(57)【要約】      （修正有）【課題】耐久性と性能を向上させ製造工程を減少し得るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存装置及びその製造方法を提供。【解決手段】ナノ情報保存／再生装置は、犠牲基板に蒸着物質をパターン化して形成されたカンチレバーと、その一方面の先端に形成され蒸着物質が蒸着されて犠牲基板に形成された溝パターンに蒸着物質が充填されることでカンチレバーと同時に形成される探針と、多結晶シリコンから形成されカンチレバーに設置され探針を加熱するヒータと、カンチレバーに形成され媒体に書き込まれたデータを感知するデータ感知部と、データ感知部に接続してカンチレバーに形成された外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッドと、信号接続パッドに接続されて媒体へのデータ書き込みと再生を制御する信号伝達回路部と、カンチレバーを信号伝達回路部に支持させると共に信号接続パッドと信号伝達回路部間の電気的接続通路を提供する接合部とを含む。【選択図】図１Ｂ
2007141414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化して形成されたカンチレバーと、
該カンチレバーの一方面の先端に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、前記犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることで前記カンチレバーと同時に形成される探針と、
多結晶シリコンから形成され、前記カンチレバーに設置されて前記探針を加熱するヒータと、
前記カンチレバーに形成され、媒体に書き込まれたデータを感知するデータ感知部と、
前記データ感知部に接続し、前記カンチレバーに形成されて外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッドと、
前記信号接続パッドに接続されて媒体へのデータ書き込み及びデータの再生を制御する信号伝達回路部と、
前記カンチレバーを前記信号伝達回路部に支持させると共に、前記信号接続パッドと信号伝達回路部間の電気的接続通路を提供する接合部と
を含むことを特徴とするカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２】
前記蒸着物質は、シリコン窒化物、シリコン酸化物、及び金属物質のいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項３】
前記探針はピラミッド形状に形成され、前記探針の側壁は水平面に対して５４.７°傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項４】
前記接合部は、
前記カンチレバー及び信号伝達回路部のいずれか一方に形成された第１接合部と、
前記カンチレバー及び信号伝達回路部のうち前記第１接合部が形成されていない他方に形成され、前記第１接合部と結合される第２接合部とから形成されることを特徴とする請求項１に記載の記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項５】
前記第１接合部は、前記カンチレバーに形成された信号接続パッドであり、前記第２接合部は、前記信号伝達回路部に所定高さを有して突設されたバンプであることを特徴とする請求項４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項６】
前記第１接合部は、前記カンチレバーの信号接続パッドに電気的に接続するように前記カンチレバーの一方面から所定高さを有して形成されたバンプであり、前記第２接合部は、前記信号伝達回路部に形成されたパッドであることを特徴とする請求項４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項７】
前記データ感知部は、前記ヒータ及び探針と連結され、前記カンチレバーに前記ヒータと同一の材質で形成されるプラットホームであることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項８】
前記プラットホームの一方は前記ヒータの側面に連結され、他法は前記信号接続パッドに連結されることを特徴とする請求項７に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項９】
前記データ感知部は圧電センサーであることを特徴とする請求項１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置
【請求項１０】
前記圧電センサーは、前記カンチレバーの一方面に長手方向に形成されることを特徴とする請求項９に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１１】
前記圧電センサーは、下部電極と上部電極間に圧電物質が配置されたキャパシタ形態であることを特徴とする請求項９に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１２】
前記圧電物質は、ＰＺＴ薄膜又はＺｎＯ薄膜であることを特徴とする請求項１１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１３】
前記下部電極はＴｉ／Ｐｔであり、前記上部電極はＲｕＯ２であることを特徴とする請求項１１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１４】
犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化して形成されるカンチレバーと、
前記カンチレバーの一方面の先端に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、前記犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることで前記カンチレバーと同時に形成される探針と、
多結晶シリコンにより形成され、前記カンチレバーに設置されて前記探針を加熱するヒータと、
前記カンチレバーに形成されて前記ヒータ及び探針に連結され、前記ヒータと同一材質で形成されることで、媒体に書き込まれたデータを感知するプラットホームと、
該フラットホームに連結され、前記カンチレバーに形成されることで外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッドと、
前記信号接続パッドに連結されることで媒体へのデータ書き込み及びデータの再生を制御する信号伝達回路部と、
前記カンチレバーを前記信号伝達回路部に支持させると共に、前記信号接続パッドと信号伝達回路部間の電気的接続通路を提供する接合部と
を含むことを特徴とするカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１５】
前記蒸着物質は、シリコン窒化物、シリコン酸化物、金属物質のいずれか１つであることを特徴とする請求項１４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１６】
前記接合部は、
前記カンチレバー及び信号伝達回路部のいずれか一方に形成される第１接合部と、
前記カンチレバー及び信号伝達回路部のうつ前記第１接合部が形成されない他方に形成されることで、前記第１接合部に結合される第２接合部とから構成されることを特徴とする請求項１４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１７】
