JP2001021476A - 表面観察・記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】探針先端の付着物を効率的に除去して、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・記録再生装置を提供する
こと。 【解決手段】位置制御手段によって探針と媒体との相対
位置を移動させ、相互作用検出手段により前記媒体と前
記探針との間に発生する相互作用を検出して前記媒体の
表面観察あるいは前記媒体に記録された情報を再生する
表面観察・記録再生装置であって、前記探針先端に付着
した付着物を除去する付着物除去機構を備え、該付着物
除去機構が少なくとも前記媒体表面に平行な平面と前記
媒体表面に垂直な平面とのなす角より小さい交角を構成
する二つの面とその交線から形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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いは記録情報を再生する装置に関
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をすることができ、あ
いはより正確に記録情報を再生することのできる表面観
察・記録再生装置の実現を図るものである。

【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（１
９８２）］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ＡＦ
Ｍという）が開発されている。ＳＴＭあるいはＡＦＭ
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（ＳＰＭ）
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。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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ＳＰＭの技術を応用して、試料表面を観察するために表
面に接触させたり、あるいは表面近傍に位置させると表
面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。

【０００４】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、探針先端の付着物を効率的に除去して、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・記録再生装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【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・記録再生装置を、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・記録再生装置は、位置制御手段によっ
て探針と媒体との相対位置を移動させ、相互作用検出手
段により前記媒体と前記探針との間に発生する相互作用
を検出して前記媒体の表面観察あるいは前記媒体に記録
された情報を再生する表面観察・記録再生装置であっ
て、前記探針先端に付着した付着物を除去する付着物除
去機構を備え、該付着物除去機構が少なくとも前記媒体
表面に平行な平面と前記媒体表面に垂直な平面とのなす
角より小さい交角を構成する二つの面とその交線から形
成されてなることを特徴としている。また、本発明の表
面観察・記録再生装置は、前記付着物除去機構が、前記
交角を構成する面の組を２組有し、かつ前記一つの組に
おける交角を構成する二つの面による交線と、他方の組
における交角を構成する二つの面による交線とが、鋭角
をなすようにした構成を備えてなることを特徴としてい
る。また、本発明の表面観察・記録再生装置は、前記媒
体と前記探針との間に発生する相互作用に基づいて、前
記観察媒体に記録された情報を再生する復号化手段を有
することを特徴としている。また、本発明の表面観察・
記録再生装置は、前記付着物除去機構が、シリコンによ
って構成されていることを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成によって、前
述した本発明の課題を達成することができるものである
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り、プローブ顕微鏡による
観察であれば観察媒体であるが、プローブを用いた再生
法であれば情報記録媒体となる。本発明において、探針
は媒体との相互作用を検出するものである。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。
この媒体と探針の位置を移動させる位置制御手段は媒体
と探針先端の相対的な位置を媒体に水平な方向（以下Ｘ
Ｙ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り、具体的には微動にはピエゾ素
子、粗動にはステッピングモータによる駆動等が挙げら
れる。この手段により、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。

【０００７】本発明の一つの実施の形態として、その付
着物除去機構の断面図を図１に、また上面図を図２に示
す。図においては １０１ 探針 １０２ 観察媒体表面に平行な表面 １０３ 付着物除去機構 １０４ 観察媒体表面水平方向の平面 １０５ 付着部除去機構の一つの面 １０６ 観察媒体表面垂直方向の平面 １０７ 付着物除去機構の一つの面 １０８ 面１０５と面１０７の交線 １０９ 面１０７と媒体表面１０２の交線 を示している。

【０００８】また、図３に本発明による探針先端付着物
の除去を行うときの図を示す。探針１０１と交線１０８
が接触あるいは近接した状態でこするようにして探針１
０１を失印３０２の方向に動かすことにより探針に付着
した付着物３０１を除去する。なお矢印３０２の方向
は、探針先端の接線方向すなわち、平面１０２に平行な
方向である。本発明では面１０５が観察媒体表面に平行
な平面１０２に平行あるいは図１に示した方向に傾斜し
ているため交線１０８が探針先端と接触、あるいは近接
する。また面１０７が探針が平面１０６より図１に示し
た方向に傾斜しているため、探針先端に付着した付着物
を有効に分離除去できる。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。相互作用検出手段は観察媒体表面と探針先
端に働く相互作用を検出する手段である。相互作用とし
ては力、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。例えばＡＦＭでは探針と観察媒体表面との間に働く
力を探針を支持する弾性体のたわみとして検出する。ま
た磁性体の探針を用いて探針先端と観察媒体表面との間
に働く力を検出すれば磁気力顕微鏡となる。この検出さ
れた相互作用にもとづき観察媒体表面をナノメートルオ
ーダあるいは分子、原子の大きさのオーダで観察するこ
とが可能である。

