JPH1114641A - Afm sensor - Google Patents
Afm sensorInfo
- Publication number
- JPH1114641A JPH1114641A JP18320697A JP18320697A JPH1114641A JP H1114641 A JPH1114641 A JP H1114641A JP 18320697 A JP18320697 A JP 18320697A JP 18320697 A JP18320697 A JP 18320697A JP H1114641 A JPH1114641 A JP H1114641A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cantilever
- afm
- force
- probe
- displacement
- 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
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、原子間力顕微鏡
(AFM: Atomic Force Microscope)に用いるAFM
センサに関する。The present invention relates to an atomic force microscope (AFM) for use in an atomic force microscope (AFM).
Related to sensors.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、導電性試料を原子サイズオーダー
の分解能で観察できる装置として走査トンネル顕微鏡
(STM: Scanning Tunneling Microscope)が Binni
ngとRohrerらにより発明されてから、原子オーダーの表
面凹凸を観察できる顕微鏡として各方面での利用が進ん
でいる。しかしSTMでは、観察できる試料は導電性の
ものに限られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a scanning tunneling microscope (STM) has been known as a device capable of observing a conductive sample at a resolution of the order of the atomic size.
Since it was invented by ng and Rohrer et al., it has been used in various fields as a microscope capable of observing surface irregularities on the order of atoms. However, in STM, observable samples are limited to conductive ones.
【0003】そこで、STMにおけるサーボ技術を利用
しながら、STMでは測定し難かった絶縁性の試料を、
原子サイズオーダーの精度で観察することのできる顕微
鏡として、原子間力顕微鏡(AFM)が提案されてい
る。このAFMは、例えば特開昭62−130302号
(IBM、G.ビニッヒ、サンプル表面の像を形成する
方法及び装置)に開示されている。[0003] Therefore, while utilizing the servo technology in the STM, the insulating sample which was difficult to measure by the STM,
An atomic force microscope (AFM) has been proposed as a microscope that can be observed with an accuracy on the order of the atomic size. This AFM is disclosed, for example, in JP-A-62-130302 (IBM, G. Vinich, Method and Apparatus for Forming an Image of Sample Surface).
【0004】AFMの構造はSTMに類似しており、走
査型プローブ顕微鏡(SPM)の一つとして位置づけら
れている。AFMでは、自由端に鋭い突起部分(探針
部)を持つ片持ち梁(カンチレバー)を、試料に対向・
近接させて配置し、探針部の先端の原子と試料原子との
間に働く相互作用力により変位する片持ち梁の動きを、
電気的あるいは光学的にとらえて測定しつつ、試料をX
Y方向に走査し、片持ち梁の探針部との位置関係を相対
的に変化させることによって、試料の凹凸情報などを原
子サイズオーダーで三次元的にとらえることができるよ
うになっている。[0004] The structure of the AFM is similar to the STM, and is positioned as one of the scanning probe microscopes (SPM). In AFM, a cantilever (cantilever) having a sharp protruding portion (probe portion) at the free end is opposed to the sample.
The cantilever is displaced by the interaction force acting between the atom at the tip of the probe and the sample atom.
While measuring electric or optically, X
By scanning in the Y direction and relatively changing the positional relationship between the cantilever and the probe portion, it is possible to three-dimensionally capture information on the unevenness of the sample in the order of the atomic size.
【0005】このような構成のAFM等の走査型プロー
ブ顕微鏡用のカンチレバーチップとしては、T.R.A
lbrecht らが半導体IC製造プロセスを応用して作製す
ることのできる酸化シリコン膜製のカンチレバーを提案
して以来〔Thomas R. Albrecht and Calvin F. Quate :
Atomic resolution imaging of a nonconductor Atomf
orce Microscopy J. Appl. Phy. 62(1987)2599参照〕、
ミクロンオーダーの高精度で優れた再現性をもって作製
することが可能になっている。また、このようなカンチ
レバーチップは、バッチプロセスによって作製すること
ができ、低コスト化が実現されている。したがって、現
在では、半導体IC製造プロセスを応用して作製される
カンチレバーチップが主流となっている。As a cantilever tip for a scanning probe microscope such as an AFM having such a structure, T.I. R. A
Since lbrecht et al. have proposed a silicon oxide cantilever that can be fabricated using a semiconductor IC manufacturing process [Thomas R. Albrecht and Calvin F. Quate:
Atomic resolution imaging of a nonconductor Atomf
orce Microscopy J. Appl.Phy. 62 (1987) 2599],
It is possible to manufacture with high accuracy of micron order and excellent reproducibility. Further, such a cantilever chip can be manufactured by a batch process, and cost reduction is realized. Therefore, at present, cantilever chips manufactured by applying a semiconductor IC manufacturing process are mainly used.
