DE69127600T2

DE69127600T2 - Speicherkassette

Info

Publication number: DE69127600T2
Application number: DE69127600T
Authority: DE
Inventors: Haruki C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Kawada; Hideyuki C/O Canon Kabushiki Kaish Ohta-Ku Tokyo Kawagishi; Toshihiko C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Miyazaki; Akihiko C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Yamano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2011-10-18
Also published as: EP0481499B1; EP0481499A3; US5396453A; ATE158099T1; DE69127600D1; JPH04157640A; JP2802828B2; CA2053723A1; EP0481499A2; CA2053723C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Speicherkassette gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Sie bezieht sich auch auf ein Informationsaufzeichnungs-/-wiedergabesystem, welches eine solche Kassette benutzt.
In den letzten Jahren ist die Entwicklung eines Rastertunnelmikroskops (nachfolgend als STM bezeichnet) erfolgt, mit dem die Elektrodenstruktur auf und nahe der Oberfläche einer Substanz direkt beobachtet werden kann (G. Binnig et al., Helvetica Physica Acta, 55, 726 (1982)), und unabhängig davon, ob es sich um einen Einkristall oder amorphe Materialien handelt, ist es möglich geworden, ein reales, räumliches Bild mit hohem Auflösungsvermögen zu erhalten. Darüber hinaus hat dieses Mikroskop den Vorteil, daß eine Messung mit niedriger elektrischer Leistung ausgeführt werden kann -fast ohne die Probensubstanz einer Beschädigung durch elektrischen Strom auszusetzen -, und weiterhin arbeitet dieses Mikroskop nicht nur im Ultrahochvakuum, sondern auch unter Atmosphäre und in Lösung und kann für verschiedene Materialien eingesetzt werden. Daher wird eine breite Anwendung erwartet.
Das STM nutzt die Erscheinung, daß beim Anlegen einer Spannung zwischen einer leitenden Sonde und einer elektrisch leitfähigen Probe und bei Annäherung der Sonde auf einen Abstand von etwa 1 nm ein Tunnelstrom zu fließen beginnt. Wie beispielsweise in JP-A-63-161552 und JP-A-63-161553 beschrieben, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um das Prinzip dieses STM für den Bau einer Speichervorrichtung, hauptsächlich für eine hochdichte Aufzeichnung und Wiedergabe, einzusetzen. Wenn ein Verfahren angewandt wird, bei dem durch eine der Sonde des STM entsprechenden Sondenelektrode einem einer Probe entsprechenden Aufzeichnungsmedium eine physikalische Verformung eingeprägt wird oder der Elektronenzustand der Oberfläche des Mediums geändert wird, um Information aufzuzeichnen und die aus Aufzeichnungsbits bestehende Information durch einen zwischen beiden fließenden Tunnelstrom wiedergeben wird, so ist davon auszugehen, daß eine große Menge Information mit hoher Dichte in molekularer oder atomarer Größenordnung aufgezeichnet und wiedergegeben werden kann.
In letzter Zeit wurde berichtet, daß beim oben beschriebenen Aufzeichnungsverfahren zur Einprägung einer physikalischen Deformation neben einer gegen das Aufzeichnungsmedium gedrückten spitzen Aufzeichnungssonde eine Impulsspannung auf ein Aufzeichnungsmaterial aus Graphit o.ä. angelegt werden kann, um hierdurch ein Loch darin zu bilden. Das heißt, die Sondenelektrode wird nahe zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums gebracht, und dann wird das Anlegen einer Spannung von 3 bis 8 V und einer Impulsbreite von 1 bis 100 µs ausgeführt, wodurch ein Loch mit einem Durchmesser von etwa Å gebildet werden kann, und ein solches Loch kann hinreichend als Aufzeichnungsbit dienen. Andererseits ist zur Änderung des Elektronenzustandes zum Bewirken einer Aufzeichnung ein Verfahren bekannt, um eine Anhäufungsschicht geeigneter organischer Moleküle mittels des Langmuir-Blodgett's-Verfahrens (das nachfolgend als LB-Verfahren bezeichnet wird) u.ä. auf einer Masseelektrode zu bilden, und es wird zwischen die Masseelektrode und die Sondenelektrode eine Spannung angelegt, um die elektrische Widerstandscharakteristik dieses kleinen Abschnitts zu variieren. Wegen der Leichtigkeit des Löschens und erneuten Beschreibens wird diesem Verfahren Aufmerksamkeit gewidmet.
