DE69608180T2

DE69608180T2 - Informationsaufzeichnungs-/-wiedergabegerät und Methode zur Informationsaufzeichnung oder/-wiedergabe mit Verwendung einer Sonde

Info

Publication number: DE69608180T2
Application number: DE69608180T
Authority: DE
Inventors: Ryo Kuroda; Toshihiko Takeda; Susumu Yasuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2016-07-10
Also published as: EP0753824B1; DE69608180D1; JPH0981977A; EP0753824A1; US5751684A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung und ein Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen mit Hilfe des Prinzips eines Rastersondenmikroskops.

Einschlägiger Stand der Technik

In den vergangenen Jahren wurde ein Rastertunnelmikroskop (im folgenden mit RTM abgekürzt) entwickelt, das die Betrachtung von Oberflächen leitenden Materials mit einer Auflösung in einer Größenordnung von Nanometer oder weniger gestattet, wie dies in den US-Patent 4 343 993 beschrieben ist, wobei Atomanordnungen, Orientierungen von organischen Molekülen und dergleichen auf Metall- oder Halbleiteroberflächen im atomaren oder molekularen Maßstab betrachtet werden können.
Außerdem wurde ein Atomkraftmikroskop (im folgenden mit AKM abgekürzt) entwickelt, welches eine Weiterentwicklung der RTM-Methode darstellt und die Betrachtung der Oberflächen von Isolierstoffen mit einer Auflösung entsprechend derjenigen des RTM ermöglicht (US-Patent 4 724 318).
Zur Anwendung des Prinzips eines Rastersondenmikroskops (im folgenden als RSM abgekürzt), beispielsweise in Form eines RTM, eines AKM oder dergleichen, wurde ein Vorschlag gemacht, um einen hochdichten Speicher dadurch zu realisieren, daß man beim Zugriff auf ein Speichermedium mit Hilfe einer Sonde im atomaren oder molekularen Maßstab eine Aufzeichnung/Wiedergabe durchführt (japanische Patent- Offenlegungsschriften 63-161552 und 63-161553).
Eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung kann von einem Verfahren des Erfassens von Bits mit Hilfe einer Schwellenwertverarbeitung Gebrauch machen, um den Betrag einer physikalischen Wechselwirkung (im folgenden einfach als Wechselwirkung bezeichnet) zwischen der Sondenspitze, die nahe an eine Aufzeichnungsfläche herangebracht wird und der Aufzeichnungsfläche mit einem voreingestellten Schwellenwert zu vergleichen.
Wenn z. B. ein Bereich oder ein anderer Bereich als der Bitbereich mit einem dazwischen vorliegenden Leitfähigkeitsunterschied vorhanden sind, wird ein Bit dadurch reproduziert, daß man den Wert eines sehr kleinen Stroms (z. B. eines Tunnelstroms), der in einer ein Leitvermögen aufweisenden Sonde fließt, mit einem Schwellenwert vergleicht, während die Sonde über die Aufzeichnungsfläche geführt wird und dabei eine Spannung zwischen Sonde und Aufzeichnungsmedium gelegt wird.
Allerdings kann bei einer solchen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung ein Bit oder ein anderer Bereich als das Bit aus folgenden Gründen fehlerhaft erkannt werden:
Insbesondere der Betrag der Wechselwirkung zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche unterliegt großen Schwankungen, bedingt durch eine geringfügige Änderung des Zwischenabstands.
Wenn also der Zwischenabstand zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche sich abhängig von der Einsatzumgebung (Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen) der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung ändert, so kann die Schwellenwertverarbeitung in Abhängigkeit des Änderungsbetrags nicht normal funktionieren, und möglicherweise wird ein Bereich, der sich von einem Bitbereich unterscheidet, fehlerhafter Weise als Bit erkannt.
Ein Zustand, der einen solchen Erkennungsfehler von Bits zur Folge hat, wird im folgenden anhand der Fig. 1A - 1F erläutert.
Angenommen, eine Sonde fahre über eine gerade Linie, die die Mitten von zwei Bits (als Bitsequenz 1 bezeichnet) verbindet, um eine Biterfassung in einer gewissen Umgebung (als Umgebung 1 bezeichnet) vorzunehmen.
In diesem Fall sei angenommen, die Verteilung des Betrags (I) der Wechselwirkung zwischen der Sondenspitze und der von der Sonde detektierten Aufzeichnungsfläche entspreche der Darstellung nach Fig. 1A.
Man beachte, daß x1 und x2 die x-Koordinatenwerte der Mittenpositionen der Bits auf der Aufzeichnungsfläche bezeichnen.
Wenn der Betrag eines Schwellenwerts Ith (gestrichelte Linie) in Fig. 1A beträgt, um eine Binärumsetzung des Betrags I der Wechselwirkung zu erreichen, so können lediglich zwei Bits erkannt werden, und es ist kein Biterkennungsfehler aufgetreten (siehe Fig. 1D).
Man nehme dann aber an, die Bitsequenz 1 werde in einer Umgebung reproduziert, in der der Abstand zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche kleiner wird als in der obigen Umgebung 1.
In diesem Fall wird der Betrag der Wechselwirkung zwischen Sondenspitze und Aufzeichnungsfläche insgesamt größer als in der Umgebung 1.
Im Extremfall ist der Betrag der Wechselwirkung möglicherweise nahe beim Schwellenwert Ith, und zwar auch in der anderen Zone als in der Bitzone (vgl. Fig. 1C).
Wenn die Binärumsetzung in diesem Zustand erfolgt, wird möglicherweise die andere als die Bitzone in fehlerhafter Weise als ein Bit erkannt (vgl. Fig. 1D).
Andererseits sei angenommen, die Bitsequenz 1 werde in einer Umgebung reproduziert, in der der Abstand zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche größer wird als in der Umgebung 1. In diesem Fall wird der Betrag der Wechselwirkung zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche insgesamt kleiner als in der Umgebung 1.
Im Extremfall wird der Betrag der Wechselwirkung möglicherweise kleiner als der Schwellenwert Ith, auch wenn es sich um einen Bitbereich handelt (siehe Fig. 1E).
Wenn die Binärumsetzung in diesem Zustand erfolgt, kann häufig ein Bit nicht erkannt werden (siehe Fig. 1F).
Das Intervall zwischen der Aufzeichnungsfläche und der Sondenspitze ändert sich nicht nur in den oben erläuterten Fällen. Beispielsweise kann sich möglicherweise an der Sondenspitze eine Substanz anlagern (z. B. das Aufzeichnungsmedium selbst), und folglich ändert sich der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche und der Sondenspitze.
Solche Biterkennungsfehler lassen sich im Prinzip dadurch vermeiden, daß man den Schwellenwert so steuert, daß er sich in Abhängigkeit des Abstands zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche bei jeder Bitwiedergabe ändert, oder indem man den Abstand so ändert, daß er einem Sollwert entspricht.
Allerdings verwendet eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung häufig eine Mehrzahl von Sonden, um eine Hochgeschwindigkeitswiedergabe und Parallelwiedergabe durchzuführen.
Werden mehrere Sonden verwendet, so können normalerweise die Abstände zwischen den Sondenspitzen und der Aufzeichnungsfläche nicht einander angeglichen werden.
In diesem Fall kann man zur Realisierung einer genauen Biterkennung eine Schwellenwertsteuerung oder Abstandssteuerung mit Hilfe eines Steuerrechners für jede der Sonden durchführen. Allerdings ist in diesem Fall die Steuerung kompliziert und benötigt viel Zeit.
Als Ergebnis verlängert sich die gesamte Wiedergabezeit. Wenn andererseits die Abstandssteuerung erfolgt, steigt unvermeidlich die Leistungsaufnahme der Vorrichtung.
Erhöht sich die Anzahl der Steuerrechner, so nimmt das Volumen der Vorrichtung zu, und gleichzeitig erhöht sich die Leistungsausgabe.
Die EP-A-0 614 177 offenbart eine Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information auf dem bzw. von dem Aufzeichnungsmedium in einem Rastersondenmikroskop, mit einer Schaltung zum Reproduzieren von Aufzeichnungsbits, die auf dem Aufzeichnungsmedium ausgebildet sind, basierend auf einer physikalischen Größe wie z. B. einem Tunnelstrom, einer Zwischenatomkraft, einer elektrostatischen Kraft oder einer Magnetkraft, die zwischen der Sonde und dem Aufzeichnungsmedium zustande kommt, wobei ein Sensor einen Zustand wie z. B. die Schichtdicke oder Filmqualität des Aufzeichnungsmediums auf der Grundlage der physikalischen Größe erfaßt, bevor die Aufzeichnungsbits reproduziert werden, und eine Korrekturschaltung Wiedergabebedingungen korrigiert, so z. B. den Betrag einer Spannung, die zwischen die Sonde und das Medium gelegt wird, basierend auf dem ermittelten Zustand des Mediums.

