JPH0721968A - カンチレバー型変位素子、及びこれを用いたカンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型探針顕微鏡並びに情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査型探針顕微鏡等に用いられ、大きな変位
によっても電気的なショートを回避し得るカンチレバー
型プローブを提供する。 【構成】 基板１０１上の固定電極１０３には絶縁体か
らなる凸状部位１０４が設けられており、基板１０１に
支持され固定電極１０３に対向する対向電極を兼ねる導
電性のカンチレバー１０６の自由端部には、絶縁層１０
７を介して探針１０８が設けられているカンチレバー型
プローブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（以下、「ＳＴＭ」と称す）や原子間力顕微鏡（以下、
「ＡＦＭ」と称す）等の走査型探針顕微鏡（以下、「Ｓ
ＰＭ」と称す）等に用いられる片持ち梁（カンチレバ
ー）構造の変位素子（アクチュエータ）、及びこれを用
いたＳＰＭ並びに情報処理装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、導体の表面原子の電子構造を直接
観測できるＳＴＭがジー・ビーニッヒらにより開発（フ
ェルベティカ フィジィカ アクタ，５５，７２６（１
９８２）．）されて以来、先端の尖った探針を走査する
事により様々な情報を得るＳＰＭ装置や、基板に電気
的、化学的あるいは物理的作用を及ぼす事を目的とした
ＳＰＭを応用した微細加工技術の研究開発が行われてい
る。また、半導体微細加工技術やマイクロメカニクス技
術により、例えば、基板としてシリコンウエハを用い、
薄膜からなるカンチレバー上に探針を作製したコンパク
トなＳＰＭ装置などが開発されている。

【０００３】一方では、記録再生装置、なかでも、コン
ピューターの計算情報等では大容量を有する記録装置に
対する要求がますます高まっており、半導体プロセス技
術の進展によりマイクロプロセッサーが小型化し、計算
能力が向上したために記録装置の小型化が望まれてい
る。これらの要求を満たす目的で、記録媒体との間隔が
微調整可能な駆動手段上に存在するトンネル電流発生用
マイクロプローブからなる変換器から電圧印加すること
によって、記録媒体表面の形状を変化させることにより
記録書き込みし、形状の変化によるトンネル電流の変化
を検知することにより情報の読み出しを行い最小記録面
積が１０ｎｍ平方となる記録再生装置が提案されてい
る。

【０００４】上述したＳＰＭ及びそれを応用した記録再
生装置に搭載されるカンチレバー型変位素子の駆動方法
としては、例えば、カンチレバーを圧電バイモルフ構造
とした圧電型や、カンチレバーに形成された対向電極と
基板上に形成された固定電極とに電圧を印加する事によ
り静電力を働かせて梁を変位させる静電型とがあり、静
電型は構成が簡単で材料の自由度が高い特徴を有する。

【０００５】上記静電型の例としては、特開昭６１−２
０６１４８号で提案されているカンチレバー状素子があ
る。これは図１８に示すように、Ｓｉウェハー４０１上
に不純物ドープにより固定電極４０２を設けた後、Ｓｉ
のエピタキシャル成長４０３を行い、これに再度不純物
ドープにより対向電極４０４を設けた後、その中間のノ
ンドープＳｉ層を除去してカンチレバー４０５を形成し
たものである。なお、カンチレバーの電極上には絶縁層
４０６が形成されその上にトンネル電流を検知する探針
４０７と引き出し電極４０８が設けられている。また、
上記と同様な構成で作成されたＡＦＭが特開昭６３−３
０９８０２号に提案されている。これは微小力によるカ
ンチレバーのたわみを静電容量の変化で検出するもので
あり、静電駆動カンチレバーと同じ素子構成を用いるこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た静電型のカンチレバー型変位素子において、比較的大
きな電圧印加によりカンチレバーを大きく変位させた時
や、試料表面の大きな凹凸やごみ等によりカンチレバー
が大きく変位した時に、狭くなった固定電極と対向電極
との間で電気的なショートを起こす事があり、素子ある
いは電気制御系に大きな損傷を与えていた。

【０００７】また従来技術においては、製造方法に関し
ても以下の様な課題があった。基板表面にカンチレバー
を作製する方法としては、通常、フォトリソ・エッチン
グ等の半導体微細加工技術を応用している。これによ
り、シリコン基板表面に任意の形状の導電膜や絶縁膜の
積層構造を形成する事が可能であり、それらの組み合わ
せにより梁状構造体や電極を自由に作製していた。一般
に、基板表面から１０μｍ程度以下の狭い空間を隔てた
位置にカンチレバーなどの構造体を作製するために、犠
牲層を用いていた。この犠牲層とは、後に除去される事
により空間を形成するための薄膜層であり、犠牲層表面
に梁や電極や探針を作製し、最後にその犠牲層を除去す
る。ここで、梁や電極や探針等の重要な部位にダメージ
を与える事なく犠牲層を完全に除去するために、酸ある
いはアルカリ等の液体を用いて犠牲層を溶解除去する。
従って、犠牲層除去後に基板を乾燥させる必要があり、
この時に梁と基板表面との隙間に入り込んだ液体が蒸発
するに伴い、梁は液体の表面張力によって基板表面側へ
曲げられ、最終的には梁が基板表面に貼り付いて取れな
くなる現象が起こる。この貼り付き現象を回避するた
め、犠牲層除去後で且つ乾燥前に梁と基板との隙間に昇
華性材料を浸透させて固化させた後、真空中で昇華させ
る方法が取られている。具体的には、例えば、犠牲層除
去のウエット状態を保ちながらアルコールへ置換後、更
に昇華性材料であるパラジクロルベンゼンの加熱液体へ
の置換を行い、大気中へ取りだして室温で固化させた後
に、真空容器内に設置してパラジクロルベンゼンを昇華
させていた。カンチレバー等の作製においては、この様
な昇華性材料を用いた貼り付き回避に関する工程が必要
不可欠であり、この方法も未だ完全ではないので歩留ま
りを低下させる原因のひとつとなっていた。

【０００８】また、従来の素子では図１８に示したよう
にカンチレバー面が基板表面と同一平面内に形成されて
いるため、探針を試料表面に近接して走査する際に、基
板表面と試料表面を極めて接近させた状態で使用する必
要があった。

