DE4214400A1

DE4214400A1 - Auslegerchip fuer ein abtastsondenmikroskop und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE4214400A1
Application number: DE4214400A
Authority: DE
Inventors: Akitoshi Toda
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2012-05-01
Also published as: US5386110A; DE4214400C2; US5264696A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop und bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung eines Auslegerchips dieses Typs mit einer Auslegereinrichtung und einer bei dem freien Ende der Ausle gereinrichtung gebildeten Sondeneinrichtung sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips.

Aus der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentan meldung Nr. 62-1 30 302 von G. Wienisch, IBM, mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Bildes einer Probenoberfläche" ist ein Atomkraftmikroskop (AFM = Atomic Force Microscope) als ein Mikroskop bekannt geworden, welches Techniken einschließlich einer Servotechnik eines Abtasttun nelmikroskopes (STM = Scanning Tunneling Microscope) verwen det, welches von Binning, Rohrer et al. erfunden wurde und welche die Beobachtung eines isolierenden Materiales in einer atomaren Größenordnung, welche mit dem STM schwierig ist, zu läßt.

Die Anordnung des AFM ist ähnlich zu derjenigen des STM, wo bei das AFM als eines der Abtastsondenmikroskope entwickelt wurde. Bei dem AFM ist ein Auslegerchip mit einer spitzen bzw. scharfen vorstehenden Einrichtung (Sondeneinrichtung) bei dessen freiem Ende in der Nähe einer gegenüberliegenden Probe angeordnet. Die Probe wird in X- und Y-Richtung abgeta stet, während die Bewegung des Auslegerchips, welcher durch eine zwischen den Atomen in dem distalen Ende der Sondenein richtung und den Atomen in der Sonde wirkende räumliche Kraft bewegbar ist, elektrisch oder optisch gemessen wird, wobei die räumliche Beziehung zwischen der Probe und der Sondenein richtung des Auslegerchips relativ zueinander geändert wird, wodurch Information über die Oberflächenform und dgl. der Probe auf eine dreidimensionale Weise erhalten wird.

Seit dem Vorschlag von T. R. Albrecht et al., einen SiO₂- Auslegerchip durch Anwenden eines Halbleiter-IC-Herstellungs prozesses (Thomas R. Albrecht, Calvin F. Quate: Atomic reso lution imaging of a nonconductor by Atomic force Microscopy, J. Appl. Phys. 62 (1987) 2599) zu fertigen, wurde die Her stellung des Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop mit exzellenter Reproduzierbarkeit und hoher Präzision in der Größenordnung von µm ermöglicht. Mit dem sog. Batch-Prozeß kann ein kostengünstiger Auslegerchip hergestellt werden. Dementsprechend ist dieser Auslegerchip, der durch Anwenden des Halbleiter-IC-Herstellungsprozesses hergestellt ist, weit verbreitet.

S. Akamine et al. schlagen einen Auslegerchip mit einer Son deneinrichtung vor, welche ein ausgeprägtes chipdistales Ende von weniger als 40 nm aufweist, welche durch Anwendung des Halbleiter-IC-Herstellungsprozesses hergestellt wird (S. Aka mine, R. C. Barrett und C. F. Quate: Improved atomic force microscope images using microcantilevers with sharp tips, Appl. Phys. Lett. 57 (3), 1990, S. 316). Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Auslegerchips für ein Abtastson denmikroskop, und Fig. 13 stellt eine longitudinale Quer schnittsansicht desselben dar. Ein Auslegerchip 10 wird unter Verwendung eines Silizium-Wafers als Startmaterial herge stellt und weist hauptsächlich eine aus Siliziumnitrid her gestellte Auslegereinrichtung 11, eine aus Silizium herge stellte Sondeneinrichung 12, sowie eine aus Silizium herge stellte Stützeinrichtung 13 auf.

In den Fig. 14A bis 14H ist ein Verfahren zur Herstellung dieses Auslegerchips dargestellt.

Es wird ein Silizium-Wafer 21 mit einer (100)- Oberflächenorientierung verwendet, dessen beide Oberflächen poliert sind (Fig. 14A), und es werden Siliziumnitridfilme 22 und 23 auf dessen beiden Oberflächen gebildet. Der Silizium nitridfilm 23 auf der unteren Oberfläche wird durch Photoli thographie strukturiert, und es wird anisotropes Ätzen durch geführt mit einer wäßrigen Kaliumhydroxidlösung unter Verwen dung des verbleibenden Siliziumnitridfilmes als Maske. Als Ergebnis hiervon wird die Dicke des Silizium-Wafers 21 zur Erhaltung einer Membran 24 verringert (Fig. 14B).

Daran anschließend wird ein Siliziumnitridfilm 25 auf der un teren Oberfläche des Wafers 21 abgeschieden. Ein Photolack 26 wird zur Bedeckung der oberen Oberfläche des Wafers 21 ausge bildet und durch Photolithographie strukturiert (Fig. 14C). Unter Verwendung des Photolackes 26 als Maske wird reaktives Ionenätzen (RIE) durchgeführt zur Bildung einer Durchgangs öffnung durch den Film 22, die Membran 24 und den Film 25, und anschließend wird der Photolack 26 entfernt (Fig. 14D). Fig. 14E zeigt in schematischer Ansicht den resultierenden Wafer in einer Darstellung schräg von oben.

Es wird ein Oxidfilm 27 durch Oxidation auf einer Siliziumoberfläche gebildet, welche freiliegt, wenn RIE durchgeführt wurde, um die Durchgangsöffnung durch die Mem bran wie oben beschrieben zu bilden. Der Siliziumnitridfilm 22 auf der Oberfläche des Wafers 21 wird durch Plasmaätzen entfernt, und es wird ein isotropes Naßätzen mit einer wäßri gen Kaliumhydroxidlösung durchgeführt. Das Ätzen wird durch den Siliziumoxidfilm 27 und den Siliziumnitridfilm 25 (Fig. 14G) gestoppt. Schließlich wird der Siliziumoxidfilm 27 durch Flußsäure entfernt, um den Auslegerchip 10 für ein Abtastson denmikroskop zu erhalten, welcher eine tetraedrische Sonden einrichtung aufweist, wie es in Fig. 12 (Fig. 14H) darge stellt ist.

Wenn entsprechend diesem Herstellungsverfahren die Auslegereinrichtung auf einem Auslegerchip mit einem triangu laren freien Ende ausgebildet wird, wird automatisch eine Sondeneinrichtung auf dem distalen Endabschnitt des freien Endes gebildet. Mit anderen Worten kann die Sondeneinrichtung aufgrund einer sogenannten Selbstjustierung ausgebildet wer den. Dementsprechend muß die Strukturierung der Sondenein richtung nicht separat ausgerichtet oder freigelegt werden, und der Auslegerchip kann mit hoher Präzision hergestellt werden.

Da bei dem obig beschriebenen Verfahren die Steuerung der Ätzrate der Naßätzung schwierig ist, ist es schwierig, die Membran 24 derart einzustellen, daß sie eine vorbestimmte Dicke aufgrund des Naßätzens des Silizium-Wafers 21 von der unteren Oberfläche aufweist, was bei diesem Verfahren ein Problem darstellt. Somit ist eine Verbesserung wünschenswert.

Die Länge des distalen Endabschnittes eines Auslegerchips wird durch die Dicke der Membran bestimmt. Wenn dementspre chend eine Vielzahl von Auslegerchips in demselben Wafer ge bildet werden, unterscheiden sich die Längen der Sondenein richtungen der jeweiligen Auslegerchips entsprechend den Dic ken der Membranen, falls die Oberflächenverteilung der Mem brandicke groß ist.

Die Länge der Sondeneinrichtung beeinflußt die Reproduzier barkeit der Oberflächenform der Probe auf ein AFM-Bild. Falls die Länge der Sondeneinrichtung übermäßig groß ist, wird das auf die Sondeneinrichtung nach Aufnahme einer senkrecht zur Axialrichtung der Sondeneinrichtung wirkenden Kraft anlie gende Moment groß, so daß das AFM-Bild die Oberflächenform der Probe nicht korrekt wiedergibt. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, eine Vielzahl von Auslegerchips mit Sondenein richtungen mit scharfen distalen Enden und derselben Sonden einrichtungslänge mit dem Batch-Prozeß herzusstellen, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Auslegerchips vorzu sehen.

Bei dem obig beschriebenen Verfahren wird ein Silizium-Wafer mit einer Orientierung von (100) als Start-Wafer verwendet. Aus diesem Grunde besteht die tetraedische Sondeneinrichtung, welche bei dem freien Ende der in Fig. 12 gezeigten Auslege einrichtung gebildet ist, aus einer (111)-Ebene 15, einer die Auslegereinrichtung berührenden Oberfläche 16 und Seitenober flächen 17 und 18, welche entsprechend der in den Fig. 14E bis 14H dargestellten Schritte ausgebildet sind. Da die Form der Sondeneinrichtung durch lediglich die Dicke der Membran 24 gemäß Fig. 14B bestimmt wird, können lediglich dieselben Sondeneinrichtungen gebildet werden, wenn eine Vielzahl von Auslegerchips auf demselben Wafer gebildet werden.

