JP3010318B2 - 微小プローブ、その製造方法、該プローブを用いた表面観察装置及び情報処理装置 - Google Patents
微小プローブ、その製造方法、該プローブを用いた表面観察装置及び情報処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（以下ＳＴＭと略す）等の表面観察装置や、高密度記録
再生装置等に使用され、電流、微小な力、等を検出する
微小プローブ、その製造方法、それを用いた表面観察装
置及び高密度記録再生装置に関する。
（以下ＳＴＭと略す）等の表面観察装置や、高密度記録
再生装置等に使用され、電流、微小な力、等を検出する
微小プローブ、その製造方法、それを用いた表面観察装
置及び高密度記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳＴＭ等に使用される微小プロー
ブは、タングステン線や白金線等の素材を、ダイヤモン
ドドリル等を使った機械研摩や、電解研摩により加工
し、尖鋭な先端を形成するのが主流となっている。
ブは、タングステン線や白金線等の素材を、ダイヤモン
ドドリル等を使った機械研摩や、電解研摩により加工
し、尖鋭な先端を形成するのが主流となっている。
【０００３】最近では、単結晶材料の性質を利用して作
製する、へき開法が提案されている（「走査型トンネル
顕微鏡による表面原子像観察と探針材質」矢田等：真
空，第３１巻，第５号，１９８８）。
製する、へき開法が提案されている（「走査型トンネル
顕微鏡による表面原子像観察と探針材質」矢田等：真
空，第３１巻，第５号，１９８８）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では以下に述べる欠点がある。
来の技術では以下に述べる欠点がある。
【０００５】１．電解研摩法による探針の作製では、表
面に酸化膜を形成してしまうため、微小なトンネル電流
を検出するＳＴＭにおいて、正確な測定ができなくな
る。また、先端の立体角が小さいため、機械的剛性の低
下につながっている。
面に酸化膜を形成してしまうため、微小なトンネル電流
を検出するＳＴＭにおいて、正確な測定ができなくな
る。また、先端の立体角が小さいため、機械的剛性の低
下につながっている。
【０００６】２．機械研摩法による探針の作製では、メ
カニカルな切削法であり、材料にひずみを生じやすく、
また、形状の制御性が悪い。
カニカルな切削法であり、材料にひずみを生じやすく、
また、形状の制御性が悪い。
【０００７】３．へき開法による探針の作製では、かな
らずしも、鋭利な角がでるとは限らないため、作製に再
現性がない。
らずしも、鋭利な角がでるとは限らないため、作製に再
現性がない。
【０００８】４．表面観察装置や記録再生装置に用いた
場合、観察像や書き込み、読み出しの安定性、信頼性に
欠ける。
場合、観察像や書き込み、読み出しの安定性、信頼性に
欠ける。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、製造時に酸化膜の形成、剛性の低下がな
く、再現性よく尖鋭な先端を有する微小プローブが得ら
れるようにすることを目的とする。
れたもので、製造時に酸化膜の形成、剛性の低下がな
く、再現性よく尖鋭な先端を有する微小プローブが得ら
れるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】このために、請
求項１の発明では、単結晶体の３つの結晶面の集合点と
して尖頭部が形成され、かつこの３つの結晶面のうち少
なくとも１つがエッチング面である微小プローブとして
いるものである。
求項１の発明では、単結晶体の３つの結晶面の集合点と
して尖頭部が形成され、かつこの３つの結晶面のうち少
なくとも１つがエッチング面である微小プローブとして
いるものである。
【００１１】 また、請求項５の発明では、単結晶体を
応力により破断分割した破片の破断面に対し、単結晶体
の方位を利用した異方性エッチングを施すこととしてい
るものである。
応力により破断分割した破片の破断面に対し、単結晶体
の方位を利用した異方性エッチングを施すこととしてい
るものである。
【００１２】 更に請求項９及び１０の発明では、上記
微小プローブを、表面観察装置や情報処理装置に用いる
こととしているものである。
微小プローブを、表面観察装置や情報処理装置に用いる
こととしているものである。
【００１３】本発明における単結晶体としては、炭化物
単結晶体を好適に用いることができる。具体的には、例