【０００９】このため基板上や基板周辺に形成される素
子やワイヤーボンディング等の突起物が試料表面と接触
し易くなるため、基板表面上の素子や配線の高さを極力
小さく設計しなければならず、また基板を３軸方向へ駆
動させる場合にも接触を避けるため細心の注意が必要で
あった。この問題は同一基板上へ複数のカンチレバーを
配置し、マルチプローブとする場合より顕著となり、素
子の設計及び駆動に多大な困難を要した。

【００１０】従って本発明の目的は、上述したような従
来技術が有する問題点に鑑み、簡易な構成で歩留まりの
低下を防止し、また、カンチレバーの大きな変位による
電気的なショートを回避し得るカンチレバー型変位素子
や、試料表面を走査する際に試料表面と素子配線等との
接触を防止し、より素子設計の自由度を増すことができ
るカンチレバー型変位素子を提供することにある。

【００１１】更に本発明の他の目的は、上記カンチレバ
ー型変位素子を用いたカンチレバー型プローブや走査型
探針顕微鏡並びに情報処理装置等を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
すべく成された本発明は、第１に、基板上に形成された
固定電極と、該固定電極に対向する対向電極を有し前記
基板上に設けられたカンチレバーとを備えたカンチレバ
ー型変位素子において、前記基板と前記カンチレバーと
の間で且つ該基板表面あるいは該カンチレバーの基板側
の面に凸状部位を有することを特徴とするカンチレバー
型変位素子であり、第２に、基板上に形成された固定電
極と、該固定電極に対向する対向電極を有し前記基板上
に設けられたカンチレバーとを備えたカンチレバー型変
位素子において、前記カンチレバーには前記対向電極よ
り自由端側に突出した絶縁層が形成されていることを特
徴とするカンチレバー型変位素子であり、第３に、基板
の隆起部分に形成された固定電極と、該固定電極に対向
する対向電極を有し前記隆起部分に沿うようにして前記
基板上に設けられたカンチレバーとを備えたカンチレバ
ー型変位素子である。

【００１３】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。

【００１４】図１は本発明第１のカンチレバー型変位素
子のカンチレバー自由端部に尖鋭な探針を設けて構成さ
れるカンチレバー型プローブの一例を示しており、図１
（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’
面での断面図である。同図において１０１は基板、１０
２は絶縁膜、１０３は固定電極、１０４は固定電極１０
３上に形成された凸状部位、１０６は基板上に支持され
た導電性のカンチレバー、１０７は絶縁膜、１０８は探
針である。本構成では、導電性のカンチレバー１０６の
うち固定電極１０３に対向する部分が対向電極を兼ねて
おり、これらの間に電圧を印加することで静電力により
図１（ｂ）の矢印の方向にカンチレバー１０６を変位さ
せることができる。

【００１５】本発明第１のカンチレバー型変位素子では
凸状部位１０４を設けた事により、カンチレバー１０６
と基板１０１間に空隙１０５を形成するための犠牲層除
去工程の後に基板を乾燥させる際に、昇華性の材料に置
換する必要が無い。即ち、カンチレバーと基板表面との
間の液体が蒸発により減少する際にカンチレバーを基板
側へ撓ませ、カンチレバーと基板とは接触するが、この
時、カンチレバーと基板表面との接触面は前記凸状部位
のみであり、この接触面積を小さくすることにより、カ
ンチレバーが本来の形状に戻ろうとする力（バネ定数と
変位量の積）が貼り付き力に打ち勝てば貼り付き現象は
起こらない。

【００１６】また前記凸状部位を絶縁性材料で形成した
場合には、前記貼り付き防止効果を得られる事はもとよ
り、固定電極と対向電極とが接近あるいは接触した際に
も電気的なショートを防止する事が可能となり、素子及
びその電気制御系の耐久性が向上する。

【００１７】図１に示した例では凸状部位を固定電極表
面に形成しているが、これはカンチレバー側の対向電極
表面であっても、また、これらの電極上でなくとも基板
とカンチレバー間で且つ基板表面あるいはカンチレバー
の基板面側に形成しても良い。また前記凸状部位の形状
や個数も特に限定されるものではなく、前述した貼り付
き現象を防止できるように適宜設計することができる。

【００１８】次に、本発明第２のカンチレバー型変位素
子について説明する。

【００１９】図７は本発明第２のカンチレバー型変位素
子のカンチレバー自由端部に尖鋭な探針を設けて構成さ
れるカンチレバー型プローブの一例を示す概略図であ
り、２０１は基板、２０２は絶縁膜、２０３は固定電極
である。カンチレバー部は対向電極２０６と絶縁層２０
７で構成されており、カンチレバー上には引き出し電極
２１３が形成され、更に引き出し電極２１３上には情報
の入出力のための探針２０８が形成されている。

【００２０】カンチレバーを構成している絶縁層２０７
は、カンチレバーの自由端側に対向電極２０６よりも突
出して形成されている。

【００２１】本構成では、固定電極２０３と対向電極２
０６との間に電圧を印加する事により、静電力でカンチ
レバーを基板面に垂直な方向に撓ませて変位させること
ができる。このときカンチレバーの自由端部が一番大き
く変位するが、基板側への変位量が大きい場合にも固定
電極２０３は絶縁層２０７と接触し、対向電極とは接触
しないため電極間の電気的なショートを回避できる。

【００２２】本発明第２のカンチレバー型変位素子にお
いて、上記電極間の電気的なショートの回避をより確実
にするためには、図７に示したように固定電極２０３を
カンチレバーの自由端方向に対向電極２０６よりも長く
形成するのが好ましく、更には、図９に示されるように
カンチレバー自由端部の絶縁層２０７を基板面側に突出
させ、カンチレバー自由端部の絶縁層と固定電極２０３
との距離が、対向電極２０６と固定電極２０３との距離
よりも短くするのが好ましい。

【００２３】次に、本発明第３のカンチレバー型変位素
子について説明する。

【００２４】図１１は本発明第３のカンチレバー型変位
素子の特徴を最もよく表す構成図であり、図１１（ａ）
は基板上面より見た平面図、図１１（ｂ）は図１１
（ａ）中の破線Ａ−Ａ’における断面図である。

