち、本発明のＡＦＭ用プ
ローブでは、探針の先端アスペクト比を５以上とし、探
針の形状を三角錐状とした。
【００１３】本発明のＡＦＭ用プローブの製造方法は、
（１００）単結晶シリコンウェハを異方性エッチングし
てカンチレバーを作製し、同一のシリコンウェハに対し
て酸化と異方性エッチングを交互に繰り返して探針を作
製した。又、本発明のＡＦＭ用プローブは、カンチレバ
ーの下面の先端部に探針を設け、カンチレバーの上面に
圧電薄膜変位センサーを設けたものである。
（１００）単結晶シリコンウェハを異方性エッチングし
てカンチレバーを作製し、同一のシリコンウェハに対し
て酸化と異方性エッチングを交互に繰り返して探針を作
製した。又、本発明のＡＦＭ用プローブは、カンチレバ
ーの下面の先端部に探針を設け、カンチレバーの上面に
圧電薄膜変位センサーを設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る、探針と圧
電薄膜変位センサーを備えたＡＦＭのプローブの一部を
示す斜視図である。プローブ１は、シリコン基体６から
突き出した片持ち梁のカンチレバー２に、探針３、圧電
薄膜４、下部電極（不図示）及び上部電極５を設けて構
成される。探針３は、先端アスペクト比が１０の三角錐
形状をなしており、その錐面は（１１１）面となってい
る。
電薄膜変位センサーを備えたＡＦＭのプローブの一部を
示す斜視図である。プローブ１は、シリコン基体６から
突き出した片持ち梁のカンチレバー２に、探針３、圧電
薄膜４、下部電極（不図示）及び上部電極５を設けて構
成される。探針３は、先端アスペクト比が１０の三角錐
形状をなしており、その錐面は（１１１）面となってい
る。
【００１５】ＡＦＭの探針は、先端アスペクト比が高
く、先端曲率半径が小さいことが望ましく、そのために
は探針形状は、四角錐よりも三角錐の方が幾何学的に適
している。他方、圧電薄膜４は、厚さ１μm のチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の薄膜であり、白金の下部電極
と金の上部電極５の間に挟持され、これらが一体となっ
てｄ31圧電効果を利用した圧電薄膜変位センサーを構成
する。下部電極の下側に、すなわち下部電極とカンチレ
バー２の間にチタン膜やタンタル膜等のバッファ層を設
けてもよい。本発明の圧電薄膜変位センサーは、カンチ
レバー２に対して、探針３と反対側に配置される。従っ
て、製造工程上、探針３とは無関係に成膜できるという
利点がある。
く、先端曲率半径が小さいことが望ましく、そのために
は探針形状は、四角錐よりも三角錐の方が幾何学的に適
している。他方、圧電薄膜４は、厚さ１μm のチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の薄膜であり、白金の下部電極
と金の上部電極５の間に挟持され、これらが一体となっ
てｄ31圧電効果を利用した圧電薄膜変位センサーを構成
する。下部電極の下側に、すなわち下部電極とカンチレ
バー２の間にチタン膜やタンタル膜等のバッファ層を設
けてもよい。本発明の圧電薄膜変位センサーは、カンチ
レバー２に対して、探針３と反対側に配置される。従っ
て、製造工程上、探針３とは無関係に成膜できるという
利点がある。
【００１６】カンチレバー２は、その上面及び下面がシ
リコン単結晶の（１００）面に一致し、その寸法は、長
さ 0.6mm、幅0.15mm、厚さ0.02mmであり、又、共振周波
数90ｋHz、バネ定数 250Ｎ/mである。図２及び図３は、
本発明に係る、探針と圧電薄膜変位センサーを備えたＡ
ＦＭのプローブの製造方法の一例を説明するための概略
図である。実際の製造では、１枚のシリコンウェハに多
数のプローブを一括して作るが、本図では１個のプロー
ブの製造工程を示す。尚、以下の括弧内の数字は、図
２、図３の括弧内の数字に合わせてあり、工程順を表
す。
リコン単結晶の（１００）面に一致し、その寸法は、長
さ 0.6mm、幅0.15mm、厚さ0.02mmであり、又、共振周波
数90ｋHz、バネ定数 250Ｎ/mである。図２及び図３は、
本発明に係る、探針と圧電薄膜変位センサーを備えたＡ
ＦＭのプローブの製造方法の一例を説明するための概略
図である。実際の製造では、１枚のシリコンウェハに多
数のプローブを一括して作るが、本図では１個のプロー
ブの製造工程を示す。尚、以下の括弧内の数字は、図
２、図３の括弧内の数字に合わせてあり、工程順を表
す。
【００１７】（１）（１００）単結晶シリコンウェハの
一部分たるシリコン基体６の両面にＣＶＤ法にて 0.3μ
