(57)【要約】【課題】フォトマスク修正における耐磨耗性、機械的強度に優れ、突起のみがダイヤモンドでレバー部はダイヤモンド以外の材料のプローブや、ダイヤモンドでコーティングされたプローブに比べて高寿命であり、かつ先端が先鋭なダイヤモンドプローブの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、シリコン基板１主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜２を成膜する成膜工程と、該気相合成ダイヤモンド膜２をレーザーによって外形を切り出す外形工程と、切り出した気相合成ダイヤモンド膜２に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程を経ることを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法である。【選択図】図１
2008008697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、
成膜された該気相合成ダイヤモンド膜よりレーザー加工によって外形を切り出す外形工程と、
切り出された気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、
を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項２】
シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、
成膜された該気相合成ダイヤモンド膜より反応性化学ドライエッチングによって外形を切り出す外形工程と、
切り出された気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、
を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項３】
シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、
当該気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、
当該突起の形成された気相合成ダイヤモンド膜よりレーザー加工又は反応性化学ドライエッチングによって外形を切り出す外形工程と、
を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項４】
前記反応性化学ドライエッチングによって外形工程又は＼及び突起工程に使用するマスク材料が、ＳｉＯ2、Ａｌ又はＳｉＯ2とＡｌを用いた二重マスクであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載のダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項５】
前記気相合成ダイヤモンド膜主面部に突起形成用ＳｉＯ2マスクをパターニングし、
さらに外形形成用Ａｌマスクを突起形成用ＳｉＯ2マスクパターンの上にパターニングし
、
反応性化学ドライエッチングによって外形形成用Ａｌマスクパターンによって気相合成ダイヤモンド膜の外形を切り出す外形工程を経た後に、
続けて突起工程を連続的に行うことを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項６】
前記外形工程後に外形形成用Ａｌマスクパターンが残存していた場合に、該外形形成用Ａｌマスクパターンを溶解除去することを特徴とする請求項４又は５に記載されたダイヤモンドプローブの製造方法。
【請求項７】
シリコン基板主面部に作製されたダイヤモンドプローブをシリコン基板より取り外すためにシリコン基板をフッ硝酸で溶解する自立工程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載されたダイヤモンドプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相合成ダイヤモンドを用いたダイヤモンドプローブの製造方法に関し、フォトマスク上の位相シフト用溝形成、フォトマスクリペア、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、触針式粗さ計などに好適な小型または大型のダイヤモンドプローブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術としては通常、フォトリソグラフィーの技術が知られている。このフォトリソグラフィー技術とはレジストを塗布した基材の主面部にフォトマスクを配置し、レジストを感光させ、パターンを形成、現像する。微細化が進むにつれて細いパターンを解像しようとする技術が必要となってきた。そのため、超解像技術の１つとしてフォトマスクのパターンに沿って極微細な溝を形成することで位相シフトによる極微細パターンを露光によって得ることができる。
【０００３】