Aus dem Kreis der Anwender ergab sich die Forderung nach ei nem Abtastsondenmikroskop, welches die selektive Verwendung von unterschiedlichen Formen von Sondeneinrichtungen ermög licht, um Proben mit unterschiedlichen Formen zu messen. Bei spielsweise besteht bei den Anwendern der Wunsch, selektiv Sondeneinrichtungen mit unterschiedlichem Seitenverhältnis zu verwenden. In diesem Fall ist das Seitenverhältnis das Ver hältnis der Höhe von beispielsweise einer Sondeneinrichtung zur typischen Länge einer Oberfläche, welche eine Ausleger einrichtung berührt.

Im Hinblick auf diese Forderung kann ein durch die beiden Seitenoberflächen 17 und 18 (in Fig. 12A) einer Sondenein richtung definierter Winkel beliebig durch die Gestaltung der Maske für die Photolithographie bestimmt werden. Jedoch be trägt der durch die (111)-Ebene 15 und die Auslegereinrich tung berührende Oberfläche 16 definierte Winkel stets 54,74°.

Da des weiteren das vorstehend beschriebene Verfahren ferner den anfänglichen Schritt der Ausbildung einer Membran (Fig. 14B) umfaßt, kann der Wafer bei einem nachfolgenden Schritt leicht zerbrechen, mit dem Resultat einer geringen Ausbeute. Da während der Wafer-Behandlung ein erheblicher Aufwand an Vorsichtsmaßnahmen zu treffen ist, ergibt sich ein größerer Zeitbedarf für die Herstellung, welcher zwangsläufig mit ei nem Kostenanstieg verbunden ist.

Da des weiteren bei dem vorstehend beschriebenen Auslegerchip die Auslegereinrichtung aus einem Siliziumnitridfilm besteht, kann die Dicke der Auslegereinrichtung lediglich bis zu einem Maximalwert von 1 µm eingestellt werden. Demzufolge ist es schwierig, eine Auslegereinrichtung mit einer großen Feder konstanten auszubilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ausle gerchip mit gleichbleibender Qualität zur Verfügung zu stel len unter Verwendung eines Wafers als Startmaterial, welcher eine Ätzstoppschicht zur Lösung des Problems bei der Naßät zung aufweist.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop zur Verfügung zu stellen, bei dem eine oder mehrere Auslegereinrichtungen und Sondeneinrichtun gen auf jeder der beiden Seiten einer einzelnen Stützeinrich tung vorgesehen sind, wobei die bei den freien Enden der je weiligen Auslegereinrichtungen gebildeten Sondeneinrichtungen unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Anwender eines Abtastsondenmikroskopes, welcher Messungen un ter Verwendung dieses Auslegerchips durchführt, zu ermögli chen, eine Sondeneinrichtung mit einem gewünschten Seitenver hältnis auszuwählen.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wafer-Bruch während der Herstellung zu verhindern und dadurch die Aus beute des Auslegerchips zu vergrößern.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Auslegerchip mit einer Auslegereinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine größere Federkonstante aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Auslegerchip mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 4, und durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Auslegerchips mit den Merkma len der Patenansprüche 7 oder 15, und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips mit den Merkmalen des Pa tentanspruches 18 gelöst.

Bei einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop vorgesehen, welcher aufweist: eine Auslegereinrichtung; eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung gebildete Sondeneinrich tung; und eine Stützeinrichtung zum Stützen eines benachbar ten bzw. proximalen Endes der Auslegereinrichtung, wobei eine Stufe zwischen der Auslegereinrichtung und der Stützeinrich tung derart gebildet ist, daß die Stützeinrichtung von einer Oberfläche der Auslegereinrichtung auf der Seite der gebilde ten Sondeneinrichtung zurückgesetzt ist.

Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop vorgese hen, welcher aufweist: eine erste und eine zweite Ausleger einrichtung; eine erste und eine zweite Sondeneinrichtung, welche jeweils bei freien Enden der ersten und der zweiten Auslegereinrichtung gebildet sind; und eine Stützeinrichtung zum Stützen der benachbarten Enden der ersten und der zweiten Auslegereinrichtung, wobei die erste und die zweite Sonden einrichtung unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen.

Bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer Viel zahl von Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop vorgese hen, wobei jeder der Auslegerchips eine Auslegereinrichtung, eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung gebildete Sondeneinrichtung, und eine Stützeinrichtung zum Stützen ei nes benachbarten Endes der Auslegereinrichtung aufweist, wo bei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorsehen eines Start-Wafers, wobei der Start-Wafer eine Ätzstoppschicht, eine mit einer oberen Oberfläche der Ätzstoppschicht gebon dete erste Halbleiterschicht, und eine mit einer unteren Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete zweite Halblei terschicht aufweist; Ätzen eines Teiles der zweiten Halbleiterschicht des Wafers, bis die Ätzstoppschicht er reicht ist, und Verringern einer Dicke eines Abschnittes ei nes Wafers entsprechend dem geätzten Abschnitt zur Herstel lung einer Membran; Ätzen und Entfernen eines freiliegenden Teiles der Ätzstoppschicht; Abscheiden eines Konstituenten- Materials der Auslegereinrichtung auf einen freiliegenden Ab schnitt der ersten Halbleiterschicht, welche durch Entfernen eines Teiles der Ätzstoppschicht und eines Teiles der zweiten Halbleiterschicht auf dessen beiden Seiten freiliegt, wodurch eine prospektive bzw. zukünftige Auslegereinrichtungsschicht gebildet wird; Strukturieren eines Teiles einer resultieren den Struktur zur Bildung einer Öffnung, welche sich durch die Membran erstreckt; Oxidieren eines Oberflächenabschnittes der zweiten Halbleiterschicht, welche in der Öffnung freiliegt, zur Ausbildung eines Oxidfilmes; Ätzen der ersten Halbleiter schicht, bis das Ätzen durch die prospektive Auslegereinrich tungsschicht und den Oxidfilm gestoppt ist, wodurch ein na delähnlicher Abschnitt auf der prospektiven Auslegereinrich tungsschicht gebildet wird; und Entfernen des Oxidfilmes.

Bei einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren entsprechend der dritten Ausführungsform vorgesehen, bei der: die erste Halbleiterschicht aus einer monokristallinen Schicht oder einer dotierten monokristalli nen Schicht hergestellt ist, und eine Oberflächenorientierung der ersten Halbleiterschicht von einer Ebene geneigt ist; und der somit hergestellte Auslegerchip eine erste und eine zweite Auslegereinrichtung, eine erste und zweite Sondenein richtung, die jeweils bei den freien Enden der ersten und der zweiten Auslegereinrichtung gebildet sind, und eine einzelne Stützeinrichtung zum Stützen von benachbarten Enden der er sten und der zweiten Auslegereinrichtung aufweisen, wobei die erste und die zweite Sondeneinrichtung unterschiedliche Sei tenverhältnisse aufweisen.

Bei einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer Viel zahl von Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop vorgese hen, wobei jedes der Auslegerchips eine Auslegereinrichtung, eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung gebildete Sondeneinrichtung, und eine Stützeinrichtung zum Stützen ei nes benachbarten Endes der Auslegereinrichtung aufweist, wo bei das Verfahren die Schritte umfaßt: Vorsehen eines Start- Wafers, wobei der Start-Wafer eine Ätzstoppschicht, eine mit einer oberen Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete erste Halbleiterschicht, und eine mit einer unteren Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete zweite Halbleiterschicht aufweist; Ätzen eines Teiles der ersten Halbleiterschicht und eines Teiles der Ätzstoppschicht des Wafers von einer oberen Ober fläche, bis die zweite Halbleiterschicht erreicht ist, wo durch eine Öffnung gebildet wird, die sich durch die erste Halbleiterschicht und die Ätzstoppschicht erstreckt; Bilden eines Oxidfilmes auf Oberflächen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht, welche innerhalb und außerhalb der Öffnung freiliegen; Entfernen des Oxidfilmes, bis auf den in der Öff nung gebildeten Teil; Ätzen eines Teiles der zweiten Halblei terschicht von einer unteren Oberfläche, bis die Ätzstopp schicht erreicht ist, zur Verringerung der Dicke eines Ab schnittes des Wafers entsprechend der Öffnung, wodurch eine Membran hergestellt wird; Ätzen der ersten Halbleiterschicht, bis das Ätzen durch die Ätzstoppschicht und den Oxidfilm ge stoppt ist, wodurch ein nadelähnlicher Abschnitt auf der Ätz stoppschicht gebildet wird; und Entfernen des Oxidfilmes.

Da bei dem Auslegerchip entsprechend der ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung eine Stufe zwischen der Auslegereinrichtung und der Stützeinrichtung auf einer Seite gegenüber der zu messenden Probe ausgebildet ist, wird der Kontakt zwischen der Probe und der Stützeinrichtung vermin dert.

