JP2009222528A - Probe needle, cantilever, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るプローブ及びカンチレバーと、それらプローブ及びカンチレバーを簡易且つ確実に製造することが可能な製造方法とを提供することを目的とする。
【解決手段】プローブ１１を製造する場合、まず、シリコン基板３０の腐食面で形成される溝３１を形成し、溝３１に窒化シリコン膜３２を堆積する。続いて、窒化シリコン膜３２上にフォトレジスト３３を塗布し、溝３１の底部にフォトレジスト３３が残留するように露光及び現像する。続いて、フォトレジスト３３で被覆された部分以外の窒化シリコン膜３２を除去し、露出した溝３１の上面に熱酸化処理を施して熱酸化膜３４を形成する。続いて、フォトレジスト３３で覆われている底部の窒化シリコン膜３２を除去して溝３１に金３５を堆積し、その金３５を熱酸化膜３４で被覆する。そして最後に、シリコン基板３０を除去する。
【選択図】図５It is an object of the present invention to provide a probe and a cantilever that can realize an AFM having a high resolution, and a manufacturing method capable of easily and reliably manufacturing the probe and the cantilever.
When manufacturing a probe, a groove formed on the corroded surface of a silicon substrate is first formed, and a silicon nitride film is deposited in the groove. Subsequently, a photoresist 33 is applied on the silicon nitride film 32, and exposure and development are performed so that the photoresist 33 remains at the bottom of the groove 31. Subsequently, the silicon nitride film 32 other than the portion covered with the photoresist 33 is removed, and a thermal oxidation process is performed on the exposed upper surface of the groove 31 to form a thermal oxide film 34. Subsequently, the bottom silicon nitride film 32 covered with the photoresist 33 is removed, gold 35 is deposited in the groove 31, and the gold 35 is covered with the thermal oxide film 34. Finally, the silicon substrate 30 is removed.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope；ＡＦＭ）に用いられるプローブ、カンチレバー及びそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a probe and a cantilever used in an atomic force microscope (AFM), and a manufacturing method thereof.
従来から、ＡＦＭに用いられるプローブが知られている。ＡＦＭの空間分解能はプローブの先端の径に依存するので、先鋭なプローブを作製する必要がある。下記特許文献１には、カンチレバーの先端側領域に設けられたプローブ及びその製造方法が記載されている。下記特許文献１では、プローブ（探針）を覆っている酸化ケイ素膜を加熱された水酸化カリウム水溶液に浸漬してその酸化ケイ素膜を等方的にわずかにエッチング除去することで、プローブの先端を露出させている。
しかしながら、上記特許文献１に記載の手法を用いた場合には、酸化ケイ素膜の除去範囲が拡がってしまい、プローブの先端のみを露出させる処理を高い再現性をもって実現することは極めて困難である。 However, when the technique described in Patent Document 1 is used, the removal range of the silicon oxide film is expanded, and it is extremely difficult to realize the process of exposing only the probe tip with high reproducibility.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るプローブ及びカンチレバーと、それらプローブ及びカンチレバーを簡易且つ確実に製造することが可能な製造方法とを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes a probe and a cantilever that can realize an AFM having a high resolution, and a manufacturing method capable of easily and reliably manufacturing the probe and the cantilever. The purpose is to provide.
本発明のプローブ針の製造方法は、用意された結晶基板に角錐状の溝を腐食面で形成する工程と、溝の底部以外を熱酸化膜で覆う工程と、底部以外の熱酸化膜に重ねて溝に導電性材料を堆積する工程と、を含む。 The method for manufacturing a probe needle of the present invention includes a step of forming a pyramidal groove on a prepared crystal substrate with a corroded surface, a step of covering a portion other than the bottom of the groove with a thermal oxide film, and a layer over the thermal oxide film other than the bottom. And depositing a conductive material in the groove.
このようなプローブの製造方法によれば、溝の底部が一度も熱酸化膜で覆われない。これにより、先端部分の導電性材料を一度も熱酸化膜で被覆することなくプローブを作製することができるので、高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るプローブを簡易且つ確実に製造することが可能になる。 According to such a probe manufacturing method, the bottom of the groove is never covered with the thermal oxide film. As a result, the probe can be manufactured without once covering the conductive material of the tip portion with the thermal oxide film, so that a probe capable of realizing an AFM having high resolution can be easily and reliably manufactured. Become.
本発明のプローブ針の製造方法は、用意された結晶基板に角錐状の溝を溶液による腐食面により形成する工程と、溝に絶縁膜を堆積する工程と、絶縁膜上にフォトレジストを塗布する工程と、溝の底部にフォトレジストが残留するように、塗布したフォトレジストを露光及び現像する工程と、残留したフォトレジストにより被覆された部分以外の絶縁膜を除去する工程と、絶縁膜の除去により露出した溝の上面に熱酸化処理を施すことで該上面に熱酸化膜を形成する工程と、熱酸化膜が形成された後に、残留しているフォトレジストで覆われている底部の絶縁膜を除去する工程と、底部の絶縁膜が除去された後に、溝に導電性材料を堆積する工程と、導電性材料が堆積された後に該導電性材料を熱酸化膜で被覆する工程と、熱酸化されなかった基板を除去する工程と、を含み、溝の腐食面に形成される導電性材料の頂上部以外が熱酸化膜で覆われる。 The probe needle manufacturing method of the present invention includes a step of forming a pyramidal groove on a prepared crystal substrate with a corroded surface by a solution, a step of depositing an insulating film in the groove, and applying a photoresist on the insulating film. A step of exposing and developing the applied photoresist so that the photoresist remains at the bottom of the groove, a step of removing the insulating film other than the portion covered with the remaining photoresist, and the removal of the insulating film Forming a thermal oxide film on the upper surface of the groove exposed by the step of forming a thermal oxide film on the upper surface, and a bottom insulating film covered with a photoresist remaining after the thermal oxide film is formed Removing the bottom insulating film, depositing a conductive material in the trench after removing the bottom insulating film, coating the conductive material with a thermal oxide film after the conductive material is deposited, and heat Not oxidized Wherein the step of removing the substrate, a non-top portion of the conductive material formed on the corrosion surface of the groove are covered with a thermal oxide film.