前記プラットホームの一方側は前記ヒータの側面に連結され、他方側は前記信号接続パッドに連結されることを特徴とする請求項１４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１８】
犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化して形成されるカンチレバーと、
前記カンチレバーの一方面の先端に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、該犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることで前記カンチレバーと同時に形成される探針と、
多結晶シリコンにより形成されて、前記カンチレバーに設定され、前記探針を加熱するヒータと、
前記カンチレバーに形成されて媒体に書き込まれたデータを感知する圧電センサーと、
該圧電センサーに接続され、前記カンチレバーに形成されて外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッドと、
該信号接続パッドに連結されて媒体へのデータ書き込み及びデータの再生を制御する信号伝達回路部と、
前記カンチレバーを前記信号伝達回路部に支持させると共に、前記信号接続パッドと信号伝達回路部間の電気的接続通路を提供する接合部と
を含むことを特徴とするカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項１９】
前記蒸着物質は、シリコン窒化物、シリコン酸化物、及び金属物質のいずれか１つであることを特徴とする請求項１８に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２０】
前記圧電センサーは、前記カンチレバーの一方面に長手方向に形成されることを特徴とする請求項１８に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２１】
前記圧電センサーは、下部電極と上部電極間に圧電物質が配置されたキャパシタ状であることを特徴とする請求項１８に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２２】
前記圧電物質は、ＰＺＴ薄膜やＺｎＯ薄膜であることを特徴とする請求項２１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２３】
前記下部電極はＴｉ／Ｐｔであり、上部電極はＲｕＯ２であることを特徴とする請求項２１に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【請求項２４】
シリコン基板の主面に探針溝を形成する第１段階と、
カンチレバー及び探針を形成するために前記シリコン基板の主面にシリコン窒化膜を形成する第２段階と、
前記探針の背面にヒータを形成し、前記シリコン窒化膜に前記カンチレバーをパターン化し、該カンチレバーの上に前記ヒータと電気的に接続する信号接続パッドを形成し、前記信号接続パッドに接続してデータを感知するデータ感知部を形成する第３段階と、
信号伝達回路部及び信号接続パッドを電気的に接続すると共に、前記カンチレバーが支持されるように、前記信号伝達回路部が備えられた基板と前記カンチレバーが備えられたシリコン基板とを接合する第４段階と、
前記カンチレバー及び探針が露出するように前記シリコン基板を除去する第５段階と
から構成されることを特徴とするカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項２５】
前記第１段階は、
シリコン基板の主面にシリコン窒化膜を形成し、前記探針溝の形成のためにシリコン基板の主面の一部を露出する段階と、
前記シリコン基板を湿式エッチングすることで前記露出したシリコン基板の主面に探針溝を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項２６】
前記第２段階で、前記シリコン窒化膜を形成する前に前記シリコン基板の主面にシリコン酸化膜をさらに形成し、前記第５段階で、前記シリコン基板と一緒に前記シリコン酸化膜を除去することを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項２７】
前記シリコン酸化膜は熱酸化方式で形成されることを特徴とする請求項２６に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項２８】
前記ヒータは多結晶シリコン物質で形成されることを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項２９】
前記データ感知部は、前記ヒータが形成されるとき、前記ヒータの両側面及び前記信号接続パッドに連結されるように形成されるプラットホームであることを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３０】
前記プラットホームは、前記ヒータと同一の材質で形成されることを特徴とする請求項２９に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３１】
前記データ感知部は、前記信号接続パッド上に形成される圧電キャパシタであることを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３２】
前記第４段階は、
前記カンチレバーに形成された信号接続パッドを外部と電気的に接続させるためにカンチレバーの一方面から所定高さに突出する第１接合構造物を形成する段階と、
前記２つの基板を接合するとき、前記第１接合構造物と結合される第２接合構造物を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３３】
前記第２接合構造物を形成する段階は、
前記信号伝達回路部の信号線と接続する接合用パッドを形成し、その上部全面にポリイミド層を形成する段階と、
前記接合用パッドが露出するように前記ポリイミド層に貫通孔を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項３２に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３４】
前記第５段階の後、前記カンチレバーが前記信号伝達回路部基板に支持されるように前記ポリイミド層を除去する段階を含むことを特徴とする請求項３３に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３５】
前記第４段階は、
前記カンチレバーが備えられた基板にポリイミド層を形成した後、外部結線のために前記信号接続パッドの一部が露出するように前記ポリイミド層に貫通ホールを形成する段階と、
前記信号伝達回路部基板上の回路部信号線と接続される接合用パッドを形成する段階と、
前記接合用パッドの上部に外部と電気的に接続するために所定高さを有するバンプを突設する段階と、
前記２つの基板を接合することで、前記露出した信号接続パッド及びバンプが結合される段階とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３６】
前記第５段階の後、前記カンチレバーが前記信号伝達回路部基板に支持して浮遊されるように前記ポリイミド層を除去する段階を含むことを特徴とする請求項３５に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３７】
