JPH09229944A

JPH09229944A - 微小探針の製造方法と微小探針、プローブの製造方法とプローブ、および雌型基板の製造方法と雌型基板

Info

Publication number: JPH09229944A
Application number: JP6187096A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yagi; 隆行八木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】雌型の再利用を可能とし生産性の向上と製造コ
ストの低減を図り、エッチング液からの材料または形状
劣化や汚染なく、微小探針の材料として金属材料の使用
が可能で、微小探針を導電体薄膜により被覆したりプロ
ーブの裏面全体に反射膜を形成する必要なく、再現性が
良く、均一な形状が得られると共に先端を鋭利に形成で
き複数化（マルチ化）が容易な微小探針の製造方法と微
小探針、プローブの製造方法とプローブ、および雌型基
板の製造方法と雌型基板。【解決手段】トンネル電流または微小力検出用の微小探
針の製造方法において、一方の基板である第１基板を介
し形成された支持層上に探針材料層を形成し、他方の基
板である第２基板上の接合層へ支持層上に形成された探
針材料層を転写し微小探針の製造を特徴とし該プローブ
の製造方法は微小探針の製造方法により形成した微小探
針を、薄膜カンチレバー先端上の接合層に、接合し転写
により製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型トンネル顕
微鏡、あるいは微小な力を検出する原子間力顕微鏡等に
用いる微小探針に係るものであり、特に、先端曲率が小
さく上記の用途に優れた特性を発揮し、探針のマルチ化
も可能となる探針を高い量産性で製造できる微小探針の
製造方法と微小探針、プローブの製造方法とプローブ、
および雌型基板の製造方法と雌型基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」と
いう）が開発され（Ｃ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔａｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
３））、単結晶、非結晶を問わず実空間像の高い分解能
で測定ができるようになった。かかるＳＴＭは、金属の
探針（ｔｉｐ）と導電性物質の間に電圧を加えて、１ｎ
ｍ程度の距離まで近付けると、その間にトンネル電流が
流れることを利用している。この電流は両者の距離変化
に非常に敏感でありかつ指数関数的に変化するので、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針を走査することにより
実空間の狭面構造を原子オーダーの分解能で観察するこ
とができる。このＳＴＭを用いた解析の対象物は導電性
材料に限られていたが、導電性材料の表面に薄く形成さ
れた絶縁層の構造解析にも応用され始めている。さら
に、上述の装置、手段は微小電流を検知する方法を用い
ているため、媒体に損傷を与えず、且つ低電力で観察で
きる利点をも有する。また、大気中での作動も可能であ
るため、ＳＴＭの手法を用いて、半導体あるいは高分子
材料等の原子オーダー、分子オーダーの観察評価、微細
加工（Ｅ．Ｅ．Ｅｈｒｉｃｈｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓｏｆ４ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎ
ｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／Ｓｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ，¨８９，Ｓ１３−３）、及び情報記録再生装
置等の様々な分野への応用が研究されている。例えば、
情報記録再生装置への応用を考えると、高い記録密度を
達成するためにＳＴＭの探針の先端部の曲率半径が小さ
いことが望まれる。また同時に、記録・再生システムの
機能向上、特に高速化の観点から、多数のプローブを同
時に駆動すること（探針のマルチ化）が提案されている
が、このために同一の基板上に特性の揃った探針を作製
することが必要となる。また、原子間力顕微鏡（以下、
「ＡＦＭ」という）によれば物質の表面に働く斥力、引
力を検知するために、導体、絶縁体を問わず試料表面の
凹凸像が測定できる。この原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に
は薄膜の片持ち梁（薄膜カンチレバー）の自由端に微小
探針を形成したものが用いられておりＳＴＭと同様にＡ
ＦＭの分解能を向上するには探針の先端部の曲率半径が
小さいことが要求されている。従来、上記の様な微小探
針の形成方法として、半導体製造プロセス技術を使い単
結晶シリコンを用いて異方性エッチングにより形成した
微小探針が知られている（米国特許第５，２２１，４１
５号明細書）。この微小探針の形成方法は、図１０に示
すように、まず、二酸化シリコン５１０、５１２のマス
クを被覆したシリコンウエハ５１４に異方性エッチング
によりピット５１８を設け、このピットを探針の雌型と
し、二酸化シリコン５１０、５１２を除去し、次に全面
に窒化シリコン層５２０、５２１を被覆し片持ち梁（カ
ンチレバー）及び微小探針となるピラミッド状ピット５
２２を形成し、片持ち梁状にパターニングした後、裏面
の窒化シリコン層５２１を除去しソウカット５３４とＣ
ｒ層５３２を設けたガラス板５３０と窒化シリコン層５
２０を接合し、シリコンウエハ５１４をエッチング除去
することによりマウンティングブロック５４０に転写さ
れた窒化シリコンからなる探針とカンチレバーからなる
プローブを作製するものである。最後に、裏面に光てこ
式ＡＦＭ用の反射膜となる金属膜５４２を形成する。ま
た、図１１（ａ）に示されるように、例えば基板６１１
上の薄膜層を円形にパターニンし、それをマスク６１２
にしてシリコン６１１をエッチングし、サイドエッチン
グを利用して探針６１３を形成する方法（Ｏ．Ｗｏｌｔ
ｅｒ，ｅｔａｌ．，¨Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ
ｓｉｌｉｃｏｎｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒｓｃａｎｎ
ｉｎｇｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ¨，Ｊ．Ｖ
ａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ９（２），Ｍａｒ／
Ａｐｒ，１９９１，ｐｐ１３５３−１３５７）、さらに
は図１１（ｂ）に示されるように、逆テーパーをつけた
レジスト６２２のレジスト開口部６２４に基板６２１を
回転させながら導電性材料６２５を斜めから蒸着し、リ
フトオフすることにより探針６２３を形成するスピント
（Ｓｐｉｎｄｔ）等により提案された方法（Ｃ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，ｅｔａｌ．，¨Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏ
ｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｆｉｅｌ
ｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｗｉｔｈｍ
ｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ¨，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，４７．１９７６，ｐｐ５２４８−５２６３）
等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図１０に
示したような従来例の微小探針の製造方法は以下のよう
な問題点を有していた。（１）探針の雌型となったシリコン基板は、後工程でエ
ッチング除去されてしまうため再利用ができず、生産性
が低くくなり製造コストが高くなる。（２）探針の雌型となったシリコン基板をエッチングす
るため、プローブ表面のエッチング液による探針の材料
劣化、形状劣化、及びエッチング液からの汚染等が生じ
る可能性がある。（３）探針表面上に導電性材料を被覆してＳＴＭの探針
とする場合には、探針の先端部は鋭利に形成されている
が、このために導電性材料が被覆されにくく、被覆した
場合に成膜した導電体膜の粒塊が現れ、再現性よく粒塊
の制御をすることが困難である。トンネル電流という微
弱な電流を取り扱うＳＴＭでは安定な特性を得ることは
難しい。（４）さらに、薄膜カンチレバー上に微小探針を形成す
る場合には、ＡＦＭでは反射膜をプローブの裏面の全面
に形成するため、カンチレバーが反射膜の膜応力により
反ってしまう。また、図１１に示したような従来例の微
小探針の製造方法では以下のような問題点がある。（５）探針を形成する際のシリコンのエッチング条件や
レジストのパターニング条件及び導電性材料の蒸着条件
等を一定にする必要がありロット毎の厳しいプロセス管
理が必要となり、各ロット間での、形成される複数の微
小探針の高さや先端曲率半径等の正確な形状を維持する
のが難しい。

