DE4126151C2

DE4126151C2 - Ausleger für ein Scansondenmikroskop und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4126151C2
Application number: DE4126151A
Authority: DE
Inventors: Akitoshi Toda; Kaoru Tadokoro; Yasuji Nagata; Etsuo Shinohara; Yoshimitsu Enomoto; Michio Takayama; Ryo Ohta
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2011-08-08
Also published as: JP3053456B2; DE4126151A1; US5272913A; JPH04231811A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ausleger für ein Scansondenmikroskop (scanning probe microscope) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Auslegers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4, wobei der Ausleger einen Armbereich und einen Sondenbereich aufweist, wobei dieser in der Nähe dessen freien Endes angeordnet ist.

Ein Scantunnelmikroskop (STM) [scanning tunneling micro scope], das von G. Binning, H. Rohrer, Ch. Gerber und E. Weibel erfunden wurde (Oberflächenuntersuchungen mittels Scantunnelmikroskop, Phys. Rev. Lett., 49 (1982) 57) wurde in einer weiten Reihe von Gebieten verwendet, wobei es als ein Mikroskop diente, durch welches Atomanordnungs-Einbuch tungen einer Oberfläche beobachtet werden können.

Inzwischen wurde ein Atomkraftmikroskop (AFM) [atomic force microscope] als eine weiterentwickelte Version des STM vor geschlagen (veröffentlichte, ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 62-130302; Verfahren und Vorrichtung zur Bilderstellung von einer Oberflächenprobe von G. Binning, IBM). Unter Verwendung des AFM kann eine isolierende Probe, die nicht mittels des STM gemessen werden konnte, mit einer Genauigkeit von Atomgrößenordnungen beobachtet werden, unter Verwendung von Elementartechnologie, die Servotechnologie einschließend. Fig. 15 zeigt ein Beispiel des AFM, welches in der Patentanmeldung, die oben erwähnt wurde, offenbart ist. Das AFM gleicht dem STM im Aufbau.

In Fig. 15 ist ein Ausleger 11 mit einem spitzen Vorsprung (erster Sondenbereich 13) an seiner Endspitze gegenüber und nahe an Probe 9 angeordnet. Wenn das distale Ende des Son denbereiches 13 nahe an die Probe gebracht wird, wechselwirken seine Atome und die Atome der Probe miteinander, wobei sie eine Kraft erzeugen, die proportional dem Abstand zwischen dem Bereich 13 und der Probe ist. Wenn die Probe und der Sondenbereich relativ in der xy-Richtung in diesem Zustand gescannt werden, verschiebt ein Armbereich 12 seine Position abhängig von der Unregelmäßigkeit der Probenoberfläche. Demzufolge kann eine isolierende Probe, die nicht mittels des STM gemessen werden konnte, indirekt durch Bestimmen der Auslenkung des Armbereiches unter Verwendung eines AFM-Systemes gemessen werden, welches einen zweiten Sondenbereich 14 einschließt, der auf der zu der Probe 9 gegenüberliegenden Seite des Auslegers 11 angeordnet ist.

In einem FM (Kraftmikroskop), wie es durch das AFM, welches oben beschrieben wurde, typifiziert ist, ist die Form des Sondenbereiches zur Verwendung als dessen Sensorelement ein sehr wichtiger Faktor, da er die Auflösungen in den x-, y- und z-Richtungen stark beeinflussen oder den Typ an meßbaren Proben beschränken kann.

Herkömmliche Ausleger wurden durch Anspitzen an einem Ende eines dünnen Metalldrahtes durch mechanisches oder elektri sches Polieren, und falls nötig, Biegen des Drahtes in eine L-Form oder durch Binden eines Diamantstückes zur Verwendung als ein Sondenbereich an ein Metallblatt oder dergleichen hergestellt.

Gemäß dem FM mit einem solchen Ausleger ist es jedoch schwierig, den Armbereich des Auslegers mit hoher Genauig keit herzustellen und die Meßbedingungen variieren unweigerlich, wenn der verbrauchbare Ausleger durch einen neuen ersetzt wird. Die mechanische Resonanzfrequenz des Auslegers hängt von seiner Länge ab, so daß der Ersatzausleger dieselbe Resonanzcharakteristik und dieselbe Hochgenauigkeitslänge wie der ersetzte haben sollte. Nach dem oben beschriebenen Verfahren können jedoch solche Hochgenauigkeitsausleger nicht leicht erhalten werden. Zum höheren Widerstand gegen äußere Vibration wird vielmehr ein kürzerer Armbereich bevorzugt, weil er eine höhere Resonanzfrequenz sicherstellen kann. Nach dem zuvor erwähnten Verfahren ist es jedoch schwierig, einen kurzen Armbereich zu bilden.

T. R. Albrecht et al. berichteten von einem neuen Ausleger, der einen pyramidenförmigen Sondenbereich aufweist (Thomas R. Albrecht, Shinya Akamine, Marco Tortonese, und Calvin F. Quate; Fortschritte in der Atomkraftmikroskopie, STM '89 Poster Session). Dieser pyramidenförmige Sondenbereich wird dadurch hergestellt, daß eine Gitterebene eines Silizium wafers mit einem Millerindex (100) nassem anisotropen Ätzen ausgesetzt wird, um ein pyramidenförmiges Loch zu bilden, wobei ein Si₃N₄-Film auf der resultierenden Struktur gebil det wird und dann die Struktur in der Form eines Armes geätzt wird. Dieser Mikroausleger, welcher unter Verwendung derselben Verfahren wie für die Herstellung eines Halblei ter-ICs hergestellt wird, kann hohe Genauigkeit von µm- Größenordnungen und sehr hohe Reproduzierbarkeit erreichen. Jedoch kann auch dieses Verfahren nicht immer einen zufrie denstellenden Sondenbereich zur Verfügung stellen.