前記ポリイミド層をエッチングして貫通孔を形成する段階で、前記貫通孔を覆う一部の周辺領域を除いた他の部分のポリイミド層も貫通孔形成と共にエッチングして除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３３及び３５に記載のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法。
【請求項３８】
犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化して形成されたカンチレバーと、
該カンチレバーの一方面の先端部に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、該犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることで前記カンチレバーと同時に形成される探針と、
多結晶シリコンで形成され、前記カンチレバーに設置されて前記探針を加熱するヒータと
から構成されることを特徴とするカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カンチレバー（cantilever）構造を利用したナノ情報保存装置及びその製造方法に関し、特に、カンチレバー構造の耐久性及び性能を向上させ、製造工程を画期的に簡単化したカンチレバー構造を利用したナノ情報保存装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscopy）は、カンチレバー構造を利用して表面形状などを測定する装置であり、カンチレバーの一面の先端には微細な（数ｎｍ）サイズのカンチレバー探針を形成することで、ｎｍの解像度で試片の表面形状、電気的又は磁気的性質などを確認し得るものである。よって、この原子間力顕微鏡は、数ｎｍのサイズの探針を利用することで、原子構造を直接測定し得る程の高解像度を有するという利点がある。
【０００３】
最近、原子間力顕微鏡の高解像度を利用してＴｂｉｔ／ｉｎ２以上の保存密度を有する情報保存装置を開発する研究が活発に行われている。このように、カンチレバー探針を利用して保存媒体（media）の物性を変化させてデータを書き込む装置を「ＳＰＭ（Scanning Probe Microscopy）の原理を利用した情報保存装置」という。このように、ＳＰＭの原理を利用して保存媒体を変化させる方法には、熱を利用して媒体を機械的に変形させる方法、圧電アクチュエータのような強誘電体の分極を変化させる方法、相転移物質を利用して熱又は電気により相を変化させることで抵抗の変化を誘導する方法などがあり、その他に、強磁性体物質を利用する方法などもある。
【０００４】
このような多様なＳＰＭ原理を利用した情報保存装置のうち代表的なものとして、ＩＢＭが開発した「ミリピード（Millipede）」がある。これは、ＳＰＭ種類の１つである原子間力顕微鏡の原理を応用してポリマー物質（例えばＰＭＭＡ）を記録媒体として使用する。かつ、前記ミリピードは、速度の向上のために複数の単位カンチレバー（６４×６４）を配置して構成したもので、シリコン探針、該探針部位に形成されたヒータ、及びシリコンカンチレバーから構成される。
【０００５】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、従来ＩＢＭ社が開発したナノ情報保存装置、すなわち、ミリピードの単位カンチレバーを示す断面図であり、媒体に情報を書き込み（保存し）、媒体から情報を読み出す（再生する）動作の原理を示すものである。
図１１Ａに示すように、探針１３の近所にヒータ１１が形成されたカンチレバー１０を利用して、シリコン基板２０及びポリマー部２１から形成された媒体にデータを書き込んだり、その書き込まれた内容を読み出したりする。
【０００６】
かつ、図１１Ｂは、媒体にデータを書き込む方法を示したもので、図示されたように、カンチレバー１０の後方端に形成されたヒータ１１を加熱してシリコン基板２０及びポリマー部２１を有する媒体のうちポリマー部２１を溶かしてホールを形成することで書き込みを行う。
【０００７】
以下、図１１Ｂ及び図１１Ｃに基づいて媒体に書き込まれたデータを読み出す方法について説明する。
【０００８】
まず、データを再生するときは、ヒータ１１を加熱した後、冷却する速度の差を利用して読み出しを行う。図１１Ｂに示すように、探針１３が前記ホールに挿入されている場合、ヒータ１１と各媒体２０、２１間の距離ａが短く、探針１３を介して熱が媒体２０、２１に拡散されるため、ヒータ１１の冷却速度が速い。それに対して、図１１Ｃに示すように、探針１３が各媒体２０、２１の表面に位置する場合は、ヒータ１１と媒体２０、２１間の距離ｂが長いため、ヒータ１１の冷却速度が遅くなり、よって、ホールの有無を区分し得る。すなわち、これによりデータが再生される。
【０００９】
このような書き込み及び読み出し方法を熱−機械（Thermo-mechanical）方式という。
また、図１２Ａ及び図１２Ｂは、前記熱−機械方式で動作するカンチレバーを利用して書き込みを行う方法を詳細に示す図であり、記録媒体のポリマーの厚さによって情報の保存領域の範囲が異なる。すなわち、図１２Ａに示すように、厚いポリカーボン２１ａを媒体として使用する場合、書き込みのための領域（ｄｂｉｔ）のサイズが大きくなるため、記録密度が低くなり、図１２Ｂに示すように、薄いＰＭＭＡ（polymethylmethacrylate）２１ｂを媒体として使用する場合は、書き込みの領域（ｄｂｉｔ）のサイズが小さくなるため、記録密度が高くなる。従って、一般に、記録密度の高いＰＭＭＡ２１ｂを媒体として利用する。また、ＰＭＭＡ２１ｂを媒体として使用する場合は、書き込みのための時間も短縮される。
【００１０】
このように、熱−機械方式の情報保存及び再生は、比較的に長い時間がかかるので、書き込み及び読み出しの速度を向上させるために、複数の単位カンチレバーを配列して書き込み及び読み出し用ヘッド部として使用する。このようなカンチレバー配列ヘッドの製造方法は、ＩＢＭ社が２００３年に発表した研究報告書（「データ保存のためのナノテクノロジー基盤へのアプローチ（Nanotechnology-based Approach to Data Storage）」（ＲＺ ３４８０ ２００３, ０８, ２５）、トランスデューサ’０３（Transducer’03）の１９０７〜１９１０頁）に記載されている。
【００１１】
また、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｆは、前記ＩＢＭ社が２００３年に発表したカンチレバー配列構造物の製造方法の核心部分を示し、図１３は、従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法をウエハレベルで示す工程概念図であり、図１４Ａ〜図１４Ｆは、カンチレバー製造方法を単位カンチレバー断面により示す工程断面図である。
【００１２】
すなわち、図１３は、２つの別途工程で製造された信号伝達回路部ウエハーとカンチレバー配列ウエハを接合することで情報保存装置を形成する工程概念図であり、図示されたように、まず、信号伝達回路部が形成されるウエハーの製造工程は、ＣＭＯＳを利用して電子回路を構成することで、情報保存装置の駆動信号及びデータを処理する電子回路部分を形成した後（Ｓ１０）、別途に形成されるカンチレバー部分との接合のための構造物を形成する（Ｓ２０）。
【００１３】
次に、カンチレバー配列ウエハの製造工程は、まず、犠牲になるシードウエハ（seed wafer）の上にカンチレバー構造を形成し（Ｓ０１）、該カンチレバー構造の上部の全面にガラスウエハを接合した後（Ｓ０２）、前記シードウエハを除去して前記ガラスウエハ上にカンチレバー構造を移し（Ｓ０３）、前記ガラスウエハをひっくり返して前記信号伝達回路部が形成されたウエハとの接合するの構造物を形成する（Ｓ０４）。