【０００４】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、雌型の再利用を可能として生産性の向上
と製造コストの低減を図ることができ、エッチング液か
らの材料または形状劣化や汚染がなく、微小探針の材料
として金属材料を用いることができ、微小探針を導電体
薄膜によって被覆したりプローブの裏面全体に反射膜を
形成する必要がなく、再現性が良く、均一な形状が得ら
れると共に先端を鋭利に形成でき複数化（マルチ化）が
容易な微小探針の製造方法と微小探針、プローブの製造
方法とプローブ、および雌型基板の製造方法と雌型基板
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、微小探針の製造方法と微小探針、プローブ
の製造方法とプローブ、および雌型基板の製造方法と雌
型基板につき、つぎのように構成したものである。すな
わち、本発明の微小探針の製造方法は、トンネル電流ま
たは微小力検出用の微小探針の製造方法において、一方
の基板である第１基板を介して形成された支持層上に探
針材料層を形成し、他方の基板である第２基板上の接合
層へ前記支持層上に形成された探針材料層を転写するこ
とにより微小探針を製造することを特徴としている。そ
して、本発明の上記微小探針の製造方法の一つは、少な
くとも、第１基板の表面に凸部を形成する工程と、前記
第１基板の凸部を含む基板上に、剥離層を介して支持層
を形成する工程と、前記第１基板を除去し、剥離層を介
して支持層に凹部を形成する工程と、前記支持層の凹部
を含む剥離層上に、探針材料層を形成する工程と、第２
基板に接合層を形成する工程と、前記支持層における凹
部を含む剥離層上の探針材料層を、前記第２基板の接合
層に接合する工程と、前記支持層における剥離層と探針
材料層の界面で剥離を行い、前記第２基板の接合層に探
針材料層を転写する工程と、により構成することができ
る。また、本発明の上記微小探針の製造方法の別の方法
として、前記微小探針の製造方法は、少なくとも、第１
基板の表面に凸部を形成する工程と、前記第１基板の凸
部を含む基板上に、支持層を形成する工程と、前記第１
基板を除去し、支持層に凹部を形成する工程と、前記凹
部を含む支持層上に、剥離層を介して探針材料層を形成
する工程と、第２基板に接合層を形成する工程と、前記
支持層の凹部を含む剥離層上の探針材料層を、前記第２
基板の接合層に接合する工程と、前記支持層における剥
離層と探針材料層の界面で剥離を行い、前記第２基板の
接合層に探針材料層を転写する工程と、とにより構成し
てもよい。本発明のこれらの微小探針の製造方法におい
て、前記第１基板を単結晶シリコン基板で構成すること
により、結晶軸異方性エッチングにより基板表面に凹部
を形成することができる。また、本発明においては、前
記接合層を金属で形成し、また、その探針材料層を金属
で形成して、これらの結合を金属材料間の圧着によるこ
とができる。その際、前記探針材料層の金属として、貴
金属または貴金属合金を用いることが好ましい。また、
本発明においては、前記剥離層を、二酸化シリコンで形
成することが好ましい。また、本発明においては、前記
支持層を形成する工程を鍍金法により行うことができ
る。本発明のトンネル電流または微小力検出用の微小探
針は、その微小探針を三角錐形状の探針材料層を接合層
に接合させることにより構成したことを特徴としてい
る。そして、この探針材料層は、貴金属または貴金属合
金で形成することが好ましい。また、本発明のトンネル
電流または微小力検出用の微小探針を薄膜カンチレバー
上に有するプローブの製造方法は、上記した微小探針の
製造方法の一つの方法、またはもう一つの別の方法の何
れかにより探針材料層を形成する工程と、第２基板に薄
膜カンチレバーを形成する工程と、前記第２基板におけ
る薄膜カンチレバー先端上に、接合層を形成する工程
と、前記支持層における凹部を含む剥離層上の探針材料
層を、前記第２基板における接合層に接合する工程と、
前記支持層における剥離層と探針材料層の界面で剥離を
行い、前記第２基板における接合層に探針材料層を転写
する工程と、前記薄膜カンチレバー一端が第２基板に固
定されるように薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部
を除去する工程と、を少なくとも有することを特徴とし
ている。また、本発明のトンネル電流または微小力検出
用のプローブは、薄膜カンチレバー上に、三角錐形状と
なる探針材料層と接合層とで構成された微小探針を設け
ることにより構成することができる。また、本発明のト
ンネル電流または微小力検出用の微小探針の製造に用い
る雌型基板の一つの製造方法は、第１基板の表面に凸部
を形成する工程と、前記第１基板の凸部を含む基板上
に、剥離層と支持層を形成する工程と、前記第１基板を
除去し、支持層に凹部を形成する工程と、を少なくとも
有することを特徴としている。また、本発明のトンネル
電流または微小力検出用の微小探針の製造に用いる雌型
基板の別の製造方法は、トンネル電流または微小力検出
用の微小探針の製造に用いる雌型基板の製造方法であっ
て、第１基板の表面に凸部を形成する工程と、前記第１
基板の凸部を含む基板上に、支持層を形成する工程と、
前記第１基板を除去し、支持層に凹部を形成する工程
と、前記凹部を含む支持層上に剥離層を形成する工程
と、を少なくとも有することを特徴としている。そし
て、本発明の雌型基板の製造方法においては、前記凹部
を逆三角錐形状とする構成を採ることができる。また、
本発明のトンネル電流または微小力検出用の微小探針の
製造に用いる雌型基板として、一方の基板によって形成
された支持層からなる雌型基板上の雌型となる逆三角錐
形状の凹部に、二酸化シリコンからなる剥離層を設ける
構成を採ることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、上記したように、支持
層上の剥離層に形成された探針材料層を第２基板上の接
合層へ転写することにより微小探針を形成することがで
き、これにより、微小探針の雌型を後工程でエッチング
除去することなく探針を形成でき、雌型は再利用するこ
とが可能となり、生産性を向上すると同時に、製造コス
トを低減でき、エッチング液による微小探針の材料劣
化、形状劣化、及びエッチング液からの汚染がなく微小
探針を形成できる。また、微小探針の材料として金属材
料を用いることができ、導電体薄膜を被覆する必要がな
く微小探針のみをカンチレバー先端に形成することがで
き、反射膜をプローブの裏面全面に形成する必要をなく
することができる。また、微小探針として再現性の良い
均一な形状が得られ、且つ先端を鋭利に形成でき、探針
の複数化（マルチ化）が容易となる。