えばＴｉＣ、ＷＣ、ＳｉＣ等を用いることができる。
単結晶体を好適に用いることができる。具体的には、例
えばＴｉＣ、ＷＣ、ＳｉＣ等を用いることができる。
【００１４】本発明の微小プローブにおける尖頭部は、
プローブの先端となる箇所で、３つの面の集合点、即ち
３つの面が集合したコーナー部として形成されているも
のである。
プローブの先端となる箇所で、３つの面の集合点、即ち
３つの面が集合したコーナー部として形成されているも
のである。
【００１５】 本発明の微小プローブにおける上記３つ
の面は、各々結晶面であり、この３つの結晶面の組み合
わせとしては、例えば（２１１）（１１０）（１００）
面、（２１１）（１１０）（０１０）面、（２１１）
（１１０）（００１）面を挙げることができる。
の面は、各々結晶面であり、この３つの結晶面の組み合
わせとしては、例えば（２１１）（１１０）（１００）
面、（２１１）（１１０）（０１０）面、（２１１）
（１１０）（００１）面を挙げることができる。
【００１６】本発明において、上記３つの結晶面のう
ち、少なくとも１つの結晶面の尖頭部付近はエッチング
面となっているものである。このエッチング面は、単一
面、即ち同一平面上に形成された面であり、これによっ
て尖頭部の鋭利さの再現性が確保される。
ち、少なくとも１つの結晶面の尖頭部付近はエッチング
面となっているものである。このエッチング面は、単一
面、即ち同一平面上に形成された面であり、これによっ
て尖頭部の鋭利さの再現性が確保される。
【００１７】上記エッチング面は、尖頭部を構成する１
つの結晶面全体をこのエッチング面としてもよいが、少
なくとも尖頭部付近がエッチング面となっていれば、上
記尖頭部の鋭利さを再現性をもって確保することができ
る。また、尖頭部を構成する３つの結晶面のうち少なく
とも１つの結晶面が、少なくとも尖頭部付近にこのエッ
チング面を有している必要があるが、その他の１つ又は
２つの結晶面もこのエッチング面を有するものであって
もよい。勿論その他の１つ又は２つの面全面がエッチン
グ面であってもよい。
つの結晶面全体をこのエッチング面としてもよいが、少
なくとも尖頭部付近がエッチング面となっていれば、上
記尖頭部の鋭利さを再現性をもって確保することができ
る。また、尖頭部を構成する３つの結晶面のうち少なく
とも１つの結晶面が、少なくとも尖頭部付近にこのエッ
チング面を有している必要があるが、その他の１つ又は
２つの結晶面もこのエッチング面を有するものであって
もよい。勿論その他の１つ又は２つの面全面がエッチン
グ面であってもよい。
【００１８】上述のような微小プローブは、破断分割し
た単結晶体の破断面に対し、異方性エッチングを施すこ
とで得ることができる。この異方性エッチングは、単結
晶体の方位を利用して行われるもので、破断面全面に施
しても、尖頭部とすべきコーナー部付近にのみ施しても
よい。また、尖頭部とすべきコーナー部を構成する３つ
の面のうち、１つの面にのみ施しても、更に残る１つ又
は２つの面についても施すようにしてもよい。
た単結晶体の破断面に対し、異方性エッチングを施すこ
とで得ることができる。この異方性エッチングは、単結
晶体の方位を利用して行われるもので、破断面全面に施
しても、尖頭部とすべきコーナー部付近にのみ施しても
よい。また、尖頭部とすべきコーナー部を構成する３つ
の面のうち、１つの面にのみ施しても、更に残る１つ又
は２つの面についても施すようにしてもよい。
【００１９】上記エッチングは、ドライプロセスによっ
ても、ウェットプロセスによってもよい。
ても、ウェットプロセスによってもよい。
【００２０】ウェットプロセスでエッチングを行う場
合、エッチング液としては次のようなものを用いること
ができる。
合、エッチング液としては次のようなものを用いること
ができる。
【００２１】単結晶体がＴｉＣの場合、例えば、ＨＦと
ＨＮＯ3とＨ2Ｏの１：１：１の混合液、ＨＦとＨＮＯ3
とグリセリンの１：１：１の混合液、ＨＮＯ3とＨＣｌ
とＨ2ＳＯ4の１：１：１の混合液、ＨＮＯ3とＨＦとＨ2
ＳＯ4の１：１：１の混合液等を用いることができる。
また、単結晶体がＷＣの場合、例えばＨＣｌとＨ2Ｏの
１：１の混合液等を用いることができる。
ＨＮＯ3とＨ2Ｏの１：１：１の混合液、ＨＦとＨＮＯ3
とグリセリンの１：１：１の混合液、ＨＮＯ3とＨＣｌ
とＨ2ＳＯ4の１：１：１の混合液、ＨＮＯ3とＨＦとＨ2
ＳＯ4の１：１：１の混合液等を用いることができる。
また、単結晶体がＷＣの場合、例えばＨＣｌとＨ2Ｏの