Der Spitzenwinkel des Sondenbereiches beschränkt die Typen von meßbaren Proben. Demnach kann eine Probe 16 mit einem Loch oder Rinne 17, welche so tief ist, daß die Endspitze eines Sondenbereiches 15 nicht den Boden des Loches 17 erreichen kann, wie in Fig. 12 gezeigt, kein zuverlässiges Ausgangssignal produzieren, wie in Fig. 13 gezeigt, so daß ihre Messung unmöglich ist. Ebenfalls wird eine steile gestufte Struktur so stumpf werden wie der Sondenwinkel. Wie in Fig. 14 gezeigt, sollte der Spitzenwinkel des Sondenbereiches 18 demnach so eng wie möglich sein. Da ein pyramidenförmiger Sondenbereich als eine Replica einer Ätzgrube in Silizium gebildet wird, kreuzen seine einzelnen Seiten jedoch quer mit Winkeln von 72° zueinander, entsprechend der Kristallstruktur des Siliziums. Der maximal mögliche Winkel, der zwischen beliebigen zwei aus vier Kanten gebildet wird, welche sich von der Endspitze des Sondenbereiches erstrecken, ist 90° breit. Verglichen mit einem Spitzenwinkel von 30° oder weniger für eine elektropolierte Sonde, die in dem STM verwendet wird, ist der Spitzenwinkel des pyramidenförmigen Sondenbereiches so weit, daß es schwierig ist, Proben zu messen, die tiefe Löcher oder Rinnen aufweisen. Demnach wurde die Form einer Pyramide niemals als eine erwünschte Form für den Sondenbereich angesehen.

Demnach wurde es erwartet, den Ausleger mit einer hohen Genauigkeit herzustellen durch Verwendung der zuvor beschriebenen Halbleiterverfahren und einen Sondenbereich mit einem engen Spitzenwinkel zur Verfügung zu stellen.

Der Spitzenwinkel, der hierin erwähnt wird, ist der Winkel Θ des distalen Endbereiches eines Sondenbereiches 19 und ist verschieden von dem Radius R, wie in Fig. 16 gezeigt.

Des weiteren berichteten T. R. Albrecht et al. über einen Ausleger, der einen Sondenbereich mit einem engen Spitzen winkel aufweist (Thomas R. Albrecht und Calvin F. Quate; Atomauflösung mit dem Atomkraftmikroskop auf Leitern und Nichtleitern, J. Vac. Sci. Technol. A6 (2), (1988) 271). In diesem Fall jedoch ist der Sondenbereich nicht lang genug, um zufriedenstellend zu sein. Demnach liegt ein Erfordernis dafür vor, einen Ausleger mit einer längeren Sonde zu haben.

Wenn der Sondenbereich des Auslegers nicht lang genug ist, muß der Ausleger in bezug zu der Oberfläche einer Probe geneigt werden, wenn er auf dem FM montiert wird, um zur Messung verwendet zu werden, um zu vermeiden, daß die Probe andere Teile des Auslegers als den Sondenbereich berührt. Deshalb sind Ausbildung und Herstellung des FM schwierig und mit Problemen behaftet. Dies ist eine kritische Aufgabe, insbesondere für ein FM, das ausgelegt ist, um die Auslenkung des Auslegers optisch zu messen. Wenn der Ausleger geneigt wird, verwickelt die Bewegung des Probenbereiches vielmehr die Bewegungen von Komponenten in andere Richtungen als die eine, senkrecht zu der Probenoberfläche. Deshalb kann die Unregelmäßigkeit der Probenoberfläche nicht immer ideal bestimmt werden, so daß die Auflösung niedrig ist. Demnach und auch für die Lösungen der zuvor erwähnten Probleme besteht ein Bedarf zur Entwicklung eines längeren Sondenbereiches mit einer spitzen Spitze-Konfiguration.

Da Ausleger als Verbrauchsmaterial erachtet werden, wird ferner von ihnen erwartet, daß sie mit Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten hergestellt werden können.

T. R. Albrecht et al. berichten von verschiedenen Auslegern mit Sonden mit einem hohen Aspektverhältnis (T. R. Albrecht, S. Akamine, T. E. Carver, and C. F. Quate; Microfabrication of cantilever styli for the atomic force microscope, J. Vac. Sci. Technol. A8 (4) (1990), 3386- 3396). Diese Sonden sind ungegliedert in dem Sinn, daß die konvergierenden Winkel der Sonden-Seitenoberflächen entlang der Sonde konstant sind.

Derartige Sonden sind, wenn sie sehr spitz sind, an ihrer Wurzel relativ dünn, was sie gegen seitlich einwirkende Kräfte empfindlich machen kann, zum Beispiel wenn die Sonde beim Scannen mit der Probenoberfläche in Kontakt kommt.

Ferner beschreiben Musselman und Russell in J. Vac. Sci. Technol. A8 (4), Jul/Aug 1990, 3558-3562 Platin/Iridium- Spitzen für Rastertunnelmikroskope, welche sehr abrupte Übergänge zwischen dem breiten (proximalen) Teil und dem schmalen (distalen) Teil aufweisen, um ein hohes Aspektverhältnis mit dem Vorteil einer höheren Auflösung insbesondere bei Probenoberflächen mit engen Gräben, zu erzielen.

Akama et al. beschreiben in J. Vac. Sci. Technol. A8 (1), Jan/Feb 1990, die Herstellung einer ähnlichen langen schlanken Rastertunnelmikroskop-Spitze aus Platin/Iridium mittels Elektronenstrahlabscheidung, wobei der Durchmesser bei ca. 100 nm und die Länge bei etwa 4000 nm liegt.

Die vorliegende Erfindung wurde entworfen unter Überlegung dieser Umstände und ihre Aufgabe ist es, einen Ausleger zur Verfügung zu stellen mit einem Sondenbereich mit einer spitzen Spitze-Konfiguration und einer mittleren Sondenlänge und einem zuverlässigen Herstellungsverfahren derselben.

Vorrichtungstechnisch erfolgt die Lösung dieser Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.

Insbesondere beabsichtigt die Erfindung einen Ausleger mit einem hochgenauen Sondenbereich unter Verwendung eines Halbleiterverfahrens herzustellen.

Ferner beabsichtigt die Erfindung, einen Sondenbereich mit nahezu idealer Form durch getrenntes Bilden einer Mehrzahl von dessen Teilen, zwischen denen die Funktionen geteilt werden, zur Verfügung zu stellen.

Vorzugsweise wird eine Sonde der Erfindung auf einem Ausle ger gebildet mit einer Länge von 1 mm oder weniger, insbe sondere 500 µm oder weniger.