本発明のプローブ針の製造方法は、結晶基板の腐食面の相対向する頂角が該結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まることが好ましい。 In the probe needle manufacturing method of the present invention, it is preferable that the opposite apex angles of the corroded surface of the crystal substrate are determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate.
本発明のプローブ針の製造方法は、結晶基板が立方晶または正方晶の結晶であって、
腐食面の相対向する頂角が略７０．６度であることが好ましい。
In the method for producing the probe needle of the present invention, the crystal substrate is a cubic or tetragonal crystal,
It is preferable that the opposite apex angle of the corroded surface is approximately 70.6 degrees.
本発明のプローブ針の製造方法は、結晶基板が六方晶の結晶であって、腐食面の結晶壁によって定まる相対向する頂角が結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まることが好ましい。 In the probe needle manufacturing method of the present invention, it is preferable that the crystal substrate is a hexagonal crystal, and the opposite apex angles determined by the crystal wall of the corroded surface are determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate.
このようなプローブの製造方法によれば、塗布したフォトレジストが四角錐状の溝の底部に残留するように露光及び現像が行われ、その残留部分以外の部分について絶縁膜が除去され酸化膜が形成される。続いて、残留しているフォトレジストで覆われている絶縁膜が除去され、その後、溝に導電性材料が堆積され、その導電性材料が熱酸化膜で被覆される。これにより、先端部分の導電性材料を一度も熱酸化膜で被覆することなくプローブを作製することができるので、高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るプローブを簡易且つ確実に製造することが可能になる。 According to such a probe manufacturing method, exposure and development are performed so that the applied photoresist remains at the bottom of the quadrangular pyramid-shaped groove, and the insulating film is removed from portions other than the remaining portion to form an oxide film. It is formed. Subsequently, the insulating film covered with the remaining photoresist is removed, and then a conductive material is deposited in the trench, and the conductive material is covered with a thermal oxide film. As a result, the probe can be manufactured without once covering the conductive material of the tip portion with the thermal oxide film, so that a probe capable of realizing an AFM having high resolution can be easily and reliably manufactured. Become.
本発明のカンチレバーの製造方法は、上記プローブ針の製造方法により得られたプローブ針を板状の梁部の先端に設ける工程を含む。 The cantilever manufacturing method of the present invention includes a step of providing the probe needle obtained by the probe needle manufacturing method at the tip of the plate-like beam portion.
このようなカンチレバーの製造方法によれば、プローブ針を作成するための溝の底部が一度も熱酸化膜で覆われない。これにより、先端部分の導電性材料を一度も熱酸化膜で被覆することなくプローブを作製することができるので、高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るカンチレバーを簡易且つ確実に製造することが可能になる。 According to such a cantilever manufacturing method, the bottom of the groove for forming the probe needle is never covered with the thermal oxide film. As a result, the probe can be manufactured without once covering the conductive material of the tip portion with the thermal oxide film, so that a cantilever capable of realizing an AFM having high resolution can be easily and reliably manufactured. Become.
本発明のカンチレバーの製造方法では、用意された基板に、参照電極を作製するための電極用溝と、対向電極を作製するための電極用溝とを形成する工程と、各電極用溝が形成された基板に絶縁膜を堆積する工程と、絶縁膜上にフォトレジストを塗布する工程と、各電極用溝の底部にフォトレジストが残留するように、塗布したフォトレジストを露光及び現像する工程と、残留したフォトレジストにより被覆された部分以外の絶縁膜を除去する工程と、絶縁膜の除去により露出した基板の上面に熱酸化処理を施すことで該上面に熱酸化膜を形成する工程と、熱酸化膜が形成された後に、残留しているフォトレジストで覆われている各電極用溝の底部の絶縁膜を除去する工程と、各電極用溝の底部の絶縁膜が除去された後に、基板に導電性材料を堆積する工程と、を更に含み、四角錐状の溝と各電極用溝とに導電性材料が堆積された後に該導電性材料を熱酸化膜で被覆することが好ましい。 In the cantilever manufacturing method of the present invention, a step of forming an electrode groove for manufacturing a reference electrode and an electrode groove for manufacturing a counter electrode on a prepared substrate, and each electrode groove are formed. Depositing an insulating film on the formed substrate, applying a photoresist on the insulating film, and exposing and developing the applied photoresist so that the photoresist remains at the bottom of each electrode groove; A step of removing the insulating film other than the portion covered with the remaining photoresist, and a step of forming a thermal oxide film on the upper surface by subjecting the upper surface of the substrate exposed by removing the insulating film to a thermal oxidation process; After the thermal oxide film is formed, after removing the insulating film at the bottom of each electrode groove covered with the remaining photoresist, and after removing the insulating film at the bottom of each electrode groove, Conductive material on substrate Depositing further comprises, it is preferable that the conductive material after the conductive material is deposited and pyramidal groove and the electrode groove is coated with a thermal oxide film.
この場合、参照電極と対向電極とを備えるカンチレバーを作製できる。これら二つの電極も、プローブと同様に電極部分の導電性材料を一度も熱酸化膜で被覆することなく作製できるので、カンチレバーを簡易且つ確実に製造することが可能になる。 In this case, a cantilever including a reference electrode and a counter electrode can be manufactured. Since these two electrodes can be manufactured without once covering the conductive material of the electrode portion with the thermal oxide film, similarly to the probe, the cantilever can be easily and reliably manufactured.
