JP3599880B2

JP3599880B2 - カンチレバーチップ

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Inventors: 克宏松山
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Filing date: 1996-03-12
Publication date: 2004-12-08
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡等の走査型プローブ顕微鏡に用いられるカンチレバーチップに関する。なお、本明細書中において、カンチレバーチップとは、カンチレバーとこのカンチレバーを支持する支持部とを含めた上位概念を示している。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試料を原子オーダーの分解能で観察するための装置として、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ；ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が知られている。このようなＳＰＭの一例として、ビニッヒ（Ｂｉｎｎｉｇ）やローラー（Ｒｏｈｒｅｒ）等によって、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ；ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が発明された。しかし、このＳＴＭでは、観察できる試料は導電性の試料に限られている。そこで、サーボ技術を始めとするＳＴＭの要素技術を利用し、絶縁性の試料を原子オーダーの分解能で観察できる装置として原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が提案された（特開昭６２−１３０３０２号公報参照）。
【０００３】
ＡＦＭ構造は、ＳＴＭに類似しており、走査型プローブ顕微鏡の一つとして位置付けられる。このようなＡＦＭは、鋭く尖った突起部（探針）を自由端に持つプローブ（カンチレバー）を備えている。この探針を試料に近づけると、探針先端の原子と試料表面の原子との間に働く相互作用力（原子間力）によりプローブの自由端が変位する。この自由端に生じる振動振幅の変化を電気的あるいは光学的に測定しながら、探針を試料表面に沿ってＸＹ方向に走査することによって、試料の凹凸情報等を三次元的にとらえることができる。
【０００４】
ＳＰＭ測定用のカンチレバーチップは、アルブレヒト（Ａｌｂｒｅｃｈｔ）等が半導体ＩＣプロセスを応用して作製した二酸化シリコンカンチレバーチップを提案して以来（ＴｈｏｍａｓＲ．ＡｌｂｒｅｃｈｔＣａｌｖｉｎＦ．Ｑｕａｔｅ：ＡｔｏｍｉｃｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＩｍａｇｉｎｇｏｆａｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｏｒｂｙＡｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，６２（１９８７）２５９９参照）、マイクロメータ（μｍ）の精度で非常に再現性の良いものを作製できるようになった。しかも、バッチプロセスを用いることにより大量に作製することができるため、作製コストを低減させることが可能となった。従って、現在、半導体ＩＣプロセスを応用して作製するカンチレバーチップが主流となっている。
【０００５】
また、例えば、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ８（４）３３８６１９９０：Ｔ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ，Ｓ．Ａｋａｍｉｎｅ，Ｔ．Ｅ．ＣａｖｅｒａｎｄＣ．Ｆ．Ｑｕａｔｅに示されているように、二酸化シリコン膜の代わりに窒化シリコン膜を使用したカンチレバーチップが知られているが、このカンチレバーチップのカンチレバーの寸法は、長さ約５０〜２００μｍ、厚さ約０．５〜１μｍであり、その形状は、中抜き三角形や長方形である。
【０００６】
また、例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５７（３）３１６１９９０：Ｓ．Ａｋａｍｉｎｅ，Ｒ．Ｃ．ＢａｒｒｅｔｔａｎｄＣ．Ｆ．Ｑｕａｔｅに示されているように、単結晶シリコンで形成した三角錐形状の探針が知られているが、この探針は、ＫＯＨ水溶液等を用いた湿式異方性エッチングによって形成される。このような探針先端は、３本の稜線が一点で交わるように形成されているため、原理的には構造上安定した鋭く尖った探針を提供することが可能となる。
【０００７】
また、例えば、Ｔ．Ｂａｙｅｒ等によるＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ５０５１３７９に示されているように、全体が単結晶シリコンで形成されたカンチレバーチップも知られている。