Figur 6 der begleitenden Zeichnungen zeigt den Aufbau einer Speichervorrichtung nach dem Stand der Technik, bei der der Elektronenzustand zum Bewirken einer Aufzeichnung verändert wird. Auf einem bewegbaren Substrat 2, das auf einem Grobbewegungsmechanismus 1 angeordnet ist, sind eine Masseelektrode 3 und ein Aufzeichnungsmedium 4 mit einem Schaltspeichereffekt angeordnet, und eine an einem drei-dimensionalen bzw. drei-Achsen-Antriebsmechanismus 5 angebrachte Sondenelektrode 6 wird gegenüber dem Aufzeichnungsmedium 4 angeordnet. Zuerst wird der Grobbewegungsmechanismus 1 durch einen Mikrocomputer 7 und eine Grobbewegungs-Steuereinheit 8 angesteuert, wodurch eine Grobbewegung der Sondenelektrode 6 und des Aufzeichnungsmediums 4 bewirkt wird. Während der Aufzeichnung, wenn der drei-Achsen-Antriebsmechanismus 5 durch eine XY-Abtaststeuerschaltung 9 so angesteuert wird, daß die Sondenelektrode 6 abtastend auf dem Aufzeichnungsmedium 4 und in einer Aufzeichnungsposition geführt wird, wird an die Sondenelektrode 6 und die Masseelektrode 3 durch eine Spannungsanlegeschaltung 10 eine Pulspannung angelegt, es werden im Aufzeichnungsmedium 4 Gebiete mit lokal differierendem elektrischem Widerstand erzeugt, und eine Aufzeichnung wird ausgeführt.
Während der Wiedergabe wird die Sondenelektrode 6 abtastend auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums geführt, wobei ein solches Maß an konstanter Spannung zwischen die Sondenelektrode 6 und das Aufzeichnungsmedium 4 angelegt wird, daß ein Tunnelstrom fließt. Der dabei erhaltene Tunnelstrom wird durch einen Stromverstärker verstärkt und erfaßt, und der drei-Achsen-Antriebsmechanismus 5 wird durch eine Servoschaltung 12 so angesteuert, daß der Tunneistrom stets einen vorbestimmten Wert annimmt, wodurch die Sondenelektrode 6 in vertikaler Richtung bewegt wird und der Bewegungsbetrag dieser Vertikalbewegung der Aufzeichnungsinformation entspricht. Alle diese Steuerungen können durch den Mikrocomputer 7 ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben, ist es zur Nutzung des Tunnelstromes erforderlich, daß die Sondenelektrode bis auf etwa 1 nm nahe an das Aufzeichnungsmedium 4 gebracht wird, und für die Sondenelektrode 6 und das Aufzeichnungsmedium 4 wird ein hochpräzises Bearbeitungs- und Herstellungsverfahren benötigt.
Um jedoch das oben erwähnte Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren in praktische Nutzung zu überführen, ist es natürlich erforderlich, eine hochgenaue und schnelle Positionseinstellung bzw. -verfolgung der Sondenelektrode 6 und des Aufzeichnungsmediums 4 während des Austausches des Aufzeichnungsmediums 4 auszuführen. Wenn die Temperatur der Vorrichtung sich ändert, werden das bewegbare Substrat 2, auf dem das Aufzeichnungsmedium 4 angeordnet ist, und das Gebiet, in dem die Sondenelektrode 6 angebracht ist, sich thermisch ausdehnen, und die Relativposition des Aufzeichnungsmediums 4 und der Sondenelektrode 6 werden sich verschieben. Dies führt zu dem Risiko, daß ein Aufzeichnungs- und Wiedergabefehler auftritt.
Dies stellt ein großes Problem, insbesondere bei einem sogenannten Mehrfachsondensystem dar, bei dem mehrere Sonden parallel angeordnet sind. Das Mehrfachsondensystem hat eine große Flächenerstreckung in der XY-Ebene, weil mehrere Sonden parallel darin angeordnet sind, und es gibt - allgemein gesehen - bei diesem System eine große Variationsbreite infolge von Temperaturänderungen. Unter der Annahme, daß eine Temperaturänderung aufgetreten ist und die Abstände zwischen den benachbarten Sonden sich verändert haben, weichen die anderen Sonden auch dann, wenn eine bestimmte Sonde auf dem Aufzeichnungsmedium in eine vorbestimmte Position geführt wird, die anderen Sonden von der vorgeschriebenen Position ab.