本発明のプローブ針は、導電性材料を含んで形成される四角錐状の針部と、針部の先端部以外の領域を覆う酸化膜部と、を備え、先端部の頂角が、上記プローブ針の製造方法における結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まる。 The probe needle of the present invention includes a quadrangular pyramid shaped needle part formed by including a conductive material, and an oxide film part covering a region other than the tip part of the needle part. It is determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate in the probe needle manufacturing method.
本発明のプローブ針では、先端部の頂角が略７０．６度であることが好ましい。 In the probe needle of the present invention, it is preferable that the apex angle of the tip is approximately 70.6 degrees.
このようなプローブによれば、四角錐状の先端部が所定の高さだけ露出しているので、多少磨耗したとしても一定期間は酸化膜部から露出し続ける。そのため、プローブやカンチレバーを交換することなく長期間にわたって高い分解能を維持するＡＦＭを実現し得る。また、プローブの土台部分が酸化膜部により覆われるので、先端部以外からのノイズを極限まで抑制することが可能になる。 According to such a probe, the quadrangular pyramid tip is exposed at a predetermined height, so even if it is somewhat worn, it continues to be exposed from the oxide film portion for a certain period. Therefore, it is possible to realize an AFM that maintains high resolution over a long period of time without exchanging the probe or cantilever. In addition, since the base portion of the probe is covered with the oxide film portion, it is possible to suppress noise from other than the tip portion to the limit.
本発明のカンチレバーは、板状の梁部と、該梁部の先端に設けられたプローブ針と、該梁部の長手方向に沿って設けられ、該プローブ針と電気的に接続する配線とを備えるカンチレバーであって、プローブ針が、導電性材料を含んで形成される角錐台状の台部と、導電性材料を含んで形成され、台部の上面に配置された角柱状の中間部と、導電性材料を含んで形成され、中間部の上面に配置された四角錐状の先端部と、台部及び中間部の側面を覆う酸化膜部と、を備え、先端部の頂角が、上記プローブ針の製造方法における結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まる、ことを特徴とする。 The cantilever of the present invention comprises a plate-like beam portion, a probe needle provided at the tip of the beam portion, and a wiring provided along the longitudinal direction of the beam portion and electrically connected to the probe needle. A cantilever provided with a pyramid-shaped base portion including a conductive material, and a prismatic intermediate portion formed on a top surface of the base portion, the conductive needle being formed on the upper surface of the base portion; A quadrangular pyramidal tip formed on the upper surface of the intermediate portion, and an oxide film portion covering the side surfaces of the base portion and the intermediate portion, and the apex angle of the tip portion, It is determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate in the probe needle manufacturing method.
このようなカンチレバーによれば、プローブの先端部が所定の高さだけ露出しているので、プローブの酸化膜部が多少磨耗したとしても、一定期間、先端部は酸化膜部から露出し続ける。そのため、プローブやカンチレバーを交換することなく長期間にわたって高い分解能を維持するＡＦＭを実現し得る。また、プローブの土台部分が酸化膜部により覆われるので、先端部以外からのノイズを極限まで抑制することが可能になる。 According to such a cantilever, since the tip of the probe is exposed by a predetermined height, the tip continues to be exposed from the oxide film for a certain period even if the oxide film of the probe is somewhat worn. Therefore, it is possible to realize an AFM that maintains high resolution over a long period of time without exchanging the probe or cantilever. In addition, since the base portion of the probe is covered with the oxide film portion, it is possible to suppress noise from other than the tip portion to the limit.
本発明のカンチレバーは、板状の梁部と、該梁部の先端に設けられた、プローブ針の製造方法により得られるプローブ針と、該梁部の長手方向に沿って設けられ、該プローブ針と電気的に接続する配線と、を備える。 The cantilever of the present invention includes a plate-shaped beam portion, a probe needle provided by a probe needle manufacturing method provided at the tip of the beam portion, and provided along the longitudinal direction of the beam portion. And a wiring electrically connected.
このようなカンチレバーによれば、プローブの先端部が所定の高さだけ露出しているので、プローブの酸化膜部が多少磨耗したとしても、一定期間、先端部は酸化膜部から露出し続ける。そのため、プローブやカンチレバーを交換することなく長期間にわたって高い分解能を維持するＡＦＭを実現し得る。また、プローブの土台部分が酸化膜部により覆われるので、先端部以外からのノイズを極限まで抑制することが可能になる。 According to such a cantilever, since the tip of the probe is exposed by a predetermined height, the tip continues to be exposed from the oxide film for a certain period even if the oxide film of the probe is somewhat worn. Therefore, it is possible to realize an AFM that maintains high resolution over a long period of time without exchanging the probe or cantilever. In addition, since the base portion of the probe is covered with the oxide film portion, it is possible to suppress noise from other than the tip portion to the limit.
本発明のカンチレバーでは、梁部に、配線と並行に配置された参照電極と、梁部に、配線を挟んで参照電極と対向するように配置された対向電極と、を更に備えることが好ましい。 In the cantilever of the present invention, it is preferable that the beam portion further includes a reference electrode disposed in parallel with the wiring and a counter electrode disposed on the beam portion so as to face the reference electrode with the wiring interposed therebetween.
この場合、参照電極及び対向電極がカンチレバーに設けられるので、装置の小型化を実現できる。 In this case, since the reference electrode and the counter electrode are provided on the cantilever, the apparatus can be reduced in size.