【０００９】また、前記付着物除去機構が前記交角を構
成する面の組を２組有し、かつ前記一つの組における交
角を構成する二つの面による交線と、他方の組における
交角を構成する二つの面による交線とが、鋭角をなすよ
うに構成することにより、より効率的に探針先端付着物
を除去することができる。本発明の他の実施の形態であ
る付着物除去機構の断面図を図４に、上面図を図５に示
す。図においては ４０１ 観察媒体表面に平行な表面 ４０２ 付着物除去機構Ａ ４０３ 付着物除去機構Ｂ ４０４ 観察媒体表面水平方向の平面 ４０５ 観察媒体表面水平方向の平面 ４０６ 付着部除去機構Ａの一つの構成面 ４０７ 付着物除去機構Ｂの一つの構成面 ４０８ 観察媒体表面垂直方向の平面 ４０９ 観察媒体表面垂直方向の平面 ４１０ 付着物除去機構Ａの一つの面 ４１１ 付着物除去機構Ｂの一つの面 ４１２ 面４０６と面４１０の交線 ４１３ 面４０７と面４１１の交線 ４１４ 交線４１２と交線４１３の交点 ４１５ 交線４１２と交線４１３がなす角 を示している。なお、図５には探針１０１を示していな
い。

【００１０】ここでの付着物除去機構は、図１及び図２
に示した付着物除去機構２つから構成されている。ここ
では２つの付着物除去機構の一つ一つを付着物除去機構
Ａ、付着物除去機構Ｂと呼ぶこととする。付着物除去機
構Ａ及びＢは図４に示すように相対して配置され、付着
物除去機構Ａ及びＢの交線４１２及び交線４１３は一点
で交差する。交線４１２及び交線４１３のなす角４１５
が鋭角となっている。なお本図では説明のため観察媒体
表面に平行な表面１０２上に付着物除去機構１０３を設
置しているが本付着物除去機構は別途に設置してかまわ
ない。本発明による探針先端の付着物の除去を示す。ま
ず、探針１０１先端の位置を交線４１２、交線４１３で
結ばれる平面上に移動させる。次に探針１０１がこの平
面上になるように保ったまま、探針を図６中の矢印６０
１で示した方向に移動させる。この移動により探針先端
が交点４１４を通過するとき探針１０１先端の付着物が
除去される。

【００１１】また、前記観察された相互作用に基づき、
前記観察媒体に記録された情報を再生する復号化手段を
有することにより、観察媒体に記録された情報を再生す
ることができる。この場合、観察媒体は情報が記録され
た記録媒体となる。例えば、“１”と“０”に対応して
記録ビットが形成されている場合、このビットに基づき
検出される相互作用が変化する。この相互作用の大きさ
や方向等に基づき各ビットが“１”か“０”か決定し復
号化すればよい。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明をす
る。 ［実施例１］本発明における実施例１として、ＳＴＭを
改良した表面観察装置を、実施例を図７を用いて説明す
る。本実施例で示した表面観察装置は、 ７０２ 探針 ７０３ 探針付着物除去用シリコン構造 ７０４ シリコン基板 ７０５ 電源 ７０６ 電流検出回路 ７０７ Ｚ方向位置制御回路 ７０８ 試料ステージ ７０９ 試料ステージ駆動機構 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 から構成されている。なお図には観察する試料７０１も
記入してある。探針７０２はＰｔ−Ｉｒのワイヤーを電
界研磨したものであり、従来のＳＴＭで使用される探針
と同様なものである。探針先端付着物除去用シリコン構
造７０３を図８に示す。また、シリコン基板７０４はシ
リコン構造７０３を支持しており表面は観察試料７０１
表面と平行である。探針先端付着物除去用シリコン構造
７０３はシリコンを加工し図１及び図２に示した構造と
同様な構造である。図８において、８０１及び８０２は
それぞれ図１中の１０８及び１０９で示した交線１０８
に相当する角である。電源７０５は探針７０２と試料７
０１の間、探針７０２と探針付着物除去用シリコン構造
７０３の間、及び探針７０２とシリコン基板７０４の間
にＳＴＭ観察用の電圧を印加する。電流検出回路７０６
は探針７０２に流れる電流を検出する。

