[发明专利]探针的制造方法、表面观察方法

说明书

本探针的制造方法是在表面具有被覆层(104)的探针(101)的制造方法，采用气相法对于顶端部(103a)尖锐的基材(103)的表面形成被覆层(104)。

技术领域

本发明涉及检测隧道电流和原子力等的探针的制造方法，还涉及使用该探针的试料的表面观察方法。本申请基于2019年3月5日向日本申请的特愿2019-039865主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

近年来，作为无论是单晶还是非晶都具有实空间的高分辨率的观察方法，开发了测定试料与探针电极的近邻相互作用产生的各种力的装置。这些装置被统称为扫描型探针显微镜(以下简称为SPM)，特别引人注目。

扫描型原子力显微镜(以下简称为AFM)是检测试料与探针接近时产生的原子力来调查试料的表面状态的装置。以往的扫描型原子力显微镜一般由于其探针的表面能高，所以当在物体表面存在以极微量附着的油脂等软质附着物的情况下，该软质附着物附着在探针上，并且探针拖拽该软质附着物。这可能会成为测定物体表面形状的障碍，因此造成问题。

针对这样的问题，专利文献1公开了一种探针，该探针增大与水的接触角，减小存在于试料与探针之间的、吸附水的表面张力引起的相互作用(引力)，从而抑制了软质附着物的附着。另外，专利文献2公开了一种为了抑制软质附着物的附着，使探针的顶端部分的表面能低于该顶端部分与被测定物质之间的界面能的探针。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平6-264217号公报

专利文献2：日本特开2000-155084号公报

发明内容

根据专利文献1、2公开的现有方法，探针是通过至少将其顶端部分预先浸渍在含有氟代烷基的氟系涂层材料的溶液中，然后加热形成氟系涂层膜而得到的。采用该方法也可以形成被覆层，但形成的被覆层非常脆弱，难以反复测定，因此得不到再现性。

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种耐久性优异、可反复用于试料表面的测定的探针的制造方法、以及使用该探针的试料的表面观察方法。

为了解决上述课题，本发明人反复进行了专心研究。结果，发现可以采用气相法在探针上设置极薄膜的被覆层，从而想到了本发明。即，本发明涉及以下事项。

(1)本发明一方式的探针的制造方法，是制造在表面具有被覆层的探针的方法，采用气相法对于顶端部尖锐的基材的表面形成所述被覆层。

(2)在上述(1)所述的探针的制造方法中，优选采用高频等离子体处理法作为所述气相法。

(3)在上述(2)所述的探针的制造方法中，优选在所述高频等离子体处理法中，使用包含至少一种氟碳化合物的气体作为原料气体。

(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的探针的制造方法中，优选所述被覆层的厚度为以下。

(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的探针的制造方法中，优选还具有在进行所述气相法之前对于所述基材的表面进行预处理的预处理工序，作为所述预处理工序，进行选自溅镀处理、电晕处理、紫外线臭氧照射处理和氧等离子体处理中的任意处理。

(6)在上述(2)所述的探针的制造方法中，优选所述高频等离子体处理法用等离子体生成装置进行，所述等离子体生成装置内的温度为20℃以上且80℃以下。

(7)在上述(1)～(6)中任一项所述的探针的制造方法中，优选所述基材的形状为圆锥形。

(8)上述(1)～(7)中任一项所述的探针的制造方法，优选所述被覆层的厚度为0.1nm以上。

(9)本发明一方式的表面观察方法，将采用上述(1)～(8)中任一项所述的探针的制造方法制造出的探针用作扫描型探针显微镜的探针。