m の窒化シリコン膜７を付け、シリコン基体６の裏面に
バックエッチングパターンを形成し、反応性イオンエッ
チングで窒化シリコン膜７の一部を除去してシリコンを
露出させる。 （２）水酸化カリウム溶液で、シリコンの露出部分の異
方性エッチングを行う。
一部分たるシリコン基体６の両面にＣＶＤ法にて 0.3μ
m の窒化シリコン膜７を付け、シリコン基体６の裏面に
バックエッチングパターンを形成し、反応性イオンエッ
チングで窒化シリコン膜７の一部を除去してシリコンを
露出させる。 （２）水酸化カリウム溶液で、シリコンの露出部分の異
方性エッチングを行う。
【００１８】（３）再度、シリコン基体６の両面にＣＶ
Ｄ法にて窒化シリコン膜７を形成する。 （４）シリコン基体６の両面に、位置合わせしてカンチ
レバーのパターンを形成し、反応性イオンエッチングで
シリコン基体６を貫通するまでエッチングを行い、カン
チレバー２の形状を完成させる。
Ｄ法にて窒化シリコン膜７を形成する。 （４）シリコン基体６の両面に、位置合わせしてカンチ
レバーのパターンを形成し、反応性イオンエッチングで
シリコン基体６を貫通するまでエッチングを行い、カン
チレバー２の形状を完成させる。
【００１９】（５）酸化炉で、シリコンが露出した部
分、すなわち反応性イオンエッチングでエッチングされ
た側面に酸化シリコン膜８を形成する。 （６）裏面の窒化シリコン膜のみを反応性イオンエッチ
ングで取り除く。 （７）水酸化カリウム溶液で、シリコンの露出部分の異
方性エッチングを行うと、側面に酸化シリコン膜８が形
成されたカンチレバー先端部のみエッチング量が少ない
ので突起９が残る。
分、すなわち反応性イオンエッチングでエッチングされ
た側面に酸化シリコン膜８を形成する。 （６）裏面の窒化シリコン膜のみを反応性イオンエッチ
ングで取り除く。 （７）水酸化カリウム溶液で、シリコンの露出部分の異
方性エッチングを行うと、側面に酸化シリコン膜８が形
成されたカンチレバー先端部のみエッチング量が少ない
ので突起９が残る。
【００２０】（８）フッ酸とフッ化アンモニウムの混合
液で酸化シリコン膜を溶かして取り除いた後、再び酸化
炉で突起表面に酸化シリコン膜を形成する。再びフッ酸
とフッ化アンモニウムの混合液で酸化シリコン膜を取り
除く。上記の工程を交互に繰り返し行うことによって、
突起９のアスペクト比は次第に高くなり、三角錐型の探
針３が完成する。
液で酸化シリコン膜を溶かして取り除いた後、再び酸化
炉で突起表面に酸化シリコン膜を形成する。再びフッ酸
とフッ化アンモニウムの混合液で酸化シリコン膜を取り
除く。上記の工程を交互に繰り返し行うことによって、
突起９のアスペクト比は次第に高くなり、三角錐型の探
針３が完成する。
【００２１】（９）上面、すなわち探針と逆の面の全面
にタンタル膜、白金膜、チタン酸ジルコン酸鉛膜をスパ
ッタリング法で順次成膜した後、カンチレバー上面のみ
に金属マスクを用いて部分的に金膜を蒸着法で成膜す
る。以上の工程により、本発明のＡＦＭ用プローブが完
成した。本発明の骨子は、上記（８）の工程によって突
起のアスペクト比を高めることにある。その結果、先端
アスペクト比が例えば１０と大きい三角錐形状の探針を
得ることができる。その結果、この探針を用いれば、表
面の凹凸のアスペクト比が大きい試料でもＡＦＭによる
観察が可能となる。
にタンタル膜、白金膜、チタン酸ジルコン酸鉛膜をスパ
ッタリング法で順次成膜した後、カンチレバー上面のみ
に金属マスクを用いて部分的に金膜を蒸着法で成膜す
る。以上の工程により、本発明のＡＦＭ用プローブが完
成した。本発明の骨子は、上記（８）の工程によって突
起のアスペクト比を高めることにある。その結果、先端
アスペクト比が例えば１０と大きい三角錐形状の探針を
得ることができる。その結果、この探針を用いれば、表
面の凹凸のアスペクト比が大きい試料でもＡＦＭによる
観察が可能となる。
【００２２】又、従来の四角錐形状の探針では、製造上
の手法の制限を受けるため、全長の大きい探針を得るの
は極めて困難であったのに対し、本発明による探針は、
上記（８）の工程を多く繰り返すことよって突起の長さ
を増すことができ、全長の大きい探針が得られる。その
結果、表面の凹凸の段差が大きい試料をＡＦＭ観察する
場合でも対応できる。
の手法の制限を受けるため、全長の大きい探針を得るの
は極めて困難であったのに対し、本発明による探針は、
上記（８）の工程を多く繰り返すことよって突起の長さ
を増すことができ、全長の大きい探針が得られる。その
結果、表面の凹凸の段差が大きい試料をＡＦＭ観察する
場合でも対応できる。
【００２３】更に、従来の四角錐形状の探針よりも先端
