发明名称 原子力显微镜探针装置及其制造方法
摘要 一种原子力显微镜探针装置,其包括:一探针座;一固定于探针座之悬臂,其具有至少一可设置针尖之末端;及,设置于该悬臂末端用作针尖的碳纳米管。其中,该探针悬臂末端的顶部形成有一具孔洞的平面,该碳纳米管由该孔洞基本垂直在该平面长出。本发明还提供上述原子力显微镜探针装置的制造方法。本发明采用X光深刻电铸模造制程处理需设置奈米碳管针尖之原子力显微镜探针悬臂,解决先前技术之用作原子力显微镜探针针尖奈米碳管之取向性低之问题。
申请公布号 TWI252913 申请公布日期 2006.04.11
申请号 TW093105381 申请日期 2004.03.02
申请人 鸿海精密工业股份有限公司 发明人 宋长志
分类号 G01N13/16 主分类号 G01N13/16
代理机构 代理人
主权项 1.一种原子力显微镜探针装置,其包括: 一探针座; 一固定于探针座之悬臂,其具有至少一可设置针尖 之末端;及 设置于该悬臂末端用作针尖之奈米碳管, 其中,该探针悬臂末端之顶部形成有一具孔洞之平 面,该奈米碳管系由该孔洞基本垂直于该平面长出 。 2.如申请专利范围第1项所述之原子力显微镜探针 装置,其中,所述之孔洞之孔径为20-100奈米。 3.如申请专利范围第1项所述之原子力显微镜探针 装置,其中,所述之悬臂系由氮化矽制成。 4.一种原子力显微镜探针装置之制造方法,其包括 步骤: 提供一具至少一需设置针尖之末端之原子力显微 镜悬臂; 于该末端之顶部形成一平面; 采用X光深刻电铸模造制程于该平面形成一孔洞; 采用化学气相沈积法于该孔洞生长出与该平面基 本垂直以用作针尖之奈米碳管。 5.如申请专利范围第4项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,采用切割打磨方法于该末 端之顶部形成一平面。 6.如申请专利范围第4项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,所述之X光深刻电铸模造制 程包括步骤: 于该平面形成具预定图案之光阻材料层; 蚀刻该平面以使其形成与光阻材料层相应之预定 图案; 去除光阻材料层。 7.如申请专利范围第6项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,所述之蚀刻基底表面之步 骤系采用反应性离子蚀刻法进行。 8.如申请专利范围第6项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,所述之具预定图案之光阻 材料层之形成方法包括步骤: 提供一设置有预定图案之光罩; 于该平面形成一光阻材料层; 将光罩置于光阻材料层上并于X光中曝露一定时间 ; 采用处理液使光阻材料层显现预定图案。 9.如申请专利范围第4项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,所述之孔洞之孔径为20-100 奈米。 10.如申请专利范围第4项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,所述之采用化学气相沈积 法于该孔洞生长出与该平面基本垂直之奈米碳管 之步骤包括步骤: 于该平面沈积催化剂; 提供一碳源气,并使其于预定温度与催化剂接触使 得奈米碳管由孔洞中基本垂直于该平面长出。 11.如申请专利范围第10项所述之原子力显微镜探 针装置之制造方法,其中,催化剂仅分布于顶部之 孔洞中。 12.如申请专利范围第10项所述之原子力显微镜探 针装置之制造方法,其中,所述之预定温度为550-1000 ℃。 13.如申请专利范围第10项所述之原子力显微镜探 针装置之制造方法,其中,所述之碳源气选自乙炔 、甲烷和乙烯。 14.如申请专利范围第10项所述之原子力显微镜探 针装置之制造方法,其中,可用电子束蒸镀、溅射 或涂敷等方法将催化剂沈积于该平面。 15.如申请专利范围第10项所述之原子力显微镜探 针装置之制造方法,其中,所述之催化剂系选自铁 、钴、镍及其氧化物的一种或多种物质。 16.如申请专利范围第4项所述之原子力显微镜探针 装置之制造方法,其中,该制造方法可进一步包括 将所得之探针悬臂固定于AFM之探针座之步骤。 图式简单说明: 第一图系本发明之AFM探针装置之示意图; 第二图系本发明之制造上述AFM探针装置之方法之 流程示意图; 第三图系本发明提供之LIGA制程于平面57'形成孔洞 58'之流程示意图; 第四图系本发明提供之化学气相沈积法于孔洞58' 生长奈米碳管之流程示意图。
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