加えて、カンチレバー自体に、その変位を測定するための機能を付加した集積型ＡＦＭセンサが、Ｍ．Ｔｏｒｔｏｎｅｓｅ等によって提案されている。なお、この集積型ＡＦＭセンサは、例えば「Ｍ．Ｔｏｒｔｏｎｅｓｅ，Ｈ．Ｙａｍａｄａ，Ｒ．Ｃ．ＢａｒｒｅｔｔａｎｄＣ．Ｆ．Ｑｕａｔｅ：ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒｓａｎｄＳｅｎｓｏｒｓ’９１：Ａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｕｓｉｎｇａｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ」やＰＣＴ出願のＷＯ９２／１２３９８に開示されており、歪み抵抗効果を利用した測定原理が適用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のカンチレバーチップにおいて、カンチレバーを支持する支持部のうち、カンチレバーが装着されている側面（仮に、支持面という）の幅寸法は、カンチレバーの幅寸法よりも数十倍以上大きくなっている。更に、従来のカンチレバーチップにおいて、探針の高さ寸法と上記支持面の幅寸法との比は、約１／１００となっているため、カンチレバーの長手軸方向に沿って観察すると、探針の高さ寸法が無視できる程度に略平坦状の外観を呈示している。
【０００９】
従って、従来のカンチレバーチップを用いて試料表面のＳＰＭ測定を行う場合、試料表面が大きく凹状に窪んでいる測定箇所では、この試料表面に探針先端が接触する前に、支持部の上記支持面が試料表面に接触してしまうため、ＳＰＭ測定が困難になってしまう場合がある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、試料の表面形状に影響されること無く所望の測定箇所に対して探針先端を円滑且つ確実に走査させることが可能なカンチレバーチップを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のカンチレバーチップは、支持面およびこの支持面に対向した取付面を有する支持部と、この支持部の支持面に支持された片持ち梁と、この片持ち梁の自由端に設けられた探針とを備えており、前記支持部は、支持面と取付面と傾斜面で囲まれていて、前記支持面の横断面における幅寸法が前記取付面の横断面における幅寸法よりも縮小されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るカンチレバーチップについて、図１〜図３を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施の形態のカンチレバーチップ２は、支持面４ａ及びこの支持面４ａに対向した取付面４ｂを有する支持部４と、この支持部４の支持面４ａに支持された片持ち梁即ちカンチレバー６と、このカンチレバー６の自由端に設けられた探針８とを備えており、試料１８（図３（ａ）参照）の表面形状に影響されること無く所望の測定箇所に探針８を走査させることができるように、支持部４は、その支持面４ａの幅寸法が取付面４ｂの幅寸法よりも縮小されている。
【００１３】
支持部４は、シリコン材料によって形成されており、また、（１００）面から成る支持面４ａ及び取付面４ｂと、（１１１）面から成る第１ないし第４の傾斜面１０，１２，１４，１６とによって形成されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、支持面４ａの幅寸法Ｗ１は、ＳＰＭ装置（図示しない）にカンチレバーチップ２を取り付けるための取付面４ｂの幅寸法Ｗ２よりも縮小しており、これら支持面４ａと取付面４ｂとの間には、カンチレバー６の長手軸に沿って形成された第１及び第２の傾斜面１０，１２が露出している。
【００１５】
図１（ｃ）に示すように、支持面４ａの長さ寸法Ｌ１は、取付面４ｂの長さ寸法Ｌ２よりも拡大しており、これら支持面４ａと取付面４ｂとの間には、カンチレバー６の長手軸を横断するように形成された第３及び第４の傾斜面１４，１６が露出している。
【００１６】
本実施の形態のカンチレバーチップ２によれば、試料表面１８ａに向かうに従って支持部４の幅寸法が減縮するように第１及び第２の傾斜面１０，１２が形成されている。このため、かかるカンチレバーチップ２を用いて例えば凹面形状の試料表面１８ａ（図３（ａ）参照）に対するＳＰＭ測定を行う場合でも、凹面（凹球面）形状の試料表面１８ａに支持面４ａが接触すること無く、探針８先端のみを円滑且つ確実に試料表面１８ａに走査させることが可能となる。
【００１７】
