JP2000310588A - Method for observing and recording/reproducing surface - Google Patents

Method for observing and recording/reproducing surface

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JP2000310588A
JP2000310588A JP11121559A JP12155999A JP2000310588A JP 2000310588 A JP2000310588 A JP 2000310588A JP 11121559 A JP11121559 A JP 11121559A JP 12155999 A JP12155999 A JP 12155999A JP 2000310588 A JP2000310588 A JP 2000310588A
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JP
Japan
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probe
tip
medium
cleaning
recording
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JP11121559A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyoji Yano
亨治 矢野
Junichi Seki
淳一 関
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an effect of adhering substances and correctly observe a medium surface by applying a force to between a probe tip and a surface for cleaning thereby removing deposit of the probe tip, and observing an interaction acting between the probe and medium. SOLUTION: A probe consisting of a probe 101 and a supporting elastic body scans a medium and detects an interaction between the probe 101 and the medium. In other words, a relative position of the medium and a tip of the probe 101 is controlled to move in a horizontal and a vertical directions of the medium. A position of the tip of the probe 101 is moved to a position where to detect and the medium is scanned. The interaction is directly observed and detected from a current flowing between the probe 101 and medium, or the like. In this case, the probe 101 is brought into contact with a surface 103 for cleaning and pressed in an arrow direction, so that the deposit 102 of the probe 101 is moved to the surface 103 for cleaning and removed. A pressing force is applied by moving a root of the elastic body in a direction for the probe 101 to press the surface 103 for cleaning. An effect of the deposit 102 is eliminated and a correct observation image can be obtained.

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】本発明は走査型顕微鏡及びそ
れを応用し、プローブを走査してナノメートルスケール
で媒体の表面観察あるいは記録情報を再生する方法に関
し、特に、プローブの探針先端に付着した付着物を除去
して、より正確に媒体の表面観察あるいは媒体に記録さ
れた情報を再生することのできる表面観察・記録再生方
法の実現を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning microscope and a method for applying the scanning microscope to scan a probe to observe the surface of a medium or reproduce recorded information on a nanometer scale. It is an object of the present invention to realize a surface observation / recording / reproducing method capable of more accurately observing the surface of a medium or reproducing information recorded on the medium by removing the adhered substances.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、物質の表面を原子オーダーの分解
能で観察できる走査型トンネル顕微鏡(以下STMとい
う)[G.Binnig et al.,Physic
alReview Letters 第49巻57頁
(1982)]が開発され、原子、分子レベルの実空間
観察が可能になってきた。走査型トンネル顕微鏡は、ト
ンネル電流を一定に保つように探針電極と試料の距離を
制御しながら走査し、その時の制御信号から試料表面の
電子雲の情報、試料の形状をサブナノメートルのオーダ
ーで観測することができる。また、物質の表面をやはり
高分解能で観察できる手段として原子間力顕微鏡(以下
AFMという)が開発されている。STMあるいはAF
M等、試料表面を探針を用いて2次元走査を行い、その
プローブと試料表面の相互作用から試料表面の物理情報
を観測する手段は一般に走査型プローブ顕微鏡(SP
M)といわれ、高分解能(原子レベルあるいはナノメー
トルスケール)の表面観察手段として注目されている。
特にAFMは観察媒体が絶縁性でも表面形状が観察でき
るというメリットを持っている。また、AFMを応用
し、弾性体に支持された探針を用いて、探針と観察媒体
との間に働く相互作用を力として検出する手段もあり、
走査型磁気力顕微鏡等がその例として挙げられる。また
SPMの原理を応用すれば、原子レベル、ナノメートル
スケールで書き込まれた情報を再生することができる。
このような再生に関しては例えば特開昭63−1615
53号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter, referred to as STM) capable of observing the surface of a substance with an atomic order resolution [G. Binnig et al. , Physic
al Review Letters, Vol. 49, p. 57 (1982)], and real-space observation at the atomic and molecular levels has become possible. The scanning tunneling microscope scans while controlling the distance between the probe electrode and the sample so as to keep the tunnel current constant, and from the control signal at that time, the information of the electron cloud on the sample surface and the shape of the sample in sub-nanometer order. Can be observed. An atomic force microscope (AFM) has been developed as a means for observing the surface of a substance at a high resolution. STM or AF
For example, a scanning probe microscope (SP) is generally used to perform two-dimensional scanning of the sample surface using a probe and observe physical information on the sample surface from the interaction between the probe and the sample surface.
M), which has attracted attention as a high-resolution (atomic or nanometer scale) surface observation means.
In particular, the AFM has an advantage that the surface shape can be observed even when the observation medium is insulative. There is also a means of applying AFM and using a probe supported by an elastic body to detect an interaction acting between the probe and the observation medium as a force.
A scanning magnetic force microscope and the like are mentioned as examples. Also, if the principle of SPM is applied, it is possible to reproduce information written on an atomic level and on a nanometer scale.
Such reproduction is described in, for example, JP-A-63-1615.
No. 53 discloses this.

【0003】このSPMあるはSPMの技術を用いた原
子レベル、ナノメートルスケールの物質の観察、情報の
再生方法の中で、AFMを応用して探針を弾性体に支持
させた方式ではさまざまな利点がある。例えば、探針先
端を接触させながら媒体を走査すると従来のAFM動作
と同様な方法により媒体表面形状情報を得ることがで
き、この情報から必要な場所で別の物理情報を得ること
ができる。また、常に接触した状態でなくても、媒体表
面を探針がたたきながら走査するタッピングAFM、あ
るいは探針と媒体とが接触しないノンコンタクトAFM
と呼ばれる手法により試料表面形状を得ることが可能で
ある。また、通常のAFM動作をさせなくても、探針先
端を媒体に接触させて弾性体の復元力を利用して探針先
端を媒体に押しつけるようにして走査すれば特別な制御
を行わなくても探針先端の位置が媒体表面にあるという
利点がある。このようにすれば媒体と垂直方向の位置制
御を厳密に行わずに情報を再生することが可能となる。
[0003] Among the methods of observing and reproducing information at the atomic level and the nanometer scale using the SPM or SPM technology, there are various methods in which a probe is supported on an elastic body by applying AFM. There are advantages. For example, when the medium is scanned while the tip of the probe is in contact, the medium surface shape information can be obtained by a method similar to the conventional AFM operation, and from this information, other physical information can be obtained at a necessary place. Also, a tapping AFM that scans the medium surface while hitting the probe even if the medium is not always in contact, or a non-contact AFM in which the probe does not contact the medium.
It is possible to obtain the surface shape of the sample by a technique referred to as: In addition, even if the normal AFM operation is not performed, if the scanning is performed by bringing the probe tip into contact with the medium and using the restoring force of the elastic body to press the probe tip against the medium, no special control is performed. This also has the advantage that the tip of the probe is located on the medium surface. This makes it possible to reproduce information without strictly controlling the position in the direction perpendicular to the medium.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
AFMの技術を応用して、探針と媒体を接触させたり、
あるいは媒体とを近接させた場合、媒体上に不純物など
があるとこれが探針に付着してしまうことがある。この
とき、探針と媒体との間に発生する相互作用が、付着物
が存在しない場合と異なってしまい、正しい情報が得ら
れなくなる。すなわち、表面観察を行うときは正しい像
を得ることができなくなり、また情報を再生するときは
正しい情報を再生できなくなる恐れがある。
However, by applying the technique of AFM in this way, the probe is brought into contact with the medium,
Alternatively, when the medium is brought close to the medium, impurities and the like on the medium may adhere to the probe. At this time, the interaction that occurs between the probe and the medium differs from the case where there is no attached matter, and correct information cannot be obtained. That is, a correct image cannot be obtained when observing the surface, and correct information cannot be reproduced when reproducing information.