WO 89/07256 beschreibt eine Speicherkassette mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruchs 1, bei der das Aufzeichnungsmedium in einen Hohlraum eines auf ein Substrat aufgebundenen Wafers eingeschlossen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Speicherkassette bereitzustellen, welche auch dann, wenn es eine Temperaturänderung einer Vorrichtung oder eines Aufzeichnungsmediums gibt, die relative Positionsabweichung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und einer Sonde eliminieren und eine Aufzeichnung und Wiedergabe mit wenig Fehlern gewährleisten kann, und die eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit aufweist. Weiter soll ein Aufzeichnungs-/-wiedergabesystem oder Nutzung derselben angegeben werden.
Diese Aufgabe wird - was die Speicherkassette angeht - durch die Merkmale von Anspruch 1 und - was das Informationsaufzeichnungs-/-wiedergabesystem angeht - durch die Merkmale von Anspruch 8 gelöst.
Bei der gemäß der Erfindung aufgebauten Speicherkassette und dem System und deren Anwendung nähern sich die linearen Ausdehnungskoeffizienten der Basis, an der die Sonde angebracht ist, und des bewegbaren Substrates, auf dem sich das Aufzeichnungsmedium befindet, einander an. Daher tritt auch dann, wenn die Temperatur sich ändert, keine relative Positionsverschiebung zwischen den Sonden und dem Aufzeichnungsmedium auf.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer Speicherkassette gemäß der vorliegenden Erfindung und eines Speichersystems unter Nutzung derselben. Figur 1 ist eine Querschnittsdarstellung des Systems mit in den Systemkörper eingelegter Speicherkassette, Figur 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Verfahrens zur Anbringung von Sondenelektroden, Figur 3 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Speicherkassette, Figur 4 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Speicherkassette, und Figur 5 ist ein Blockschaltbild des Systems mit in den Systemkörper eingelegter Speicherkassette.
Figur 6 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert anhand einer in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform erläutert.
Figur 1, welche eine Querschnittsdarstellung einer Speicherkassette gemäß der vorliegenden Erfindung und eines Speichersystems unter Nutzung derselben ist, zeigt die Speicherkassette 20 in einen Systemkörper 21 eingesetzt. In der Speicherkassette 20 ist mindestens eine (bei der vorliegenden Ausführungsform sind es mehrere 100) Sondenelektrode(n) 22 in einem Rahmen 24 zusammen mit einem Aufzeichnungsmedium enthalten und zu einer Kassette ausgebildet, die aus dem Systemkörper 21 herausnehmbar ist. Die Sondenelektroden 22 sind aus Wolfram oder einem ähnlichen Material gebildet und haben ein sehr spitzes Ende. Jede Sondenelektrode ist - wie in Figur 2 gezeigt - an einem Ende eines bimorphen Auslegers bzw. Trägers 26 angebracht, welcher einen durch ein Basisteil 25 getragenen Ausleger darstellt. Der Aufbau des bimorphen Trägers 26 ist beispielsweise der folgende: Obere Elektrode (Au) llsolierschicht (Si&sub3;N&sub4;/Piezoschicht (ZnO) /Isolierschicht (Si&sub3;N&sub4;) /Zwischenelektrode (Au) /Isolierschicht (Si&sub3;N&sub4;) /Piezoschicht (ZnO) /Isolierschicht (Si&sub3;N&sub4;) /untere Elektrode (Au), und ihre Abmessungen können 750 µm x 150 µm betragen, und ihre Dicke kann in der Größenodnung von 7,5 µm sein. Wenn die beiden Piezoschichten dieses bimorphen Trägers 26 in dieselbe Richtung polarisiert sind, werden Spannungen derselben Polarität - etwa eine positive (negative) für die obere Elektrode und eine positive (negative) für die untere Elektrode - an die obere und untere Elektrode relativ zur Zwischenelekürode angelegt, wodurch das spitze Ende des bimorphen Trägers 26, d.h. die Sondenelektrode 22 verschoben wird. Im Beispiel der oben erwähnten Kassette ist der Verschiebungsbetrag der Sondenelektrode für angelegte Spannungen von ±15 V etwa 5 µm. Die Verdrahtung jeder Sondenelektrode 22 und einer Schaltung zum Zuführen der Ansteuerspannung jedes bimorphen Trägers 26 kann auf der Basis 25 und jedem bimorphen Träger 26 gebildet sein. Die Herstellung der oben beschriebenen Sondenelektroden 22 und bimorphen Träger 26 kann durch ein als Mikromechanik oder Mikrobearbeitung bezeichnetes Verfahren ausgeführt werden [K.E. Petersen, Proc. IEEE 70, 420 (1982) und T.R. Albrecht et al., 4th International Conference on STM/STS (STM '89) Seiten 1-29, S10-2].
