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JPH11183414A - Scanning heat transfer distribution measuring device - Google Patents

Scanning heat transfer distribution measuring device

Info

Publication number
JPH11183414A
JPH11183414A JP9364917A JP36491797A JPH11183414A JP H11183414 A JPH11183414 A JP H11183414A JP 9364917 A JP9364917 A JP 9364917A JP 36491797 A JP36491797 A JP 36491797A JP H11183414 A JPH11183414 A JP H11183414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
cantilever
sample
scanning
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9364917A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Hara
信也 原
Yoshihiko Suzuki
美彦 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9364917A priority Critical patent/JPH11183414A/en
Publication of JPH11183414A publication Critical patent/JPH11183414A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the heat transfer distribution of a minute region on a sample surface. SOLUTION: A cantilever 1 comprises a probe 1b and a thermocouple at its tip part 1a and can be elastically deformed. A laser light source 4 irradiates the tip part 1a with intensity-modulated laser light, and the probe 1b is subjected to AC heating. A thermo-electromotive force amplifier 10 amplifies a thermo- electromotive force detected by the thermocouple of the probe 1b and outputs it to a lock-in amplifier 13. The lock in amplifier 13 detects only the same thermo-electromotive force as a reference frequency component with the modulation frequency of a laser power source 11 as the reference frequency. A position sensor 5 detects the bending of the cantilever 1 by an optical lever method, outputs it to a computer 14 via an I-V converter 8 and an amplifier 9. The computer 14 performs feedback control via a driving device 12 to control the location of a sample 15. The computer 14 stores the location of the cantilever 1 and the temperature changes of the probe 1b and obtains the surface shape and the heat transfer distribution of the sample.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブの先端部
を加熱して試料表面に接触させて走査し、この走査時に
おける先端部の温度変化を検出することにより、該試料
表面の微小な領域の熱伝導分布を計測することができる
走査型熱伝導分布計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for scanning a probe by heating the tip of the probe and bringing the probe into contact with the surface of the sample. The present invention relates to a scanning type heat conduction distribution measuring device capable of measuring the heat conduction distribution of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ウォラストンワイアを加工したプ
ローブを用いた熱伝導分布計測装置がある(「走査型微
小領域光学顕微鏡及び走査型熱顕微鏡(Scannig Near-Fi
eld Optical Microscopy and Scannig Thermal Microsc
opy)」:Russel j. Pylkki 他:Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l.33(1994)pp.3785-3790 )。このウォラストンワイア
は、周りが銀のさやで覆われた白金(Pt)のコアで構
成されている。このウォラストンワイアを、試料の熱伝
導分布を計測するプローブにするために、ループ状に曲
げてエッチングし、コアの白金をむき出しにする。この
ウォラストンワイアに通電すると、コアの白金部分の抵
抗が高いため、この白金部分で発熱し、室温から数十度
高いある一定の温度に保たれる。このウォラストンワイ
アを、計測する試料表面に接触あるいは近づけて試料表
面に沿って走査し、試料表面に熱伝導がある場合には、
ウォラストンワイアの熱の流れが変わるので、ウォラス
トンワイアの温度が変わると同時に、抵抗が変わる。こ
の原理を用い、ウォラストンワイアを試料表面に走査さ
せながら、その抵抗を計測することにより、試料表面の
熱伝導分布を計測している。または、抵抗が一定になる
ように、ウォラストンワイアに通電する通電量を計測す
ることで、同様に試料表面の熱伝導分布を計測してい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a thermal conduction distribution measuring apparatus using a probe formed by processing a Wollaston wire (see "Scanning Near-Film and Scanning Near-Film Optical Microscope").
eld Optical Microscopy and Scannig Thermal Microsc
opy) ": Russel j. Pylkki and others: Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l.33 (1994) pp.3785-3790). The Wollaston wire is composed of a platinum (Pt) core surrounded by silver pods. The Wollaston wire is bent into a loop and etched to expose the core platinum in order to be used as a probe for measuring the thermal conductivity distribution of the sample. When the Wollaston wire is energized, the resistance of the platinum portion of the core is high, so that the platinum portion generates heat and is maintained at a certain temperature which is several tens degrees higher than room temperature. This Wollaston wire is scanned along the surface of the sample by contacting or approaching the surface of the sample to be measured.
Because the flow of heat in Wollaston Wire changes, the resistance changes as the temperature of Wollaston Wire changes. Using this principle, the resistance of the Wollaston wire is measured while scanning the Wollaston wire over the sample surface, thereby measuring the heat conduction distribution on the sample surface. Alternatively, the heat conduction distribution on the sample surface is similarly measured by measuring the amount of current applied to the Wollaston wire so that the resistance becomes constant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たウォラストンワイアを加工したプローブを用いた走査
型熱伝導分布計測装置では、直流電流をウォラストンワ
イアに印加することによって探針を加熱していたため、
計測時の環境変動やドリフトにより、プローブの温度が
変化し、計測精度が悪化するという問題点があった。
However, in the above-described scanning type thermal conductivity distribution measuring apparatus using a probe formed of a Wollaston wire, the probe is heated by applying a DC current to the Wollaston wire. ,
There has been a problem that the temperature of the probe changes due to environmental fluctuation and drift at the time of measurement, and measurement accuracy deteriorates.

【0004】また、上述したウォラストンワイアを加工
したプローブでは、ウォラストンワイアをエッチングし
た部位をプローブの探針としており、この探針は、試料
表面の微小な領域の熱伝導分布を得ることができる程、
十分鋭利なものではない。
Further, in the above-described probe formed by processing the Wollaston wire, a portion where the Wollaston wire is etched is used as a probe tip, and this probe can obtain a heat conduction distribution in a minute area on the sample surface. As much as you can
Not sharp enough.

【0005】さらに、ウォラストンワイアの曲げ方やエ
ッチングによるばらつきで安定した形状のプローブを得
ることができないとともに、ウォラストンワイアの曲げ
等は、ひとつずつの手作業で行ってプローブを製作しな
ければならず、生産効率が悪いという問題点もあった。
Further, a probe having a stable shape cannot be obtained due to variations in the way of bending Wollaston wires or etching, and bending of Wollaston wires and the like must be performed manually one by one to manufacture a probe. In addition, there was a problem that production efficiency was poor.

【0006】そこで、本発明は、かかる問題点を除去
し、試料表面の微小な領域の熱伝導分布を高精度に測定
することができる走査型熱伝導分布計測装置を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a scanning type heat conduction distribution measuring apparatus which can eliminate such a problem and can measure the heat conduction distribution in a minute area of a sample surface with high accuracy. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、先端部に
探針及び該探針に熱的に結合した温度センサを有する弾
性変形可能なカンチレバーと、前記探針を試料表面に接
触させて前記カンチレバーと前記試料とを相対的に走査
する走査手段と、時間と共に周期的に加熱量を変えつ
つ、前記探針を加熱する加熱手段と、前記温度センサで
検出された温度のうち、周期的に変化する温度変化を検
出する温度検出手段とを具備したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, an elastically deformable cantilever having a probe at a tip and a temperature sensor thermally coupled to the probe is provided, and the probe is brought into contact with a sample surface. Scanning means for relatively scanning the cantilever and the sample, a heating means for heating the probe while periodically changing the heating amount with time, and a cycle among the temperatures detected by the temperature sensor. And a temperature detecting means for detecting a temperature change which changes gradually.

【0008】このような構成では、時間の経過によって
周期的に加熱量を変化させながら、探針を加熱し、温度
検出手段では、温度センサで検出された温度について、
周期的に変化する温度変化分を検出する。このようにす
ることで、計測環境の変化や直流ドリフト成分を除去し
て、探針から試料へ流れる熱の変化、すなわち探針部分
への熱供給と試料への熱伝導との差熱による温度変化の
みを計測でき、分解能が高く、高精度の計測ができる。
In such a configuration, the probe is heated while periodically changing the heating amount with the passage of time, and the temperature detecting means determines the temperature detected by the temperature sensor.
A temperature change that changes periodically is detected. In this way, changes in the measurement environment and DC drift components are removed, and the change in heat flowing from the probe to the sample, that is, the temperature difference due to the difference in heat supply between the heat supply to the probe and the heat conduction to the sample. Only changes can be measured, and high resolution and high precision measurement can be performed.

【0009】第2の発明は、第1の発明において、前記
加熱手段が、前記探針の近傍にレーザ光を照射して前記
探針に照射される光強度を時間と共に周期的に変えるこ
とで、前記探針の加熱量を周期的に変化させることを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the heating means irradiates a laser beam near the probe and changes the light intensity applied to the probe periodically with time. The amount of heating of the probe is periodically changed.