上述の溝の修正には現在のところ集束イオンビーム（ＦＩＢ）のような化学的加工法や、プローブを使用した機械的加工法が用いられている。
ＦＩＢのような化学的加工法では、液体金属イオン源から放出されるイオンビームを収束するために複雑な光学系を構築し、また、修正するフォトマスクのパターンのサイズによって照射量や絞りも最適化する必要がある（特許文献１参照）。
【０００４】
機械加工法では微細なマスクパターンであっても修正が可能で、マスク表面にイオン照射におけるダメージを与えることなく、かつ装置自体も比較的単純な構造で大型化せず、作業も比較的単純である。
しかし、機械加工法に用いられるプローブは、プローブ部分の一部のみにダイヤモンドを使用し、それ以外の部分及びレバー部分には石英などを使用した形状が一般的であるが、このようなプローブでは使用頻度や機械的強度に満足できていないのが現状である（特許文献２参照）。
【０００５】
また、モールド法によってプローブ部分及びレバー部分の表面のみをダイヤモンドで形成する方法では、プローブ先端径、先端角度が大きくなる欠点がある（特許文献３参照）。
また、プローブ部分とレバー部分が共にダイヤモンド以外の材料によって形成されたプローブでは、ダイヤモンドに比べ耐摩耗性、機械的強度に劣っている（特許文献４、５参照）。
【０００６】
また、プローブ部分の形成において、５μｍ以上のプローブ高さとプローブ先端の先鋭化技術を両立させることは技術的に困難であった。反応性化学ドライエッチング法を用いてプローブ形成をする場合、プローブ高さを稼ぐためにはマスクパターンを大きくする必要があるが、それではプローブ底面が広くなりプローブ先端径が大きくなってしまう。また、プローブ先端径を小さくするためにマスクパターンを小さくするとプローブ高さを稼ぐことができないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１２３８４２
【特許文献２】特開平０６−１５１３９２
【特許文献３】特開２００１−６２７９１
【特許文献４】特開平４−２３１８１１
【特許文献５】特開２００４−３１８０９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のプローブはプローブ先端径が大きく、またプローブ長が短く上記のようなフォトマスクを修正する際に先鋭なエッジを得ることができず、高い加工精度が得られなかった。
また、ダイヤモンド以外の材料では耐摩耗性が低いためプローブの寿命が短く、１つのプローブ針で微細な溝を大量に修正することはできなかった。
本発明では、膨大な時間とコストを要するフォトマスク作製において、フォトマスクのパターンに１箇所、または数箇所程度の欠陥が存在する場合、また、位相シフト用の溝の修正に対して新規にフォトマスクを再作製することなく、低コストで短時間のうちにフォトマスクの修正を簡単かつ高精度に行うことができるプローブを提供することにある。
また、高い加工精度を得るためにプローブ先端径、角度をこれまでになく小さくし、かつプローブ高さを５μｍ以上にし、かつプローブとレバー部分（以下、「外形」と称する。）をダイヤモンド一体型にすることで耐磨耗性、機械的強度に優れたプローブを作製することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明は次の（１）〜（７）の態様を有する。
（１）本発明は、シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、成膜された該気相合成ダイヤモンド膜よりレーザー加工によって外形を切り出す外形工程と、切り出された気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１０】
（２）本発明は、シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、成膜された該気相合成ダイヤモンド膜より反応性化学ドライエッチングによって外形を切り出す外形工程と、切り出された気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１１】
（３）本発明は、シリコン基板主面部に気相合成法によって気相合成ダイヤモンド膜を成膜する成膜工程と、当該気相合成ダイヤモンド膜に反応性化学ドライエッチングによって突起を形成する突起工程と、当該突起の形成された気相合成ダイヤモンド膜よりレーザー加工又は反応性化学ドライエッチングによって外形を切り出す外形工程と、を有することを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１２】
（４）本発明は、前記反応性化学ドライエッチングによって外形工程又は＼及び突起工程に使用するマスク材料が、ＳｉＯ2、Ａｌ又はＳｉＯ2とＡｌを用いた二重マスクであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一に記載のダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１３】