【0005】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、探針先端の付着物による影響をなくし、より正確に
媒体の表面観察あるいは媒体に記録された情報を再生す
ることのできる表面観察・記録再生方法を提供すること
を目的とするものである。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, eliminates the influence of the attached matter at the tip of the probe, and more accurately observes the surface of the medium or reproduces information recorded on the medium. It is an object of the present invention to provide a recording / reproducing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、表面観察・記録再生方法をつぎのように
構成したことを特徴とするものである。すなわち、本発
明の表面観察・記録再生方法は、探針と該探針を支持す
る弾性体とから構成されるプローブを媒体に対して走査
し、該媒体の表面観察あるいは媒体に記録された情報を
再生する表面観察・記録再生方法であって、前記プロー
ブと媒体との相対的位置を制御するステップと、前記探
針を前記媒体に走査し、該探針と該媒体との間に働く相
互作用を観察するステップと、前記探針の先端を、該探
針先端に付着した付着物を除去するためのクリーニング
用表面に接触させ、該探針先端と該クリーニング用表面
との間に力を印加して前記探針先端の付着物を除去する
ステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
また、本発明の表面観察・記録再生方法は、前記観察さ
れた相互作用に基づいて、前記記録媒体にあらかじめ記
録された情報を読み取って再生するステップを有するこ
とを特徴としている。また、本発明の表面観察・記録再
生方法は、前記探針先端の付着物を除去するステップに
おいて、前記探針先端と前記クリーニング用表面を、前
記クリーニング用表面と平行な方向に動かすステップを
同時に行うことを特徴としている。また、本発明の表面
観察・記録再生方法は、前記探針先端の付着物を除去す
るステップにおいて、前記探針先端と前記クリーニング
用表面との間に印加される力の大きさが、前記相互作用
を観察するステップにおいて、前記探針と前記媒体とを
接触した状態で前記相互作用を観察する場合に該探針・
媒体間に働く力よりも大きいことを特徴としている。ま
た、本発明の表面観察・記録再生方法は、前記クリーニ
ング用表面が、前記探針先端の付着物を除去するための
専用のクリーニング領域であることを特徴としている。
また、本発明の表面観察・記録再生方法は、前記専用の
クリーニング領域が、前記探針先端と接触する凸部を有
し、該凸部との接触によって該探針先端に力を加え、該
探針先端の付着物を除去することを特徴としている。ま
た、本発明の表面観察・記録再生方法は、前記専用のク
リーニング領域が、前記探針先端の材質に比して低い硬
度の材質で形成されていることを特徴としている。ま
た、本発明の表面観察・記録再生方法は、前記探針先端
と前記クリーニング用表面との間に印加する力が、前記
クリーニング用表面と前記プローブとの間に働く静電気
力であることを特徴としている。また、本発明の表面観
察・記録再生方法は、前記プローブが、少なくとも2つ
以上備えられていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a surface observation / recording / reproducing method is configured as follows. That is, the surface observation / recording / reproducing method of the present invention scans a medium formed by a probe composed of a probe and an elastic body supporting the probe, and observes the surface of the medium or information recorded on the medium. Controlling the relative position of the probe and the medium, and scanning the probe with the medium, and operating the probe between the probe and the medium. Observing the action, and bringing the tip of the probe into contact with a cleaning surface for removing a substance attached to the tip of the probe, and applying a force between the probe tip and the cleaning surface. And removing at least one of the deposits on the tip of the probe by applying the voltage.
Further, the surface observation / recording / reproducing method according to the present invention is characterized in that the method includes a step of reading and reproducing information recorded in advance on the recording medium based on the observed interaction. Further, in the surface observation / recording / reproducing method of the present invention, in the step of removing the deposits on the tip of the probe, the step of moving the tip of the probe and the surface for cleaning in a direction parallel to the surface for cleaning is simultaneously performed. It is characterized by performing. Further, in the surface observation / recording / reproducing method of the present invention, in the step of removing the adhering matter at the tip of the probe, the magnitude of the force applied between the tip of the probe and the cleaning surface may be different from each other. In the step of observing the action, when observing the interaction with the probe in contact with the medium, the probe
It is characterized by being greater than the force acting between the media. Further, the surface observation / recording / reproducing method of the present invention is characterized in that the cleaning surface is a dedicated cleaning area for removing the attached matter at the tip of the probe.
Further, in the surface observation / recording / reproducing method of the present invention, the dedicated cleaning area has a convex portion that comes into contact with the tip of the probe, and applies a force to the tip of the probe by contact with the convex portion. It is characterized in that the deposits on the tip of the probe are removed. Further, the surface observation / recording / reproducing method of the present invention is characterized in that the dedicated cleaning area is formed of a material having a lower hardness than the material of the tip of the probe. Further, in the surface observation / recording / reproducing method of the present invention, the force applied between the probe tip and the cleaning surface is an electrostatic force acting between the cleaning surface and the probe. And Further, the surface observation / recording / reproducing method of the present invention is characterized in that at least two or more probes are provided.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成によって、前
述した発明の課題を達成するものであるが、本発明の上
記構成において、媒体とは探針により相互作用を観察さ
れるものであって、プローブ顕微鏡による観察であれば
観察媒体であり、プローブを用いた再生法であれば情報
記録媒体である。本発明において探針は弾性体で支持さ
れている。弾性体はAFMで用いられるカンチレバーと
呼ばれる板バネが一般的である。本明細書では探針と弾
性体をあわせてプローブという。探針は媒体との相互作
用を検出する。相互作用とは力、電場、磁場、光等も含
む電磁場等によるものである。また探針と媒体との間に
流れる電流等も含まれる。この相互作用の検出には、相
互作用で発生した力を検出してもよく、相互作用を直接
観察してもよい。前者の例としては探針に磁性体を用い
媒体による磁場を磁気力として検出する磁気力顕微鏡等
が挙げられる。また後者としては探針と媒体の間に流れ
る電流等が挙げられる。この媒体と探針の位置を制御す
るステップは媒体と探針先端の相対的な位置を媒体に水
平な方向(以下XY方向という)及び垂直な方向(以下
Z方向という)に移動させるものである。この動作によ
り、探針先端の位置を相互作用を検出したい位置に移動
させる。探針と媒体との間の相互作用を検出し2次元マ
ッピングを行えば顕微鏡として働き、また媒体に状態変
化として記録された記録ビット等の検出を行えば再生の
動作を行うことができる。クリーニング用表面とは、探
針と接触して直接力を加えることができるものであれば
何でもよい。このクリーニング用表面は観察を行おうと
している媒体そのもの自体でもよく、また媒体とは別に
用意されたものでも、また観察を行っている探針を具備
する装置に備え付けられたものでもよい。本発明では探
針とこのクリーニング用表面とが接触した状態で探針に
付着した付着物を除去する。この付着物は本来存在しな
いはずであるが、媒体表面からあるいは探針周囲の雰囲
気から偶発的に付着してしまったもので、これがあると
探針が媒体に対して正しい相互作用の検出を行うことが
できなくなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention attains the above-described object of the present invention by the above-described configuration. In the above-described configuration of the present invention, the interaction with a medium is observed by a probe. In the case of observation with a probe microscope, it is an observation medium, and in the case of a reproduction method using a probe, it is an information recording medium. In the present invention, the probe is supported by an elastic body. The elastic body is generally a leaf spring called a cantilever used in the AFM. In this specification, a probe and an elastic body are collectively called a probe. The probe detects the interaction with the medium. The interaction is caused by an electromagnetic field including a force, an electric field, a magnetic field, light, and the like. Also, a current flowing between the probe and the medium is included. In detecting the interaction, a force generated by the interaction may be detected, or the interaction may be directly observed. An example of the former is a magnetic force microscope that uses a magnetic material as a probe and detects a magnetic field generated by a medium as a magnetic force. The latter includes a current flowing between the probe and the medium. The step of controlling the positions of the medium and the probe moves the relative position of the medium and the tip of the probe in a direction horizontal to the medium (hereinafter referred to as the XY direction) and a direction perpendicular to the medium (hereinafter referred to as the Z direction). . With this operation, the position of the tip of the probe is moved to the position where the interaction is to be detected. If the interaction between the probe and the medium is detected and two-dimensional mapping is performed, it functions as a microscope, and if the recording bit or the like recorded as a state change on the medium is detected, a reproducing operation can be performed. The cleaning surface may be anything that can directly apply a force by contacting the probe. The cleaning surface may be the medium itself to be observed, may be prepared separately from the medium, or may be provided in an apparatus having a probe to be observed. In the present invention, the attached matter attached to the probe is removed in a state where the probe is in contact with the cleaning surface. This deposit should not be present, but has been accidentally deposited from the surface of the medium or from the atmosphere around the probe, which causes the probe to detect the correct interaction with the medium. You will not be able to do it.

【0008】図1はこの付着物を除去するステップを説
明した図である。探針101には付着物102が付着し
ている。この探針101をクリーニング用表面103に
接触させ図中に示す方向に探針を押し付ける。この力の
印加は探針を支持している弾性体の根元を探針がクリー
ニング用表面を押し付ける方向に移動させることにより
押し付けるのが一般的である(図2)。図2において探
針101はカンチレバー201に支持されており、20
2はカンチレバー201の取り付け部を示している。カ
ンチレバー201取り付け部を図示矢印の方向に移動さ
せることによりカンチレバー201がたわみ、探針10
1先端に図1に示したような力を加えることができる。
探針先端とクリーニング用表面との間に働く力は図2の
例に限らず接触した状態で力が働くものであれば何でも
よい。また付着物の除去とは探針先端と媒体との間から
付着物が除去されることであって、除去後は付着物はク
リーニング用表面側に移されてもよいし(図3)、また
探針先端から探針の側壁に移動してもよい(図4)。こ
の一連の動作により付着物の影響を少なくして媒体との
相互作用を検出することができ、正しい観察像を得るこ
とが可能となる。
FIG. 1 is a view for explaining the step of removing the deposit. An attachment 102 is attached to the probe 101. The probe 101 is brought into contact with the cleaning surface 103 and the probe is pressed in the direction shown in the figure. This force is generally applied by pressing the root of the elastic body supporting the probe in a direction in which the probe presses the cleaning surface (FIG. 2). In FIG. 2, the probe 101 is supported by the cantilever 201,
Reference numeral 2 denotes a mounting portion of the cantilever 201. By moving the cantilever 201 mounting portion in the direction of the arrow shown in the figure, the cantilever 201 bends and the probe 10
A force as shown in FIG. 1 can be applied to one tip.
The force acting between the tip of the probe and the cleaning surface is not limited to the example shown in FIG. 2 and may be any force that acts in a contact state. The removal of the deposit refers to the removal of the deposit from between the tip of the probe and the medium. After the removal, the deposit may be transferred to the cleaning surface (FIG. 3). It may move from the tip of the probe to the side wall of the probe (FIG. 4). By this series of operations, the interaction with the medium can be detected with less influence of the attached matter, and a correct observation image can be obtained.

【0009】また、前記観察された相互作用に基づき前
記媒体にあらかじめ記録された情報を読み取って再生す
るステップを有することにより、情報が記録された媒体
から情報を読み出す情報再生方法を実現することが可能
となる。この場合、媒体とは一般に記録媒体と呼ばれる
もので、あらかじめ記録したい情報に基づき、記録媒体
上に情報が記録されている。したがって本発明におい
て、観察された表面情報に基づきこのステップを行うこ
とにより記録媒体からの記録情報が再生される。本発明
では付着物の影響を少なくして媒体との相互作用を検出
することができ、記録された情報をより正しく再生する
ことが可能となる。
[0009] In addition, it is possible to realize an information reproducing method of reading information from a medium on which information is recorded by reading information recorded on the medium in advance based on the observed interaction and reproducing the information. It becomes possible. In this case, the medium is generally called a recording medium, and information is recorded on the recording medium based on information to be recorded in advance. Therefore, in the present invention, by performing this step based on the observed surface information, the recorded information from the recording medium is reproduced. According to the present invention, the interaction with the medium can be detected by reducing the influence of the attached matter, and the recorded information can be reproduced more correctly.

【0010】また、前記探針先端と前記クリーニング用
表面との間に力を印加するステップにおいて、前記探針
先端と前記クリーニング用表面を前記クリーニング用表
面と平行な方向に動かすステップを同時に行うことによ
り、さらに効果的に付着物を除去することができる。こ
れは力を加えたまま探針を引きずるようにクリーニング
用表面に平行に(XY方向に)ずらすようにすることに
よりより効果的に付着物を除去することができるという
ことである。
In the step of applying a force between the tip of the probe and the surface for cleaning, the step of moving the tip of the probe and the surface for cleaning in a direction parallel to the surface for cleaning is performed simultaneously. Thereby, the deposit can be more effectively removed. This means that deposits can be more effectively removed by displacing the probe in parallel (in the X and Y directions) to the cleaning surface so as to drag the probe while applying force.