【００２５】図１１において３０１は基板であり、３０
２は固定部であり、３０３はカンチレバーである。基板
上のカンチレバーの下となる部分には隆起部３０４が設
けられており、カンチレバー３０３はこの隆起部３０４
に沿うように上方へ傾斜している。隆起部３０４の上面
には固定電極３０５が設けられており、またカンチレバ
ー下面には対向電極３０６が形成されている。固定電極
３０５及び対向電極３０６は基板上へ個別に引き出され
ており、それぞれ電圧印加する事が出来るようになって
いる。

【００２６】本構成では、固定電極３０５と対向電極３
０６との間に電圧を印加することにより、静電力でカン
チレバー３０３の先端部を基板面に垂直な方向に微少に
変位させることができる。

【００２７】本発明第３のカンチレバー型変位素子は、
隆起部３０４上に固定電極３０５を設け、固定電極３０
５と対向電極３０６との間隔が大きくならないようにし
ているため、カンチレバー先端の駆動電圧当たりの変位
量を減少させることなく、変位部分を基板面より遠ざけ
ることができる。このため基板上に配置する他の素子や
配線の基板表面からの高さ方向の余裕を大きくすること
ができ、設計の自由度を増すことができる。

【００２８】またカンチレバー自由端部に探針を設け、
走査型探針顕微鏡に用いた場合においても、試料表面と
基板面との間隔が大きくとれるため、試料への接近や走
査を行うときに試料と基板、その他周辺装置との接触を
回避することが容易となる。

【００２９】更に同一基板上へ本発明第３の複数のカン
チレバー型変位素子を配し、半導体素子とともに集積化
したデバイスや、それを用いた情報処理装置等において
は、必然的に一緒に搭載される素子や配線、駆動機構等
が多くなるため、試料表面と基板面との間隔が大きくと
れることは設計、及び駆動時に有利となる。

【００３０】以上説明した本発明第１〜第３のカンチレ
バー型変位素子において、基板材料としては、半導体、
金属、ガラス、セラミックス等を用いることができる
が、同一基板上に複数の素子を形成する場合には、表面
凹凸の小さい材料が好ましく、例えばコーニング＃７０
５９フュージョン、溶融石英、更には表面を研磨した＃
７０５９、石英、シリコンウェハー等を用いることがで
きる。また、基板上にトンネル電流を増幅処理するアン
プ、素子駆動とトンネル電流の選択のためのマルチプレ
クサ、シフトレジスタ等を積載する場合には単結晶シリ
コンウェハーを用いる。

【００３１】また、素子の形成方法としては、従来公知
の技術、例えば半導体産業で一般に用いられている真空
蒸着法やスパッタ法、化学的気相成長法等の薄膜作製技
術やフォトリソグラフ技術及びエッチング技術を適用す
ることができ、その作製方法は本発明を制限するもので
はない。また、上記説明では静電力で駆動変位する素子
について述べたが、素子構成を変更することなく、静電
容量検出型の素子として使用できることは明らかであ
る。

【００３２】また、本発明のカンチレバー型変位素子の
カンチレバー自由端部に尖鋭な探針を設けて構成される
カンチレバー型プローブは、探針を試料表面に接近させ
て走査する静電駆動型の走査型探針顕微鏡や、探針を試
料表面に接触させて走査する静電容量型の走査型探針顕
微鏡や、探針を記録媒体に近接させ、探針と記録媒体と
の間に電圧を印加して情報の記録及び／又は再生を行う
情報処理装置、更には試料表面近傍へ電気的、化学的あ
るいは物理的作用等を及ぼす事で試料表面の特性を変化
させる加工装置等に適用される。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００３４】実施例１ 図１に示したような本発明第１のカンチレバー型変位素
子を用いたカンチレバー型プローブを静電容量型ＡＦＭ
に適用した例を説明する。

【００３５】先ず、本実施例のカンチレバー型プローブ
の作製方法を図２を用いて説明する。 （ａ）結晶面が（１００）であるシリコン基板１０１表
面に、窒化シリコン膜１０２を化学的気相成長（ＣＶ
Ｄ）法により厚さ約０．５μｍ堆積した。次に、タング
ステン膜を通常のスパッタ成膜法により厚さ約０．５μ
ｍ堆積後、通常のフォトリソエッチング法によりパター
ニングして固定電極１０３とした。 （ｂ）窒化シリコン膜１０２を成膜したのと同様に、Ｃ
ＶＤ法により窒化シリコンを厚さ約０．５μｍ堆積後、
通常のフォトリソエッチング法によりパターニングして
凸状部位１０４とした。ここで、凸状部位となる材料を
本実施例の様に絶縁体で作製すれば、作製プロセスにお
いてカンチレバーをリリースする際の貼り付き防止効果
と、固定電極・対向電極間のショート防止効果との両方
の効果が得られる。また、凸状部位を金属等の導電性材
料で作製した場合は、貼り付き防止効果が得られる。 （ｃ）犠牲層１０９として、酸化シリコンをバイアスス
パッタ法により厚さ約２μｍ堆積した。ここで、バイア
ススパッタ法を用いたのは犠牲層１０９の表面を図の様
に平滑にするためであり、犠牲層表面を平滑にできる方
法であればバイアススパッタ法に限らない。犠牲層１０
９の表面が凸状部位１０４の形状を反映した凸形状とな
ると、犠牲層の上層に形成するカンチレバーの基板側の
面がその反転形状（凹形状）となり、犠牲層除去時に基
板面とカンチレバー面との接触面積が大きくなるので貼
り付き易くなる。また、ショートする可能性も有り、本
発明の効果が低下する。

【００３６】更に、化学的気相成長法により多結晶シリ
コン膜１０６を厚さ約１．２μｍ堆積し、リンイオンを
約１×１０¹⁶ｃｍ^-2注入した後に、化学的気相成長法に
より厚さ約０．３μｍの窒化シリコン膜１０７を形成し
た。窒素雰囲気で１１００℃、６０分の活性化熱処理を
行った後に、多結晶シリコン膜１０６と窒化シリコン膜
１０７とを、通常のフォトリソエッチング法でパターニ
ングしてカンチレバー状にした。 （ｄ）カンチレバーの先端付近に、Ｓｐｉｎｄｔ法によ
るタングステンの探針１０８を形成した。この探針の形
成に関しては、斜方蒸着を用いたＳｐｉｎｄｔ法の他
に、電解研磨法によるタングステンワイヤ探針を接着す
る方法など、作製方法は問わない。 （ｅ）酸化シリコン犠牲層１０９をバッファードフッ酸
液でエッチング除去した後、アルコールに置換してから
基板を乾燥した。カンチレバー１０６と固定電極１０４
との間に空隙１０５が得られ、カンチレバー型プローブ
の作製工程が終了した。