【0006】AFMの測定方式としては、試料と探針部
を1nm程度に近接させて測定する接触方式、5〜10nm離
して測定する非接触方式、試料表面を探針部で軽くたた
きながら移動させて測定するタッピング方式等がある。
また、近年接触方式のAFM測定においては、Z方向
(垂直方向)の力だけでなく、水平方向の力(摩擦力)
なども測定するようになっている。The AFM measurement method includes a contact method in which the sample and the probe are measured close to each other by about 1 nm, a non-contact method in which the measurement is performed at a distance of 5 to 10 nm, and a method in which the sample surface is moved while lightly tapping the probe. There is a tapping method and the like for measurement.
In recent years, in the contact type AFM measurement, not only the force in the Z direction (vertical direction) but also the force in the horizontal direction (frictional force) is used.
Etc. are also measured.
【0007】次に、図7を参照しながら、従来より実施
されている半導体IC製造プロセスを応用した窒化シリ
コン膜製AFMカンチレバーの作製方法について説明す
る。まず、図7の(A)に示すように、面方位(10
0)Si 基板101 上に、カンチレバーの探針部の型とな
る四角錐状のレプリカ穴102 を形成する。この後、図7
の(B)に示すように、レバー部の母材料となる窒化シ
リコン膜を堆積し、この窒化シリコン膜をレバー部の形
状に選択エッチングして、探針部103 を備えたレバー部
104 を形成する。次いで、図7の(C)に示すように、
窒化シリコン膜からなるレバー部104 上の所定領域に、
パイレックスガラスからなる支持部105 を陽極接合す
る。続いて、図7の(D)に示すように、Si 基板101
をエッチングにより除去し、支持部105 ,レバー部104
及び探針部103 からなるAFMカンチレバー100 を得
る。Next, a method of manufacturing an AFM cantilever made of a silicon nitride film by applying a semiconductor IC manufacturing process conventionally performed will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
0) A quadrangular pyramid-shaped replica hole 102 serving as a mold for a probe portion of a cantilever is formed on a Si substrate 101. After this, FIG.
(B), a silicon nitride film serving as a base material of the lever portion is deposited, and this silicon nitride film is selectively etched into the shape of the lever portion, and the lever portion having the probe portion 103 is provided.
Form 104. Next, as shown in FIG.
In a predetermined region on the lever portion 104 made of a silicon nitride film,
The support 105 made of Pyrex glass is anodically bonded. Subsequently, as shown in FIG.
Is removed by etching, and the support portion 105 and the lever portion 104 are removed.
And an AFM cantilever 100 including the probe 103.
【0008】従って、この製法により製造されるAFM
カンチレバー100 は、ガラス製の支持部105 と窒化シリ
コン膜で一体形成された探針部103 及びレバー部104 と
により構成されている。そして、このように構成された
AFMカンチレバーは、ミクロンオーダーの高精度で非
常に再現性よく作製することができ、しかも探針部が材
料的性質として親水性である窒化シリコン膜で形成され
ているので、生体試料に有効な液中でのAFM測定に適
している。Accordingly, the AFM manufactured by this manufacturing method
The cantilever 100 is composed of a support part 105 made of glass, a probe part 103 and a lever part 104 integrally formed of a silicon nitride film. The AFM cantilever thus configured can be manufactured with high accuracy on the order of microns and very high reproducibility, and the probe portion is formed of a silicon nitride film that is hydrophilic as a material property. Therefore, it is suitable for AFM measurement in a liquid effective for a biological sample.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の構成のAFMカンチレバーは、ねじれ方向の力
には歪みにくく、低感度である。また、ねじれ方向の力
のみを検出しようとすると、Z方向の力も同時に検出さ
れることになる。その逆に、Z方向の力のみを検出しよ
うとすると、ねじれ方向の力も同時に検出されてしまう
という問題があった。However, the AFM cantilever having the above-mentioned conventional structure is hardly distorted by a force in the torsion direction and has low sensitivity. If it is attempted to detect only the force in the torsional direction, the force in the Z direction is also detected at the same time. Conversely, when trying to detect only the force in the Z direction, there is a problem that the force in the torsional direction is also detected at the same time.