Die Basisteile 25, an denen die bimorphen Träger 26 auf diese Weise befestigt wurden, haften auf der Innenseite der oberen Fläche des Rahmens 24 mit nach unten gerichteten Spitzen der Sondenelektroden 22. Das Aufzeichnungsmedium 23 ist andererseits auf einer auf einem bewegbaren Substrat 27 angeordneten Masseelektrode 28 untergebracht. Das Substrat 27 ist bezüglich des Rahmens 24 zwischen Dichtungen 29, die auf der oberen und unteren Oberfläche der Endabschnitte des bewegbaren Substrates angeordnete mechanische Versiegelungen darstellen, gehalten, wodurch das Aufzeichnungsmedium 23 mit dem bewegbaren Substrat 27 in der XY-Ebene, d.h. in einer horizontalen Ebene, bewegbar gemacht ist, wobei sein Abstand vom Basisteil 25 konstant gehalten wird. Wie in Figur 4, die eine perspektivische Darstellung der Unterseite der Speicherkassette 20 darstellt, gezeigt, ist in der unteren Fläche des Rahmens 24 ein rechteckiges Fenster 30 derart gebildet, daß die untere Fläche des bewegbaren Substrates 27 hierdurch zu sehen ist, und der XY-Antriebsmechanismus 31 des Systemkopfs 21 ist so ausgebildet, daß er das bewegbare Substrat 27 lagert. Weiter ist eine Mehrzahl von Elektroden 32 im unteren Endabschnitt des Rahmens 24 ausgebildet, und diese kommen mit einem im Systemkörper 21 vorgesehenen Elektrodenverbindungsabschnitt 33 in Kontakt, wenn die Speicherkassette 20 in eine vorbestimmte Position innerhalb des Systemkörpers 21 eingelegt wird (wie in Figur 1 durch einen Pfeil bezeichnet), und sie werden für den Signal- und Spannungsanschluß benutzt. Diese Elektroden 32 sind grundsätzlich mit den Sondenelektroden 22 und dem bimorphen Träger 26 innerhalb des Rahmens 24 verbunden, falls erforderlich, ist aber mindestens ein Abschnitt der Ansteuerschaltung, die weiter unten beschrieben wird, als Ansteuerschaltung 34 in der Speicherkassette 20 enthalten. Materialien mit identischem oder annähernd übereinstimmendem linearen Ausdehnungskoeffizienten werden für die Basisteile 25 und das bewegbare Substrat 27 gewählt.
Weiterhin ist der Systemkörper 21 mit dem in der XY-Ebene bewegbaren, oben erwähnten XY-Antriebsmechanismus 31, und ein Vertikalbewegungsmechanismus 35 ist mechanisch mit dem unteren Bereich des XY-Antriebsmechanismus 31 verbunden, so daß, wenn der Vertikalbewegungsmechanismus 35 nach oben bewegt wird, der XY-Antriebsmechanismus 31 über das Fenster 30 in die in den Systemkörper 21 eingesetzte Speicherkassette 20 eingesetzt werden und gegen das bewegbare Substrat 27 stoßen kann. Beispielsweise kann ein in einem sogenannten Inch-Schnecken (inch worm) -Aufbau ausgeführtes piezoelektrisches Element als XY-Antriebsmechanismus verwendet werden.
Über den Kontakt der Speicherkassette 20 mit den Elektroden 32 wird im Systemkörper 21 eine Ansteuerschaltung vervollständigt, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Es ist eine XY-Abtastschaltung 40 zum abtastenden Führen und Antrieb des XY- Antriebsmechanismus 31 in der XY-Ebene, eine Spannungsanlegeschaltung 41 zum Anlegen einer Spannung zwischen die Sondenelektroden 22 und die Massenelektrode 28, ein Stromverstärker 42 zum Verstärken eines zwischen den Sondenelektroden 22 und dem Aufzeichnungsmedium 23 fließenden Tunnelstromes, eine Servoschaltung 43 zur Einstellung einer an die bimorphen Träger 26 angelegten Spannung derart, daß der durch die Nutzung des Stromverstärkers 42 erfaßte Stromwert konstant wird, und ein Mikrocomputer 44 zur Ausführung der Steuerung des Gesamtsystems, der Datenanalyse etc. vorgesehen. Ein Grobbewegungsmechanismus, eine Grobbewegungs-Ansteuerschaltung, Sondenelektroden 22, bimorphe Träger 26 und zugehörige Schaltungen sind in Figur 5 nicht gezeigt.