【００３７】本実施例では、上記の基板乾燥時におい
て、カンチレバーが基板表面側へ撓み、基板表面に貼り
付きそうになるが、これらの接触面積が十分小さい凸状
部位だけであるため、乾燥時にカンチレバーのバネ性に
よりリリースされ、貼り付きは発生しなかった。これに
より、従来法の様な昇華性材料を用いた工程を簡略化で
きるとともに、歩留まりが向上した。

【００３８】以上のようにして作製したカンチレバー型
プローブを用いて図６に示す装置を構成した。図６は静
電容量型ＡＦＭ、更には静電駆動型ＳＴＭとしても用い
る事ができる構成としているため、カンチレバー型プロ
ーブの探針１０８はカンチレバー上に形成される引き出
し電極（ＡＦＭでは不要）上に形成されているように示
してある。

【００３９】１２０は試料、１２１は固定電極配線、１
２２は対向電極を兼ねるカンチレバーへの配線、１２３
は静電容量検出ユニット（ＳＴＭでは静電駆動ユニッ
ト）である。また、１２４はトンネル電流検出ユニッ
ト、１２５は引き出し電極用配線、１２６は試料配線で
あり、これらはＡＦＭでは不要である。尚、カンチレバ
ー型プローブを試料表面に沿って２次元移動させるため
の素子及び電気制御系は省略してある。

【００４０】図６に示した装置を用いて試料表面のＡＦ
Ｍ像を観察したところ、凸状部位を有しない従来のカン
チレバー型プローブと同様のＡＦＭ像が得られ、この
時、表面に空隙１０５程度の凹凸のある試料であって
も、対向電極と固定電極との間で電気的なショートは起
こらず、従来のカンチレバー型プローブを用いた時の様
に損傷する事がなく、装置の耐久性が向上した。

【００４１】実施例２ 本発明第１のカンチレバー型変位素子を用いたカンチレ
バー型プローブを静電容量型ＡＦＭに適用した別の例を
説明する。

【００４２】図３に本実施例のカンチレバー型プローブ
を示す。図３（ａ）はカンチレバー型プローブの主要部
分について、分かり易くする為にカンチレバーを点線で
示した模式的平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の
Ａ−Ａ’断面を、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’断
面を、それぞれ模式的に示したものである。

【００４３】図３において図１中の符号と同一符号で示
したものは同等部材を示しており、１１０は絶縁膜（窒
化シリコン）１０２と一体の窒化シリコンの突起、１１
１は突起１１０の形状を反映した固定電極（タングステ
ン）１０３表面の凸状部位、１１２は固定電極１０３の
配線である。

【００４４】本実施例においては、凸状部位１１１のも
ととなる薄膜による突起を窒化シリコン膜１０２の一部
で形成した。即ち、シリコン基板１０１表面に窒化シリ
コンを厚く堆積したのち、通常のフォトリソエッチング
法により、突起１１０が点状に残るようにパターニング
した。その後に、固定電極１０３として全面にタングス
テンを堆積した。従って、カンチレバーを固定電極側へ
大きく変位させるとショートする可能性がある。本実施
例において、その他の製造方法については、基本的には
実施例１と同様なので省略する。

【００４５】本実施例は、凸状部位を複数の点状として
凸状部位の面積を更に減らした事が特徴であり、貼り付
きやすい柔らかな（バネ定数が小さい）カンチレバーで
も、前述した基板乾燥時に基板表面に貼り付かない特徴
がある。このため、実施例１と同様に製造工程が簡略化
されるとともに歩留まりが向上し、更にはカンチレバー
の設計の自由度が増す。また、本実施例のカンチレバー
型プローブを実施例１と同様に図６に示したＡＦＭ装置
に組み込み試料表面のＡＦＭ像を観察したところ、凸状
部位を有しない従来のカンチレバー型プローブと同様の
ＡＦＭ像が得られた。

【００４６】実施例３ 本発明第１のカンチレバー型変位素子を用いたカンチレ
バー型プローブを静電駆動型ＳＴＭに適用した例を説明
する。

【００４７】図４に本実施例のカンチレバー型プローブ
を示す。図４（ａ）はカンチレバー型プローブの主要部
分について、分かり易くする為にカンチレバーを点線で
示した模式的平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の
Ａ−Ａ’断面を、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’断
面を、それぞれ模式的に示したものである。

【００４８】図４において図１中の符号と同一符号で示
したものは同等部材を示しており、１０３ａ，１０３ｂ
は固定電極、１１２ａ，１１２ｂは固定電極１０３ａ，
１０３ｂの配線、１１３は絶縁膜１０７上に形成した引
き出し電極である。

【００４９】固定電極を２つの電極に分割したのは、電
圧印加により固定電極・対向電極間に形成される電界を
不均一とし、カンチレバーを捻る事により探針１０８の
先端を２軸変位させるためである。絶縁性の凸状部位１
０４としては、窒化シリコン膜をパターニングして用い
た。それ以外の部位の材料や基本的な製造方法について
は、実施例１あるいは実施例２と同様なので省略する。

【００５０】本実施例の構成においても、実施例１と同
様に製造時の貼り付き現象の防止、及び駆動時の電気的
なショートの防止効果がある。本実施例のカンチレバー
型プローブを用いて図６に示したようなＳＴＭ装置を構
成し試料表面の観察を行ったところ、基本的には凸状部
位を有しない従来型のものとほぼ同様の特性を示した。
但し、表面の凹凸が大きい試料においても、対向電極と
固定電極とが電気的にショートする事がなく、装置の耐
久性が向上した。

【００５１】実施例４ 本発明第１のカンチレバー型変位素子を用いたカンチレ
バー型プローブを静電駆動型ＳＴＭに適用した別の例を
説明する。

【００５２】図５に本実施例のカンチレバー型プローブ
を示す。図５（ａ）はカンチレバー型プローブの主要部
分について、分かり易くする為にカンチレバーを点線で
示した模式的平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の
Ａ−Ａ’断面を、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’断
面を、それぞれ模式的に示したものである。