【００１４】
このように、信号伝達回路部ウエハ及びカンチレバー配列ウエハーの製造が終了すると、これらウエハを接合するために各形成された接合構造物を対向させて熱及び圧力を加えることで、それら２つのウエハーを接合した後（Ｓ３１）、カンチレバー構造を支持しているガラスウエハーを除去する（Ｓ４１）。すなわち、カンチレバー構造を信号伝達回路部ウエハーに転写（transfer）する。
【００１５】
このような従来のカンチレバー配列ウエハーの製造工程においては、シードウエハとガラスウエハを接合する工程と信号伝達回路部ウエハー及びカンチレバー配列ウエハーを接合する工程とが必要であるため、構造物間の整列過程など、実行が容易でなく、それら工程が２回も行なわれるため、作業時間が長くなって、歩留まりが低下し、原価が上昇るという問題があった。
【００１６】
以下、図１４Ａ〜図１４Ｆに基づいて、以上の工程を単位カンチレバーに関連して詳しく説明する。
【００１７】
まず、図１４Ａに示すように、絶縁層３１が形成されたシリコンウエハ３０（すなわち、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハ）を利用してカンチレバー配列構造３２を形成し、ポリイミド（polyimid）層３３を利用して、シリコンと類似した熱膨張係数を有するガラスウエハ３４とカンチレバー配列構造３２が形成されたＳＯＩウエハとを接合する。その後、図１４Ｂに示すように前記ＳＯＩウエハからシリコン基板３０と絶縁層３１を除去し、カンチレバー配列構造３２を制御して信号を伝達するための信号伝達回路部が形成されたウエハー４０と接合するために露出したカンチレバー配列構造３２に、接合パッド及び接合バンプ（bondingbump）から構成された接合構造３５を形成する。これは、２層のポリイミドから形成されるが、まず、標準ポリイミド層を形成した後、その上部に接着性ポリイミド層をさらに形成することで、後に行われる信号伝達回路部ウエハ４０との接合工程に備える（図１４Ｃ）。
【００１８】
図１４Ｄは、別途の工程で形成された信号伝達回路部ウエハー４０構造を示し、信号伝達回路部ウエハー４０には信号伝達のために多様な電気的回路部が形成され（図示せず）、該電気的回路部とカンチレバー構造間の電気的結合のための接合構造４１が形成される。これは、接合のための部分（錫：Ｓｎ）と電気的結線のための部分（銅：Ｃｕ）からなる金属構造物（metal stud）である。
【００１９】
図１４Ｅ及び図１４Ｆは、前述の工程を経た２つのウエハを接合する過程を示したもので、カンチレバー配列構造３２の下部に形成された接合構造３５間に信号伝達回路部ウエハ４０上の接合構造４１が挟まれるように２つのウエハーを整列した後、適正温度及び圧力下で接合を行い（図１４Ｅ参照）。その後、カンチレバー配列構造３２を支持していたガラスウエハ３４及びポリイミド３３を除去する（図１４Ｆ）。
【００２０】
しかしながら、このような従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置及びその製造方法は、ＳＯＩウエハーのシリコン素子層の一部をエッチングしてカンチレバー構造及び探針を形成するため、初期シリコン素子層の厚さ及びエッチング速度にバラツキが発生し、よって、カンチレバー構造の厚さを均一に調節することが難しいという問題があった。また、シリコンで形成される探針は、使用による摩耗が激しいため、信頼性を維持することが難しいという問題があった。
【００２１】
また、従来のカンチレバー構造の製造方法は、カンチレバー構造配列が形成されたＳＯＩウエハとガラスウエハを接合する過程と、その後の信号伝達回路部が形成されたウエハにパターン化されたＳＯＩウエハを接合する過程が必要であり、このような接合工程は、製品の全体的な歩留まりに敏感な影響を及ぼす工程である。すなわち、従来は、このようなウエハレベルの接合工程を２回も行なわなければならず、よって、全体的な工程が複雑になって、最終製品の歩留まりも低下し、製造コストが上昇するという問題があった。
【００２２】
一方、エピタキシャルシリコンを有するＳＯＩウエハーを使用する場合、カンチレバーの厚さのバラツキは減らすことができるが、全体的なコストが上昇して、探針の摩耗問題は依然として残る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、このような問題を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、カンチレバー構造の耐久性及び性能を向上させ、かつ製造工程を画期的に減少し得るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
このような目的を達成するために、本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置は、犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化して形成されたカンチレバーと、該カンチレバー一面の先端に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、前記犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることで前記カンチレバーと同時に形成される探針と、多結晶シリコンから形成され、前記カンチレバーに設置されて前記探針を加熱するヒータと、前記カンチレバーに形成され、媒体に書き込まれたデータを感知するデータ感知部と、前記データ感知部に接続して前記カンチレバーに形成されることで外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッドと、該信号接続パッドに接続されて媒体へのデータ書き込み及びデータの再生を制御する信号伝達回路部と、前記カンチレバーを前記信号伝達回路部に支持させると共に、前記信号接続パッドと信号伝達回路部間の電気的接続通路を提供する接合部とを含むことを特徴とする。
【００２５】
このような目的を達成するために、本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置の製造方法は、シリコン基板の主面に探針溝を形成する第１段階と、カンチレバー及び探針を形成するために前記シリコン基板の主面（principal surface）にシリコン窒化膜を形成する第２段階と、前記探針の背面にヒータを形成し、前記シリコン窒化膜に前記カンチレバーをパターン化し、前記カンチレバーの上に前記ヒータと電気的に接続する信号接続パッドと、前記信号接続パッドに接続してデータを感知するデータ感知部とを形成する第３段階と、信号伝達回路部と信号接続パッドを電気的に接続すると共に、前記カンチレバーが支持されるように、前記信号伝達回路部が備えられた基板と前記カンチレバーが備えられたシリコン基板とを接合する第４段階と、前記カンチレバー及び探針が露出するように前記シリコン基板を除去する第５段階とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存／再生装置及びその製造方法においては、シリコン基板上に探針形状の溝をエッチングした後、その上に均一の厚さのシリコン窒化膜を蒸着してカンチレバー及び探針を同時に形成することで、カンチレバーの厚さと探針の高さとが均一に形成される。さらに、探針がシリコン窒化物で形成されるため、その耐久性が非常に向上するという効果がある。
【００２７】