このようなプローブ及びカンチレバーによれば、プローブの先端部が所定の高さだけ露出しているので、プローブやカンチレバーを交換することなく長期間にわたって高い分解能を維持するＡＦＭを実現し得る。また、このようなプローブ及びカンチレバーの製造方法によれば、先端部分の導電性材料を一度も熱酸化膜で被覆することなくプローブを作製することができるので、プローブ及びカンチレバーを簡易且つ確実に製造できる。 According to such a probe and cantilever, since the tip end portion of the probe is exposed at a predetermined height, it is possible to realize an AFM that maintains high resolution over a long period of time without exchanging the probe or cantilever. Further, according to such a probe and cantilever manufacturing method, the probe and cantilever can be easily and reliably manufactured because the probe can be manufactured without once covering the conductive material of the tip portion with the thermal oxide film. it can.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、図１〜３を用いて、実施形態に係るカンチレバーの構造を説明する。図１はカンチレバーを模式的に示す底面図である。図２は、図１に示すプローブを模式的に示す斜視図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 First, the structure of the cantilever according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a bottom view schematically showing a cantilever. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the probe shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
カンチレバー１は、板状の梁部１０と、プローブ（プローブ針ともいう）１１と、プローブ用電極パッド１２と、参照電極１３と、参照電極用電極パッド１４と、対向電極１５と、対向電極用電極パッド１６とを備えている。梁部１０は、プローブ１１、参照電極１３、対向電極１５、プローブ用電極パッド１２、参照電極用電極パッド１４及び対向電極用電極パッド１６の部分を除いて熱酸化膜１７により被覆されている。 The cantilever 1 includes a plate-shaped beam portion 10, a probe (also referred to as a probe needle) 11, a probe electrode pad 12, a reference electrode 13, a reference electrode pad 14, a counter electrode 15, and a counter electrode. And an electrode pad 16. The beam portion 10 is covered with a thermal oxide film 17 except for the probe 11, reference electrode 13, counter electrode 15, probe electrode pad 12, reference electrode electrode pad 14, and counter electrode electrode pad 16.
プローブ１１は、梁部１０の長手方向の一端（先細状の端部）に設けられている。プローブ用電極パッド１２、参照電極用電極パッド１４及び対向電極用電極パッド１６は、梁部１０の長手方向の他端に、梁部１０の幅方向に並んで設けられている。プローブ１１とプローブ用電極パッド１２とは、梁部１０の長手方向に沿って延びるプローブ用配線１８により電気的に接続されている。参照電極１３は、プローブ用配線１８と並行に配置されており、梁部１０の長手方向に沿って延びる参照電極用配線１９を介して参照電極用電極パッド１４と電気的に接続されている。対向電極１５は、プローブ用配線１８を挟んで参照電極１３と対向するように配置され、梁部１０の長手方向に沿って延びる対向電極用配線２０を介して対向電極用電極パッド１６と電気的に接続されている。 The probe 11 is provided at one end (tapered end) in the longitudinal direction of the beam portion 10. The probe electrode pad 12, the reference electrode electrode pad 14, and the counter electrode electrode pad 16 are provided side by side in the width direction of the beam portion 10 at the other end in the longitudinal direction of the beam portion 10. The probe 11 and the probe electrode pad 12 are electrically connected by a probe wiring 18 extending along the longitudinal direction of the beam portion 10. The reference electrode 13 is arranged in parallel with the probe wiring 18, and is electrically connected to the reference electrode electrode pad 14 through the reference electrode wiring 19 extending along the longitudinal direction of the beam portion 10. The counter electrode 15 is disposed so as to face the reference electrode 13 with the probe wiring 18 interposed therebetween, and is electrically connected to the counter electrode electrode pad 16 via the counter electrode wiring 20 extending along the longitudinal direction of the beam portion 10. It is connected to the.
プローブ１１、プローブ用電極パッド１２及びプローブ用配線１８は金で形成され、参照電極１３、対向電極１５、参照電極用電極パッド１４、対向電極用電極パッド１６、参照電極用配線１９及び対向電極用配線２０は、白金で形成されている。もっとも、導電性材料として何を用いるかは限定されない。 The probe 11, the probe electrode pad 12, and the probe wiring 18 are made of gold, and the reference electrode 13, the counter electrode 15, the reference electrode pad 14, the counter electrode pad 16, the reference electrode wiring 19, and the counter electrode The wiring 20 is made of platinum. However, what is used as the conductive material is not limited.
プローブ１１は、角錐台状の台部１１１と、台部１１１の上面に配置された角柱状の中間部１１２と、中間部１１２の上面に配置された四角錐状の先端部１１３と、台部１１１及び中間部１１２の側面を覆う酸化膜部１１４とを含んで構成されており、全体として略四角錐状の外形をなしている。台部１１１、中間部１１２及び先端部１１３を合わせると四角錐状の針部になる。先端部１１３の各側面において、底角（底辺と斜辺とのなす角度、図３における角度θ）は５４．７度であり、頂角（二つの斜辺がなす角度、図３における角度φ）は１８０−５４．７×２＝７０．６度である。先端部１１３の横方向断面は正方形又は長方形である。断面台部１１１、中間部１１２及び先端部１１３はそれぞれ金で形成されており、互いに一体化している。酸化膜部１１４は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で形成されている。 The probe 11 includes a truncated pyramid-shaped base portion 111, a prismatic intermediate portion 112 disposed on the upper surface of the base portion 111, a quadrangular pyramid-shaped tip portion 113 disposed on the upper surface of the intermediate portion 112, and a base portion. 111 and an oxide film portion 114 that covers the side surface of the intermediate portion 112, and has a substantially quadrangular pyramid shape as a whole. When the base portion 111, the intermediate portion 112, and the tip portion 113 are combined, a needle portion having a quadrangular pyramid shape is obtained. On each side surface of the tip 113, the base angle (the angle between the base and the hypotenuse, the angle θ in FIG. 3) is 54.7 degrees, and the apex angle (the angle between the two hypotenuses, the angle φ in FIG. 3) is 180-54.7 × 2 = 70.6 degrees. The cross section in the lateral direction of the tip 113 is square or rectangular. The cross-section base part 111, the intermediate part 112, and the tip part 113 are each formed of gold and integrated with each other. The oxide film portion 114 is made of silicon dioxide (SiO2).