Offenbarung der Erfindung

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die die oben erläuterten Probleme des Standes der Technik lösen können, umfassend eine Signalverarbeitungseinrichtung und einen Schritt, der eine exakte Biterkennung realisieren kann, ohne daß eine komplexe Schwellenwertsteuerung oder Abstandssteuerung für jede Sonde durchgeführt wird, und ohne daß ein Schwellenwert bei der Binärumsetzung geändert wird, selbst wenn der Abstand zwischen der Sondenspitze und dem Aufzeichnungsmedium von Sonde zu Sonde variiert, oder wenn die Abstandsänderungen von einer Änderung in der Einsatzumgebung der Vorrichtung abhängen.
Erreicht wird dieses Ziel durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A bis 1F sind graphische Darstellungen von Beispielen der Schwellenwertverarbeitung bei der Bitwiedergabe;
Fig. 2A bis 2C sind graphische Darstellungen der Signalverarbeitungsschritte gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer bei den Ausführungsformen 1 und 2 verwendeten Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Spannungsanlegungsmusters zur Bildung eines Bits;
Fig. 5A bis 5C sind graphische Darstellungen, die die Signalverarbeitungsschritte in einer Signalverarbeitungseinrichtung der Ausführungsform 1 veranschaulichen; und
Fig. 6A bis GD sind graphische Darstellungen, die die Signalverarbeitungsschritte in der Signalverarbeitungseinrichtung der Ausführungsform 1 zeigen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Signalverarbeitung wird im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert.
Eine erfindungsgemäße Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung besitzt mehrere Sonden, die sich einzeln identifizieren lassen und bezeichnet sind mit Nr. p (p = 1, 2, ..., Maximalzahl der Sonden in der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung).
Jede Sonde ist an dem freien Ende eines freitragenden Balkens fixiert, wobei mehrere Balken an einem einzelnen Balken-Kabelglied fixiert sind.
Die Signalverarbeitung gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben, wobei als Beispiel der Fall hergenommen wird, daß die Signalstärke eines Signals, die den Zustand der von einer Sonde bei der Bitreproduktion eines Bitbereichs detektierten Aufzeichnungsfläche relativ groß ist im Vergleich zu derjenigen eines Aufzeichnungsflächenbereichs, der sich von dem Bitbereich unterscheidet.
Während der Zeitspanne nach der Startzeit der Bitwiedergabe t = 1 bis zur Zeit t = m (m > 1) steht die Sondenspitze einer Aufzeichnungsfläche in einem Bereich gegenüber, der sich von dem Bitbereich unterscheidet, und es wird ein neues Signal dadurch gebildet, daß das Verhältnis (welches durch die unten angegebene Formel (1) bestimmt wird) zwischen einer maximalen Signalstärke Ip(max) solche Signale, die den Zustand der Aufzeichnungsfläche, die von der Sondennummer p während der Zeitspanne t = 1 bis zur Zeit t = m detektiert wird, und eine Signalstärke Ip(n) eingestellt wird, die den Zustand der Aufzeichnungsfläche wiedergibt, die von der Sonde Nr. p zu einer beliebigen Zeit t = n (n ≥ m) während der Bitwiedergabe detektiert wird, um auf eine neue Signalstärke zur Zeit t = n eingestellt zu werden, d. h. durch Normieren von Ip(n) durch Ip(max):
Ip(n)/Ip(max) = Jp(n) ... (1)
Dann wird das neue Signal unter Verwendung eines vorbestimmten Schwellenwerts (z. B. 1) einer Binärumsetzung unterzogen, um dadurch ein auf der Aufzeichnungsfläche aufgezeichnetes Bit zu erfassen.
Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt diese Signalverarbeitung nicht nur für die Sonde Nr. p, die Signale detektiert, welche den Zustand der Aufzeichnungsfläche wiedergibt, sondern auch für Sonden sämtlicher anderen Nummern.
Ein Beispiel für die Signalverarbeitung gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 2A bis 2C gegeben.
Angenommen, eine Wiedergabeoperation erfolge dadurch, daß eine Sonde über die Aufzeichnungsfläche gefahren werde, während ein konstanter Abstand h zwischen dem Balken-Trägerelement und der Aufzeichnungsfläche in einer gewissen Einsatzumgebung der Vorrichtung (im folgenden als Umgebung 1 bezeichnet) aufrecht erhalten werde.
Fig. 2A ist eine graphische Darstellung, die den zeitlichen Verlauf von Signalstärken angibt, die den Zustand der von einer Sonde detektierten Aufzeichnungsfläche wiedergibt, wenn die Sonde mit einer gegebenen Nummer (im folgenden als Nr. p angenommen) erreiche oberhalb von zwei Bits sowie die Nachbarbereiche überstreicht.
Die Abszisse (t) in Fig. 2A bezeichnet die seit Beginn der Bitwiedergabeoperation der Sonde verstrichene Zeit.
Angenommen, t = 1 entspreche der Bitwiedergabe-Startzeit, und die Sonde befinde sich während der Zeit von t = 1 bis zur Zeit t = 5 an einer anderen Stelle als einem Bitbereich.
Die Ordinate (Ip(n)) zeigt die Signalstärken, die von der Sonde zu den jeweiligen Zeiten detektiert werden, und Ip(n) (t = 1, 2, 3, ...., n) repräsentiert die Signalstärke, die den Zustand der Aufzeichnungsfläche wiedergibt, die von der Sonde zur Zeit t = n detektiert wird.
