JP2012058220A - Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor - Google Patents

Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2012058220A
JP2012058220A JP2010214453A JP2010214453A JP2012058220A JP 2012058220 A JP2012058220 A JP 2012058220A JP 2010214453 A JP2010214453 A JP 2010214453A JP 2010214453 A JP2010214453 A JP 2010214453A JP 2012058220 A JP2012058220 A JP 2012058220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
field sensor
probe
fine particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010214453A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiko Obata
恵子 小畑
Kenjiro Kimura
建次郎 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2010214453A priority Critical patent/JP2012058220A/en
Publication of JP2012058220A publication Critical patent/JP2012058220A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic field sensor capable of measuring the spatial distribution of a magnetic field, a magnetic field gradient or a signal corresponding to the magnetic field gradient with a high resolution, and a method of manufacturing the magnetic field sensor.SOLUTION: A magnetic field sensor includes magnetic fine particles in a sharpened tip of a probe by immersing the tip of the probe or the overall probe in a magnetic fluid.

Description

この発明は、高分解能にて磁気記録メディアの磁区や電子部品の配線を検査するための磁場センサ及び磁場センサの製造方法に関するものである。  The present invention relates to a magnetic field sensor for inspecting magnetic domains of magnetic recording media and wiring of electronic components with high resolution, and a method of manufacturing the magnetic field sensor.

高度情報化社会が進展し、高密度磁気記録の重要性が高まると同時に、磁気記録の読み出し、書き込み技術、また磁区検査技術における高精度化が求められている。特に、磁区検査技術の高精度化に向けて、空間分解能の向上、磁場強度分解能の向上が進められている。一方、電子部品の縮小化と共に、単位体積あたりの配線密度が向上した結果、欠陥箇所が増加し、磁場を用いた非破壊での配線検査技術の高精度化が進められている。  With the advancement of an advanced information society, the importance of high-density magnetic recording is increasing, and at the same time, there is a demand for higher accuracy in magnetic recording read / write technology and magnetic domain inspection technology. In particular, improvement of spatial resolution and improvement of magnetic field strength resolution are being promoted toward higher accuracy of magnetic domain inspection technology. On the other hand, as the electronic parts are reduced and the wiring density per unit volume is improved, the number of defective portions is increased, and the precision of the non-destructive wiring inspection technique using a magnetic field is being promoted.

また、磁気記録メディア、電子部品の信頼性確保のため、全品検査の必要性も高まりつつある。その結果、前記磁区検査や磁場による配線検査の低コスト化が求められ、特に磁場センサの高精度化と同時に低コスト化が進められている。  In addition, in order to ensure the reliability of magnetic recording media and electronic parts, the need for inspection of all products is increasing. As a result, the cost reduction of the magnetic domain inspection and the wiring inspection by the magnetic field is demanded. In particular, the cost reduction is being promoted simultaneously with the improvement of the accuracy of the magnetic field sensor.

非特許文献1において、磁気記録メディアの検査には磁気力顕微鏡(MFM:Magnetic Force Microscopy:MFM)が有効であることが提案されている。MFMでは、硅素からなる針状部(以下探針と呼ぶ)を磁性薄膜で被覆し、この磁性薄膜を磁化させたものを磁場センサとして用いることが提案されている。この磁場センサを、測定対象の磁区に接近させると、磁区から発生する磁場により、前記探針が磁気力を受け、“探針を支持するカンチレバーの歪み(磁場勾配に対応)”、または”探針とそれを支持するカンチレバーの共振周波数の変化(磁場勾配の勾配に対応)“が誘起される。これらの量を電気的または光学的に計測することによって磁場勾配または”磁場勾配の勾配“に相当する信号測定がなされる。  In Non-Patent Document 1, it is proposed that a magnetic force microscope (MFM) is effective for inspecting a magnetic recording medium. In MFM, it has been proposed that a needle-shaped portion made of silicon (hereinafter referred to as a probe) is covered with a magnetic thin film and the magnetic thin film is magnetized to be used as a magnetic field sensor. When this magnetic field sensor is brought close to the magnetic domain to be measured, the probe receives a magnetic force due to the magnetic field generated from the magnetic domain, and “distortion of the cantilever that supports the probe (corresponding to the magnetic field gradient)” or “probe” A change in resonance frequency (corresponding to the gradient of the magnetic field gradient) of the needle and the cantilever that supports it is induced. By measuring these quantities electrically or optically, signal measurements corresponding to magnetic field gradients or “magnetic field gradients” are made.

前記MFMを用いて、電流によって発生する磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の計測が可能である。電流経路近傍に前記磁場センサを接近させることにより、電流経路から発生する磁場による磁気力が探針に加わり、その磁気力から電流の大小を見積もる。  Using the MFM, it is possible to measure a magnetic field gradient generated by an electric current or a “magnetic field gradient”. By bringing the magnetic field sensor close to the vicinity of the current path, a magnetic force due to the magnetic field generated from the current path is applied to the probe, and the magnitude of the current is estimated from the magnetic force.

MFMで用いる針状の磁場センサを以下磁性探針と呼ぶ。従来のMFMで用いる磁性探針は、四角錐状の珪素から成る探針に、磁性材料を被覆した構造、または磁性材料から成るワイアを先鋭化させて探針にしたものがある。磁性探針に用いられる磁性体の材料として、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、希土類元素、酸化鉄またこれらを混合して用いたものがある。一般的には、コバルト(Co)とクロム(Cr),白金(Pt)の合金が用いられる。特許文献1では、原子間力顕微鏡用の珪素からなる探針の表面全体に磁性金属をスパッタリング法等により成膜したものが開示されている。  The needle-like magnetic field sensor used in the MFM is hereinafter referred to as a magnetic probe. 2. Description of the Related Art Conventional magnetic probes used in MFM include a probe made of silicon having a quadrangular pyramid shape and a structure in which a magnetic material is coated or a wire made of a magnetic material is sharpened. Examples of magnetic materials used in the magnetic probe include nickel (Ni), iron (Fe), cobalt (Co), rare earth elements, iron oxide, and a mixture of these. Generally, an alloy of cobalt (Co), chromium (Cr), and platinum (Pt) is used. Patent Document 1 discloses a film in which a magnetic metal is formed on the entire surface of a probe made of silicon for an atomic force microscope by a sputtering method or the like.

前記、従来の磁性探針は、10nmから100nmの膜厚の磁性薄膜で、珪素からなる探針を被覆する。探針の先端曲率半径は2nmから10nm程度である場合は、磁性薄膜による被覆後には、最小22nmから最大210nmの先端曲率半径となる。  The conventional magnetic probe is a magnetic thin film having a thickness of 10 nm to 100 nm and covers a probe made of silicon. When the tip radius of curvature of the probe is about 2 nm to 10 nm, the tip radius of curvature is 22 nm to 210 nm after coating with the magnetic thin film.

前記、磁性材料から成る被覆膜は、四角錐状の硅素から成る母材全体に、RFスパッタリング法によって作製される。そのため、MFMによる磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分布の測定における空間分解能は、先端の曲率半径より高くなることはない。  The coating film made of a magnetic material is produced by the RF sputtering method on the entire base material made of silicon having a quadrangular pyramid shape. Therefore, the spatial resolution in the measurement of the intensity distribution of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient” by the MFM does not become higher than the curvature radius of the tip.

従来の磁性探針は、RFスパッタリング法によって探針全体に磁性材料が被覆されているため、MFM計測によって得られるデータは、測定対象上部の磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分布を探針全体で積算したものとなり、磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能は探針の3次元的な形状に依存すると同時に、探針の長さ方向の空間分解能は、探針の長さ方向に垂直な平面内の空間分解能より低い。3次元磁場勾配分布または3次元“磁場勾配の勾配”分布を高い空間分解能で決定するためには、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”を検出するセンサ部分の面積は可能な限り小さい方がよい。例えば、1nm×1nmの面積の場合、3次元磁場勾配または磁場勾配の勾配”分布は約1nmで決定される。  Since a conventional magnetic probe is coated with a magnetic material by RF sputtering, the data obtained by MFM measurement searches for the intensity distribution of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” above the object to be measured. The spatial resolution of the magnetic field gradient distribution measurement or “magnetic field gradient gradient” distribution measurement depends on the three-dimensional shape of the probe, and at the same time the spatial resolution in the length direction of the probe is It is lower than the spatial resolution in a plane perpendicular to the length direction of the needle. In order to determine the three-dimensional magnetic field gradient distribution or the three-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution with high spatial resolution, the area of the sensor portion for detecting the magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” should be as small as possible. . For example, for an area of 1 nm × 1 nm, the “three-dimensional magnetic field gradient or gradient of magnetic field gradient” distribution is determined at about 1 nm.

従来の磁性探針は、RFスパッタリング法によって探針全体に磁性材料が被覆されているため、MFM計測によって得られる信号は、探針全体が受ける磁気力に対応する。そのため、探針の根元の領域(探針先端から離れた領域)など、測定対象から離れた探針表面の領域における磁場勾配または“磁場勾配の勾配”に由来する探針位置の変化に伴う信号変化は、測定対象に接近した探針表面の領域における磁場勾配または“磁場勾配の勾配”に由来する探針位置の変化に伴う信号変化に比べると、一定量変化する距離も長い。また、測定対象以外の領域からの磁場勾配または“磁場勾配の勾配”が測定した信号にオフセットとして含まれてしまう。  In the conventional magnetic probe, since the magnetic material is coated on the entire probe by the RF sputtering method, the signal obtained by the MFM measurement corresponds to the magnetic force received by the entire probe. Therefore, a signal accompanying a change in probe position due to a magnetic field gradient or “magnetic field gradient” in a region on the surface of the probe far from the measurement target, such as a region at the base of the probe (region away from the tip of the probe) The change is longer by a fixed amount than the signal change accompanying the change in the probe position due to the magnetic field gradient in the region of the probe surface close to the measurement object or the “magnetic field gradient”. Further, a magnetic field gradient or “magnetic field gradient” from a region other than the measurement target is included as an offset in the measured signal.