【0010】このため、探針に近いカンチレバーの先端
部の任意の所望位置で、探針の加熱を行うことができ、
光強度を変えることによって、加熱量を変化させること
ができる。
For this reason, the probe can be heated at any desired position on the tip of the cantilever near the probe,
By changing the light intensity, the amount of heating can be changed.

【0011】第3の発明は、第2の発明において、前記
加熱手段が照射したレーザ光の反射をもとに前記カンチ
レバーの撓みを検出して前記試料の凹凸を検出するポジ
ションセンサをさらに具備したことを特徴とする。
In a third aspect based on the second aspect, the apparatus further comprises a position sensor for detecting the deflection of the cantilever based on the reflection of the laser beam irradiated by the heating means and detecting the unevenness of the sample. It is characterized by the following.

【0012】これにより、位置検出用のレーザ光源と加
熱用のレーザ光源とを1つのレーザ光源で共用すること
が可能になり、装置構成の簡略化を図ることができる。
Thus, the laser light source for position detection and the laser light source for heating can be shared by one laser light source, and the configuration of the apparatus can be simplified.

【0013】第4の発明は、第1の発明において、前記
加熱手段が前記カンチレバーに設けられ、周期的に変化
する電圧が印加されることで、周期的に加熱量が変化す
る発熱体を備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect, in the first aspect, the heating means is provided on the cantilever, and the heating means includes a heating element whose heating amount changes periodically when a periodically changing voltage is applied. It is characterized by having.

【0014】このため、探針に近いカンチレバーの先端
部の任意の所望位置で、探針の加熱を行うことができ、
発熱体に印加する電圧を変化させることで、探針への加
熱量を変化させることができる。
Therefore, the probe can be heated at any desired position near the tip of the cantilever,
By changing the voltage applied to the heating element, the amount of heating to the probe can be changed.

【0015】第5の発明は、第1から第4の発明におい
て、前記温度センサが熱電対であることを特徴とする。
According to a fifth aspect, in the first to fourth aspects, the temperature sensor is a thermocouple.

【0016】このため、広範囲の温度変化を計測するこ
とができる。
Therefore, a wide range of temperature change can be measured.

【0017】第6の発明は、第1から第5の発明におい
て、前記先端部を含むカンチレバーは、半導体製造技術
によって薄膜化された薄膜素子であることを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, the cantilever including the tip is a thin film element thinned by a semiconductor manufacturing technique.

【0018】これにより、半導体プロセスを用いて同一
形状で同一性能を有したカンチレバーを大量に製作する
ことができ、生産効率を高めることができるとともに、
特に鋭利な探針形状を均一かつ安定して製作できるの
で、分解能の高い計測が可能になる。
As a result, cantilevers having the same shape and the same performance can be mass-produced using a semiconductor process, and the production efficiency can be improved.
Particularly, a sharp probe shape can be manufactured uniformly and stably, so that measurement with high resolution is possible.

【0019】第7の発明は、第1から第6の発明におい
て、前記走査手段が前記試料を載置する試料支持部を移
動することにより、前記カンチレバーと前記試料とを相
対的に走査することを特徴とする。
According to a seventh aspect, in the first to sixth aspects, the scanning means relatively moves the cantilever and the sample by moving a sample support on which the sample is placed. It is characterized by.

【0020】これにより、カンチレバー側が固定され、
位置検出や温度検出に影響を与えることなく安定してカ
ンチレバーの走査を行なうことが可能となる。
As a result, the cantilever side is fixed,
It is possible to stably scan the cantilever without affecting position detection and temperature detection.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施
形態である走査型熱伝導分布計測装置の構成を示す。図
1において、カンチレバー1は、弾性変形が可能であ
り、レバーホルダ2に取り付けられ、カンチレバー1の
先端部1aの探針1bは、試料15に接触可能とされ
る。カンチレバー1自体の構成については後述するが、
探針1bは、熱的に結合した熱電対を備えており、この
熱電対は、探針1bの温度センサとして機能する。レバ
ーホルダ2は、連結部材2aによってレバー支持部6に
固定される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a scanning heat conduction distribution measuring device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the cantilever 1 is elastically deformable, is attached to a lever holder 2, and a probe 1 b at a tip 1 a of the cantilever 1 can be brought into contact with a sample 15. Although the configuration of the cantilever 1 itself will be described later,
The probe 1b includes a thermocouple that is thermally coupled, and the thermocouple functions as a temperature sensor of the probe 1b. The lever holder 2 is fixed to the lever support 6 by a connecting member 2a.

【0022】レバー支持部6の下面には、カンチレバー
1の先端部1aの上面にレーザ光を照射するレーザ光源
4、及び先端部1aの上面で反射するレーザ光源4から
照射されたレーザ光の反射光を受光するポジションセン
サ5がそれぞれ取り付けられる。
A laser light source 4 for irradiating the upper surface of the tip 1a of the cantilever 1 with laser light and a reflection of the laser light emitted from the laser light source 4 for reflecting on the upper surface of the tip 1a are provided on the lower surface of the lever support portion 6. Each of the position sensors 5 for receiving light is attached.

【0023】レーザ光源4は、レーザ電源11に接続さ
れている。レーザ電源11は所定の周波数、例えば10
0Hz、で強度変調されるようレーザ光源4を駆動す
る。レーザ光源4からのこの強度変調されたレーザ光が
カンチレバー1の先端部1aに照射され、結果的に探針
1bをAC加熱する。なお、本明細書中に用いられてい
る「AC加熱」とは、時間と共に周期的に探針1bの温
度が変化するように加熱することであり、そのために本
発明の実施の形態では熱源であるレーザ光源をある周期
で強度変調している。なお、その変調される波形はなん
でもよく、正弦波や三角波など、どのような形状でも良
い。ところで、レーザ光源4としては、例えばHe−N
eレーザ等の気体レーザあるいは半導体レーザ等の固体
レーザで実現できるがこれに限られない。
The laser light source 4 is connected to a laser power supply 11. The laser power supply 11 has a predetermined frequency, for example, 10
The laser light source 4 is driven so that the intensity is modulated at 0 Hz. The intensity-modulated laser light from the laser light source 4 is applied to the tip 1a of the cantilever 1, and as a result, the probe 1b is AC-heated. Note that “AC heating” used in the present specification means heating such that the temperature of the probe 1b changes periodically with time. Therefore, in the embodiment of the present invention, a heat source is used. A certain laser light source is intensity-modulated at a certain cycle. The waveform to be modulated may be anything, and may be any shape such as a sine wave and a triangular wave. Incidentally, the laser light source 4 is, for example, He-N
It can be realized by a gas laser such as an e-laser or a solid-state laser such as a semiconductor laser, but is not limited thereto.

【0024】ポジションセンサ5は、カンチレバー1か
らの反射光の位置ずれを検出し、検出した電流信号をI
−V変換器8によって電圧信号に変換する。この変換さ
れた電圧信号を増幅器9によって増幅し、この増幅され
た信号をコンピュータ14に入力する。ポジションセン
サ5による走査時のカンチレバー1の撓みの検出は、周
知の光てこ法によって実現することができる。光てこ法
による場合、ポジションセンサ5は、2分割フォトディ
テクタによって実現され、この2分割されたフォトディ
テクタが検出する反射光の光強度によってカンチレバー
1の撓み量を検出する。
The position sensor 5 detects the displacement of the reflected light from the cantilever 1 and outputs the detected current signal to the I
The signal is converted into a voltage signal by a -V converter 8. The converted voltage signal is amplified by the amplifier 9, and the amplified signal is input to the computer 14. The detection of deflection of the cantilever 1 during scanning by the position sensor 5 can be realized by a known optical lever method. In the case of using the optical lever method, the position sensor 5 is realized by a two-part photodetector, and detects the amount of bending of the cantilever 1 based on the light intensity of the reflected light detected by the two-part photodetector.

【0025】一方、探針1bを構成する熱電対は、熱起
電力増幅器10に接続され、熱電対からの熱起電力を増
幅する。この熱起電力増幅器10によって増幅された電
圧信号及びレーザ電源11からの所定の周波数の信号
は、それぞれロックインアンプ13に入力される。ここ
で、ロックインアンプ13は、特に特定の周波数の信号
を選択し検出することができるため、微少な信号やDC
変化(ドリフト)がある信号などに有効である。ロック
インアンプ13は、レーザ電源11からの所定の周波数
の信号を参照信号として、熱起電力増幅器10によって
増幅された電圧信号のうちのこの所定の周波数と同一の
周波数の信号のみを検出して増幅する。具体的には、該
所定の周波数の信号の振幅変化を検出し、直流出力とし
てコンピュータ14に入力する。これによって、計測環
境の変化やドリフトの影響が除去され、高精度で温度変
化を検出することができる。なお、熱起電力増幅器10
は、熱電対が検出する信号が実際にはμVオーダである
ために設けられたものであるが、増幅しなくてもロック
インアンプ13による熱起電力の検出に支障がない場合
には、設けなくてもよい。
On the other hand, the thermocouple forming the probe 1b is connected to the thermoelectromotive force amplifier 10 and amplifies the thermoelectromotive force from the thermocouple. The voltage signal amplified by the thermoelectromotive force amplifier 10 and the signal of a predetermined frequency from the laser power supply 11 are input to the lock-in amplifier 13. Here, since the lock-in amplifier 13 can select and detect a signal of a specific frequency in particular, a small signal or DC
This is effective for a signal having a change (drift). The lock-in amplifier 13 detects only a signal having the same frequency as the predetermined frequency among the voltage signals amplified by the thermoelectromotive force amplifier 10 using the signal of the predetermined frequency from the laser power supply 11 as a reference signal. Amplify. Specifically, a change in the amplitude of the signal having the predetermined frequency is detected and input to the computer 14 as a DC output. Thereby, the influence of the change of the measurement environment and the drift is removed, and the temperature change can be detected with high accuracy. Note that the thermoelectromotive force amplifier 10
Is provided because the signal detected by the thermocouple is actually on the order of μV. It is not necessary.