（５）本発明は、前記気相合成ダイヤモンド膜主面部に突起形成用ＳｉＯ2マスクをパタ
ーニングし、さらに外形形成用Ａｌマスクを突起形成用ＳｉＯ2マスクパターンの上にパ
ターニングし、反応性化学ドライエッチングによって外形形成用Ａｌマスクパターンによって気相合成ダイヤモンド膜の外形を切り出す外形工程を経た後に、続けて突起工程を連続的に行うことを特徴とするダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１４】
（６）本発明は、前記外形工程後に外形形成用Ａｌマスクパターンが残存していた場合に該外形形成用Ａｌマスクパターンを溶解除去することを特徴とする上記（４）又は（５）に記載されたダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１５】
（７）本発明は、シリコン基板主面部に作製されたダイヤモンドプローブをシリコン基板より取り外すためにシリコン基板をフッ硝酸で溶解する自立工程を有することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか一に記載されたダイヤモンドプローブの製造方法である。
【００１６】
以下、本発明に係るダイヤモンドプローブの製造方法について詳細に説明する。
本発明はダイヤモンドプローブの製造方法であって、単結晶Ｓｉ基板の主面部に気相合成ダイヤモンドを成膜し、ダイヤモンドプローブの外形を形成するときにレーザー切断することで短時間のうちに加工することができる。または外形を形成するときには反応性化学ドライエッチング法を採用しても良い。これにより外形の側面部を平滑かつ均一な形状にすることができる。
【００１７】
さらに、反応性化学ドライエッチングの場合は、マスク材料を変えることで外形加工の側面部の垂直度を変更できるので好ましい。たとえば、Ａｌ金属マスクならほぼ垂直に気相合成ダイヤモンド膜をエッチングでき、ＳｉＯ2マスクなら外形主面部の面積より外形
下面部の面積の方が大きくなるように角度（テーパー）をもってエッチングすることができる。
【００１８】
これにより、外形主面部に形成されたプローブが修正しようとするフォトマスクの光位相パターンへのアプローチの際に、外形側面部が垂直に加工された場合にくらべて、外形主面部と外形側面部の角によって修正を阻害されることがなくなる。また、フォトマスク修正の際に、プローブを含む外形部分を傾けて使用することが可能となる。
【００１９】
外形の形成後に突起を加工するときにはマスク材としてＡｌを使用することが好ましく、より好ましくはＳｉＯ2、さらにより好ましくはＳｉＯ2とＡｌの２重マスクを使用する。ＳｉＯ2マスクを使用することで突起の形状がより均一となる。さらに突起の高さを高
くするためにはＳｉＯ2膜を厚くする必要があり、ＳｉＯ2膜のパターニングにＡｌマスクを使用し、反応性化学ドライエッチング法を採用することで厚いＳｉＯ2マスクパターン
が形成される。これにより、突起の形状を均一かつ高くすることができる。
【００２０】
また、上記の工程では外形工程を先に、突起工程を後に行ってきたが、突起工程を先に、外形工程を後にしても同様のダイヤモンドプローブを得ることができる。
突起工程を先にし、外形工程（レーザーカット）が後になる場合、レーザー加工の飛散物が突起先端に飛び散らないように突起をＳｉＯ2あるいはＡｌやレジストでコーティン
グしておく必要がある。工程数が増えるので、コストがかかり難しくなるが、精度が高く、交差の要求される時には特に有効である。
【００２１】
また、例えば、突起工程を先にして反応性化学ドライエッチング法を用いて外形工程を後に行う場合、突起先端をエッチングから保護し、かつ気相合成ダイヤモンド膜を加工するためにＳｉＯ2またはＡｌ、レジストを外形工程を先に行う場合よりも厚く成膜、コー
ティングする必要がある。この場合、工程数は増加しないが、成膜時間が長くなり一工程に要する時間が若干長くなる。しかし、生産工程において外形工程がボトルネックとなっていた場合に、突起工程を先に行うことで生産効率を上げることができる。
【００２２】
また、外形工程が先で、突起工程が後の場合、突起を保護する工程がなくて済むが、レジストコートが困難になり、厚さ均一性が劣り、突起高さに精度が出なくなる。そこで、低粘度のレジストを使用することで外形主面部に均一なレジストコートが容易にでき、均一かつ高精度の突起が加工できる。
【００２３】
また、気相合成ダイヤモンド膜主面部にまず突起の加工用にＳｉＯ2マスクパターンを
形成し、その上に外形の加工用にＡｌマスクパターンを形成し、反応性化学ドライエッチング法を用いて外形と突起を連続的に加工することが好ましい。これにより工程の短縮化、かつ量産の効率化を図ることができる。
【００２４】
例えば、外形工程と突起工程を行う場合には、それぞれの工程でＡｌまたはＳｉＯ2の
成膜、レジストコート、反応性化学ドライエッチングの３つの小工程が必要になる。しかし、外形工程と突起工程に使用するマスク材料を異なるものとし、例えば気相合成ダイヤモンド膜主面部にあらかじめ突起加工用ＳｉＯ2マスクパターンを形成し、その上に外形