そのため、MFM計測によって得られた信号には、座標依存性のない大きなオフセットが加わることになり、結果として磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度の測定に関する分解能が悪化してしまう。  Therefore, a large offset having no coordinate dependency is added to the signal obtained by the MFM measurement, and as a result, the resolution related to the measurement of the intensity of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” is deteriorated.

従来の磁性探針は、RFスパッタリング法により作製する。RFスパッタリング装置における真空容器内では、試料台等、探針以外の領域に多くの磁性材料が堆積してしまい、材料の利用効率は高くない。特に、磁性探針の場合、磁性材料の被覆が必要なのは探針先端近傍のみである。  A conventional magnetic probe is produced by an RF sputtering method. In a vacuum container in an RF sputtering apparatus, a lot of magnetic material is deposited in a region other than the probe, such as a sample stage, and the utilization efficiency of the material is not high. In particular, in the case of a magnetic probe, only the vicinity of the probe tip needs to be coated with a magnetic material.

従来の磁性探針は、RFスパッタリング法により作製するため、前記四角錐状の硅素から成る母材を真空装置内に配置する必要がある。真空装置を利用するため、製造コストは高くなり、また大面積化もスピンコート法等の湿式の薄膜形成プロセスに比べると容易ではない。  Since the conventional magnetic probe is manufactured by the RF sputtering method, it is necessary to arrange the base material made of the above-mentioned quadrangular pyramidal silicon in a vacuum apparatus. Since a vacuum apparatus is used, the manufacturing cost is high, and the increase in area is not easy compared to a wet thin film forming process such as a spin coating method.

特開2003−240700号公報JP 2003-240700 A D.Rugar,H.J.Mamin,P.Guethner,S.E.Lambert,J.E.Stem,I.McFadyen,and T.Yogi,J.Appl.Phys.68(3),1169−1183(1990)  D. Rugar, H .; J. et al. Mamin, P.M. Guetner, S.M. E. Lambert, J .; E. Stem, I.M. McFadyen, and T.M. Yogi, J .; Appl. Phys. 68 (3), 1169-1183 (1990)

高度情報処理社会が進展し、高密度磁気記録の重要性が高まると同時に、磁気記録の読み出し、記録技術、また検査技術における,空間分解能の向上、磁場または磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能の向上が求められている。磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測における空間分解能を向上させるため、探針先端から1μm以下の領域に磁性材料を備える磁性探針が要請されている。この場合、測定結果の磁場勾配分布または“磁場勾配の勾配”分布は、1μm以下の精度である。また、特に測定対象面に対して平行な2次元平面における空間分解能を向上させるため、22nm以下の空間分解能を達成可能な磁性探針が要請されている。これらの要請が達成されることによって、磁気記録メディアにおいては22nm以下の磁区に由来する磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の2次元分布、電子部品においては22nm以下の配線の計測が実現し、磁気記録メディアや電子部品の信頼性確保が実現される。  As the advanced information processing society advances and the importance of high-density magnetic recording increases, the improvement of spatial resolution, magnetic field or magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” in magnetic recording readout, recording technology, and inspection technology There is a need for improved intensity resolution. In order to improve the spatial resolution in magnetic field gradient distribution measurement or “magnetic field gradient gradient” distribution measurement, a magnetic probe having a magnetic material in a region of 1 μm or less from the probe tip is required. In this case, the magnetic field gradient distribution or “magnetic field gradient” distribution of the measurement result has an accuracy of 1 μm or less. In particular, in order to improve the spatial resolution in a two-dimensional plane parallel to the measurement target surface, a magnetic probe capable of achieving a spatial resolution of 22 nm or less is required. By fulfilling these requirements, magnetic recording media can measure magnetic field gradients derived from magnetic domains of 22 nm or less or two-dimensional distribution of “magnetic field gradient gradients”, and electronic components can measure wiring of 22 nm or less. The reliability of magnetic recording media and electronic parts is ensured.

また電子部品の縮小化と共に、単位体積あたりの配線密度は向上したため配線製造の歩留まりが悪化し、電子部品の信頼性確保のため、全品検査の必要性も高まっている。前記、検査技術の普及のためには、検査技術で用いられる磁場センサの低コスト化が要請されている。In addition, with the reduction of electronic parts, the wiring density per unit volume has been improved, so that the yield of wiring manufacturing has deteriorated, and the need for inspection of all products has been increasing in order to ensure the reliability of electronic parts. In order to spread the inspection technology, it is required to reduce the cost of the magnetic field sensor used in the inspection technology.

本発明は、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の計測技術における空間分解能の問題、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能の問題、コストの問題を解決するために、上記課題に応える磁場勾配または“磁場勾配の勾配”計測用の磁場センサとしての磁性探針及びその製造方法を提供することにある。  The present invention responds to the above problems in order to solve the problem of spatial resolution in the measurement technique of magnetic field gradient or “magnetic field gradient”, the problem of intensity resolution of magnetic field gradient or “magnetic field gradient”, and the problem of cost. It is an object of the present invention to provide a magnetic probe as a magnetic field sensor for measuring a magnetic field gradient or “magnetic field gradient” and a method for manufacturing the magnetic probe.

この発明によれば、非磁性材料で構成される針状部または板状部と、その針状部または板状部の少なくとも1箇所に磁気微粒子が配置されていることを特徴とする磁場センサが提供される。  According to the present invention, there is provided a magnetic field sensor comprising a needle-like portion or a plate-like portion made of a nonmagnetic material, and magnetic fine particles arranged at least at one location of the needle-like portion or the plate-like portion. Provided.

また、この発明によれば、非磁性材料で構成される針状部または板状部と、その針状部または板状部に少なくとも1箇所に磁気微粒子が配置させることを特徴とする磁場センサの製造方法が提供される。  According to the present invention, there is also provided a magnetic field sensor comprising: a needle-like part or a plate-like part made of a non-magnetic material; and magnetic fine particles arranged at least in one place on the needle-like part or the plate-like part. A manufacturing method is provided.

この発明の、磁場センサ及び磁場センサの製造方法によれば、前記「探針先端から1μm以下の領域に磁性材料を備える磁性探針」、「3次元磁場勾配分布または3次元“磁場勾配の勾配”分布の測定において22nm以下の空間分解能を達成可能な磁性探針」を提供することができ、または従来の磁場センサである磁性探針に比べ「低コスト」な磁性探針の製造方法を提供することができる。その結果、磁気記録メディアにおいては22nm以下の磁区に由来する磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の3次元分布、電子部品においては22nm以下の配線の計測が実現し、磁気記録メディアや電子部品の信頼性確保が実現される。  According to the magnetic field sensor and the method of manufacturing the magnetic field sensor of the present invention, the “magnetic probe including a magnetic material in an area of 1 μm or less from the probe tip”, “three-dimensional magnetic field gradient distribution or three-dimensional magnetic field gradient gradient”. A magnetic probe capable of achieving a spatial resolution of 22 nm or less in distribution measurement can be provided, or a method of manufacturing a magnetic probe that is “low cost” compared to a magnetic probe that is a conventional magnetic field sensor. can do. As a result, a magnetic recording medium can measure a three-dimensional distribution of a magnetic field gradient or “magnetic field gradient” derived from a magnetic domain of 22 nm or less, and an electronic component can measure a wiring of 22 nm or less. Reliability is ensured.