【0026】試料15は、試料可動部3上の試料支持部
7上に設置される。試料可動部3は、駆動装置12に接
続され、この駆動装置12の駆動により、試料表面に平
行な方向の走査を行うとともに、試料表面に垂直な方向
の移動を行ってカンチレバー1の探針1bと試料表面と
の接触を適切に行う。換言すれば、試料可動部3を駆動
することにより、カンチレバー1の探針1bを試料に対
して相対的に移動させ、カンチレバー1の探針1bの試
料表面上の位置及び接触関係を適切に制御する。
The sample 15 is set on the sample support 7 on the sample movable section 3. The sample movable section 3 is connected to a driving device 12. By driving the driving device 12, the probe 1 b of the cantilever 1 performs scanning in a direction parallel to the sample surface and moves in a direction perpendicular to the sample surface. And make proper contact with the sample surface. In other words, the probe 1b of the cantilever 1 is moved relatively to the sample by driving the sample movable section 3, and the position and contact relationship of the probe 1b of the cantilever 1 on the sample surface are appropriately controlled. I do.

【0027】コンピュータ14は、ロックインアンプ1
3から入力される検出出力及び探針1bの接触平面位置
とをもとに、試料表面の熱伝導分布を求めて、外部出力
する。また、コンピュータ14は、増幅器9から入力さ
れる電圧信号及び探針1bの接触平面位置とをもとに、
カンチレバー1の撓み量に基づく試料表面の凹凸形状を
求めることができる。あるいは、駆動装置12を介し
て、このカンチレバー1の撓みをキャンセルするように
試料可動部3を試料表面に垂直な方向に駆動させるフィ
ードバック処理を行う。これによって、試料表面の凹凸
形状を、カンチレバー1が撓まないように制御したフィ
ードバック量を計測することによって求めることができ
る。
The computer 14 controls the lock-in amplifier 1
The heat conduction distribution on the sample surface is determined based on the detection output input from the sensor 3 and the contact plane position of the probe 1b, and is output to the outside. Further, the computer 14 calculates a voltage based on the voltage signal input from the amplifier 9 and the contact plane position of the probe 1b.
The uneven shape of the sample surface based on the amount of deflection of the cantilever 1 can be obtained. Alternatively, a feedback process for driving the sample movable section 3 in a direction perpendicular to the sample surface is performed via the driving device 12 so as to cancel the bending of the cantilever 1. Thus, the uneven shape of the sample surface can be obtained by measuring the feedback amount controlled so that the cantilever 1 does not bend.

【0028】コンピュータ14の制御手順について説明
すると、コンピュータ14は、まずカンチレバー1の探
針1bを試料表面上の所望の水平位置に移動させ、さら
にこの水平位置において探針1bが試料表面と接触する
ように、駆動装置12を介して試料可動部3を駆動させ
る。この際、レーザ光源4からは、レーザ光がカンチレ
バー1の先端部1aに照射され、この反射光からポジシ
ョンセンサ5によってカンチレバー1の撓みが検出され
る。したがって、コンピュータ14は、I−V変換器
8、増幅器9を介したポジションセンサ5からのカンチ
レバー1の撓みを検出することによって、探針1bが試
料表面と適切に接触しているか否かを判断することがで
きる。コンピュータ14は、探針1bが適切に試料表面
に接触した状態で、試料表面上を走査すると、駆動装置
12に指示した試料可動部3の水平方向及び垂直方向の
移動量をもとに現在の探針1bの3次元位置を座標とし
て順次求め、記憶することにより、試料15の表面形状
を求める。
The control procedure of the computer 14 will be described. The computer 14 first moves the probe 1b of the cantilever 1 to a desired horizontal position on the surface of the sample, and at this horizontal position, the probe 1b comes into contact with the surface of the sample. As described above, the sample movable section 3 is driven via the driving device 12. At this time, the laser light is emitted from the laser light source 4 to the tip 1a of the cantilever 1, and the deflection of the cantilever 1 is detected by the position sensor 5 from the reflected light. Therefore, the computer 14 determines whether the probe 1b is properly in contact with the sample surface by detecting the deflection of the cantilever 1 from the position sensor 5 via the IV converter 8 and the amplifier 9. can do. When the computer 14 scans the surface of the sample with the probe 1b appropriately in contact with the surface of the sample, the computer 14 determines the current amount of movement of the sample movable unit 3 in the horizontal and vertical directions instructed by the drive unit 12. The surface shape of the sample 15 is obtained by sequentially obtaining and storing the three-dimensional position of the probe 1b as coordinates.

【0029】一方、コンピュータ14は、探針1bの走
査が始まると、試料15の表面形状の計測に並行して、
走査した試料表面上の熱伝導率を順次求め、記憶するこ
とにより、試料表面に平行な面上の熱伝導分布を計測す
る。すなわち、レーザ光源4から出射された強度変調の
レーザ光がカンチレバー1の先端部1aに照射されるこ
とにより、探針1bはAC加熱され、このAC加熱され
た探針1bは、試料と接触しているため、熱は、熱伝導
により試料に吸熱される。この結果、試料表面の熱伝導
率の大小により、探針1bの温度が変化し、試料表面の
熱伝導率が高ければ探針1bの温度が大きく下がり、試
料表面の熱伝導率が低ければ探針1bの温度の下がり方
が小さい。探針1bは熱電対で形成されているため、温
度変化は熱電対の熱起電力の変化を生じ、この熱起電力
は熱起電力増幅器10を介してロックインアンプ13に
入力され、レーザ光の強度変調と同一の周波数のみの熱
起電力が検出され、コンピュータ14に順次入力され
る。したがって、コンピュータ14は、駆動装置12に
指示した試料可動部3の水平方向の移動量をもとに現在
の端子1bの2次元位置を座標として順次求めるととも
に、ロックインアンプ13から入力される熱起電力が示
す温度変化をもとに各座標における熱伝導率を順次求
め、記憶することにより、試料15の熱伝導分布を計測
する。
On the other hand, when scanning of the probe 1b starts, the computer 14 measures the surface shape of the sample 15 in parallel with the measurement.
The thermal conductivity on the surface parallel to the sample surface is measured by sequentially obtaining and storing the thermal conductivity on the scanned sample surface. That is, the tip 1a of the cantilever 1 is irradiated with the intensity-modulated laser light emitted from the laser light source 4, so that the probe 1b is AC-heated, and the AC-heated probe 1b comes into contact with the sample. Therefore, heat is absorbed by the sample by heat conduction. As a result, the temperature of the probe 1b changes depending on the magnitude of the thermal conductivity of the sample surface. If the thermal conductivity of the sample surface is high, the temperature of the probe 1b drops significantly, and if the thermal conductivity of the sample surface is low, the probe is detected. The temperature of the needle 1b decreases less. Since the probe 1b is formed of a thermocouple, a change in temperature causes a change in the thermoelectromotive force of the thermocouple, and the thermoelectromotive force is input to the lock-in amplifier 13 via the thermoelectromotive amplifier 10 and the laser light. Are detected only at the same frequency as the intensity modulation, and are sequentially input to the computer 14. Accordingly, the computer 14 sequentially obtains the current two-dimensional position of the terminal 1 b as coordinates based on the horizontal movement amount of the sample movable unit 3 instructed by the drive device 12, and also calculates the heat input from the lock-in amplifier 13. The thermal conductivity of each sample is measured by sequentially obtaining and storing the thermal conductivity at each coordinate based on the temperature change indicated by the electromotive force.

【0030】もちろん、試料15の表面形状と熱伝導分
布とは同時に計測されるので、コンピュータ14は、表
面形状と熱伝導分布とを重ね合わせた出力を行うことが
可能であり、適切な3次元グラフィックスを用いて表示
出力するようにしてもよい。
Of course, since the surface shape and the heat conduction distribution of the sample 15 are measured at the same time, the computer 14 can perform an output in which the surface shape and the heat conduction distribution are superimposed on each other. Display output may be performed using graphics.