Beispielsweise ist Ip(1) die von der Sonde n = 1 erfaßte Signalstärke. Der Betrag von Ip(n) ist eindeutig festgelegt, wenn das Intervall s zwischen der Sondenfläche und der Aufzeichnungsfläche und der Zustand φ des Aufzeichnungsmediums, dem die Sondenspitze gegenübersteht, feststehen.
Der Zustand φ des Aufzeichnungsmediums ist die Energieschwelle des Aufzeichnungsmediums, dem die Sondenspitze gegenübersteht, wenn das von der Sonde zu detektierende Signal ein Tunnelstrom ist, der zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Sonde fließt.
Man beachte, daß die Sonde Abschnitte oberhalb der Bits nur dann abtastet, wenn gemäß Fig. 2A gilt: 6 ≤ t ≤ 8 und 12 ≤ t ≤ 14.
Das Signalverarbeitungsergebnis gemäß der Erfindung für die in Fig. 2A gezeigten Signale wird im folgenden beschrieben. Die Signalstärke Ip(max), die für die Signalverarbeitung notwendig ist, bestimmt sich aus einer maximalen Signalstärke Ip(max) solcher Werte, die den Zustand der Aufzeichnungsfläche wiedergeben, die von der Sonde Nr. p während der Zeitspanne von t = 1 bis zur Zeit t = 4 abgetastet wird.
Im Fall der Fig. 2A ergibt sich für Ip(max):
Ip(max) = Ip(2) ... (2)
Tastet die Sonde eine andere Zone als den Bitbereich ab, so ist der Betrag von Ip(n) nicht konstant, sondern schwankt.
Allerdings überschreitet Ip(n) niemals einen gewissen Maximalwert (der kleiner ist als die Signalstärke im Bitbereich).
Der Maximalwert gleicht im wesentlichen Ip(max), wenn nicht der Zustand des Aufzeichnungssignals vor der Bildung von Bits eine extrem große Differenz aufweist.
Die Signalverarbeitung wird nach der obigen Formel (1) unter Verwendung von Ip(max) durchgeführt.
Das Verarbeitungsergebnis wird unten bei Klassifizierung in einige Fälle erläutert.
< Fall 1> Wenn die Sonde eine andere Zone als den Bitbereich abtastet, und Ip(max) ermittelt wurde:
In diesem Fall (t = 5, 9 ≤ t ≤ 11, 15 ≤ t ≤ 16) gilt,
Ip(n) ≤ Ip(max) ... (3)
Daher:
Jp(n) = Ip(n)/Ip(max) ≤ 1 ... (4)
< Fall 2> Wenn die Sonde im Bitbereich nach Ermitteln von Ip(max) abtastet:
In diesem Fall (6 ≤ t ≤ 8, 12 ≤ t ≤ 14) gilt,
Ip(n) > Ip(max) ... (5)
Deshalb:
Jp(n) = Ip(n)/Ip(max) > 1 ... (6)
Fig. 2B zeigt ein Beispiel für Jp(n) = Ip(n)/Ip(max), basierend auf den Formeln (4) und (6).
Die Binärumsetzung erfolgt für eine neue Signalstärke Jp(n) zur Zeit 1 = n gemäß Fig. 2D, wobei der Schwellenwert = 1 eingestellt ist.
Als Ergebnis erhält man ein in Fig. 2C gezeigtes digitales Signal Dp(n), und es werden die einzigen Bits exakt nachgewiesen.
Die oben erläuterte Signalverarbeitung erfolgt unabhängig für sämtliche Sonden, die Signale detektieren, welche den Zustand der Aufzeichnungsfläche in der Umgebung 1 widerspiegeln.
Insbesondere wird die obige Signalverarbeitung auch für Signale Iq(n) durchgeführt, die von einer Sonde einer beliebigen Nummer q (≠ p) nachgewiesen werden.
In der Umgebung 1 unterscheidet sich der Abstand zwischen der Sondenspitze, Nr. q und der Aufzeichnungsfläche während der Bitwiedergabe normalerweise von demjenigen der Sonde Nr. p.
Allerdings ergibt sich für die Sonde Nr. q:
< Fall 1 > Wenn die Sonde eine andere Zone als den Bitbereich nach Bestimmung von Iq(max) abtastet:
In diesem Fall gilt:
Iq(n) ≤ Iq(max) ... (7)
Dann:
Jq(n) = Iq(n)/Iq(max) 1 ... (8)
< Fall 2> Wenn die Sonde den Bitbereich abtastet, nachdem Iq(max) ermittelt wurde:
In diesem Fall gilt:
Iq(n) > Iq(max) ... (9)
Deshalb:
Jq(n) = Iq(n)/Iq(max) > 1 ... (10)
Insbesondere ermöglicht auch dann, wenn die Bitwiedergabe erfolgt, indem gleichzeitig mehrere Sonden mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Sondenspitzen und der Aufzeichnungsfläche verwendet werden, die erfüllungsgemäße Signal verarbeitung ein exaktes Nachweisen von ausschließlich Bits, ohne daß eine Intervall-Steuerung zwischen den Sonden und der Aufzeichnungsfläche sowie eine Schwellenwertsteuerung für jede Sonde stattfindet. In anderen Worten: die erfindungsgemäße Signalverarbeitung hängt nicht ab von dem Intervall zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche.
Angenommen, die gleiche Sonde und Vorrichtung wie bei der Wiedergabe in der Umgebung 1 würden in einer von der Umgebung 1 verschiedenen Umgebung verwendet (im folgenden als Umgebung 2 bezeichnet), und die Sonde werden über die Bits und deren Nachbarbereiche geführt, während zwischen der Sonde und der Aufzeichnungsfläche der gleiche Abstand aufrecht erhalten wird, wie bei der Umgebung 1.
Außerdem war angenommen, daß die Abstände zwischen den Sondenspitzen und der Aufzeichnungsfläche in der Umgebung 2 sich von denjenigen nach der Umgebung 1 unterscheiden.
Auch in der Umgebung 2 läßt sich die Biterfassung realisieren, während der Schwellenwert auf 1 eingestellt ist, wenn die erfindungsgemäße Signalverarbeitung durchgeführt wird. Dies deshalb, weil die erfindungsgemäße Signalverarbeitung nicht von dem Abstand zwischen Sondenspitze und Aufzeichnungsfläche abhängt, wie oben ausgeführt wurde.