(a)磁気微粒子を探針先端に備える磁場センサである。(b)磁気微粒子を探針先端に備える磁場センサの探針先端部の拡大模式図である。  (A) A magnetic field sensor provided with magnetic fine particles at the tip of a probe. (B) It is an expansion schematic diagram of the probe tip part of a magnetic field sensor provided with magnetic fine particles at the probe tip. 磁気微粒子を探針先端以外の箇所に備えた磁場センサである。  This is a magnetic field sensor provided with magnetic fine particles at a location other than the tip of the probe. 磁気微粒子を探針先端に備え、磁気微粒子の剥離を防ぐための保護膜を備えた磁場センサである。  The magnetic field sensor includes a magnetic film provided at the tip of the probe and a protective film for preventing separation of the magnetic particles. 磁気微粒子を探針先端以外の箇所に備え、磁気微粒子の剥離を防ぐための保護膜を備えた磁場センサである。  This is a magnetic field sensor provided with a magnetic fine particle at a place other than the tip of the probe and a protective film for preventing the separation of the magnetic fine particle. 磁気微粒子をカンチレバーの表面に備えた磁場センサである。  A magnetic field sensor provided with magnetic fine particles on the surface of a cantilever. 磁気微粒子をカンチレバーの表面に備え,磁気微粒子の剥離を防ぐための保護膜を備えた磁場センサである。  This magnetic field sensor has magnetic particles provided on the surface of the cantilever and a protective film for preventing the separation of magnetic particles. ワイア状の材料を先鋭化させ、先端に磁気微粒子を備えた磁場センサである。  This is a magnetic field sensor in which a wire-like material is sharpened and magnetic fine particles are provided at the tip. (a)カンチレバー表面の一定の領域に複数の磁気微粒子を備えた磁場センサの斜視図である。(b)カンチレバー表面の一定の領域に複数の磁気微粒子を備えた磁場センサの側面図である。(c)カンチレバー表面の一定の領域に複数の磁気微粒子を備えた磁場センサの正面図である。  (A) It is a perspective view of the magnetic field sensor provided with the some magnetic fine particle in the fixed area | region of the cantilever surface. (B) It is a side view of the magnetic field sensor provided with several magnetic fine particles in the fixed area | region of the cantilever surface. (C) It is a front view of the magnetic field sensor provided with several magnetic fine particles in the fixed area | region of the cantilever surface. 図8のカンチレバーの部分を、2つの板ばねで支える方式の磁場センサである。  It is a magnetic field sensor of the type which supports the cantilever part of FIG. 8 with two leaf springs. 2つのカンチレバーを平行に配列させ、片方のカンチレバーに磁気微粒子を配置した磁場センサである。  This is a magnetic field sensor in which two cantilevers are arranged in parallel and magnetic fine particles are arranged on one cantilever. 探針全体に複数の磁気微粒子が配置されている磁場センサである。  This is a magnetic field sensor in which a plurality of magnetic fine particles are arranged on the entire probe. (a)探針が磁性流体に接近する状態を示した模式図である。(b)探針先端が磁性流体に接触した状態を示した模式図である。(c)探針先端に磁気微粒子が付着した状態を示した模式図である。  (A) It is the schematic diagram which showed the state in which a probe approaches a magnetic fluid. (B) It is the schematic diagram which showed the state which the probe tip contacted the magnetic fluid. (C) It is the schematic diagram which showed the state which the magnetic fine particle adhered to the probe tip. 本発明に係る磁場センサを作製するための原子間力顕微鏡の構成である。  It is the structure of the atomic force microscope for producing the magnetic field sensor which concerns on this invention. (a)カンチレバーが磁性流体に接近する状態を示した模式図である。(b)カンチレバーが磁性流体に接触した状態を示した模式図である。(c)カンチレバー表面に磁気微粒子が付着した状態を示した模式図である。  (A) It is the schematic diagram which showed the state in which a cantilever approaches a magnetic fluid. (B) It is the schematic diagram which showed the state which the cantilever contacted the magnetic fluid. (C) A schematic view showing a state where magnetic fine particles are attached to the cantilever surface. (a)カンチレバー表面にレジストが塗布された状態の模式図である。(b)(a)のレジスト表面の一部に、マスクを介して光を照射し、レジストを感光させる様子を示した模式図である。(c)感光した領域を除去した後の構造を示す。(d)(c)によって作製された溝に磁気微粒子を付着させた様子を示す模式図である。(e)レジストを除去した図である。  (A) It is a schematic diagram of the state by which the resist was apply | coated to the cantilever surface. (B) It is the schematic diagram which showed a mode that a part of resist surface of (a) was irradiated with light through a mask and a resist was exposed. (C) shows the structure after removal of the exposed areas. (D) It is a schematic diagram which shows a mode that the magnetic fine particle was made to adhere to the groove | channel produced by (c). (E) It is the figure which removed the resist. (a)探針を備えたカンチレバーが磁性流体に接近する状態を示した模式図である。(b)探針を備えたカンチレバーが磁性流体に埋没した状態を示した模式図である。(c)探針を備えたカンチレバー全体に磁気微粒子が付着した状態を示した模式図である。  (A) It is the schematic diagram which showed the state in which the cantilever provided with the probe approached magnetic fluid. (B) It is the schematic diagram which showed the state where the cantilever provided with the probe was buried in the magnetic fluid. (C) It is the schematic diagram which showed the state which the magnetic fine particle adhered to the whole cantilever provided with the probe. (a)探針が磁場によって液面が上昇した磁性流体に接近する状態を示した模式図である。(b)探針が磁場によって液面が上昇した磁性流体に接触する状態を示した模式図である。(c)探針に磁気微粒子が付着した状態を示した模式図である。  (A) It is the schematic diagram which showed the state in which a probe approaches the magnetic fluid which the liquid level raised by the magnetic field. (B) It is the schematic diagram which showed the state which a probe contacts the magnetic fluid which the liquid level raised by the magnetic field. (C) It is the schematic diagram which showed the state in which the magnetic fine particle adhered to the probe. 本発明の磁場センサを利用する磁気力顕微鏡の装置構成である。  It is the apparatus structure of the magnetic force microscope using the magnetic field sensor of this invention. 本発明の磁場センサを利用する磁気力顕微鏡および3次元磁場勾配分布再構成法の説明図である。  It is explanatory drawing of the magnetic force microscope using the magnetic field sensor of this invention, and a three-dimensional magnetic field gradient distribution reconstruction method. (a)磁気微粒子を付着させる前の探針の電子顕微鏡像である。(b)図12の方法で磁気微粒子を付着させた後の探針の電子顕微鏡像である。(c)(b)において探針先端部を拡大した電子顕微鏡像である。  (A) It is an electron microscope image of the probe before attaching magnetic fine particles. (B) An electron microscope image of the probe after the magnetic fine particles are attached by the method of FIG. (C) It is the electron microscope image which expanded the probe tip part in (b). 図24の本発明の実施例である磁場センサを用いて得られたフロッピーディスク上空の“磁場勾配の勾配”分布像である。  FIG. 25 is a “gradient of magnetic field gradient” distribution image over the floppy disk obtained by using the magnetic field sensor according to the embodiment of the present invention in FIG. 24. 図24の本発明の実施例である磁場センサを用いて得られた水平磁気記録方式のハードディスク上空の“磁場勾配の勾配”分布像である。  FIG. 25 is a “magnetic field gradient gradient” distribution image over a horizontal magnetic recording type hard disk obtained by using the magnetic field sensor of the embodiment of the present invention in FIG. 24. 図24の本発明の実施例である磁場センサを用いて得られた垂直磁気記録方式のハードディスク上空の“磁場勾配の勾配”分布像である。  25 is a “magnetic field gradient gradient” distribution image over a perpendicular magnetic recording type hard disk obtained by using the magnetic field sensor of the embodiment of the present invention in FIG. 24. (a)図16の方法で磁気微粒子を付着させた後の探針の電子顕微鏡像である。(b)(a)において探針先端部を拡大した電子顕微鏡像である。  (A) It is an electron microscope image of the probe after magnetic fine particles were made to adhere by the method of FIG. (B) It is the electron microscope image which expanded the probe tip part in (a).

図1(a)は磁場センサの構造を示す。図1(b)は磁場センサ部を拡大した模式図を示す。カンチレバー先端部に三角錐状の硅素から成る探針1を備え、さらにその先端に磁気微粒子2を備える。磁気微粒子2は、図2に示すように、必ずしも探針1の先端になくてもよい。また、図3、図4のように、磁気微粒子2の剥離を防ぐため、例えば窒化硅素等の非磁性材料の薄膜3によって被覆された構造を有してもよい。FIG. 1A shows the structure of the magnetic field sensor. FIG. 1B shows an enlarged schematic diagram of the magnetic field sensor unit. The tip of the cantilever is provided with a probe 1 made of silicon having a triangular pyramid shape, and magnetic tips 2 are further provided at the tip thereof. As shown in FIG. 2, the magnetic fine particles 2 do not necessarily have to be at the tip of the probe 1. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, in order to prevent the magnetic fine particles 2 from being peeled off, the structure may be covered with a thin film 3 made of a nonmagnetic material such as silicon nitride.

本発明に係る図1、図2、図3、図4に示す構造により、磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能が向上する。従来の磁性探針の場合、探針全面に磁性材料が被覆されているため、探針の表面すべての領域が磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の測定信号に含まれる。図1、図2、図3、図4の場合、測定される信号は、磁気微粒子2が位置する座標の磁場勾配または“磁場勾配の勾配”となり、磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能が向上する。例えば、10nmの磁気微粒子2を付着させた場合、10nmの空間分解能で3次元磁場勾配分布または3次元“磁場勾配の勾配”分布を決定することができる。  The structure shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4 according to the present invention improves the spatial resolution of magnetic field gradient distribution measurement or “magnetic field gradient gradient” distribution measurement. In the case of the conventional magnetic probe, since the magnetic material is coated on the entire surface of the probe, the entire surface of the probe is included in the measurement signal of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient”. In the case of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, the signal to be measured is a magnetic field gradient or “magnetic field gradient” at the coordinates where the magnetic fine particle 2 is located. The spatial resolution of distribution measurement is improved. For example, when 10 nm magnetic fine particles 2 are attached, a three-dimensional magnetic field gradient distribution or a three-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution can be determined with a spatial resolution of 10 nm.

図1、図2、図3、図4に示す構造により、3次元磁場勾配分布計測または3次元“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能が向上する。従来の磁性探針の場合、探針全面に磁性材料が被覆されているため、空間分解能が探針形状に著しく依存する。図1、図2、図3、図4に示す磁場センサの場合、磁気微粒子2の直径により空間分解能が決定する。さらに、磁気微粒子2が球対称である場合は、3次元すべての方向に同一空間分解能にて測定を行うことが可能となる。例えば、磁気微粒子2の直径が10nmであった場合、10nmの空間分解能で3次元磁場勾配分布または3次元“磁場勾配の勾配”分布を測定することができる。  The spatial resolution of three-dimensional magnetic field gradient distribution measurement or three-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution measurement is improved by the structure shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4. In the case of a conventional magnetic probe, since the magnetic material is coated on the entire probe surface, the spatial resolution greatly depends on the probe shape. In the case of the magnetic field sensor shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4, the spatial resolution is determined by the diameter of the magnetic fine particle 2. Furthermore, when the magnetic fine particles 2 are spherically symmetric, it is possible to perform measurement with the same spatial resolution in all three dimensions. For example, when the diameter of the magnetic fine particle 2 is 10 nm, a three-dimensional magnetic field gradient distribution or a three-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution can be measured with a spatial resolution of 10 nm.