【0031】ここで、図2を参照して、カンチレバー1
の構成について説明する。図2(a)は、カンチレバー
1の斜視図であり、図2(b)は、カンチレバー1のA
−A線断面図である。図2(b)に示すように、カンチ
レバー1は、弾性体からなる梁22と、この梁22を支
持する支持体24と、この梁22と支持体24とを挟ん
で対向する外側面にそれぞれ成膜された第1及び第2の
金属膜25,26と、梁22の支持体24の反対側の端
部に突出して第1及び第2の金属膜25,26からなる
熱電対を有した探針21とから構成される。
Here, referring to FIG. 2, cantilever 1
Will be described. FIG. 2A is a perspective view of the cantilever 1, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a line A. As shown in FIG. 2B, the cantilever 1 has a beam 22 made of an elastic body, a support 24 supporting the beam 22, and outer surfaces opposed to each other with the beam 22 and the support 24 interposed therebetween. A thermocouple composed of the first and second metal films 25 and 26 formed and the first and second metal films 25 and 26 protruding from the end of the beam 22 opposite to the support 24 is provided. And a probe 21.

【0032】第1及び第2の金属膜25,26は、熱電
対を形成する材料であることから、熱電対を形成する金
属の組み合わせであることが必要である。例えば、第1
の金属をクロメルとし、第2の金属をアルメルとするこ
とにより、クロメル・アルメルの熱電対を形成すること
ができる。もちろん、熱電対を構成する金属の組み合わ
せの選択には、測定範囲の温度で適切な起電力を生じる
ことが条件となる。
Since the first and second metal films 25 and 26 are materials forming a thermocouple, they need to be a combination of metals forming a thermocouple. For example, the first
By using chromel as the metal and alumel as the second metal, a chromel-alumel thermocouple can be formed. Of course, selection of a combination of metals constituting the thermocouple requires a suitable electromotive force at a temperature in the measurement range.

【0033】また、梁22は、窒化珪素で形成され、支
持体24は、シリコンで形成されている。第1の金属膜
25は、探針21から支持体24の上部表面中央にかけ
て帯状の配線パターン25bを形成し、さらに支持体2
4の上部表面中央に正方形の電極パターン25aを形成
する。また、第2の金属膜26によっても第1の金属膜
25に対向した形状の膜を形成する。
The beam 22 is made of silicon nitride, and the support 24 is made of silicon. The first metal film 25 forms a strip-shaped wiring pattern 25 b from the probe 21 to the center of the upper surface of the support 24, and further forms the support 2.
4, a square electrode pattern 25 a is formed in the center of the upper surface. Further, a film having a shape facing the first metal film 25 is also formed by the second metal film 26.

【0034】次に、図3を参照してカンチレバー1の製
造方法について説明する。図3(a)から図3(d)
は、カンチレバー1の製造工程を示す断面図である。ま
ず、自然酸化膜で覆われた直径3インチ、厚さ250μ
m、(100)面方位のn型シリコン基板30の両面
に、低気圧気相成長法によりジクロルシアンとアンモニ
アガスとを原料として窒化珪素膜31a,31bを70
0nm成膜した。さらに、基板30上の窒化珪素膜31
aを部分的にフォトリソグラフィ法及びドライエッチン
グ法によりパターニングすることによって、基板30の
上面の窒化珪素膜31aの所定箇所に、基板30の表面
を露出させる四角形状の開口hを形成する。この除去し
た四角形の一辺は、5〜10μmとしている。ここで
は、開口hの形状を四角形としたが、これらのパターン
形状、大きさは、任意に設定することができる。その
後、この基板を、水酸化カリウム(KOH)水溶液また
はテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TM
AH)水溶液等のシリコンのエッチング液に浸漬し、窒
化珪素膜31a,31bをマスクとし、開口hから露出
した基板30の部分を四角錘状に異方性エッチングし
て、窒化珪素膜31aの開口hに連続する四角錘状のト
レンチhhを形成する(図3(a))。なお、基板30
として(100)面方位のものが用いられているので、
周知のように、その結晶方向により、エッチングがシリ
コン(111)面で自動的に停止するため、トレンチh
hの面は、54.7度の角度のテ−パ面となる。
Next, a method of manufacturing the cantilever 1 will be described with reference to FIG. 3 (a) to 3 (d)
3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cantilever 1. FIG. First, a diameter of 3 inches and a thickness of 250μ covered with a natural oxide film
Silicon nitride films 31a and 31b are formed on both surfaces of an n-type silicon substrate 30 having m and (100) orientations by low pressure vapor phase epitaxy using dichlorocyanide and ammonia gas as raw materials.
0 nm was formed. Further, the silicon nitride film 31 on the substrate 30
By partially patterning a by photolithography and dry etching, a square opening h exposing the surface of the substrate 30 is formed at a predetermined position of the silicon nitride film 31a on the upper surface of the substrate 30. One side of the removed square is 5 to 10 μm. Here, the shape of the opening h is square, but the pattern shape and size thereof can be set arbitrarily. Thereafter, the substrate is treated with an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) or tetramethylammonium hydroxide (TM).
AH) The silicon nitride film 31a, 31b is immersed in a silicon etchant such as an aqueous solution, and the portion of the substrate 30 exposed from the opening h is anisotropically etched in a square pyramid shape using the silicon nitride films 31a and 31b as a mask. A quadrangular pyramid-shaped trench hh which is continuous with h is formed (FIG. 3A). The substrate 30
Because the (100) plane orientation is used as
As is well known, the etching is automatically stopped at the silicon (111) plane depending on the crystal direction.
The plane h is a tapered plane having an angle of 54.7 degrees.

【0035】その後、図3(a)に示す状態の基板を電
気炉に設置して加熱し、露出した基板30のトレンチh
hの部分に熱酸化により酸化珪素膜32を成長させる。
周知のように、酸化珪素膜の成長速度は、平坦な部分で
は速いとともに、角の部分では遅いという性質を有して
いるので、トレンチhhの部分に成長した酸化珪素膜3
2の断面形状は、図3(b)のようになり、底部の厚み
が他の部分に比べて極端に薄いことになる。その後、こ
の状態の基板表面にカンチレバー1の形状をパターニン
グし、基板裏面に支持体24の形状をパターニングす
る。この基板表面に、リフトオフ法により、金、白金、
ニクロム、クロメル、アルメル、白金ロジウム、ニッケ
ル等の熱電対を形成する第1の金属膜33をパターニン
グする(図3(b))。
Thereafter, the substrate in the state shown in FIG. 3A is placed in an electric furnace and heated, and the trench h of the exposed substrate 30 is exposed.
A silicon oxide film 32 is grown by thermal oxidation on the portion h.
As is well known, the growth rate of the silicon oxide film is fast in a flat portion and slow in a corner portion.
The sectional shape of No. 2 is as shown in FIG. 3B, and the thickness of the bottom is extremely thin as compared with other portions. Thereafter, the shape of the cantilever 1 is patterned on the surface of the substrate in this state, and the shape of the support 24 is patterned on the back surface of the substrate. On the surface of this substrate, gold, platinum,
The first metal film 33 forming a thermocouple of nichrome, chromel, alumel, platinum rhodium, nickel or the like is patterned (FIG. 3B).

【0036】さらに、図3(b)の状態の基板を、40
wt%の濃度で85度に加熱された水酸化カリウム水溶
液に浸漬し、不要なシリコン部のみを溶出し、片持ち梁
状態のカンチレバー1を形成する。なお、探針1bに対
応する酸化珪素膜32は、エッチングによって除去さ
れ、探針1bを構成する第1の金属膜36を露出させる
(図3(c))。
Further, the substrate in the state shown in FIG.
The substrate is immersed in an aqueous solution of potassium hydroxide heated to 85 ° C. at a concentration of wt% to elute only unnecessary silicon portions, thereby forming a cantilever 1 in a cantilever state. Note that the silicon oxide film 32 corresponding to the probe 1b is removed by etching, exposing the first metal film 36 constituting the probe 1b (FIG. 3C).

【0037】その後、基板裏面側に先に成膜した第1の
金属膜33と異なり、熱電対を構成する第2の金属膜3
4を成膜する。これにより、カンチレバー1の先端領域
部35に測温接点となる探針37を有する熱電対が形成
される(図3(d))。この結果、探針37の先端は曲
率半径が非常に小さい鋭利なものとなり、分子、原子レ
ベルの熱伝導分布の計測を可能とする。
Thereafter, unlike the first metal film 33 previously formed on the rear surface of the substrate, the second metal film 3 forming a thermocouple is formed.
4 is formed. As a result, a thermocouple having the probe 37 serving as a temperature measuring contact is formed in the distal end region 35 of the cantilever 1 (FIG. 3D). As a result, the tip of the probe 37 becomes sharp with a very small radius of curvature, and enables measurement of the heat conduction distribution at the molecular and atomic levels.