【００５３】図５において図４中の符号と同一符号で示
したものは同等部材を示している。基本的な製造方法に
ついては、実施例１と同様なので省略する。ただし実施
例１から実施例３では、凸状部位１０４を固定電極側に
形成したが、本実施例では対向電極を兼ねるカンチレバ
ーの裏側（基板側の面）に形成した。この凸状部位によ
る、対向電極・固定電極間のショート防止及び貼り付き
現象を回避する効果については、固定電極側へ作製した
実施例１から３と大きな差異はない。但し、凸状部位が
付加された事により、カンチレバーの共振周波数及びバ
ネ定数は若干高くなるので考慮が必要であり、必要以上
に大きな凸状部位を設ける事は望ましくない。

【００５４】同様の構成でありながら、凸状部位を設け
ない従来のカンチレバー型プローブを図６に示したよう
なＳＴＭ装置に組み込んで使用した場合では、カンチレ
バーを大きく撓ませた時に、対向電極と固定電極との間
で電気的にショートする場合があったが、本構成とする
事により改善された。また、製造プロセスにおいても、
本実施例の凸状部位を有するカンチレバーは、犠牲層除
去後にも基板へ貼り付くことなく容易にリリースする事
が可能であった。

【００５５】実施例５ 図５に示した実施例４におけるカンチレバー型プローブ
を組み込んだ図６に示したようなＳＴＭ装置を、加工装
置として使用した例について説明する。

【００５６】凸状部位を有するカンチレバー型プローブ
及び試料としてのＧａＡｓウエハとを真空容器内に設置
して、反応性ガスとして塩素を導入した状態でＳＴＭ観
察する事により、ＧａＡｓ試料表面を局所的にエッチン
グ可能であった。また、反応性ガスとしてＷＦ₆ を導入
する事により、試料表面のＳＴＭ観察した部分にのみＷ
を堆積する事が可能であった。この様に、本発明第１に
よる凸状部位を有するカンチレバー型プローブを加工装
置に組み込んで使用する事も可能であった。

【００５７】実施例１〜５で説明したように、本発明第
１による凸状部位を有するカンチレバー型プローブをＡ
ＦＭ、ＳＴＭ、加工装置として用いる事が可能であり、
それらの複合装置として用いることが可能であった。

【００５８】実施例６ 図７に示したような本発明第２のカンチレバー型変位素
子を用いたカンチレバー型プローブをＳＴＭ装置に適用
した例を説明する。

【００５９】先ず、本実施例におけるカンチレバー型プ
ローブの作製方法を、図８の製造工程を示す断面図を用
いて説明する。

【００６０】熱酸化膜２０２が５０００Å形成されたＳ
ｉ基板２０１の表面に、スパッタ法によりアルミニウム
膜を１０００Å成膜し、フォトエッチング法によりパタ
ーン形成を行い固定電極２０３を形成した。続いて、犠
牲層２０９として酸化亜鉛をスパッタ法により成膜し、
フォトエッチング法によりパターン形成を行った。更
に、レジストパターン形成後、スパッタ法によりアルミ
ニウム膜を３０００Å成膜し、リフトオフ法によりパタ
ーン形成を行い対向電極２０６を形成した。このとき、
対向電極２０６は熱酸化膜２０２と犠牲層２０９上に跨
がるように形成され、更に犠牲層２０９上の端部２２１
の位置は固定電極２０３の端部２２２より５μｍ短く形
成した（図８（ａ）参照）。

【００６１】次に、スパッタ法により酸化シリコン膜を
１μｍ成膜し、フォトエッチング法により対向電極２０
６を覆うようにパターン形成を行い絶縁層２０７を形成
した。この時、固定電極２０３の端部２２２上に絶縁層
２０７の端部２２３が合うように形成した（図８（ｂ）
参照）。

【００６２】次に、真空蒸着法により金を３０００Å成
膜し、フォトエッチング法により絶縁層２０７上に引き
出し電極２１３を形成した（図８（ｃ）参照）。

【００６３】次に、引き出し電極２１３上に探針２０８
を形成した後、犠牲層２０９の酸化亜鉛を酢酸水溶液で
除去することにより、カンチレバー型プローブを得た
（図８（ｄ）参照）。

【００６４】以上のようにして作製した長さ４００μ
ｍ、幅１００μｍのカンチレバー型変位素子の対向電極
と固定電極に電圧を印加しカンチレバーを変位させたと
ころ、基板面に垂直な方向（Ｚ方向）に０．２μｍ／Ｖ
で変位することがわかった。さらに該カンチレバー型プ
ローブをＳＴＭ装置に組み込み評価を行った。

【００６５】図１０はＳＴＭ装置のブロック図であり、
図中２３１はバイアス印加用電源、２３２はトンネル電
流増幅回路、２３３はカンチレバー駆動用ドライバ、２
３４はカンチレバー型変位素子、２３５はサンプル、２
３６はＸＹ方向微動機構である。ここで探針２０８とサ
ンプル２３５との間を流れるトンネル電流Ｉｔを検知
し、Ｉｔが一定となるようにフィードバックをかけ、カ
ンチレバーを駆動し、探針２０８とサンプル２３５との
間隔を一定に保っている。ここでサンプル２３５にはシ
リコン上に金を５００Å蒸着したものを用い、バイアス
電流１ｎＡ、スキャンエリア１μｍ×１μｍで観察した
ところ、粒径３００Å程度の金のＳＴＭ像を再現性良く
得ることができた。更に、連続してＳＴＭ動作を行った
が対向電極と固定電極とが電気的にショートする事がな
く、装置の耐久性が向上した。

【００６６】尚、カンチレバー型変位素子の所望の応答
性ならびに剛性を必要とする場合は、カンチレバーの長
さ、厚さを変える等の設計を行えば良い。

【００６７】実施例７ 本発明第２のカンチレバー型変位素子を用いたカンチレ
バー型プローブの別の例を説明する。

【００６８】図９は本実施例のカンチレバー型プローブ
の概略図であり、カンチレバーの絶縁層２０７の形状を
変更した以外は実施例６と同様にカンチレバー型プロー
ブを作製した。具体的には図８（ａ）の工程で、対向電
極２０６の形成後、対向電極２０６をマスクとして犠牲
層２０９を２０００Åエッチングし、犠牲層２０９に段
差を設けた後、絶縁層２０７を成膜しパターン形成を行
うことにより、図９に示すような形状を持つカンチレバ
ー型プローブを作製した。このカンチレバー型プローブ
を用いて図１０に示したようなＳＴＭ装置を構成し、実
施例６と同様に評価したところ、実施例６と同様の結果
を得た。