図1、図2、図3、図4に示す構造により、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能が向上する。従来の磁性探針の場合、探針全面に磁性材料が被覆されているため、計測された信号には探針位置依存性のないオフセット信号が加わる。そのため、走査等の探針位置の変化によって変化する信号成分は、全体の信号レベルに比べると“探針1の全体の表面積の大きさ”分の“探針1の先端の曲率半径に相当する球体の表面積”に相当するオーダーで小さくなる。そのため、電圧分解能の高いアナログーデジタル変換機が必要となると同時に、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能が低下してしまう。本発明では、測定で得られた磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度に相当する信号は、全て磁気微粒子2に由来するものであるため、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度の測定分解能が向上する。  The structure shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4 improves the intensity resolution of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient”. In the case of a conventional magnetic probe, since a magnetic material is coated on the entire surface of the probe, an offset signal having no probe position dependency is added to the measured signal. Therefore, a signal component that changes due to a change in the probe position such as scanning corresponds to the “radius of curvature of the tip of the probe 1” corresponding to “the size of the entire surface area of the probe 1” compared to the overall signal level. It becomes smaller in the order corresponding to the “surface area of the sphere”. Therefore, an analog-digital converter with a high voltage resolution is required, and at the same time, the intensity resolution of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient” is reduced. In the present invention, the signals corresponding to the intensity of the magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” obtained from the measurement are all derived from the magnetic fine particles 2, so that the magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” intensity is Measurement resolution is improved.

図1、図2、図3、図4に示す構造の作製では、従来の磁性探針比べ、材用コストを低下させることができる。利用する磁性材料は、磁気微粒子2の体積に相当し、全面を被覆する従来の磁性探針に比べ材料コストが低い。また、従来の磁性探針では通常RFスパッタリング法にて磁性材料を被覆するが、真空装置内の被覆対象物以外の領域にも磁性材料を堆積してしまうため、材料の浪費が大きい。  In the production of the structure shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4, the material cost can be reduced as compared with the conventional magnetic probe. The magnetic material to be used corresponds to the volume of the magnetic fine particles 2 and has a lower material cost than the conventional magnetic probe covering the entire surface. Conventional magnetic probes are usually coated with a magnetic material by an RF sputtering method. However, since the magnetic material is deposited in a region other than the object to be coated in the vacuum apparatus, the material is wasted.

図2に示す構造は図1に対し、付加的な利点がある。図1の場合は、三角錐状の探針1の先端部に磁気微粒子2が位置するため、原子間力顕微鏡として探針先端を試料に接近させて表面の凹凸を測定する場合に、磁気微粒子2が損傷もしくは探針1から外れてしまう可能性がある。図2の場合、探針1の先端部を除く特定の領域1箇所に磁気微粒子2が配置されているため、上記の近接相互作用による磁気微粒子2の剥離または損傷の影響の軽減が見込まれる。図3のように、磁気微粒子2の剥離および損傷の防止のため、非磁性材料の保護膜3により被覆保護されている場合は、この問題は軽減される。従来の磁性探針においては、表面形状像を取得することによる、磁性材料の剥離による解像度の低下は重要な課題であった。本発明の図2の場合、その問題は解決される。図2において、先端部から一定距離、磁場勾配または“磁場勾配の勾配”検出部が離れることによる見かけの2次元磁場勾配分布または2次元“磁場勾配の勾配”分布の解像度の低下は、特定平面でのディリクレ、ノイマン境界条件を取得し、静磁場の基礎方程式を解き、3次元磁場勾配分布または“磁場勾配の勾配”分布を解析することにより解決される  The structure shown in FIG. 2 has an additional advantage over FIG. In the case of FIG. 1, since the magnetic fine particles 2 are located at the tip of the triangular pyramid-shaped probe 1, the magnetic fine particles are used when measuring the surface irregularities by bringing the probe tip close to the sample as an atomic force microscope. 2 may be damaged or detached from the probe 1. In the case of FIG. 2, since the magnetic fine particles 2 are arranged in one specific region excluding the tip of the probe 1, it is expected that the influence of the separation or damage of the magnetic fine particles 2 due to the proximity interaction is reduced. As shown in FIG. 3, this problem is alleviated when the magnetic fine particles 2 are covered and protected by the protective film 3 made of a nonmagnetic material in order to prevent peeling and damage. In the conventional magnetic probe, a reduction in resolution due to peeling of the magnetic material by acquiring a surface shape image has been an important issue. In the case of FIG. 2 of the present invention, the problem is solved. In FIG. 2, the resolution of the apparent two-dimensional magnetic field gradient distribution or the two-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution due to the separation of the magnetic field gradient or the “magnetic field gradient gradient” detection unit from the tip by a certain distance Can be solved by obtaining Dirichlet and Neumann boundary conditions, solving basic equations of static magnetic field, and analyzing three-dimensional magnetic field gradient distribution or “gradient of magnetic field gradient” distribution

図5は本発明に係る磁場センサの構造の1事例である。原子間力顕微鏡用の探針として利用しない場合は、必ずしも鋭利な探針1を備える必要はない。図5のようにカンチレバー4の表面または内部において少なくとも一つの磁気微粒子2を備えることを特徴とする。磁気微粒子2の剥離および損傷防止のため、図6のように非磁性材料の保護膜3により被覆保護されていてもよい。  FIG. 5 shows an example of the structure of the magnetic field sensor according to the present invention. When not used as a probe for an atomic force microscope, it is not always necessary to provide the sharp probe 1. As shown in FIG. 5, at least one magnetic fine particle 2 is provided on the surface or inside of the cantilever 4. In order to prevent the magnetic fine particles 2 from peeling off and preventing damage, they may be covered and protected by a protective film 3 made of a nonmagnetic material as shown in FIG.

図5の本発明に係る磁場センサは、本発明の事例である図1、図2と同様,「磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能」「磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能」「低い材料コスト」に関して従来の磁性探針に比べ利点がある。図1、2に比べると鋭利な探針1を備えないため、表面の凹凸を高精度に測定することはできない。  The magnetic field sensor according to the present invention in FIG. 5 is similar to FIGS. 1 and 2 which are examples of the present invention, “spatial resolution of magnetic field gradient distribution measurement or“ magnetic field gradient gradient ”distribution measurement”, “magnetic field gradient or“ magnetic field gradient ”. There is an advantage over the conventional magnetic probe in terms of “intensity resolution” and “low material cost”. Since the sharp probe 1 is not provided as compared with FIGS. 1 and 2, the surface irregularities cannot be measured with high accuracy.

図7は本発明に係る磁場センサの構造の1事例である。湾曲させた金属ワイアの一端を先鋭化された母材5の先端に少なくとも1つの磁気微粒子2を備えた磁場センサである。図2のように、必ずしも先端に磁気微粒子2を備える必要はない。センサ全体が導電性を示すため、走査型トンネル顕微鏡の探針としても利用することができる。従来の磁性探針に比べ、「磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能」「磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能」「低い材料コスト」に関して利点がある。  FIG. 7 shows an example of the structure of the magnetic field sensor according to the present invention. It is a magnetic field sensor provided with at least one magnetic fine particle 2 at the tip of a base material 5 with one end of a curved metal wire sharpened. As shown in FIG. 2, it is not always necessary to provide the magnetic fine particles 2 at the tip. Since the entire sensor exhibits conductivity, it can also be used as a probe for a scanning tunneling microscope. Compared with the conventional magnetic probe, there are advantages regarding “magnetic field gradient distribution measurement or“ magnetic field gradient gradient ”distribution measurement spatial resolution” “magnetic field gradient or“ magnetic field gradient gradient ”intensity resolution” and “low material cost”.

図8は本発明の磁場センサの構造の1事例である。片端が固定されたカンチレバー4の表面もしくは内部に1つ以上の磁気微粒子2がストライプ状の領域に配置された構造を有する。1つ以上の磁気微粒子2が配置されたこの領域を以下、ストライプ状磁場検出領域と呼ぶ。図8(b)に示すストライプ状磁場検出領域の厚みTは、磁気微粒子2の直径の数倍以下であることが望ましい。  FIG. 8 shows an example of the structure of the magnetic field sensor of the present invention. One or more magnetic fine particles 2 are arranged in a stripe-shaped region on the surface or inside of the cantilever 4 fixed at one end. Hereinafter, this region in which one or more magnetic fine particles 2 are arranged is referred to as a stripe magnetic field detection region. The thickness T of the stripe magnetic field detection region shown in FIG. 8B is preferably several times the diameter of the magnetic fine particle 2 or less.

図8の本発明の磁場センサは、「磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能」に関して利点がある。図8の磁場センサを厚み方向Tに走査した場合、空間分解能Tにて2次元磁場勾配分布または2次元“磁場勾配の勾配”分布を測定することが可能となる。この場合、得られた信号は、W方向に積算された信号であるため、測定された磁場勾配または“磁場勾配の勾配”のW方向の分解能は、W以下にはならない。  The magnetic field sensor of the present invention in FIG. 8 has an advantage with respect to “spatial resolution of magnetic field gradient distribution measurement or“ magnetic field gradient gradient ”distribution measurement”. When the magnetic field sensor of FIG. 8 is scanned in the thickness direction T, it is possible to measure a two-dimensional magnetic field gradient distribution or a two-dimensional “magnetic field gradient gradient” distribution with a spatial resolution T. In this case, since the obtained signal is a signal integrated in the W direction, the resolution in the W direction of the measured magnetic field gradient or “gradient of the magnetic field gradient” does not become W or less.