加工用Ａｌマスクパターンを形成しておけば、２回行っていた反応性化学ドライエッチングの小工程を１回に短縮することができる。
すなわち、気相合成ダイヤモンド膜主面部に突起形成用ＳｉＯ2マスクをパターニング
した後に外形部形成用Ａｌマスクを突起形成用ＳｉＯ2マスクの上にパターニングし、反
応性化学ドライエッチングによって最初に外形の切り出しとして外形Ａｌマスクによって気相合成ダイヤモンド膜を外形加工する。この外形工程の後に、外形Ａｌマスクが消失している場合には、突起形成用ＳｉＯ2マスクが現れるために、続けて突起工程を連続的に
行うことができる。また、外形Ａｌマスクが残存していた場合には、Ａｌを溶解除去し、突起形成用ＳｉＯ2マスクが出現した後に、突起工程を行い、シリコン基板主面部に作製
されたプローブをシリコン基板より取り外すためにシリコン基板をフッ硝酸で溶かす自立工程を経ることで、ダイヤモンドプローブを製造することができる。
【００２５】
また、外形と突起が一体となっていることより、フォトマスク修正における耐磨耗性、機械的強度に優れ、突起のみがダイヤモンドでレバー部はダイヤモンド以外の材料のプローブや、ダイヤモンドでコーティングされたプローブに比べて長寿命であり、かつ先端が先鋭なプローブが得られる。
例えば、突起がダイヤモンドで外形がダイヤモンド以外の材料の場合には、それぞれ材料のもつ機械強度が異なるため突起と外形が外れたり、折れたりするが、突起と外形が同一のダイヤモンドであれば、そのようなことを減少させることができる。
また、突起と外形がダイヤモンド以外の材料から成り、その上からダイヤモンドコートしたプローブでは、熱膨張率の違いから剥離することがあるが、突起と外形を同一のダイヤモンドで作製すれば、そのようなことは発生しない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の製造方法によれば、ダイヤモンドを使用することにより従来の技術におけるプローブの先端の磨耗と強度の問題を解決するだけでなく、１つのプローブで大量のフォトマスクのパターンを修正することができ、かつ、高精度に極微細なパターンを修正することが可能なダイヤモンドプローブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
ダイヤモンドプローブを製造する工程としては少なくとも三工程、すなわち＜成膜工程＞、＜外形工程＞、＜突起工程＞が必要である。また、ダイヤモンドプローブをフォトマスク修正用に使用する場合には、更にシリコン基板主面部に作製されたプローブをシリコン基板より取り外すためにシリコン基板をフッ硝酸で溶かすという＜自立工程＞が必要となる。各々の工程を次の実施例で詳細を述べる。
【実施例１】
【００２８】
＜成膜工程＞
２インチ単結晶Ｓｉ基板１上に公知の熱フィラメントＣＶＤ法を用いて気相合成ダイヤモンド膜２を２０μｍ成膜した。ダイヤモンド合成条件はメタン流量比（メタン流量／水素流量）０．５％、シリコン基板の温度が１０５０℃、圧力が１．３×１０4Ｐａとして
２０時間合成した。（図１（ａ）参照）
＜外形工程＞
波長１０６４ｎｍ、ＹＡＧ基本波レーザーを使用し気相合成ダイヤモンド膜２を切断した。切断後の気相合成ダイヤモンド膜２のサイズは縦２００μｍ、横１００μｍ、高さ２０μｍの直方体であった。（図１（ｂ）参照）
レーザーによる切断断面は表面がグラファイト化しており、表面が粗くなっていた。
＜突起工程＞
まず気相合成ダイヤモンド膜２の主面部にスパッタ装置を用いてＡｌマスク３（図１（ｃ）参照）を成膜した。膜厚は７００ｎｍでＡｒガス雰囲気中で圧力は０．１Ｐａで成膜時間は１０分間であった。
次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーで突起用パターンを露光した。（図１（ｄ）参照）
この時のパターニングによるレジスト４は直径４μｍの円形とした。
【００２９】
現像処理後、フッ酸を用いてウェットエッチングしたＡｌ膜をマスク３（図１（ｅ）参照）として気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした。気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
形成された突起７の高さは７μｍ、底面が約直径４μｍの円錐形となった。（図１（ｆ）参照）
このように作製されたプローブの突起先端の角度が３２度であり、先端直径が５０ｎｍとなり、先端角が鋭いプローブを作ることができた。
＜自立工程＞
フッ硝酸によりＳｉ基板を溶解し、ダイヤモンドプローブのみを得た。
【実施例２】
【００３０】
＜成膜工程＞は実施例１と同様である。
＜外形工程＞は実施例１と同様である。
＜突起工程＞
マスク材としてＳｉＯ2を使用した。気相合成ダイヤモンド膜２の主面部に容量結合型
ＣＶＤ法によりＳｉＯ2マスク５を成膜した（図２（Ｃ）参照）。膜厚は２μｍとし、成