Erfindungsgemäß wird ein Ausleger für ein Scansonden mikroskop zur Verfügung gestellt mit: einem Armbereich, ein freies Ende aufweisend, und einem Sondenbereich, angeordnet in der Nähe des freien Endes des Armbereiches und mit einer Spitze mit engem Spitzenwinkel, wobei der Sondenbereich Seitenoberflächen aufweist, die von einer Unterseite des Sondenbereichs, die mit dem Arm verbunden ist, zur Spitze hin konvergieren,
wobei die konvergierenden Winkel der Seitenoberflächen sich bei einem mittleren Teil des Sondenbereichs abrupt ändern, so daß der Sondenbereich einen proximalen und einen distalen Teil beinhaltet, wobei der proximale Bereich zwischen der Unterseite und dem mittleren Teil ausgebildet ist, und der distale Teil, zwischen dem mittleren Teil und der Spitze ausgebildet ist und der dünner ist als der proximale Teil, wobei der proximale und distale Teil in einem mittleren Teil des Sondenbereichs integriert sind und aus einem Material gebildet sind, wobei
die Konvergenzwinkel der Seitenoberflächen des distalen Teils allmählich vom mittleren Teil abnehmen, wobei die Seitenoberflächen des Sondenbereichs beim mittleren Teil ein glattes Profil aufweisen.

Die erfindungsgemäße Herstellung des in Rede stehenden Auslegers für ein Scansondenmikroskop umfaßt die folgenden Schritte:
Bilden eines Replica-Loches für den Sondenbereich in einem Halbleitersubstrat durch Ätzen, wobei das Loch innere Oberflächen aufweist, die zum Boden des Loches hin konvergieren;
Oxidieren der Innenoberflächen des Loches zum Ausbilden eines Oxidfilms auf der Innenoberfläche des Loches;
Ausbilden eines Filmes aus dem Material des Sondenbereiches auf dem Oxidfilm im Loch, um das Material in den Sondenbereich zu gießen;
und Entfernen des Substrates und des Oxidfilms vom Sondenbereich.

Ein erfindungsgemäßer Ausleger für ein Scansondenmikroskop kann außerdem hergestellt werden durch: Bilden eines Replica-Loches für den Sondenbereich in einem Halblei tersubstrat durch Ätzen, wobei das Replica-Loch einen ersten Teil einschließt, der dem proximalen Endteil des Sondenbereiches entspricht, und einen zweiten Teil, der dem distalen Endteil des Sondenbereiches entspricht; Abscheiden eines Grundmateriales für den Armbereich und den Sondenbereich in einer Region auf dem Substrat, welche das Replica-Loch einschließt; Ausgestalten des Grundmateriales in einer vorbestimmten Form; und Entfernen des Substrates.

Vorzugsweise ist das Substrat ein Siliziumsubstrat, und der Ausleger wird aus Si₃N₄ gebildet. Darüberhinaus kann das Verfahren vor dem Schritt des Substratentfernens ferner ein Verfahren zum Binden des Tragegliedes zum Tragen des Armbe reiches, an den Armbereich umfassen.

Erfindungsgemäß kann die Endspitze des Sondenbereiches dün ner gemacht werden, so daß der Sondenbereich (distaler End teil) ein hohes Aspektverhältnis aufweist. In einem FM, welches den Ausleger mit dem erfindungsgemäßen Sondenbereich verwendet, kann die Form einer Probe getreuer reproduziert werden.

Der Ausleger mit dem Sondenbereich, dessen Funktionen zwi schen dem distalen Endteil und dem proximalen Endteil geteilt werden, kann die Montierungsstärke und die wesentliche Länge des gesamten Sondenbereiches sicherstellen, so daß die Lebensdauer des Auslegers verlängert werden kann. Wenn der Ausleger bei dem FM angewandt wird, kann er darüberhinaus im wesentlichen horizontal montiert werden, so daß die Meßauflösung durch Senken beherrscht werden kann.

Der Ausleger der vorliegenden Erfindung ist nicht auf Ver wendung in dem FM beschränkt und kann ebenso effizient in einem Scansondenmikroskop verwendet werden, welches sich von einem STM ableitet und welches SXM genannt wird und eine Auflösung in Atomgrößenordnungen aufweist.

Ferner kann die Erfindung angewandt werden zur Herstellung von Emittern von Elektronenmikroskopen, Emitterbereichen von kürzlich entwickelten vakuum-mikroelektronischen Vorrichtungen und dergleichen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung von Ausführungs beispielen und der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein allgemeines Bauprinzip eines Auslegers in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2A bis 2G Schnittansichten, die die grundsätzlichen Schritte zur Herstellung eines Auslegers von Fig. 1 zeigen;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Auslegers nach einer ersten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht des Auslegers nach der ersten Ausführungsform;

Fig. 5A bis 5H Schnittansichten, die sukzessive Schritte zur Herstellung des Auslegers von Fig. 3 zeigen;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Auslegers nach einer zweiten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 7A bis 7I Schnitt- und perspektivische Ansichten, die sukzessive Schritte zur Herstellung des Ausle gers nach einer einfacheren, aber besonders spitzen Ausführungsform zeigen.

Fig. 8A bis 8H Schnittansichten, die sukzessive Schritte zur Herstellung eines Auslegers nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Auslegers nach einer vierten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Auslegers gemäß der vierten Ausführungsform;

Fig. 11 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Herstellung eines Auslegers;

Fig. 12 eine Schnittansicht zum Verdeutlichen der Form reproduzierbarkeit einer Sonde mit einem weiten Spitzenwinkel;

Fig. 13 ein Ausgangssignaldiagramm zum Verdeutlichen der Formreproduzierbarkeit der Weitwinkelsonde;

Fig. 14 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der Formreproduzierbarkeit einer Sonde mit einem schmalen Spitzenwinkel;

Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Atomkraftmikro skops; und

Fig. 16 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Spitzenwin kels.

Fig. 1 zeigt das allgemeine Aufbauprinzip eines Auslegers in perspektivischer Ansicht. Der Ausleger 20 umfaßt einen Armbereich 21 und einen Sondenbereich 22 und der proximale Teil des Bereiches 21 wird getragen von einem Trageglied 23.