また、ヒータとプラットホームを多結晶シリコンで形成し、カンチレバー配列基板をガラス基板との接合工程なしに形成することで、全工程で精密性が要求されるウエハレベルの接合工程が減少するので、工程容易性が向上し、よって、製造コストが低減するという効果がある。
【００２８】
また、熱を利用してデータを書き込み、圧電センサーを利用してデータを再生するカンチレバー構造を製造する場合も、前述したような本発明の構造的、製造方法上の特徴が適用されるので、カンチレバーの厚さの均一性と探針の耐久性が向上すると共に、製造工程の効率性が向上し、製造コストが低減するという効果がある。
【発明を行うための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の実施形態は複数が存在するが、以下、最も好ましい実施形態について説明する。
【００３１】
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の第１実施形態によるカンチレバー構造３００の構造を示し、図１Ａは、各構成要素を分解した状態を示す分解斜視図であり、図１Ｂは、各構成要素を結合した状態を示す結合斜視図であり、図１Ｃは、カンチレバー構造に前記カンチレバー構造を制御及び支持する信号伝達回路部が接合された状態を示す断面図である。
【００３２】
図示されたように、本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第１実施形態は、後の工程でエッチングにより除去される犠牲基板に蒸着された蒸着物質をパターン化することで形成されるカンチレバー３０１と、該カンチレバー３０１の一方面の先端に形成され、前記蒸着物質が前記犠牲基板に蒸着されるとき、前記犠牲基板に形成された探針溝パターンに蒸着物質が充填されることでカンチレバー３０１と同時に形成される探針３０２と、カンチレバー３０１に形成されて媒体に書き込まれたデータを感知するデータ感知部と、該データ感知部に接続し、カンチレバー３０１に形成されて外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッド３０６と、該信号接続パッド３０６に接続されて媒体へのデータ書き込み及びデータの読み出しを制御するための信号伝達回路部４００と、カンチレバー３０１を信号伝達回路部４００に支持させると共に、信号接続パッド３０６と信号伝達回路部４００間の電気的接続通路を提供する接合部３５０とから構成される。
【００３３】
すなわち、探針３０２は、前記犠牲基板を金型とするモールド法により形成される。ここで、前記犠牲基板に蒸着される蒸着物質としては、シリコン窒化物、シリコン酸化物及び金属物質のいずれか１つが使用され、最も好ましくは、シリコン窒化物が蒸着されてカンチレバー３０１及び探針３０２の材質として利用される。
【００３４】
ここで、前記データ感知部は、ヒータ３０４及び探針３０２と連結され、ヒータ３０４と同一の材質でカンチレバー３０１に形成され、ヒータ３０４によりデータを再生するプラットホーム３０５からなる。すなわち、ヒータ３０４は、媒体に書き込みを行うために必要であり、プラットホーム３０５は、抵抗を有する抵抗部として、データを再生するために必要である。このようなプラットホーム３０５の一側はヒータ３０４の側面に連結され、他側は信号接続パッド３０６に連結される。
【００３５】
また、カンチレバー構造３００を物理的に支持し、書き込み動作及び再生動作を制御するための各種信号伝達回路部４００は、接合部３５０を介してカンチレバー構造３００と物理的及び電気的に接続される。
【００３６】
接合部３５０は、カンチレバー３０１と信号伝達回路部４００のいずれか一方に形成された第１接合部と、カンチレバー３０１と信号伝達回路部４００のうち前記第１接合部が形成されていない他方に形成され、前記第１接合部と結合される第２接合部とからなる。接合部３５０のより詳細な構成は、後述するカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法で説明する。
【００３７】
一方、カンチレバー３０１及び探針３０２の材質とヒータ３０４及びプラットホーム３０５の材質は、本発明の重要な特徴となる。すなわち、本発明において、カンチレバー３０１及び探針３０２は、カンチレバー３０１の厚さの均一性と探針３０２の摩耗に対する耐久性の向上のために、化学気相蒸着方法により形成されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、又は金属膜で形成され、ヒータ３０４及びプラットホーム３０５は多結晶シリコンで形成される。
【００３８】
また、本発明の探針３０２の形状は、単純にシリコン層をエッチングして形成した従来の探針に比べて精密度が大幅に向上（すなわち、鋭いチップ（tip）が形成できる）し、これにより、媒体に高い密度でデータを保存することができる。
【００３９】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明に係る探針を形成する方法を説明するためのパターン断面図であり、図面を参照すると、本発明が提案する探針の特徴を確認することができる。
まず、本発明においては、犠牲になるシリコン基板１００の上部に探針の形成のための溝を製造するためにマスク層２００を形成してパターン化する。図２Ａは、このように形成される溝の特徴を説明するための図であり、＜１００＞方向のシリコン基板１００をエッチング液（ＫＯＨ）を利用してバルクエッチングすると、シリコンの＜１１１＞面でエッチングが止するため、図２Ｂに示すように、正確に５４.７°の傾斜を有するピラミッド構造の溝が形成される。
【００４０】
シリコン基板の＜１１１＞面及び＜１００＞面は、１：３００程度のエッチング比を有するので、カンチレバー配列のための溝を形成する場合、全体的に均一の深さの溝が形成される。これは、カンチレバー３０１の厚さの均一性と同様の理由により重要な特徴となる。
【００４１】
このように形成された溝を有するシリコン基板１００の上部にシリコン窒化膜を化学気相蒸着方法で形成すると、カンチレバー３０１及びその上に形成される探針３０２構造物が得られる。このように形成された探針３０２を図３Ａに示す。
【００４２】
また、探針３０２をより鋭く形成するために、次のような方法で製造する。
【００４３】
すなわち、図２Ａに示すように、探針形成のための溝を有する基板を熱酸化してシリコン酸化膜を０.５〜１μmの厚さに形成する。この場合、シリコン酸化膜は、成長速度が＜１１１＞方向には速く、＜１００＞方向に遅いため、ピラミッド形状の溝が極めて鋭い形態になる。このようにシリコン酸化膜がさらに形成された溝にシリコン窒化膜を蒸着することで形成された探針３０２は、極めて鋭い形状を有する。このような方式で製造した探針の顕微鏡写真を図３Ｂに示す。
【００４４】
一方、本発明は、カンチレバー構造を有する基板を形成するとき、従来のガラスウエハ接合工程を経ずに形成することができる。すなわち、従来とは異なり、ナノ情報保存装置の製造工程において、ウエハレベルの接合工程を１回に減らすことができる。
【００４５】
以下、本発明の第１実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法について説明する。
【００４６】
図４Ａ〜図４Ｉは、本発明の第１実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法の一例を示す手順断面図であり、図示されたように、カンチレバー配列基板を製造する別途の過程と、前記カンチレバー配列基板を制御するための各種回路部が形成される信号伝達回路部基板を製造する別途の過程と、前記過程によりそれぞれ製造された２種類の基板をウエハーレベルの接合により接合した後、不要な部分を除去することでナノ情報保存及び再生装置を製造する過程とからなる。