【００６９】更に、本発明第２によるカンチレバー型プ
ローブは、先に説明した本発明第１によるカンチレバー
型プローブと同様に、ＡＦＭ，ＳＴＭ，加工装置、及び
それらの複合装置に適用することができる。

【００７０】実施例８ 本実施例は図１１に示したような本発明第３のカンチレ
バー型変位素子を作製したものであり、図１２を用いて
その製造方法を説明する。

【００７１】先ず面方位（１００）の単結晶シリコン基
板３０１の表面へ、減圧ＣＶＤ法によりＳｉ₃ Ｎ₄ を３
００ｎｍ成膜し保護膜とする。その後フォトリソグラフ
を行いレジストパターン３１１を形成した（図１２
（ａ）参照）。

【００７２】次に面方位によりエッチング速度が大きく
異なることを利用した、シリコン異方性エッチングを行
い（１１１）面が露出した隆起部３０４を形成した（図
１２（ｂ）参照）。

【００７３】次にスパッタ蒸着により密着性確保のため
Ｃｒを１ｎｍ程度蒸着した後、Ａｕを１００ｎｍ蒸着し
電極膜３１２を形成した（図１２（ｃ）参照）。

【００７４】次にフォトリソグラフにより電極膜３１２
の不要部分をエッチング除去し、固定電極３０５を形成
した（図１２（ｄ）参照）。

【００７５】次にスパッタ蒸着によりＺｎＯを２μｍ成
膜し、犠牲層膜３１３を形成した（図１２（ｅ）参
照）。

【００７６】次にフォトリソグラフにより犠牲層膜３１
３の不要部分をエッチング除去し犠牲層３１４を残した
（図１２（ｆ）参照）。

【００７７】更にこの上にスパッタ蒸着によりＣｒを１
０ｎｍ成膜し、Ａｕを２００ｎｍ形成したのち、再びＣ
ｒを１０ｎｍ蒸着した。こうして形成された電極膜の不
要部分をエッチング除去し、対向電極３０６を形成した
（図１２（ｇ）参照）。

【００７８】次にスパッタ蒸着によりＳｉＯ₂ を１μｍ
成膜し、弾性層３１５を形成した（図１２（ｈ）参
照）。

【００７９】再びフォトリソグラフを行い、弾性層３１
５の不要部分をエッチング除去し、カンチレバー３０３
となる部分を残した（図１２（ｉ）参照）。

【００８０】最後に犠牲層３１４をドライエッチングに
より除去することにより、基板上にカンチレバー３０３
が形成され、カンチレバー型変位素子を得た（図１２
（ｊ）参照）。

【００８１】ここで、エッチングに用いた溶液やガス
は、Ａｕに対してはＫＩ：Ｉ₂ 水溶液、Ｃｒに対しては
（ＮＨ₄ ）₂ Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₆ ：ＨＣｌＯ₄ 水溶液、Ｚ
ｎＯに対しては酢酸水溶液を用いた。またＳｉの異方性
エッチングにはＫＯＨ水溶液を用い、ドライエッチング
にはＣＦ₄ ガスを用いた。

【００８２】なお、電極、犠牲層、弾性層として用いた
物質は上記に限定されるものではなく他の物質を用いる
ことも可能である。

【００８３】以下に、本実施例で作製したカンチレバー
型変位素子の主要部の寸法の一例を示す。

【００８４】 隆起部３０４の高さ ： ２８０μｍ 隆起部３０４の傾斜部の長さ ： ３５０μｍ カンチレバー３０３の長さ ： ３６０μｍ カンチレバー３０３の幅 ： ５０μｍ 本実施例のカンチレバー型変位素子は、カンチレバーの
変位部先端を基板面から遠ざけることができたにもかか
わらず、カンチレバーの寸法が等しい従来の素子と同程
度の駆動電圧当たりの変位量が得られた。

【００８５】実施例９ 図１３に本実施例のカンチレバー型プローブを示す。図
１３（ａ）は上面図であり、図１３（ｂ）は図１３
（ａ）中の破線Ａ−Ａ’における断面図である。

【００８６】本実施例のカンチレバー型プローブは、実
施例８の構成に加えて、カンチレバー先端位置に導電性
の探針３２１とこれに接続された引き出し電極３２２を
新たに設けたものである。

【００８７】上記の探針３２１は、引き出し電極３２２
を蒸着とフォトリソグラフにより形成したのち、フォト
レジストを５μｍ塗布し、探針３２１を形成する位置の
みレジストを除去し開口部を形成し、斜め方向からの真
空蒸着と基板回転を組み合わせることにより形成した。
この方法はアスペクト比の高い微小構造物を形成する方
法として知られている。

【００８８】本実施例のカンチレバー型プローブは走査
型探針顕微鏡のプローブとして用いることができる。例
えば、探針３２１の先端を導電性の試料表面に数ｎｍ程
度まで接近させた時に流れるトンネル電流を検出し、カ
ンチレバーの駆動電圧にフィードバックをかけ探針３２
１と試料表面との距離を一定に保つことができる。この
ような状態でカンチレバーを外部の走査手段により試料
面内方向に走査させることにより、フィードバック電圧
の変化より試料表面の微小な凹凸や導電率の分布を観察
することが可能となる。

【００８９】本実施例のカンチレバー型プローブでは、
探針を試料表面に接近させる場合の基板面の突起物の制
限が緩和され、探針をより確実に試料表面へ接近させる
ことができるようになった。

【００９０】実施例１０ 本実施例は、実施例９において説明したカンチレバー型
プローブを、同一のシリコン基板上に複数個作製し、半
導体素子と共に集積化して図１４に示すような集積化プ
ローブ３３０を作製したものである。

【００９１】図１４において、同一シリコン基板３０１
上に形成された各カンチレバー型プローブは半導体素子
３３１に接続されている。半導体素子３３１には内部配
線３３２が接続され、外部端子３３３を通して外部と入
出力できるようになっている。

【００９２】かかる集積化プローブは、前述実施例８，
９で説明した作製方法において、フォトリソグラフのパ
ターンを拡張するだけで作製することができる。このよ
うに、同一の基板上へ複数のカンチレバーを同時に形成
できるため、寸法精度が非常に高く、各カンチレバー間
の特性のばらつきも非常に小さく抑えることができる。