Da bei dem Auslegerchip entsprechend der zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung mehr als ein Paar einer Auslegereinrichtung und einer Sondeneinrichtung auf einem einzelnen Auslegerchip vorgesehen sind, und die jeweiligen Sondeneinrichtungen unterschiedliche Seitenverhältnisse auf weisen, kann eine Sondeneinrichtung mit einem gewünschten Seitenverhältnis selektiv verwendet werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Er findung kann das Ätzen, welches die Längen der Sondeneinrich tung und der Auslegereinrichtung bestimmt, zuverlässig bei einer vorbestimmten Position gestoppt werden, wodurch eine Vielzahl von Auslegerchips mit Sondeneinrichtungen derselben Länge und Auslegereinrichtungen mit derselben Länge gleich zeitig gebildet werden können.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Er findung kann ein Auslegerchip mit einer Vielzahl von Sonden einrichtungen mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen ge bildet werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Bruch des Auslegerchips während der Her stellung verhindert, so daß die Ausbeute des Auslegerchips verbessert wird. Ferner kann ein Auslegerchip mit einer Aus legereinrichtung mit einer großen Federkonstanten vorgesehen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung un ter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 2 eine längsweise Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Auslegerchips;

Fig. 3 die Anordnung einer Vielzahl von Auslegerchips, welche in einem Wafer gebildet sind;

Fig. 4 eine entlang der Linie IVa-O-VIb gemäß Fig. 3 ge nommene Schnittansicht;

Fig. 5A bis 5K aufeinanderfolgende Darstellungen der Schritte zur Herstellung des in Fig. 1 darge stellten Auslegerchips;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Ausleger chips für ein Abtastsondenmikroskop entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine längsweise Schnittansicht des in Fig. 6 dargestellten Auslegerchips;

Fig. 8 eine Anordnung einer Vielzahl von in einem Wafer ausgebildeten Auslegerchips;

Fig. 9 eine entlang der Linie IXa-O-IXb gemäß Fig. 8 genommene Schnittansicht;

Fig. 10A bis 10L aufeinanderfolgende Darstellungen der Schritte zur Herstellung des in Fig. 6 darge stellten Auslegerchips;

Fig. 11A und 11B schematische Darstellungen eines Unter schiedes im Zustand eines Wafers, der keine Ätz stoppschicht aufweist, und eines Wafers, der eine Ätzstoppschicht aufweist, während eines Herstel lungsverfahrens;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop;

Fig. 13 eine längsweise Schnittansicht des in Fig. 12 dargestellten Auslegerchips;

Fig. 14A bis 14H aufeinanderfolgende Darstellungen der Schritte zur Herstellung des in Fig. 13 darge stellten Auslegerchips;

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung eines Ausleger chips für ein Abtastsondenmikroskop entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine längsweise Schnittansicht des in Fig. 15 dargestellten Auslegerchips; und

Fig. 17A bis 17I aufeinanderfolgende Darstellungen der Schritte zur Herstellung des in Fig. 15 darge stellten Auslegerchips.

Ein in Fig. 1 dargestellter Auslegerchip 30 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Auslegereinrichtung 31, eine bei dem freien Ende des Auslegerchips 30 gebildete Sondeneinrichtung 32 und eine Stützeinrichtung 33 des Auslegerchips 30 auf. Eine Oberfläche der Auslegereinrichtung 31 gegenüberliegend zur Sondenein richtung 32 bildet eine Spiegeleinrichtung 34 zum Reflektie ren von Licht.

Fig. 2 stellt eine Schnittansicht des Auslegerchips des er sten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung dar, welche entlang der längsweisen Richtung bei dem zentralen Ab schnitt genommen wurde. Der Auslegerchip des ersten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich in der Form von dem eingangs beschriebenen Auslegerchip (Fig. 12 und 13) dadurch, daß eine Stufe bei dem benachbarten Ende der Auslegereinrichtung 31 bezüglich der Stützeinrichtung 33 gebildet ist.

Die Fig. 5A bis 5K zeigen ein Verfahren zur Herstellung des Auslegerchips entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Anord nung einer Vielzahl von Auslegerchips, welche in einem Wafer W gebildet sind, und Fig. 4 zeigt eine entlang der Linie 4a- O-4b gemäß Fig. 3 genommene Schnittansicht.

Der Auslegerchip entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet einen Wafer 40 mit drei Schichten als Start-Wafer, wie es in Fig. 5A gezeigt ist. Eine erste Schicht 41 stellt eine monokristalline Silizium schicht dar, und eine zweite Schicht 42 stellt eine aus Sili ziumdioxid hergestellte Ätzstoppschicht dar. Eine zuunterste dritte Schicht 43 stellt eine monokristalline Siliziumschicht dar.

Auf den beiden Oberflächen des Wafers 40 werden Siliziumnitridfilme 44 und 45 gebildet (Fig. 5B), und der Si liziumnitridfilm 45 auf der unteren Oberfläche wird teilweise durch Photolithographie entfernt. Unter Verwendung des ver bleibenden Siliziumnitridfilmes 45 als eine Maske wird aniso tropes Ätzen durchgeführt mittels beispielsweise einer wäßri gen Kaliumhydroxidlösung. Hierbei wird von der Tatsache Ge brauch gemacht, daß die Ätzrate dieses Ätzmittels in (111)- Richtung gering ist im Vergleich zu einer (100)-Ebene, um an isotropes Ätzen durchzuführen. D. h., die aufgrund dieses Membranherstellungsschrittes gebildeten geneigten Oberflächen 46 und 47 gemäß Fig. 5C stellen (111)-Siliziumebenen dar.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung die Siliziumdioxidschicht 42 als Ätzstoppschicht in dem Wafer 40 vorhanden ist, wird die Naßätzung bei dieser Schicht 42 gestoppt (Fig. 5C).

Die freiliegende Siliziumdioxidschicht 42 wird durch eine gepufferte Flußsäure (eine Lösungsmischung von Flußsäure und Ammoniumflorid) geätzt (Fig. 5D).

Auf den geätzten Abschnitt wird zur Erhaltung des in Fig. 5E gezeigten Zustandes ein Siliziumnitridfilm 48 abgeschieden. Da der Siliziumnitridfilm 48 schließlich als die Auslegerein richtung dient, werden die mechanischen Konstanten, bei spielsweise die Federkonstante der Auslegereinrichtung, wel che von der Dicke der Auslegereinrichtung abhängen, bei der Bildung des Filmes 48 bestimmt.

Die Fig. 5F und 5G zeigen die von der oberen Oberfläche des Wafers her durchgeführte Photolithographie. Zuerst wird ein Photolack 49 durch Abscheidung gebildet und strukturiert. Die Membran mit dem Siliziumnitridfilm 44, der Siliziumschicht 41 und dem Siliziumnitridfilm 48 wird durch Plasmatrockenätzen zur Ausbildung einer Öffnung geätzt, welche sich von der obe ren Oberfläche zur unteren Oberfläche erstreckt. Die Formge bungen des Auslegerchips, die nicht die Dicke betreffen, bei spielsweise die Länge und Breite des Auslegerchips, werden durch diese Strukturierung bestimmt.

Darauffolgend wird die in dem vorhergehenden Schritt freige legte Siliziumoberfläche zur Bildung eines Siliziumdioxid filmes 50 oxidiert (Fig. 5H). Daran anschließend wird der Si liziumnitridfilm 44 auf der oberen Seite durch Plasmatroc kenätzen entfernt (Fig. 5I), und es wird anisotropes Ätzen durch Naßätzen durchgeführt. Das Ätzen wird im wesentlichen gestoppt, wenn der Siliziumnitridfilm 48 und der Siliziumdio xidfilm 50 erreicht ist, so daß nadelähnliche Abschnitte 51 mit einer tetraedrischen Struktur gemäß Fig. 5J erhalten wer den.

Schließlich wird die Siliziumdioxidschicht 42 mittels einer gepufferten Flußsäure entfernt, um Auslegerchips 30a und 30b gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung für das Abtastsondenmikroskop zu erhalten, wie es in Fig. 5K gezeigt ist.

Nachdem die Auslegerchips 30a, 30b erhalten worden sind, wird im allgemeinen die untere Oberfläche der Auslegereinrichtung mit Gold oder dergleichen bedeckt zur Bildung einer Spiegel einrichtung, um die Reflektivität von Licht des Auslegerchips und das Rauschverhältnis des Bewegungsmeßsystems zu ver größern.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt der als Start-Wafer mit der Ätzstoppschicht verwendete Wafer einen sogenannten SIMOX-(Separation by Implanted Oxy gen)-Wafer dar, der durch Implantieren von Sauerstoff in einen Silizium-Wafer hergestellt ist, oder einen Bulk-Wafer, der durch Bonden von zwei Silizium-Wafer unter Verwendung ei ner Siliziumdioxidschicht als Bondschicht erhalten wurde.

Wenn ein SIMOX-Wafer als Start-Wafer verwendet wird, ist, da die Siliziumschicht auf der oberen Seite normalerweise eine Dicke von 1 µm oder weniger aufweist, der SIMOX-Wafer selbst als der Start-Wafer außerordentlich dünn gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Somit wird Silizium epitaktisch auf dieser Siliziumschicht zur Vergröße rung der Dicke abgeschieden.

Wenn ein Bulk-Wafer als Start-Wafer verwendet ist, ist, da die Siliziumschicht auf der oberen Seite normalerweise eine Dicke von 10 µm oder mehr aufweist, der Bulk-Wafer außeror dentlich dick als Start-Wafer der vorliegenden Erfindung. So mit wird der Bulk-Wafer zur Verringerung der Dicke poliert.