【0038】このようにして製造される薄膜化されたカ
ンチレバーは、機械的強度があり、同一形状・同一品質
のものを大量に効率的に製造することができる。しか
も、半導体製造方法を用いているため、熱電対を形成す
る探針部分の熱容量が小さくなり、照射されるレーザ光
が高い周波数によって変調されても、この高い周波数の
AC加熱変化に追随することができる。
The thinned cantilever manufactured in this manner has mechanical strength and can efficiently manufacture a large number of cantilevers having the same shape and the same quality. In addition, since the semiconductor manufacturing method is used, the heat capacity of the probe portion forming the thermocouple is small, so that even if the irradiated laser beam is modulated by a high frequency, it can follow the high-frequency AC heating change. Can be.

【0039】また、このようにして製造されたカンチレ
バー1を図1に示す走査型熱伝導分布計測装置に適用す
ると、カンチレバー1の探針1bはレーザ光によってA
C加熱されるとともに、カンチレバー1によって反射し
た反射光をポジションセンサ5が兼用することができる
ため、全体の装置構造が簡略化する。
When the cantilever 1 manufactured as described above is applied to the scanning type heat conduction distribution measuring apparatus shown in FIG. 1, the probe 1b of the cantilever 1 is moved by laser light to A
Since the position sensor 5 can also use the light reflected by the cantilever 1 while being heated by C, the overall device structure is simplified.

【0040】次に、第2の実施の形態について説明す
る。上述した第1の実施の形態では、レーザ光源4から
のレーザ光を変調することによってカンチレバー1の探
針1bをAC加熱するものであったが、第2の実施の形
態では、カンチレバー1の探針1bの近傍に発熱体を一
体形成し、この発熱体を直接、AC加熱するようにして
いる。
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment described above, the probe 1b of the cantilever 1 is AC-heated by modulating the laser beam from the laser light source 4, but in the second embodiment, the probe of the cantilever 1 is searched. A heating element is integrally formed near the needle 1b, and the heating element is directly subjected to AC heating.

【0041】図4は、本発明の第2の実施形態に係わる
走査型熱伝導分布計測装置の構成を示す。図4におい
て、図1と同一構成部分については同一符号を付してあ
る。図4に示す走査型熱伝導分布計測装置は、図1に示
す走査型熱伝導分布計測装置のカンチレバー1に代えて
カンチレバー41を取り付け、レーザ電源11に代えて
ヒータ電源42を用いている点が異なり、その他の構成
は同一である。
FIG. 4 shows a configuration of a scanning type heat conduction distribution measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. 4 is different from the scanning type heat conduction distribution measuring apparatus shown in FIG. 1 in that a cantilever 41 is attached instead of the cantilever 1 and a heater power supply 42 is used instead of the laser power supply 11. Differently, other configurations are the same.

【0042】カンチレバー41の詳細構成は後述する
が、カンチレバー41は、カンチレバー1の構成に加え
て先端部41aに発熱体を有している。この発熱体は、
カンチレバー41に一体形成され、ヒータ電源42に接
続されてAC加熱される。したがって、第1の実施の形
態が、レーザ光源4からのレーザ光によってAC加熱す
るのに対し、第2の実施の形態では、ヒータ電源42の
電圧印加によって発熱体をAC加熱する。
Although the detailed configuration of the cantilever 41 will be described later, the cantilever 41 has a heating element at the tip 41a in addition to the configuration of the cantilever 1. This heating element
It is formed integrally with the cantilever 41 and is connected to a heater power supply 42 for AC heating. Therefore, in the first embodiment, the AC heating is performed by the laser light from the laser light source 4, whereas in the second embodiment, the heating element is AC heated by applying the voltage of the heater power supply 42.

【0043】図4において、コンピュータ14は、まず
カンチレバー41の探針41bを試料表面上の所望の水
平位置に移動させ、さらにこの水平位置において探針4
1bが試料表面と接触するように、駆動装置12を介し
て試料可動部3を垂直駆動させる。この際、レーザ光源
4からは、レーザ光がカンチレバー1の先端部1aに照
射され、この反射光を用いてポジションセンサ5によっ
てカンチレバー1の撓みを検出する。したがって、コン
ピュータ14は、I−V変換器8、増幅器9を介したポ
ジションセンサ5からのカンチレバー1の撓みを検出す
ることによって、探針41bが試料表面と適切に接触し
ているか否かを判断することができる。コンピュータ1
4は、探針41bが適切に試料表面に接触した状態で、
試料表面上を走査すると、駆動装置12に指示した試料
可動部3の水平方向及び垂直方向の移動量をもとに現在
の探針41bの3次元位置を座標として順次求め、記憶
することにより、試料15の表面形状を求める。
In FIG. 4, the computer 14 first moves the probe 41b of the cantilever 41 to a desired horizontal position on the sample surface, and further moves the probe 4b at this horizontal position.
The sample movable section 3 is vertically driven via the driving device 12 so that 1b contacts the sample surface. At this time, the laser light is emitted from the laser light source 4 to the tip 1a of the cantilever 1, and the deflection of the cantilever 1 is detected by the position sensor 5 using the reflected light. Therefore, the computer 14 determines whether the probe 41b is appropriately in contact with the sample surface by detecting the bending of the cantilever 1 from the position sensor 5 via the IV converter 8 and the amplifier 9. can do. Computer 1
4 is a state where the probe 41b is appropriately in contact with the sample surface,
When scanning over the sample surface, the current three-dimensional position of the probe 41b is sequentially obtained as coordinates based on the horizontal and vertical movement amounts of the sample movable unit 3 instructed to the drive device 12, and stored. The surface shape of the sample 15 is determined.

【0044】一方、コンピュータ14は、探針41bの
走査が始まると、試料15の表面形状の計測に並行し
て、走査した試料表面上の熱伝導率を順次求め、記憶す
ることにより、試料表面に平行な面上の熱伝導分布を計
測する。すなわち、ヒータ電源42によって変調された
電圧印加によってカンチレバー41の先端部41aにあ
る発熱体がAC加熱され、これにより探針41bもAC
加熱され、このAC加熱された探針41bは、試料と接
触しているため、熱は、熱伝導により試料に吸熱され
る。この結果、試料表面の熱伝導率の大小により、探針
41bの温度が変化し、試料表面の熱伝導率が高ければ
探針41bの温度が大きく下がり、試料表面の熱伝導率
が低ければ探針41bの温度の下がり方が小さい。探針
41bは熱電対で形成されているため、温度変化は熱電
対の熱起電力の変化を生じ、この熱起電力は熱起電力増
幅器10を介してロックインアンプ13に入力され、ヒ
ータ電源42の変調周波数の2倍の周波数のみの熱起電
力が検出され、コンピュータ14に順次入力される。し
たがって、コンピュータ14は、駆動装置12に指示し
た試料可動部3の水平方向の移動量をもとに現在の端子
41bの2次元位置を座標として順次求めるとともに、
ロックインアンプ13から入力される熱起電力が示す温
度変化をもとに各座標における熱伝導率を順次求め、記
憶することにより、試料15の熱伝導分布を計測する。
On the other hand, when the scanning of the probe 41b starts, the computer 14 sequentially obtains and stores the thermal conductivity on the scanned sample surface in parallel with the measurement of the surface shape of the sample 15, thereby storing the sample surface. Measure the heat conduction distribution on a plane parallel to. That is, the heating element at the distal end 41a of the cantilever 41 is AC-heated by the application of the voltage modulated by the heater power supply 42, whereby the probe 41b is also heated by AC.
Since the heated and heated AC probe 41b is in contact with the sample, heat is absorbed by the sample by heat conduction. As a result, the temperature of the probe 41b changes depending on the magnitude of the thermal conductivity of the sample surface. If the thermal conductivity of the sample surface is high, the temperature of the probe 41b drops significantly, and if the thermal conductivity of the sample surface is low, the probe is detected. The temperature of the needle 41b decreases only slightly. Since the probe 41b is formed of a thermocouple, a change in temperature causes a change in the thermoelectromotive force of the thermocouple, and the thermoelectromotive force is input to the lock-in amplifier 13 via the thermoelectromotive amplifier 10 and the heater power supply. The thermoelectromotive force of only twice the modulation frequency of 42 is detected and sequentially input to the computer 14. Therefore, the computer 14 sequentially obtains the current two-dimensional position of the terminal 41b as coordinates based on the horizontal movement amount of the sample movable unit 3 instructed by the driving device 12, and
The thermal conductivity at each coordinate is sequentially obtained based on the temperature change indicated by the thermoelectromotive force input from the lock-in amplifier 13 and stored, so that the thermal conductivity distribution of the sample 15 is measured.