【０００７】ここで、好ましくは、第１基板は単結晶シ
リコン基板であり、前記シリコン基板上にエッチングに
より凸部を形成する。凸部の形成方法としては、従来公
知の方法を用いて行えばよく、例えば、Ａｌｂｒｅｃｈ
ｔ等により提案された微小探針の製造法（Ｔ．Ｒ．Ａｌ
ｂｒｅｃｈｔ，ｅｔａｌ．，¨Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉ
ｃａｔｉｏｎｏｆｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓｔｙｌ
ｉｆｏｒｔｈｅａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ¨，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ
ｏｌ．，Ａ８（４），１９９０，ｐｐ３３８６−３３９
６）のシリコン基板上に形成した円錐形探針または、三
角錐形探針等の凸部を形成する工程を用いる。シリコン
基板を用いることで、等方性エッチング及び異方性エッ
チングにより、第１基板上に先鋭な凸部を形成すること
が可能となる。この第１基板上の凸部が第２基板上に形
成する微小探針の雌型基板のための鋳型となり、第１基
板上の凸部と同様の形状の微小探針を第２基板上に形成
することが可能となる。雌型基板は支持層及び支持層上
に形成された剥離層からなる。支持層は、凸部を有する
第１基板、又は第１基板上に形成した剥離層上に形成す
る。前記凸部は、第１基板を除去することによりこと
に、支持層に凹部として転写され、この凹部の形状を保
持することを目的に支持層が用いられる。この為、第１
基板を除去したことで支持部が変形し、これにより凹部
の形状が変形することがない程度の機械的強度を有する
支持層が必要となる。鍍金法により形成される支持層
は、金属材料を形成することができ、且つ十分な剛性を
持つような厚膜の形成が容易にでき、支持層の形成方法
として好ましい。

【０００８】剥離層としては、剥離層上に探針材料を成
膜して探針材料層を形成した後、探針材料層を剥離層か
ら剥離するため探針材料が剥離しやすい剥離層材料を選
択する必要がある。すなわち、剥離層の材料は探針材料
との反応性・密着性が小さいことが必要である。このよ
うな材料としては、探針材料との組み合わせにより好適
な材料を選択すればよく、金属、半導体、絶縁体等の様
々な材料が選択される。たとえば、探針材料層として貴
金属または貴金属合金を用いる場合、剥離層としては反
応性・密着性が小さい酸化物あるいは窒化物あるいは炭
化物等が好ましく、ＢＮ，ＢＣ4，ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3，
ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＯ2，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＯ
2，ＶＯ2，Ｃｒ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＷＯ3等が使
用できる。剥離層を支持層上の凹部に形成する場合、剥
離層の厚みにより凹部の形状が著しく変化しないよう
に、薄膜形成方法を用いて形成される。薄膜形成方法と
しては、膜厚再現性の高い抵抗加熱蒸着法、電子ビーム
蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の真空蒸着法を
用いるとよい。

【０００９】第１基板に単結晶シリコンを用いる場合は
基板表面を酸化ガスを用いて熱酸化することにより容易
に二酸化シリコンを成長させることができる。この二酸
化シリコン上に支持層を形成し、第１基板を除去するこ
とにより、二酸化シリコンを剥離層として用いることが
可能である。シリコンの形状の差による熱酸化による二
酸化シリコンの厚みに差が生じることを利用して、シリ
コン第１基板の凸部の先端曲率半径を先鋭化し、第１基
板を除去後の雌型基板の凹部曲率半径を先鋭にすると共
に、この雌型基板を用いて形成した微小探針の曲率半径
を先鋭にすることができる。微小探針の形状は先鋭した
シリコンの凸部と同様の形状を持つ。探針材料層が金属
であることを特徴としており、探針上へ導電性材料を被
覆する必要が無く、トンネル電流という微弱な電流を取
り扱うＳＴＭでは安定な特性を得る微小探針となる。微
小探針の形成を剥離層上の探針材料層を第２基板へ転写
し剥離層と探針材料層との界面から引き剥がすことによ
り行うので、従来のエッチング液による微小探針の材料
劣化、形状劣化、及びエッチング液からの汚染等が無
い。さらに、支持部の凹部に探針材料層を成膜し第２基
板上に転写することで、成膜面側が探針の表面となり、
従来の導電性薄膜を被覆してできる導電性材料の粒塊等
は無い。これにより微小探針として再現性のよい安定な
特性が得られ、かつ先端を鋭利に形成できトンネル電流
または微小力検出用の微小探針として優れた特性を実現
することができる。トンネル電流検出用の微小探針材料
としては導電性の高い金属材料が必要である。このこと
から、微小探針材料としては貴金属または貴金属合金が
好ましい。また、貴金属または貴金属合金にて微小探針
をつくることにより、シリコン探針等の常に自然酸化膜
が形成されてしまう材料に比べ、探針表面に自然酸化膜
のない導電性微小探針を得ることができる。また、探針
材料の第２基板上の接合層への転写は、金属材料間の圧
着、もしくは金属材料間の合金化による結合により達成
される。