Der Ausleger 20 wird hergestellt nach Schritten, die in den Fig. 2A bis 2G gezeigt sind. Die Einzelheiten dieser Herstellungsschritte werden im Zusammenhang mit Beispiel 1, welches später erwähnt wird, beschrieben. Zusammenfassend wird ein Loch 34 in einem Siliziumwafer 31 durch Ätzen gebohrt (Fig. 2A und 2B) und ein Si₃N₄-Film 35 wird auf dem Wafer 31 gebildet (Fig. 2C) und in der Form eines Auslegers ausgestaltet (Fig. 2E). Ein Trageglied 37, welches letztendlich ein Sockel des Armes bildet, wird auf die sich ergebende Struktur gebunden (Fig. 2E), das Glied 37 wird verarbeitet (Fig. 2F) und der Siliziumwafer 31, der als eine Maske für die Herstellung des Sondenbereiches verwendet wird, wird weggeschmolzen (Fig. 2G). Anschließend wird der Ausleger vervollständigt.

Ein Ausleger gemäß der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem der Siliziumwafer 31 geätzt wird, um als Maske zur Herstellung des Sondenbereiches verwendet zu werden. Dieses Ätzen ist Trockenätzen, welches die Verwendung einer Plasmaätzapparatur erfordert. Das Loch 34, das durch das Trockenätzverfahren gebildet wird, kann zu einer viel spitzeren Form führen, als eines, das durch das Naßätzverfahren, welches eine wäßrige Lösung von KOH oder EPW (Ethylen-Diamin-Pyrokatechol-Wasser) verwendet und welches herkömmlich von T. R. Albrecht et al. vorgeschlagen wurde, gebildet wird. Demzufolge weist ein Sondenbereich 39 des sich ergebenden Auslegers im wesentlichen die Form eines verlängerten Konus auf, der einen sehr schmalen Spitzenwinkel aufweist. Mit anderen Worten ist das Verhältnis von Länge zu Durchmesser (Aspektverhältnis) in dem Sondenaufbau hoch. Eine AFM-Messung, die den Ausleger mit dem spitzen Sondenbereich 39 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, kann die Form einer Probe mit scharfen Stufenteilen genauer bestimmen und reproduzieren.

Fig. 3 und 4 sind eine perspektivische Ansicht bezie hungsweise eine Schnittansicht eines Auslegers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Aus leger 40 umfaßt einen Armbereich 41, einen Sondenbereich 42 und ein Trageglied 43. Im allgemeinen wird der Ausleger dieser Ausführungsform in derselben Weise konstruiert wie derjenige gemäß Fig. 1. In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Sondenbereich jedoch aus zwei Teilbereichen zusammengesetzt, einem distalen Endteil 45 und einem proximalen Endteil 44, der die Verbindung mit dem Armbereich bildet.

Der Ausleger 40 wird hergestellt in Schritten, die in den Fig. 5A bis 5H gezeigt sind. Die Einzelheiten dieser Herstellungsschritte werden im Zusammenhang mit Beispiel 2, welches später erwähnt wird, beschrieben.

In dieser Ausführungsform wird der proximale Endteil 44 an der Wurzel des Sondenbereiches 42 ausgedehnt gebildet, ohne die spitze Konfiguration des Teils 45 zu ändern, um den gesamten Sondenbereich relativ lang zu gestalten. In dem Ausleger 40 mit einer erfindungsgemäßen langen Sonde, die in dieser Art und Weise konstruiert wird, kann der Abstand zwischen der Auslegeroberfläche und dem FM (die Summe der entsprechenden Längen der Teile 44 und 45) erhöht werden durch die Länge des proximalen Endteiles 44, auch wenn die Auslegeroberfläche parallel zu der Probe gehalten wird, wenn der Ausleger auf dem FM montiert wird. Während der Messung mit dem Ausleger auf dem AFM ist daher keine Möglichkeit, Vorsprünge der Probe mit dem Ausleger wechselwirken zu lassen. Dementsprechend muß der Ausleger nicht oder lediglich um einen schmalen Winkel zu der Probenoberfläche geneigt werden, wenn er an dem AFM montiert wird. Demnach kann die Ausgestaltung des FM vereinfacht werden und gleichzeitig die Meßauflösung verbessert werden.

Es kann gesagt werden, daß die Funktionen des Sondenberei ches, der in dieser Art und Weise konstruiert wurde, unter einer Vielzahl von Teilen aufgeteilt wird. In dem herkömmlichen Ausleger werden die Funktionen lediglich zwischen dem Armbereich und dem Sondenbereich aufgeteilt. Insbesondere wird der Armbereich auf Si₃N₄ gebildet, wogegen der Sondenbereich aus einem metallischen Material, beispielsweise Wolfram gefertigt wird. Wenn der Ausleger zur Verwendung in einem Magnetkraftmikroskop (MFM) verwendet werden soll, kann der Sondenbereich aus Nickel oder dergleichen gebildet werden, so daß er empfindlich auf Magnetkraft ist.

In dem Ausleger 40 der ersten Ausführungsform werden die Funktionen des Sondenbereiches andererseits weiter aufge teilt. Darüberhinaus ist der Sondenbereich offensichtlich zusammengesetzt aus dem distalen Endteil 45, welcher mit der Probenoberfläche wechselwirkt, und dem proximalen Endteil 44, der den Sondenbereich 42 und den Armbereich 41 verbindet und ebenfalls dazu dient, die Sonde zu verlängern. Demzufolge werden die einzelnen Funktionen passend in den einzelnen Formen der ihnen entsprechenden Teile des Sondenbereiches wiedergegeben, so daß der Ausleger dieser Ausführungsform seine Funktionen besser als der herkömmliche Ausleger erfüllen kann.

Erfindungsgemäß kann wie oben beschrieben, das Aspektver hältnis des Sondenbereiches dadurch erhöht werden, daß man seine Wurzel viel dicker macht als seine Spitze. In dem FM, welches den Ausleger mit dem erfindungsgemäßen Sondenbereich verwendet, weist der Sondenbereich eine zusätzliche mechanische Stärke auf, um einer seitlichen äußeren Kraft entgegenzuwirken, die in manchen Fällen dort wirkt, zum Beispiel, wenn er in Kontakt mit der Probe gebracht wird, um das Scannen zu bewirken. Demzufolge kann das FM die Probenform getreuer reproduzieren.