【0011】また、前記探針を用いて前記媒体との間に
働く相互作用を観察するとき前記探針と前記媒体が接触
した状態で行われる場合には、前記先端と前記クリーニ
ング用表面との間に力を印加するステップにおいて、前
記印加する力の大きさが前記相互作用を観察するステッ
プにおいて前記探針先端と前記媒体との間に働く力より
も大きくすることにより、より確実に付着物を除去する
ことが可能となる。ここに示す場合は探針は媒体に接触
した状態で相互作用を検出する場合である。このときに
は探針と媒体の間には多くの場合力が加わる。例えば探
針と媒体の間に流れる電流を検出する場合は、探針と媒
体との間に電圧を印加することになり両者に静電力が発
生する。またAFMにおいては探針が媒体との間に原子
間力が働いた状態で観察することになりやはり力が働い
ている。これらの場合にはこれら観察を行っている間に
探針と媒体の間に加わる力ではある程度の付着物は除去
できるが、それで除去されない付着物を除去するために
は、相互作用を検出している間に探針と媒体の間に加わ
る力より大きい力を加えることにより除去することがで
きる。
In the case where the interaction between the probe and the medium is observed when the interaction between the medium and the medium is observed using the probe, the observation between the tip and the cleaning surface may be performed. In the step of applying a force therebetween, the magnitude of the applied force is made larger than the force acting between the probe tip and the medium in the step of observing the interaction, so that the adhered substance can be more reliably attached. Can be removed. The case shown here is a case where the probe detects an interaction in a state in which the probe is in contact with the medium. At this time, a force is often applied between the probe and the medium. For example, when detecting a current flowing between the probe and the medium, a voltage is applied between the probe and the medium, and an electrostatic force is generated between the two. Further, in the AFM, the probe is observed in a state where an atomic force acts between the probe and the medium, and the force is still working. In these cases, a certain amount of extraneous matter can be removed by the force applied between the probe and the medium during these observations.However, in order to remove extraneous matter that is not removed, the interaction must be detected. It can be removed by applying a force greater than the force applied between the probe and the medium while it is present.

【0012】また、探針先端の付着物を除去するための
専用のクリーニング領域を設け該領域において、前記探
針先端の付着物の除去を行うことにより、除去された付
着物の影響を少なくすることができる。これは除去され
た付着物が図3に示されたように媒体上に残ってしまう
と、再びこの場所を観察する場合この除去された付着物
の影響が発生したり、またこの場所を再び探針が通過し
たときもう一度探針に移ってしまう可能性がある。探針
先端の付着物を除去するための専用の領域(クリーニン
グ領域)を設け、この場所で探針先端付着物の除去を行
えば、除去した付着物の影響を避けることができる。こ
のクリーニング専用領域は媒体上に設けてもよく、別途
クリーニング領域を設けてあるものを用意してもよく、
また探針を具備する装置に設置してもよい。
Further, by providing a dedicated cleaning area for removing the attached matter at the tip of the probe, and removing the attached matter at the tip of the probe in the area, the influence of the removed attached matter is reduced. be able to. This is because if the removed deposits remain on the medium as shown in FIG. 3, when the place is observed again, the influence of the removed deposits may occur, or the place may be searched again. When the needle passes, it may move to the probe again. By providing a dedicated area (cleaning area) for removing the attached matter at the tip of the probe and removing the attached matter at the tip of the probe, the influence of the removed matter can be avoided. The cleaning-dedicated area may be provided on the medium, or a cleaning area separately provided may be prepared.
Further, it may be installed in a device having a probe.

【0013】探針とクリーニング用表面との間に力を発
生させて、探針先端の付着物を除去する具体的手段とし
て、前記クリーニング領域に凸部を設け、前記探針を前
記凸部に接触させることにより前記探針先端に力を加え
るという方法が挙げあられる。これは図5に示す方法
で、図5において501は凸部を形成している。図5は
探針101及びカンチレバー201の位置を示してい
る。探針先端が凸部501に来るとカンチレバー201
の取り付け部202の位置を調節しなくても自動的に探
針101先端が凸部501に接触し、力が加わる。図5
において点線は付着物の除去を行わないときの様子を示
している。
[0013] As a specific means for generating a force between the probe and the cleaning surface to remove deposits on the tip of the probe, a convex portion is provided in the cleaning area, and the probe is attached to the convex portion. There is a method in which a force is applied to the tip of the probe by bringing the probe into contact. This is a method shown in FIG. 5, and in FIG. 5, reference numeral 501 denotes a convex portion. FIG. 5 shows the positions of the probe 101 and the cantilever 201. When the tip of the probe comes to the projection 501, the cantilever 201
The tip of the probe 101 automatically comes into contact with the convex portion 501 without adjusting the position of the mounting portion 202, and a force is applied. FIG.
In FIG. 7, the dotted line shows a state when the attached matter is not removed.

【0014】さらに探針とクリーニング用表面との間に
力を発生させて、探針先端の付着物を除去する具体的手
段として、前記クリーニング用表面と前記プローブとの
間に働く静電気力を用いることができる。これは探針と
クリーニング用表面との間、あるは弾性体とクリーニン
グ用表面との間に電圧を加えて静電力を発生させて探針
先端とクリーニング用表面との間に力を発生させること
ができる。なおこの力はクリーニング用表面の最表面に
限らず、表面に絶縁膜がある場合等はその下部とプロー
ブとの間に働く静電気力であればよい。
Further, as a specific means for generating a force between the probe and the cleaning surface to remove the deposits on the tip of the probe, an electrostatic force acting between the cleaning surface and the probe is used. be able to. This is to apply a voltage between the probe and the cleaning surface or between the elastic body and the cleaning surface to generate an electrostatic force to generate a force between the probe tip and the cleaning surface. Can be. This force is not limited to the outermost surface of the cleaning surface, but may be an electrostatic force acting between the lower portion and the probe when an insulating film is present on the surface.

【0015】上記凸部を設ける方法と静電気力を用いる
方法は複数の弾性体に支持された探針先端の付着物を除
去するときには所望の探針先端だけに力を印加すること
ができ、不必要な力を他の探針に加えなくてすむといっ
た利点がある。図6は複数の弾性体に支持された探針先
端を凸部にあてて力を加える方法を示している。図中6
01から604は探針であり、各探針は弾性体であるカ
ンチレバー605から608により支持されている。6
09はクリーニング専用の領域610に設けられた凸部
である。図は一群のカンチレバーと探針のうちカンチレ
バー606に支持された探針602先端の付着物を除去
するときの様子を示している。凸部609のXY方向の
大きさは隣接する2つの探針間の距離程度以下であり一
つの探針602だけが凸部609に接触し、探針先端に
力が加わっている。また、全ての探針を接触させて、凸
部に探針602を接触させ、カンチレバー606のみを
大きくたわませて探針602先端に他の探針先端より大
きな力を加えることも可能である。こうして複数のカン
チレバーに支持された探針のうち、特定の探針のみに付
着物を除去するための力を印加することができる。
The method of providing the convex portion and the method of using the electrostatic force can apply a force only to a desired tip of the probe when removing the attached matter at the tip of the probe supported by a plurality of elastic members. This has the advantage that the required force need not be applied to other probes. FIG. 6 shows a method of applying a force by applying a probe tip supported by a plurality of elastic bodies to a convex portion. 6 in the figure
01 to 604 are probes, and each probe is supported by an elastic cantilever 605 to 608. 6
Reference numeral 09 denotes a projection provided in the cleaning-dedicated area 610. The figure shows a state in which the attached matter at the tip of the probe 602 supported by the cantilever 606 is removed from the group of cantilevers and probes. The size of the protrusion 609 in the X and Y directions is about the distance between two adjacent probes, only one probe 602 contacts the protrusion 609, and a force is applied to the tip of the probe. In addition, it is also possible to bring all the probes into contact with each other, bring the probe 602 into contact with the convex portion, and flex the cantilever 606 only greatly to apply a greater force to the tip of the probe 602 than to the other tips. . In this manner, a force for removing adhering matter can be applied only to a specific one of the probes supported by the plurality of cantilevers.

【0016】静電力を用いる方法においては、特定の探
針あるいはカンチレバーとクリーニング用表面との間に
電圧を印加することにより静電力を発生させれば、特定
の探針先端のみに付着物除去用の力を印加し、それ以外
の探針には不必要な力を加えなくてすむ。また、前記専
用のクリーニング領域の硬度が探針先端の材質に比して
低くすることにより付者物除去を行うときに探針が欠け
て劣化するという現象を抑制することが可能である。
In the method using an electrostatic force, if an electrostatic force is generated by applying a voltage between a specific probe or a cantilever and a cleaning surface, it is possible to remove an adhering substance only at the specific probe tip. And unnecessary force is not applied to the other tips. Further, by making the hardness of the dedicated cleaning area lower than that of the material of the tip of the probe, it is possible to suppress a phenomenon that the probe is chipped and deteriorated when removing an accessory.