【００１０】なお、探針材料層、剥離層、接合層の形成
方法としては、従来公知の技術たとえば真空蒸着法やス
パッタ法、化学気相成長法等の薄膜作製技術を用い、さ
らにフォトリソグラフィプロセス、及びエッチングを適
用することで所望の形状にパターニングする。微小探針
は支持層上に形成した剥離層の凹部の表面形状を忠実に
再現するため、薄膜作製方法に制限されない。なお、接
合層を形成する第２基板として、ガラス基板、石英、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、等の他の絶縁体、Ｓｉ、Ｇ
ａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体、金属等様々の基板を用いる
ことができる。また、このようにして作製された微小探
針は接合層との間で囲まれた中空の領域を有している。
これにより、薄膜カンチレバー等の自由端に微小探針を
設ける場合、図１１（ｂ）の形成法にて作製した探針に
比べて、軽量化されており、探針付きのカンチレバーの
共振周波数の低下を抑えることができる。また、本発明
において、第２基板に薄膜カンチレバーとなる層をあら
かじめ形成しておき、該薄膜カンチレバーの先端上にパ
ターニングされた接合層を設け、剥離層上の探針材料層
を接合層に接合、転写した後に、薄膜カンチレバーの一
端が第２基板に固定されるように薄膜カンチレバー下部
の第２基板の一部を除去することにより、微小探針を自
由端に有するカンチレバー型のプローブを作製すること
が可能である。

【００１１】

【実施例】以下本発明の微小探針及びプローブの製造方
法を、図１乃至図８の図面にて示す実施例を用いて詳細
に説明する。［実施例１］図１は本発明の第１の微小探針の製造方法
の工程を示す断面図である。酸化ガスにより熱酸化して
形成した二酸化シリコン膜が形成された結晶方位面が＜
１００＞のシリコンウエハを第１基板１として用意す
る。フォトリソグラフィプロセスにより形成したフォト
レジストをマスクとして、二酸化シリコン膜の所望の箇
所をＨＦ水溶液によりエッチングし、酸化シリコン膜か
らなる直径５μｍφのマスク層２（図１（ａ））。次に
ＳＦ6／Ｃ2ＣｌＦ5を用いたプラズマエッチングにより
第１基板１を、マスク層２下部のシリコンが頂点を持つ
までアンダーカットするように等方性エッチングし、Ｈ
Ｆ水溶液によりマスク層２を除去して図１（ｂ）の凸部
３を形成した。前記凸部は円錐形の形状となった。次
に、この凸部を有する第１基板の表面にＣｒ１０００Å
を真空蒸着法により薄膜堆積し剥離層４を形成した（図
１（ｃ））後に、第１基板を鍍金浴である硫酸銅浴に浸
し、陰極側として、電気鍍金法により剥離層上に銅を２
００μｍ成膜し支持層５を形成した（図１（ｄ））。硫
酸銅浴の温度は３０℃で電流密度５Ａ／ｄｍ²とした。
次に、第１基板を濃度２７％の水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）水溶液にて液温度９０℃でエッチング除去し、凹部
６を有する支持層と剥離層からなる微小探針用の雌型基
板を形成し、この後に、微小探針材料となるＡｕを真空
蒸着法により１μｍ成膜し、フォトリソグラフィとエッ
チングによりパターン形成を行い探針材料層７を形成し
た（図１（ｅ））。

【００１２】第２基板９としてシリコンウエハを用意
し、この表面にＡｌ１０００Åを真空蒸着法により薄膜
堆積し、該薄膜をフォトリソグラフィプロセスとエッチ
ングによりパターニングし、接合層を形成した。続い
て、図１（ｅ）のＡｕ探針材料層７と第２基板上のＡｌ
接合層８とを位置合わせし当接した。当接の際に、支持
層と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着しつつ、Ｎ2雰
囲気中で温度３００℃で１時間放置した。これによりＡ
ｌ−Ａｕ合金が接合層と探針材料層との界面に形成さ
れ、探針材料と接合層が接合した（図１（ｆ））。この
後、剥離層４と探針材料層７との界面から引き剥がすこ
とにより剥離層４上の探針材料層７を接合層８上に転写
し、図１（ｇ）に示す微小探針１０が製造できた。上述
した方法により作製した微小探針１０をＳＥＭ（走査型
電子顕微鏡）で観察したところ、先端は図１（ｂ）のシ
リコンの円錐形の形状と同様の形状を有し、先端が鋭利
に形成されているＡｕからなる微小探針である事を確認
し、その微小探針の先端曲率半径は０．０３μｍ以下で
あった。また、本発明の微小探針は、支持部の凹部に探
針材料層を成膜し第２基板上に転写することで成膜面側
が探針の表面となり、従来の導電性薄膜を被覆してでき
る導電性材料の粒塊等は見られなかった。

【００１３】本実施例の微小探針１０を用いたＳＴＭ装
置を作製した。本装置のブロック図を図２に示す。図
中、１１はバイアス印加用電源、１２はトンネル電流増
幅回路、１３はＸＹＺ駆動用ドライバー、９は第２基
板、８は接合層、１０は微小探針、１４は試料、１５は
ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子である。ここで微小探針１０と
試料１４との間を流れるトンネル電流Ｉｔを接合層８を
通じて検出し、Ｉｔが一定となるようにフィードバック
をかけ、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子１５のＺ方向を駆動
し、微小探針と試料との間隔を一定に保っている。接合
層はトンネル電流取り出し電極として用いた。さらに、
ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子１５のＸＹ方向を駆動すること
により試料１４の２次元像であるＳＴＭ像が観察でき
る。この装置で試料１４としてＨＯＰＧ（高配向熱分解
グラファイト）基板の劈開面をバイアス電流１ｎＡ、ス
キャンエリア１００Å×１００Åで観察したところ、再
現性良く良好な原子像を得ることができた。

【００１４】［実施例２］本発明の微小探針の製造方法
の実施例２を以下に示す。本実施例の、実施例１の図１
（ａ）から図１（ｅ）の工程にて形成した図１（ｅ）に
示した、探針材料層をＰｔとした以外は同様の、支持層
と剥離層からなる微小探針用の雌型基板を用いた。Ｐｔ
は真空蒸着法により１μｍ形成した。第２基板としてシ
リコンウエハを用意し、この表面にＣｒ５０ÅとＡｕ１
０００Åを真空蒸着法により順次連続して薄膜堆積し、
該薄膜をフォトリソグラフィプロセスとエッチングによ
りパターニングし、接合層８を形成した。次にＰｔ探針
材料層と第２基板上の接合層とを位置合わせし当接し
た。当接の際に、支持層と第２基板の裏面に圧力を加え
て圧着する方法により探針材料層であるＡｕと接合層の
Ａｕとが金属結合し接合した。この後、剥離層と探針材
料層との界面から引き剥がすことにより剥離層上の探針
材料層のみを接合層上に転写し、図１（ｆ）に示すと同
様のＰｔ微小探針が製造できた。