図9は、本発明の磁場センサ図8のカンチレバー4が異なる形状を有する1事例である。カンチレバー4に比べるとバネ定数の調整が容易となり、感度を向上させることができる。  FIG. 9 shows an example of the magnetic field sensor of the present invention in which the cantilever 4 in FIG. 8 has a different shape. Compared to the cantilever 4, the spring constant can be easily adjusted, and the sensitivity can be improved.

図10は本発明の磁場センサの構造の1事例である。図10に示すように同じ構造、材質からなる2本のカンチレバー4が空隙を介して平行に配置されている。この磁場センサの場合、2本のカンチレバーの信号の差を磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の信号として測定する。これにより、カンチレバー4が試料から受ける静電気力の影響が相殺され、正確な磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の測定を行うことが可能となる。図10の本発明の磁場センサは、「磁場勾配分布計測または“磁場勾配の勾配”分布計測の空間分解能」「磁場勾配または“磁場勾配の勾配”の強度分解能」「低い材料コスト」に関して従来の磁性探針に比べ利点がある。  FIG. 10 shows an example of the structure of the magnetic field sensor of the present invention. As shown in FIG. 10, two cantilevers 4 made of the same structure and material are arranged in parallel via a gap. In the case of this magnetic field sensor, the difference between the signals of the two cantilevers is measured as a magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” signal. As a result, the influence of the electrostatic force that the cantilever 4 receives from the sample is offset, and an accurate magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” can be measured. The magnetic field sensor of the present invention shown in FIG. 10 is conventional in terms of “magnetic field gradient distribution measurement or“ magnetic field gradient gradient ”distribution measurement spatial resolution”, “magnetic field gradient or“ magnetic field gradient gradient ”intensity resolution”, and “low material cost”. There are advantages compared to magnetic probes.

図11は本発明の磁場センサの構造の1事例である。探針1およびカンチレバー4の全体に磁気微粒子2が配置されている。この配置に関して、磁気微粒子2が一様に配置されていることが望ましい。また磁気微粒子2の剥離防止のため、全体が非磁性材料によって被覆されていてもよい。  FIG. 11 shows an example of the structure of the magnetic field sensor of the present invention. Magnetic fine particles 2 are disposed on the entire probe 1 and cantilever 4. Regarding this arrangement, it is desirable that the magnetic fine particles 2 are arranged uniformly. Further, in order to prevent the magnetic fine particles 2 from peeling off, the whole may be covered with a nonmagnetic material.

図11に示す構造の作製では、従来の磁性探針比べ、材用コスト、製造コストを低下させることができ、また大面積化も容易である。従来の磁性探針では通常RFスパッタリング法にて磁性材料を被覆するが、真空装置内の被覆対象物以外の領域にも磁性材料を堆積してしまうため、材料の浪費が大きい。  In the production of the structure shown in FIG. 11, the material cost and manufacturing cost can be reduced and the area can be easily increased as compared with the conventional magnetic probe. Conventional magnetic probes are usually coated with a magnetic material by an RF sputtering method. However, since the magnetic material is also deposited in a region other than the object to be coated in the vacuum apparatus, the material is wasted.

本発明の事例である図1、図2の製造方法の1事例を図12に示す。図12(a)に示すように磁性流体の液滴6に探針1を接近させる。図12(b)に示すように探針1の先端を磁性流体の液滴6に接触または浸漬した後、図12(c)に示すように探針を基板から遠ざけ、探針1の先端に付着した液滴に含まれる磁気微粒子2を磁場勾配または“磁場勾配の勾配”検出に利用する。図7の磁気センサの同様の方法で製造する。  One example of the manufacturing method of FIGS. 1 and 2 which is an example of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 12 (a), the probe 1 is brought close to the magnetic fluid droplet 6. After the tip of the probe 1 is contacted or immersed in the magnetic fluid droplet 6 as shown in FIG. 12B, the probe is moved away from the substrate as shown in FIG. The magnetic fine particles 2 contained in the attached droplets are used for magnetic field gradient or “magnetic field gradient gradient” detection. The magnetic sensor of FIG. 7 is manufactured by the same method.

探針1の先端に付着させる磁気微粒子2の数の制御の方法を以下に述べる。図1(a)に示すように探針1は通常、カンチレバー4の端部に配置されている。この構造全体を自励発振させる。この状態で、探針先端を図12に示す磁性流体の液滴6に接近させ、磁気微粒子2が付着した場合、探針1とカンチレバー4の構造と材質によって決定する機械共振周波数が、付着した磁気微粒子の質量に対応する量だけ変化する。探針1の先端に付着した質量と機械共振周波数の関係は以下の数1にて表現される。  A method for controlling the number of magnetic fine particles 2 attached to the tip of the probe 1 will be described below. As shown in FIG. 1A, the probe 1 is normally disposed at the end of the cantilever 4. The entire structure is self-oscillated. In this state, when the tip of the probe is brought close to the magnetic fluid droplet 6 shown in FIG. 12 and the magnetic fine particles 2 are adhered, the mechanical resonance frequency determined by the structure and material of the probe 1 and the cantilever 4 is adhered. It changes by an amount corresponding to the mass of the magnetic fine particles. The relationship between the mass adhering to the tip of the probe 1 and the mechanical resonance frequency is expressed by the following equation (1).

Figure 2012058220
Figure 2012058220

図12の製造方法において、付着させる磁気微粒子2の数を制御する場合、探針1とカンチレバー4を自励発振させた状態で、磁性流体の液滴6に接近させるための装置構成を図13に示す。図13では、探針1を支えるカンチレバー4の変位を、レーザーダイオード7から出射されるレーザー8の反射光の位置を測定することによって検出する。レーザー8のカンチレバー4の背面での反射光の位置は、分割型のフォトダイオード9によって測定される。フォトダイオード9の出力は、プリアンプ10によって電圧信号に変換後、増幅され、自動利得制御回路11と周波数検出回路12に送られる。自動利得制御回路11に送られた信号は、位相シフター13に送られ、その出力は圧電素子14に加わり、探針1を備えるカンチレバー4を振動させる信号となる。位相シフター13において、圧電素子に加わる信号の位相を調整することによって、探針1を備えるカンチレバー4を自励発振させることができ、自励発振状態におけるカンチレバー4の共振周波数を周波数検出回路12にて測定する。周波数検出回路12にて測定された、カンチレバー4の共振周波数に相当する出力は、帰還制御回路15に送られ、探針1と試料間を制御する信号としてスキャナー16に加わる。スキャナー16はステッピングモータによる探針1と試料間の粗い調整の後、探針1と試料の高精度な距離制御を担う。上述した、「自励発振系」および「探針1を備えるカンチレバー4の共振周波数の検出の機構」、「探針1と試料の高精度の位置制御」により、図12に示すように磁性流体の液滴6の表面と探針1の距離を高精度に制御し、探針1の先端に付着させる磁気微粒子2の数を制御することができる。  In the manufacturing method of FIG. 12, when controlling the number of magnetic fine particles 2 to be attached, a device configuration for bringing the probe 1 and the cantilever 4 close to the magnetic fluid droplet 6 in a state where the probe 1 and the cantilever 4 are self-excited is shown in FIG. Shown in In FIG. 13, the displacement of the cantilever 4 that supports the probe 1 is detected by measuring the position of the reflected light of the laser 8 emitted from the laser diode 7. The position of the reflected light on the back surface of the cantilever 4 of the laser 8 is measured by a split photodiode 9. The output of the photodiode 9 is converted into a voltage signal by the preamplifier 10, amplified, and sent to the automatic gain control circuit 11 and the frequency detection circuit 12. The signal sent to the automatic gain control circuit 11 is sent to the phase shifter 13, and its output is applied to the piezoelectric element 14 to become a signal for vibrating the cantilever 4 including the probe 1. By adjusting the phase of the signal applied to the piezoelectric element in the phase shifter 13, the cantilever 4 including the probe 1 can be self-excited and the resonance frequency of the cantilever 4 in the self-excited oscillation state is sent to the frequency detection circuit 12. To measure. The output corresponding to the resonance frequency of the cantilever 4 measured by the frequency detection circuit 12 is sent to the feedback control circuit 15 and applied to the scanner 16 as a signal for controlling between the probe 1 and the sample. The scanner 16 performs high-precision distance control between the probe 1 and the sample after rough adjustment between the probe 1 and the sample by a stepping motor. As shown in FIG. 12, the above-described “self-oscillation system”, “mechanism for detecting the resonance frequency of the cantilever 4 including the probe 1”, and “high-precision position control of the probe 1 and the sample” The distance between the surface of the droplet 6 and the probe 1 can be controlled with high accuracy, and the number of magnetic fine particles 2 attached to the tip of the probe 1 can be controlled.