【0010】本発明は、従来のAFMカンチレバーにお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、ねじ
れ方向の力に対して高感度であり、Z方向の力とねじれ
方向の力を、それぞれ分離して検出できるようにしたA
FMセンサを提供することを目的とする。各請求項毎の
目的を述べると、請求項1記載の発明は、ねじれ方向の
検知に対して高感度であり、Z方向の力とねじれ方向の
力を、それぞれ分離して検出できるようにしたAFMセ
ンサを提供することを目的とする。請求項2記載の発明
は、請求項1記載のAFMセンサにおいて、更に高感度
なねじれ検出感度をもたせることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional AFM cantilever, and has high sensitivity to a torsional force, and separates a Z-direction force and a torsional force from each other. A that can be detected
An object is to provide an FM sensor. The purpose of each claim is as follows. The invention according to claim 1 has high sensitivity to the detection of the torsion direction, and the force in the Z direction and the force in the torsion direction can be separately detected. It is an object to provide an AFM sensor. A second object of the present invention is to provide the AFM sensor according to the first embodiment with a higher twist detection sensitivity.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の発明は、自由端近傍に探針部を有し
測定試料の表面形状に対応して変位するカンチレバー部
と、該カンチレバー部の変位を検出する変位検出部とを
備えたAFMセンサにおいて、前記カンチレバー部は、
探針部を含む自由端近傍部分のレバー幅が他の部分のレ
バー幅より広く形成され、T字型形状に構成するもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a cantilever portion having a probe portion near a free end and displaced in accordance with the surface shape of a measurement sample; An AFM sensor including a displacement detection unit that detects a displacement of the cantilever unit, wherein the cantilever unit includes:
The lever width in the portion near the free end including the probe portion is formed wider than the lever width in other portions, and is configured in a T-shape.
【0012】このように構成したAFMセンサにおいて
は、探針部の両側のカンチレバー部の幅広部の両端にお
いて幅広部の左右のひずみ量を検出し、ねじれ方向の力
をZ方向の力と分離して高感度で検出することができ
る。[0012] In the AFM sensor configured as described above, the left and right strain amounts of the wide portion are detected at both ends of the wide portion of the cantilever portion on both sides of the probe portion, and the force in the torsion direction is separated from the force in the Z direction. With high sensitivity.
【0013】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
のAFMセンサにおいて、前記探針部の長さがカンチレ
バー部の幅広部のレバー幅より長く形成されていること
を特徴とするものである。このように構成することによ
り、ねじれモーメントが大きくなるため、カンチレバー
部のねじれに対する感度を更に向上させることができる
と共に、カンチレバー部がねじれた際に、探針部の長さ
を長くすることによりカンチレバー部の幅広部が試料と
干渉しにくくすることができる。According to a second aspect of the present invention, in the AFM sensor according to the first aspect, a length of the probe portion is formed to be longer than a lever width of a wide portion of the cantilever portion. is there. With this configuration, the torsional moment is increased, so that the sensitivity of the cantilever to the torsion can be further improved, and when the cantilever is twisted, the length of the probe is increased to increase the cantilever. The wide part can be made less likely to interfere with the sample.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図1は、本発明に係るAFMセンサの第1の実施の
形態におけるAFMカンチレバー部の構成を示す表面図
で、図2はその一部を省略した斜視図である。この実施
の形態におけるAFMカンチレバー部1は、支持部2
と、該支持部2から伸びたカンチレバー3と、該カンチ
レバー3の自由端側に設けられた探針部4とで構成され
ている。そして、カンチレバー3はその探針部4を有す
る自由端側において、レバー幅が広くなっていて幅広部
3aが形成されており、T字型に構成されている。AF
Mカンチレバー部1によるねじれの検出は、探針部4の
中心を通るカンチレバー3の長手方向の中心線A−A′
に関して、幅広部3aのより遠い左右の両端部分におけ
るひずみ量を検出することにより行われるようになって
いる。Next, an embodiment will be described. FIG. 1 is a front view showing a configuration of an AFM cantilever portion in a first embodiment of an AFM sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view with a part thereof omitted. The AFM cantilever portion 1 in this embodiment includes a support portion 2
And a cantilever 3 extending from the support portion 2, and a probe portion 4 provided on a free end side of the cantilever 3. The cantilever 3 has a T-shaped configuration in which the width of the lever is wide and the wide portion 3a is formed on the free end side having the probe 4. AF
The torsion detection by the M cantilever unit 1 is performed by detecting the center line AA ′ of the cantilever 3 passing through the center of the probe unit 4 in the longitudinal direction.