Insbesondere ist die Ätzstoppschicht vorzugsweise näher an zumindest der oberen Oberfläche des Start-Wafers als zur un teren Oberfläche. Die Dicke der Siliziumschicht auf der obe ren Seite, welche durch Epitaxie oder nach Polierung erhalten wurde, wird aus einem Bereich von 1 bis etwa 30 µm und bevor zugt von etwa 1 bis 5 µm ausgewählt.

Als Material für den Auslegerchip wird bevorzugterweise ein Halbleitermaterial verwendet, repräsentiert durch Si oder eine aus Halbleitermateralien erhaltene Zusammensetzung, da der Halbleiterchip entsprechend einem Halbleiter-IC-Herstel lungsprozeß hergestellt wird. Ein durch Dotierung erhaltenes Material kann ebenfalls auf ähnliche Weise Verwendung finden.

Wenn bei dem Auslegerchip entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Membran mit einer gewünschten Dicke erhalten werden soll, kann der Ätzprozeß im Vergleich zu dem gemäß den Fig. 12 und 13 herge stellten Auslegerchip (gemäß dem Vorschlag von S. Akamine et al.) sehr leicht gestoppt werden. Als Ergebnis hiervon kann ein Auslegerchip mit gleichbleibender Qualität gemäß der Pro blemstellung dieser Erfindung hergestellt werden. Damit kann gleichzeitig eine Vielzahl von Auslegerchips mit Sondenein richtungen derselben Länge bei den distalen Enden der Ausle gereinrichtungen als ein typisches Beispiel für einen derar tigen Auslegerchip hergestellt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Auslegerchips mit Sondeneinrichtungen derselben Länge bei demselben Wafer begrenzt. Selbst wenn unterschiedliche Wafer als Start-Wafer verwendet werden, sofern die Tiefen der je weiligen Ätzstoppschichten ausgehend von den Wafer-Oberflä chen dieselben sind, können Auslegerchips mit Sondeneinrich tungen derselben Länge erhalten werden.

Als weiterer Vorteil können Auslegerchips mit Auslegereinrichtungen mit derselben Länge hergestellt werden.

Das Vorhandensein der Ätzstoppschicht beeinflußt ferner die Länge des Auslegerchips, wenn Photolithographie gemäß den Fig. 5F und 5G durchgeführt wird unter Verwendung eines Zweiseitenselbstjustierers, wobei eine Vielzahl von Ausleger chipstrukturierungen derart gebildet werden, daß sich die Auslegerchips gegenüberstehen, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. D. h., da die Fläche der zu bildenden Mem bran gesteuert werden kann, können die Auslegerchips mit ei ner gleichbleibenden Länge gebildet werden.

Da zwischen der Auslegereinrichtung und der Stützeinrichtung auf der der zu messenden Probe zugewandten Seite eine Stufe gebildet ist, wie vorstehend beschrieben, ist der Kontakt zwischen der Probe und der Stützeinrichtung verringert. Aus der Sicht dieses Vorteils ist die Dicke der Ätzstoppschicht vorzugsweise groß. Die vorliegende Erfindung ist jedoch durch diese Dicke nicht begrenzt.

Als Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

Es wurde ein Auslegerchip gemäß den Fig. 1 und 2 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt. Das Verfahren zur Herstellung entsprach dem in den Fig. 5A bis 5K dargestellten.

Als Start-Wafer wurde ein SIMOX-Wafer 40 mit einer Oberflächenorientierung von (100) verwendet. Eine Silizium schicht 41 auf der oberen Seite wurde mit einer Dicke von 3 µm durch Epitaxie eingestellt.

Nach der Reinigung des Wafers 40 wurden Siliziumnitridfilme 44 und 45 auf den beiden Oberflächen des Wafers 40 mittels eines LP-CVD-Systems gebildet (Fig. 5B). Der Siliziumnitrid film auf der unteren Oberfläche wurde teilweise durch Photo lithographie entfernt, und es wurde anisotropes Naßätzen mit Ethylendiaminpyrocatechol-Wasser (EPW) durchgeführt, unter Verwendung des verbleibenden Siliziumnitridfilmes 45 als Maske.

Die Ätzzeit wurde nicht spezifisch gesteuert. Der Wafer 40 verblieb in dem EPW während einer Ätzzeit, die für die Erhal tung der gewünschten Membrandicke benötigt wurde, welche aus einer aufgrund eines vorhergehenden Experimentes erhaltenen Ätzrate berechnet wurde. Wegen der in dem SIMOX-Wafer 40 vor handenen Siliziumdioxidschicht 42 wurde die Naßätzung durch die Schicht 42 gestoppt.

Die Siliziumdioxidschicht 42 wurde mit gepufferter Flußsäure (eine Lösungsmischung von Flußsäure und Ammoniumfluorid) ge ätzt.

Ein Siliziumnitridfilm 48 wurde mit einer Dicke von 400 nm durch LP-CVD abgeschieden. Ein dicker Photolack 49 wurde zur Bedeckung der Oberfläche des Wafers 40 gebildet und struktu riert. Daran anschließend wurde die Membran durch RIE-Plasma trockenätzen unter Verwendung eines CBrF₃-Gases unter Ausbil dung einer Öffnung geätzt, welche sich von der oberen Ober fläche bis zur unteren Oberfläche des Wafers erstreckt.

Die somit erhaltene Struktur wurde in einen Diffusionsofen zur Bildung eines Siliziumdioxidfilmes 50 auf der Silizi umoberfläche, welche durch den RIE-Prozeß freigelegt wurde, gesetzt.

Daran anschließend wurde der Siliziumnitridfilm 44 auf der oberen Seite durch Plasmatrockenätzen entfernt. Die Silizium schicht 41 wurde einem anisotropen Naßätzen durch das EPW un terzogen. Daran anschließend wurde der Siliziumdioxidfilm 42 durch eine gepufferte Flußsäure entfernt. Schließlich wurde die untere Oberfläche der Auslegereinrichtung mit Chrom und Gold durch eine Vakuumabscheidung zur Ausbildung einer Spie geleinrichtung bedeckt, womit ein Auslegerchip für das Ab tastsondermikroskop entsprechend dem ersten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Bei dem Auslegerchip des ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, welcher auf diese Weise erhalten wurde, wurden Sondeneinrichtungen mit derselben Länge bei den distalen Enden der jeweiligen Auslegereinrichtungen in den selben Wafern gebildet, und es wurde eine Vielzahl von Ausle gerchips mit gleichbleibender Qualität gleichzeitig erhalten.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausleger chips für das Abtastsondenmikroskop entsprechend einem zwei ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Auslegerchip 130 gemäß Fig. 6 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist Auslegereinrichtungen 141 und 151, Sondeneinrichtungen 142 und 152, welche bei den freien Enden der jeweiligen Ausleger einrichtungen vorgesehen sind, und eine Stützeinrichtung 137 für die Auslegereinrichtungen 141 und 151 auf. Die den Son deneinrichtungen gegenüberliegenden Oberflächen der Auslege reinrichtungen 141 und 151 bilden Spiegeleinrichtungen zur Reflexion von Licht.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht des Auslegerchips entspre chend der vorliegenden Erfindung, genommen entlang der längs weisen Richtung. Wenn der Auslegerchip der vorliegenden Er findung mit dem eingangs beschriebenen Auslegerchip (Fig. 12 und 13) verglichen wird, unterscheiden sie sich in der Form dadurch, daß zwei Paare von Auslegereinrichtungen und Sonden einrichtungen mit einer einzigen Stützeinrichtung vorgesehen sind und die beiden Sondeneinrichtungen unterschiedliche Formgebung aufweisen.

Die die jeweiligen Sondeneinrichtungen bildenden Oberflächen 143 und 153 bilden unterschiedliche Winkel zusammen mit den entsprechenden Auslegereinrichtungen 141 und 151. Sowohl die Oberflächen 143 als auch 153 haben (111)-Ebenen und definie ren einen Winkel von 70,52°. Die Sondeneinrichtung 142 weist einen kleinen Scheitelwinkel und ein großes Seitenverhältnis auf, während die Sondeneinrichtung 152 einen großen Scheitel winkel und ein kleines Seitenverhältnis aufweist.

Auf diese Weise ist bei dem Auslegerchip entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Auslegereinrichtungen mit Sondeneinrichtungen unterschiedlicher Seitenverhältnisse bei demselben Ausleger chip vorgesehen, wobei der Anwender selektiv auch eine ge wünschte Auslegereinrichtung verwenden kann.

Auf ähnliche Weise weisen beide Oberflächen 139 und 138 (111)-Ebenen auf, wenn der Start-Wafer als Bezugsgröße be trachtet wird und schneiden sich mit den entsprechenden Aus legereinrichtungen bei unterschiedlichen Winkeln.

Die Fig. 10A bis 10L zeigen ein Verfahren zur Herstellung des Auslegerchips entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 6. Fig. 8 zeigt eine Anordnung P einer Vielzahl von in einem Wafer W gebildeten Auslegerchips, und Fig. 9 stellt eine entlang der Linie IXa- O-IXb gemäß Fig. 8 genommene Schnittansicht dar.