本実施形態のカンチレバー１及びプローブ１１によれば、プローブ１１の先端部１１３が所定の高さだけ露出しているので、多少磨耗したとしても一定期間は酸化膜部１１４から露出し続ける。そのため、プローブ１１やカンチレバー１を交換することなく長期間にわたって高い分解能を維持するＡＦＭを実現し得る。また、プローブ１１の土台部分が酸化膜部１１４により覆われるので、先端部１１３以外からのノイズを極限まで抑制することが可能になる。 According to the cantilever 1 and the probe 11 of the present embodiment, the tip portion 113 of the probe 11 is exposed by a predetermined height, so even if it is slightly worn, it remains exposed from the oxide film portion 114 for a certain period. Therefore, it is possible to realize an AFM that maintains high resolution over a long period of time without exchanging the probe 11 or the cantilever 1. Further, since the base portion of the probe 11 is covered with the oxide film portion 114, noise from other than the tip portion 113 can be suppressed to the limit.
また、参照電極１３及び対向電極１５がカンチレバー１に設けられるので、装置の小型化を実現できる。 Further, since the reference electrode 13 and the counter electrode 15 are provided on the cantilever 1, it is possible to reduce the size of the apparatus.
次に、図４〜８を用いて、本実施形態に係るカンチレバーの製造方法について説明する。図４〜６はカンチレバーの製造工程を模式的に示す断面図である。図７は製造により得られたカンチレバーの拡大写真である。図８は、図７に示すプローブの拡大写真である。 Next, a method for manufacturing a cantilever according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4-6 is sectional drawing which shows the manufacturing process of a cantilever typically. FIG. 7 is an enlarged photograph of a cantilever obtained by manufacturing. FIG. 8 is an enlarged photograph of the probe shown in FIG.
まず、シリコン基板（結晶基板）３０を用意し、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液又は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いた異方性エッチングによりそのシリコン基板３０上に四角錐状の溝（断面がＶ字状の溝）３１を形成する（図４（ａ）参照）。溝３１はシリコン基板３０の腐食面（結晶壁）に沿って形成され、例えば、シリコン基盤３０の（１１１）面に沿って形成される。腐食面（結晶壁）の底角は５４．７度であり、頂角は１８０−５４．７×２＝７０．６度である。すなわち、プローブ１１の先端部１１３の頂角は、シリコン基板３０の腐食面の結晶壁により定まる。溝３１の開口部の形状は正方形又は長方形である。 First, a silicon substrate (crystal substrate) 30 is prepared, and a quadrangular pyramidal groove (cross section) is formed on the silicon substrate 30 by anisotropic etching using a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution or tetramethylammonium hydroxide (TMAH). Forms a V-shaped groove) 31 (see FIG. 4A). The groove 31 is formed along the corroded surface (crystal wall) of the silicon substrate 30, for example, along the (111) surface of the silicon substrate 30. The base angle of the corroded surface (crystal wall) is 54.7 degrees, and the apex angle is 180-54.7 × 2 = 70.6 degrees. That is, the apex angle of the tip 113 of the probe 11 is determined by the crystal wall of the corroded surface of the silicon substrate 30. The shape of the opening of the groove 31 is square or rectangular.
続いて、減圧ＣＶＤ法（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）により、溝３１の部分を含むシリコン基板３０上に窒化シリコン膜（絶縁膜）３２を堆積する（図４（ｂ）参照）。続いて、スピンコート法により窒化シリコン膜３２上にフォトレジスト３３を塗布する（図４（ｃ）参照）。 Subsequently, a silicon nitride film (insulating film) 32 is deposited on the silicon substrate 30 including the groove 31 by low pressure chemical vapor deposition (see FIG. 4B). Subsequently, a photoresist 33 is applied on the silicon nitride film 32 by spin coating (see FIG. 4C).
続いて、溝３１の底部にフォトレジスト３３が残留するように、塗布したフォトレジスト３３を露光及び現像する（図５（ａ）参照）。具体的には、露光時間と現像時間を調整することで底部に微量のフォトレジストを残す。一例としては、溝３１の各底辺が６μｍである場合に、フォトレジスト３３を０．５μｍの厚さで塗布し、２０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線強度で１分間露出して２分間現像する。この場合には、最終的に製造されるプローブ１１の先端部１１３の各底辺が１μｍになる程度のフォトレジスト３３が残留する。言い換えれば、溝３１の底部に幅１μｍにわたってフォトレジスト３３が残留する。 Subsequently, the applied photoresist 33 is exposed and developed so that the photoresist 33 remains at the bottom of the groove 31 (see FIG. 5A). Specifically, a small amount of photoresist is left at the bottom by adjusting the exposure time and the development time. As an example, when each bottom side of the groove 31 is 6 μm, a photoresist 33 is applied with a thickness of 0.5 μm, exposed at an ultraviolet intensity of 20 mW / cm 2 for 1 minute, and developed for 2 minutes. In this case, the photoresist 33 remains so that each bottom side of the tip portion 113 of the probe 11 to be finally manufactured becomes 1 μm. In other words, the photoresist 33 remains at the bottom of the groove 31 over a width of 1 μm.
続いて、残留したフォトレジスト３３により被覆された部分以外の窒化シリコン膜３２を反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）により除去する（図５（ｂ）参照）。続いて、ＬＯＣＯＳ（Local Oxidationof Silicon）法を用いて、窒化シリコン膜３２の除去により露出したシリコン基板３０の上面（溝３１の上部を含む）を熱酸化処理することで、その上面に熱酸化膜３４（図１における熱酸化膜１７）を形成する（図５（ｃ）参照）。 Subsequently, the silicon nitride film 32 other than the portion covered with the remaining photoresist 33 is removed by reactive ion etching (RIE) (see FIG. 5B). Subsequently, by using a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method, the upper surface (including the upper portion of the groove 31) of the silicon substrate 30 exposed by the removal of the silicon nitride film 32 is subjected to thermal oxidation treatment, whereby a thermal oxide film is formed on the upper surface. 34 (the thermal oxide film 17 in FIG. 1) is formed (see FIG. 5C).