膜時間は約１０分間であった。材料ガスとしてＴＥＯＳ＋Ｏ2を使用し、基板を４００度
まで加熱、圧力は６Ｐａとした。
次いでＡＲＣ（反射防止膜）をスピナーで塗布し、レジスト材４をコーティングし、マスクアライナーで突起用パターンを露光した。（図２（ｄ）参照）
この時のパターニングによるレジスト４は直径４μｍの円形とした。
【００３１】
パターニングによるレジスト直径は膜厚２μｍの場合には４μｍ以上が好ましい。レジスト直径が４μｍ未満の場合には、バッファードフッ酸によるウェットエッチングでＳｉＯ2のパターンがサイドエッチングにより消失する。
現像処理後、バッファードフッ酸を用いてウェットエッチングしたＳｉＯ2膜をマスク
５（図２（ｅ）参照）として気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした。相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
形成された突起２の高さは５μｍ、底面が直径４μｍの円錐形となり、実施例１と比較してきれいな円錐形で、均一な形状となった。（図２（ｆ）参照）
このように作製されたプローブの突起先端の角度が３０度であり、先端直径が５１ｎｍとなり、先端角が鋭いプローブを作ることができた。また、プローブの突起部分の形状がＡｌマスクを利用して作製したものと比較して、より均一で整ったものが作製された。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００３２】
＜成膜工程＞は実施例１と同様である。
＜外形工程＞は実施例１と同様である。
＜突起工程＞
マスク材としてＳｉＯ2を使用した。気相合成ダイヤモンド膜２の主面部に容量結合型
ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を成膜した。膜厚は３μｍとし、成膜時間は約１５分間であっ
た。材料ガスとしてＴＥＯＳ＋Ｏ2を使用し、基板を４００度まで加熱し、圧力は６Ｐａ
とした。
次いでＡＲＣ（反射防止膜）をスピナーで塗布し、レジスト材４をコーティングし、マスクアライナーで突起用パターンを露光した。
この時のパターニングによるレジストは直径５μｍの円形とした。
パターニングによるレジスト直径は膜厚３μｍの場合には５μｍ以上が好ましい。レジスト直径が５μｍ未満の場合には、バッファードフッ酸によるウェットエッチングでＳｉＯ2のパターンがサイドエッチングにより消失する。
【００３３】
現像処理後、バッファードフッ酸を用いてウェットエッチングしたＳｉＯ2膜をマスク
５として気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした。気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
形成された突起７の高さは８μｍ、底面が直径５μｍの円錐形となり、実施例２と比較して突起の高いプローブを作製することができた。
このように作製されたプローブの突起先端の角度が２５度であり、先端直径が４９ｎｍとなり、先端角が鋭く、突起高さの高いプローブを作ることができた。また、プローブの突起部分の形状が、Ａｌマスクを利用して作製したものと比較して均一で整ったものが作製された。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【実施例４】
【００３４】
＜成膜工程＞
２インチ単結晶Ｓｉ基板上に公知のマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて気相合成ダイヤモンド膜２を成膜した（図３（ａ）参照）。ダイヤモンド合成条件はメタン流量比（メタン流量／水素流量）３％、Ｓｉ基板の温度が１０００℃、圧力が１．２×１０4Ｐａと
した。気相合成ダイヤモンド膜２の膜厚は２５μｍで、成膜時間は６時間であった。
＜外形工程＞
外形部分を反応性化学ドライエッチング法を用いて切り出した。まず、気相合成ダイヤモンド膜２の主面部にスパッタ装置を用いてＡｌマスク３を成膜した。膜厚は１．５μｍでＡｒガス雰囲気中で圧力は０．１Ｐａで成膜時間は４０分間であった。
次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーでドライエッチングの外形パターンを露光した。（図３（ｂ）参照）
この時のパターニングによるレジストサイズは縦５０μｍ、横１００μｍの長方形とした。
【００３５】
現像処理後、フッ酸によりウェットエッチングしたＡｌ膜をマスク３（図３（ｃ）参照）として気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした。気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
形成された外形は縦５０μｍ、横１００μｍ、高さ２５μｍとなった（図３（ｄ）参照）。
レーザーでの外形切断に比べ、側面部がグラファイト化することなく気相合成ダイヤモ