【0017】[0017]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 [実施例1]本発明による実施例1を説明する。図7は
本実施例の表面観察方法を実施するにあたって使用した
AFM装置を説明する図である。本実施例に用いるAF
M装置は、 観察試料701 探針702 カンチレバー703 レーザ704 2分割センサ705 たわみ量検出装置706 Z方向位置制御回路707 媒体ステージ708 媒体ステージ駆動機構709 XY方向位置制御回路710 マイクロコンピュータ711 ディスプレイ712 から構成されている。本実施例で用いた観察試料701
はシリコン基板であるが、本実施例による観察前の保存
場所は特別に清浄な雰囲気ではなかった。探針702は
四角すいの形状をした窒化シリコン、またこれを支持す
るカンチレバー703も窒化シリコン製でこの探針70
2及びカンチレバー703は通常のAFMで用いられる
ものと同じである。カンチレバー703の観察試料70
1と反対側の面はAuでコートして光の反射率を高めて
ある。本実施例で用いたカンチレバーのバネ定数が0.
05N/mであった。レーザ704は半導体レーザで波
長は670nmのものを使用した。2分割センサ705
はフォトダイオードを2つ組み込み照射されたレーザの
位置を決めるものである。たわみ量検出装置706は2
分割センサ705からの信号に基づきカンチレバー70
3のたわみ量を検出する。Z方向の位置検出はレーザ7
04がカンチレバー703の試料と反対側を照射し、レ
ーザ光は2分割センサ705に導入される。2分割セン
サ705は2つのダイオードに入射される光の強度差か
らレーザ光の光路を検出するが、これはカンチレバー7
03のたわみ量に依存しており、この2分割センサ70
5の出力からたわみ量検出装置706がカンチレバー7
03のたわみ量を検出する。この方式は一般に光てこ方
式と呼ばれているものである。Z方向位置制御回路70
7はマイクロコンピュータ711からの制御信号とたわ
み量検出装置706の信号から媒体ステージ駆動機構7
09の図示Z方向の位置を制御する。媒体ステージ70
8は観察媒体701を保持固定するもので媒体ステージ
駆動機構709により図示XYZ方向に移動する。本実
施例ではこの駆動機構の粗動機構にステッピングモータ
を、また微動機構にピエゾ素子を用いている。XY方向
位置制御回路710はマイクロコンピュータ711から
の信号に基づき媒体ステージ駆動機構709の図示XY
方向の位置を制御する。マイクロコンピュータ711は
本実施例のAFMの全般の動きをつかさどる。またディ
スプレイ712は得られた信号を処理して画像を表示す
る。
Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1 Embodiment 1 according to the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining an AFM device used in performing the surface observation method of the present embodiment. AF used in this embodiment
The M device is composed of an observation sample 701, a probe 702, a cantilever 703, a laser 704, a two-part sensor 705, a deflection detector 706, a Z-direction position control circuit 707, a medium stage 708, a medium stage drive mechanism 709, an XY-direction position control circuit 710, a microcomputer 711, and a display 712. Have been. Observation sample 701 used in this example
Is a silicon substrate, but the storage place before observation according to the present example was not a particularly clean atmosphere. The probe 702 has a square cone shape silicon nitride, and the cantilever 703 for supporting the same is also made of silicon nitride.
2 and cantilever 703 are the same as those used in normal AFM. Observation sample 70 of cantilever 703
The surface opposite to 1 is coated with Au to increase the light reflectance. The spring constant of the cantilever used in this embodiment is 0.5.
It was 05 N / m. The laser 704 used was a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm. 2-split sensor 705
Is to determine the position of the irradiated laser by incorporating two photodiodes. The deflection amount detection device 706 is 2
Based on the signal from the split sensor 705, the cantilever 70
3 is detected. Laser 7 for position detection in Z direction
04 irradiates the side of the cantilever 703 opposite to the sample, and the laser beam is introduced into the two-divided sensor 705. The two-division sensor 705 detects the optical path of the laser light from the difference in the intensity of the light incident on the two diodes.
03 of the two-divided sensor 70
5 is used to detect the amount of deflection of the cantilever 7.
03 is detected. This method is generally called an optical lever method. Z direction position control circuit 70
Reference numeral 7 denotes a medium stage driving mechanism 7 based on a control signal from the microcomputer 711 and a signal from the deflection amount detection device 706.
09 in the illustrated Z direction is controlled. Media stage 70
Reference numeral 8 denotes a member for holding and fixing the observation medium 701, which is moved by the medium stage driving mechanism 709 in the XYZ directions in the figure. In this embodiment, a stepping motor is used for the coarse movement mechanism of the drive mechanism, and a piezo element is used for the fine movement mechanism. The XY direction position control circuit 710 is configured to control the medium stage driving mechanism 709 based on a signal from the microcomputer 711.
Control the position of the direction. The microcomputer 711 controls the overall operation of the AFM of this embodiment. The display 712 processes the obtained signal and displays an image.

【0018】本実施例での動作は以下の通りである。ま
ず、マイクロコンピユータ711がXY方向位置制御回
路710に制御信号を送り、探針702のXY方向の位
置を観察を行いたい位置まで移動する。次にマイクロコ
ンピュータ711がZ方向位置制御回路707に指示し
て探針702を観察試料701に接触させる。次にマイ
クロコンピュータ711がZ方向位置制御回路707に
指示し、たわみ量検出装置706からの信号が一定にな
るようにZ方向のフィードバックをかけ、この状態でマ
イクロコンピュータ711がXY方向位置制御回路71
0に指令して探針702が観察試料701表面を走査さ
せる。すなわちカンチレバー703のたわみ量が一定に
なるような状態、すなわち探針702先端と観察試料7
01の間に働く力が一定になる状態で探針702が観察
試料701表面上を走査させる。このときマイクロコン
ピュータはXY方向の位置とZ方向位置制御回路707
からの制御信号により試料表面の形状情報を得ることが
でき、これをディスプレイ712に表示する。これら一
連の動作は従来のAFMの動作と同様なものである。本
実施例においてはたわみ量が約0.2μmとなるように
設定しており、バネ定数が0.05n/mであるから観
察中には約1×10-8Nの力が加わることとなる。
The operation of this embodiment is as follows. First, the micro computer 711 sends a control signal to the XY direction position control circuit 710 to move the probe 702 in the XY direction to a position where observation is desired. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to bring the probe 702 into contact with the observation sample 701. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to apply feedback in the Z-direction so that the signal from the deflection amount detection device 706 becomes constant. In this state, the microcomputer 711 operates the XY-direction position control circuit 71.
When the command is set to 0, the probe 702 scans the surface of the observation sample 701. That is, a state in which the amount of deflection of the cantilever 703 becomes constant, that is, the tip of the probe 702 and the observation sample 7
The probe 702 scans the surface of the observation sample 701 in a state where the force applied during the period 01 is constant. At this time, the microcomputer controls the position in the XY direction and the position control circuit 707 in the Z direction.
The shape information on the surface of the sample can be obtained by the control signal from the controller, and this is displayed on the display 712. These series of operations are similar to those of the conventional AFM. In the present embodiment, the amount of deflection is set to be about 0.2 μm, and since the spring constant is 0.05 n / m, a force of about 1 × 10 −8 N is applied during observation. .

【0019】本実施例では上記の手順で1μm×1μm
の領域を観察し、次に場所を変えて同様な手順で観察を
10回繰り返した。その後、以下に示す手順で探針先端
についた付着物の除去を行った。まずマイクロコンピュ
ータ711の指令により探針702を観察試料701表
面から離した状態で観察には影響のない場所へ移動す
る。次にマイクロコンピュータ711はZ方向位置制御
回路707に指令して探針702と観察試料701表面
を接触させ、たわみ量が2μmになるようにZ方向位置
を調節する。この状態では探針702先端には約1×1
-7Nの力が加わることになる。この動作の後に探針7
02を観察試料701表面表面から離す。この動作によ
り探針先端の汚れが除去され、次にAFM観察を行った
ときに探針先端の付着物が除去され正確な像を得られ
る。また、単に上記動作だけでは付着物が除去されない
場合があったが、その場合、探針702先端を観察試料
701表面に接触させ力を印加したのち、XY方向に走
査することにより付着物を除去することができた。
In this embodiment, 1 μm × 1 μm
The observation was repeated 10 times in the same procedure at different locations. Thereafter, the attached matter on the tip of the probe was removed by the following procedure. First, the probe 702 is moved to a place where the observation is not affected in a state where the probe 702 is separated from the surface of the observation sample 701 by a command from the microcomputer 711. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to bring the probe 702 into contact with the surface of the observation sample 701, and adjust the Z-direction position so that the deflection amount becomes 2 μm. In this state, about 1 × 1
A force of 0 -7 N will be applied. After this operation, the probe 7
02 is separated from the surface of the observation sample 701. This operation removes dirt from the tip of the probe, and removes deposits on the tip of the probe when the next AFM observation is performed, so that an accurate image can be obtained. In some cases, the above operation alone did not remove the attached matter. In this case, the tip of the probe 702 was brought into contact with the surface of the observation sample 701, a force was applied, and then the attached matter was removed by scanning in the XY directions. We were able to.

【0020】[実施例2]次に本発明による実施例2を
説明する。本実施例は図8に示した情報再生装置を用い
る。図8に示した再生装置は実施例1で用いた図7に示
すAFMをもとに構成されている。図8は図7で示した
観察試料701、探針702、カンチレバー703の代
わりに、 記録媒体801 探針802 カンチレバー803 が具備されており、また新たに 電源804 電流検出機構805 が具備されている。本実施例で用いた記録媒体801
は、図9に示すようなものであり、シリコン基板上90
1にエピタキシャル成長した金(111)結晶902上
にポリイミドLB膜903を約3nmの膜厚で形成した
ものである。また、探針802及びカンチレバー803
はともに窒化シリコン製でAFMで用いられるものであ
る。本実施例ではこの探針802及びカンチレバー80
3は実施例1で用いた探針702及びカンチレバー70
3と同じものであるが、この探針802とカンチレバー
803の記録媒体801の面にはタングステンがスパッ
タ法により付けられており、導電性が得られている。こ
のタングステンは探針802先端にも付いている。この
タングステン薄膜と金結晶の間に電源804によりバイ
アス電圧が印加できるようになっている。また電流検出
機構805はこのバイアス電圧印加により探針802先
端と記録媒体801の間に流れる電流を検出し、その検
出された電流値をマイクロコンピュータ711に送る。
Second Embodiment Next, a second embodiment according to the present invention will be described. This embodiment uses the information reproducing apparatus shown in FIG. The reproducing apparatus shown in FIG. 8 is configured based on the AFM shown in FIG. 7 used in the first embodiment. 8 includes a recording medium 801, a probe 802, and a cantilever 803 in place of the observation sample 701, the probe 702, and the cantilever 703 shown in FIG. 7, and further includes a power supply 804 and a current detection mechanism 805. . Recording medium 801 used in this embodiment
Is as shown in FIG.
A polyimide LB film 903 having a thickness of about 3 nm is formed on a gold (111) crystal 902 epitaxially grown in FIG. Further, the probe 802 and the cantilever 803
Are both made of silicon nitride and used in AFM. In this embodiment, the probe 802 and the cantilever 80 are used.
3 is the probe 702 and the cantilever 70 used in the first embodiment.
3, the surface of the recording medium 801 of the probe 802 and the cantilever 803 is provided with tungsten by sputtering to have conductivity. This tungsten is also attached to the tip of the probe 802. A bias voltage can be applied between the tungsten thin film and the gold crystal by the power supply 804. The current detection mechanism 805 detects a current flowing between the tip of the probe 802 and the recording medium 801 by applying the bias voltage, and sends the detected current value to the microcomputer 711.