【0045】もちろん、試料15の表面形状と熱伝導分
布とは同時に計測されるので、コンピュータ14は、表
面形状と熱伝導分布とを重ね合わせた出力を行うことが
可能であり、適切な3次元グラフィックスを用いて表示
出力するようにしてもよい。
Of course, since the surface shape and the heat conduction distribution of the sample 15 are measured at the same time, the computer 14 can perform an output in which the surface shape and the heat conduction distribution are superimposed on each other. Display output may be performed using graphics.

【0046】次に、図5を参照して、カンチレバー41
の構成について説明する。図5(a)は、カンチレバー
41の斜視図であり、図5(b)は、カンチレバー41
のB−B線断面図である。図5(b)に示すように、カ
ンチレバー41は、弾性体からなる梁52と、この梁5
2を支持する支持体53と、この梁52と支持体53と
を挟んで対向する外側面にそれぞれ成膜された第1及び
第2の金属膜54,55と、梁52の支持体53に対し
て反対側の端部に突出して第1及び第2の金属膜54,
55からなる熱電対を有した探針51と、金属で形成さ
れる薄膜の発熱体58とから構成される。
Next, referring to FIG.
Will be described. FIG. 5A is a perspective view of the cantilever 41, and FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. As shown in FIG. 5B, the cantilever 41 is composed of a beam 52 made of an elastic body,
2, first and second metal films 54 and 55 formed on outer surfaces facing each other with the beam 52 and the support 53 interposed therebetween, and the support 53 of the beam 52. The first and second metal films 54 project from the opposite end,
The probe 51 includes a probe 51 having a thermocouple 55 and a thin-film heating element 58 formed of metal.

【0047】この発熱体58は、探針51の近傍で線幅
が細くなっているため抵抗が高く、この抵抗にヒータ電
源42によって通電することにより、発熱体58は、ジ
ュール熱によって加熱され、結果として近傍の探針51
を加熱する。この発熱体58の抵抗は、線幅を変えるこ
とや、クロメル、アルメル、ニクロム等の金属の種類を
変えることで、体積抵抗率を変化させ、任意の抵抗をも
つ発熱体を形成することができる。また、発熱体58の
抵抗部分は、探針51の近傍で蛇行させることにより、
探針51部分に対するAC発熱を効率的に行うことがで
きる。
The heating element 58 has a high resistance because the line width is small in the vicinity of the probe 51, and when the heating element 58 is energized by the heater power supply 42, the heating element 58 is heated by Joule heat. As a result, the nearby probe 51
Heat. The resistance of the heating element 58 can be changed by changing the line width or by changing the kind of metal such as chromel, alumel, nichrome or the like to change the volume resistivity and form a heating element having an arbitrary resistance. . Further, the resistance portion of the heating element 58 is meandered in the vicinity of the probe 51,
It is possible to efficiently perform AC heat generation on the probe 51 portion.

【0048】第1及び第2の金属膜54,55は、熱電
対を形成する材料であることから、熱電対を形成する金
属の組み合わせであることが必要である。例えば、第1
の金属をクロメルとし、第2の金属をアルメルとするこ
とにより、クロメル・アルメルの熱電対を形成すること
ができる。もちろん、熱電対を構成する金属の組み合わ
せの選択には、測定範囲の温度で適切な起電力を生じる
ことが条件となる。
Since the first and second metal films 54 and 55 are materials forming a thermocouple, they need to be a combination of metals forming a thermocouple. For example, the first
By using chromel as the metal and alumel as the second metal, a chromel-alumel thermocouple can be formed. Of course, selection of a combination of metals constituting the thermocouple requires a suitable electromotive force at a temperature in the measurement range.

【0049】また、梁52は、窒化珪素で形成され、支
持体53は、シリコンで形成されている。第1の金属膜
54は、探針51から支持体53の上部表面中央にかけ
て帯状の配線パターン54bを形成し、さらに支持体5
3の上部表面中央に正方形の電極パターン54aを形成
する。また、第2の金属膜55によっても第1の金属膜
54に対向した形状の膜を形成する。一方、発熱体58
に対しても、第1の金属と同一の金属で帯状の配線パタ
ーン56bを形成するとともに、支持体53の上部表面
に正方形の電極パターン56aを形成する。
The beam 52 is made of silicon nitride, and the support 53 is made of silicon. The first metal film 54 forms a strip-shaped wiring pattern 54b from the probe 51 to the center of the upper surface of the support 53.
A square electrode pattern 54a is formed in the center of the upper surface of No. 3. Further, a film having a shape facing the first metal film 54 is also formed by the second metal film 55. On the other hand, the heating element 58
Also, a strip-shaped wiring pattern 56b is formed of the same metal as the first metal, and a square electrode pattern 56a is formed on the upper surface of the support 53.

【0050】次に、図6を参照してカンチレバー41の
製造方法について説明する。このカンチレバー41の製
造はカンチレバー1の製造に発熱体58を付加形成した
ものである。
Next, a method of manufacturing the cantilever 41 will be described with reference to FIG. The production of the cantilever 41 is obtained by adding a heating element 58 to the production of the cantilever 1.

【0051】図6(a)から図6(d)は、カンチレバ
ー41の製造工程を示す断面図である。まず、自然酸化
膜で覆われた直径3インチ、厚さ250μm、(10
0)面方位のn型シリコン基板60の両面に、低気圧気
相成長法によりジクロルシアンとアンモニアガスとを原
料として窒化珪素膜61a,61bを700nm成膜し
た。さらに、基板60上の窒化珪素膜61aを部分的に
フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法によりパ
ターニングすることによって、基板60の上面の窒化珪
素膜61aの所定箇所に、基板60の表面を露出させる
四角形状の開口h2を形成する。この除去した四角形の
一辺は、5〜10μmとしている。ここでは、開口h2
の形状を四角形としたが、これらのパターン形状、大き
さは、任意に設定することができる。その後、この基板
を、水酸化カリウム(KOH)水溶液またはテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液
等のシリコンのエッチング液に浸漬し、窒化珪素膜61
a,61bをマスクとし、開口hから露出した基板60
の部分を四角錘状に異方性エッチングして、窒化珪素膜
61aの開口h2に連続する四角錘状のトレンチhh2
を形成する(図6(a))。なお、基板60として(1
00)面方位のものが用いられているので、周知のよう
に、その結晶方向により、エッチングがシリコン(11
1)面で自動的に停止するため、トレンチhh2の面
は、54.7度の角度のテーパ面となる。
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the cantilever 41. FIG. First, a diameter of 3 inches covered with a natural oxide film, a thickness of 250 μm, (10
0) Silicon nitride films 61a and 61b were formed on both surfaces of an n-type silicon substrate 60 with plane orientation by low pressure vapor phase epitaxy using dichlorocyan and ammonia gas as raw materials. Further, by partially patterning the silicon nitride film 61a on the substrate 60 by a photolithography method and a dry etching method, a square shape exposing the surface of the substrate 60 at a predetermined position of the silicon nitride film 61a on the upper surface of the substrate 60 is formed. Opening h2 is formed. One side of the removed square is 5 to 10 μm. Here, the opening h2
Are square, but these pattern shapes and sizes can be arbitrarily set. Thereafter, the substrate is immersed in a silicon etching solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) or an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to form a silicon nitride film 61.
The substrate 60 exposed from the opening h using the masks a and 61b as masks.
Is anisotropically etched in the shape of a quadrangular pyramid to form a quadrangular pyramid-shaped trench hh2 continuous with the opening h2 of the silicon nitride film 61a.
Is formed (FIG. 6A). In addition, (1)
00) plane orientation is used, and as is well known, etching is performed on silicon (11
1) Since the surface automatically stops at the surface, the surface of the trench hh2 is a tapered surface having an angle of 54.7 degrees.

【0052】その後、図6(a)に示す状態の基板を電
気炉に設置して加熱し、露出した基板30のトレンチh
h2の部分に熱酸化により酸化珪素膜62を成長させ
る。周知のように、酸化珪素膜の成長速度は、平坦な部
分では速いとともに、角の部分では遅いという性質を有
しているので、トレンチhh2の部分に成長した酸化珪
素膜62の断面形状は、図6(b)のようになり、底部
の厚みが他の部分に比べて極端に薄いことになる。その
後、この状態の基板表面にカンチレバー41の形状をパ
ターニングし、基板裏面に支持体53の形状をパターニ
ングする。この基板表面に、リフトオフ法により、金、
白金、ニクロム、クロメル、アルメル、白金ロジウム、
ニッケル等の熱電対を形成する第1の金属膜63及び発
熱体66をパターニングする(図6(b))。
Thereafter, the substrate in the state shown in FIG. 6A is placed in an electric furnace and heated, and the trench h of the exposed substrate 30 is exposed.
A silicon oxide film 62 is grown on the portion h2 by thermal oxidation. As is well known, the growth rate of the silicon oxide film is fast at a flat portion and slow at a corner portion. Therefore, the cross-sectional shape of the silicon oxide film 62 grown in the trench hh2 is As shown in FIG. 6B, the thickness of the bottom portion is extremely thin as compared with other portions. Thereafter, the shape of the cantilever 41 is patterned on the surface of the substrate in this state, and the shape of the support 53 is patterned on the back surface of the substrate. On the surface of this substrate, gold,
Platinum, nichrome, chromel, alumel, platinum rhodium,
The first metal film 63 and the heating element 66 forming a thermocouple of nickel or the like are patterned (FIG. 6B).