Beim oben beschriebenen Aufbau wird der XY-Antriebsmechanismus 31 in Richtung des Pfeils in Figur 1 in eine Position abgesenkt, in der er die Anbringung der Speicherkassette 20 nicht behindert, indem der Vertikalbewegungsmechanismus 35 und die Speicherkassette 20 in den Systemkörper 21 montiert werden und dann der XY-Antriebsmechanismus 31 angehoben und über das Fenster 30 so in die Speicherkassette 20 eingeführt wird, daß er mechanisch in Kontakt mit dem bewegbaren Substrat 27 kommt. Während der Anbringung der Speicherkassette werden die Elektroden 32 in Kontakt mit dem Elektrodenanschlußabschnitt 33 gebracht, wodurch eine Ansteuerschaltung vervollständigt wird. Während der Aufzeichnung, des Löschens oder der Wiedergabe wird durch die Spannungsanlegeschaltung 41 eine Spannung an die Sondenelektroden 22 angelegt, und der zwischen den Sondenelektroden 22 und dem Aufzeichnungsmedium 23 fließende Tunnelstrom wird durch den Stromverstärker 42 verstärkt und erfaßt. Weiterhin wird die an jeden bimorphen Träger 26 angelegte Spannung durch die Servoschaltung 43, den Mikrocomputer 44 etc. gesteuert, wodurch der Abstand zwischen jeder Sondenelektrode 22 und dem Aufzeichnungsmedium 23 gesteuert wird, und die Abtastung des Aufzeichnungsmediums 23 in der XY-Ebene wird durch den über die XY-Abtastschaltung 40 angesteuerten XY-Antriebsmechanismus 31 ausgeführt. Wenn eine Mehrzahl von Sondenelektroden 22 vorhanden ist, kann deren Auswahl im übrigen durch die Ansteuerschaltung 34 oder den Mikrocomputer 44 bewirkt werden.
Indem die linearen Ausdehnungskoeffizienten der Basisteile 25 und des bewegbaren Substrates 27 einander - wie oben erwähnt - annähernd gleich gemacht werden, kann die durch eine Temperaturänderung bewirkte relative Positionsabweichung zwischen den Basisteilen 25 und dem bewegbaren Substrat 27, d.h. zwischen den Sondenelektroden 22 und dem Aufzeichnungsmedium 23, verringert und das Auftreten von Aufzeichnungsund Wiedergabefehlern durch eine Temperaturänderung vermindert werden.
Die tatsächliche Aufzeichnung auf das Aufzeichnungsmedium 23 kann durch eines von zwei Verfahren ausgeführt werden - entweder ein Verfahren des Einprägens einer physischen Deformation in das Aufzeichnungsmedium 23 oder durch ein Verfahren der Anderung des Elektronenzustands des Aufzeichnungsmediums 23. Wenn dem Aufzeichnungsmedium 23 eine physische (mechanische) Deformation eingeprägt wird, wird ein Aufzeichnungsmedium 23 eingesetzt, welches beispielsweise einen zusammenhängend mit dem Aufzeichnungsmedium 23 gefertigten Silicium (Si)-Wafer, die Massenelektroden 28 und das bewegbare Substrat 27 aufweist, und aus Silicium geformte Teile werden auch als Basisteile 25 verwendet. Die Sondenelektroden 22 werden gegen das Aufzeichnungsmedium 23 angedrückt, um das Aufzeichnungsmedium 23 mechanisch zu verändern, wodurch eine Aufzeichnung ausgeführt wird. Eine Wiedergabe kann ausgeführt werden, wenn die Sondenelektroden 22 zwei-dimensional abtastend geführt werden, so daß der Tunneistrom einen konstanten Wert von beispielsweife 0,1 nA bei Anlegen einer Gleichspannung von beispielsweise 200 mV an die Sondenelektroden 22 und das Aufzeichnungsmedium 23 annehmen kann, da dann der Rückkopplungs-Ansteuerungsbetrag der bimorphen Träger 26 der Aufzeichnungsinformation auf dem Aufzeichnungsmedium 23 entspricht.
Bei einem Experiment, das wir unter den oben beschriebenen Bedingungen ausgeführt haben wurden bei Raumtemperatur Aufzeichnungsbits auf der Oberfläche eines Siliciumwafers in Form von Streifen mit Abständen von etwa 1 µm gebildet, dann wurde die Sondenelektrode 22 mit konstanter Geschwindigkeit längs der Richtung der Streifen der Bits geführt und die geänderte Position des erfaßten Stromes gelesen, und es wurde bei einer niedrigen Temperatur von 0ºC, bei Raumtemperatur und bei einer hohen Temperatur von 50ºC in allen Fällen das Ergebnis erhalten, daß Wiedergabebits in den gleichen Abständen erfaßt werden konnten. Auch wenn als Aufzeichnungsmedium ein Germanium (Ge)-Wafer mit annähernd dem Silicium gleichen linearen Ausdehnungskoeffizienten verwendet wurde, wurden in ähnlichen Experimenten Wiedergabebits in im wesentlichen den gleichen Intervallen erhalten.