【0021】ポリイミドLB膜903は絶縁性で高抵抗
であるが、記録ビット904として直径10nmのスポ
ット状に導電率が上昇している領域がある。この記録ビ
ットは書き込む情報に基づいて“1”の情報にあたる場
所であらかじめ記録媒体801に形成してある。本実施
例では探針802はボリイミドLB膜903表面に接触
して走査するが、探針802先端が記録ビット904上
にあるときとないときでは探針802と金結晶902の
間の抵抗値が異なる。この抵抗値の差異を流れる電流の
差異として検出し記録ビットを検出する。この検出され
た記録ビットに基づきマイクロコンピュータ711が情
報を再生する。本実施例では探針先端に付着物があると
探針802先端と金結晶902の間の抵抗値が付着物無
しの場合より増加してしまい、真の信号を読み取れない
場合が生じる恐れがある。
Although the polyimide LB film 903 is insulative and has high resistance, there is a recording bit 904 in which the conductivity is increased in the form of a spot having a diameter of 10 nm. The recording bit is previously formed on the recording medium 801 at a location corresponding to the information “1” based on the information to be written. In this embodiment, the probe 802 scans by contacting the surface of the polyimide LB film 903, but when the tip of the probe 802 is on the recording bit 904 or not, the resistance between the probe 802 and the gold crystal 902 is low. different. This difference in resistance value is detected as a difference in flowing current, and a recording bit is detected. The microcomputer 711 reproduces information based on the detected recording bit. In this embodiment, if there is an attached matter at the tip of the probe, the resistance value between the tip of the probe 802 and the gold crystal 902 increases as compared with the case where there is no attached matter, and there is a possibility that a true signal cannot be read. .

【0022】本実施例における情報の再生は以下のとお
り行われる。まず、マイクロコンピュータ711がXY
方向位置制御回路710に制御信号を送り、探針802
のXY方向の位置を記録情報の再生を行いたい位置まで
移動する。次にマイクロコンピュータ711がZ方向位
置制御回路707に指示して探針802を記録媒体80
1に接触させる。次にマイクロコンピュータ711がZ
方向位置制御回路707に指示し、たわみ量検出装置7
06からの信号が一定になるようにZ方向のフィードバ
ックをかけ、この状態でマイクロコンピュータ711が
XY方向位置制御回路710に指令して探針802が観
察試料701表面を走査させる。すなわち探針802先
端と観察試料701の間に働く力が一定になる状態で探
針802が記録媒体701表面上を走査する。このとき
マイクロコンピュータ711はXY方向の位置とZ方向
位置制御回路707からの制御信号により試料表面の形
状情報を得ることができる。本実施例においてはたわみ
量が約0.2μmとなるように設定しており、バネ定数
が0.05N/mであるから再生動作中には約1×10
-8Nの力が加わることとなる。この状態で、電源804
により探針802先端と金結晶902の間に電圧を印加
する。本実施例では2Vの電圧を印加した。また電流検
出機構805はこのときに流れる電流を計測しマイクロ
コンピュータ711に送る。マイクロコンピュータ71
1はこの電流値に基づき、ビットがあるかないかを判断
し、情報を再生する。
The reproduction of information in this embodiment is performed as follows. First, the microcomputer 711 is XY
A control signal is sent to the direction / position control circuit 710, and the probe 802 is
Is moved to the position where reproduction of the recorded information is desired. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to move the probe 802 to the recording medium 80.
Touch 1 Next, the microcomputer 711 sets Z
The direction position control circuit 707 is instructed, and the deflection amount detection device 7
Feedback in the Z direction is applied so that the signal from the reference number 06 becomes constant. In this state, the microcomputer 711 instructs the XY direction position control circuit 710 to cause the probe 802 to scan the surface of the observation sample 701. That is, the probe 802 scans over the surface of the recording medium 701 in a state where the force acting between the tip of the probe 802 and the observation sample 701 becomes constant. At this time, the microcomputer 711 can obtain the shape information of the sample surface based on the position in the XY direction and the control signal from the position control circuit 707 in the Z direction. In the present embodiment, the amount of deflection is set to be about 0.2 μm and the spring constant is 0.05 N / m.
-8 N of force will be applied. In this state, the power supply 804
To apply a voltage between the tip of the probe 802 and the gold crystal 902. In this embodiment, a voltage of 2 V was applied. The current detection mechanism 805 measures the current flowing at this time and sends it to the microcomputer 711. Microcomputer 71
Based on this current value, 1 determines whether or not there is a bit, and reproduces information.

【0023】本実施例では上記の手順で1μm×1μm
の領域で情報を再生し、次に場所を変えて同様な手順で
再生を数回繰り返した。その後、以下に示す手順で探針
先端についた付着物の除去を行った。まずマイクロコン
ピュータ711の指令により探針802を記録媒体80
1表面から離した状態で記録ビットの形成されていない
場所へ移動する。次にマイクロコンピュータ711はZ
方向位置制御回路707に指令して探針802と記録媒
体801表面を接触させ、たわみ量が2μmになるよう
にZ方向位置を調節する。この状態では探針802先端
には約1×10 -7Nの力が加わることになる。この動作
の後に探針802を記録媒体801表面から離す。この
動作により探針先端の汚れが除去され、次に情報の再生
を行ったときに探針先端の付着物が除去され記録ビット
を正確にとらえることができる。また、単に上記動作だ
けでは付着物が除去されない場合があったが、その場
合、探針802先端を記録媒体801表面に接触させ力
を印加したのち、XY方向に走査することにより付着物
を除去することができた。また、本実施例では記録媒体
801表面の凹凸は1nm以下であり、一度探針802
先端と記録媒体801を接触した後は、たわみ量が一定
になるようなZ方向の位置制御は行わない状態でXY方
向に走査しても探針802先端と記録媒体801の間に
は大きな力が加わらないので問題は発生しない。しかも
その場合、Z方向の位置制御がいらない分、制御も少な
くてすみまた高速に動作させることが可能である。
In this embodiment, 1 μm × 1 μm
Play the information in the area of, then change the location and follow the same procedure
Reproduction was repeated several times. Then, follow the procedure below to
Deposits attached to the tip were removed. First microcontroller
The probe 802 is moved to the recording medium 80 by a command from the computer 711.
No recording bit is formed at a distance from one surface
Move to location. Next, the microcomputer 711
The probe 802 and the recording medium are commanded to the direction position control circuit 707.
Bring the surface of the body 801 into contact so that the amount of deflection is 2 μm
Adjust the position in the Z direction. In this state, the tip of the probe 802
About 1 × 10 -7N forces will be applied. This behavior
After that, the probe 802 is separated from the surface of the recording medium 801. this
The operation removes dirt from the tip of the probe and then reproduces information.
Is performed, the deposits on the tip of the probe are removed and the recording bit
Can be accurately captured. Also, it ’s just the above behavior
In some cases, deposits were not removed by
In this case, the tip of the probe 802 is brought into contact with the surface of the recording medium 801 to apply a force.
And then scanning in the X and Y directions to
Could be removed. In this embodiment, the recording medium
The unevenness of the surface of the probe 801 is 1 nm or less.
After the leading edge and the recording medium 801 are in contact, the amount of deflection is constant
XY direction position control without Z-direction position control
Scanning between the tip of the probe 802 and the recording medium 801
There is no problem because no large force is applied. Moreover
In that case, since the position control in the Z direction is not required, the control is small.
It is possible to operate at a very high speed.

【0024】[実施例3]図10には本発明による実施
例3の構成が示されており、図7のAFM装置に探針付
着物を除去するための専用の領域であるクリーニング用
基板801が設けられている。クリーニング用基板10
01は銅基板であり、探針701先端の付着物を除去す
るために用いる。本実施例において観察媒体701表面
の観察は実施例1と同様な方法で行う。探針先端の付着
物を除去する場合は観察試料701表面ではなくクリー
ニング用基板1001表面で行う。探針先端の付着物を
除去する動作は、クリーニング用基板1001表面上で
行う点を除いては実施例1と同じである。本実施例にお
いては除去された付着物が観察媒体上に残ることがない
ため、除去された付着物が再び探針に付着したり、除去
された付着物が観察エリアに残って観察像に影響を与え
ることがない。さらに本実施例では探針702は窒化シ
リコン製であり、クリーニング用基板1001は銅であ
るから探針の方が硬度が固く、クリーニングにより探針
702が欠けて変形することがないという効果がある。
[Embodiment 3] FIG. 10 shows the structure of an embodiment 3 according to the present invention. The cleaning substrate 801 which is a dedicated area for removing the probe adhering matter in the AFM apparatus of FIG. 7 is shown. Is provided. Cleaning substrate 10
Numeral 01 denotes a copper substrate, which is used to remove deposits at the tip of the probe 701. In this embodiment, the observation of the surface of the observation medium 701 is performed in the same manner as in the first embodiment. When removing the attached matter at the tip of the probe, it is performed not on the surface of the observation sample 701 but on the surface of the cleaning substrate 1001. The operation of removing the attached matter at the tip of the probe is the same as that of the first embodiment except that the operation is performed on the surface of the cleaning substrate 1001. In the present embodiment, since the removed deposits do not remain on the observation medium, the removed deposits adhere to the probe again, or the removed deposits remain in the observation area and affect the observation image. Never give. Further, in this embodiment, the probe 702 is made of silicon nitride, and the cleaning substrate 1001 is made of copper, so that the probe has a higher hardness, and has an effect that the probe 702 is not chipped and deformed by cleaning. .

【0025】[実施例4]次に、本発明による実施例4
について説明する。本実施例は図11に示すAFM装置
を用いる。図11のAFM装置はいわゆるノンコンタク
トモードのAFMである。図7に示したAFM装置と比
較して、加振装置1101が加わってる。加振装置11
01はピエゾ素子を用いてカンチレバー703の根元を
図示Z方向に振動させる。この加振装置1101はマイ
クロコンピュータ711により制御される。また、たわ
み量検出装置706は2分割センサ705からの信号が
交流のとき、その振幅強度を測定することができる。す
なわちカンチレバー703が振動しているときその振動
強度を測定できる。
[Embodiment 4] Next, Embodiment 4 of the present invention.
Will be described. This embodiment uses the AFM device shown in FIG. The AFM device in FIG. 11 is a so-called non-contact mode AFM. A vibration device 1101 is added as compared with the AFM device shown in FIG. Exciter 11
Numeral 01 vibrates the root of the cantilever 703 in the Z direction in the figure using a piezo element. The vibration device 1101 is controlled by the microcomputer 711. Further, the deflection amount detection device 706 can measure the amplitude intensity when the signal from the two-divided sensor 705 is an alternating current. That is, when the cantilever 703 is vibrating, the vibration intensity can be measured.