次に、このような本実施の形態のカンチレバーチップ２の作製方法について図２を参照して説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、スタートウェハとして、面方位（１００）のシリコン基板２０の表面に酸化シリコン膜２２を形成した後、この酸化シリコン膜２２上に活性層となるべき面方位（１００）のシリコン基板２４を貼り合わせた貼り合わせＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用意する（第１の作製プロセス）。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、支持部４（図１参照）を形成する際にエッチングマスクとして用いる酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等のマスク２６をシリコン基板２０の裏面に形成すると共に、活性層（シリコン基板）２４の一部に所定のエッチングを施して探針８を形成する（第２の作製プロセス）。
【００１９】
続いて、図２（ｃ）に示すように、活性層（シリコン基板）２４の表面にフォトリソグラフィーとエッチングを施すことによって、矩形のカンチレバー６を形成する（第３の作製プロセス）。
【００２０】
この後、図２（ｄ），（ｅ）に示すように、熱拡散炉等（図示しない）を用いて、カンチレバー形状にパターニングされた活性層（シリコン基板）２４の表面に酸化シリコン膜２８を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングを施すことによって、支持部４を形成する際のマスクをパターニングする（第４の作製プロセス）。このマスクパターンは、活性層２４及び酸化シリコン膜２８により成形される。なお、図２（ｅ）は、図２（ｄ）のｅ−ｅ部分の断面を示す図である。
【００２１】
続いて、図２（ｆ）に示すように、第５の作製プロセスでパターニングされたマスクを介してシリコン基板２０に湿式異方性エッチングを施して、カンチレバー６（図１参照）の長手軸に平行な支持部４（図１参照）を形成する。そして、このときシリコン基板２０に露出形成された傾斜面（即ち、図１に示すような第１及び第２の傾斜面）１０，１２に酸化シリコン膜３０を形成する（第５の作製プロセス）。なお、図２（ｆ）は、図２（ｅ）と同じ方向からカンチレバー６を観察した図である。
【００２２】
次に、図２（ｇ），（ｈ）に示すように、マスク２６を介してシリコン基板２０に再度、湿式異方性エッチングを施して支持部４（図１参照）を形成した後、フッ化水素水溶液等（図示しない）によって酸化シリコン膜等のマスク２２，２６，２８，３０を除去する（第６の作製プロセス）。なお、図２（ｈ）は、カンチレバー６をその長手方向から観察した図である。
【００２３】
このような作製プロセスを経ることによって、図１に示すような本実施の形態のカンチレバーチップ２が作製されることになる。
なお、本実施例の作製方法では、矩形状のカンチレバー６を形成したが、第３の作製プロセス（図２（ｃ）参照）において、三角形状のカンチレバー６を形成することも可能である。また、第６の作製プロセス（図２（ｇ），（ｈ）参照）において、カンチレバー６の裏面即ち探針８が設けられている面とは反対側の面上にＳＰＭ測定用の金属反射膜をコーティングしてもよい。
【００２４】
このような作製方法によれば、湿式異方性エッチングを２回繰り返すだけで、試料表面１８ａに向かうに従って幅寸法が縮小するように第１及び第２の傾斜面１０，１２が形成された支持部４を容易且つ高精度に作製することができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限定されることはなく、新規事項を追加しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、貼り合わせシリコンウェハを用いてカンチレバーチップ２を作製したが、通常のシリコンウェハを用いて作製してもよい。
【００２６】
また、カンチレバーチップ２の変形例として、例えば図３（ｂ），（ｃ）に示すように、支持部４の第３の傾斜面１４を第４の傾斜面１６と略平行に形成してもよく、この場合も上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００２７】
更に、カンチレバーチップ２の変形例として、例えば図３（ｄ）に示すように、支持部４の横断面が略６角形状となるように、第１及び第２の傾斜面１０，１２に連接して第５及び第６の傾斜面３２，３４を形成してもよく、この場合も上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るカンチレバーチップについて、図４を参照して説明する。なお、本実施の説明に際し、第１の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施の形態のカンチレバーチップは、第１の実施の形態で説明した作製方法と同一の方法によって作製されているものとする。
【００２９】
図４（ａ）には、図１に示された形状を有するカンチレバーチップ２が、１０ｍｍ×１０ｍｍのシリコン製枠３６の中に、約１．６ｍｍの配列ピッチで並列形成された状態が示されている。なお、本実施の形態では、その一例として、４つのカンチレバーチップ２がシリコン製枠３６にアレイ状に並列形成されている状態を示す。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、４つのカンチレバーチップ２は、夫々、シリコン製枠３６に形成された４つの連結部３８によって支持されている。