１：１の混合液等を用いることができる。
【００２２】 ドライプロセスでエッチングを行う場
合、スパッタ用のエッチングガスとしては、例えばＡ
ｒ、Ｃｌ2 、ＣＣｌ2 Ｆ2 、ＣＣｌ4 、ＣＦ4 等を用い
ることができる。
合、スパッタ用のエッチングガスとしては、例えばＡ
ｒ、Ｃｌ2 、ＣＣｌ2 Ｆ2 、ＣＣｌ4 、ＣＦ4 等を用い
ることができる。
【００２３】単結晶体の方位を利用して異方性エッチン
グを施すと、当該面は、単一の結晶面で構成された平坦
面となり、この面によって構成される尖頭部の鋭利さが
もたらされる。
グを施すと、当該面は、単一の結晶面で構成された平坦
面となり、この面によって構成される尖頭部の鋭利さが
もたらされる。
【００２４】本発明において、本発明の微小プローブを
用いる表面観察装置としては、プローブと観察試料とを
平面的に相対移動させつつ、プローブと観察試料間に流
れるトンネル電流が一定値となるようプローブを垂直方
向に移動させ、このプローブの垂直移動量変動から試料
表面を観察するＳＴＭを挙げることができる。また、上
記トンネル電流の代りに、プローブと試料間に作用する
原子間力が一定となるようプローブを垂直移動させる原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）も本発明の表面観察装置として
挙げることができる。
用いる表面観察装置としては、プローブと観察試料とを
平面的に相対移動させつつ、プローブと観察試料間に流
れるトンネル電流が一定値となるようプローブを垂直方
向に移動させ、このプローブの垂直移動量変動から試料
表面を観察するＳＴＭを挙げることができる。また、上
記トンネル電流の代りに、プローブと試料間に作用する
原子間力が一定となるようプローブを垂直移動させる原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）も本発明の表面観察装置として
挙げることができる。
【００２５】本発明において、本発明の微小プローブを
用いる情報処理装置としては、上記ＳＴＭやＡＦＭの原
理を応用して、記録媒体の記録層に記録された情報を読
み取ったり、情報の記録や消去を行う装置を挙げること
ができる。
用いる情報処理装置としては、上記ＳＴＭやＡＦＭの原
理を応用して、記録媒体の記録層に記録された情報を読
み取ったり、情報の記録や消去を行う装置を挙げること
ができる。
【００２６】
実施例１ 単結晶体１１の材料として、ＴｉＣを使用した本実施例
に使用したＴｉＣは、長軸方向に〈１１１〉の方位をも
つ単結晶体であり、図１に示すような、（２１１）（０
１１）面（うち２面は、不図示）で囲まれたものであ
る。大きさは、０．３ｍｍ×０．３ｍｍの断面積で、長
さ１０ｍｍの柱状のＴｉＣ材料である。このＴｉＣ材料
を手を使って２分割（へき開）させた。このへき開によ
り、図１に示す（１００）面から破断分離した。
に使用したＴｉＣは、長軸方向に〈１１１〉の方位をも
つ単結晶体であり、図１に示すような、（２１１）（０
１１）面（うち２面は、不図示）で囲まれたものであ
る。大きさは、０．３ｍｍ×０．３ｍｍの断面積で、長
さ１０ｍｍの柱状のＴｉＣ材料である。このＴｉＣ材料
を手を使って２分割（へき開）させた。このへき開によ
り、図１に示す（１００）面から破断分離した。
【００２７】しかし、へき開の際の不均一応力により、
ＳＴＭ等の微小プローブに必要なナノメーターオーダー
の曲率半径を有する尖鋭な先端は、形成できなかった。
ＳＴＭ等の微小プローブに必要なナノメーターオーダー
の曲率半径を有する尖鋭な先端は、形成できなかった。
【００２８】そこで、図１に示す、へき開された材料の
（１００）面の部分をウェットプロセスによりエッチン
グを行なった。エッチング液には、フッ硝酸溶液（組成
比、ＨＦ：ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１：１：１）を用いた。以
下にウェットのエッチングプロセスを示す。
（１００）面の部分をウェットプロセスによりエッチン
グを行なった。エッチング液には、フッ硝酸溶液（組成
比、ＨＦ：ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１：１：１）を用いた。以
下にウェットのエッチングプロセスを示す。
【００２９】まず、栓のついたポリエチレン製のビンを
用意し、その中でフッ硝酸溶液を調合した。この溶液の
中へ、破断面が浸食されるように、テフロン製の支持台
といっしょに入れた。