Is performed by detecting the amount of distortion at the far left and right ends of the wide portion 3a.
【0015】次に、このように構成したAFMカンチレ
バー部1による変位検出動作について説明する。図3に
示すように、AFMカンチレバー部1をねじれ方向に走
査した時、すなわちAFMカンチレバー部1のカンチレ
バー3の長手方向の中心線A−A′(図1参照)に直交
する方向にカンチレバー3を走査した時、探針部4に摩
擦力が働き、カンチレバー3が1点鎖線で図示したよう
にねじれる。カンチレバー3がねじれた場合、カンチレ
バー3の幅広部3aのカンチレバー3の長手方向の中心
線A−A′より遠い左右両端部分のひずみ量は大きくな
る。この時、カンチレバー3の幅広部3aの両端のひず
み量を検出する第1及び第2の変位検出器11,12を配設
しておくことにより、第1の変位検出器11ではマイナス
の信号1が検出され、第2の変位検出器12にはプラスの
信号2が検出される。そして、これらの信号1,信号2
の差を算出することによって、ねじれ信号が検出するこ
とができる。Next, a description will be given of a displacement detecting operation by the AFM cantilever 1 constructed as described above. As shown in FIG. 3, when the AFM cantilever unit 1 is scanned in the torsion direction, that is, the cantilever 3 is moved in a direction perpendicular to the longitudinal center line AA ′ (see FIG. 1) of the cantilever 3 of the AFM cantilever unit 1. When scanning, a frictional force acts on the probe part 4, and the cantilever 3 is twisted as shown by a dashed line. When the cantilever 3 is twisted, the amount of distortion at the left and right ends of the wide portion 3a of the cantilever 3 farther from the longitudinal center line AA 'of the cantilever 3 increases. At this time, by providing the first and second displacement detectors 11 and 12 for detecting the amount of strain at both ends of the wide portion 3a of the cantilever 3, the first displacement detector 11 can output a negative signal 1 Is detected, and a plus signal 2 is detected by the second displacement detector 12. Then, these signals 1 and 2
By calculating the difference between, the torsion signal can be detected.
【0016】また、図4に示すように、Z方向の力が加
わった場合には、ねじれ信号は、信号1と信号2の差に
よって検出され、Z方向のAFM信号(斥力)は信号1
と信号2の和によって検出される。なお、図4におい
て、Z方向の斥力のみによるカンチレバー3の変位状態
を点線で示し、Z方向の斥力に走査による摩擦力が加わ
った時のカンチレバー3の変位状態を1点鎖線で示して
いる。As shown in FIG. 4, when a force in the Z direction is applied, the torsion signal is detected by the difference between the signal 1 and the signal 2, and the AFM signal (repulsive force) in the Z direction is the signal 1
And signal 2 are detected. In FIG. 4, the displacement state of the cantilever 3 due to only the repulsion in the Z direction is indicated by a dotted line, and the displacement state of the cantilever 3 when a frictional force due to scanning is applied to the repulsion in the Z direction is indicated by a dashed line.