図5の製造方法を図14に示す。図12の場合と同様、図14に示すようにカンチレバー4の表面の一端を磁性流体の液滴6の表面に図14(a)に示すように接近させ、図14(b)に示すように接触または浸漬させ、図14(c)に示すようにカンチレバー4の表面に磁気微粒子2を付着させる。付着させる磁気微粒子2の数を精密に制御する場合は、図13の装置構成を利用する。  The manufacturing method of FIG. 5 is shown in FIG. As shown in FIG. 12, as shown in FIG. 14, one end of the surface of the cantilever 4 is brought close to the surface of the magnetic fluid droplet 6 as shown in FIG. 14 (a), and as shown in FIG. 14 (b). The magnetic fine particles 2 are attached to the surface of the cantilever 4 as shown in FIG. In order to precisely control the number of magnetic fine particles 2 to be attached, the apparatus configuration of FIG. 13 is used.

図8、図9の製造方法を図15に示す。カンチレバー4の表面にレジスト17を塗布する。その後、レジスト17を備えたカンチレバー4の上部にフォトマスク18を配置し、紫外線19を照射し、一部を感光させる。その後、感光部20を現像し、除去し、カンチレバー4のレジスト17塗布側の面を磁性流体の液滴6に浸漬する。磁気微粒子2を付着後、レジスト17を除去し、感光部20のみに磁気微粒子2を残す。レジスト17除去時に磁気微粒子2も一部除去されてしまう場合には、レジスト17に疎水性処理を施し、さらに水を溶媒として用いている磁性流体の液滴6を使用し、レジスト17に磁気微粒子2が付着するのを避け、レジスト17を除去しない状態で磁場センサとして利用する。磁気微粒子2の薄利保護のために、磁気微粒子2を付着させた後、非磁性材料にて保護膜3を作製してもよい。  The manufacturing method of FIGS. 8 and 9 is shown in FIG. A resist 17 is applied to the surface of the cantilever 4. Thereafter, a photomask 18 is placed on the top of the cantilever 4 provided with the resist 17, and an ultraviolet ray 19 is irradiated to partially expose the photomask 18. Thereafter, the photosensitive portion 20 is developed and removed, and the surface of the cantilever 4 on the resist 17 application side is immersed in the magnetic fluid droplet 6. After adhering the magnetic fine particles 2, the resist 17 is removed, leaving the magnetic fine particles 2 only on the photosensitive portion 20. If part of the magnetic fine particles 2 is also removed when the resist 17 is removed, the resist 17 is subjected to hydrophobic treatment, and a magnetic fluid droplet 6 using water as a solvent is used. 2 is used as a magnetic field sensor while the resist 17 is not removed. In order to protect the magnetic fine particles 2 from thinness, the protective film 3 may be made of a nonmagnetic material after the magnetic fine particles 2 are attached.

図11の製造方法を図16に示す。探針1を備えるカンチレバー4全体を図16(b)のように、磁性流体の液滴6に浸漬させた後、カンチレバー4を磁性流体の液滴6から取り出す。磁性流体の液滴6に含まれる溶媒を除去するために、カンチレバー4を磁性流体の液滴6から取り出すプロセス図16(c)の後に、カンチレバー4全体を加熱し、溶媒を除去してもよい。また、磁性流体の液滴6の探針1への付着性を向上させるために、官能基を備える磁気微粒子2を含む磁性流体の液滴6を用いると同時に、探針1の表面に前記官能基と化学的に結合する官能基が具備された探針1を利用してもよい。  The manufacturing method of FIG. 11 is shown in FIG. After the entire cantilever 4 including the probe 1 is immersed in the magnetic fluid droplet 6 as shown in FIG. 16B, the cantilever 4 is taken out from the magnetic fluid droplet 6. After removing the cantilever 4 from the magnetic fluid droplet 6 in order to remove the solvent contained in the magnetic fluid droplet 6, the entire cantilever 4 may be heated to remove the solvent after FIG. 16C. . Further, in order to improve the adhesion of the magnetic fluid droplet 6 to the probe 1, the magnetic fluid droplet 6 including the magnetic fine particles 2 having a functional group is used, and at the same time, the functional fluid is applied to the surface of the probe 1. The probe 1 having a functional group chemically bonded to the group may be used.

本発明の図1、図2、図7の磁場センサの製造効率を向上させる方法を図17に示す。磁性流体の液滴6に磁気微粒子2以外の非磁性体の不純物が混入している場合、磁気微粒子2を付着させる探針1またはカンチレバー4に前記不純物が付着してしまう可能性がある。そこで、図17(a)のように、例えば探針1を備えるカンチレバー4の上部に、コイルなどの静磁場発生源21を配置し、探針1及びカンチレバー4、磁性流体の液滴6全体に静磁場を加える。この場合、純度の高い磁性流体の領域が磁性流体の液滴6の表面に形成され、その領域に探針1を接触または浸漬させることにより、磁場センサの製造効率の向上が見込まれる。  FIG. 17 shows a method for improving the manufacturing efficiency of the magnetic field sensor of FIGS. 1, 2, and 7 of the present invention. When impurities of nonmagnetic material other than the magnetic fine particles 2 are mixed in the magnetic fluid droplet 6, the impurities may adhere to the probe 1 or the cantilever 4 to which the magnetic fine particles 2 are attached. Therefore, as shown in FIG. 17A, for example, a static magnetic field generation source 21 such as a coil is disposed on the top of the cantilever 4 provided with the probe 1, and the probe 1 and the cantilever 4 and the magnetic fluid droplet 6 are entirely disposed. Apply a static magnetic field. In this case, a high-purity magnetic fluid region is formed on the surface of the magnetic fluid droplet 6, and the probe 1 is brought into contact with or immersed in the region, so that the manufacturing efficiency of the magnetic field sensor can be improved.

本発明の磁場センサの利用の一例である磁気力顕微鏡の装置構成を図18に示す。図18では、探針1を支えるカンチレバー4の変位を、レーザーダイオード7から出射されるレーザー8の反射光の位置を測定することによって検出する。レーザー8のカンチレバー4の背面での反射光の位置は、分割型のフォトダイオード9によって測定される。フォトダイオード9の出力は、プリアンプ10によって電圧信号に変換後、増幅され、自動利得制御回路11と周波数検出回路12に送られる。自動利得制御回路11に送られた信号は、位相シフター13に送られ、その出力は圧電素子14に加わり、探針1を備えるカンチレバー4を振動させる信号となる。位相シフター13において、出力の位相を調整することによって、探針1を備えるカンチレバー4を自励発振させることができ、自励発振状態におけるカンチレバー4の共振周波数を周波数検出回路12にて測定する。周波数検出回路12にて測定された、カンチレバー4の共振周波数に相当する出力は、帰還制御回路15に送られ、探針1と試料間を制御する信号としてスキャナー16に加わる。スキャナー16はステッピングモータによる粗い探針1と試料間の調整の後、探針1と試料の高精度な距離制御を担う。上述した、「自励発振系」および「探針1を備えるカンチレバー4の共振周波数の検出の機構」、「探針1と試料の高精度の位置制御」により、本発明が提供する磁場センサである磁気微粒子2を備えた探針1を磁気記録メディアなどの測定対象物22上空を2次元走査し、“磁場勾配の勾配”の2次元分布を測定することができる。さらに、3次元“磁場勾配の勾配”分布を測定する場合は、磁場センサを3次元走査する。また、測定対象物が非磁性材料により覆われている場合には、非磁性材料上空における漏洩磁場に由来する2次元“磁場勾配の勾配”分布を磁場センサと試料の距離を変えて2回測定を行い、2枚の2次元“磁場勾配の勾配”分布を得る。この2枚の結果から、2次元“磁場勾配の勾配”分布および2次元“磁場勾配の勾配”勾配分布を画像演算により算出し、電磁場の基礎方程式におけるディリクレ境界条件およびノイマン境界条件として利用することにより、非磁性体材料内部においても、3次元“磁場勾配の勾配”分布を算出することができる。  FIG. 18 shows an apparatus configuration of a magnetic force microscope which is an example of use of the magnetic field sensor of the present invention. In FIG. 18, the displacement of the cantilever 4 that supports the probe 1 is detected by measuring the position of the reflected light of the laser 8 emitted from the laser diode 7. The position of the reflected light on the back surface of the cantilever 4 of the laser 8 is measured by a split photodiode 9. The output of the photodiode 9 is converted into a voltage signal by the preamplifier 10, amplified, and sent to the automatic gain control circuit 11 and the frequency detection circuit 12. The signal sent to the automatic gain control circuit 11 is sent to the phase shifter 13, and its output is applied to the piezoelectric element 14 to become a signal for vibrating the cantilever 4 including the probe 1. By adjusting the phase of the output in the phase shifter 13, the cantilever 4 provided with the probe 1 can be self-excited and the resonance frequency of the cantilever 4 in the self-excited oscillation state is measured by the frequency detection circuit 12. The output corresponding to the resonance frequency of the cantilever 4 measured by the frequency detection circuit 12 is sent to the feedback control circuit 15 and applied to the scanner 16 as a signal for controlling between the probe 1 and the sample. The scanner 16 performs high-precision distance control between the probe 1 and the sample after adjustment between the rough probe 1 and the sample by the stepping motor. With the above-described “self-excited oscillation system”, “mechanism for detecting the resonance frequency of the cantilever 4 including the probe 1”, and “high-precision position control of the probe 1 and the sample”, the magnetic field sensor provided by the present invention is used. The probe 1 having a certain magnetic fine particle 2 is two-dimensionally scanned over the measurement object 22 such as a magnetic recording medium, and the two-dimensional distribution of the “magnetic field gradient” can be measured. Furthermore, when measuring a three-dimensional “gradient of magnetic field gradient” distribution, the magnetic field sensor is scanned three-dimensionally. In addition, when the measurement object is covered with a nonmagnetic material, the two-dimensional “magnetic field gradient” distribution derived from the leakage magnetic field above the nonmagnetic material is measured twice by changing the distance between the magnetic field sensor and the sample. To obtain two two-dimensional “magnetic field gradient” distributions. From these two results, the two-dimensional “magnetic gradient gradient” distribution and the two-dimensional “magnetic gradient gradient” distribution are calculated by image calculation and used as Dirichlet boundary conditions and Neumann boundary conditions in the fundamental equations of the electromagnetic field. Thus, a three-dimensional “gradient of magnetic field gradient” distribution can be calculated even inside the non-magnetic material.