【００９３】また、基板としてＳｉ単結晶を用いること
により、トランジスタやダイオード等の半導体素子も同
一基板上へ集積化することが可能となり、トンネル電流
増幅やカンチレバー駆動用のアンプを一体化することが
できる。

【００９４】図１５は本実施例の集積化プローブを用い
たＳＴＭ装置を模式的に示した図である。これにより、
集積化プローブ３３０を用い、観察対象３５３の表面上
の複数の微小領域のＳＴＭ像を同時に観察することがで
きる。同図において３５１及び３５２はＸ，Ｙ，Ｚ方向
に粗動機構を有する可動ステージであり、可動ステージ
３５１には集積化プローブ３３０が固定され、可動ステ
ージ３５２には観察対象３５３が固定されている。

【００９５】３５４はＺ方向の粗動機構であり、３５
５，３５６はＸＹ方向の微粗動機構である。３５７は観
察対象３５３と集積化プローブ３３０の平行出しの為の
調節機構である。３５８，３５９はそれぞれの微粗動機
構をコントロールするためのコンピュータシステムであ
る。３６０は各探針からのトンネル電流を検出しカンチ
レバーの変位量にフィードバックをかけるための制御装
置である。

【００９６】図１６は図１５における集積化プローブ３
３０と観察対象３５３の一部分を拡大した断面図であ
る。

【００９７】このようなＳＴＭシステムに本発明による
ところのカンチレバー型プローブを用いることにより、
搭載する素子選択の自由度が大きく向上し、外部との接
続や、駆動に際しての困難が軽減された。

【００９８】以下に本実施例で作製した集積化プローブ
の寸法の一例を示す。

【００９９】集積化プローブ３３０の外径…４０ｍｍ×
４０ｍｍ×１ｍｍ カンチレバーの本数 …９０本 各カンチレバーの長さ …５００μｍ 各カンチレバーの幅 …５０μｍ 探針３２１の高さ …３μｍ実施例１１ 図１７に実施例１０で説明した集積化プローブを用い
た、情報の記録・再生等を行える情報処理装置の模式図
を示す。

【０１００】同図において、３７３は電圧印加により抵
抗値が変化する記録層、３７２は金属電極層、３７１は
記録媒体基板である。３７４はＸＹステージ、３７５は
本発明による集積化プローブ、３７６は集積化プローブ
の支持体、３７７は集積化プローブをＺ方向へ粗動する
ためのリニアアクチュエータ、３７８，３７９はＸＹス
テージをそれぞれＸ，Ｙ方向へ駆動するリニアアクチュ
エータ、３８０は記録再生用のバイアス回路である。３
８１はトンネル電流検出器、３８２は集積化プローブを
Ｚ軸方向に移動させるためのサーボ回路であり、３８３
はアクチュエータ３７７を駆動するためのサーボ回路で
ある。３８４は個々のカンチレバーを微小変位させるた
めの駆動回路であり、３８５はアクチュエータ３７７の
駆動回路であり、３８６はＸＹステージの位置制御を行
う駆動回路である。３８７はこれらの操作を制御するコ
ンピュータである。

【０１０１】このようなシステムを用いることにより、
大容量の情報を高密度に記録することが可能となり、ま
たプローブを多数集積化し、それらを同時に走査するた
め、高速度の記録再生を行うことができる。

【０１０２】このようなシステムに本発明第３のカンチ
レバー型変位素子を用いることにより、基板上に配置す
る素子の制限が緩和され、記録再生時のトラッキング性
能が向上し、書込み、読取り時のエラー発生率を小さく
することができる。

【０１０３】更に、本発明第３によるカンチレバー型プ
ローブは、先に説明した本発明第１，第２によるカンチ
レバー型プローブと同様に、ＡＦＭ，ＳＴＭ，加工装
置、及びそれらの複合装置に適用することができる。一
方、本発明第１，第２によるカンチレバー型プローブ
も、本発明第３によるカンチレバー型プローブと同様
に、上述したような情報処理装置に適用することができ
る。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば以下
の効果を奏する。 （１）本発明第１のカンチレバー型変位素子は、基板表
面あるいはカンチレバーの基板側の面へ凸状部位を設け
た事により、昇華性材料を用いた製造工程を行うことな
く貼り付き現象を防止でき、製造工程の簡略化、さらに
は歩留まりが向上された。また、凸状部位を絶縁性材料
で形成したものは、カンチレバーを大きく変位させても
固定電極と対向電極との電気的なショートを回避する事
が可能となり、素子及びその電気制御系の耐久性が向上
し、ひいては本素子を搭載した各種装置の耐久性が向上
する。 （２）本発明第２のカンチレバー型変位素子は、カンチ
レバーを構成する絶縁層の形状による簡易な手段で、固
定電極と対向電極との電気的なショートを回避でき、本
発明第１のカンチレバー型変位素子と同様に素子及び本
素子を搭載した各種装置の耐久性が向上する。 （３）本発明第３のカンチレバー型変位素子は、カンチ
レバー下部の基板面を隆起させると共に、隆起部上に固
定電極を設けているため、変位量の低下を招くことなく
カンチレバー先端部を基板面から遠ざけることができ、
素子の配置や、外部との配線の自由度が増す。

【０１０５】更に、本素子を用いて構成される走査型ト
ンネル顕微鏡や情報処理装置では、試料や記録媒体と素
子基板との接触を回避でき、より信頼性の高い装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１によるカンチレバー型プローブの一
例を示す概略構成図である。