【0017】このように、カンチレバー3に幅広部3a
を形成しておくことにより、カンチレバー3にねじれ方
向の力が加わると、カンチレバー3のねじれ変位を検出
する幅広部3aの変位量は大きくなり、高感度を図るこ
とができる。なお、本実施の形態におけるカンチレバー
及び探針部は、窒化シリコンを用いて形成する他に、シ
リコン,酸化シリコン,DLC(ダイヤモンドライクカ
ーボン)や炭化シリコン等を用いて形成してもよい。As described above, the wide portion 3a is attached to the cantilever 3.
Is formed, when a force in the torsion direction is applied to the cantilever 3, the displacement of the wide portion 3a for detecting the torsional displacement of the cantilever 3 increases, and high sensitivity can be achieved. In addition, the cantilever and the probe portion in this embodiment may be formed using silicon, silicon oxide, DLC (diamond-like carbon), silicon carbide, or the like, instead of using silicon nitride.
【0018】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図5は、第2の実施の形態におけるAFMカンチレ
バー部の表面図で、図6はその一部を省略して示す斜視
図である。この実施の形態におけるAFMカンチレバー
部21は、支持部22と、該支持部22より伸びたカンチレバ
ー23と、該カンチレバー23の自由端側に設けられた探針
部24とで構成されている。そして、カンチレバー23は、
その探針部24を有する自由端側において、レバー幅が広
くなって幅広部23aが形成されていてT字型に構成され
ており、更に前記探針部24は、その長さが前記カンチレ
バー23の幅広部23aの幅より長くなるように形成されて
いる。AFMカンチレバー部21によるねじれの検出は、
第1の実施の形態と同様に、探針部24の中心を通るカン
チレバー23の長手方向の中心線B−B′に関して、探針
部24の両側の幅広部23aの中心線B−B′より遠い左右
の両端部分におけるひずみ量を検出して行うようになっ
ている。Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a front view of the AFM cantilever portion according to the second embodiment, and FIG. 6 is a perspective view showing a part of the AFM cantilever portion. The AFM cantilever portion 21 in this embodiment includes a support portion 22, a cantilever 23 extending from the support portion 22, and a probe portion 24 provided on a free end side of the cantilever 23. And the cantilever 23
On the free end side having the probe portion 24, a lever portion is widened to form a wide portion 23a to form a T-shape. Further, the probe portion 24 has a length of the cantilever 23. Is formed to be longer than the width of the wide portion 23a. Detection of torsion by the AFM cantilever 21
As in the first embodiment, the center line BB 'of the cantilever 23 in the longitudinal direction passing through the center of the probe portion 24 is shifted from the center line BB' of the wide portion 23a on both sides of the probe portion 24. The detection is performed by detecting the amount of distortion at the far left and right ends.
【0019】このように構成したAFMカンチレバー部
21による変位検出動作は、図3及び図4に示した第1の
実施の形態と同様に、カンチレバー23の幅広部23aの左
右両端部分に対応して変位検出器を配置し、両者の差信
号によりねじれ信号を検出し、和信号によりZ方向のA
FM信号が検出される。そして、この実施の形態の場
合、探針部24の長さをカンチレバー23の幅広部23aの幅
より長く形成しているため、走査によりカンチレバー23
にねじれ方向の力が加わると、カンチレバー23の変位を
検出している幅広部23aの左右両端部分の変位量は、ね
じれモーメントが大きくなるため更に大きくなり、より
高感度化が可能となる。また探針部24を長く形成したこ
とにより、カンチレバー23がねじれた時に、カンチレバ
ー23の幅広部23aが試料と干渉しにくくなる。そして、
Z方向の力とねじれ方向の力を分離することができるよ
うになり、AFM測定においても高感度が可能となる。The AFM cantilever portion configured as above
As in the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the displacement detection operation by the displacement detector 21 is performed by disposing displacement detectors corresponding to both left and right end portions of the wide portion 23a of the cantilever 23, and outputting a difference signal between the two. Torsion signal is detected by the
An FM signal is detected. In this embodiment, since the length of the probe portion 24 is formed longer than the width of the wide portion 23a of the cantilever 23, the cantilever 23 is scanned.