続いて、残留しているフォトレジスト３３で覆われている底部の窒化シリコン膜３２を除去し（図６（ａ）参照）、導電性材料である金３５をスパッタリングにより堆積させる（図６（ｂ）参照）。すなわち、溝３１の底部以外の熱酸化膜３４に重ねて溝３１に金３５を堆積する。続いて、パターニングにより図１に示すようなカンチレバーの形状を形成し、その上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をスパッタリングにより堆積させることで熱酸化膜３６を形成し、金３５（導電部分）を被覆する（図６（ｃ）参照）。そして最後に、熱酸化されなかったシリコン基板３０を二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）を用いたドライエッチングにより除去する（図６（ｄ）参照）。これにより、図７に示すようなカンチレバー２が完成する。このカンチレバー２のうちプローブ１１以外の部分は熱酸化膜１７で覆われている。製造されたプローブ１１は、図８に示すように四角錐状をなしている。 Subsequently, the bottom silicon nitride film 32 covered with the remaining photoresist 33 is removed (see FIG. 6A), and gold 35 which is a conductive material is deposited by sputtering (FIG. 6B). )reference). That is, gold 35 is deposited in the groove 31 so as to overlap the thermal oxide film 34 other than the bottom of the groove 31. Subsequently, a cantilever shape as shown in FIG. 1 is formed by patterning, and a thermal oxide film 36 is formed thereon by depositing silicon dioxide (SiO 2) by sputtering to cover the gold 35 (conductive portion). (See FIG. 6 (c)). Finally, the silicon substrate 30 that has not been thermally oxidized is removed by dry etching using xenon difluoride (XeF 2 ) (see FIG. 6D). Thereby, the cantilever 2 as shown in FIG. 7 is completed. A portion of the cantilever 2 other than the probe 11 is covered with a thermal oxide film 17. The manufactured probe 11 has a quadrangular pyramid shape as shown in FIG.
プローブ用電極パッド１２も、シリコン基板３０上に形成する溝の形がプローブ１１の場合と異なる点を除いて、プローブ１１と同様の方法で作製できる。例えば、図４（ａ）に示す行程において、四角錐状の溝と共に直方体状あるいは円柱状の溝を形成し、図５（ａ）に示す行程において、各溝の底部にフォトレジストが残留するようにフォトレジストを露光及び現像し、図６（ａ）に示す行程において、各溝の底部の窒化シリコン膜を除去することで、プローブ用電極パッド１２とプローブ１１とを備えるカンチレバー１を作製できる。 The probe electrode pad 12 can also be produced by the same method as the probe 11 except that the shape of the groove formed on the silicon substrate 30 is different from that of the probe 11. For example, in the process shown in FIG. 4A, a rectangular parallelepiped or cylindrical groove is formed together with the quadrangular pyramid-shaped groove, and in the process shown in FIG. 5A, the photoresist remains at the bottom of each groove. The cantilever 1 including the probe electrode pad 12 and the probe 11 can be manufactured by exposing and developing the photoresist and removing the silicon nitride film at the bottom of each groove in the process shown in FIG.
また、参照電極１３及び対向電極１５も、シリコン基板３０上に形成する溝の形がプローブ１１の場合と異なる点を除いて、プローブ１１同様の方法で作製できる。例えば、まず参照電極１３及び対向電極１５について図４（ａ）〜図６（ｂ）の一連の処理を行い、その後プローブ１１について図４（ａ）〜図６（ｂ）の一連の処理を行い、最後に図６（ｃ）及び図６（ｄ）の処理を行うことで、プローブ１１、参照電極１３及び対向電極１５を備えるカンチレバー１を作製できる。なお、参照電極１３及び対向電極１５のために設けられる溝の形状は、例えば直方体形状とすることができる。 Further, the reference electrode 13 and the counter electrode 15 can also be manufactured in the same manner as the probe 11 except that the shape of the groove formed on the silicon substrate 30 is different from that of the probe 11. For example, the reference electrode 13 and the counter electrode 15 are first subjected to a series of processes shown in FIGS. 4A to 6B, and then the probe 11 is subjected to a series of processes shown in FIGS. 4A to 6B. Finally, the cantilever 1 including the probe 11, the reference electrode 13, and the counter electrode 15 can be manufactured by performing the processes of FIGS. 6C and 6D. In addition, the shape of the groove | channel provided for the reference electrode 13 and the counter electrode 15 can be made into a rectangular parallelepiped shape, for example.
このようなプローブ１１及びカンチレバー１の製造方法によれば、塗布したフォトレジスト３３が四角錐状の溝３１の底部に残留するように露光及び現像が行われ、その残留部分以外の部分について窒化シリコン膜３２が除去され熱酸化膜３４が形成される。続いて、残留しているフォトレジスト３３で覆われている窒化シリコン膜３２が除去され、その後、溝３１に金３５が堆積され、その金３５が二酸化ケイ素膜（熱酸化膜）３６で被覆される。これにより、先端部１１３を一度も熱酸化膜３４で被覆することなくプローブ１１を作製することができるので、高い分解能を有するＡＦＭを実現し得るプローブ１１及びカンチレバー１を簡易且つ確実に製造することが可能になる。 According to such a method for manufacturing the probe 11 and the cantilever 1, exposure and development are performed so that the applied photoresist 33 remains on the bottom of the quadrangular pyramid-shaped groove 31, and silicon nitride is applied to portions other than the remaining portion. The film 32 is removed and a thermal oxide film 34 is formed. Subsequently, the silicon nitride film 32 covered with the remaining photoresist 33 is removed, and then gold 35 is deposited in the groove 31, and the gold 35 is covered with a silicon dioxide film (thermal oxide film) 36. The Thereby, since the probe 11 can be produced without once covering the tip 113 with the thermal oxide film 34, the probe 11 and the cantilever 1 capable of realizing an AFM having high resolution can be manufactured easily and reliably. Is possible.