ンド２が露出した状態となっていた。また、外形形状が均一となった。
＜突起工程＞は実施例２と同様である。（図３（ｅ）〜（ｈ）参照）
形成された突起７の高さは５μｍ、底面が直径４μｍの円錐形で均一な形状となった。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【実施例５】
【００３６】
＜成膜工程＞は実施例４と同様である。（図４（ａ）参照）
＜外形工程＞
外形部分を反応性化学ドライエッチング法を用いて切断した。まず、気相合成ダイヤモンド膜２の主面部に容量結合型ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2マスク５を成膜した。膜厚は６
．０μｍで、材料ガスとしてＴＥＯＳ＋Ｏ2を使用し、成膜時間は３０分間であった。
次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーでドライエッチングの外形パターンを露光した（図４（ｂ）参照）。この時のパターニングによるレジストサイズは縦５０μｍ、横１００μｍの長方形とした。
現像処理後、ウェットエッチングしたＳｉＯ2膜をマスク５（図４（ｃ）参照）として
気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした（図４（ｄ）参照）。気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋ＣＨＦ3ガスを使用した。ＣＨＦ3ガスを添加することでレ
ジスト４のエッチング量をＣＦ4のみのエッチング量に比べて小さくした。
【００３７】
形成された外形は縦５０μｍ、横１００μｍ、高さ２５μｍとなった。実施例１〜３のレーザーでの外形切断と実施例４でのＡｌマスクを使用した＜外形工程＞に比べ、切断断面がより滑らかとなり、形状も均一で気相合成ダイヤモンド２が露出した状態となっていた。
また、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングによってＳｉＯ2マスク５をパ
ターニングしたときに、ＳｉＯ2マスク５の側面部がテーパー状になっており（図４（ｃ
）参照）、上記ＳｉＯ2マスクを用いて気相合成ダイヤモンド膜２をドライエッチングし
たことより、外形の側面部がテーパー状に形成された（図４（ｄ）参照）。
＜突起工程＞は実施例２と同様である。（図４（ｅ）〜（ｈ）参照）
形成された突起７の高さは５μｍ、底面が直径４μｍの円錐形で均一な形状となった。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【実施例６】
【００３８】
＜成膜工程＞は実施例４と同様である。
実施例１から５では＜外形工程＞、＜突起工程＞の順で工程を進めていたが、実施例６では＜外形工程＞と＜突起工程＞を逆順にして作製した。
＜突起工程＞は実施例２と同様である。（図５（ａ）、（ｂ）参照）
形成された突起７の高さは５μｍ、底面が直径４μｍの円錐形で均一な形状となった。＜外形工程＞
突起部分を含め気相合成ダイヤモンド膜２の主面部にＳｉＯ2マスク５を成膜した（図
５（ｃ）参照）。成膜条件は実施例４と同様である。突起部分がＳｉＯ2マスク５によっ
て完全に覆われていることをＳＥＭ観察により確認した。
【００３９】
次いで、レジスト材６は粘度が高いものを使用し、マスクアライナーで外形パターンを露光した（図５（ｄ）（ｅ）参照）。これにより、突起部分が完全にレジスト材６によって覆われ、ウェットエッチングによってＳｉＯ2マスク５を外形用マスクとしてパターニ
ングすることができた（図５（ｆ）参照）。
気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋ＣＨＦ3ガスを使用した。
形成された外形は縦５０μｍ、横１００μｍ、高さ２５μｍとなった。（図５（ｇ）参
照）
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
なお、＜外形工程＞と＜突起工程＞を逆順にしてもダイヤモンドプローブを作製できる。
また、＜突起工程＞、＜外形工程＞の順番で作製した場合と、＜外形工程＞、＜突起工程＞の順番で作製した場合における共に要した時間はほぼ同じ程度であった。このことから、最初に＜外形工程＞に流しているロットのほかに、最初に＜突起工程＞で別のロットを流すことで生産性を向上、高効率化を図ることができる。
【実施例７】
【００４０】
＜成膜工程＞は実施例１と同様である。（図６（ａ）参照）
＜外形工程＞は実施例５と同様である。（図６（ｂ）〜（ｄ）参照）
＜突起工程＞
ＳｉＯ2マスク５のパターニングにＡｌマスク３を使用した。気相合成ダイヤモンド膜
の主面部に容量結合型ＣＶＤ法によりＳｉＯ2マスク５を成膜した（図６（ｅ）参照）。
膜厚は４μｍとし、成膜時間は２０分間であった。材料ガスとしてＴＥＯＳ＋Ｏ2を使用
し、基板を４００度まで加熱、圧力は６Ｐａとした。
次にＳｉＯ2マスク５の上にスパッタ装置を用いてＡｌマスク３を成膜した（図６（ｆ