【００１５】上述した方法により作製した微小探針をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、先端は図
１（ｂ）のシリコンの円錐形の形状と同様の形状を有
し、先端が鋭利に形成されているＰｔからなる微小探針
である事を確認し、その微小探針の先端曲率半径は０．
０３μｍ以下であった。次に、探針材料層が転写剥離さ
れた後の雌型基板の剥離層上に、再度、Ｐｔを１μｍ真
空蒸着法により成膜、パターニングし探針材料層を形成
した。続いて、実施例１の図１（ｆ）と同様の工程によ
り、剥離層上の探針材料層を第２基板上の接合層に転写
し剥離することにより、第２基板上の接合層上に微小探
針を形成することができた。この微小探針の先端曲率半
径は０．０３μｍ以下となり、再利用前に形成した微小
探針の先端曲率半径と同様であった。これにより、微小
探針の雌型となる第１基板を再利用可能であることが分
かった。また、各ロット間での微小探針の先端曲率半径
のバラツキがないことが分かった。

【００１６】［実施例３］本実施例では微小探針を複数
形成した例について以下に説明する。探針材料層とし
て、Ｐｔ１０００ÅとＡｕ１μｍを電子ビーム蒸着法に
より順次連続して薄膜堆積し全面に成膜した以外は実施
例１に示した図１（ａ）〜（ｇ）の構成及び工程により
微小探針を形成した。複数形成に当り、接合層を第２基
板上にトリックス状に１０×１０の計１００個を配置
し、該接合層と対になる様に第１基板上に１００個の凹
部を設け、これらの接合層上に微小探針を形成した。な
お、微小探針のピッチは２００μｍとした。こうして作
製した複数の微小探針をＳＥＭで観察したところ、全て
の微小探針の先端は先端が鋭利に形成されており、各微
小探針の先端曲率半径のバラツキは±０．０１μｍのバ
ラツキ内に納まっていた。また、各探針の接合層からの
高さバラツキは±０．１μｍの範囲に納まっていた。本
発明の微小探針の製造法を用いて、複数にした場合に形
状の揃った微小探針が得られることが分かった。

【００１７】［実施例４］図３及び図４は本発明の第２
の微小探針の製造方法の工程を示す断面図であり、図５
は作製した本発明の微小探針の斜視図である。本発明の
微小探針は、図５に示すように三面で囲まれた三角錐形
状をしている。以下、製造方法を図３、４を用いて説明
する。マスク層２２となるシリコン窒化膜を低圧ＣＶＤ
（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐ
ｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて０．１μｍ形成し
た結晶方位面が＜１００＞のシリコンウエハを第１基板
１として用意する。フォトリソグラフィプロセスにより
形成したフォトレジストをマスクとして、シリコン窒化
膜の所望の箇所をＣＦ4を用いた反応性イオンエッチン
グによりエッチングし、正方形の形状のマスク層２２を
形成した。前記フォトレジストをマスクとして、第１基
板をＣＦ4及びＯ2の混合ガスによる反応性エッチングに
より垂直に異方性エッチングし、図３（ａ）に示す正方
形の段差を形成した。この後、フォトレジストを除去
し、酸化ガスにより熱酸化して保護層３１を形成した。

【００１８】図３（ａ）の上部にその上面図を示す。図
３、４は上面図のＡ−Ａ断面図となっている。次に、マ
スク層２２をＣＦ4ガスによる反応性エッチングにより
除去した後に、第１基板を濃度２７％の水酸化カリウム
（ＫＯＨ）水溶液にて液温度８０℃で結晶軸異方性エッ
チングを行い、図３（ｃ）に示す（１１１）を斜面とす
る凸部２３を形成した。次に、保護層３１をＨＦ水溶液
によりエッチング除去した後に、凸部を形成した第１基
板を、酸化ガスにより熱酸化して二酸化シリコンよりな
る剥離層２４を形成した。次に、この凸部を有する第１
基板の剥離層上にＣｒ１０００Åを真空蒸着法により薄
膜堆積し、該第１基板を鍍金浴である硫酸銅浴に浸し、
鍍金法によりＣｒ上に銅を２００μｍ成膜し支持層２５
を形成した（図１（ｅ））。硫酸銅浴の温度は３０℃で
電流密度５Ａ／ｄｍ²とした。次に、第１基板を濃度２
７％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液にて液温度９０
℃でエッチング除去し、凹部２６有するＣｕ支持層２５
と二酸化シリコン剥離層２４からなる微小探針用の雌型
基板を形成した。この後に、微小探針材料となるＰｔを
真空蒸着法により１μｍ成膜し、フォトリソグラフィと
エッチングによりパターン形成を行い探針材料層２７を
形成した（図４（ｇ））。

【００１９】第２基板２９としてシリコンウエハを用意
し、この表面にＣｒ５０ÅとＡｕ１０００Åを真空蒸着
法により順次連続して薄膜堆積し、該薄膜をフォトリソ
グラフィプロセスとエッチングによりパターニングし、
接合層２８を形成した。次にＰｔ探針材料層２７と第２
基板上の接合層２８とを位置合わせし当接した。当接の
際に、支持層と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着する
方法により探針材料層であるＰｔと接合層のＡｕとが金
属間結合し界面に合金を形成し接合した（図４
（ｈ））。この後、剥離層と探針材料層との界面から引
き剥がすことにより（図４（ｉ））剥離層上の探針材料
層のみを接合層上に転写し、図５に示す微小探針３０が
製造できた。

【００２０】上述した方法により作製した微小探針をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、先端は図
１（ｂ）のシリコンの三角錐形の形状と同様の形状を有
し、先端が鋭利に形成されているＰｔからなる微小探針
である事を確認し、その微小探針の先端曲率半径は０．
０２μｍ以下であった。また、本発明の微小探針は、支
持部の凹部に探針材料層を成膜し第２基板上に転写する
ことで、成膜面側が探針の表面となり、従来の導電性薄
膜を被覆してできる導電性材料の粒塊等は見られなかっ
た。