【0053】さらに、図6(b)の状態の基板を、40
wt%の濃度で85度に加熱された水酸化カリウム水溶
液に浸漬し、不要なシリコン部のみを溶出し、片持ち梁
状態のカンチレバー41を形成する。なお、探針41b
に対応する酸化珪素膜62は、エッチングによって除去
され、探針41bを構成する第1の金属膜66を露出さ
せる(図6(c))。
Further, the substrate in the state shown in FIG.
The substrate is immersed in an aqueous solution of potassium hydroxide heated to 85 ° C. at a concentration of wt% to elute only unnecessary silicon portions, thereby forming a cantilever 41 in a cantilever state. The probe 41b
Is removed by etching to expose the first metal film 66 forming the probe 41b (FIG. 6C).

【0054】その後、基板裏面側に先に成膜した第1の
金属膜63と異なり、熱電対を構成する第2の金属膜6
4を成膜する。これにより、カンチレバー41の先端領
域部65に測温接点となる探針67を有する熱電対が形
成される(図6(d))。この結果、探針67の先端は
曲率半径が非常に小さい鋭利なものとなり、分子、原子
レベルの熱伝導分布の計測を可能とする。
Thereafter, unlike the first metal film 63 previously formed on the back surface of the substrate, the second metal film 6 forming a thermocouple is formed.
4 is formed. As a result, a thermocouple having the probe 67 serving as a temperature measuring contact is formed in the distal end region 65 of the cantilever 41 (FIG. 6D). As a result, the tip of the probe 67 becomes sharp and has a very small radius of curvature, which makes it possible to measure the heat conduction distribution at the molecular and atomic levels.

【0055】このようにして製造される薄膜化されたカ
ンチレバーは、機械的強度があり、同一形状・同一品質
のものを大量に効率的に製造することができる。しか
も、微細加工されているため、熱電対を形成する探針部
分の熱容量が小さくなり、発熱体66に印加される電圧
が高い周波数によって変調されても、この高い周波数の
AC加熱変化に追随することができる。
The thinned cantilever manufactured in this manner has mechanical strength and can efficiently manufacture a large number of cantilevers having the same shape and the same quality. In addition, since the microfabrication is performed, the heat capacity of the probe portion forming the thermocouple becomes small, so that even if the voltage applied to the heating element 66 is modulated by a high frequency, it follows the high-frequency AC heating change. be able to.

【0056】なお、上述した第1の実施の形態では、レ
ーザ電源11が所定の周波数でレーザ光を変調するよう
にしているが、これに限らず、レーザ電源4から出射さ
れた無変調のレーザ光をチョッパ等によって機械的に変
調するようにしてもよい。さらに、レーザ電源11自体
に予め設定された所定の周波数によって変調するのでは
なく、コンピュータ14によって任意の周波数に随時変
更設定できるようにしてもよい。
In the above-described first embodiment, the laser power supply 11 modulates the laser light at a predetermined frequency. However, the present invention is not limited to this. Light may be mechanically modulated by a chopper or the like. Further, instead of modulating the laser power supply 11 itself with a predetermined frequency set in advance, the computer 14 may be able to change and set an arbitrary frequency as needed.

【0057】また、上述した第1及び第2の実施の形態
のいずれも、カンチレバー1、41側を固定し、試料1
5を設置している試料可動部3側を移動することによっ
て相対的にカンチレバー1、41を走査するようにして
いるが、これとは逆に、試料可動部3側を固定し、カン
チレバー1、41等を支持するレバー支持部6側を直接
走査するようにしてもよい。
In each of the first and second embodiments described above, the cantilever 1 and 41 are fixed and the sample 1
The cantilever 1 and 41 are relatively scanned by moving the sample movable unit 3 side on which the sample moving unit 5 is installed. On the contrary, the sample movable unit 3 side is fixed and the cantilever 1 and 41 are fixed. The scanning may be directly performed on the lever supporting portion 6 supporting the 41 and the like.

【0058】さらに、上述した第1及び第2の実施の形
態では、一定のAC加熱を行い、この温度変化を検出す
ることによって熱伝導分布を計測することを前提とした
が、これに限らず、一定の温度を検出するようにAC加
熱を変化させ、この変化量を計測することによって熱伝
導分布を計測してもよい。
Furthermore, in the above-described first and second embodiments, it is premised that constant AC heating is performed, and the heat conduction distribution is measured by detecting this temperature change. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the heat conduction distribution may be measured by changing the AC heating so as to detect a constant temperature, and measuring the amount of change.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
では、計測環境の変化や直流ドリフトの影響を低減した
高分解能かつ精度の高い熱伝導分布の計測ができるとい
う利点を有する。
As described in detail above, the first aspect of the present invention has an advantage that the heat conduction distribution can be measured with high resolution and high accuracy while reducing the influence of the measurement environment change and the DC drift.

【0060】第2の発明では、第1の発明と同様に計測
環境の変化や直流ドリフトの影響を低減することができ
るとともに、レーザ光であることから所望の探針部分の
みを局所的にかつ効率的にAC加熱することができると
いう利点を有する。
According to the second invention, as in the first invention, the influence of the change of the measurement environment and the DC drift can be reduced, and only the desired probe portion is locally and locally used because of the laser beam. This has the advantage that AC heating can be performed efficiently.

【0061】第3の発明では、位置検出用のレーザ光源
とAC加熱用のレーザ光源とを兼用することができ、装
置全体が簡単化されるという利点を有する。
According to the third aspect of the invention, the laser light source for position detection and the laser light source for AC heating can be used in common, and there is an advantage that the entire apparatus is simplified.

【0062】第4の発明では、第1の発明と同様に、計
測環境の変化や直流ドリフトの影響を低減した精度の高
い熱伝導分布の計測ができるという利点を有する。
The fourth aspect of the invention has an advantage that, similarly to the first aspect of the invention, it is possible to measure the heat conduction distribution with high accuracy while reducing the influence of the change of the measurement environment and the DC drift.

【0063】第5の発明では、前記温度センサを熱電対
としているので、探針自体の温度を直接的にかつ広範囲
の温度変化を計測することができるという利点を有す
る。
In the fifth aspect, since the temperature sensor is a thermocouple, there is an advantage that the temperature of the probe itself can be measured directly and in a wide range.

【0064】第6の発明では、前記先端部を含むカンチ
レバーを、半導体製造技術によって薄膜化された薄膜素
子として製作しているため、半導体プロセスを用いて同
一形状で同一性能を有したカンチレバーを大量に製作で
き、生産効率が高まるという利点を有するとともに、特
に鋭利な探針形状を均一かつ安定して製作できるので、
分解能の高い計測を可能とするという利点を有する。
In the sixth aspect, since the cantilever including the tip portion is manufactured as a thin film element thinned by a semiconductor manufacturing technique, a large number of cantilevers having the same shape and the same performance are manufactured by using a semiconductor process. In addition to having the advantage of increasing production efficiency, it can produce a sharp probe shape uniformly and stably,
It has the advantage of enabling measurement with high resolution.

【0065】第7の発明では、前記試料を載置する試料
支持部を移動することにより、前記カンチレバーと試料
とを相対的に走査するようにしているので、カンチレバ
ー側が固定され、カンチレバー側に固定されるレーザ光
源からのレーザ光の出射方向等のズレ等が生じ難くな
り、安定した走査および計測を行なうことができるとい
う利点を有する。
In the seventh aspect, the cantilever and the sample are relatively scanned by moving the sample support on which the sample is placed. Therefore, the cantilever side is fixed, and the cantilever is fixed to the cantilever side. The laser beam emitted from the laser light source is less likely to be displaced, and the scanning and measurement can be stably performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係わる走査型熱伝導
分布計測装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a scanning heat conduction distribution measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す走査型熱伝導分布計測装置のカンチ
レバー1の斜視図及びA−A線断面図である。
FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view taken along line AA of the cantilever 1 of the scanning heat conduction distribution measuring device shown in FIG.