Bei den obigen Beispielen erfolgt eine Binärumsetzung, während der Schwellenwert auf 1 eingestellt ist. Abhängig vom Zustand des Aufzeichnungssignals ist es allerdings häufig zu bevorzugen, den Schwellenwert auf einen größeren Wert als 1 einzustellen. Wenn z. B. nadelimpulsförmiges Rauschen einem Signal beigemischt ist, welches von dem Aufzeichnungsflächenteil in der Nähe des Bitbereichs erfaßt wird und dabei der Schwellenwert auf 1 eingestellt ist, so wird dieses Rauschen möglicherweise falsch als Bit erkannt.
In diesem Fall kann der Schwellenwert auf einen geeigneten Wert von z. B. 3, 10, 30, 100 oder dergleichen eingestellt werden.
Wenn der Schwellenwert größer wird, wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Biterkennungsfehlers geringer, d. h., ein nicht zu einem Bit gehöriger Bereich wird mit geringer Wahrscheinlichkeit als Bit erkannt.
Hingegen wird ein Bitbereich mit höherer Wahrscheinlichkeit als Bitbereich erkannt als ein Nicht-Bitbereich, Im Hinblick auf diese Umstände kann der Schwellenwert festgelegt werden.
Das der Schwellenwertverarbeitung zu unterziehende Signal ist nicht auf das Signal beschränkt, welches durch die obige Formel (1) gegeben ist. Beispielsweise kann der Schwellenwertverarbeitung ein Signal unterzogen werden, welches durch weitere Verarbeitung des durch die Formel (1) gegebenen Signals gewonnen wird. So z. B. kann dann, wenn eine geringfügige Änderung des Abstands zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche einer Änderung in der Größenordnung von I(n) (z. B. ein Tunnelstrom) vorkommt, die Biterfassung dadurch geschehen, daß ein Schwellenwert in Bezug auf den Logarithmus (InJ(n)) von J(n) eingestellt wird.
Auch in diesem Fall gilt selbst dann, wenn Sonden in der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Sondenspitzen und der Aufzeichnungsfläche oder sogar dann, wenn sich der Abstand aufgrund einer Änderung in der Einsatzumgebung der Vorrichtung ändert:
< Fall 1 > Wenn die Sonde einen anderen als den Bitbereich abtastet:
In diesem Fall ergibt sich aus der Formel (4),
InJp(n) = In(Ip(n)/Ip(max)) ≤ 0 ... (11) <
Fall 2> Wenn die Sonde den Bitbereich abtastet:
In diesem Fall ergibt sich aus Formel (6):
InJp(n) = In(Ip(n)/Ip(max)) > 0 ... (12)
Wenn also die Schwellenwertverarbeitung für InJ(n) durchgeführt wird, läßt sich ein ausschließlicher Bitbereich dadurch erfassen, daß man den Schwellenwert auf 0 einstellt. Man beachte, daß die Formeln (1 l) und (12) auch dann gelten, wenn der Abstand zwischen der Sonde und der Aufzeichnungsfläche sich bei jeder Durchführung einer Bitreproduktion ändert.
Wenn die Signalverarbeitung gemäß der Erfindung durchgeführt wird, wie es oben erläutert wurde, kann selbst dann, wenn die von der Sonde erfaßte Signalstärke sich bei jeder Bitwiedergabe vollständig ändert, die Signalstärke in einem anderen Bereich als dem Bitbereich in einem Signal ersichtlich auf 1 (oder 0) eingestellt werden, unmittelbar bevor die Binärumsetzung erfolgt. Selbst wenn also die Signalstärke, wie sie von der Sonde erfaßt wird, sich bei jeder Bitwiedergabe ändert, läßt sich die gleiche Binärumsetzung erzielen, wie bei der Einstellung des Schwellenwerts auf 1 (oder 0). Im Ergebnis lassen sich Bitwiedergabefehler vermeiden.
In der obigen Beschreibung wird Ip(max) basierend auf Signalen erfaßt, die von der Sonde während der Zeitspanne von t = 1 bis t = 4 erfaßt werden. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Beispielsweise kann man Ip(max) basierend auf mehr Daten bestimmen, wenn zahlreiche Stärken Ip(n) während der Zeitspanne von t = 1 bis zum Antreffen des ersten Bits durch die Sonde erfaßt werden.
Als das erste Beispiel dieses Bestimmungsverfahrens kann ein Verfahren zum Bestimmen von Ip(max) auf der Grundlage des Durchschnittswerts der von dem Bereich der Aufzeichnungsfläche erfaßten Signalstärken, die nicht dem Bitbereich entsprechen, eingesetzt werden.
Bei diesem Verfahren wird z. B. der durchschnittliche Wert gemäß folgender Formel aus den Signalstärken ermittelt, die während der Zeitspanne nach dem Beginn der Bitwiedergabe, also t = 1 bis zur Zeit t = m (m > 1) als Ip(max) erfaßt werden:
Bei dieser Verarbeitung läßt sich der Einfluß von Ip(max) auch dann verringern, wenn sich unerwartet eine starke Rauschkomponente in die während der Zeitspanne von t = 1 bis t = m erfaßten Signale einmischt.
Als zweites Beispiel für das Verfahren zum bestimmen von Ip(max) kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem Ip(max) basierend auf dem Mittelwert der Signalstärken erfaßt wird, die auf der Aufzeichnungsfläche abseits von dem Bitbereich nachgewiesen werden.
Bei diesem Verfahren werden die während der Bitwiedergabe-Startzeit t = 1 bis zur Zeit t = m (m > 1) erfaßten Signale in der Reihenfolge der Signalstärken neu geordnet, und ein in der Mittelposition dieser Reihenfolge befindlicher Signalwert, d. h., der mittlere Wert, wird aus Ip(max) verwendet.
Durch diese Verarbeitung läßt sich selbst dann, wenn sich in die während der Zeitspanne von t = 1 bis t = m erfaßten Signale unerwartet eine starke Rauschkomponente einmischt, der Einfluß auf Ip(max) stärker verringern als bei dem ersten Verfahren, das von dem Durchschnittswert Gebrauch macht.