【００４７】
このような過程は、後述される多様な実施形態の製造工程にも同様に適用され、別途の過程により用意されるカンチレバー配列基板と信号伝達回路部基板の製造工程は、その順序が逆になっても構わない。
【００４８】
まず、図４Ａに示すように、犠牲基板として使用されるシリコン基板５００の主面にマスク層５０５を形成した後、探針３０２が形成される部分をバルクエッチングすることでピラミッド形状の探針溝５０８を形成する。ここで、シリコン基板５００は、図４の＜１００＞面が表面側になった基板でなければならない。
【００４９】
次に、図４Ｂに示すように、マスク層５０５を除去した後、シリコン基板５００を熱酸化してシリコン酸化膜５１０を薄くした後、その上部にカンチレバー３０１及び探針３０２（カンチレバー３０１の一方面の先端に位置する）を形成するために、シリコン窒化膜５２０を化学気相蒸着方法で形成する。シリコン酸化膜５１０は、シリコン基板５００上に形成された探針溝５０８に異なる成長速度で形成されるので、シリコン酸化膜５１０上に形成されたシリコン窒化膜５２０からなる探針３０２は、鋭い外部形状を有する。
【００５０】
ここで、シリコン酸化膜５１０は形成しなくても構わないが、前述したように、探針３０２をより鋭く形成するためには、シリコン窒化膜５２０の形成の前にシリコン酸化膜５１０を形成することが好ましい。
【００５１】
次に、図４Ｃに示すように、探針３０２の背面にヒータ３０４の形成のための多結晶シリコン膜５３０を蒸着する。
【００５２】
その後、図４Ｄに示すように、多結晶シリコン膜５３０をパターン化してヒータ３０４及びプラットホーム３０５を形成する。
次に、図４Ｅに示すように、ヒータ３０４とプラットホーム３０４に信号を伝達するための信号接続パッド５４０を金属薄膜で形成し、シリコン窒化膜５２０をパターン化してカンチレバー３０１を形成した後、信号接続パッド５４０を外部と電気的に接続するためにカンチレバー３０１の一面から所定高さを有する接合バンプ５５０を突設する。接合バンプ５５０は、Ａｕ−Ｓｎのような金属物質を利用して形成される。
ここで、カンチレバー３０１と探針３０２を形成するための蒸着物質としてシリコン窒化物を例示したが、前述したように、シリコン酸化物と金属物質により蒸着された薄膜を利用して形成することも可能である。
【００５３】
このような過程によりカンチレバー配列基板を準備する。
【００５４】
また、図４Ｆに示すように、別途の工程によりカンチレバー３０１を制御するための信号伝達回路部４００が形成された基板６００上に信号伝達回路部４００の信号線（図示せず）と接続される接合用パッド６２０を形成し、その上部の全面に順次標準ポリイミド層６３０及び接着性ポリイミド層６４０を形成した後、接合用パッド６２０が露出するように貫通孔６３５を形成する。標準ポリイミド層６３０は、接合のための高さを維持するために形成され、接着性ポリイミド層６４０は、標準ポリイミド層６３０より容易に溶融する特性を利用して信号伝達回路部４００が形成された基板６００とカンチレバー配列が形成されたシリコン基板５００を接合するために形成される。なお、符号６１０は、シリコン酸化膜層を示す。
【００５５】
このような過程により信号伝達回路部基板部分を準備する。
【００５６】
次に、図４Ｇに示すように、前記用意した信号伝達回路部基板６００の貫通孔６３５及びカンチレバー配列基板５００の接合バンプ５５０が噛み合うように配置した後、高温高圧で圧着してウエハレベルの接合を行う。このときの温度は、接合バンプ５５０の接合部分の金属が溶融する温度であり、圧力は５〜６ｂａｒである。
【００５７】
次に、図４Ｈに示すように、カンチレバー３０１を支持するシリコン基板５００を研磨、ドライエッチング又はウェットエッチングにより除去し、シリコン酸化膜５１０も除去する。
【００５８】
次に、図４Ｉに示すように、信号伝達回路部基板６００の上の標準ポリイミド層６３０及び接着性ポリイミド層６４０を除去すると、カンチレバー３０１が信号伝達回路部４００に支持される。
【００５９】
以上の過程により本発明の第１実施形態によるカンチレバーを利用したナノ情報保存及び再生装置が形成され、これは、熱−機械方式で情報を書き込み及び再生される。また、本発明は、１回のウエハレベル接合工程が必要であり、よって、本発明の製造方法は従来の製造方法に比べて工程歩留まりが高く、低コストであるということが分かる。
【００６０】
図５Ａ〜図５Ｉは、本発明の第１実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す工程断面図で、前述した図４Ａ〜図４Ｉの製造方法と類似した方式で工程が行われる。ただし、ポリイミド層５６０、５７０及び貫通孔５８０をカンチレバー配列基板５００に形成し、該カンチレバー配列基板５００と噛み合う接合バンプ６５０を信号伝達回路部基板６００に形成された接合パッド６２０上に形成するという点が異なる。
【００６１】
すなわち、カンチレバー３０１が備えられた基板５００に標準ポリイミド層５６０との接着のためのポリイミド層５７０を順次形成した後、外部結線のために信号接続パッド５４０の一部が露出するように貫通孔５８０を形成する。また、信号伝達回路部基板６００上の回路部信号線と接続される接合用パッド６２０を形成し、接合用パッド６２０の上部に外部との電気的接続のために所定高さを有するバンプ６５０を突設する。その後、前記２つの基板を接合すると、前記露出した信号接続パッド５４０及びバンプ６５０が結合されて接合部３５０が形成される。
【００６２】
すなわち、カンチレバー配列基板５００と信号伝達回路部基板６００は、接合部３５０を介して接合され、この接合部３５０は、カンチレバー配列基板５００又は信号伝達回路部基板６００のいずれか一方に形成される第１接合部と他方の基板に形成される第２接合部が結合して形成される。
【００６３】
このように、具体的な製造工程において、接合部が形成される基板が制限的ではなく、工程状態や製造環境に合わせて柔軟に調節できるので、工程設計が自由であるという利点がある。
【００６４】
前記したような構造及び製造方法上の本発明の特徴は、熱−圧電（Thermo-Piezoelectric）方式のカンチレバーにも適用できる。
【００６５】
これは、データを書き込むときにのみ熱−機械方式を使用し、再生するときは圧電センサーを利用する方式であり、ＺｎＯやＰＺＴ薄膜をカンチレバーにキャパシタ形態に集積し、再生時に発生する振動を測定してデータを再生する方法である。
【００６６】
図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の第２実施形態によるカンチレバーを利用した情報保存及び再生装置の構成及び動作方式を示す概念図であり、図示されたように、ヒータを備えたカンチレバー構造に圧電センサーがさらに配置された情報保存装置を利用して、ＰＭＭＡ媒体に保存されたデータを再生する構成である。データの書き込みは、従来の熱−機械方式のカンチレバーと同様にヒータを加熱して前記媒体に溝を形成する方式を用いる。
【００６７】
以下、本発明の第２実施形態によるカンチレバーを利用した情報保存及び再生装置の構成を説明する。ここで、第１実施形態と同一の構造には同一の参照番号を付して説明する。
【００６８】