Der Auslegerchip entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet einen Wafer 160 mit drei Schichten als Start-Wafer, wie es in Fig. 10A dargestellt ist. Eine erste Schicht 161 stellt eine monokristalline Sili ziumschicht dar mit einer Dicke von einigen bis einigen zehn µm. Eine zweite Schicht 162 stellt eine aus Siliziumdioxid hergestellte Ätzstoppschicht dar. Eine zuunterste dritte Schicht 163 stellt eine monokristalline Siliziumschicht dar. Die Oberflächenorientierung des Wafers 160 ist von einer (100)-Oberfläche bei einem Winkel von R geneigt.

Auf den beiden Oberflächen des Wafers 160 werden Siliziumnitridfilme 164 und 165 gebildet (Fig. 10B), und der Siliziumnitridfilm 165 auf der unteren Oberfläche wird teil weise durch Photolithographie entfernt. Unter Verwendung des verbleibenden Siliziumnitridfilmes 165 als Maske wird aniso tropes Ätzen durchgeführt, beispielsweise mittels einer wäß rigen Kaliumhydroxidlösung. Dabei findet die Tatsache Verwen dung, daß die Ätzrate dieses Ätzmittels in (111)-Richtung ge ringer als in Richtung einer (100)-Ebene ist, um anisotropes Ätzen durchzuführen. D. h., die durch diesen Membran herstellungsschritt gebildeten geneigten Oberflächen 176, 177, 178 und 179 gemäß Fig. 10C stellen (111)-Siliziumebenen dar.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Siliziumdioxidschicht 162 als Ätzstoppschicht in dem Wafer 160 vorhanden ist, wird die Naßätzung bei dieser Schicht 162 gestoppt (Fig. 10D). Dementsprechend werden die gemäß Fig. 10C gebildeten Stufen entfernt. Die geneigten Oberflächen 166 und 167 weisen (111)- Ebenen auf. Die Oberflächen 166 und 168 sind bei unterschied lichen Winkeln bezüglich der Wafer-Oberfläche geneigt, da ein Wafer mit einer bei einem Winkel von R bezüglich der (100)- Ebenen geneigten Orientierung als Start-Wafer verwendet wird.

Die freiliegende Siliziumdioxidschicht 162 wird durch eine gepufferte Flußsäure (eine Lösungsmischung aus Flußsäure und Ammoniumfluorid) geätzt (Fig. 10E).

Auf dem geätzten Abschnitt wird ein Siliziumnitridfilm 168 zur Erhaltung des in Fig. 10F gezeigten Zustandes abgeschie den. Da der Siliziumnitridfilm 168 schließlich als Ausleger einrichtung dient, werden die mechanischen Konstanten, wie beispielsweise die Federkonstante der Auslegereinrichtung, welche von der Dicke der Auslegereinrichtung abhängen, bei dieser Bildung des Filmes 168 bestimmt.

Die Fig. 10G und 10H zeigen eine Photolithographie, welche von der oberen Oberfläche des Wafers her durchgeführt wird. Zuerst wird ein Photolack 169 durch Bedeckung gebildet und strukturiert. Die Membran mit dem Siliziumnitridfilm 164, der Siliziumschicht 161 und dem Siliziumnitridfilm 168 wird durch Plasmatrockenätzung zur Bildung einer Öffnung geätzt, welche sich von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche er streckt. Die Formgebung des Auslegerchips, welche nicht die Dicke betreffen, also beispielsweise die Länge und die Breite des Auslegerchips, werden durch diese Strukturierung festge legt.

Darauffolgend wird die in dem vorhergehenden Schritt freige legte Siliziumoberfläche zur Bildung eines Siliziumdioxid filmes 170 oxidiert (Fig. 10I). Daran anschließend wird der Siliziumnitridfilm 164 auf der oberen Seite durch Plasmatroc kenätzen entfernt (Fig. 10J), und es wird anisotropes Ätzen durch Naßätzen durchgeführt. Das Ätzen wird im wesentlichen gestoppt, wenn der Siliziumnitridfilm 168 und der Siliziumdi oxidfilm 170 erreicht wird, so daß nadelähnliche Abschnitte 171 mit einer tetraedischen Struktur gemäß Fig. 10K erhalten werden.

Schließlich wird die Siliziumdioxidschicht 162 durch eine gepufferte Flußsäure entfernt, womit Auslegerchips 130a und 130b der vorliegenden Erfindung für das Abtastsondenmikroskop erhalten werden, wie es in Fig. 10L gezeigt ist. Obwohl diese in zwei Teile unterteilt sind, zeigt Fig. 10L Auslegerein richtungen und Sondeneinrichtungen auf den beiden Seiten ei nes einzelnen Auslegerchips. Da eine Vielzahl von Ausleger chips aus einem einzigen Wafer hergestellt wird, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, stellen die Auslegerchips 130a und 130b einen Teil von Auslegerchips dar, die benach bart zueinander angeordnet sind.

Nachdem die Auslegerchips 130a und 130b erhalten wurden, wird im allgemeinen die untere Oberfläche der Auslegereinrichtung mit Gold oder dergleichen zur Bildung einer Spiegeleinrich tung bedeckt, um die Reflexion von Licht der Oberfläche des Auslegerchips und das Rauschverhältnis des Bewegungsmeßsy stems zu verbessern.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung wird ein monokristalliner Wafer, beispielsweise ein monokristalliner Silizium-Wafer als Start-Wafer verwendet.

S. Akamine et al. stellen die eingangs beschriebenen Auslegereinrichtungen durch Verwenden von Silizium mit der (100)-Ebene her. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegen den Erfindung ein Wafer mit einer Oberflächenorientierung, welche bei einem Winkel R bezüglich der (100)-Ebene geneigt ist, falls der Wafer ein Silizium-Wafer ist, als Start-Wafer verwendet. Der Wert von R kann ein beliebiger Wert sein, so fern die Sondeneinrichtungsoberflächen 143 und 153 gemäß Fig. 6 entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren gebil det werden können. Da ein durch die (111)-Ebene und die (100)-Ebene definierter Winkel 54,74° beträgt, ist es theore tisch möglich, daß der Winkel R gleich 35,26° (=90°- 54,74°) oder weniger beträgt. Aus der Sicht der mechanischen Festigkeit jeder Sondeneinrichtung beträgt der Winkel R vor zugsweise 30° oder weniger.

Wenn Sondeneinrichtungen mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen gebildet werden sollen, sollte, um diesen Unterschied zu verdeutlichen, ein Wafer mit einem großen Win kel R verwendet werden. In diesem Fall weist der Start-Wafer, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, be vorzugterweise eine Ätzstoppschicht innerhalb des Wafers auf. Dies wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11A und 11B beschrie ben.

Die Fig. 11A und 11B zeigen Zustände während des Verfahrens mit Hilfslinien X1 bis X4, deren Funktion sogleich erläutert wird. In beiden Fällen gemäß der Fig. 11A und 11B ist ein bei einem Winkel R bezüglich der (100)-Ebene geneigter Wafer als Start-Wafer verwendet. In Fig. 11A ist ein Wafer ohne Ätz stoppschicht verwendet, und in Fig. 11B ist ein Wafer mit ei ner Ätzstoppschicht 162 verwendet.

Wenn ein Wafer ohne Ätzstoppschicht verwendet ist, wie es in Fig. 11A gezeigt ist, ist die Membran im Vergleich zur Wafer- Oberfläche geneigt, da das Ätzen zur Bildung einer Membran bei einem Punkt c weiter fortschreitet als bei einem Punkt h.

Dementsprechend ist es des weiteren schwierig, das anisotrope Naßätzen zu steuern, auch im Vergleich zum eingangs beschrie benen Fall. Wenn des weiteren das Verfahren auf diese Weise fortfährt, weist die Auslegereinrichtung des Auslegerchips auf der linken Seite eine Form auf, die durch die aufeinan derfolgenden Punkte a und b, den Punkt c und die Punkte d und e erhalten wird, und die Auslegereinrichtung des Ausleger chips auf der rechten Seite weist im wesentlichen eine Form auf, die durch die aufeinanderfolgenden Punkte f und g, den Punkt h und die Punkte i und j erhalten wird. Bei den meisten der derzeitigen AFMs wird, wenn ein Auslegerchip auf dem AFM durch Verbinden einer unteren Oberfläche, beispielsweise die zwischen den Punkten a und b gebildete Oberfläche, befestigt wird, der Auslegerchip geneigt eingestellt, um einen Kontakt des Auslegerchips mit der Probe zu vermeiden. Falls jedoch die Auslegereinrichtungen eine wie vorstehend beschriebene Formgebung aufweisen, muß der Auslegerchip weiter geneigt sein, was zu einem Problem führt.