連結部３８には、夫々、（１１１）面で構成された連結用傾斜面３８ａが形成されており、この連結用傾斜面３８ａと支持部４の第３の傾斜面１４（図１参照）とによって、カンチレバーチップ切離用Ｖ字状溝４０が構成されている。
【００３１】
このような構成によれば、カンチレバーチップ２は、夫々、カンチレバーチップ切離用Ｖ字状溝４０を介して支持されているため、カンチレバーチップ２を上方又は下方から押圧するだけで簡単にシリコン製枠３６から切り離すことができる。
【００３２】
また、カンチレバーチップ切離用Ｖ字状溝４０は、夫々、カンチレバー６から最も離間した位置に形成されているため、カンチレバーチップ２の切り離しの際に発生するシリコン破片等がカンチレバー６上に飛び散ることが少ない。この結果、シリコン破片等によってカンチレバー６や探針８（図１参照）が破損する危険性を減少させることが可能となる。
【００３３】
更に、本実施の形態によれば、アレイ状に並列形成された個々のカンチレバーチップ２は、シリコン製枠３６に所定の配列ピッチで相互に離間して作製されるため、作製時の不具合が他のカンチレバーチップ２に影響を及ぼすことがなく、カンチレバーチップ作製の歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、図１に示された形状を有するカンチレバーチップ２について説明したが、図４（ｂ）に示すように、例えば図３（ｂ），（ｃ）に示された形状を有するカンチレバーチップ２をシリコン製枠３６の中に並列形成しても、上記同様の作用効果を奏する。
【００３５】
また、上述の図４（ａ），（ｂ）では、アレイ状に並列形成されたカンチレバーチップ２の一例を示したが、更に、支持部４に改良を加えた例を以下に示す。図５は、図４と同様に、カンチレバーチップ２がシリコン製枠３６の中にアレイ状に並列形成されている状態を示している。なお、図４と同様の構成には、同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３６】
図５に示したカンチレバーチップ２は、カンチレバーチップ保持溝４２の部分を除いて、図４に示したカンチレバーチップ２と同様の構成を有している。
このカンチレバーチップ保持溝４２は、支持部４の両側面にフォトリソグラフィ及びエッチング処理を施すことによって形成された例えば矩形の溝である。
【００３７】
ところで、カンチレバーチップ２をシリコン製枠３６から切り離すには、通常、支持部４のエッジ部分をピンセット等で保持する。しかし、支持部４のエッジ部分をピンセット等で保持した場合、カンチレバーチップ２をシリコン製枠３６から切り離すときに非常に不安定である。また、通常のカンチレバーチップには、ピンセット等によって安定した切り離し作業を行うための保持部分を有していない場合が多い。
【００３８】
そこで、図５に示すように、カンチレバーチップ保持溝４２を支持部４に形成すれば、ピンセット等によってカンチレバーチップ保持溝４２を挟み込んで支持部４を保持することができるため、非常に安定した状態でカンチレバーチップ２を容易に切り離すことができる。また更に、カンチレバーチップ保持溝４２とカンチレバーチップ切離用Ｖ字状溝４０との組み合わせによって、更に効果的な切り離し作業が確保される。
【００３９】
このカンチレバーチップ保持溝４２の形成方法は、例えば、図２（ａ）ないし（ｈ）の作製プロセスに以下の作製プロセスを加えることによって、容易に形成することができる。
【００４０】
図２（ｆ）の状態において、酸化シリコン膜３０の一部分をフォトリソグラフィによって所望の形状に除去して、シリコン基板２０を露出させる。次に、この露出したシリコン基板２０にエッチングを施すことによって、凹部を形成する。この凹部がカンチレバーチップ保持溝４２となる。なお、以下のプロセスは、図２の説明と同様である。
【００４１】
また、次のような方法でもカンチレバーチップ保持溝４２を形成することができる。
図２（ｃ）の状態において、カンチレバーチップ２の長手方向に延びるマスク２６の一部分をフォトリソグラフィによって所望の形状に除去して、シリコン基板２０を露出させる。次に、この露出したシリコン基板２０にエッチングを施すことによって、凹部を形成する。この凹部がカンチレバーチップ保持溝４２となる。なお、以下のプロセスは、図２の説明と同様である。
【００４２】
なお、上述の図４及び図５において、４つのカンチレバーチップ２が形成されたシリコン製枠３６を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シリコン製枠３６に形成するカンチレバーチップ２は、カンチレバーチップ２及びシリコン基板２０の形状及び大きさに合わせた適当な数だけ作製することが可能である。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るカンチレバーチップについて、図６を参照して説明する。なお、本実施の説明に際し、上記実施の形態と同一の構成には、同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施の形態のカンチレバーチップは、第１の実施の形態で説明した作製方法を応用して作製されており、その支持部４の形状（カンチレバー６の長手方向から見た場合の形状）は、図１（ｂ）に示されたカンチレバーチップ２の支持部４の形状（カンチレバー６の長手方向から見た場合の形状）と同一である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、本実施の形態のカンチレバーチップ２の支持部４は、カンチレバー６から所定距離だけ離間した部分が切り欠かれており、この切欠面４ａ′と取付面４ｂとの間の厚さｔ２は、カンチレバー６の支持面４ａと取付面４ｂとの間の厚さｔ１よりも薄くなっている。