【００２１】本発明の微小探針は、三角錐形状をしてお
り、探針の頂点は三面が交わる１つの頂点を形成し先鋭
となっている。前記米国特許第５，２２１，４１５号明
細書の探針の製法では、ピラミッド状の凹部を形成する
際に露光・現像ムラやフォトマスクの汚れ等による開口
角の寸法ズレより、（１１１）面が１点に終端せずに２
つの先端を持つ場合がある。三面にて交わる点を探針の
先端とする三角錐よりなる本発明の微小探針では常に１
つの先端を得ることが可能である。また前記引用のＡｌ
ｂｒｅｃｈｔ等の二酸化シリコンの三角錐形探針（Ｔ．
Ｒ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ，ｅｔａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ８（４），１９９０，ｐｐ３
３８６−３３９６）では、先端の尖ったシリコン凸部を
熱酸化し二酸化シリコンからなる探針を形成することに
より先端曲率半径を鈍化させている。本発明の製造方法
による微小探針では、シリコンの凸部を形成した後、熱
酸化して剥離層を形成することにより剥離層下部のシリ
コン凸部を先鋭化させ、該シリコン凸部を除去し、形成
された凹部に探針材料層を設け接合・転写・剥離にて微
小探針を形成する為、前記引用のＡｌｂｒｅｃｈｔ等の
二酸化シリコンの三角錐形探針に比べて曲率半径の小さ
いものが形成できた。また、微小探針を貴金属材料によ
り作製できるため、シリコン探針等の常に自然酸化膜が
形成されてしまう材料に比べ、本発明の製造方法により
探針表面に自然酸化膜のないＳＴＭに好適の導電性微小
探針を得ることができた。

【００２２】［実施例５］本実施例にて、本発明の実施
例４の微小探針を窒化シリコンからなる薄膜カンチレバ
ー上に設けたＡＦＭ用のプローブを作製した。作製した
プローブの上面図を図６（ａ）に、側面図を図６（ｂ）
に示す。５１は薄膜カンチレバーであり、４８は接合
層、５０は微小探針、５３は二酸化シリコン膜、５２は
シリコンウエハを裏面からエッチングする際にマスクと
して用いた窒化シリコン膜、５４はシリコンウエハをエ
ッチングして形成した薄膜カンチレバーの一端を固定支
持するシリコンブロックである。

【００２３】以下、プローブの製造工程を図７を用いて
説明する。支持層上の剥離層上に探針材料層を形成する
までの工程は図３（ａ）から図４（ｇ）と同様の工程に
より作製し、Ｃｕ支持層４５上の二酸化シリコン膜から
なる剥離層４４に微小探針となる１μｍのＰｔを成膜し
探針材料層４７を形成した。次に第２基板４９としてシ
リコンウエハを用意し、二酸化シリコン膜５３を０．５
μｍ形成し、次に薄膜カンチレバー５１及び後工程にて
第２基板４９を裏面から結晶軸異方性エッチングする際
のマスクとなる窒化シリコン膜を低圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ
ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にて０．５μｍ形成した。第２
基板上面の窒化シリコン膜をフォトリソグラフィプロセ
スによりフォトレジストのカンチレバーパターンを形成
した後にＣＦ4を用いた反応性イオンエッチングにより
図６（ａ）に示す薄膜カンチレバー状にパターニング
し、さらに第２基板の薄膜カンチレバー５１が形成され
た場所の裏面の窒化シリコン膜５２及び二酸化シリコン
膜５３の一部をフォトリソグラフィプロセスと反応性イ
オンエッチングにより図７（ａ）に示すようにパターニ
ングした。

【００２４】薄膜カンチレバー５１の自由端にＣｒ５０
ÅとＡｕ１０００Åを真空蒸着法により順次連続して薄
膜堆積し、該薄膜をフォトリソグラフィプロセスとエッ
チングによりパターニングし、接合層４８を形成した。
続いて支持層４５上の探針材料層４７と第２基板４９上
の接合層４８とを位置合わせし、接合を行った（図７
（ａ））。接合は支持層４５と第２基板の裏面に圧力を
加えて圧着する方法を用いている。これによりＰｔとＡ
ｕとの結合がなされ、探針材料層４７と接合層４８が接
合し、支持層と第２基板を当接後に離すことにより剥離
層上のＰｔ探針材料層が接合層４８上に転写され、微小
探針５０が形成できた（図７（ｂ））。次に、水酸化カ
リウム水溶液を用いた結晶軸異方性エッチングにより第
２基板の裏面側からシリコンをエッチングし、さらに裏
面側から二酸化シリコン膜をＨＦ水溶液にて除去した。
このようにして微小探針５０を薄膜カンチレバーの自由
端の接合層上に有し、該薄膜カンチレバーの一端がシリ
コンブロック５４に固定されたプローブを形成できた
（図７（ｃ））。本発明の製造方法により作製したＡＦ
Ｍ用のプローブでは、変位測定の為のレーザーの反射を
薄膜カンチレバーの先端に設けた接合層の裏面にて行う
事ができ、反射膜の代用となる。これにより、薄膜カン
チレバーの裏面の全面に形成する必要がなく、薄膜カン
チレバーは反射膜の膜応力により反ることがなかった。

【００２５】上記、本実施例のプローブを用いた光てこ
方式のＡＦＭ装置を作製した。本装置のブロック図を図
８に示す。ＡＦＭ装置は薄膜カンチレバー５１と接合層
４８と接合層に接合した微小探針５０からなるプローブ
と、レーザー光６１と、薄膜カンチレバー自由端の接合
層裏面にレーザー光を集光するためのレンズ６２と、薄
膜カンチレバーのたわみ変位による光の反射角の変化を
検出するボジションセンサ６３と、ポジションセンサか
らの信号により変位検出を行う変位検出回路６６と、Ｘ
ＹＺ軸駆動ピエゾ素子６５と、ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子
をＸＹＺ方向に駆動するためＸＹＺ駆動用ドライバー６
７とからなる。このＡＦＭ装置を用い、マイカからなる
試料６４にプローブを接近させた後に、ＸＹＺ軸駆動ピ
エゾ素子のＸＹ方向を駆動することにより試料表面のＡ
ＦＭ像を観察したところ、マイカ表面のステップ像を観
察することができた。