Wenn im Gegensatz dazu der Wafer mit der Ätzstoppschicht 162 als Start-Wafer verwendet ist, wie es in Fig. 11B dargestellt ist, kann dieses Problem vermieden werden. Insbesondere wird, selbst wenn die Membran durch anisotropes Naßätzen gebildet wird, das Ätzen durch die aufgrund der Punkte C, E, F und H definierten Oberfläche gestoppt. Damit wird, selbst wenn der Prozeß fortfahren sollte, lediglich die Form oder das Seiten verhältnis der Sondeneinrichtung geändert. Als Ergebnis kann ein Auslegerchip hergestellt werden, bei dem wie bei dem ein gangs beschriebenen Fall die Auslegereinrichtungsoberfläche und die Wafer-Oberfläche parallel zueinander sind.

Als ein Wafer mit einer derartigen Ätzstoppschicht kann vorzugsweise ein SIMOX-(Separation by Implanted Oxygen-)Wa fer, welcher durch Implantieren von Sauerstoff erhalten wurde, oder ein Bulk-Wafer, welcher durch Bonden von zwei Si lizium-Wafer über eine Siliziumdioxidschicht als Bondschicht erhalten wurde, bevorzugterweise verwendet werden. Beide Wa fer weisen die Eigenschaften auf, daß Siliziumdioxid durch mo nokristallines Silizium zwischengelegt ist.

Wenn ein SIMOX-Wafer als Start-Wafer verwendet ist, ist, da die Siliziumschicht der oberen Seite normalerweise eine Dicke von 1 µm oder weniger aufweist, der SIMOX-Wafer selbst über aus dünn als Start-Wafer der vorliegenden Erfindung. Somit wird zur Vergrößerung der Dicke Silizium durch Epitaxie auf diese Siliziumschicht abgeschieden.

Wenn ein Bulk-Wafer als Start-Wafer gewählt wird, ist, da die Siliziumschicht auf der oberen Seite normalerweise eine Dicke von 10 µm oder mehr aufweist, der Bulk-Wafer außerordentlich dick als Start-Wafer der vorliegenden Erfindung. Somit wird zur Verringerung der Dicke der Bulk-Wafer poliert.

Insbesondere liegt die Ätzstoppschicht vorzugsweise näher an der zumindest der oberen Oberfläche des Start-Wafers als zur unteren Oberfläche. Die Dicke der Siliziumschicht auf der oberen Seite, welche durch Epitaxie oder nach einer Polierung erhalten wird, wird aus einem Bereich von 1 bis etwa 30 µm und vorzugsweise etwa 1 bis 5 µm ausgewählt.

Als Material für das Auslegerchip wird bevorzugtermaßen ein Halbleitermaterial, repräsentiert durch Si oder eine aus halbleitenden Materialien erhaltene Zusammensetzung, verwen det, da das Auslegerchip gemäß einem Halbleiter-IC-Halblei terverfahren hergestellt wird. Genauso gut kann auf ähnliche Weise ein durch Dotieren eines derartigen Materials erhal tenes Material verwendet werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann im Vergleich zu dem in Fig. 12 und 13 dargestellten und von S. Akamine et al. vorgeschlagenen Auslegechip ein Auslegerchip mit einer Viel zahl von Sondeneinrichtungen unterschiedlicher Seitenverhält nisse vorgesehen sein, wobei der Anwender selektiv eine Aus legereinrichtung mit einer Sondeneinrichtung mit einem pas send für eine zu messende Probe gewählten Seitenverhältnis anwenden.

Als sekundärer Effekt, der sich ergibt, wenn ein Wafer mit einer Ätzstoppschicht als Start-Wafer verwendet wird, können die Längen der Sondeneinrichtungen bei der Herstellung auf denselben Wert eingestellt werden. Die Länge der Sondenein richtung beeinflußt die Reproduzierbarkeit der Oberflächen form der Probe eines AFM-Bildes. Falls die Länge der Sonden einrichtung übermäßig lang ist, wird das auf die Sondenein richtung nach dem Empfang einer senkrecht zur axialen Rich tung der Sondeneinrichtung wirkenden Kraft angelegten Moment groß, und das AFM-Bild wird die Oberflächenform der Probe nicht korrekt wiedergeben.

Die Dicke der Membran legt letztlich die Länge der Probeneinrichtung fest. Falls kein Wafer mit einer Ätzstopp schicht verwendet wird, ist es schwierig, die Dicke der Mem bran zu steuern, wie es in Fig. 11A gezeigt ist. In diesem Fall werden Sondeneinrichtungen mit unterschiedlichen Längen in individuellen Wafern gebildet, oder, auch wenn derselbe Wafer verwendet wird, werden Sondeneinrichtungen mit unter schiedlichen Längen aufgrund der Wafer-Oberflächenverteilung der Ätzrate gebildet. Im Gegensatz hierzu, wenn ein Wafer mit einer Ätzstoppschicht verwendet ist, können, da die Dicke der Siliziumschicht auf der Ätzstoppschicht vorbestimmt ist, Son deneinrichtungen derselben Länge zumindest innerhalb dessel ben Wafers erhalten werden.

Selbst wenn eine Vielzahl von Wafern verwendet wird, können Auslegerchips mit Sondeneinrichtungen derselben Länge durch Verwenden eines Verfahrens erhalten werden, welches die Dic kensteuerung als ein Verfahren zur Bildung einer Silizium schicht zur Ausbildung einer Membran durchführen kann.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips entspre chend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung wird im folgenden anhand eines Beispieles erläutert.

Beispiel 2

Es wurde ein Auslegerchip gemäß der Fig. 6 und 7 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Aus legerchips erfolgte gemäß den Fig. 10A bis 10L.

Als Start-Wafer wurde ein SIMOX-Wafer 160 mit einer bei 14° von der (100)-Ebene geneigter Oberflächenorientierung verwen det. Eine Siliziumschicht 161 auf der oberen Seite wurde mit einer Dicke von 3 µm durch Epitaxie eingestellt.

Nach einer Reinigung des Wafers 160 wurden Siliziumnitrid filme 164 und 165 auf den beiden Oberflächen des Wafers 160 durch das LP-CVD-System gebildet (Fig. 10B). Der Siliziumni tridfilm 165 auf der unteren Oberfläche wurde teilweise ent fernt durch Photolithographie, und es wurde anisotropes Naßätzen durch Ethylendiaminpyrocatechol-Wasser (EPW) unter Verwendung des verbleibenden Siliziumnitridfilmes 165 als Maske durchgeführt.

Die Ätzzeit wurde nicht spezifisch gesteuert. Der Wafer 160 wurde in dem EPW länger als die für die Erzielung einer ge wünschten Membrandicke benötigte Ätzzeit belassen, welche auf der Grundlage einer durch ein vorhergehendes Experiment er haltenen Ätzrate berechnet wurde. Wegen dem Vorhandensein ei ner Siliziumdioxidschicht 162 in dem SIMOX-Wafer 160 wurde jedoch die Naßätzung durch die Schicht 162 gestoppt.

Die Siliziumdioxidschicht 162 wurde durch eine gepufferte Flußsäure (eine Lösungsmischung aus Flußsäure und Ammonium fluorid) geätzt.

Ein Siliziumnitridfilm 168 wurde bis zu einer Dicke von 400 nm durch LP-CVD abgeschieden. Ein dicker Photolack 169 wurde zur Bedeckung der Oberfläche des Wafers 160 gebildet und strukturiert. Daran anschließend wurde die Membran durch RIE- Plasmatrockenätzen unter Verwendung eines CBrF3-Gases zur Bildung einer Öffnung geätzt, welche sich von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche des Wavers 160 erstreckt.

Die erhaltene Struktur wurde in einen Diffusionsofen zur Bil dung eines Siliziumdioxidfilmes 170 auf der durch den RIE- Prozeß freigelegten Siliziumoberfläche gesetzt.

Daran anschließend wurde der Siliziumnitridfilm 164 auf der oberen Seite durch Plasmatrockenätzen entfernt. Die Silizium schicht 161 wurde einer anisotropen Naßätzung durch den EPW unterzogen. Daran anschließend wurde der Siliziumdioxidfilm 162 durch eine gepufferte Flußsäure entfernt. Schließlich wurde die untere Oberfläche der Auslegereinrichtung mit Chrom und Gold durch eine Vakuumabscheidung bedeckt, um eine Spie geleinrichtung zu erhalten, wodurch ein Auslegerchip für das Abtastsondenmikroskop entsprechend dem zweiten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

Bei dem Auslegerchip des zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, welcher auf diese Weise erhalten wurde, wurden Sondeneinrichtungen mit derselben Länge bei den distalen Enden der jeweiligen Auslegereinrichtungen in dem selben Wafer gebildet. Des weiteren wurden Sondeneinrichtungen mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen auf den beiden Sei ten des Auslegerchips gebildet, um der Neigung der Start-Wa fer-Oberfläche Rechnung zu tragen.

Fig. 15 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausleger chip für ein Abtastmikroskop entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ein Auslegerchip 60 gemäß Fig. 15 entsprechend der vorliegen den Erfindung weist eine Auslegereinrichtung 60, eine bei dem freien Ende des Auslegerchips 60 vorgesehene Sondeneinrich tung 62 und eine Stützeinrichtung 63 des Auslegerchips 60 auf. Eine Oberfläche der Auslegereinrichtung 61, gegenüber liegend derjenigen, wo die Sondeneinrichtung 62 vorgesehen ist, bildet eine Spiegeleinrichtung 64 für die Reflektion von Licht. Die Sondeneinrichtung 64 ist wie bei dem eingangs be schriebenen Auslegerchip (Fig. 12 und 13) tetraedrisch ge formt. Dementsprechend ist das distale Ende der Sondenein richtung 64 sehr scharf.

Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht des Auslegerchips gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ge nommen entlang der längsweisen Richtung bei einem mittigen Abschnitt. Die Auslegereinrichtung 61 ist aus Silizium herge stellt, welches mit Bor (B) hochdotiert ist, und die Sonden einrichtung 62 ist aus einem nichtdotierten Silizium herge stellt. Die Stützeinrichtung 63 ist aus einem nichtdotierten Silizium hergestellt, und ein ausgedehnter Abschnitt der Aus legereinrichtung 61, d. h. eine aus Silizium hergestellte Schicht, welche mit Bor (B) hochdotiert ist, ist auf einer Oberfläche der Stützeinrichtung 63 gebildet.

Wenn die Auslegereinrichtung 61, welche aus mit Bor hochdo tiertem Silizium hergestellt ist, dünn ist, wird Licht uner wünschterweise hierdurch übertragen, und es wird ein ausrei chender Reflexionsgrad bei der Verwendung eines optischen Verschiebungsdetektors, der normalerweise für die AFM-Messung verwendet wird, nicht erhalten. Die Spiegeleinrichtung 64 ist in solch einem Fall durch Bedecken der Auslegereinrichtung 61 mit beispielsweise Gold ausgebildet. Falls ein ausreichender Reflexionsgrad auch ohne diese Bedeckung erhalten werden kann, kann die Deckschicht auch weggelassen werden.

In Fig. 17A bis 17I zeigen die Schritte der Herstellung des Auslegerchips entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Herstellungsschritte für die sen Auslegerchip werden im weiteren durch Beispiele erläu tert.

Beispiel 3

Ein Start-Wafer 70 des dritten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung weist eine Siliziumschicht 72 auf welche mit Bor (B) hochdotiert ist (10¹⁸ Ionen/cm³), wie es in Fig. 17C dargestellt ist. Nichtdotierte Siliziumschichten 71 und 73, von denen jede eine Oberflächenorientiete von etwa (100) aufweist, sind auf den oberen und unteren Oberflä chen der Siliziumschicht 72 gebildet.

Um den Start-Wafer 70 auszubilden, wird ein normale Sili zium-Wafer 69 mit einer Oberflächenorientierung von (100) und einer Dicke von 525 µm verwendet (Fig. 17A), und es wird Bor (B) in die Hauptoberfläche implantiert, wodurch Bor-dotierte und nichtdotierte Schichten 72 und 73 (Fig. 17B) gebildet werden. Bor wird beispielsweise durch Ionenimplantation do tiert, und die Dicke der Schicht 72 wird auf etwa 600 nm ein gestellt.

Die Schichten 72 und 73 werden einer Wärmebehandlung unterzo gen, und es wird eine Siliziumschicht auf der Schicht 72 durch Epitaxie bis zu einer Dicke von etwa 5 µm gebildet, wo durch die nichtdotierte Schicht 71 (Fig. 14C) gebildet wird. Als Ergebnis ist der Start-Wafer vervollständigt.

Ein Photolack 74 wird auf die Schicht 71 durch Bedeckung zur Ausbildung einer wesentlichen triangularen Auslegerform ge bildet und strukturiert. Es wird eine reaktive Ionenätzung (RIE) unter Verwendung eines SF₆ + C₂BrF₅-Gases verwendet, um die Schichten 71 und 72 im wesentlichen vertikal zu ätzen, bis die Oberfläche der Schicht 73 freiliegt, wodurch eine Öffnung 75 gebildet ist (Fig. 17D).

Der Photolack 74 wird entfernt, und die Siliziumoxidfilme 76 und 77 werden auf der oberen Oberfläche (einschließlich der inneren Oberfläche der Öffnung) und der unteren Oberfläche jeweils gebildet der sich ergebenden Struktur durch Unterzie hen einer Wärmebehandlung (Fig. 17E). Ein SOG-Film 78 wird auf dem Oxidfilm 76 durch Spin-Bedeckung gebildet und plana risiert (Fig. 17F). Der SOG-Film 78 ist hauptsächlich aus Si liziumoxid nach Härtung hergestellt.

Es wird eine Plasmatrockenätzung zur Ätzung der Oxidfilme 76 und des SOG-Filmes 78 auf der oberen Oberfläche durchgeführt, während Abschnitte des Oxidfilmes 76 und des SOG-Films 78, die in der Öffnung 75 vorhanden sind, stehengelassen werden. Gleichzeitig wird der Oxidfilm 77 auf der unteren Oberfläche zur Bildung einer rechteckigen Öffnung 79 strukturiert (Fig. 17G).

Die nichtdotierten Siliziumschichten 71 und 73 auf der oberen und unteren Seite werden geätzt entsprechend einer anisotro pen Naßätzung unter Verwendung einer wäßrigen Kaliumhydroxid lösung. Dabei dient die mit Bor (B) hochdotierte Silizium schicht 72 und der Oxidfilm 76 als eine Stoppschicht auf der oberen Seite gegen Ätzung aufgrund der wäßrigen Kaliumhydro xidlösung zur Bildung von tetraedrischen nadelähnlichen Ab schnitten 81, wie es in Fig. 17H gezeigt ist. Der Oxidfilm 77 dient als Maske auf der unteren Seite, und die Silizium schicht 72 und der Oxidfilm 76 dienen als Ätzstoppschicht, so daß eine Membran 82 gemäß Fig. 17H gebildet wird.

Schließlich werden die verbleibenden Abschnitte des Oxid filmes 76 und des SOG-Filmes 78 mit einer gepufferten Fluß säure entfernt, wodurch Auslegerchips 60a und 60b für das Ab tastsondenmikroskop entsprechend dem dritten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 17I gezeigt ist, erhalten werden.

Wenn die Schritte der Bildung der Membran als letzte Schritte in dem gesamten Prozeß durchgeführt werden, wie bei dem Bei spiel 3, kann ein Wafer-Bruch während des Herstellungsverfah rens vermieden werden und somit die Ausbeute für das Ausle gerchip vergrößert werden.

Nachdem Bor hochdotiert ist, wenn eine Siliziumschicht durch Epitaxie gebildet ist, wird Bor, da der Dampfdruck im allge meinen hoch ist, in der Siliziumschicht 71 während ihrer Her stellung durch einen Mechanismus des sog. Autoinduktierens geholt. Als Ergebnis wird Bor zur Oberfläche der Struktur hin verteilt, und die Ätzstopp-Position weicht zur Oberflächen seite der Struktur hin ab. Unter Berücksichtigung dieser Tat sache weist die durch Epitaxie gebildete Siliziumschicht 71 vorzugsweise eine Dicke von etwa 1 µm oder mehr auf, um die Sondenlänge aufrechtzuerhalten. Obwohl die Borkonzentration der Siliziumschicht 72 etwa 10¹⁸ Ionen/cm³ oder mehr beträgt, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht begrenzt.

Die Siliziumschichten 71 und 73 auf den oberen und unteren Seiten der Bordotierten Schicht 72 können Schichten darstel len, welche mit Bor von weniger als 10¹⁸ Ionen/cm³ dotiert sind, oder Schichten mit einer n-Leitfähigkeit.

Wenn die in Fig. 17E gezeigten Oxidfilme 76 und 77 bei einer geringen Temperatur von 950°C gebildet werden, kann die Sonde scharf ausgebildet werden. Da zusätzlich eine Niedertemperaturwärmebehandlung bei etwa 950°C die Bordiffu sion nicht erheblich beeinflußt, stellt dies bevorzugt ein Verfahren zur Bildung eines Oxidfilmes dar. Anstelle der Oxidfilme 76 und 77 können auch Siliziumnitridfilme verwendet werden. In diesem Fall wird die Entfernung des Oxidfilmes durch Flußsäure durch eine Entfernung des Nitridfilmes durch eine heiße Phosphorsäure ersetzt. Anstelle des SOG, welcher in dem in Fig. 17F gezeigten Schritt verwendet ist, kann ein anderes Material verwendbar sein, beispielsweise ein Photo lack, der bei einer niedrigeren Temperatur härtet.

Beispiel 4

Da bei dem obig beschriebenen Beispiel 3 die Bordotierte Si liziumschicht 72 durch Ionenimplantation gebildet ist, weist die Dicke der Auslegereinrichtung 61 eine Dicke von 600 nm auf. Um jedoch gemäß dem Beispiel 4 eine dickere Auslegerein richtung herzustellen, wird ein Start-Wafer mit einer 12 µm dicken Bordotierten Siliziumschicht 72 verwendet.

Ein normaler Silizium-Wafer 69 mit einer Oberflächenorientie rung von (100) und einer Dicke von 525 µm wird verwendet (Fig. 17A), und es wird ein Borfilm (B-Typ, erhältlich von Emulsitone Co.) als Hochkonzentrationsbor-Diffusionsquelle auf der Hauptoberfläche des Wafers durch Spin-Bedeckung ge bildet. Daran anschließend wird der Wafer bei 1190°C für 50 h einer Wärmebehandlung unterzogen zur Bildung der mit Bor hochdotierten Siliziumschicht 72. Eine Siliziumschicht wird auf der Schicht 72 durch Epitaxie gebildet, wodurch der Start-Wafer 70 vervollständigt wird.