【００１３】Ｚ方向位置制御回路７０７はマイクロコン
ピュータ７１１からの制御信号と電流検出回路７０６の
信号から試料ステージ駆動機構７０９の図示Ｚ方向の位
置を制御する。試料ステージ７０８は観察する試料体７
０１及び探針先端付着物除去用シリコン構造７０３及び
シリコン基板７０４を保持固定するもので試料ステージ
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
信号に基づき試料ステージ駆動機構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。

【００１４】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が電源７０５に指令し、試料７０１と
探針７０２の間に電圧を印加し、さらに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
近させる。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、電流検出回路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７１０に指令して探針７０２が観察試料７
０１表面を走査させる。すなわち探針７０２と試料７０
１の間に流れるトンネル電流が一定になるような状態で
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ＳＴＭの動作と同様
なものである。

【００１５】本実施例では、上記の手順で試料７０１表
面の観察を行い、さらに場所を変えて同様な手順で観察
を繰り返した。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を試料７０１表面から離
し、探針付着物除去用シリコン構造７０３付近に移動す
る。次にＳＴＭによる観察を行うときと同様に、探針付
着物除去用シリコン構造７０３と探針７０２の間に電源
７０５により電圧を印加しながら、探針７０２と探針付
着物除去用シリコン構造７０３の間に流れる電流が一定
になるように図示Ｚ方向の位置制御を保つ。この状態で
探針７０２先端が８０１で示した角を通過するように矢
印８０４に示した方向に移動させる。この動作により探
針７０２先端に付着した付着物８０３が８０１の角によ
り除去される。なお、この場合、Ｚ方向の位置を制御す
るための電流の規定値を上げることにより探針先端７０
２と角８０１がより接近し、より有効に付着物を除去で
きる。

【００１６】［実施例２］本発明による実施例２を説明
する。図１０は実施例２である従来のＡＦＭを改良した
表面観察装置を説明する図である。本実施例に用いるＡ
ＦＭは １００２ 探針 １００３ カンチレバー １００４ レーザ １００５ ２分割センサ １００６ たわみ量検出装置 １００７ Ｚ方向位置制御回路 １００２ 探針 １００８ 媒体ステージ １００９ 媒体ステージ駆動機構 １０１０ ＸＹ方向位置制御回路 １０１１ マイクロコンピュータ １０１２ ディスプレイ １０１３ シリコン基板 １０１４ 付着物除去部 から構成されている。図には本実施例で用いた試料も示
してある。探針１００２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１００３も窒
化シリコン製でこの探針１００２及びカンチレバー１０
０３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１００３の試料１００１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０．０５Ｎ／ｍであった。レ
ーザ１００４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１００５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１００６は２分割センサ１００
５からの信号に基づきカンチレバー１００３のたわみ量
を検出する。Ｚ方向の位置検出はレーザ１００４がカン
チレバー１００３の試料と反対側を照射し、レーザ光は
２分割センサ１００５に導入される。２分割センサ１０
０５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１００
３のたわみ量に依存しており、この２分割センサ１００
５の出力からたわみ量検出装置１００６がカンチレバー
１００３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。

【００１７】Ｚ方向位置制御回路１００７はマイクロコ
ンピュータ１０１１からの制御信号とたわみ量検出装置
１００６の信号から媒体ステージ駆動機構１００９の図
示Ｚ方向の位置を制御する。媒体ステージ１００８は観
察媒体１００１を保持固定するもので媒体ステージ駆動
機構１００９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１０１０はマイクロコンピュータ１０１１から
の信号に基づき媒体ステージ駆動機構１００９の図示Ｘ
Ｙ方向の位置を制御する。マイクロコンピュータ１０１
１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１０１２は得られた信号を処理して画像を
表示する。付着物除去部１０１４を図１１、図１２、図
１３に示す。なお図１３は図１２中のＢ及びＢ’で示さ
れた部分の断面図である。付着物除去部１０１４は図
３、図４、図５に示した構造と同じであるが、上面がこ
の付着物除去部を支持するシリコン基板と平行になって
いる。４１２及び４１３が示す角がそれぞれ１１０１及
び１１０２に対応する。また４１４に示す場所が１２０
１に対応する。

【００１８】本実施例での動作は以下の通りである。ま
ず、マイクロコンピュータ１０１１がＸＹ方向位置制御
回路１０１０に制御信号を送り、探針１００２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１０１１がＺ方向位置制御回路１００
７に指示して探針１００２を試料１００１に接触させ
る。次にマイクロコンピュータ１０１１がＺ方向位置制
御回路１００７に指示し、たわみ量検出装置１００６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１０１１がＸＹ
方向位置制御回路１０１０に指令して探針１００２が試
料１００１表面を走査させる。すなわちカンチレバー１
００３のたわみ量が一定になるような状態、すなわち探
針１００２先端と試料１００１の間に働く力が一定にな
る状態で探針１００２が試料１００１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１００７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
１０１２に表示する。本実施例では上記の手順で観察を
行った。さらに場所を変えて同様な手順で観察を繰り返
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。