曲率半径が小さいものが容易に得られるので、ＡＦＭ観
察画像の分解能が向上する。
曲率半径が小さいものが容易に得られるので、ＡＦＭ観
察画像の分解能が向上する。
【００２４】
【発明の効果】本発明のＡＦＭ用プローブによれば、高
い先端アスペクト比をもった三角錐形状のシリコン製探
針を備えているため、観察試料の表面が急峻な凹凸面で
あっても観察又は測定が可能となる。又、本発明のＡＦ
Ｍ用プローブは、全長の大きい探針も作製可能なので表
面の凹凸の激しい試料にも対応できる。
い先端アスペクト比をもった三角錐形状のシリコン製探
針を備えているため、観察試料の表面が急峻な凹凸面で
あっても観察又は測定が可能となる。又、本発明のＡＦ
Ｍ用プローブは、全長の大きい探針も作製可能なので表
面の凹凸の激しい試料にも対応できる。
【００２５】加えて、本発明のＡＦＭ用プローブは、圧
電薄膜変位センサーを備えており、検出系がコンパクト
であるので、カンチレバーと試料の位置合わせ操作が簡
単にでき、しかも高倍率の光学顕微鏡の下でＡＦＭ観察
が可能である。
電薄膜変位センサーを備えており、検出系がコンパクト
であるので、カンチレバーと試料の位置合わせ操作が簡
単にでき、しかも高倍率の光学顕微鏡の下でＡＦＭ観察
が可能である。
【図１】本発明に係る、探針と圧電薄膜変位センサーを
備えたＡＦＭのプローブの部分斜視図である。
備えたＡＦＭのプローブの部分斜視図である。
【図２】本発明に係る、探針と圧電薄膜変位センサーを
備えたＡＦＭのプローブの製造方法の一例を示す概略図
である。
備えたＡＦＭのプローブの製造方法の一例を示す概略図
である。
【図３】本発明に係る、探針と圧電薄膜変位センサーを
備えたＡＦＭのプローブの製造方法の一例を示す概略図
である。
備えたＡＦＭのプローブの製造方法の一例を示す概略図
である。
【図４】従来のタッピングモードのＡＦＭの概念図であ
る。
る。
１・・・・・・・プローブ ２・・・・・・・カンチレバー ３・・・・・・・探針 ４・・・・・・・圧電薄膜 ５・・・・・・・上部電極 ６・・・・・・・シリコン基体 ７・・・・・・・窒化シリコン膜 ８・・・・・・・酸化シリコン膜 ９・・・・・・・突起 １０１・・・・・プローブ １０２・・・・・カンチレバー １０３・・・・・探針 １０４・・・・・振動子 １０５・・・・・電極 １０６・・・・・チューブ型アクチュエータ １０７・・・・・レーザー光源 １０８・・・・・フォトダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】 カンチレバーと、該カンチレバーの下面
の先端部に設けられた探針と、前記カンチレバーの上面
に設けられた圧電薄膜変位センサーと、から成る原子間
力顕微鏡用プローブにおいて、 前記探針は、前記カンチレバーと同一のシリコンウェハ
から作製され、１μm以上の長さと三角錐形状を有し、
且つ、前記探針の先端から１μm までの部分におけるア
スペクト比が５以上である、ことを特徴とする原子間力
顕微鏡用プローブ。 - 【請求項２】 前記カンチレバーの上面及び下面は、
（１００）単結晶シリコンウェハの表面に平行であり、
前記探針の錐面は、前記シリコンウェハの（１１１）面
に平行である、ことを特徴とする請求項１に記載の原子
間力顕微鏡用プローブ。 - 【請求項３】 前記圧電薄膜変位センサーは、チタン酸
ジルコン酸鉛薄膜を有し、そのｄ31圧電効果により変位
検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の原子間力
顕微鏡用プローブ。 - 【請求項４】 カンチレバーと、該カンチレバーの下面
の先端部に設けられた探針と、前記カンチレバーの上面
に設けられた圧電薄膜変位センサーと、から成る原子間
力顕微鏡用プローブの製造方法において、 前記カンチレバーの製造方法には、（１００）単結晶シ
リコンウェハを異方性エッチングする工程を含み、 前記探針の製造方法には、前記（１００）単結晶シリコ
ンウェハを酸化する工程と異方性エッチングする工程を
交互に繰り返す工程を含む、ことを特徴とする原子間力