Durch die Verwendung des somit vervollständigten Start-Wafers 70 wird ein Auslegerchip entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 15 hergestellt, wobei im wesentlichen dieselben Prozeßschritte wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel 3 verfolgt wer den. Obwohl der Photolack 74 als Maske bei dem Beispiel 3 zur Bildung der Öffnung 75 durch RIE verwendet wird, wird bei dem Beispiel 4 eine Metallmaske aus Nickel verwendet.

Entsprechend dem Beispiel 4 wird ein Auslegerchip für das Abtastsondenmikroskop mit einer Auslegereinrichtung 61 mit einer Dicke von 10 µm oder mehr und einer sehr großen Feder konstanten vorgesehen.

Claims

1. Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop, welcher aufweist:
eine Auslegereinrichtung (31);
eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung ge bildete Sondeneinrichtung (32); und
eine Stützeinrichtung (33) zum Stützen eines benachbar ten Endes der Auslegereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Stufe gebildet ist zwischen der Auslegereinrich tung (31) und der Stützeinrichtung (33) derart, daß die Stützeinrichtung von einer Oberfläche der Auslegerein richtung auf der Seite der Bildung der Sondeneinrich tung zurückgesetzt ist.

2. Auslegerchip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondeneinrichtung (32) und die Stützeinrichtung (33) aus einem monokristallinen Halbleiter oder einem Material, welches einen monokristallinen Halbleiter als Hauptkomponente enthält, hergestellt sind.

3. Auslegerchip nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondeneinrichtung (32) und die Stützeinrichtung (33) aus Silizium hergestellt sind.

4. Auslegerchip für ein Abtastsondenmikroskop, welcher aufweist:
eine erste und eine zweite Auslegereinrichtung (141, 151);
eine erste und eine zweite Sondeneinrichtung (142, 152), welche jeweils bei den freien Enden der ersten und zweiten Auslegereinrichtung gebildet sind; und
eine Stützeinrichtung (137) zum Stützen von benachbar ten Enden der ersten und der zweiten Auslegereinrich tung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Sondeneinrichtung (142, 152) unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen.

5. Auslegerchip nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondeneinrichtungen (142, 152) und die Stütz einrichtung (137) aus einem monokristallinen Halbleiter oder einem Material, welches einen monokristallinen Halbleiter als Hauptkomponente aufweist, hergestellt sind.

6. Auslegerchip nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondeneinrichtungen (142, 152) und die Stütz einrichtung (137) aus Silizium hergestellt sind.

7. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop, wobei jeder der Auslegerchips aufweist:
eine Auslegereinrichtung (31),
eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung (31) gebildete Sondeneinrichtung (32), und
eine Stützeinrichtung (33) zum Stützen eines benachbar ten Endes der Auslegereinrichtung,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorsehen eines Start-Wafers, wobei der Start-Wafer eine Ätzstoppschicht (42), eine mit einer oberen Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete erste Halbleiterschicht (41) und eine mit einer unteren Oberfläche der Ätz stoppschicht gebondete zweite Halbleiterschicht (43) aufweist,
Ätzen eines Teiles der zweiten Halbleiterschicht (43) des Wafers, bis die Ätzstoppschicht (42) erreicht ist und Verringern der Dicke eines Abschnittes des Wafers entsprechend dem geätzten Abschnitt zur Herstellung ei ner Membran;
Ätzen und Entfernen eines freiliegenden Teiles der Ätzstoppschicht (42);
Abscheiden eines Konstituenten-Materials der Auslegereinrichtung auf einem freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht (41), welche durch Entfer nen eines Teiles der Ätzstoppschicht freiliegt, und ei nes Teiles der zweiten Halbleiterschicht (46, 47) auf dessen zwei Seiten, wodurch eine prospektive Ausleger einrichtungsschicht (48) gebildet wird,
Strukturieren eines Teiles einer resultierenden Struk tur zur Bildung einer Öffnung, welche sich durch die Membran erstreckt;
Oxidieren eines Oberflächenabschnittes der zweiten Halbleiterschicht, welche in der Öffnung zur Bildung eines Oxidfilmes (50) freiliegt;
Ätzen der ersten Halbleiterschicht (41), bis das Ätzen gestoppt wird durch die prospektive Auslegereinrichtungsschicht (48) und den Oxidfilm (50), wodurch ein nadelähnlicher Abschnitt (51) auf der pro spektivenn Auslegereinrichtungsschicht gebildet wird; und
Entfernen des Oxidfilmes (50).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (43) eine Dicke aufweist, welche größer ist als diejenige der ersten Halbleiter schicht (41).

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Halbleiterschicht (41, 43) aus monokristallinen Schichten oder dotierten monokristal linen Schichten hergestellt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Halbleiterschicht (41, 43) aus Silizium hergestellt sind und die Ätzstoppschicht aus einem Siliziumoxid hergestellt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Halbleiterschicht (161) aus einer monokri stallinen Schicht oder einer dotierten monokristallinen Schicht hergestellt ist und eine Oberflächenorientie rung der ersten Halbleiterschicht von einer (100)-Ebene geneigt ist; und
der somit hergestellte Auslegerchip aufweist:
eine erste und eine zweite Auslegereinrichtung (141, 151);
eine erste und eine zweite Sondeneinrichtung (142, 152), welche jeweils bei freien Enden der ersten und
der zweiten Auslegereinrichtung gebildet sind, und
eine einzelne Stützeinrichtung (137) zum Stützen der benachbarten Enden der ersten und der zweiten Ausleger einrichtung, wobei
die erste und die zweite Sondeneinrichtung (142, 152) unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Oberflächenorientierung nicht größer als 30° beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (163) aus einer monokri stallinen Schicht oder einer dotierten monokristallinen Schicht hergestellt ist und dieselbe Oberflächenorien tierung aufweist wie diejenige der ersten Halbleiter schicht (161).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht (163) eine Dicke aufweist, die größer ist als diejenige der ersten Halbleiter schicht (161).

15. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop, wobei jeder der Auslegerchips aufweist:
eine Auslegereinrichtung (61),
eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung (61) gebildete Sondeneinrichtung (62) und
eine Stützeinrichtung (63) zum Stützen eines benachbar ten Endes der Auslegereinrichtung,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorsehen eines Start-Wafers, wobei der Start-Wafer eine Ätzstoppschicht (72), eine mit einer oberen Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete erste Halbleiterschicht (71) und eine mit einer unteren Oberfläche der Ätz stoppschicht gebondete zweite Halbleiterschicht (73) aufweist;
Ätzen eines Teiles der ersten Halbleiterschicht (71) und eines Teiles der Ätzstoppschicht (72) des Wafers von einer unteren Oberfläche her, bis die zweite Halb leiterschicht (73) erreicht wird, wodurch eine Öffnung (75) gebildet wird, die sich über die erste Halbleiter schicht und die Ätzstoppschicht erstreckt;
Bilden eines Oxidfilmes (76) auf Oberflächen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht (71, 73), welche in nerhalb und außerhalb der Öffnung (75) freiliegen;
Entfernen des Oxidfilmes (76) außer für denjenigen Teil davon, der in der Öffnung (75) gebildet ist;
Ätzen eines Teiles der zweiten Halbleiterschicht (73) von einer unteren Oberfläche, bis die Ätzstoppschicht (72) erreicht ist, um die Dicke eines Abschnittes des Wafers entsprechend der Öffnung (75) zu verringern, wo durch eine Membran hergestellt wird;
Ätzen der ersten Halbleiterschicht (71), bis das Ätzen durch die Ätzstoppschicht (72) und den Oxidfilm (76) gestoppt wird, wodurch auf der Ätzstoppschicht ein na delähnlicher Abschnitt (81) gebildet wird; und
Entfernen des Oxidfilmes (76).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Halbleiterschicht (71, 73) aus monokristallinen Schichten hergestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Halbleiterschicht (71, 73) aus Silizium hergestellt wird und die Ätzstoppschicht (72) aus mit Bor dotiertem Silizium hergestellt wird.

18. Verfahren zur Herstellung eines Auslegerchips für ein Abtastsondenmikroskop, wobei der Auslegerchip aufweist:
eine Auslegereinrichtung (31);
eine bei einem freien Ende der Auslegereinrichtung (31) gebildete Sondeneinrichtung (32), und
eine Stützeinrichtung (32) zum Stützen eines benachbar ten Endes der Auslegereinrichtung,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorsehen eines Start-Wafers, wobei der Start-Wafer eine Ätzstoppschicht (42), eine mit einer oberen Oberfläche der Ätzstoppschicht gebondete erste Halbleiterschicht (41) und eine mit einer unteren Oberfläche der Ätz stoppschicht gebondete zweite Halbleiterschicht (43) aufweist; und
Bilden des Auslegerchips durch Anwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens, um den Start-Wafer zu prozessieren.