【００１９】次に探針先端を１１０１、１１０２の間の
間隙に位置するように移動させる。次にＡＦＭ動作によ
る観察を行うときと同様に、探針１００２を１１０１、
１１０２に接触させる。この状態で探針１００２先端が
１２０１で示した点を通過するように矢印１３０１に示
した方向に移動させる。この動作により探針１００２先
端に付着した付着物が１１０２の角により除去される。
また、探針１００２が点１２０１を通過する以前に、１
１０１と１１０２の間隙が狭くなったところで、図示Ｚ
方向に探針１００２を引き上げることにより、探針１０
０２先端の付着物が１１０１、１１０２に引っかかるよ
うにして除去されるようにしてもよい。

【００２０】［実施例３］次に本発明による実施例３を
説明する。実施例３は図１４に示した情報再生装置を用
いる。図１４に示した再生装置は実施例２で用いた図１
０に示すＡＦＭをもとに構成されている。図１４は図１
０で示した試料１００１、探針１００２、カンチレバー
１００３の代わりに １４０１ 記録媒体 １４０２ 探針 １４０３ カンチレバー が具備されている。また新たに １４０４ 電源 １４０５ 電流検出機構 が具備されている。本実施例で用いた記録媒体１４０１
は、図１５に示すようなものであり、シリコン基板上１
５０１にエピタキシャル成長した金（１１１）結晶１５
０２上にポリイミドＬＢ膜１５０３を約３ｎｍの膜厚で
形成したものである。また、探針１４０２及びカンチレ
バー１４０３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１４０２及びカ
ンチレバー１４０３は実施例１で用いた探針１００２及
びカンチレバー１００３と同じものであるが、この探針
１４０２とカンチレバー１４０３の記録媒体１４０１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１
４０２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１４０４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１４０５はこの
バイアス電圧印加により探針１４０２先端と記録媒体１
４０１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１０１１に送る。

【００２１】ポリイミドＬＢ膜１５０３は絶縁性で高抵
抗であるが、記録ビット１５０４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１４０１に形成してある。
本実施例では探針１４０２はポリイミドＬＢ膜１５０３
表面に接触して走査するが、探針１４０２先端が記録ビ
ット１５０４上にあるときとないときでは探針１４０２
と金結晶１５０２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１０１１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１４０２先端と金結晶１５０
２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。

【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１０１１がＸ
Ｙ方向位置制御回路１０１０に制御信号を送り、探針１
４０２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１０１１が
Ｚ方向位置制御回路１００７に指示して探針１４０２を
記録媒体１４０１に接触させる。次にマイクロコンピュ
ータ１０１１がＺ方向位置制御回路１００７に指示し、
たわみ量検出装置１００６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１０１１がＸＹ方向位置制御回路１０１０
に指令して探針１４０２が記録媒体１４０１表面を走査
させる。すなわち探針１４０２先端と記録媒体１４０１
の間に働く力が一定になる状態で探針１４０２が記録媒
体１４０１表面上を走査する。このときマイクロコンピ
ュータ１０１１はＸＹ方向の位置とＺ方向位置制御回路
１００７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。この状態で、電源１４０４により探針
１４０２先端と金結晶１５０２の間に電圧を印加する。
また電流検出機構１４０５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１０１１に送る。マイクロコ
ンピュータ１０１１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。本実施例では上
記の手順で情報を再生し、次に場所を変えて同様な手順
で再生を数回繰り返す。本実施例では実施例２に示した
付着物除去部を有しており、実施例２に示した方法と同
様な方法により探針１４０２の先端に付着した付着物を
除去する。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。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、媒体表面に平行な平面と媒体表面に垂直な平面との
なす角より小さい交角を構成する二つの面とその交線か
ら形成された付着物除去機構によって、効率的に探針先
端の付着物を除去することが可能となり、より正確に媒
体の表面観察あるいはより正確に記録情報を再生するこ
とのできる表面観察・記録再生装置を実現することがで
きる。その際、２組の前記交角を構成する面の組によっ
て、一つの組における交角を構成する二つの面による交
線と、他方の組における交角を構成する二つの面による
交線とが、鋭角をなすように構成することで、より効率
的に探針先端の付着物を除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】付着物除去機構の断面図。