When the force in the torsional direction is applied to the torsional head, the amount of displacement at the left and right ends of the wide portion 23a detecting the displacement of the cantilever 23 is further increased due to a large torsional moment, and higher sensitivity can be achieved. Further, by forming the probe portion 24 long, when the cantilever 23 is twisted, the wide portion 23a of the cantilever 23 does not easily interfere with the sample. And
The force in the Z direction and the force in the torsion direction can be separated, and high sensitivity can be achieved in AFM measurement.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上、実施の形態に基づいて説明したよ
うに、請求項1記載の発明によれば、カンチレバーのね
じれに対する検出感度を向上させることができ、またZ
方向の力とねじれ方向の力を分離できるため、Z方向の
AFM測定における感度も向上させることができる。請
求項2記載の発明によれば、ねじれモーメントが大きく
なるため、カンチレバーのねじれに対する感度を更に向
上させることができ、また探針を長くしたことにより、
カンチレバーがねじれた時に、カンチレバーの幅広部が
試料と干渉しにくくなるという効果も得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the detection sensitivity to the torsion of the cantilever can be improved.
Since the force in the direction and the force in the torsion direction can be separated, the sensitivity in the AFM measurement in the Z direction can also be improved. According to the second aspect of the present invention, since the torsional moment is increased, the sensitivity of the cantilever to torsion can be further improved, and by increasing the length of the probe,
When the cantilever is twisted, an effect is obtained that the wide portion of the cantilever hardly interferes with the sample.
【図1】本発明に係るAFMセンサの第1の実施の形態
におけるAFMカンチレバー部を示す表面部である。FIG. 1 is a front view showing an AFM cantilever section in a first embodiment of an AFM sensor according to the present invention.
【図2】図1に示したAFMカンチレバー部の一部を省
略して示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of an AFM cantilever shown in FIG. 1 with a part thereof omitted;
【図3】図1及び図2に示した第1の実施の形態に係る
AFMカンチレバー部のねじれ検出態様を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a twist detection mode of the AFM cantilever portion according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2;
【図4】図1及び図2に示した第1の実施の形態に係る
AFMカンチレバー部のねじれ及びZ方向の検出態様を
示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a twist and a Z-direction detection mode of the AFM cantilever portion according to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2;
【図5】本発明の第2の実施の形態におけるAFMカン
チレバー部を示す表面部である。FIG. 5 is a front view illustrating an AFM cantilever according to a second embodiment of the present invention.
【図6】図5に示したAFMカンチレバー部の一部を省
略して示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a part of the AFM cantilever shown in FIG. 5 with a part thereof omitted;
【図7】従来のAFMカンチレバーの製造方法を示す製
造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram showing a conventional method for manufacturing an AFM cantilever.
1 AFMカンチレバー部 2 支持部 3 カンチレバー 3a 幅広部 4 探針部 11 第1の変位検出器 12 第2の変位検出器 21 AFMカンチレバー部 22 支持部 23 カンチレバー 23a 幅広部 24 探針部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AFM cantilever part 2 Support part 3 Cantilever 3a Wide part 4 Probe part 11 First displacement detector 12 Second displacement detector 21 AFM cantilever part 22 Support part 23 Cantilever 23a Wide part 24 Probe part
Claims (2)
面形状に対応して変位するカンチレバー部と、該カンチ
レバー部の変位を検出する変位検出部とを備えたAFM
センサにおいて、前記カンチレバー部は、探針部を含む
自由端近傍部分のレバー幅が他の部分のレバー幅より広
く形成され、T字型形状に構成されていることを特徴と
するAFMセンサ。An AFM having a probe portion near a free end and having a cantilever portion displaced in accordance with the surface shape of a measurement sample, and a displacement detection portion detecting displacement of the cantilever portion.
An AFM sensor according to the sensor, wherein the cantilever portion has a T-shaped configuration in which a lever width in a portion near a free end including a probe portion is formed wider than a lever width in another portion.