本発明に係る図8、図9の利用方法の一例を以下に述べる。図8、図9の磁場センサは、図8(b)に示すTの方向のみ高い空間分解能を有する。例えば、10nmの磁気微粒子2が一層薄膜状に付着されている場合には、Tの方向には10nmの空間分解能を達成することができる。一方、W、L方向の空間分解能は、W、Lの大きさに依存し、図15で示す図8、図9の磁場センサ作製プロセスのマスクの解像度で分解能が決定する。図8、図9の磁場センサを磁気力顕微鏡として利用する場合には、図19のように磁場センサの磁気力検出部の磁気微粒子2から構成される膜厚Tの方向が測定対象と平行を保つように磁場センサを走査する。以下、図8、図9の磁場センサを用いた場合における画像の取得方法について述べる。図19において、磁場センサの一部に、レーザーダイオード7からレーザー8が照射され、その反射光の位置により、磁場センサが磁気力を受けることによるセンサ全体の変位を計測する。レーザー8の反射光の位置は、分割型フォトダイオード9により検出され、その出力信号は、プリアンプ10によって電圧に変換、増幅され、位相検波器23に送られる。図19は、電子部品の検査の事例を示している。電子部品には、発振器24により交流電圧を加え、その信号の周波数に同期して発生した磁場の強度及び位相を、位相検波器23により検出し、出力は制御部25に保存される。制御部は、高圧アンプ26を介して、XYZ−θ駆動ステージ27に走査信号を送り、走査信号に同期した位相検波器23の出力を画像データとして保存する。磁場センサ図8、図9のセンサにおいて、全方位で空間分解能に関して図8(b)のTを達成するため、XYZ−θ駆動ステージ27には、磁場センサに対して試料28を回転する機構を備える。これにより、得られたデータ角度毎の画像データにラドン変換を施すことによって2次元平面内で全方向に図8(b)のTの空間分解能を達成することができる。上記のラドン変換の操作を、磁場センサと試料間の距離zを変えた2つの座標(z=z1とz=z2)で行い、2枚の

Figure 2012058220
z1−z2)で割る操作30を経ることによって、静磁場の基礎方程式におけるノイマン境界条件31を得る。また、1枚の画像データ29をディリクレ境界条件32として用いることによって、3次元の磁場勾配分布像33を得ることができ、非磁性材料内部の磁場勾配の分布を断層的に可視化したデータ34を得ることが実現される。An example of the usage method of FIGS. 8 and 9 according to the present invention will be described below. The magnetic field sensors of FIGS. 8 and 9 have a high spatial resolution only in the direction T shown in FIG. For example, when the 10 nm magnetic fine particles 2 are attached in a thin film, a spatial resolution of 10 nm can be achieved in the T direction. On the other hand, the spatial resolution in the W and L directions depends on the sizes of W and L, and the resolution is determined by the resolution of the mask in the magnetic field sensor manufacturing process of FIGS. 8 and 9 shown in FIG. When the magnetic field sensor of FIGS. 8 and 9 is used as a magnetic force microscope, the direction of the film thickness T composed of the magnetic fine particles 2 of the magnetic force detection unit of the magnetic field sensor is parallel to the measurement object as shown in FIG. Scan the magnetic field sensor to keep. Hereinafter, an image acquisition method when the magnetic field sensor of FIGS. 8 and 9 is used will be described. In FIG. 19, laser 8 is irradiated from a laser diode 7 to a part of the magnetic field sensor, and the displacement of the entire sensor due to the magnetic field sensor receiving a magnetic force is measured based on the position of the reflected light. The position of the reflected light of the laser 8 is detected by the divided photodiode 9, and the output signal is converted into a voltage by the preamplifier 10, amplified, and sent to the phase detector 23. FIG. 19 shows an example of inspection of an electronic component. An AC voltage is applied to the electronic component by an oscillator 24, the intensity and phase of the magnetic field generated in synchronization with the frequency of the signal is detected by the phase detector 23, and the output is stored in the control unit 25. The control unit sends a scanning signal to the XYZ-θ drive stage 27 via the high-voltage amplifier 26, and stores the output of the phase detector 23 synchronized with the scanning signal as image data. 8 and 9, in order to achieve T in FIG. 8B with respect to spatial resolution in all directions, the XYZ-θ drive stage 27 has a mechanism for rotating the sample 28 with respect to the magnetic field sensor. Prepare. Thereby, the spatial resolution of T in FIG. 8B can be achieved in all directions within the two-dimensional plane by performing Radon transformation on the obtained image data for each data angle. The above radon conversion operation is performed with two coordinates (z = z1 and z = z2) in which the distance z between the magnetic field sensor and the sample is changed.
Figure 2012058220
The Neumann boundary condition 31 in the basic equation of the static magnetic field is obtained through the operation 30 divided by z1-z2). Further, by using one piece of image data 29 as the Dirichlet boundary condition 32, a three-dimensional magnetic field gradient distribution image 33 can be obtained, and data 34 in which the magnetic field gradient distribution inside the nonmagnetic material is visualized in a tomographic manner. Obtaining is realized.

図1に示す本発明の磁場センサを図12の方法により作製した結果を以下に示す。図20(a)は、磁気微粒子2を付着させる前の探針1の走査型電子顕微鏡(Secondary Electron Microscopy:SEM)像,図20(b)は磁気微粒子2を付着した後の探針1及び磁気微粒子2のSEM像、図20(c)は探針1の先端の拡大像である。磁気微粒子2が、探針先端に付着されていることが分かる。  The result of manufacturing the magnetic field sensor of the present invention shown in FIG. 1 by the method of FIG. 12 is shown below. FIG. 20A shows a scanning electron microscope (SEM) image of the probe 1 before the magnetic fine particles 2 are attached, and FIG. 20B shows the probe 1 after the magnetic fine particles 2 are attached. An SEM image of the magnetic fine particle 2, FIG. 20C is an enlarged image of the tip of the probe 1. It can be seen that the magnetic fine particles 2 are attached to the tip of the probe.

図11に示す本発明の磁場センサを図16の方法により作製した後の磁場センサのSEM像を図24に示す。磁性流体として水を溶媒とする酸化鉄、粒径10nmを用いた。図24では、磁気微粒子2が探針1に部分的に付着していることが分かる。この磁場センサを用いて、磁気記録メディア上空の“磁場勾配の勾配”分布を測定した結果を図21、図22、図23に示す。図21はフロッピーディスクであり、30μm×30μmの領域、走査時間1分/枚、磁場センサ試料間距離600nmにて測定を行ったものである。図22は水平磁気記録ハードディスクであり、15μm×15μmの領域、走査時間1分/枚、磁場センサ試料間距離220nmにて測定を行ったものである。図23は垂直磁気記録ハードディスクであり、5μm×5μmの領域、走査時間5分/枚、磁場センサ試料間距離200nmにて測定を行ったものである。以上の測定は、すべて、図24の磁場センサを用いて行ったものである。一つの磁場センサを用いて、試料を変えて複数回の測定を行うことが可能であることが示されており、磁場センサとしての耐久性も備えていることが分かる。また、20回以上の探針−試料間の接触と退避の耐久性試験後にも測定が可能であることが確認されている。  FIG. 24 shows an SEM image of the magnetic field sensor after the magnetic field sensor of the present invention shown in FIG. 11 is manufactured by the method of FIG. Iron oxide using water as a solvent and a particle size of 10 nm were used as the magnetic fluid. In FIG. 24, it can be seen that the magnetic fine particles 2 are partially attached to the probe 1. The results of measuring the “gradient of the magnetic field gradient” over the magnetic recording medium using this magnetic field sensor are shown in FIGS. FIG. 21 shows a floppy disk, which was measured in a 30 μm × 30 μm region, a scanning time of 1 minute / sheet, and a magnetic field sensor sample distance of 600 nm. FIG. 22 shows a horizontal magnetic recording hard disk, which was measured in an area of 15 μm × 15 μm, a scanning time of 1 minute / sheet, and a distance between magnetic field sensor samples of 220 nm. FIG. 23 shows a perpendicular magnetic recording hard disk, which was measured in an area of 5 μm × 5 μm, a scanning time of 5 minutes / sheet, and a distance between magnetic field sensor samples of 200 nm. All of the above measurements were performed using the magnetic field sensor of FIG. It is shown that a single magnetic field sensor can be used for multiple measurements by changing the sample, and it can be seen that the magnetic field sensor also has durability. Further, it has been confirmed that measurement is possible even after 20 or more probe-sample contact and withdrawal durability tests.