Unter Verwendung des Ausleger mit dem Sondenbereich, dessen Funktionen zwischen dem distalen Endteil und dem proximalen Endteil aufgeteilt sind, kann die Spitze des Sondenbereiches dünn gemacht sein, so daß die Probenform getreu reproduziert werden kann und der proximale Endteil kann die Montagefestigkeit und die wesentliche Länge des gesamten Sondenbereiches sicherstellen, so daß die Lebensdauer des Auslegers verlängert werden kann. Wenn der Ausleger an einem FM angewandt wird, kann er vielmehr im wesentlichen horizontal montiert werden, so daß die Meßauflösung davon abgehalten wird, herunterzugehen.

Grundsätzlich können jene filmbildenden Materialien, die in einem Halbleiterverfahren verwendet werden, beispielsweise SiO₂ und Metalle, wie auch Si₃N₄, als Materialien für den Ausleger verwendet werden, abhängig von ihrer Anpassungsfä higkeit an das Herstellungsverfahren. Wenn das Ätzverhältnis des Auslegermateriales verglichen mit Silizium nicht hoch genug ist, wird es unweigerlich geätzt, wenn Silizium in dem Endverfahren geätzt wird. Wenn solch ein Material verwendet wird, sollte der Ausleger davor bewahrt werden, durch das Ätzen des Siliziums beeinflußt zu werden, zum Beispiel durch das Zur-Verfügung-Stellen einer intermediären Schicht zwischen der Schicht des Auslegermaterials und dem Silizium. Der Ausleger der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht beschränkt durch die Definition seines Materiales.

Das Trageglied für den Ausleger kann gebildet werden aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall oder Siliziumwafer. Da das Scansondenmikroskop, das mit dem Ausleger kombiniert wird, ein Gerät ist, welches im Bereich von Atomgrößenordnungen arbeitet, können insbesondere Daten möglicherweise durch thermische Ausdehnung seiner kleinen Teile beeinflußt werden. Deshalb wird ein Material mit einem kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie auch mit hoher Rigidität für das Trageglied ausgewählt.

Zum Beispiel können das Trageglied und der Ausleger mitein ander verbunden werden mittels eines Klebemittels oder durch das anodische Bindeverfahren, in welchem Spannung an die beiden Glieder bei hoher Temperatur angelegt wird, nachdem die bindenden Oberflächen von Schmutz gereinigt wurden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Bindungsverfahren beschränkt.

Vielmehr kann der Ausleger alternativ mit Gold metallisiert werden zur elektrischen Leitfähigkeit oder zur höheren Reflexionsfähigkeit beschichtet werden, abhängig von dem Typ des Mittels zum Messen der Auslenkung des Auslegers in dem AFM oder anderen Geräten.

Beispiel 1

Ein Beispiel eines Auslegers gemäß einem allgemeinen Bauprinzip ohne die erfindungsgemäße Aufteilung der Sonde in einen proximalen Teil und einen dünneren distalen Teil, zwischen denen sich die konvergierenden Winkel abrupt ändern, ist in Fig. 1 gezeigt und wurde in Schritten hergestellt, die in den Fig. 2A bis 2G gezeigt sind.

Zuerst wurde das Siliziumwafer 31, welches eine (100)-Ebe nenoberfläche aufweist, gewaschen und ein SiO₂-Film 32 wurde in einer Dicke von 1 µm auf dem Wafer 31 durch thermische Oxidation abgeschieden. Dann wurde das Wafer 31 mit einem Resist beschichtet und einem Sondenbereichmuster ausgesetzt zur Trockenätzung mittels einer Maskenausrichtung [mask aligner] (Fig. 2A). Ein Loch 33, welches durch dieses Musterbilden mit einem Kreis mit 1,4 µm Durchmesser gebildet wird, wurde gebildet. Nachdem eine Entwicklungsbehandlung ausgeführt wurde, wird das Siliziumwafer 31 unter Verwendung des geätzten SiO₂-Filmes als eine Maske (Fig. 2B) geätzt. In dieser Ätzung, die eine anisotrope Plasmaätzung ist, wird CCl₁₄-plus-O₂-Gas als ein Ätzgas verwendet. Als ein Ergebnis wird ein Loch 34 mit einem Durchmesser auf der Oberfläche von 1,4 µm und einer Tiefe von 3 µm in dem Siliziumwafer 31 gebildet.

Anschließend wird der SiO₂-Film 32 entfernt durch Verwendung von gepufferter Fluorwasserstoffsäure und der Si₃N₄-Film 35 wurde in einer Dicke von 300 nm abgeschieden durch chemische Niederdruck-Dampfabscheidung (LPCVD) (Fig. 2C). Des weiteren wird die sich ergebende Struktur in Wasserdampf bei 1100°C getempert, der Si₃N₄-Film 35 mit einer kleinen Menge SiO₂ behandelt und der Resist wieder angewandt zum Beschichten. Dann wird die Struktur einem Muster ausgesetzt mittels einer Maskenausrichtung, so daß die Auslegerlänge 100 µm beträgt und der Si₃N₄-Film wird mittels CF₄-plus-O₂-Plasma geätzt, wobei ein Muster 36 erhalten wird (Fig. 2D). Ein Pyrexglas 37 (Corning #7740) von 1 mm Dicke wird mit der Struktur durch anodisches Binden (Fig. 2E) verbunden, um das Auslegertrageglied zu bilden und ein unnötiger Teil des Glases 37 wird abgeschnitten (Fig. 2F). Schließlich wird der gesamte Siliziumwafer 31 weggeätzt unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure plus Salpetersäure plus Essigsäure, mit Ausnahme des Teiles des Si₃N₄-Filmes, der dazu dient, den Ausleger zu bilden (einen Armbereich 38 und einen Sondenbereich 39 einschließend) (Fig. 2G).

Der Sondenbereich 39 des Auslegers, der in dieser Art und Weise hergestellt wird, hat im wesentlichen eine konische Form, der die Form des Loches 34 wiedergibt, welches durch anisotropes Plasmaätzen gebildet wird. Die Wurzel des Sondenbereiches 39 auf der Armbereichsseite des Auslegers mißt 1,5 µm im Durchmesser und die Länge des Bereiches 39 ist 2,5 µm.