【図3】図2に示すカンチレバー1の製造工程を示す断
面的説明図である。
FIG. 3 is a sectional explanatory view showing a manufacturing process of the cantilever 1 shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施形態に係わる走査型熱伝導
分布計測装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a scanning heat conduction distribution measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す走査型熱伝導分布計測装置のカンチ
レバー41の斜視図及びB−B線断面図である。
5 is a perspective view of a cantilever 41 of the scanning thermal conductivity distribution measuring device shown in FIG. 4 and a cross-sectional view taken along line BB.

【図6】図5に示すカンチレバー41の製造工程を示す
断面的説明図である。
FIG. 6 is a sectional explanatory view showing a manufacturing process of the cantilever 41 shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,41 カンチレバー 2 レバーホルダ 3 試料可動部 4 レーザ光源 5 ポジションセンサ 6 レバー支持部 7 試料支持部 8 I−V変換 9 増幅器 10 熱起電力増幅器 11 レーザ電源 12 駆動装置 13 ロックインアンプ 14 コンピュータ 15 試料 42 ヒータ電源 1, 41 cantilever 2 lever holder 3 sample movable section 4 laser light source 5 position sensor 6 lever support section 7 sample support section 8 IV conversion 9 amplifier 10 thermoelectromotive force amplifier 11 laser power supply 12 drive device 13 lock-in amplifier 14 computer 15 Sample 42 heater power supply

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端部に探針及び該探針に熱的に結合し
た温度センサを有する弾性変形可能なカンチレバーと、 前記探針を試料表面に接触させて前記カンチレバーと前
記試料とを相対的に走査する走査手段と、 時間と共に周期的に加熱量を変えつつ、前記探針を加熱
する加熱手段と、 前記温度センサで検出された温度のうち、周期的に変化
する温度変化を検出する温度検出手段と、 を具備したことを特徴とする走査型熱伝導分布計測装
置。
1. An elastically deformable cantilever having a probe at a tip and a temperature sensor thermally coupled to the probe, and the probe is brought into contact with the surface of the sample to relatively move the cantilever and the sample. A heating means for heating the probe while changing the heating amount periodically with time; and a temperature for detecting a periodically changing temperature change among the temperatures detected by the temperature sensor. A scanning type heat conduction distribution measuring device, comprising: a detecting unit.
【請求項2】 前記加熱手段は、前記探針の近傍にレー
ザ光を照射して前記探針に照射される光強度を時間と共
に周期的に変えることで、前記探針の加熱量を周期的に
変化させることを特徴とする請求項1記載の走査型熱伝
導分布計測装置。
2. The heating unit periodically irradiates a laser beam to the vicinity of the probe and changes the light intensity applied to the probe periodically with time, thereby periodically changing the heating amount of the probe. The scanning type thermal conductivity distribution measuring device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記加熱手段が照射したレーザ光の反射
をもとに前記カンチレバーの撓みを検出して前記試料の
凹凸を検出するポジションセンサをさらに具備したこと
を特徴とする請求項2記載の走査型熱伝導分布計測装
置。
3. The apparatus according to claim 2, further comprising a position sensor configured to detect a deflection of the cantilever based on a reflection of the laser beam irradiated by the heating unit to detect the unevenness of the sample. Scanning heat conduction distribution measurement device.
【請求項4】 前記加熱手段は、前記カンチレバーに設
けられ、周期的に変化する電圧が印加されることで、周
期的に加熱量が変化する発熱体を備えたことを特徴とす
る請求項1記載の走査型熱伝導分布計測装置。
4. The heating device according to claim 1, wherein the heating means includes a heating element provided on the cantilever, the heating amount being periodically changed by applying a periodically changed voltage. The scanning thermal conductivity distribution measuring device according to the above.
【請求項5】 前記温度センサは、熱電対であることを
特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1項記載の走
査型熱伝導分布計測装置。
5. The scanning thermal conductivity distribution measuring device according to claim 1, wherein said temperature sensor is a thermocouple.
【請求項6】 前記先端部を含むカンチレバーは、半導
体製造技術によって薄膜化された薄膜素子であることを
特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか1項記載の走
査型熱伝導分布計測装置。
6. The scanning thermal conductivity distribution measurement according to claim 1, wherein the cantilever including the tip is a thin film element thinned by a semiconductor manufacturing technique. apparatus.
【請求項7】 前記走査手段は前記試料を載置する試料
支持部を移動することにより、前記カンチレバーと前記
試料とを相対的に走査することを特徴とする請求項1〜
6のうちのいずれか1項記載の走査型熱伝導分布計測装
置。
7. The scanning unit according to claim 1, wherein the scanning unit moves the sample support unit on which the sample is placed, thereby relatively scanning the cantilever and the sample.
The scanning thermal conductivity distribution measuring device according to any one of claims 6 to 13.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357527A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Seiko Instruments Inc Method for compositely inspecting/evaluating fault, fault inspecting/evaluating composite system and fault inspecting/evaluating composite program
JP2008051744A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method for measuring thermophysical property value of thermoelectric material and thermoelectric material measuring apparatus
JP2011002437A (en) * 2009-06-17 2011-01-06 Ai-Phase Co Ltd Method and device for measuring thermal conductivity
KR20110102457A (en) * 2008-12-19 2011-09-16 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 Anemometer probes with one or more wires and methods for manufacturing the anemometers
US9069002B2 (en) 2008-12-19 2015-06-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Device for regulating a wire anemometer
JP2016224070A (en) * 2010-11-29 2016-12-28 ブルカー ナノ インコーポレイテッドBruker Nano,Inc. Method and apparatus for measuring physical properties of samples using peak forcing mode
CN106771372A (en) * 2017-01-18 2017-05-31 中国科学院深圳先进技术研究院 Thermoelectricity detecting system and thermoelectricity detection method
US9995765B2 (en) 2008-11-13 2018-06-12 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of using peak force tapping mode to measure physical properties of a sample
JP2019168400A (en) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社日立ハイテクサイエンス Scanning probe microscope and method for scanning of the same
US10502761B2 (en) 2008-11-13 2019-12-10 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
CN110579628A (en) * 2018-06-11 2019-12-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 An in situ characterization device with extremely low thermal conductivity at the nanoscale
CN111766264A (en) * 2020-05-29 2020-10-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 An atomic force microscope device for in situ characterization of nanoscale thermal conductivity with thermal wave jump-controlled excitation
US10845382B2 (en) 2016-08-22 2020-11-24 Bruker Nano, Inc. Infrared characterization of a sample using oscillating mode

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357527A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Seiko Instruments Inc Method for compositely inspecting/evaluating fault, fault inspecting/evaluating composite system and fault inspecting/evaluating composite program
JP2008051744A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method for measuring thermophysical property value of thermoelectric material and thermoelectric material measuring apparatus
US10502761B2 (en) 2008-11-13 2019-12-10 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of operating a scanning probe microscope
US9995765B2 (en) 2008-11-13 2018-06-12 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of using peak force tapping mode to measure physical properties of a sample
KR20110102457A (en) * 2008-12-19 2011-09-16 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 Anemometer probes with one or more wires and methods for manufacturing the anemometers
JP2012513021A (en) * 2008-12-19 2012-06-07 コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ "X" wire anemometer probe and manufacturing method thereof
US8800379B2 (en) 2008-12-19 2014-08-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives “X” wired anemometric probe and its manufacturing method
US9069002B2 (en) 2008-12-19 2015-06-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Device for regulating a wire anemometer
JP2011002437A (en) * 2009-06-17 2011-01-06 Ai-Phase Co Ltd Method and device for measuring thermal conductivity
JP2016224070A (en) * 2010-11-29 2016-12-28 ブルカー ナノ インコーポレイテッドBruker Nano,Inc. Method and apparatus for measuring physical properties of samples using peak forcing mode
US10845382B2 (en) 2016-08-22 2020-11-24 Bruker Nano, Inc. Infrared characterization of a sample using oscillating mode
CN106771372A (en) * 2017-01-18 2017-05-31 中国科学院深圳先进技术研究院 Thermoelectricity detecting system and thermoelectricity detection method
JP2019168400A (en) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社日立ハイテクサイエンス Scanning probe microscope and method for scanning of the same
CN110579628A (en) * 2018-06-11 2019-12-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 An in situ characterization device with extremely low thermal conductivity at the nanoscale
CN110579628B (en) * 2018-06-11 2022-05-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 An in situ characterization device with extremely low thermal conductivity at the nanoscale
CN111766264A (en) * 2020-05-29 2020-10-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 An atomic force microscope device for in situ characterization of nanoscale thermal conductivity with thermal wave jump-controlled excitation
CN111766264B (en) * 2020-05-29 2022-02-08 中国科学院上海硅酸盐研究所 Device for in-situ characterization of nanoscale thermal conductivity by controlling excitation through thermal wave hopping for atomic force microscope

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