また、参照電極１３及び対向電極１５も、プローブ１１と同様に一度も熱酸化膜３４で被覆することなく作製できるので、カンチレバー１を簡易且つ確実に製造することが可能になる。 In addition, since the reference electrode 13 and the counter electrode 15 can be manufactured without being covered with the thermal oxide film 34 as in the case of the probe 11, the cantilever 1 can be manufactured easily and reliably.
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。 The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways as described below without departing from the scope of the invention.
上記実施形態ではシリコン基板に溝を形成してプローブ及びカンチレバーを製造したが、ガリウム砒素を基板として用いてもよいし、六方晶の窒化ガリウムや正方晶の結晶を基板として用いてもよい。六方晶や正方晶の結晶の場合、形成される溝の腐食面の頂角の角度はその結晶独自の値となる。 In the above embodiment, the probe and the cantilever are manufactured by forming the groove in the silicon substrate. However, gallium arsenide may be used as the substrate, or hexagonal gallium nitride or tetragonal crystal may be used as the substrate. In the case of a hexagonal or tetragonal crystal, the apex angle of the corroded surface of the groove formed is a value unique to the crystal.
上記実施形態では、カンチレバー１が参照電極１３と対向電極１５とを備えていたが、これら二つの電極を有さないカンチレバーにも本発明を適用できる。また、本発明は、プローブ１１を一つ備えるカンチレバー以外に、プローブを一又は複数備える部品や、プローブ単体に対して適用することが可能である。 In the above embodiment, the cantilever 1 includes the reference electrode 13 and the counter electrode 15, but the present invention can also be applied to a cantilever that does not include these two electrodes. Further, the present invention can be applied to a part including one or a plurality of probes, or a single probe other than a cantilever including one probe 11.
１，２…カンチレバー、１０…梁部、１１…プローブ、１３…参照電極、１５…対向電極、１８…プローブ用配線、３０…シリコン基板、３１…溝、３２…窒化シリコン膜（絶縁膜）、３３…フォトレジスト、３４，３６…熱酸化膜、３５…金（導電性材料）、１１１…台部、１１２…中間部、１１３…先端部、１１４…酸化膜部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Cantilever, 10 ... Beam part, 11 ... Probe, 13 ... Reference electrode, 15 ... Counter electrode, 18 ... Probe wiring, 30 ... Silicon substrate, 31 ... Groove, 32 ... Silicon nitride film (insulating film), 33 ... Photoresist, 34, 36 ... Thermal oxide film, 35 ... Gold (conductive material), 111 ... Base part, 112 ... Intermediate part, 113 ... Tip part, 114 ... Oxide film part.
Claims (12)
前記溝の底部以外を熱酸化膜で覆う工程と、
前記底部以外の熱酸化膜に重ねて前記溝に導電性材料を堆積する工程と、
を含むプローブ針の製造方法。 Forming a pyramidal groove on the prepared crystal substrate with a corroded surface;
Covering the portion other than the bottom of the groove with a thermal oxide film;
Depositing a conductive material in the trench overlying the thermal oxide film other than the bottom; and
A method for manufacturing a probe needle comprising:
前記溝に絶縁膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜上にフォトレジストを塗布する工程と、
前記溝の底部に前記フォトレジストが残留するように、塗布した前記フォトレジストを露光及び現像する工程と、
残留したフォトレジストにより被覆された部分以外の前記絶縁膜を除去する工程と、
前記絶縁膜の除去により露出した前記溝の上面に熱酸化処理を施すことで該上面に熱酸化膜を形成する工程と、
熱酸化膜が形成された後に、残留している前記フォトレジストで覆われている前記底部の絶縁膜を除去する工程と、
前記底部の絶縁膜が除去された後に、前記溝に導電性材料を堆積する工程と、
前記導電性材料が堆積された後に該導電性材料を熱酸化膜で被覆する工程と、
熱酸化されなかった基板を除去する工程と、
を含み、
前記溝の腐食面に形成される前記導電性材料の頂上部以外が前記熱酸化膜で覆われる、
プローブ針の製造方法。 Forming a quadrangular pyramid-shaped groove on the prepared crystal substrate with a corroded surface by a solution;
Depositing an insulating film in the trench;
Applying a photoresist on the insulating film;
Exposing and developing the applied photoresist so that the photoresist remains at the bottom of the groove; and
Removing the insulating film other than the portion covered with the remaining photoresist;
Forming a thermal oxide film on the upper surface by subjecting the upper surface of the groove exposed by removing the insulating film to a thermal oxidation treatment;
Removing a bottom insulating film covered with the remaining photoresist after a thermal oxide film is formed;
Depositing a conductive material in the trench after the bottom insulating film is removed;
Coating the conductive material with a thermal oxide film after the conductive material is deposited;
Removing the substrate that has not been thermally oxidized;
Including
Other than the top of the conductive material formed on the corroded surface of the groove is covered with the thermal oxide film,
A method for manufacturing a probe needle.
前記腐食面の相対向する頂角が略７０．６度である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプローブ針の製造方法。 The crystal substrate is a cubic or tetragonal crystal,
The opposite apex angle of the corroded surface is approximately 70.6 degrees,
The manufacturing method of the probe needle as described in any one of Claims 1-3.
前記腐食面の結晶壁によって定まる相対向する頂角が前記結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプローブ針の製造方法。 The crystal substrate is a hexagonal crystal,
The opposite apex angles determined by the crystal wall of the corroded surface are determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate.
The manufacturing method of the probe needle as described in any one of Claims 1-3.