Die sich ergebende Sonde hat einen Spitzenwinkel, der viel schmäler ist als jener eines Vergleichsbeispieles, das spä ter erwähnt wird, obwohl der Sondenbereich 39 im wesentli chen dieselbe Länge hat wie in dem Vergleichsbeispiel.

Beispiel 2

Ein Beispiel des Auslegers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 3 gezeigt ist, wurde in den Schritten hergestellt, die in Fig. 5A bis 5H gezeigt sind.

Zuerst wird Phosphor in die Oberfläche eines Siliziumwafers 51 diffundiert, welcher demjenigen gleicht, der in Beispiel 1 verwendet wurde (Fig. 5A), wobei eine Phosphordiffusions schicht 52 gebildet wird. Dann wird ein SiO₂-Film 52 durch thermische Diffusion (Fig. 5B) gebildet und anschließend wird ein kreisförmiges Sondenlochmuster 55 mit 1,4 µm Durchmesser in den SiO₂-Film 53 unter Verwendung eines Resists 54 (Fig. 5C) gebohrt.

Anschließend wird die sich ergebende Struktur einer isotro pen Ätzung unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure plus Salpetersäure plus Essigsäure ausgesetzt und die Phosphor diffusionsschicht 52 wird unter der Maske des SiO₂-Filmes 53 ausgehöhlt, wobei ein Halbkugelförmiger Teil 56 mit einem Radius von ungefähr 1,5 µm gebildet wird (Fig. 5D).

Anschließend, nachdem ein Loch 57 in dem Siliziumwafer 51 durch anisotropes Plasmaätzen unter Verwendung von CCl₁₄- plus-O₂-Gas (Fig. 5E) in derselben Weise wie in Beispiel 1 gebildet wurde, wird ein Si₃N₄-Film 58 abgeschieden (Fig. 5F). Dann wird der Si₃N₄-Film 58 zum Ausgestalten geätzt (Fig. 5G). Nachdem ein Pyrexglas 59 an die sich ergebende Struktur gebunden wurde, wird der Siliziumwafer 51 durch Ätzen entfernt (Fig. 5H). So wird der Ausleger der vorlie genden Erfindung erhalten, der einen Armbereich 61 und einen Sondenbereich 62 umfaßt.

In dem auf diese Weise hergestellten Ausleger schließt der Sondenbereich 62 einen halbkugelförmigen proximalen Endteil 64 und einen distalen Endteil 65 ein, der wie derjenige der in Beispiel 1 gebildet wird, die Form eines verlängerten Konus hat, der an dem äußeren Ende des Teiles 64 gebildet ist. Der Durchmesser der Halbkugel des proximalen Endteiles 63 ist 4 µm und derjenige der Basis des konischen Teiles 65 war 1,8 µm. Der Teil 65 weist eine Länge von 2,5 µm auf. Die gesamte Länge des Sondenbereiches 62, der die proximalen und distalen Endteile 64 und 65 kombiniert, beträgt 4,6 µm. Demzufolge ist der Sondenbereich des Auslegers gemäß dieser Ausführungsform spitzer als derjenige des Auslegers des Vergleichsbeispiels, welches später erwähnt wird, und seine Gesamtlänge ist länger als diejenige im Falle des Beispiels 1.

Der Spitzenwinkel des konischen distalen Endteiles des Loches 57 in dem Wafer war etwas weiter als im Falle des Beispiels 1, trotz derselben Bedingungen, die in denselben Schritten wie in Beispiel 1 verwendet werden, beispielsweise anisotropes Plasmaätzen. Demzufolge treten an den Grenzen zwischen den halbkugelförmigen und konischen Teilen 64 und 65 Sprünge oder dergleichen weniger häufig als im Beispiel 1 auf, wenn Si₃N₄ anschließend abgeschieden wird.

Beispiel 3

Der SiO₂-Film 53 von Beispiel 2 wird gebildet mit einem 4 µm-Quadratmuster anstelle des ringförmigen Sondenmusters mit 1,4 µm Durchmesser und der Siliziumwafer 51 (Phosphor diffusionsschicht 52) wird durch anisotropes Ätzen unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von KOH ausgehöhlt. Da es einen großen Unterschied in der Ätzgeschwindigkeit zwischen einer (111)-Ebene und einer (100)-Ebene gibt, weist die Ätzspur die Form einer umgekehrten Pyramide auf, deren Kanten sich in rechten Winkeln zueinander erstrecken. Dann wird SiO₂ durch Sputtern abgeschieden, ein Resist zur Beschichtung angewandt, die sich ergebende Struktur wird einem kreisförmigen Sondenmuster mit 1,4 µm Durchmesser ausgesetzt und ein konisches Loch wird durch anisotropes Plasmaätzen gebohrt.

Anschließend wird der SiO₂-Film entfernt und die Abscheidung von Si₃N₄ und die nachfolgenden Schritte werden in derselben Art und Weise wie in den Beispielen 1 und 2 ausgeführt, wobei ein Ausleger 70 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird, der einen Armbereich 71 und einen Sondenbereich 72, wie in Fig. 6 gezeigt, aufweist.

Der Sondenbereich 72 des Auslegers 70, der in dieser Art und Weise hergestellt wird, schließt wie derjenige Ausleger aus Beispiel 2 einen proximalen Endteil 74 und einen distalen Endteil 75 ein, zwischen welchen die Funktionen des Sondenbereiches aufgeteilt werden. Anders als derjenige in Beispiel 2 war der proximale Endteil 74 pyramidenförmig.

Da der pyramidenförmige Teil in demselben Verfahren wie in dem Vergleichsbeispiel, welches später erwähnt wird, gebildet wird, ist die Gesamtlänge des Sondenbereiches größer und der Spitzenwinkel ist schmäler als in dem Vergleichsbeispiel.

Beispiel 4

Ein weiterer Ausleger gemäß einer Ausführungsform ähnlich Beispiel 1, die durch einen besonders schmalen Spitzenwinkel charakterisiert ist, wird erhalten durch Ersetzen der Schritte, die vor Bildung des Loches 34 in dem Siliziumwafer 31 erforderlich sind, in der Mitte der Herstellung des Auslegers von Beispiel 1, durch Schritte, die in Fig. 7A bis 7G gezeigt sind, um das Loch 34 spitzer zu machen.