【００４５】
本実施の形態において、支持面４ａは、カンチレバー６の基端側を支持するに充分な面積を有していれば足りるため、その長手方向の長さは、支持部４全体の長さに比べて充分短くなっている。例えば、３．７ｍｍの長さを有する支持部４に対して、支持面４ａの長さは、数百μｍ以下である。
【００４６】
このような構成によれば、図６（ｂ）に示すように、かかるカンチレバーチップ２を用いて例えばカンチレバー６の長手軸方向に沿った曲率を有する凹面（凹球面）形状の試料表面１８ａに対するＳＰＭ測定を行う場合でも、凹面（凹球面）形状の試料表面１８ａに支持面４ａを接触させること無く、探針８の先端のみを円滑且つ確実に試料表面１８ａに走査させることが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態のカンチレバーチップ２の変形例として、例えば図３（ｄ）に示すような横断面略６角形状の支持部４を適用しても上記同様の作用効果を奏する。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るカンチレバーチップについて、図７を参照して説明する。なお、本実施の説明に際し、上記実施の形態と同一の構成には、同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施の形態のカンチレバーチップは、第１の実施の形態で説明した作製方法を応用して作製されており、その支持部４の形状（カンチレバー６の長手方向から見た場合の形状）は、図１（ｂ）に示されたカンチレバーチップ２の支持部４の形状（カンチレバー６の長手方向から見た場合の形状）と同一である。
【００４９】
本実施の形態のカンチレバーチップ２は、探針８と試料表面１８ａ（図３（ａ）及び図６（ｂ）参照）との間の相互作用力によって生じるカンチレバー６の歪みを検出することができるように構成されている。このため、カンチレバー６には、シリコン材料の歪み抵抗効果を利用した歪み抵抗層（図示しない）が形成されている。この歪み抵抗層は、例えばボロン等を注入して形成されており、この歪み抵抗層の抵抗値の変化を測定することによって、カンチレバー６の歪みが検出されるように構成されている。
【００５０】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態のカンチレバーチップ２は、電極（図示しない）が設けられたセラミックス等の基板４２を介してＳＰＭ装置（図示しない）に取り付けられるように構成されている。具体的には、支持部４の取付面４ｂが基板４２に装着されていると共に、電極ワイヤ４４を介してカンチレバーチップ２の電極（図示しない）と基板４２の電極（図示しない）とが電気的に接続されている。
【００５１】
このような構成において、カンチレバー６に歪みが生じると、歪み抵抗層の抵抗値が変化して、電極ワイヤ４４を介して流れる電流値が変化する。このとき変化した電流値を計測することによって、カンチレバー６の歪み量が検出されることになる。
【００５２】
なお、図７（ａ）には、図３（ｂ），（ｃ）に示された形状を有するカンチレバーチップ２が基板４２に装着された状態が示されており、図７（ｂ）には、図１に示された形状を有するカンチレバーチップ２が基板４２に装着された状態が示されている。この場合、図７（ａ）に示された装着方法は、電極ワイヤ４４のボンディングに際し、電極ワイヤ４４の引き回し量が最短となり且つボンディング作業も容易である。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、カンチレバー６の変位測定を行うための光センサ等（図示しない）が不要となるため、例えばカンチレバー６の上方側を覆うような物質等が存在しても、その物質等の影響を受けることなくＳＰＭ測定を行うことが可能となる。
【００５４】
また、図７（ｃ）に示すように、基板４２（図７（ａ），（ｂ））の形状を細長く構成することによって（なお、図７（ｃ）には、細長く形成した基板４２は特に図示しない）、チューブ等の円筒形状部材４６の奥方の内壁面４６ａに対するＳＰＭ測定が可能となる。しかも、本実施の形態のカンチレバーチップ２によれば、内壁面４６ａに向かうに従って支持部４の幅寸法が減縮するように第１及び第２の傾斜面１０，１２が形成されている。このため、かかるカンチレバーチップ２を用いて円筒形状の内壁面４６ａに対するＳＰＭ測定を行う場合でも、円筒形状の内壁面４６ａに支持面４ａが接触すること無く、探針８先端のみを円滑且つ確実に内壁面４６ａに走査させることが可能となる。