【００２６】［実施例６］図９は本発明の第３の微小探
針の製造方法の工程を示す断面図である。酸化ガスによ
り熱酸化して形成した二酸化シリコン膜が形成された結
晶方位面が＜１００＞のシリコンウエハを第１基板８１
として用意する。フォトリソグラフィプロセスにより形
成したフォトレジストをマスクとして、二酸化シリコン
膜の所望の箇所をＨＦ水溶液によりエッチングし、酸化
シリコン膜からなる直径５μｍφのマスク層８２（図９
（ａ））。次にＳＦ6／Ｃ2ＣｌＦ5を用いたプラズマエ
ッチングにより第１基板８１を、マスク層８２下部のシ
リコンが頂点を持つまでアンダーカットするように等方
性エッチングし、ＨＦ水溶液によりマスク層８２を除去
して図９（ｂ）の凸部８３を形成した。前記凸部は円錐
形の形状となった。次に、この凸部を有する第１基板の
表面に、第１基板をＰｔ鍍金浴である商品名Ｐｔ−２７
０（エヌ・イー・ケムキャット社製）の鍍金液に浸し、
陰極側として、電気鍍金法により剥離層上にＰｔを２０
ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で２００μｍ成膜し支持層８５
を形成した（図９（ｄ））。次に、第１基板を濃度２７
％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液にて液温度９０℃
でエッチング除去し、凹部８６を有する支持層上にＣｒ
１０００Åを真空蒸着法により薄膜堆積し剥離層８４を
形成し、微小探針用の雌型基板を得た（図９（ｅ））。
この後に、微小探針材料となるＡｕを真空蒸着法により
ｌμｍ成膜し、フォトリソグラフィとエッチングにより
パターン形成を行い探針材料層８７を形成した（図９
（ｆ））。

【００２７】第２基板８９としてシリコンウエハを用意
し、この表面にＡｌ１０００Åを真空蒸着法により薄膜
堆積し、該薄膜をフォトリソグラフィプロセスとエッチ
ングによりパターニングし、接合層を形成した。続い
て、図９（ｆ）のＡｕ探針材料層８７と第２基板上のＡ
ｌ接合層８８とを位置合わせし当接した。当接の際に、
支持層と第２基板の裏面に圧力を加えて圧着しつつ、Ｎ
2雰囲気中で温度３００℃で１時間放置した。これによ
りＡｌ−Ａｕ合金が接合層と探針材料層との界面に形成
され、探針材料と接合層が接合した（図９（ｇ））。こ
の後、剥離層８４と探針材料層８７との界面から引き剥
がすことにより剥離層８４上の探針材料層８７を接合層
８８上に転写し、図９（ｈ）に示す微小探針９０が製造
できた。上述した方法により作製した微小探針９０をＳ
ＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、先端が鋭
利に形成されているＡｕからなる微小探針である事を確
認し、その微小探針の先端曲率半径は０．０４μｍ以下
であった。また、本発明の微小探針は、支持部の凹部に
探針材料層を成膜し第２基板上に転写することで、成膜
面側が探針の表面となり、従来の導電性薄膜を被覆して
できる導電性材料の粒塊等は見られなかった。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上の微小探針の製造方法に
より先端を鋭利に形成でき、ＡＦＭやＳＴＭ用の微小探
針として優れた特性を示す微小探針を製造することが可
能となり、また、製造工程における探針材料層のエッチ
ングを行う必要がないため、プロセスでの工程を簡略化
することが可能となった。また、本発明の微小探針の製
造方法においては、凹部を有する微小探針の雌型基板は
繰り返し使用できるため、生産性の向上、製造コストの
低減を図ることができ、金属からなる微小探針材料を用
いるため、ＳＴＭ用微小探針として再現性の良い安定な
特性を得ることができる。また、複数の微小探針を形成
した場合においても、微小探針の先端曲率半径を揃える
ことが可能となり、マルチ化が容易となる。また、微小
探針の形成を探針を形成した基板のエッチングによら
ず、接合層に転写するため、エッチング液による探針部
の材料劣化、汚染等を防ぐことができ、これにより微小
探針として再現性の良い安定な特性を確保することがで
きる。また、本発明においては、微小探針先端を鋭利に
形成できるため、ＡＦＭやＳＴＭ用の微小探針として優
れた特性を実現することが可能となる。また、第２基板
上に接合層を有する薄膜カンチレバーをあらかじめ形成
させておくことにより、探針を有する薄膜カンチレバー
からなるＡＦＭ用のプローブを作製することが容易とな
り、接合層を介して薄膜カンチレバーの先端のみに微小
探針を形成したことにより、反射膜を形成する必要がな
くなり、且つ反射膜を形成したことに伴う薄膜カンチレ
バーの反りを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の微小探針の製造方法の実施例１の
作製工程を示す図である。