Zuerst wird ein Si₃N₄-Film 92 und ein SiO₂-Film 93 auf einem Siliziumwafer 91 gebildet (Fig. 7A) und ein kreuzförmiges Muster 94 wird durch Trockenätzung gebildet (Fig. 7B und 7H). Dann wird ein polykristalliner Siliziumfilm 95 abgeschieden (Fig. 7C) und dann zurückgeätzt, um eine Seitenwand 96 aus polykristallinem Silizium (Fig. 7D) zu bilden. Die sich ergebende Struktur wird dann einer thermischen Oxidation ausgesetzt, so daß das Muster 94 in der Größe derart vermindert wird wie Silizium sich in SiO₂ quellend ändert, wobei lediglich ein schmales Loch 97 in der Mitte des Kreuzes zurückbleibt (Fig. 7E und 7I). Der Si₃N₄-Film 92 und der Siliziumwafer 91 werden trocken geätzt unter Verwendung des SiO₂-Filmes als eine Maske, worauf ein sehr spitzes ver längertes Replica-Loch 98 gebildet wird (Fig. 7F und 7G).

Nach diesen Schritten werden die SiO₂- und Si₃N₄-Filme ent fernt und der Ausleger wird hergestellt nach den Verfahrensschritten von Beispiel 1.

Beispiel 5

Ein Siliziumwafer 101 mit einer (100)-Ebenenoberfläche, ähnlich derjenigen, die in Beispiel 1 verwendet wird, wird gewaschen und ein SiO₂-Film 102 wird mit einer Dicke von 750 nm auf dem Wafer in einem thermischen Oxidationsofen abgeschieden. Dann wird der SiO₂-Film 102 durch Photolitho graphie ausgestaltet, um ein Loch 103 zu bilden (Fig. 8A). Ein Loch 104 wird in dem Siliziumwafer 101 durch Ätzen mit reaktiven Ionen (RIE) unter Verwendung des SiO₂-Filmes als eine Maske (Fig. 8B) gebildet. Zu dieser Zeit wird der Wafer 50 Minuten einer Trockenätzung in einem Vakuum von 4,5 Pa und bei 450 W unter Verwendung von CCl₄ (100 sccm)- Gas ausgesetzt.

Anschließend wird die sich ergebende Struktur 100 Minuten einer nassen Oxidation bei 900°C in dem thermischen Oxida tionsofen ausgesetzt (Fig. 8C). Obwohl die Dicke des SiO₂- Filmes 110, welcher an dem Loch 104 haftet, nicht gemessen werden konnte, betrug eine Oxidfilmdicke, die auf einem anderen Siliziumwafer, welcher als eine Kontrolle in den thermischen Oxidationsofen verwendet wurde, 170 nm.

Dann wird ein Si₃N₄-Film 105 mit einer Dicke von 400 nm bei 0,3 Torr und 785°C für 90 Minuten durch LPCVD abgeschieden, unter Verwendung von SiH₂Cl₂-plus-NH₃-Gas (Fig. 8D). Des weiteren wird der Film 105 in Wasserdampf bei 1100°C getem pert und dann Muster für eine Auslegerform durch Photolithographie gebildet (Fig. 8E).

Wie in den Fällen der anderen Beispiele und dem Ver gleichsbeispiel, wird anschließend ein Pyrexglas 107 (Corning #7740) mit der sich ergebenden Struktur durch anodisches Binden verbunden (Fig. 8F), um ein Trageglied für einen Ausleger zu bilden, und ein unnötiger Teil des Glases 107 wird abgeschnitten.

Anschließend wird der Siliziumwafer 101 von der Innenseite durch Ätzen unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von KOH entfernt (Fig. 8G) und der Oxidfilm 110 wird ebenfalls unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure entfernt (Fig. 8H). Demzufolge wird ein Ausleger gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vervollständigt, welcher einen Armbereich 108 und einen konischen Sondenbereich 109 umfaßt.

Gemäß diesem Verfahren wird, wenn der SiO₂-Film auf der inneren Wand des Loches durch thermische Oxidation gebildet wird, die Innenseite des distalen Endteiles des Loches wei ter angespitzt, wenn Silizium sich verändert, wobei es in SiO₂ quillt. Als ein Ergebnis kann ein distaler Endbereich 125 eines Sondenbereiches, der unter Verwendung dieses Loches als eine Replica gebildet wird, viel spitzer gemacht werden als ein proximaler Endteil 124, weil ein inter mediärer Teil 126 eingeschnürt ist.

Demzufolge kann der sich ergebende Sondenbereich 109 einen Spitzenwinkel aufweisen, der enger ist als derjenige aus Beispiel 1, obwohl er dieselbe Länge aufweist.

Beispiel 6

Ein Loch mit der Form einer umgekehrten Pyramide wird irr ein Siliziumwafer durch nasses anisotropes Ätzen unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von KOH anstelle des Plasmaätzens in Beispiel 5 gebohrt.

Anschließend wird der Wafer in den thermischen Oxidations ofen gebracht, um 150 Minuten einer nassen Oxidation bei 920°C ausgesetzt zu werden und Si₃N₄ wird durch LPCVD abge schieden.

Anschließend wird ein Ausleger 120 gemäß einer vierten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung, welcher einen Arm bereich 121, einen Sondenbereich 122 und ein Glastrageglied 123, welches in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, nach den selben Verfahren von Beispiel 5 erhalten.

Nach diesem Verfahren wird die Spitzenform des Sondenberei ches 122 durch die Wirkung des thermischen Oxidationsverfahrens spitzer gemacht. Wie in Fig. 10 gezeigt, hat vielmehr der gesamte Sondenbereich die Form einer Pyramide, deren Seite weggearbeitet wird und deren distaler Endteil ein wesentlich verbessertes Aspektverhältnis aufweist. Demnach schließt der Sondenbereich 122 einen distalen Endteil 125 und einen bauchigen proximalen Endteil 124 im Anschluß damit ein.

In diesem Fall hat das Loch in dem Siliziumwafer eine weite Öffnung, so daß Si₃N₄ sich einigermaßen glatt auf der inne ren Oberfläche des Loches ausbreitet.