Wenn der Elektronenzustand der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 23 verändert wird, werden beispielsweise sechs laminierte Polyimidschichten, die aus mittels des LB-Verfahrens gebildeten Pyromellitinsäure-anhydrid und 4, 4-Diaminodiphenylether bestehen, als Aufzeichnungsmedium 23 benutzt. Wenn die Sondenelektroden 22 nahe an das Aufzeichnungsmedium 23 gebracht werden, und eine Rechteckwellen-Impulsspannung von 3,5 V und einer Impulsbreite von 50 ns an sie angelegt wird, erfährt das Aufzeichnungsmedium eine Änderung seiner Eigenschaften (eine Änderung der Leitfähigkeit) und es werden Bereiche mit niedrigem elektrischen Widerstand erzeugt, wodurch eine Aufzeichnung bewirkt werden kann. Die Aufzeichnung kann - wie im vorigen Falle - durch die Erfassung eines Tunnelstromes ausgeführt werden, und ein Löschen kann durch eine Dreieckwellen-Impulsspannung von 5 V und einer Impulsbreite von 1 µs erreicht werden, die an das Aufzeichnungsmedium angelegt wird.
In unseren Experimenten, bei denen ein Silicium-Wafer für die Basisteile 25 und das bewegbare Substrat 27 bei den oben erwähnten Verfahren verwendet wurde, wurden bei Aufzeichnungs- und Wiedergabeexperimenten ähnlich den oben beschriebenen, Wiedergabebits in Intervallen erhalten, die nicht von der Temperatur abhängen.
Die oben beschriebene Speicherkassette und das diese benutzende Speichersystem können das Auftreten von Aufzeichnungsund Wiedergabefehlern bei Temperaturänderung vermindern, und sind nützlich, um die Vorrichtung in die praktische Nutzung zu überführen.
Die Speicherkassette 20, die durch die im Rahmen 24 aufgenommenen Sondenelektroden 22 und das Aufzeichnungsmedium 23 in Kassettenform gebildet ist, ist bezüglich des Systemkörpers 21 abnehmbar anzubringen, wodurch die Ausrichtung der Sondenelektroden 22 und des Aufzeichnungsmediums 23 sehr genau und schnell ausgeführt werden können, und eine solche Speicherkassette weist auch eine hohe Staubdichtigkeit und Beschädigungs-hindernde Wirkungen auf. Weiterhin sind Teile mit hohen Genauigkeitsanforderungen in der Speicherkassette 20 als einer Einheit vereinigt, wodurch die Produktivität der anderen Teile des Systemkörpers 21 erhöht wird, und die Austauschbarkeit der Teile mit hoher Genauigkeit erleichtert es, diese Teile gegen versehentliche Beschädigungen etc. zu schützen.
Die vorliegende Erfindung eignet sich sehr gut für ein Mehrfachsondensystem. Das Mehrfachsondensystem, wie es bei der Ausführungsform gezeigt ist, hat mehrere parallel zueinander angeordnete Sonden und deshalb eine große Fläche in der XY- Ebene und unterliegt - allgemein gesehen - einer großen Veränderung infolge von Temperaturänderungen. Wenn sich jedoch mit einem Temperaturanstieg die Abstände zwischen den benachbarten Sonden vergrößern, findet beim Aufzeichnungsmedium eine entsprechende Vergrößerung statt, und daher ändert sich die relative Positionsbeziehung zwischen jeder Sonde und dem Aufzeichnungsmedium nicht. Daher können alle Sonden, ungeachtet von Temperaturänderungen zu zuvor beschriebenen Positionen des Mediums geführt werden.
Vorstehend ist ein Beispiel dargestellt worden, bei dem in einer bevorzugten Ausführung das Aufzeichnungsmedium und Sonden in einer austauschbaren Kassette vereinigt sind, es kann aber alternativ auch ein System vorgesehen sein, bei dem das Aufzeichnungsmedium nicht auswechselbar ist und alle Teile in einer Einheit fixiert sind.
Die technische Idee der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Speichersystem beschränkt, sondern sie kann auf verschiedene Arten von Informationsaufzeichnungs-/- wiedergabevorrichtungen angewandt werden. Als Beispiel für eine Aufzeichnungsvorrichtung kann eine Vorrichtung zum elektronischen Ziehen von Linien zur Anwendung hauptsächlich bei der Erzeugung von Halbleiter-Maskenmustern erwähnt werden, welche Sonden zur Abbildung eines kleineren Musters auf ein Medium benutzt. Weiter kann als Beispiel für eine Wiedergabevorrichtung ein Mikroskop erwähnt werden, welches eine Sonde zum Lesen des Oberflächenzustandes einer Probe benutzt, d.h. ein sogenanntes STM (Rastertunnelmikroskop).