前記各電極用溝が形成された基板に絶縁膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜上にフォトレジストを塗布する工程と、
前記各電極用溝の底部に前記フォトレジストが残留するように、塗布した前記フォトレジストを露光及び現像する工程と、
残留したフォトレジストにより被覆された部分以外の前記絶縁膜を除去する工程と、
前記絶縁膜の除去により露出した前記基板の上面に熱酸化処理を施すことで該上面に熱酸化膜を形成する工程と、
熱酸化膜が形成された後に、残留している前記フォトレジストで覆われている前記各電極用溝の底部の絶縁膜を除去する工程と、
前記各電極用溝の底部の絶縁膜が除去された後に、前記基板に導電性材料を堆積する工程と、
を更に含み、
前記四角錐状の溝と前記各電極用溝とに導電性材料が堆積された後に該導電性材料を熱酸化膜で被覆する、
請求項６に記載のカンチレバーの製造方法。 Forming a groove for an electrode for producing a reference electrode and a groove for an electrode for producing a counter electrode on a prepared substrate;
Depositing an insulating film on the substrate on which each of the electrode grooves is formed;
Applying a photoresist on the insulating film;
Exposing and developing the applied photoresist so that the photoresist remains at the bottom of each electrode groove; and
Removing the insulating film other than the portion covered with the remaining photoresist;
Forming a thermal oxide film on the upper surface by subjecting the upper surface of the substrate exposed by removing the insulating film to a thermal oxidation process;
Removing the insulating film at the bottom of each of the electrode grooves covered with the remaining photoresist after the thermal oxide film is formed;
Depositing a conductive material on the substrate after the insulating film at the bottom of each electrode groove is removed;
Further including
After the conductive material is deposited on the quadrangular pyramid-shaped grooves and the electrode grooves, the conductive material is covered with a thermal oxide film.
The method for producing a cantilever according to claim 6.
前記針部の先端部以外の領域を覆う酸化膜部と、
を備え、
前記先端部の頂角が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法における前記結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まる、
プローブ針。 A quadrangular pyramid-shaped needle portion formed including a conductive material;
An oxide film covering the region other than the tip of the needle,
With
The apex angle of the tip is determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 5.
Probe needle.
請求項８に記載のプローブ針。 The apex angle of the tip is approximately 70.6 degrees,
The probe needle according to claim 8.
前記プローブ針が、
導電性材料を含んで形成される角錐台状の台部と、
前記導電性材料を含んで形成され、前記台部の上面に配置された角柱状の中間部と、
前記導電性材料を含んで形成され、前記中間部の上面に配置された四角錐状の先端部と、
前記台部及び前記中間部の側面を覆う酸化膜部と、
を備え、
前記先端部の頂角が、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプローブ針の製造方法における前記結晶基板の腐食面の結晶壁によって定まる、
ことを特徴とするカンチレバー。 A cantilever comprising a plate-like beam portion, a probe needle provided at the tip of the beam portion, and a wiring provided along the longitudinal direction of the beam portion and electrically connected to the probe needle,
The probe needle is
A truncated pyramid-shaped base portion including a conductive material;
A prismatic intermediate portion formed including the conductive material and disposed on the upper surface of the platform;
A quadrangular pyramid-shaped tip formed on the upper surface of the intermediate portion, including the conductive material;
An oxide film portion covering side surfaces of the base portion and the intermediate portion;
With
The apex angle of the tip is determined by the crystal wall of the corroded surface of the crystal substrate in the probe needle manufacturing method according to any one of claims 1 to 5.
Cantilever characterized by that.
該梁部の先端に設けられた、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプローブ針の製造方法により得られるプローブ針と、
該梁部の長手方向に沿って設けられ、該プローブ針と電気的に接続する配線と、
を備えるカンチレバー。 A plate-shaped beam,
A probe needle provided by the method of manufacturing a probe needle according to any one of claims 1 to 5, provided at a tip of the beam portion;
A wiring provided along the longitudinal direction of the beam portion and electrically connected to the probe needle;
Cantilever with.
前記梁部に、前記配線を挟んで前記参照電極と対向するように配置された対向電極と、
を更に備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のカンチレバー。 A reference electrode disposed in parallel with the wiring on the beam portion;
A counter electrode disposed on the beam portion so as to face the reference electrode across the wiring;
The cantilever according to claim 10 or 11, further comprising:
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|---|---|---|---|---|
| JPH0854403A (en) * | 1994-08-09 | 1996-02-27 | Nissin Electric Co Ltd | Conductive cantilever structure of compound microscope |
| JPH08189931A (en) * | 1995-01-10 | 1996-07-23 | Nikon Corp | Cantilever, its manufacture, and scanning probe microscope using the cantilever |
| JPH09304410A (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Olympus Optical Co Ltd | Afm cantilever |
| JPH10206441A (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-07 | Olympus Optical Co Ltd | Cantilever |
| JPH10206436A (en) * | 1997-01-16 | 1998-08-07 | Canon Inc | Manufacture of very small tip for detecting tunnel current or fine power and manufacture of probe and the probe |
| JP2006004501A (en) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Pioneer Electronic Corp | Probe, recording apparatus, reproducing apparatus and recording / reproducing apparatus |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0854403A (en) * | 1994-08-09 | 1996-02-27 | Nissin Electric Co Ltd | Conductive cantilever structure of compound microscope |
| JPH08189931A (en) * | 1995-01-10 | 1996-07-23 | Nikon Corp | Cantilever, its manufacture, and scanning probe microscope using the cantilever |
| JPH09304410A (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Olympus Optical Co Ltd | Afm cantilever |
| JPH10206436A (en) * | 1997-01-16 | 1998-08-07 | Canon Inc | Manufacture of very small tip for detecting tunnel current or fine power and manufacture of probe and the probe |
| JPH10206441A (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-07 | Olympus Optical Co Ltd | Cantilever |
| JP2006004501A (en) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Pioneer Electronic Corp | Probe, recording apparatus, reproducing apparatus and recording / reproducing apparatus |
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