Bei den obigen Beispielen erfolgt eine nachfolgende Binärumsetzung ohne Erinnerung von Ip(max), das vor der Bitwiedergabe eingestellt wurde.
Beim tatsächlichen Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Gerät allerdings ändern sich die Signalstärken häufig aufgrund einer Änderung des Abstands zwischen der Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche oder aufgrund des Anhaftens / Lösens von Fremdmaterial an der Sondenspitze während der Bitwiedergabe.
Selbst bei der Bitwiedergabe ist es daher bevorzugt, periodisch Signale an die Aufzeichnungsfläche abseits dem Bitbereich zu erfassen, um Ip(max) wiederholt neu einzustellen.
Bei dieser Verarbeitung läßt sich eine normale Bitwiedergabe durchführen, da Ip(n) stets mit Hilfe des letzten optimalen Werts von Ip(max) normieren läßt.
Bei der obigen Beschreibung erfolgt die Binärumsetzung dadurch, daß das Verhältnis zwischen Ip(n) und Ip(max) auf eine neue Signalstärke eingestellt wird [vgl. Formel (1)].
Wenn allerdings Ip(max) viel kleiner ist als Ip(n), abhängig von dem Signalzustand, so hat das Verhältnis möglicherweise einen ungenauen Wert.
Angesichts dieses Problems wird anstelle des Vergleichens der Formel (1) mit dem Schwellenwert A · Ip(max) [mit A als Konstante] ein Schwellenwert definiert, und die Binärumsetzung von Ip(n) erfolgt anhand dieses Schwellenwerts, um dadurch Bits zu detektieren, die auf der Aufzeichnungsfläche aufgezeichnet sind.
Man beachte, daß die Konstante A ein Einstellwert ist, der den Ausführungen der Binärumsetzung gemäß Formel (1) verwendeten Schwellenwerts entspricht.
Wenn z. B. A = 1, 3, 10, 30 und 100, so ist die Binärumsetzung im wesentlichen äquivalent zu derjenigen, die durchgeführt wird, wenn der Schwellenwert für die Formel (1) auf 1, 3, 10, 30 und 100 eingestellt ist. In diesem Fall allerdings ist keine Divisionsverarbeitung erforderlich, und selbst wenn Ip(max) einen kleinen Wert besitzt, läßt sich die Wahrscheinlichkeit einer ungenauen Verarbeitung eliminieren.
Wenn andererseits die Signalstärke eines Signals, welches den Zustand der Aufzeichnungsfläche widerspiegelt, die von einer Sonde bei der Bitwiedergabe in einem Bitbereich erfaßt wird, relativ klein ist im Vergleich zu dem Wert, der auf den dem Bitbereich fernen Bereich der Aufzeichnungsfläche erfaßt wird, so wird ein neues Signal dadurch gebildet, daß das Verhältnis (gegeben durch die unten angegebene Formel (13)) zwischen einer Minimum-Signalstärke Ip(min) solcher Werte, wie den Zustand der von der Sonde Nr. p in der Zeitspanne t = 1 bis t = m widerspiegeln, und eine Signalstärke Ip(n), die den Zustand der Aufzeichnungsfläche widerspiegelt, die von der Sonde Nr. p zu einer beliebigen Zeit t = n (n ≥ m) während der Bitwiedergabe widerspiegelt, auf eine neue Signalstärke zur Zeit t = n eingestellt, d. h. durch Normieren von Ip(n) durch Ip(min):
Ip(n)/Ip(min) ... (13)
Dann wird das neue Signal dadurch einer Binärumsetzung unterzogen, daß ein Schwellenwert in Entsprechung mit dem Signal eingestellt wird.
Dies deshalb, weil die Beziehung zwischen dem in einen Bitbereich ermittelten Signalstärken und einen von dem Bitbereich fernen Bereich durch die Sonde Nr. p, die den Signalstärken in dem oben erläuterten Fall entgegengesetzt ist, wonach die Signalverarbeitung gemäß der Erfindung anhand der Formel (1) beschrieben wurde.
Auch in diesem Fall wird, wenn die Sonde eine andere Zone als den Bitbereich abtastet, der Betrag von Ip(n) nicht konstant, sondern schwankt. Allerdings wird Ip(n) niemals kleiner als ein gewisser Minimumwert (größer als die Signalstärke im Bitbereich).
Der Minimumwert entspricht im wesentlichen Ip(min), wenn nicht der Zustand des Aufzeichnungssignals vor der Bildung von Bits eine extrem große Differenz aufgewiesen hatte.
Das Verarbeitungsergebnis gemäß Formel (13) wird im folgenden gemäß Klassifizierung in einige Fälle erläutert werden:
< Fall 1> Wenn die Sonde eine andere Zone als den Bitbereich nach Bestimmung von Ip(min) abtastet:
In diesem Fall gilt:
Ip(n) ≥ Ip(min) ... (14)
Daher:
Jp(n) = Ip(n)/Ip(min) ≥ 1 ... (15)
< Fall 2> Wenn die Sonde einen Bitbereich abtastet, nachdem Ip(min) festgelegt wurde:
In diesem Fall gilt:
Ip(n) < Ip(min) ... (16)
Daher:
Jp(n) = Ip(n)/Ip(min) ≤ 1 ... (17)
Wie aus den Formeln (15) und (17) ersichtlich ist, lassen sich, wenn die Binärumsetzung durch Einstellung des Schwellenwerts = 1 erfolgt, nur Bits exakt erfassen.
Andererseits braucht das in die erfindungsgemäße Binärverarbeitungseinrichtung einzugebende Signal nur die Verteilung der Beträge zwischen der Wechselwirkung zwischen der Sonde und Aufzeichnungsmedium in der Aufzeichnungsfläche widerzuspiegeln.
Als Wechselwirkung sind z. B. ein Tunnelstrom, eine Zwischenatomkraft, eine magnetische Kraft, austretendes Licht und dergleichen bekannt. Andererseits besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich des Aufzeichnungsmediums.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