Beispiel 7

Nachdem das Loch 104 in den Siliziumwafer 101 durch aniso tropes Plasmaätzen gebohrt wurde, während des Herstellens des Auslegers aus Beispiel 5, wird ein SiO₂-Film 131 auf der inneren Wand des Loches durch thermische Oxidation gebildet, wie in Fig. 11 gezeigt, und ein polykristalliner Siliziumfilm 132 wird dann durch LPCVD abgeschieden. Polykristallines Silizium ist besser geeignet zum Füllen des Loches als Si₃N₄ oder dergleichen. Während der Si₃N₄- Film lediglich die innere Wand des Loches beschichten kann, kann deshalb polykristallines Silizium das Loch füllen. Nachdem ein Glas in derselben Art und Weise wie in Beispiel 5 gebunden wird, wird anschließend der SiO₂-Film 131 auf der inneren Wand des Loches 104 aufgelöst durch Verwendung von HF-plus-NH₄F, worauf eine Modifikation des erfindungsgemäßen Auslegers erhalten wird, welcher einen Armbereich und einen Sondenbereich 133 aus polykristallinem Silizium umfaßt.

Wenn der Ausleger aus dem Siliziumfilm 132 durch das CVD- Verfahren gebildet wird, kann in diesem Fall Silizium sicher die innere Oberfläche des Loches zur Verwendung als eine Replica bedecken, so daß der Ausleger mit einer zufriedenstellenden Ausbeute hergestellt werden kann. Wenn andererseits der Ausleger aus Si₃N₄ gebildet wird, kann Si₃N₄ manchmal nicht in der Lage sein, die gesamte innere Oberfläche des Replicaloches zu bedecken, so daß der Sondenbereich nicht eine gewünschte Form aufweisen kann.

Vergleichsbeispiel

Zuerst wird ein Siliziumwafer mit einer (100)-Ebenenober fläche gewaschen und ein SiO₂-Film wird mit einer Dicke von 1 µm auf einem Siliziumwafer durch thermische Oxidation abgeschieden. Dann wird der Wafer mit einem Resist bedeckt und wird einem Sondenbereichsmuster für Trockenätzung mit tels einer Maskenausrichtung ausgesetzt. In diesem Falle ist das Muster ein 4 µm-Quadrat. Nachdem eine Entwicklungsbehandlung ausgeführt wird, wird der Siliziumwafer einer anisotropen Ätzung in einer wäßrigen KOH-Lösung ausgesetzt unter Verwendung des geätzten SiO₂- Filmes als eine Maske. Als ein Ergebnis wird in dem Siliziumwafer ein Loch in der Form einer umgekehrten Pyramide gebildet.

Anschließend wird der SiO₂-Film entfernt durch Verwendung von gepufferter Fluorwasserstoffsäure und ein Si₃N₄-Film wird durch LPCVD abgeschieden. Ferner wird die sich erge bende Struktur in Wasserdampf bei 1100°C getempert, der Si₃N₄-Film wird mit einer kleinen Menge SiO₂ behandelt und der Resist wird wiederum angewandt zur Beschichtung. Dann wird die Struktur einem Auslegermuster ausgesetzt mittels einer Maskenausrichtung und der Si₃N₄-Film wird durch Plasmaätzen ausgestaltet. Ein Pyrexglas wird mit der Struk tur durch anodisches Binden verbunden und der gesamte Sili ziumwafer wird schließlich weggeätzt, mit Ausnahme des Tei les des Si₃N₄-Filmes, der den Ausleger bildet (einen Sondenbereich einschließend).

Der Sondenbereich des Vergleichsauslegers, der in dieser Art und Weise hergestellt wird, weist im wesentlichen die Form einer Pyramide auf, deren Kanten sich im rechten Winkel zueinander erstrecken, welche die Form des Loches, das durch anisotropes Plasmaätzen in der wäßrigen KOH- Lösung gebildet wird, wiederspiegeln. Die Länge des Sondenbereiches ist 2,8 µm.

Claims

1. Ausleger für ein Scansondenmikroskop, umfassend:
einen Armbereich (41, 71, 108, 121) mit einem freien Ende; und
einen Sondenbereich (42, 72, 109, 122), angeordnet in der Nähe des freien Endes des Armbereichs (41, 71, 108, 121) und mit einer Spitze mit engem Spitzenwinkel;
wobei der Sondenbereich (42, 72, 109, 122) Seitenober flächen aufweist, die von der Unterseite des Sonden bereichs (42, 72, 109, 122), die mit dem Armbereich verbunden ist, zur Spitze hin konvergieren;
wobei der Sondenbereich einen proximalen Teil und einen distalen Teil aufweist, welche in einem mittleren Teil des Sondenbereichs integriert sind und aus einem Mate rial gebildet sind;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Konvergenzwinkel der Seitenoberflächen des distalen Teils allmählich vom mittleren Teil abnehmen, wobei die Seitenoberflächen des Sondenbereichs (42, 72, 109, 122) beim mittleren Teil ein glattes Profil aufweisen.

2. Ausleger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvergenzwinkel der Seitenoberflächen des proxima len Teils nahe des mittleren Teils gegen den mittleren Teil allmählich zunehmen.

3. Ausleger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der proximale Teil (74, 124) im wesentlichen die Form eines abgeschnitten Kegels aufweist.

4. Ausleger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der proximale Teil (74, 124) im wesentlichen die Form einer abgeschnitten Pyramide aufweist.

5. Verfahren der Herstellung eines Auslegers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
Ätzen eines Halbleitersubstrats (31, 51, 91, 101) zum Ausbilden eines Loches (34, 56, 57, 98, 104) im Substrat, mit inneren Oberflächen, welche zum Boden des Loches hin konvergieren;
Oxidieren der Innenoberfläche des Loches (34, 56, 57, 98, 104) zum Ausbilden eines Oxidfilmes (110) auf der Innenoberfläche des Loches;
Ausbilden eines Filmes (105) aus dem Material des Son denbereichs (42, 72, 109, 122) auf dem Oxidfilm (110) im Loch (34, 56, 57, 98, 104), um das Material in den Sondenbereich zu gießen; und
Entfernen des Substrates (31, 51, 91, 101) und des Oxidfilms (110) vom Sondenbereich (42, 72, 109, 122).

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (31, 51, 91, 101) im wesentlichen aus Silizium besteht.