【図２】本発明の実施例１の微小探針を用いたＳＴＭ装
置のブロック図である。

【図３】本発明第２の微小探針の製造方法の実施例４の
作製工程を示す図である。

【図４】本発明第２の微小探針の製造方法の実施例４の
作製工程を示す図である。

【図５】本発明第２の微小探針の実施例４の斜視図であ
る。

【図６】本発明のプローブを説明する上面図（ａ）及び
側面図（ｂ）である。

【図７】本発明のプローブの製造方法の作製工程を示す
断面図である。

【図８】本発明の実施例５で示したプローブを用いたＡ
ＦＭ装置のブロック図である。

【図９】本発明第３の微小探針の製造方法の実施例６の
作製工程を示す図である。

【図１０】従来例の微小探針の製造方法の主要工程を示
す断面図である。

【図１１】従来例の微小探針の製造工程断面図である。

【符号の説明】

１、２１：第１基板２、２２：マスク層３、２３：凸部４、２４、４４：剥離層５、２５、４５：支持層６、２６：凹部７、２７、４７：探針材料層８、２８、４８：接合層９、２９、４９：第２基板１０、３０、５０：微小探針１１：バイアス印加用電源１２：トンネル電流増幅回路１３：ＸＹＺ駆動用ドライバー１４：試料１５：ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子３１：保護層５１：薄膜カンチレバー５２：窒化シリコン膜５３：二酸化シリコン膜５４：シリコンブロック６１：レーザー光６２：レンズ６３：ポジションセンサ６４：試料６５：ＸＹＺ軸駆動ピエゾ素子６６：変位検出回路６７：ＸＹＺ駆動用ドライバー５１０、５１２：二酸化シリコン５１４：シリコンウエハ５１８：ピット５２０、５２１：窒化シリコン層５２２：ピラミッド状ピット５３０：ガラス板５３２：Ｃｒ層５３４：ソウカット５４０：マウンティングブロック５４２：金属膜６１１：シリコン６１２：マスク６１３：探針６２１：基板６２２：レジスト６２３：探針６２４：レジスト開口部６２５：導電性材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル電流または微小力検出用の微小探
針の製造方法において、一方の基板である第１基板を介
して形成された支持層上に探針材料層を形成し、他方の
基板である第２基板上の接合層へ前記支持層上に形成さ
れた探針材料層を転写することにより微小探針を製造す
ることを特徴とする微小探針の製造方法。
【請求項２】前記微小探針の製造方法は、（ａ）第１基
板の表面に凸部を形成する工程と、（ｂ）前記第１基板
の凸部を含む基板上に、剥離層を介して支持層を形成す
る工程と、（ｃ）前記第１基板を除去し、剥離層を介し
て支持層に凹部を形成する工程と、（ｄ）前記支持層の
凹部を含む剥離層上に、探針材料層を形成する工程と、
（ｅ）第２基板に接合層を形成する工程と、（ｆ）前記
支持層における凹部を含む剥離層上の探針材料層を、前
記第２基板の接合層に接合する工程と、（ｇ）前記支持
層における剥離層と探針材料層の界面で剥離を行い、前
記第２基板の接合層に探針材料層を転写する工程と、を少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載の
微小探針の製造方法。
【請求項３】前記微小探針の製造方法は、（ａ）第１基
板の表面に凸部を形成する工程と、（ｂ）前記第１基板
の凸部を含む基板上に、支持層を形成する工程と、
（ｃ）前記第１基板を除去し、支持層に凹部を形成する
工程と、（ｄ）前記凹部を含む支持層上に、剥離層を介
して探針材料層を形成する工程と、（ｅ）第２基板に接
合層を形成する工程と、（ｆ）前記支持層の凹部を含む
剥離層上の探針材料層を、前記第２基板の接合層に接合
する工程と、（ｇ）前記支持層における剥離層と探針材
料層の界面で剥離を行い、前記第２基板の接合層に探針
材料層を転写する工程と、を少なくとも有することを特
徴とする請求項１に記載の微小探針の製造方法。
【請求項４】前記第１基板は、単結晶シリコン基板であ
り結晶軸異方性エッチングにより基板表面に凹部を形成
することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の微小探針の製造方法。
【請求項５】前記接合層が、金属であることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の微小探針の製造
方法。
【請求項６】前記探針材料層が、金属であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の微小探針の
製造方法。
【請求項７】前記探針材料層の金属が、貴金属または貴
金属合金であることを特徴とする請求項６に記載の微小
探針の製造方法。
【請求項８】前記探針材料層を第２基板上の接合層に接
合する工程が、金属材料間の圧着による結合により達成
されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載
の微小探針の製造方法。
【請求項９】前記剥離層が、二酸化シリコンであること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の微小
探針の製造方法。
【請求項１０】前記支持層を形成する工程が、鍍金法に
より行われることを特徴とする請求項２〜９のいずれか
１項に記載の微小探針の製造方法。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
微小探針の製造方法を用いて作製したトンネル電流また
は微小力検出用の微小探針において、前記微小探針が三
角錐形状の探針材料層を、接合層に接合させることによ
り構成されていることを特徴とする微小探針。
【請求項１２】前記探針材料層が、貴金属または貴金属
合金であることを特徴とする請求項１１に記載の微小探
針。
【請求項１３】トンネル電流または微小力検出用の微小
探針を薄膜カンチレバー上に有するプローブの製造方法
において、（Ａ）つぎの（１）または（２）の工程により探針材料
層を形成する工程と、（１） (1-1)第１基板の表面に凸
部を形成する工程 (1-2)前記第１基板の凸部を含む基板上に、剥離層と支
持層を形成する工程 (1-3)前記第１基板を除去し、支持層に凹部を形成する
工程 (1-4)前記支持層の凹部を含む剥離層上に、探針材料層
を形成する工程（２） (2-1)第１基板の表面に凸部を形成する工程 (2-2)前記第１基板の凸部を含む基板上に、支持層を形
成する工程 (2-3)前記第１基板を除去し、支持層に凹部を形成する
工程 (2-4)前記凹部を含む支持層上に、剥離層と探針材料層
を形成する工程（Ｂ）第２基板に薄膜カンチレバーを形成する工程と、（Ｃ）前記第２基板における薄膜カンチレバー先端上
に、接合層を形成する工程と、（Ｄ）前記支持層における凹部を含む剥離層上の探針材
料層を、前記第２基板における接合層に接合する工程
と、（Ｅ）前記支持層における剥離層と探針材料層の界面で
剥離を行い、前記第２基板における接合層に探針材料層
を転写する工程と、（Ｆ）前記薄膜カンチレバー一端が第２基板に固定され
るように薄膜カンチレバー下部の第２基板の一部を除去
する工程と、を少なくとも有することを特徴とするプローブの製造方
法。
【請求項１４】トンネル電流または微小力検出用のプロ
ーブにおいて、薄膜カンチレバー上に、三角錐形状の探
針材料層を接合層に接合させて構成された微小探針を有
していることを特徴とするプローブ。
【請求項１５】前記探針材料層が、貴金属または貴金属
合金であることを特徴とする請求項１４に記載のプロー
ブ。
【請求項１６】トンネル電流または微小力検出用の微小
探針の製造に用いる雌型基板の製造方法であって、
（ａ）第１基板の表面に凸部を形成する工程と、（ｂ）
前記第１基板の凸部を含む基板上に、剥離層と支持層を
形成する工程と、（ｃ）前記第１基板を除去し、支持層
に凹部を形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする雌型基板の製造方
法。
【請求項１７】トンネル電流または微小力検出用の微小
探針の製造に用いる雌型基板の製造方法であって、
（ａ）第１基板の表面に凸部を形成する工程と、（ｂ）
前記第１基板の凸部を含む基板上に、支持層を形成する
工程と、（ｃ）前記第１基板を除去し、支持層に凹部を
形成する工程と、（ｄ）前記凹部を含む支持層上に剥離
層を形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする雌型基板の製造方
法。
【請求項１８】前記凹部が、逆三角錐形状となることを
特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の雌型基
板の製造方法。
【請求項１９】トンネル電流または微小力検出用の微小
探針の製造に用いる雌型基板であって、一方の基板によ
って形成された支持層からなる雌型基板上に、雌型とな
る逆三角錐形状の凹部を有していることを特徴とする雌
型基板。
【請求項２０】前記雌型となる凹部には、二酸化シリコ
ンからなる剥離層が設けられていることを特徴とする請
求項１９に記載の雌型基板。