図示されたように、本発明の第２実施形態によるカンチレバーを利用した情報保存及び再生装置は、シリコン窒化物で形成されたカンチレバー３０１と、該カンチレバー本体３０１と同一材質で形成された探針３０２と、該探針３０２が形成されたカンチレバー本体の上部に多結晶シリコンで形成されたヒータ３０４と、前記カンチレバー本体の長手方向に配置された圧電センサー３１０と、ヒータ３０４に接続して外部信号線との電気的接続を提供する信号接続パッド３０６と、別途に形成されて前記カンチレバー構造を利用した情報の書き込み及び再生を制御するための信号伝達回路部４００と、カンチレバー３０１を信号伝達回路部４００に支持させると共に、信号接続パッド３０６と信号伝達回路部４００間の電気的通路を提供する接合部３５０とから構成される。
【００６９】
すなわち、媒体に保存されたデータを感知するデータ感知部が、第１実施形態では多結晶シリコンで形成されたプラットホームであったが、第２実施形態では圧電センサー３１０である。
【００７０】
第２実施形態においても、カンチレバーの本体３０１と探針３０２は、化学気相蒸着方法により形成されたシリコン窒化膜を材料として形成されるので、厚さの均一性が高く、摩耗に対する耐久性が高い。また、探針３０２は、犠牲になるシリコン基板及びシリコン酸化膜を金型として形成されるので、鋭い形状を有することができる。
【００７１】
圧電センサー３１０は、Ｔｉ／Ｐｔからなる下部基板３１１とＲｕＯ２を利用した上部基板３１３間にＰＺＴやＺｎＯなどの圧電物質３１２が位置するキャパシタ形態を有する。
【００７２】
図７は、データ感知部として圧電センサーが利用されるカンチレバー構造を有するナノ情報保存及び再生装置の再生方式を示す概念図である。
【００７３】
図示されたように、媒体４６０に形成された溝からデータを再生する場合、溝が形成された媒体４６０上でカンチレバー３００が動くと（すなわち、スキャンすると）、媒体４６０に形成された溝にカンチレバー３００の探針が挿入されるが、ここで、カンチレバー自体の応力が変化し、これを集積された圧電センサー３１０により把握する。このようなカンチレバーの応力変化により圧電センサー３１０の内部に含まれた圧電物質の応力が変化し、それにより、微弱な電荷が発生する。このように誘起された電荷は、電荷増幅器により電圧に変換されて比較器を経て０と１のデータとして再生される。
【００７４】
このように、圧電センサーを利用して情報を再生する場合、いくつかの重要な利点がある。
【００７５】
第１に、情報再生時、カンチレバーの応力変化により自動で信号が発生するため、再生時間の間、電力消耗がなく、これは、携帯用装置の応用時、極めて魅力的な利点である。
【００７６】
第２に、媒体選択の柔軟性である。書き込み／再生を両方とも熱−機械方式で行うと、再生のための敏感度を確保するために適切な温度を維持しなければならない。これは、高温に弱い媒体の選択には制約があるということであるので、熱−圧電方式のように再生のために、温度を上げる必要がない場合は、媒体選択が自由である。
【００７７】
第３に、圧電センサーを利用して情報を再生する場合は、カンチレバー間の偏差、すなわち、オフセットが発生しないため、再生のための構成が簡単であり、測定精密度が高くなるという利点がある。熱による抵抗変化又は圧力による抵抗変化などのように、基本的に抵抗（すなわち、プラットホーム）を利用して情報を再生しなければならない場合は、抵抗部を非常に精巧に製造しなければならないという問題がある。しかしながら、一般に、各カンチレバーが若干異なる抵抗を有して製造されるので、このような抵抗差による出力電圧オフセットを克服するためには、抵抗に隣接した所に同一の抵抗を集積して基準（reference）抵抗として使用する方法か、高周波通過フィルタを利用して直流オフセット（DC offset）電圧を除去する方法を用いなければならない。前者の場合、１つの領域に２つのカンチレバーを集積しなければならず、後者の場合、大きいキャパシタを集積しなければならないという問題がある。また、温度センシング方法は、周囲の温度もオフセットを発生する原因として作用する可能性があるため、場合によっては常用化に致命的な弱点として作用する。
【００７８】
最後に、圧電センサーの場合、情報再生速度に関連した電荷発生速度が数ｎｓに過ぎないため、情報再生の時、温度を上げるために数μs程度の時間が必要な熱−機械方式より速い再生速度を実現し得る。
【００７９】
図８Ａ〜図８Ｉは、本発明の第２実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す手順断面図である。これは、図４Ａ〜図４Ｉを参考として、前述した本発明の第１実施形態の製造方法に比べて、データ感知部としてプラットホームを形成する工程の代わりに、図８Ｅに示すように、カンチレバー３０１が形成されるシリコン窒化膜５２０の上部にカンチレバーの反りを測定できる圧電センサーを形成する工程が行われることのみが異なる。従って、詳細な製造工程に関する説明は省略する。
【００８０】
図９Ａ〜図９Ｉは、本発明の第２実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図であり、前述した図８Ａ〜図８Ｉの手順断面図と類似した方式で工程が行われる。ただし、ポリイミド層５６０、５７０及び貫通孔５８０をカンチレバー配列基板５００に形成し、これと噛み合う接合バンプ６５０を信号伝達回路部基板６００に形成された接合パッド６２０の上に形成するという点が異なる。
【００８１】
また、図１０Ａ〜図１０Ｄは、本発明の第２実施形態によるカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造工程において、カンチレバー構造基板と信号伝達回路部基板との接合工程の例であり、本発明の全ての製造工程の実施例に適用される。これを利用すると、別途のポリイミド層除去工程が必要なくなる。
【００８２】
すなわち、図１０Ａに示すように、カンチレバー配列基板５００の上部に接合のためのポリイミド層５６０、５７０と貫通孔５８０を形成し、図１０Ｂのように、信号伝達回路部基板６００上に信号接続及び物理的支持のための接合バンプ６５０を形成する。ここで、前述した製造方法と同様に２つの基板の接合工程を行う前に、接合のためのポリイミド層５６０、５７０に貫通孔５８０を形成するとき、貫通孔５８０を覆う一部の周辺領域を除いた残りの部分のポリイミド層５６０、５７０も貫通孔５８０の形成と共にエッチングして除去する。これを利用する場合、別途のポリイミド層エッチング除去過程が必要ないため、工程の容易性が向上し、接合部の物理的支持強度も高くなる。
【００８３】
ここで、接合部が形成される基板や接合層などの状態は、制限的ではなく、工程状態や製造環境に合わせて柔軟に調節できるので、工程設計が自由であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１Ａ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図１Ｂ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図１Ｃ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の探針を製造するためのパターン断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の探針を製造するためのパターン断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の探針の製造結果を示す顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の探針の製造結果を示す顕微鏡写真である。