）参照）。膜厚は７００ｎｍでＡｒガス雰囲気中で圧力は０．１Ｐａで成膜時間は１０分間であった。
次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーでパターンを露光した（図６（ｆ）参照）。
この時のパターニングによるレジストは直径４μｍの円形とした。
【００４１】
現像処理後、フッ酸を用いたウェットエッチングによりＡｌマスク３のパターニングを行った（図６（ｇ）参照）。さらにＡｌマスク３によってＳｉＯ2マスク５をドライエッ
チングによってパターニングした（図６（ｈ）参照）。
ドライエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
パターニングに使用し、残ったＡｌマスク３はフッ酸によって除去した。
これによりＳｉＯ2マスクの側面部を垂直に、かつ厚く切り出すことができた。
ＳｉＯ2膜をマスクとして気相合成ダイヤモンド膜２をエッチングした。気相合成ダイ
ヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。
形成された突起７の高さは１０μｍ、底面が直径４μｍの円錐形となり、ＳｉＯ2マス
ク５の厚さを厚くすることで高い突起を形成することができた（図６（ｉ）参照）。
膜厚４μｍのＳｉＯ2膜に直径４μｍのパターンをウェットエッチングでパターニング
することはできず、パターンはすべて消失する。そのためＳｉＯ2マスク形成にＡｌマス
クを使用しドライエッチングによりパターニングを行った。これによりウェットエッチングでは得られなかった厚いＳｉＯ2マスクを形成することができ、プローブの形状が均一
で高い突起を形成することが可能となった。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【実施例８】
【００４２】
＜成膜工程＞は実施例４と同様である。
実施例８では＜外形工程＞と＜突起工程＞をドライエッチングによって連続して形成した。
まず始めに気相合成ダイヤモンド膜２の主面部にＳｉＯ2マスク５を成膜した。成膜条
件は実施例２と同様とし、次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーでパターンを露光した。
この時のパターニングによるレジストは一辺が５μｍの三角形とした。
【００４３】
バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングによりＳｉＯ2マスク５形成後に、気
相合成ダイヤモンド膜２の主面部およびＳｉＯ2マスク５のパターン上にＡｌマスク３を
成膜した（図７（ａ）参照）。Ａｌマスク３の成膜条件は実施例２と同様とし、次いでレジスト材４をコーティングし、マスクアライナーでパターンを露光した（図７（ｂ）参照）。Ａｌマスク３はフッ酸を用いたウェットエッチングによってパターニングした（図７（ｃ）参照）。その後、レジスト材４を除去し（図７（ｄ）参照）、気相合成ダイヤモンド膜２のエッチングには高周波プラズマを用いた反応性化学ドライエッチング法を採用し、エッチングガスとしてＣＦ4＋Ｏ2ガスを使用した。まず最初にＡｌマスク３によって外形が形成され、エッチングによってＡｌが全て除去された後にＳｉＯ2マスク５が現れ（
図７（ｅ）参照）、そのままエッチングを続けることで今度は突起が形成される（図７（ｆ）参照）。
形成された突起７の高さは６μｍ、一辺が５μｍの三角錐形で均一な形状となった。
このように＜外形工程＞と＜突起工程＞でのドライエッチング作業をまとめることで工程時間の短縮化、かつ効率化を図ることができる。
＜自立工程＞は実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図２】実施例２によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図３】実施例４によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図４】実施例５によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図５】実施例６によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図６】実施例７によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【図７】実施例８によるダイヤモンドプローブの製造方法の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  単結晶Ｓｉ基板
２  気相合成ダイヤモンド膜
３  Ａｌマスク
４  レジスト材
５  ＳｉＯ2マスク
６  粘度の高いレジスト材
７  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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