[Ausführungsform 1]

Bei dieser Ausführungsform wurde eine Biterfassung unter Verwendung einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Signalverarbeitung durchgeführt.
Die Ausgestaltung der bei dieser Ausführungsform verwendeten Aufzeichnungs-/ Wiedergabevorrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.
Gemäß Fig. 3 weist eine Sonde 1 Leitfähigkeit auf. Die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung nach dieser Ausführungsform besitzt 100 Sonden (Fig. 3 zeigt davon mindestens drei Sonden).
Jede Sonde ist an dem freien Ende eines Freiträgers 2 fixiert. Die Freiträger 2 sind zweidimensional an einem Kreuzträgerhaltepfeil 3 angeordnet und fixiert.
Die Sonden 1, die Freiträger 2 und die Freiträgerhalteteile 3 sind mit Hilfe bekannter Mikrobearbeitungsmethoden gefertigt, die als Mikromechanik bezeichnet werden, wobei mit Hilfe von Mikroelektronikverfahren die LSI's und dergleichen hergestellt sind (vgl. z. B. Petersen, Proc. IEEE, Vol. 70, Seite 420 (1982), und japanische Patent-Offenlegungsschriften Nr. 62-2811 38 und 1-196751).
Ein Aufzeichnungsmedium 4 ist durch eine Aufzeichnungsschicht 5, eine Elektrode 6 und ein Substrat 7 gebildet.
Bei dieser Ausführungsform wurde für das Substrat 7 ein Quarzglassubstrat verwendet. Die Elektrode 6 ist eine 1.000 Å dicke Au-Schicht, die auf dem Substrat 7 in Vakuum niedergeschlagen wurde.
Die Aufzeichnungsschicht 5 wurde folgendermaßen hergestellt: Mit Hilfe von Squarilium-bis-6-octylazulen (SOAZ) als Grundmaterial und zwei SOAZ-Monomolekularfilmschichten wurde eine Schichtbildung auf der Elektrode 6 mit Hilfe eines LB- Verfahrens (vgl. japanische Patent-Offenlegungsschrift 63-161552) gebildet.
Eine Aufzeichnungsfläche 8 der Aufzeichnungsschicht 5 ist im Inneren der Aufzeichnungsvorrichtung gegenüberliegend den Spitzen der Sonden 1 ausgebildet.
Feststehende Enden 9 der Freiträger 2 befinden sich in einer Ebene parallel zu der Aufzeichnungsfläche 8.
Eine Spannungsanlegeeinrichtung 100 legt an die Sonden und die Elektrode zur Bildung und zur Wiedergabe von Bits eine Spannung an.
Eine Signaldetektoreinrichtung 11 wandelt die Stärke der Wechselwirkung zwischen der Sonde und dem Aufzeichnungsmedium, wie sie von ihrer Sonde bei der Bitwiedergabe erfaßt wird, in ein elektrisches Signal um.
Eine Signalverarbeitungseinrichtung 15 gemäß der Erfindung ist an die Signaldetektoreinrichtung 11 angeschlossen.
Ein Freiträgerhalteteil-Antriebsmechanismus 13 treibt das Freiträgerhalteteil 3 gegenüber der Aufzeichnungsfläche 8 an. Ein Antriebsmechanismus für das Aufzeichnungsmedium, 14, treibt das Aufzeichnungsmedium 4 an.
Die Antriebsmechanismen 13 und 14 werden nach Maßgabe von Signalen aus Treiberschaltungen 15 bzw. 16 angetrieben. Wie weiter unten noch beschrieben wird, werden bei Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgängen der Freiträgerhalteteil- Antriebsmechanismus 13 und der Aufzeichnungsmedium-Antriebsmechanismus 14 so angetrieben, daß die Sonden und das Aufzeichnungsmedium relativ zueinander angetrieben werden.
Ein Rechner 17 steuert die Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung. Der Rechner 17 ordnet den 100 in der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung dieser Ausführungsform angeordneten Sonden die Nummern 1-100 zu, um sie zu erkennen und zu identifizieren.
Im folgenden wird der Aufzeichnungs-/Wiedergabevorgang auf der Aufzeichnungsschicht 5, die durch den SOAZ-Monomolekular-Mehrlagenfilm gebildet wird, erläutert.
Bei dieser Ausführungsform erfolgte die Biterzeugung (die Aufzeichnungoperation) auf der Aufzeichnungsschicht 5 nach folgendem Verfahren:
Das Freiträgerhalteteil 3 und die Aufzeichnungsfläche 8 werden nahe zusammengeführt, so daß die Sonden 1 in der Nähe der Aufzeichnungsfläche 8 liegen.
In diesem Zustand werden die Sonden und die Aufzeichnungsfläche vorläufig zueinander abgetastet. An einer gewünschten Stelle der Aufzeichnungsfläche 8 legt die Spannungsanlegeeinrichtung 10 eine Spannung mit einer in Fig. 4 dargestellten Spannungsverlauf zwischen die betreffende Sonde 1 und die Elektrode 6, während die Sonde 1 auf der (+)-Seite und die Elektrode 6 auf der (-)-Seite liegt.
Nach dem Anlegen der Spannung nimmt die Leitfähigkeit einer sehr kleinen Zone gegenüber der Sonde 1 in der Aufzeichnungsschicht 5 zu, und dieser Zustand wird erhalten.
Bits werden nach dem oben erläuterten Verfahren gebildet.