【００５５】なお、本実施の形態では、カンチレバー６の変位を測定するために、歪み抵抗効果を利用した歪み抵抗層をカンチレバー６に形成したが、これに限定されることはなく、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の薄膜（図示しない）をカンチレバー６に形成し、薄膜の圧電効果を利用してカンチレバー６の変位を検出してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、支持部の支持面の幅寸法が取付面の幅寸法よりも縮小されているため、試料の表面形状に影響されること無く所望の測定箇所に対して探針先端を円滑且つ確実に走査させることが可能なカンチレバーチップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態のカンチレバーチップの斜視図、（ｂ）は、同図（ａ）に示されたカンチレバーチップの正面図、（ｃ）は、同図（ａ）に示されたカンチレバーチップの側面図。
【図２】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカンチレバーチップの作製プロセスを示す図。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態のカンチレバーチップを用いて試料表面に対するＳＰＭ測定を行っている状態を示す図、（ｂ）は、第１の実施の形態の変形例に係るカンチレバーチップの斜視図、（ｃ）は、同図（ｂ）に示されたカンチレバーチップの側面図、（ｄ）は、第１の実施の形態の他の変形例に係るカンチレバーチップの正面図。
【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカンチレバーチップがシリコン製枠に並列形成された状態を示す斜視図、（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例に係るカンチレバーチップがシリコン製枠に並列形成された状態を示す斜視図。
【図５】図４（ａ）に示された実施の形態の変形例に係るカンチレバーチップの構成を示す斜視図。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るカンチレバーチップの側面図、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態のカンチレバーチップを用いて試料表面に対するＳＰＭ測定を行っている状態を示す図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るカンチレバーチップを示す図であって、（ａ）は、図３（ｂ），（ｃ）に示された形状を有するカンチレバーチップが基板に装着された状態を示す側面図、（ｂ）は、図１に示された形状を有するカンチレバーチップが基板に装着された状態を示す側面図、（ｃ）は、チューブ等の円筒形状部材の奥方の内壁面に対するＳＰＭ測定を行っている状態を示す斜視図。
【符号の説明】
２…カンチレバーチップ、４…支持部、４ａ…支持面、４ｂ…取付面、６…カンチレバー、８…探針、１０…第１の傾斜面、１２…第２の傾斜面、Ｗ１…支持面の幅寸法、Ｗ２…取付面の幅寸法。

Claims

支持面およびこの支持面に対向した取付面を有する支持部と、この支持部の支持面に支持された片持ち梁と、この片持ち梁の自由端に設けられた探針とを備えており、前記支持部は、支持面と取付面と傾斜面で囲まれていて、前記支持面の横断面における幅寸法が前記取付面の横断面における幅寸法よりも縮小されていることを特徴とするカンチレバーチップ。
前記支持部は、前記片持ち梁側から離間するに従って、前記支持面と前記取付面との間の厚みが薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバーチップ。
前記支持部は、片持ち梁から所定距離だけ離間した部分が切り欠かれており、この切欠面と前記取付面との間の厚さは前記横断面における前記支持面と前記取付面との間の厚さより薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバーチップ。
前記支持部はシリコンよりなっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカンチレバーチップ。
取付面に保持溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカンチレバーチップ。
前記片持ち梁には、前記深針と試料との間の相互作用力によって生じる前記片持ち梁の歪みを検出する歪みセンサーが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバーチップ。
前記歪みセンサーはシリコンの歪み抵抗効果を用いていることを特徴とする請求項６に記載のカンチレバーチップ。
前記歪みセンサーは、ＰＺＴもしくはＺｎＯ薄膜の圧電効果を用いていることを特徴とする請求項６に記載のカンチレバーチップ。