部の幅広部のレバー幅より長く形成されていることを特
徴とする請求項1記載のAFMセンサ。2. The AFM sensor according to claim 1, wherein a length of said probe portion is formed longer than a lever width of a wide portion of said cantilever portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18320697A JPH1114641A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Afm sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18320697A JPH1114641A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Afm sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114641A true JPH1114641A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=16131643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18320697A Pending JPH1114641A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Afm sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114641A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066609A1 (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Afm cantilever with nanoindentation test functionality |
| JP2008503734A (en) * | 2004-06-21 | 2008-02-07 | カプレス・アクティーゼルスカブ | How to align the probe |
| US7958566B2 (en) | 2007-02-09 | 2011-06-07 | Korea Institute Of Machinery & Materials | AFM probe with variable stiffness |
| JP2015158413A (en) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 株式会社リコー | Potential detection apparatus and image forming apparatus |
| CN105372454A (en) * | 2015-11-26 | 2016-03-02 | 国家纳米科学中心 | High-order resonance type quartz tuning fork micro-cantilever and manufacturing method thereof |
| CN105403734A (en) * | 2015-11-26 | 2016-03-16 | 国家纳米科学中心 | High-order resonance type micro-cantilever of atomic force microscope and manufacturing method thereof |
| US20240219420A1 (en) * | 2023-01-04 | 2024-07-04 | Brown University | System and method for scanning near-field optical microscopy |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP18320697A patent/JPH1114641A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005066609A1 (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Afm cantilever with nanoindentation test functionality |
| US7246517B2 (en) | 2004-01-05 | 2007-07-24 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Atomic force microscope with probe with improved tip movement |
| JP2008503734A (en) * | 2004-06-21 | 2008-02-07 | カプレス・アクティーゼルスカブ | How to align the probe |
| US7958566B2 (en) | 2007-02-09 | 2011-06-07 | Korea Institute Of Machinery & Materials | AFM probe with variable stiffness |
| JP2015158413A (en) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 株式会社リコー | Potential detection apparatus and image forming apparatus |
| CN105372454A (en) * | 2015-11-26 | 2016-03-02 | 国家纳米科学中心 | High-order resonance type quartz tuning fork micro-cantilever and manufacturing method thereof |
| CN105403734A (en) * | 2015-11-26 | 2016-03-16 | 国家纳米科学中心 | High-order resonance type micro-cantilever of atomic force microscope and manufacturing method thereof |
| US20240219420A1 (en) * | 2023-01-04 | 2024-07-04 | Brown University | System and method for scanning near-field optical microscopy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5444244A (en) | Piezoresistive cantilever with integral tip for scanning probe microscope | |
| US5345815A (en) | Atomic force microscope having cantilever with piezoresistive deflection sensor | |
| US5856672A (en) | Single-crystal silicon cantilever with integral in-plane tip for use in atomic force microscope system | |
| EP1351256A2 (en) | Scanning probe system with spring probe | |
| US6578410B1 (en) | Resistive cantilever spring for probe microscopy | |
| US5729026A (en) | Atomic force microscope system with angled cantilever having integral in-plane tip | |
| JPH08313541A (en) | Cantilever for scanning probe microscope and its manufacture | |
| JPH10282130A (en) | Probe and scanning probe microscope using it | |
| JPH01262403A (en) | Probe and its manufacturing method | |
| US5929643A (en) | Scanning probe microscope for measuring the electrical properties of the surface of an electrically conductive sample | |
| US6415653B1 (en) | Cantilever for use in a scanning probe microscope | |
| JP3069923B2 (en) | Cantilever probe, atomic force microscope, information recording / reproducing device | |
| JPH1114641A (en) | Afm sensor | |
| JPH09243648A (en) | Cantilever chip | |
| JPH10170530A (en) | Afm cantilever and its manufacture | |
| JP3768639B2 (en) | Cantilever type probe and scanning probe microscope equipped with the probe | |
| JP3317001B2 (en) | Probe manufacturing method | |
| JPH11326350A (en) | Cantilever probe, multiplexed probe and scanning probe microscope constituted thereby | |
| JPH10160743A (en) | Afm cantilever | |
| Tortonese | Advances in piezoresistive cantilevers for atomic force microscopy | |
| JPH0835976A (en) | Integrated spm sensor and displacement detecting circuit | |
| JP2000155085A (en) | Atomic force microscope prober and atomic force microscope | |
| JPH1030921A (en) | Afm device and its manufacture | |
| JP3188022B2 (en) | Integrated AFM sensor drive circuit | |
| JP3204784B2 (en) | Integrated SPM sensor, its driving circuit, and scanning probe microscope having the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060808 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061205 |