【0026】本実施例においては実施例1と同様にして
XY方向を調節して探針702先端を観察したい位置へ
移動する。つぎにマイクロコンピュータ711が加振装
置1101に指令して、カンチレバー703を加振す
る。本実施例においてこの振幅は探針702先端で約2
nmであった。この状態でマクロコンピュータ711は
Z方向位置制御回路707に指令して探針702先端を
接近させる。探針702先端と観察媒体701の距離に
応じてカンチレバー706の振動強度が変化する。マイ
クロコンピュータ711は探針702先端と観察試料7
01の距離をカンチレバー703の振動強度として規定
し、この値が一定になるようにZ方向位置制御回路70
7によりフィードバックをかけ探針702先端と観察試
料701の距離が一定となるように保ちながらXY方向
に走査する。あとは実施例1と同様にこれらの制御信号
から観察試料701表面の形状を得ることができる。す
なわち本実施例では探針702と観察試料701は接触
はしない状態で観察をおこなう。ところが試料表面上に
塊状のゴミ等があるとまれにフィードバックが追従でき
ずにこのゴミと接触し探針702先端に付着してしまう
ことがあった。この付着物は観察する像に影響を与え
る。本実施例では像の変化が発生した後、以下の手順で
探針702先端の付着物を除去する。まず、加振装置1
101による加振を停止する。次に探針702と観察試
料701表面を接触させて、探針先端702が観察試料
701表面を押し付ける力を加える。本実施例ではその
力の大きさは1×10-7Nであった。また本実施例で
は、探針702先端を観察試料701表面に接触させな
がら、加振装置1101によりカンチレバー703を振
動し、探針702先端を振動させて付着物をとってもよ
い。また、探針702と観察試料701表面を接触させ
ながらXY方向に走査することによってより効果的に付
着物を除去できる。この動作により探針702先端の付
着物が除去され正しい観察像を得られるようになる。
In this embodiment, the XY direction is adjusted and the tip of the probe 702 is moved to the position where the observation is desired, as in the first embodiment. Next, the microcomputer 711 instructs the vibration device 1101 to vibrate the cantilever 703. In this embodiment, the amplitude is about 2 at the tip of the probe 702.
nm. In this state, the macro computer 711 commands the Z-direction position control circuit 707 to move the tip of the probe 702 closer. The vibration intensity of the cantilever 706 changes according to the distance between the tip of the probe 702 and the observation medium 701. The microcomputer 711 includes the tip of the probe 702 and the observation sample 7.
01 is defined as the vibration intensity of the cantilever 703, and the Z-direction position control circuit 70 is controlled so that this value becomes constant.
The scanning is performed in the X and Y directions while keeping the distance between the tip of the probe 702 and the observation sample 701 constant by applying feedback by 7. Thereafter, as in the first embodiment, the shape of the surface of the observation sample 701 can be obtained from these control signals. That is, in the present embodiment, observation is performed in a state where the probe 702 and the observation sample 701 do not come into contact with each other. However, if there is a lump of dust or the like on the surface of the sample, feedback rarely follows the dust, and the dust sometimes comes into contact with the dust and adheres to the tip of the probe 702. This deposit affects the image to be observed. In this embodiment, after a change in the image occurs, the attached matter at the tip of the probe 702 is removed in the following procedure. First, the vibration device 1
The excitation by 101 is stopped. Next, the probe 702 is brought into contact with the surface of the observation sample 701, and a force is applied so that the tip 702 of the probe presses the surface of the observation sample 701. In this embodiment, the magnitude of the force was 1 × 10 −7 N. Further, in this embodiment, while the tip of the probe 702 is in contact with the surface of the observation sample 701, the cantilever 703 may be vibrated by the vibrating device 1101, and the tip of the probe 702 may be vibrated to remove the adhered substance. Further, by scanning in the XY directions while the probe 702 and the surface of the observation sample 701 are in contact with each other, it is possible to more effectively remove the attached matter. With this operation, the attached matter at the tip of the probe 702 is removed, and a correct observation image can be obtained.

【0027】[実施例5]図12にAFM装置を用いた
実施例5の構成を示す。図12に示したAFMはピエゾ
抵抗素子を用いた複数のカンチレバー及び探針によるA
FMである。本実施例において使用したAFMは実施例
1で用いたAFMから探針702、カンチレバー703
の代わりに プローブ群1201 を備え、また レーザ704 2分割センサ705 たわみ量検出装置706 の代わりに Z変位検出装置1202 を備えている。さらに 探針クリーニング機構1203 を備えている。プローブ群1201は図13に示すよう
に複数のプローブ1300から構成されプローブ130
0は探針1301とカンチレバー1302から構成され
れている。各プローブは200μmの間隔で並んでい
る。カンチレバー1102はシリコン製で、Asがイオ
ン注入されたイオン注入層がある。このイオン注入層は
ピエゾ抵抗層になっておりカンチレバーが屈曲すると抵
抗値が変化する。このピエゾ抵抗層は電気的にZ変位検
出装置1202に接続されており、Z変位検出装置12
02はこのピエゾ抵抗層の抵抗値をモニタすることによ
りカンチレバーの屈曲を検出する。この屈曲はすなわち
探針先端のZ方向の位置を示して。探針1301はシリ
コン製である。本実施例ではこのプローブ1300が複
数個あり、同時にこのプローブの数の場所でAFM観察
が行うことができ、より高速にまた広範囲でAFM観察
ができる。一本のカンチレバーのバネ定数は0.1N/
mである。また探針クリーニング機構1203はシリコ
ン製であり、平坦なシリコン基板上にXY方向の大きさ
が約50μm×50μm、Z方向の大きさすなわち高さ
が1μmの突起が設けてある。このクリーニング機構1
203の表面全体はプラチナ薄膜がコートしてある。
Fifth Embodiment FIG. 12 shows the configuration of a fifth embodiment using an AFM device. The AFM shown in FIG. 12 is composed of a plurality of cantilevers using a piezoresistive element and an AFM using a probe.
FM. The AFM used in the present embodiment is the same as the AFM used in the first embodiment except for the probe 702 and the cantilever 703.
Is provided with a probe group 1201 instead of the laser 704, and a Z displacement detector 1202 is provided instead of the laser 704 two-piece sensor 705 and the deflection amount detector 706. Further, a probe cleaning mechanism 1203 is provided. The probe group 1201 is composed of a plurality of probes 1300 as shown in FIG.
Reference numeral 0 denotes a probe 1301 and a cantilever 1302. Each probe is arranged at intervals of 200 μm. The cantilever 1102 is made of silicon and has an ion-implanted layer into which As is ion-implanted. This ion implantation layer is a piezoresistive layer, and its resistance changes when the cantilever is bent. This piezoresistive layer is electrically connected to the Z displacement detecting device 1202,
02 detects bending of the cantilever by monitoring the resistance value of the piezoresistive layer. This bending indicates the position of the tip of the probe in the Z direction. The probe 1301 is made of silicon. In the present embodiment, there are a plurality of the probes 1300, and the AFM observation can be performed at the same number of places as the number of the probes, so that the AFM observation can be performed at higher speed and in a wider range. The spring constant of one cantilever is 0.1N /
m. The probe cleaning mechanism 1203 is made of silicon, and is provided with a projection having a size of about 50 μm × 50 μm in the XY directions and a size in the Z direction, that is, a height of 1 μm, on a flat silicon substrate. This cleaning mechanism 1
The entire surface of 203 is coated with a platinum thin film.

【0028】本実施例におけるAFM観察はまずマイク
ロコンピュータ711の指令により、プローブ群120
1を観察を行いたいXY方向の位置に移動させる。次に
プローブ群1201を観察試料701に接近させ、全て
のプローブ群1201の探針を観察試料701に接触さ
せる。この状態で観察媒体ステージ708を図示XY方
向に走査させる。プローブ群1201先端の探針は観察
試料701表面をなぞるように移動し、観察試料701
表面の凹凸に応じて各プローブのカンチレバーがまがり
Z変位検出装置1002が探針先端のZ方向の位置を検
出する。マイクロコンピュータ711はこの各プローブ
先端の探針のZ方向の位置とXY方向の位置から観察試
料表面の形状を得ることができる。
In the AFM observation in this embodiment, the probe group 120 is first controlled by a command from the microcomputer 711.
1 is moved to a position in the XY direction in which observation is desired. Next, the probe group 1201 is brought close to the observation sample 701, and the probes of all the probe groups 1201 are brought into contact with the observation sample 701. In this state, the observation medium stage 708 is scanned in the illustrated XY directions. The probe at the tip of the probe group 1201 moves so as to trace the surface of the observation sample 701, and
The cantilever of each probe is turned in accordance with the surface irregularities, and the Z displacement detecting device 1002 detects the position of the tip of the probe in the Z direction. The microcomputer 711 can obtain the shape of the surface of the observation sample from the position of the tip of each probe in the Z direction and the position in the XY direction.