1 探針
2 磁気微粒子
3 非磁性材料から成る保護膜
4 カンチレバー
5 ワイア
6 磁性流体の液滴
7 レーザーダイオード
8 レーザー
9 フォトダイオード
10 プリアンプ
11 自動利得制御回路
12 周波数検出器
13 位相シフター
14 圧電素子
15 帰還制御部
16 スキャナー
17 レジスト
18 マスク
19 レジスト感光用の光
20 レジスト感光部
21 磁場発生源
22 測定試料
23 位相検出器
24 発振器
25 制御部
26 高圧アンプ
27 XYZ−θステージ
28 電子部品
29 磁場勾配分布画像
30 割り算処理部
31 ノイマン境界条件
32 ディリクレ境界条件
33 3次元磁場勾配分布画像
34 3次元磁場勾配分布における断層表示
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2 Magnetic particle 3 Protective film 4 made of nonmagnetic material Cantilever 5 Wire 6 Magnetic fluid droplet 7 Laser diode 8 Laser 9 Photodiode 10 Preamplifier 11 Automatic gain control circuit 12 Frequency detector 13 Phase shifter 14 Piezoelectric element 15 Feedback control unit 16 Scanner 17 Resist 18 Mask 19 Light for resist exposure 20 Resist photosensitive unit 21 Magnetic field generation source 22 Measurement sample 23 Phase detector 24 Oscillator 25 Control unit 26 High voltage amplifier 27 XYZ-θ stage 28 Electronic component 29 Magnetic field gradient distribution Image 30 Division processing unit 31 Neumann boundary condition 32 Dirichlet boundary condition 33 Three-dimensional magnetic field gradient distribution image 34 Tomographic display in three-dimensional magnetic field gradient distribution

Claims (12)

非磁性材料で構成される針状部または板状部と、その針状部または板状部の少なくとも1箇所に磁気微粒子が配置されていることを特徴とする磁場センサ。  A magnetic field sensor comprising: a needle-like part or a plate-like part made of a non-magnetic material; and magnetic fine particles arranged at at least one location of the needle-like part or the plate-like part. 請求項1記載の磁場センサであって、前記針状部または板状部が、珪素またはタングステンまたは炭素または酸化硅素またはガリウム砒素を主成分とすることを特徴とする磁場センサ。  2. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the needle-like portion or the plate-like portion is mainly composed of silicon, tungsten, carbon, silicon oxide, or gallium arsenide. 請求項1記載の磁場センサであって、前記針状部または板状部と、前記針状部または板状部に付着した磁気微粒子が、少なくとも1層の非磁性材料からなる薄膜にて被覆された構造を持つことを特徴とする磁場センサ。The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the needle-like portion or plate-like portion and the magnetic fine particles attached to the needle-like portion or plate-like portion are covered with a thin film made of at least one layer of nonmagnetic material. Magnetic field sensor characterized by having a structure. 請求項1記載の磁場センサであって、前記磁気微粒子が酸化鉄を主成分とすることを特徴とする磁場センサ。2. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the magnetic fine particles contain iron oxide as a main component. 請求項1記載の磁場センサであって、前記磁気微粒子が表面に官能基を持ち、磁気微粒子と前記針状部または板状部が化学的に結合した構造を持つことを特徴とする磁場センサ。2. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the magnetic fine particles have a functional group on a surface, and the magnetic fine particles and the needle-like portion or the plate-like portion are chemically bonded. 請求項1記載の磁場センサであって、前記磁気微粒子が、探針先端から20μm以内に少なくとも1つ配置された構造を持つことを特徴とする磁場センサ。2. The magnetic field sensor according to claim 1, wherein at least one of the magnetic fine particles is arranged within 20 [mu] m from the tip of the probe. 非磁性材料で構成される針状部または板状部を、磁性流体に浸漬または接触させることにより、針状部または板状部の少なくとも一箇所に磁気微粒子を付着させることを特徴とする磁場センサの製造方法。A magnetic field sensor characterized by adhering magnetic fine particles to at least one portion of a needle-like part or a plate-like part by immersing or contacting a needle-like part or a plate-like part made of a non-magnetic material with a magnetic fluid. Manufacturing method. 請求項7記載の磁場センサの製造方法であって、前記針状部または板状部と、前記針状部または板状部に付着した磁気微粒子の上に、少なくとも1層の非磁性材料からなる被覆用薄膜を堆積することを特徴とする磁場センサの製造方法。8. The method of manufacturing a magnetic field sensor according to claim 7, comprising at least one layer of non-magnetic material on the needle-like portion or plate-like portion and the magnetic fine particles attached to the needle-like portion or plate-like portion. A method of manufacturing a magnetic field sensor, comprising depositing a coating thin film. 請求項7記載の磁場センサの製造方法であって、針状部または板状部の少なくとも一箇所に、表面に官能基を備える磁気微粒子を少なくとも一箇所付着させることを特徴とする磁場センサの製造方法8. The method of manufacturing a magnetic field sensor according to claim 7, wherein at least one magnetic fine particle having a functional group on the surface is attached to at least one portion of the needle-like portion or the plate-like portion. Method 請求項7または請求項8記載の磁場センサの製造方法であって、前記非磁性材料からなる針状部または板状部を、振動させた状態で、磁性流体の液滴に接触させ、針状部または板状部の振動状態の変化から、付着した磁気微粒子の数または質量、付着させる場所を制御しながら付着させることを特徴とする磁場センサの製造方法。9. The method of manufacturing a magnetic field sensor according to claim 7, wherein the needle-like portion or plate-like portion made of the non-magnetic material is brought into contact with a magnetic fluid droplet in a vibrating state. A magnetic field sensor manufacturing method comprising: adhering while controlling the number or mass of adhering magnetic fine particles and the adhering location based on a change in a vibration state of a part or a plate-like part. 請求項7または請求項8記載の磁場センサの製造方法であって、磁場を加えた状態にて、磁性流体中の磁気微粒子を液滴内の一部に偏在させ、偏在箇所に前記非磁性材料で構成される針状部または板状部を、接触または浸漬させることにより磁気微粒子を付着させることを特徴とする磁場センサの製造方法。9. The method of manufacturing a magnetic field sensor according to claim 7, wherein magnetic fine particles in the magnetic fluid are unevenly distributed in a part of the liquid droplet in a state where a magnetic field is applied, and the nonmagnetic material is provided at the uneven distribution point. A method for producing a magnetic field sensor, comprising: attaching a magnetic fine particle by contacting or dipping a needle-like part or a plate-like part constituted by: 請求項7記載の磁場センサの製造方法であって、前記非磁性材料で構成される針状部または板状部に磁気微粒子を付着させた後、熱処理を加えることによって針状部または板状部に付着した磁性流体に含まれる溶媒を除去することを特徴とする磁場センサの製造方法。8. The method of manufacturing a magnetic field sensor according to claim 7, wherein after the magnetic fine particles are attached to the needle-like part or plate-like part made of the nonmagnetic material, the needle-like part or plate-like part is subjected to heat treatment. A method for producing a magnetic field sensor, comprising: removing a solvent contained in a magnetic fluid adhering to a magnetic fluid.
JP2010214453A 2010-09-06 2010-09-06 Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor Pending JP2012058220A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010214453A JP2012058220A (en) 2010-09-06 2010-09-06 Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010214453A JP2012058220A (en) 2010-09-06 2010-09-06 Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012058220A true JP2012058220A (en) 2012-03-22

Family

ID=46055473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010214453A Pending JP2012058220A (en) 2010-09-06 2010-09-06 Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012058220A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106501554A (en) * 2016-11-16 2017-03-15 长春理工大学 A kind of method of operating for moving magnetic nano-particle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106501554A (en) * 2016-11-16 2017-03-15 长春理工大学 A kind of method of operating for moving magnetic nano-particle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0866307B1 (en) Magnetic force microscopy probe
EP0866341B1 (en) Alternating current magnetic force microscopy system with probe having integrated coil
Geraci et al. Improved constraints on non-Newtonian forces at 10 microns
US8278917B2 (en) Magnetic head inspection method and magnetic head inspection device
EP2613160B1 (en) Magnetic field observation device and magnetic field observation method
US6121771A (en) Magnetic force microscopy probe with bar magnet tip
KR101346523B1 (en) Potential obtaining device, magnetic field microscope, inspection device and method of obtaining potential
Chong et al. Scanning Hall probe microscopy on an atomic force microscope tip
US20120030846A1 (en) Atomic Force Microscopy System and Method for Nanoscale Measurement
US9837108B2 (en) Magnetic sensor and a method and device for mapping the magnetic field or magnetic field sensitivity of a recording head
JP2012058220A (en) Magnetic field sensor and method of manufacturing magnetic field sensor
Yaminsky et al. Magnetic force microscopy
US5264794A (en) Method of measuring magnetic fields on magnetically recorded media using a scanning tunneling microscope and magnetic probe
Cannara et al. Scanning thermal microscopy for fast multiscale imaging and manipulation
Matteucci et al. Study of the field around magnetic force microscopy probes using electron holography
JP3353519B2 (en) Force gradient detecting method, information reproducing method, information reproducing apparatus, and information recording / reproducing apparatus
JPH09152474A (en) Magnetic probe and its manufacture
Song et al. Inspection of pole tip diamondlike carbon wear due to heater-induced head-disc contact
JP2997497B2 (en) Magnetic information detection device
Chaplygin et al. Investigation into the effect of cantilever structural parameters on the sensitivity of magnetic force microscopy
CN104054256A (en) A device and method to produce gravitomagnetic induction, mass spin-valve or gravitational rectifier
Hoffmann Magnetic and interatomic forces measured by low temperature scanning force microscopy
JP2872703B2 (en) Magnetic sensing element, magnetic force microscope using the same, and similar devices
Koblischka et al. Advanced cantilevers for magnetic force microscopy and high frequency magnetic force microscopy
Tanaka et al. A scanning electron microscope with two secondary electron detectors and its application to the surface topography measurements of magnetic media