Bei dieser Ausführungsform wurde, um in einfacher Weise zu bestätigen, daß die erfindungsgemäße Signalverarbeitung eine exakte Biterfassung gestattet, jede Sonde dazu verwendet, fünf Bits auf der Aufzeichnungsfläche zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform wurden die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Bits nach folgendem Verfahren reproduziert:
Die Sonden und die Aufzeichnungsfläche werden relativ zueinander abgetastet, während an die Sonden mit Hilfe der Spannungsanlegeeinrichtung 10 eine Spannung von + 1,5 V angelegt wird und die Sonden sich in der Nähe der Aufzeichnungsfläche 8 befinden.
Während des Abtastvorgangs wird der Abstand zwischen dem Freiträgerhalteteil 3 und der Aufzeichnungsfläche 8 konstant gehalten.
Während des Abtastvorgangs wird ein in jeder Sonde fließender sehr schlaffer Strom mit Hilfe der Signaldetektoreinrichtung 11 gemessen.
Das von der Signaldetektoreinrichtung gemessene Signal wird in die erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinrichtung 12 eingegeben. Die Signalverarbeitungseinrichtung 12 führt eine erfindungsgemäße Signalverarbeitung für das Eingangssignal für eine Biterkennung durch.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Test durchgeführt, bei dem jede Sonde die von ihr selbst gebildeten Bits reproduzierte.
Fig. 5A zeigt ein zeitabhängiges Muster eines Stromflusses in der Sonde Nr. 1 (d. h. das Ausgangssignal von der Signaldetektoreinrichtung 11), bei der Wiedergabe einer Bitsequenz auf der Aufzeichnungsfläche 8 mit Hilfe der Sonde 1. Auf der Abszisse (t) ist die nach Beginn der Bitwiedergabe verstrichene Zeit aufgetragen, wobei t = 1 der Bitwiedergabe-Startzeit entspricht. Auf der Ordinate (1(n)) ist das Ausgangssignal der Signaldetektoreinrichtung 11 aufgetragen. Die erfindungsgemäße Signalverarbeitung wurde für das in Fig. 5A dargestellte Signal durchgeführt.
Es wird ein maximales Signal I&sub1;(max) von solchen Signalen ermittelt, die von der Sonde Nr. 1 während der Zeitspanne von der Zeit t = 1 bis zur Zeit t = t&sub0; erfaßt werden. Anschließend erfolgte die durch die Formel (1) beschriebene Signalverarbeitung. Fig. 5B zeigt das Verarbeitungsergebnis. Eine Binärumsetzung wurde für das in Fig. 5B dargestellte Signal durchgeführt, wobei der Schwellenwert auf 1 eingestellt wurde, wodurch ein Signal D&sub1;(n) gewonnen wurde. Fig. 5C zeigt das Verarbeitungsergebnis. Wie aus Fig. 5C ersichtlich ist, konnte die Sonde Nr. 1 die von ihr selbst gebildeten fünf Bits exakt erfassen.
Die erfindungsgemäße Signalverarbeitung wurde nicht nur für den in der Sonde Nr. 1 fließenden Strom durchgeführt, sondern auch für den Stromfluß in den anderen Sonden, und es erfolgte eine Bitwiedergabe.
Beispielsweise zeigt Fig. 6A ein zeitserielles Muster eines in der Sonde Nr. 50 fließenden Stroms (d. h., das Ausgangssignal der Signaldetektoreinrichtung 11) bei der Wiedergabe einer auf der Aufzeichnungsfläche 8 mit Hilfe der Sonde Nr. 50 gebildeten Bitsequenz. Auf der Abszisse t ist die seit Beginn der Bitwiedergabe verstrichene Zeit aufgetragen, wobei t = 1 der Bitwiedergabe-Startzeit entspricht. Auf der Ordinate (I&sub5;&sub0;(n)) ist das Ausgangssignal der Signaldetektoreinrichtung 11 aufgetragen.
Wie sich durch einen Vergleich der Fig. 6A und 5A ergibt, war der Abstand zwischen der Spitze der Sonde Nr. 50 und der Aufzeichnungsfläche kleiner als bei der Sonde Nr. 1.
Die erfindungsgemäße Signalverarbeitung wurde auch für das in Fig. 6A dargestellte Signal durchgeführt.
Es wurde ein maximales Signal I&sub5;&sub0;(max) von solchen Signalen ermittelt, die von der Sonde 50 während der Zeit t = 1 bis zur Zeit t = t&sub0; erfaßt wird. Anschließend wurde die durch die Formel (1) beschriebene Signalverarbeitung durchgeführt. Fig. 6B zeigt das Verarbeitungsergebnis. Die Binärumsetzung wurde auch für das in Fig. 6B dargestellte Signal durchgeführt, wobei der Schwellenwert auf 1 eingestellt war, wodurch ein digitales Signal D&sub5;&sub0;(n) erhalten wurde. Fig. 6C zeigt das Verarbeitungsergebnis. Wie aus Fig. 6C ersichtlich ist, konnte die Sonde Nr. 50 exakt die von ihr selbst gebildeten fünf Bits erfassen.
Als Ergebnis der Biterfassung, die durch ähnliche Signalverarbeitung für Signale von anderen Sonden durchgeführt wurde, konnte eine exakte Biterfassung durch Einstellen des Schwellenwerts auf 1 erfolgen.
Wie oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Signalverarbeitung das Auftreten von Biterkennungsfehlern sowie unerkannten Bits vermeiden, wenn die Bitwiedergabe mit Hilfe einer Mehrzahl von Sonden erfolgt, die unterschiedliche Abstände zwischen den Sondenspitzen und der Aufzeichnungsfläche haben, wenngleich die betreffenden Sonden unterschiedliche Signalstärken erfassen.