【0029】本AFM装置における探針先端の付着物除
去を行う方法を図14を用いて説明する。図14はプロ
ーブ群1300のうち一本のプローブの探針先端の付着
物を除去する様子を示している。図14では探針クリー
ニング機構のうち前述した凸部は1401で示されてお
り、凸部以外の場所は1402で示してある。また先端
の付着物を除去したいプローブ及びその探針を1403
および1404、それ以外のプローブ及びその探針を1
405及び1406で示してある。探針1404先端を
クリーニング機構1203の凸部1401の位置にあわ
せプローブ群1300を探針クリーニング機構1203
に接近させる。この接近動作により探針1404先端が
凸部1401に接触する。この状態では探針1406は
クリーニング機構1203には他の探針は接触していな
い。このとき探針1404の先端のみに力が加わり、付
着物が除去される。また、プローブ群1300全てを凸
部1401以外の場所、すなわち図示1402に接触さ
せ、次に探針1404のみが凸部1401を通過するよ
うにプローブ群1300全体を図12中XY方向に移動
することにより探針1404のみに力を加えて付着物を
除去する方法でもよい。
A method for removing the deposits on the tip of the probe in the present AFM apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows a state in which the attached matter at the tip of one of the probes in the probe group 1300 is removed. In FIG. 14, the above-mentioned convex portion of the probe cleaning mechanism is indicated by 1401, and portions other than the convex portion are indicated by 1402. Further, the probe and its probe for removing the attached matter at the tip are
And 1404, the other probe and its probe
Shown at 405 and 1406. The tip of the probe 1404 is aligned with the position of the protrusion 1401 of the cleaning mechanism 1203, and the probe group 1300 is moved to the probe cleaning mechanism 1203.
Approach. By this approaching operation, the tip of the probe 1404 comes into contact with the projection 1401. In this state, the probe 1406 does not contact the cleaning mechanism 1203 with another probe. At this time, a force is applied only to the tip of the probe 1404, and the attached matter is removed. Further, the entire probe group 1300 is moved in the XY direction in FIG. 12 so that the entire probe group 1300 is brought into contact with a place other than the convex portion 1401, that is, in contact with the illustrated portion 1402, and then only the probe 1404 passes through the convex portion 1401. Alternatively, a method may be used in which a force is applied only to the probe 1404 to remove extraneous matter.

【0030】[実施例6]図15にAFMを用いた実施
例6の構成を示す。本実施例で用いたAFMは図12に
示したAFMと同様であるが以下の点で異なる。プロー
ブ群1201の代わりにプローブ群1501を使用して
いる。図16にプローブ群1501を示す。プローブ群
1501は複数のプローブ1600から構成されてお
り、プローブ1600は探針1601とカンチレバー1
602から構成されている。カンチレバー1602上に
は電極1603が設けてある。プローブ群1501のそ
れ以外の構造は実施例5で示したプローブ群1201と
同じである。
[Embodiment 6] FIG. 15 shows a configuration of an embodiment 6 using an AFM. The AFM used in this embodiment is the same as the AFM shown in FIG. 12, but differs in the following points. A probe group 1501 is used instead of the probe group 1201. FIG. 16 shows a probe group 1501. The probe group 1501 includes a plurality of probes 1600, and the probe 1600 includes the probe 1601 and the cantilever 1.
602. An electrode 1603 is provided on the cantilever 1602. Other structures of the probe group 1501 are the same as the probe group 1201 shown in the fifth embodiment.

【0031】また、1502はクリーニング機構であ
り、シリコン基板にプラチナ薄膜がコートしてある。こ
こに探針1601先端を接触させて力を加えることによ
り探針1601先端の付着物を除去するものである。電
極1603とクリーニング機構1502の間には図に示
さない電源により電圧を印加することができる。この電
圧印加は各々の電極毎に印加することが可能である。本
実施例では実施例5に示した方法と同様な手続きによ
り、観察試料701表面を観察する。本AFM装置にお
ける探針先端の付着物除去を行う方法を説明する。ま
ず、プローブ群1501をクリーニング機構1502に
接触させる。つぎに先端の付着物を除去したい探針を保
持するカンチレバー上の電極1603とクリーニング機
構1502との間に電圧を印加する。この電圧印加によ
り付着物を除去したい探針とSi基板901の間に力が
加わり、付着物が除去される。
Reference numeral 1502 denotes a cleaning mechanism, in which a silicon substrate is coated with a platinum thin film. Here, the tip of the probe 1601 is brought into contact with the tip to apply a force, thereby removing the attached matter at the tip of the probe 1601. A voltage can be applied between the electrode 1603 and the cleaning mechanism 1502 by a power source (not shown). This voltage can be applied to each electrode. In the present embodiment, the surface of the observation sample 701 is observed by a procedure similar to the method described in the fifth embodiment. A method for removing deposits on the tip of the probe in the present AFM apparatus will be described. First, the probe group 1501 is brought into contact with the cleaning mechanism 1502. Next, a voltage is applied between the electrode 1603 on the cantilever holding the probe for removing the attached matter at the tip and the cleaning mechanism 1502. By this voltage application, a force is applied between the probe from which the deposit is to be removed and the Si substrate 901, and the deposit is removed.

【0032】[実施例7]次に本発明による実施例7を
示す。本実施例では図12と類似した装置を用いた図1
7の情報再生装置を用いて情報の再生を行う。本実施例
で用いた装置は図12に示したAFMと比較して、プロ
ーブ群1201の代わりに プローブ群1701 を、また観察媒体701の代わりに 記録媒体801 を具備している。また新たに 電流検出機構1702 電源1703 を具備している。またZ変位検出装置1202は具備し
ていない。プローブ群1701は図13に示したプロー
ブ群と同様な形状をしているが、カンチレバー部は窒化
シリコン製、探針はタングステンである。この探針のタ
ングステン部分はカンチレバー部に設けられたアルミニ
ウムの配線を介して電流検出機構1702に電気的に接
続されている。記録媒体801は実施例2で用いた記録
媒体と同様なものである。この記録媒体801の金結晶
部分は電気的に電源1703と接続されている。電源1
703は探針と記録媒体801の間に電圧を印加し、電
流検出機構1702はこのとき探針と記録媒体の間に流
れる電流を各プローブ毎に検出し、その値をマイクロコ
ンピュータ711に送る。
Embodiment 7 Next, Embodiment 7 of the present invention will be described. In this embodiment, FIG. 1 using an apparatus similar to FIG.
The information is reproduced using the information reproducing device of No. 7. The apparatus used in this embodiment includes a probe group 1701 instead of the probe group 1201 and a recording medium 801 instead of the observation medium 701 as compared with the AFM shown in FIG. In addition, a current detection mechanism 1702 and a power supply 1703 are newly provided. Further, a Z displacement detection device 1202 is not provided. The probe group 1701 has the same shape as the probe group shown in FIG. 13, except that the cantilever portion is made of silicon nitride and the probe is made of tungsten. The tungsten portion of this probe is electrically connected to the current detection mechanism 1702 via aluminum wiring provided on the cantilever portion. The recording medium 801 is similar to the recording medium used in the second embodiment. The gold crystal portion of the recording medium 801 is electrically connected to a power supply 1703. Power supply 1
A voltage 703 is applied between the probe and the recording medium 801, and a current detection mechanism 1702 detects a current flowing between the probe and the recording medium for each probe at this time, and sends the value to the microcomputer 711.

【0033】本実施例における情報の再生は以下のとお
り行われる。
The reproduction of information in this embodiment is performed as follows.

【0034】まず、マイクロコンピュータ711がXY
方向位置制御回路710に制御信号を送り、プローブ群
1702のXY方向の位置を記録情報の再生を行いたい
位置まで移動する。次にマイクロコンピュータ711が
Z方向位置制御回路707に指示してプローブ群170
2を記録媒体801に接触させる。なお、本実施例での
接触検知は、あらかじめ電源1703により探針と記録
媒体801の間に電圧を印加しておく。記録媒体801
とプローブ群1701が接触すると、わずかに電流が流
れるのでそれにより接触を検知できる。次にマイクロコ
ンピュータ711がXY方向位置制御回路710に指令
して探針802が観察試料701表面を走査させる。こ
の状態で、電源1703と金結晶902の間に電圧を印
加する。本実施例では2Vの電圧を印加した。また電流
検出機構1702はこのときに流れる電流を計測しマイ
クロコンピュータ711に送る。マイクロコンピュータ
711はこの電流値に基づき、ビットがあるかないかを
判断し、情報を再生する。本実施例で用いた再生装置に
は実施例5で用いた探針クリーニング機構1203が具
備されている。本実施例においても実施例5で示した方
法と同様な方法でプローブ群1702のうち特定の一つ
の探針先端の付着物を除去することができる。この付着
物の除去により、より正確に情報を再生することが可能
である。
First, the microcomputer 711 operates as XY
A control signal is sent to the direction position control circuit 710 to move the position of the probe group 1702 in the X and Y directions to the position where the recorded information is to be reproduced. Next, the microcomputer 711 instructs the Z-direction position control circuit 707 to send the probe group 170
2 is brought into contact with the recording medium 801. In the contact detection in this embodiment, a voltage is applied between the probe and the recording medium 801 by the power supply 1703 in advance. Recording medium 801
When the probe and the probe group 1701 come into contact with each other, a small amount of current flows, so that the contact can be detected. Next, the microcomputer 711 instructs the XY direction position control circuit 710 to cause the probe 802 to scan the surface of the observation sample 701. In this state, a voltage is applied between the power supply 1703 and the gold crystal 902. In this embodiment, a voltage of 2 V was applied. The current detection mechanism 1702 measures the current flowing at this time and sends it to the microcomputer 711. The microcomputer 711 determines whether or not there is a bit based on the current value, and reproduces information. The reproducing apparatus used in the present embodiment includes the probe cleaning mechanism 1203 used in the fifth embodiment. Also in the present embodiment, it is possible to remove the attached matter at the tip of a specific one of the probes in the probe group 1702 by the same method as that described in the fifth embodiment. By removing the deposits, information can be reproduced more accurately.

【0035】[0035]

【実施例8】次に本発明による実施例8について説明す
る。本実施例では実施例7で用いた情報再生装置と同様
な情報再生装置を用いる。ただし、本実施例で用いた情
報再生装置では、プローブ群1701の各カンチレバー
上に図16に示した電極を具備している。この電極は探
針からのアルミニウムの配線とは絶縁されている。ま
た、探針クリーニング機構1203の代わりに実施例6
で示したクリーニング機構1502を具備している。ク
リーニング機構1502と探針の間には実施例6と同様
に電源により各プローブ毎に電圧を印加することができ
る。本実施例においても実施例7と同様な手続きにより
記録媒体801に記録された記録情報を再生することが
できる。また、実施例6に示した方法と同様な方法によ
り探針先端の付着物を除去することが可能である。
Embodiment 8 Next, Embodiment 8 of the present invention will be described. In this embodiment, an information reproducing apparatus similar to the information reproducing apparatus used in the seventh embodiment is used. However, the information reproducing apparatus used in this embodiment has the electrodes shown in FIG. 16 on each cantilever of the probe group 1701. This electrode is insulated from the aluminum wiring from the probe. Example 6 is replaced with the probe cleaning mechanism 1203.
Is provided with the cleaning mechanism 1502 indicated by. A voltage can be applied between the cleaning mechanism 1502 and the probe by a power source for each probe as in the sixth embodiment. Also in this embodiment, the recorded information recorded on the recording medium 801 can be reproduced by the same procedure as in the seventh embodiment. Further, it is possible to remove deposits on the tip of the probe by a method similar to the method shown in the sixth embodiment.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、探針先端の付着物を除去するように構成することに
よって、探針先端と観察媒体、あるいは記録媒体との間
の正しい相互作用を検出することが可能となり、より正
しい表面観察、あるいはより正確な記録情報の再生を、
行うことができる。
As described above, according to the present invention, by removing the deposits on the tip of the probe, the correct interaction between the tip and the observation medium or the recording medium can be obtained. It is possible to detect the effect, more accurate surface observation, or more accurate reproduction of recorded information,
It can be carried out.