Claims

1. Speicherkassette, die an ein außenliegendes System ansetzbar und von diesem abnehmbar ist, umfassend:

- ein Aufzeichnungsmedium (23);

- wenigstens eine Sonde (22) zum Durchführen eines Einschreibens und/oder Auslesens von Daten in das bzw. aus dem Aufzeichnungsmedium;

- ein die Sonde tragendes Basisteil (25);

- ein das Aufzeichnungsmedium (23) tragendes Substrat (27), das einen linearen Expansionskoeffizienten annähernd gleich dem des Basisteils besitzt;

- ein schachtelartiges Gehäuse (24), das das Aufzeichnungsmedium, die Sonde, das Basisteil und das Substrat enthält; und

- eine auf einer Außenseite des Gehäuses vorgesehene Elektrode (32) zum Anschluß an eine an dem außenliegenden System vorgesehene Llektrode, um damit bei angesetzter Speicherkassette eine elektrische Verbindung zu erzeugen,

gekennzeichnet durch

- eine bewegbare Abdichtungseinrichtung (29) zum Abdichten wenigstens der Sonde und des Aufzeichnungsmediums innerhalb des Gehäuses, wobei die Abdichtungseinrichtung zwischen Basisteil (25) und Substrat (27) angeordnet und dafür ausgelegt ist, dem Substrat eine Relativbewegung zu dem Basisteil und parallel hierzu zu erlauben, während der Abstand zwischen Basisteil und Substrat im wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Speicherkassette nach Anspruch 1, bei der

- die Sonde (22) an dem Basisteil über einen Ausleger (26) befestigt ist.

3. Speicherkassette nach Anspruch 2, bei der

- der Ausleger (26) einen bimorphen Träger aufweist.

4. Speicherkassette nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der

- eine Mehrzahl Sonden (22) parallel zum Basisteil (25) angebracht sind.

5. Speicherkassette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der

- das Material des Basisteils (25) Si einschließt und das Material des Substrats (27) Si oder Ge einschließt.

6. Speicherkassette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der

- das Material des Basisteils (25) Si einschließt und das Material des Aufzeichnungsmediums (23) ein polymerer Film ist.

7. Speicherkassette nach Anspruch 6, bei der

- der Hochpolymer-Film ein Polyimid-Film ist.

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8. Informationsaufzeichnungs-I-wiedergabe-System, umfassend

- die Speicherkassette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, sowie

- eine Einrichtung zum Zuführen von Energie zum Einschreiben oder Auslesen zwischen Sonde und Medium.

9. System nach Anspruch 8, bei dem

- die zugeführte Energie durch eine Spannung vermittelt wird.