顕微鏡用プローブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241470A JPH1090287A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 原子間力顕微鏡用プローブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241470A JPH1090287A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 原子間力顕微鏡用プローブ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090287A true JPH1090287A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17074800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8241470A Pending JPH1090287A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 原子間力顕微鏡用プローブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090287A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6979407B2 (en) * | 2002-03-20 | 2005-12-27 | Nanoworld Ag | Process for producing an SPM sensor |
| US6989535B2 (en) | 1998-11-20 | 2006-01-24 | Hitachi, Ltd. | Atomic force microscopy, method of measuring surface configuration using the same, and method of producing magnetic recording medium |
| 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 |
| 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 |
| US8220318B2 (en) | 2005-06-17 | 2012-07-17 | Georgia Tech Research Corporation | Fast microscale actuators for probe microscopy |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP8241470A patent/JPH1090287A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6989535B2 (en) | 1998-11-20 | 2006-01-24 | Hitachi, Ltd. | Atomic force microscopy, method of measuring surface configuration using the same, and method of producing magnetic recording medium |
| US7068377B2 (en) | 2001-03-29 | 2006-06-27 | Georgia-Tech Rsearch Corporation | System and method for surface profiling a target object |
| US6979407B2 (en) * | 2002-03-20 | 2005-12-27 | Nanoworld Ag | Process for producing an SPM sensor |
| 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 |
| US7518737B2 (en) | 2002-03-29 | 2009-04-14 | Georgia Tech Research Corp. | Displacement-measuring optical device with orifice |
| 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 |
| US7797757B2 (en) | 2006-08-15 | 2010-09-14 | Georgia Tech Research Corporation | Cantilevers with integrated actuators for probe microscopy |
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