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

【図1】付着物の除去を説明する図。BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating removal of a deposit.

【図2】弾性体で支持された探針先端の付着物の除去を
説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining removal of deposits at the tip of a probe supported by an elastic body.

【図3】探針先端の付着物の除去後の例を示す図。FIG. 3 is a view showing an example after removal of an attached matter at the tip of a probe.

【図4】探針先端の付着物の除去後の例を示す図。FIG. 4 is a view showing an example after removal of an attached matter at a probe tip.

【図5】凸部を利用して探針先端の付着物を除去する構
成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration for removing an attached matter at the tip of a probe using a convex portion.

【図6】複数の弾性体に支持された探針先端の付着物を
除去する構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration for removing deposits on the tip of a probe supported by a plurality of elastic bodies.

【図7】実施例1で用いたAFM装置の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an AFM device used in the first embodiment.

【図8】実施例2で用いた情報再生装置の構成を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an information reproducing apparatus used in a second embodiment.

【図9】記録媒体の構成を示す図。FIG. 9 illustrates a configuration of a recording medium.

【図10】実施例3で用いたAFM装置の構成を示す
図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an AFM device used in a third embodiment.

【図11】実施例4で用いたAFM装置の構成を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an AFM device used in a fourth embodiment.

【図12】実施例5で用いたAFM装置の構成を示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an AFM device used in a fifth embodiment.

【図13】プローブ群の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a probe group.

【図14】実施例5における探針先端の付着物を除去す
る構成を示す図。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration for removing an attached matter at the tip of a probe according to a fifth embodiment.

【図15】実施例6で用いたAFM装置の構成を示す
図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of an AFM device used in a sixth embodiment.

【図16】プローブ群の構成を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a probe group.

【図17】実施例7で用いた情報再生装置の構成を示す
図。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of an information reproducing apparatus used in a seventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:探針 102:付着物 103:クリーニング用表面 201:カンチレバー 501:凸部 601〜604:探針 605〜608:カンチレバー 609:凸部 610:クリーニング専用の領域 701:観察試料 702:探針 703:カンチレバー 704:レーザ 705:2分割センサ 706:たわみ量検出装置 707:Z方向位置制御回路 708:媒体ステージ 709:媒体ステージ駆動機構 710:XY方向位置制御回路 711:マイクロコンピュータ 712:ディスプレイ 801:記録媒体 802:探針 803:カンチレバー 804:電源 805:電流検出機構 901:シリコン基板 902:金(111)結晶 903:ポリイミドLB膜 904:記録ビット 1001:探針クリーニング機構 1002:Z変位検出装置 1101:加振装置 1201:プローブ群 1202:Z変位検出装置 1203:探針クリーニング機構 1300:プローブ 1301:探針 1302:カンチレバー 1401:凸部 1402:凸部以外の場所 1403,1404:先端の付着物を除去したいプロー
ブ及びその探針 1405,1406:それ以外のプローブ及びその探針 1501:プローブ群 1502:クリーニング機構 1600:プローブ 1601:探針 1602:カンチレバー 1603:電極 1701:プローブ群 1702:電流検出機構 1703:電源
101: Probe 102: Attachment 103: Cleaning Surface 201: Cantilever 501: Convex 601 to 604: Probe 605 to 608: Cantilever 609: Convex 610: Area for Cleaning Only 701: Observation Sample 702: Probe 703 : Cantilever 704: laser 705: two-division sensor 706: deflection amount detection device 707: Z direction position control circuit 708: medium stage 709: medium stage drive mechanism 710: XY direction position control circuit 711: microcomputer 712: display 801: recording Medium 802: Probe 803: Cantilever 804: Power supply 805: Current detection mechanism 901: Silicon substrate 902: Gold (111) crystal 903: Polyimide LB film 904: Recording bit 1001: Probe cleaning mechanism 1002: Z displacement detection Apparatus 1101: Exciter 1201: Probe group 1202: Z displacement detector 1203: Probe cleaning mechanism 1300: Probe 1301: Probe 1302: Cantilever 1401: Convex part 1402: Place other than convex part 1403, 1404: Attachment of tip Probes and their probes 1405, 1406: Other probes and their probes 1501: Probe group 1502: Cleaning mechanism 1600: Probe 1601: Probe 1602: Cantilever 1603: Electrode 1701: Probe group 1702: Current detection Mechanism 1703: Power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA43 CA31 CA32 DA01 DA02 DB05 DD02 DD06 EA16 EA20 EB01 EB05 EB15 EB23 EB27 JA04 2F069 AA60 DD08 DD13 DD30 GG01 GG04 GG06 GG07 GG58 GG62 GG65 HH05 HH09 JJ08 JJ13 LL03 MM04 MM21 MM32 RR03 RR07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F063 AA43 CA31 CA32 DA01 DA02 DB05 DD02 DD06 EA16 EA20 EB01 EB05 EB15 EB23 EB27 JA04 2F069 AA60 DD08 DD13 DD30 GG01 GG04 GG06 GG07 GG58 GG62 GG65 GG65 HH05 MM03 RR07

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】探針と該探針を支持する弾性体とから構成
されるプローブを媒体に対して走査し、該媒体の表面観
察あるいは媒体に記録された情報を再生する表面観察・
記録再生方法であって、 前記プローブと媒体との相対的位置を制御するステップ
と、 前記探針を前記媒体に走査し、該探針と該媒体との間に
働く相互作用を観察するステップと、 前記探針の先端を、該探針先端に付着した付着物を除去
するためのクリーニング用表面に接触させ、該探針先端
と該クリーニング用表面との間に力を印加して前記探針
先端の付着物を除去するステップと、 を少なくとも含むことを特徴とする表面観察・記録再生
方法。
1. A probe comprising a probe and an elastic body supporting the probe scans a medium to observe the surface of the medium or to reproduce information recorded on the medium.
A recording / reproducing method, comprising: controlling a relative position between the probe and a medium; scanning the probe with the medium, and observing an interaction between the probe and the medium. Contacting the tip of the probe with a cleaning surface for removing an adhering substance attached to the tip of the probe, and applying a force between the tip and the cleaning surface to apply the force to the probe. A method for observing / recording / reproducing a surface, comprising: at least a step of removing extraneous matter at a tip.
【請求項2】前記観察された相互作用に基づいて、前記
記録媒体にあらかじめ記録された情報を読み取って再生
するステップを有することを特徴とする請求項1に記載
の表面観察・記録再生方法。
2. The surface observation / recording / reproducing method according to claim 1, further comprising the step of reading and reproducing information preliminarily recorded on the recording medium based on the observed interaction.
【請求項3】前記探針先端の付着物を除去するステップ
において、前記探針先端と前記クリーニング用表面を、
前記クリーニング用表面と平行な方向に動かすステップ
を同時に行うことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の表面観察・記録再生方法。
3. The step of removing adhering matter at the tip of the probe, wherein the tip of the probe and the cleaning surface are
3. The step of moving in a direction parallel to the cleaning surface is performed simultaneously.
Surface observation / recording / reproducing method described in 1.
【請求項4】前記探針先端の付着物を除去するステップ
において、前記探針先端と前記クリーニング用表面との
間に印加される力の大きさが、 前記相互作用を観察するステップにおいて、前記探針と
前記媒体とを接触した状態で前記相互作用を観察する場
合に該探針・媒体間に働く力よりも大きいことを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面観察・記
録再生方法。
4. The method according to claim 1, wherein the magnitude of a force applied between the tip of the probe and the surface for cleaning is determined by the step of observing the interaction. The surface according to any one of claims 1 to 3, wherein a force acting between the probe and the medium is larger when observing the interaction in a state where the probe and the medium are in contact with each other. Observation, recording and reproduction method.
【請求項5】前記クリーニング用表面が、前記探針先端
の付着物を除去するための専用のクリーニング領域であ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
の表面観察・記録再生方法。
5. The surface observation and cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning surface is a dedicated cleaning area for removing the deposit on the tip of the probe. Recording and playback method.
【請求項6】前記専用のクリーニング領域が、前記探針
先端と接触する凸部を有し、該凸部との接触によって該
探針先端に力を加え、該探針先端の付着物を除去するこ
とを特徴とする請求項5に記載の表面観察・記録再生方
法。
6. The dedicated cleaning area has a convex portion that comes into contact with the tip of the probe, and a force is applied to the tip of the probe by contact with the convex portion to remove the deposit on the tip of the probe. The surface observation / recording / reproducing method according to claim 5, wherein
【請求項7】前記専用のクリーニング領域が、前記探針
先端の材質に比して低い硬度の材質で形成されているこ
とを特徴とする請求請5または請求請6に記載の表面観
察・記録再生方法。
7. The surface observation / recording according to claim 5, wherein the dedicated cleaning area is formed of a material having a lower hardness than a material of the tip of the probe. Playback method.
【請求項8】前記探針先端と前記クリーニング用表面と
の間に印加する力が、前記クリーニング用表面と前記プ
ローブとの間に働く静電気力であることを特徴とする請
求項1〜7のいずれか1項に記載の表面観察・記録再生
方法。
8. A method according to claim 1, wherein the force applied between said probe tip and said cleaning surface is an electrostatic force acting between said cleaning surface and said probe. The surface observation / recording / reproducing method according to any one of the preceding claims.
【請求項9】前記プローブが、少なくとも2つ以上備え
られていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
項に記載の表面観察・記録再生方法。
9. The method according to claim 1, wherein at least two or more probes are provided.
Surface observation / recording / reproducing method described in the section.
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