(Vergleichsbeispiel 1)

Während des Wiedergabebetriebs nach der Ausführungsform 1 wurde das Ausgangssignal von der Signaldetektoreinrichtung 11 in zwei Ausgangssignale aufgeteilt, wobei das eine Ausgangssignal in die Signalverarbeitungseinrichtung 112 eingegeben wurde (deren Verarbeitungsergebnis für die Ausführungsform 1 beschrieben wurde).
Das andere Ausgangssignal wurde direkt einer Binärumsetzung unterzogen, ohne irgendeine erfindungsgemäße Signalverarbeitung.
Es wurde eine Binärumsetzung für das in Fig. 5A beigestellte Signal durchgeführt, bei der der Schwellenwert auf "c" gemäß Fig. 5A bezüglich des in der Sonde Nr. 1 fließenden Stroms eingestellt wurde. Das Verarbeitungsergebnis war das gleiche wie es in Fig. 5C gezeigt ist.
Außerdem wurde eine Binärumsetzung für das in Fig. 6A dargestellte Signal durchgeführt, wobei der Schwellenwert bezüglich des in der Sonde Nr. 50 fließenden Stroms auf c eingestellt wurde. Das Verarbeitungsergebnis ist in Fig. 6D dargestellt: Die anderen als die Bitzonen wurden fehlerhafter Weise auch als Bits erkannt.

[Ausführungsform 2]

Bei dieser Ausführungsform wurde die gleiche Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung wie bei der Ausführungsform 1 verwendet.
Es wurden die gleichen Bits wie bei der Ausführungsform 1 mit Hilfe der gleichen Signalverarbeitung wie bei der Ausführungsform 1 in einer Umgebung mit Zimmer temperatur wiedergegeben, wobei letztere höher war als die Temperatur bei dem Wiedergabevorgang der Ausführungsform 1.
Da die Zimmertemperatur bei dem Wiedergabebetrieb unterschiedlich war, unterschied sich der Abstand zwischen jeder Sondenspitze und der Aufzeichnungsfläche gegenüber der Ausführungsform 1.
Allerdings wurde als Ergebnis bei der Bitwiedergabe bestätigt, daß das Auftreten von Biterkennungsfehlern und nicht erkannten Bits vermieden werden konnte.
Mit Hilfe der oben erläuterten Ausgestaltung gemäß der Erfindung lassen sich in einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung mit mehreren Sonden auch dann, wenn Sonden unterschiedliche Abstände zwischen ihre Sondenstützen und der Aufzeichnungsfläche aufweisen, oder auch dann, wenn diese Abstände sich durch eine andere in der Umgebung der Vorrichtung ändern, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben realisieren, bei denen eine exakte Biterkennung erzielbar ist, ohne daß irgendeine komplizierte Schwellenwertsteuerung und Abstandssteuerung erfolgt, und ohne daß der Schwellenwert bei der Binärumsetzung geändert wird, wobei der Umfang der Vorrichtung ebenso wie der Leistungsverbrauch reduziert werden kann.

Claims

1. Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung unter Verwendung des Prinzips eines Rastersondenmikroskops, bei dem eine Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsmediums, auf der Aufzeichnungsbits gebildet sind, unter Einsatz einer Mehrzahl von Sonden abgetastet wird und Aufzeichnungsbits dadurch erfaßt werden, daß über die Sonden erfaßte Signale mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden, umfassend: eine Signalverarbeitungseinrichtung zum individuellen Normieren eines in der Aufzeichnungsfläche erfaßten Signals für jede Sonde auf der Grundlage eines Amplitudenwertes des von der Sonde an einer Stelle erfaßten Signals, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn ein Amplitudenwert eines an einer Stelle, an der sich das Aufzeichnungs-bit befindet, erfaßten Signals größer ist als die Amplitudenwerte der an der Stelle ohne Aufzeichnungsbit erfaßten Signale, die Signalverarbeitungseinheit das in der Aufzeichnungsfläche erfaßte Signal mit einem Maximalwert der Amplitudenwerte derjenigen Signale normiert, die an der Stelle erfaßt wurden, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn ein Amplitudenwert eines an einer Stelle, an der sich das Aufzeichnungs-bit befindet, erfaßten Signals kleiner ist als die Amplitudenwerte der an der Stelle ohne Aufzeichnungsbit erfaßten Signale, die Signalverarbeitungseinrichtung das in der Aufzeichnungsfläche erfaßte Signal mit einem Minimumwert der Amplitudenwerte der Signale normiert, die an der Stelle erfaßt wurden, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verarbeitungseinrichtung das in der Aufzeichnungsfläche erfaßte Signal mit einem Durchschnittswert der Amplitudenwerte derjenigen Signale normiert, die an der Stelle erfaßt wurden, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung das in der Aufzeichnungsfläche erfaßte Signal mit dem Mittelwert der Amplitudenwerte derjenigen Signale normiert, die an der Stelle erfaßt wurden, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der zur Normierung des in der Aufzeichnungsfläche erfaßten Signals verwendete Amplitudenwert mehrere Male erfaßt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalverarbeitungsvorrichtung das Signal unter Verwendung eines Tunnelstroms erfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung das Signal unter Verwendung einer elektrostatischen Kraft erfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung das Signal unter Verwendung einer Zwischenatomkraft erfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung das Signal unter Verwendung einer magnetischen Kraft erfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalverarbeitungseinrichtung das Signal unter Verwendung von Abkling-Licht erfaßt.

12. Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren unter Verwendung des Prinzips eines Rastersondenmikroskops, bei dem eine Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsmediums, auf der Aufzeichnungsbits gebildet sind, unter Verwendung mehrerer Sonden abgetastet wird, und jedes Aufzeichnungsbit dadurch erfaßt wird, daß ein über die betreffende Sonde erfaßtes Signal mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird, umfassend die Schritte:

Erfassen eines Signals für jede Sonde unter Verwendung der Sonde an einer Stelle, an der sich kein Aufzeichnungsbit befindet;

Normieren jedes Sondensignals, welches in der Aufzeichnungsfläche erfaßt wurde, auf der Grundlage eines Amplitudenwerts des erfaßten Signals; und

Erfassen des Aufzeichnungsbits durch Vergleichen des normierten Signals mit dem Schwellenwert für jede Sonde.