【図２】付着物除去機構の上面図。

【図３】付着物の除去を説明する図。

【図４】付着物除去機構の断面図。

【図５】付着物除去機構の上面図。

【図６】図５のＡ−Ａ’断面図。

【図７】本発明における実施例１の表面観察装置の構成
を示す図。

【図８】本発明における実施例１の表面観察装置の探針
付着物除去用シリコン構造の断面図。

【図９】本発明における実施例１の表面観察装置の探針
付着物除去用シリコン構造の上面図。

【図１０】本発明における実施例２の表面観察装置の構
成を示す図。

【図１１】本発明における実施例２の付着物除去部の断
面図。

【図１２】本発明における実施例２の付着物除去部の上
面図。

【図１３】図１２のＢ−Ｂ’断面図。

【図１４】本発明における実施例３の再生装置の上面
図。

【図１５】本発明における実施例３で用いられる記録媒
体の構成を示す図。

【符号の説明】

１０１：探針 １０２：観察媒体表面に平行な表面 １０３：付着物除去機構 １０４：観察媒体表面水平方向の平面 １０５：付着部除去機構の一つの面 １０６：観察媒体表面垂直方向の平面 １０７：付着物除去機構の一つの面 １０８：面１０５と面１０７の交線 １０９：面１０７と媒体表面１０２の交線 ４０１：観察媒体表面に平行な表面 ４０２：付着物除去機構Ａ ４０３：付着物除去機構Ｂ ４０４：観察媒体表面水平方向の平面 ４０５：観察媒体表面水平方向の平面 ４０６：付着部除去機構Ａの一つの構成面 ４０７：付着物除去機構Ｂの一つの構成面 ４０８：観察媒体表面垂直方向の平面 ４０９：観察媒体表面垂直方向の平面 ４１０：付着物除去機構Ａの一つの面 ４１１：付着物除去機構Ｂの一つの面 ４１２：面４０６と面４１０の交線 ４１３：面４０７と面４１１の交線 ４１４：交線４１２と交線４１４の交点 ４１５：交線４１２と交線４１３がなす角 ７０１：試料 ７０２：探針 ７０３：探針付着物除去用シリコン構造 ７０４：シリコン基板 ７０５：電源 ７０６：電流検出回路 ７０７：Ｚ方向位置制御回路 ７０８：試料ステージ ７０９：試料ステージ駆動機構 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 １００１：試料 １００２：探針 １００３：カンチレバー １００４：レーザ １００５：２分割センサ １００６：たわみ量検出装置 １００７：Ｚ方向位置制御回路 １００８：媒体ステージ １００９：媒体ステージ駆動機構 １０１０：ＸＹ方向位置制御回路 １０１１：マイクロコンピュータ １０１２：ディスプレイ １０１３：シリコン基板 １０１４：付着物除去部 １４０１：記録媒体 １４０２：探針 １４０３：カンチレバー １４０４：電源 １４０５：電流検出機構 １５０１：シリコン基板 １５０２：金（１１１）結晶 １５０３：ポリイミドＬＢ膜 １５０４：記録ビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 9/14 Ｇ１１Ｂ 9/14 Ｆ Ｆターム(参考） 2F063 AA43 CA31 EA16 EB23 FA07 2F069 AA60 DD13 GG04 GG06 GG11 GG52 GG62 HH30 LL03 MM00 2H052 AA07 AC34 AD07 AD20 AD31 AF21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置制御手段によって探針と媒体との相対
   位置を移動させ、相互作用検出手段により前記媒体と前
   記探針との間に発生する相互作用を検出して前記媒体の
   表面観察あるいは前記媒体に記録された情報を再生する
   表面観察・記録再生装置であって、 前記探針先端に付着した付着物を除去する付着物除去機
   構を備え、該付着物除去機構が少なくとも前記媒体表面
   に平行な平面と前記媒体表面に垂直な平面とのなす角よ
   り小さい交角を構成する二つの面とその交線から形成さ
   れてなることを特徴とする表面観察・記録再生装置。
2. 【請求項２】前記付着物除去機構が、前記交角を構成す
   る面の組を２組有し、かつ前記一つの組における交角を
   構成する二つの面による交線と、他方の組における交角
   を構成する二つの面による交線とが、鋭角をなすように
   した構成を備えてなることを特徴とする請求項１に記載
   の表面観察・記録再生装置。
3. 【請求項３】前記媒体と前記探針との間に発生する相互
   作用に基づいて、前記観察媒体に記録された情報を再生
   する復号化手段を有する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・記録再生装置。
4. 【請求項４】前記付着物除去機構が、シリコンによって
   構成されている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・記録再生装置。