【図４Ａ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｂ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｃ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｄ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｅ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｆ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｇ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｈ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図４Ｉ】図１の製造工程の一実施例を示す手順断面図である。
【図５Ａ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｂ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｃ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｄ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｅ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｆ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｇ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｈ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図５Ｉ】図１の製造工程の他の実施例を示す工程断面図である。
【図６Ａ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図６Ｂ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図６Ｃ】本発明に係るカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図７】データ感知部として圧電センサーが利用されるときのカンチレバー構造を有するナノ情報保存及び再生装置の再生方式を示す概念図である。
【図８Ａ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｂ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｃ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｄ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｅ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｆ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｇ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｈ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図８Ｉ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の一例を示す工程断面図である。
【図９Ａ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｂ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｃ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｄ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｅ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｆ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｇ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｈ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図９Ｉ】図６のナノ情報保存及び再生装置の製造工程の他の例を示す手順断面図である。
【図１０Ａ】図６のカンチレバー構造基板と信号伝達回路部基板の接合工程を示す他の例である。
【図１０Ｂ】図６のカンチレバー構造基板と信号伝達回路部基板の接合工程を示す他の例である。
【図１０Ｃ】図６のカンチレバー構造基板と信号伝達回路部基板の接合工程を示す他の例である。
【図１０Ｄ】図６のカンチレバー構造基板と信号伝達回路部基板の接合工程を示す他の例である。
【図１１Ａ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の動作原理を示す概念図である。
【図１１Ｂ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の動作原理を示す概念図である。
【図１１Ｃ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の動作原理を示す概念図である。
【図１２Ａ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の媒体記録原理を示す概念図である。
【図１２Ｂ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の媒体記録原理を示す概念図である。
【図１３】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法をウエハーレベルで示す工程概念図である。
【図１４Ａ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４Ｂ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４Ｃ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４Ｄ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４Ｅ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４Ｆ】従来のカンチレバー構造を利用したナノ情報保存及び再生装置の製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１００：シリコン基板
２００：マスク層
３００：カンチレバー構造
３０１：カンチレバー
３０２：探針
３０４：ヒータ
３０５：プラットホーム
３０６：信号接続パッド
３１０：圧電センサー
３５０：接合部
４００：信号伝達回路部
４６０：媒体
５００：シリコン基板
５０５：マスク層
５０８：探針溝
５１０：シリコン酸化膜
５２０：シリコン窒化膜
５５０：接合バンプ
６２０：接合用パッド
６３０：標準ポリイミド層
６３５：貫通孔
６４０：接着性ポリイミド層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１４Ｆ】
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