【図２】図１のカンチレバー型プローブの作製工程を説
明するための図である。

【図３】実施例２にて示す本発明第１によるカンチレバ
ー型プローブの概略構成図である。

【図４】実施例３にて示す本発明第１によるカンチレバ
ー型プローブの概略構成図である。

【図５】実施例４にて示す本発明第１によるカンチレバ
ー型プローブの概略構成図である。

【図６】本発明第１によるカンチレバー型プローブを組
み込んだ走査型探針顕微鏡の模式図である。

【図７】本発明第２によるカンチレバー型プローブの一
例を示す概略構成図である。

【図８】図７のカンチレバー型プローブの作製工程を説
明するための図である。

【図９】実施例７にて示す本発明第２によるカンチレバ
ー型プローブの概略構成図である。

【図１０】本発明第２によるカンチレバー型プローブを
組み込んだＳＴＭ装置の模式図である。

【図１１】本発明第３のカンチレバー型変位素子の概略
構成図である。

【図１２】図１１のカンチレバー型変位素子の作製工程
を説明するための図である。

【図１３】実施例９にて示す本発明第３によるカンチレ
バー型プローブの概略構成図である。

【図１４】実施例１０にて示す本発明第３による集積化
プローブの概略構成図である。

【図１５】図１４の集積化プローブを組み込んだＳＴＭ
装置の模式図である。

【図１６】図１５のＳＴＭ装置の部分拡大図である。

【図１７】図１４の集積化プローブを組み込んだ情報処
理装置の模式図である。

【図１８】従来例のカンチレバー型プローブの概略構成
図である。

【符号の説明】

１０１ 基板 １０２ 絶縁膜 １０３ 固定電極 １０４ 凸状部位 １０５ 空隙 １０６ 対向電極を兼ねるカンチレバー １０７ 絶縁膜 １０８ 探針 １０９ 犠牲層 １１０ 突起 １１１ 凸状部位 １１２ 固定電極の配線 １１３ 引き出し電極 １２０ 試料 １２１，１２２ 配線 １２３ 静電容量検出ユニット（静電駆動ユニット） １２４ トンネル電流検出ユニット １２５，１２６ 配線 ２０１ 基板 ２０２ 絶縁層 ２０３ 固定電極 ２０６ 対向電極 ２０７ 絶縁層 ２０８ 探針 ２０９ 犠牲層 ２１３ 引き出し電極 ２２１ 対向電極の端部 ２２２ 固定電極の端部 ２２３ 絶縁層の端部 ２３１ バイアス印加用電源 ２３２ トンネル電流増幅回路 ２３３ カンチレバー駆動用ドライバ ２３４ カンチレバー型変位素子 ２３５ サンプル ２３６ ＸＹ方向微動機構 ３０１ 基板 ３０２ 固定部 ３０３ カンチレバー ３０４ 隆起部 ３０５ 固定電極 ３０６ 対向電極 ３１１ レジストパターン ３１２ 電極膜 ３１３ 犠牲層膜 ３１４ 犠牲層 ３１５ 弾性層 ３２１ 探針 ３２２ 引き出し電極 ３３０ 集積化プローブ ３３１ 半導体素子 ３３２ 内部配線 ３３３ 外部端子 ３５１，３５２ 可動ステージ ３５３ 観察対象 ３５４ Ｚ方向粗動機構 ３５５，３５６ Ｘ，Ｙ方向微粗動機構 ３５７ 調節機構 ３５８，３５９ コンピュータシステム ３６０ 制御装置 ３７１ 記録媒体基板 ３７２ 金属電極層 ３７３ 記録層 ３７４ ＸＹステージ ３７５ 集積化プローブ ３７６ 支持体 ３７７ Ｚ方向リニアアクチュエーター ３７８ Ｘ方向リニアアクチュエーター ３７９ Ｙ方向リニアアクチュエーター ３８０ 記録再生用バイアス回路 ３８１ トンネル電流検出器 ３８２，３８３ サーボ回路 ３８４，３８５，３８６ 駆動回路 ３８７ コンピューター ４０１ Ｓｉウェハー ４０２ 固定電極 ４０３ Ｓｉ ４０４ 対向電極 ４０５ カンチレバー ４０６ 絶縁層 ４０７ 探針 ４０８ 引き出し電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 康弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中山 優 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された固定電極と、該固定
   電極に対向する対向電極を有し前記基板上に設けられた
   カンチレバーとを備えたカンチレバー型変位素子におい
   て、前記基板と前記カンチレバーとの間で且つ該基板表
   面あるいは該カンチレバーの基板側の面に凸状部位を有
   することを特徴とするカンチレバー型変位素子。
2. 【請求項２】 前記凸状部位が、複数であることを特徴
   とする請求項１に記載のカンチレバー型変位素子。
3. 【請求項３】 前記凸状部位が、絶縁体であることを特
   徴とする請求項１又は２に記載のカンチレバー型変位素
   子。
4. 【請求項４】 基板上に形成された固定電極と、該固定
   電極に対向する対向電極を有し前記基板上に設けられた
   カンチレバーとを備えたカンチレバー型変位素子におい
   て、前記カンチレバーには前記対向電極より自由端側に
   突出した絶縁層が形成されていることを特徴とするカン
   チレバー型変位素子。
5. 【請求項５】 前記固定電極が、前記対向電極よりも前
   記カンチレバーの自由端方向に長く形成されていること
   を特徴とする請求項４に記載のカンチレバー型変位素
   子。
6. 【請求項６】 前記カンチレバーの自由端部の絶縁層と
   前記固定電極との距離が、前記対向電極と前記固定電極
   との距離よりも短いことを特徴とする請求項４又は５に
   記載のカンチレバー型変位素子。
7. 【請求項７】 基板の隆起部分に形成された固定電極
   と、該固定電極に対向する対向電極を有し前記隆起部分
   に沿うようにして前記基板上に設けられたカンチレバー
   とを備えたカンチレバー型変位素子。
8. 【請求項８】 請求項１〜７いずれかに記載のカンチレ
   バー型変位素子が同一基板上に複数形成されていること
   を特徴とするカンチレバー型変位素子。
9. 【請求項９】 請求項１〜８いずれかに記載のカンチレ
   バー型変位素子において、前記カンチレバーの自由端部
   に尖鋭な探針を設けたことを特徴とするカンチレバー型
   プローブ。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のカンチレバー型プロ
    ーブを備え、前記探針を試料表面に接近させて走査し、
    且つ、前記固定電極と前記対向電極間の静電力により、
    前記カンチレバーを走査面に垂直な方向に変位させる走
    査型探針顕微鏡。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載のカンチレバー型プロ
    ーブを備え、前記探針を試料表面に接触させて走査し、
    且つ、前記固定電極と前記対向電極間の静電容量を検出
    することで、前記カンチレバーの走査面に垂直な方向の
    変位を検出する走査型探針顕微鏡。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１に記載の顕微鏡構
    成を、試料表面の特性を変化させることに用いる加工装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２いずれかに記載の顕
    微鏡あるいは加工装置の複数を一つの装置とした複合装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項９に記載のカンチレバー型プロ
    ーブを備え、前記探針を記録媒体に近接させ、該探針と
    記録媒体との間に電圧を印加して情報の記録及び／又は
    再生を行う情報処理装置。