用意し、その中でフッ硝酸溶液を調合した。この溶液の
中へ、破断面が浸食されるように、テフロン製の支持台
といっしょに入れた。
【００３０】本実施例では、この後、溶液中に入れたま
ま、ポリエチレン製のビンを封止し、３日間放置してお
いたが、かくはん、加温等を行なって、エッチングの時
間を短縮させることもできる。溶液中放置エッチングに
おけるＴｉＣ単結晶体のフッ硝酸溶液の系でのエッチン
グレートは、１μｍ／時間であった。
ま、ポリエチレン製のビンを封止し、３日間放置してお
いたが、かくはん、加温等を行なって、エッチングの時
間を短縮させることもできる。溶液中放置エッチングに
おけるＴｉＣ単結晶体のフッ硝酸溶液の系でのエッチン
グレートは、１μｍ／時間であった。
【００３１】上記の方法により、完成した微小プローブ
を図２に示す。
を図２に示す。
【００３２】異方性エッチングが行なわれたことによ
り、単結晶体１１の結晶面がきれいに保持された、エッ
チング面２１ができた。エッチング面方位を分析したと
ころ、（２１１），（１１０），（１００）面の３面で
囲まれていることがわかった。また、エッチング面２１
で囲まれてできた尖頭部２２は、２０ｎｍ程度の先端曲
率半径を有する鋭利なものであった（走査型電子顕微鏡
の観察結果による）。
り、単結晶体１１の結晶面がきれいに保持された、エッ
チング面２１ができた。エッチング面方位を分析したと
ころ、（２１１），（１１０），（１００）面の３面で
囲まれていることがわかった。また、エッチング面２１
で囲まれてできた尖頭部２２は、２０ｎｍ程度の先端曲
率半径を有する鋭利なものであった（走査型電子顕微鏡
の観察結果による）。
【００３３】実施例２ 図３は、反応性イオンエッチング装置（以下ＲＩＥと略
す）の概略図であり、３１は真空チャンバー、３２は排
気口、３３は冷却水、３４はガス吸入管、３５はガス流
量調整バルブ、３６は高周波電源、３７は試料台、３８
は対向電極、３９はあらかじめへき開しておいた単結晶
体である。本実施例では、単結晶体３９としてＷＣ（タ
ングステンカーバイト）材料を用いた。以下に作製条件
値を列挙する。 排気圧力：４Ｐａ（パスカル） 吸入ガス：ＣＦ4 ガス流量：１０ＳＣＣＭ 実効電力：１５０Ｗ 上記条件値のもと、単結晶体３９のドライエッチングを
行なった結果、図１及び図２に示すような、（２１
１），（１１０），（１００）面で囲まれる先端を有す
る微小プローブができた。この微小プローブの先端曲率
半径は、２０ｎｍＲであった。エッチングレートは、１
００Å／時間であった。
す）の概略図であり、３１は真空チャンバー、３２は排
気口、３３は冷却水、３４はガス吸入管、３５はガス流
量調整バルブ、３６は高周波電源、３７は試料台、３８
は対向電極、３９はあらかじめへき開しておいた単結晶
体である。本実施例では、単結晶体３９としてＷＣ（タ
ングステンカーバイト）材料を用いた。以下に作製条件
値を列挙する。 排気圧力：４Ｐａ（パスカル） 吸入ガス：ＣＦ4 ガス流量：１０ＳＣＣＭ 実効電力：１５０Ｗ 上記条件値のもと、単結晶体３９のドライエッチングを
行なった結果、図１及び図２に示すような、（２１
１），（１１０），（１００）面で囲まれる先端を有す
る微小プローブができた。この微小プローブの先端曲率
半径は、２０ｎｍＲであった。エッチングレートは、１
００Å／時間であった。
【００３４】実施例３ 次に、本発明の微小プローブをＳＴＭ装置に搭載した例
を図４を用いて説明する。
を図４を用いて説明する。
【００３５】 図４において、４０はＴｉＣ単結晶のプ
ローブであり、作製方法は、ウエットプロセスによるエ
ッチング法を用いた。結晶面は、（２１１），（１１
０），（１００）面で囲まれる形状であった。４２はＨ
ＯＰＧ（高配向グラファイト）上に液晶（１０ＣＢ）分
子を蒸着した観察試料、４３は試料台、４４はプローブ
４０を３次元に走査する微動用円筒圧電素子、４５はプ
ローブ４０を観察試料４２へ粗接近させる粗動機構、４
１はバイアス電源、４６は電流電圧変換器、４７は対数
変換器、４８は比較器、４９は積分器、５０はマイクロ
コンピュータ、５１は増幅器、５２は表示装置、５３は
微動用円筒圧電素子４４を３次元に走査する３次元走査
回路、５４はプローブ４０を電極に接近させるための粗
動制御回路である。プローブ４０を、微動用円筒圧電素
子４４に取り付ける際は、微動用円筒圧電素子４４の走
査方向に対し、プローブ４０先端の角度が最小になるよ
うにセッティングする。
ローブであり、作製方法は、ウエットプロセスによるエ
ッチング法を用いた。結晶面は、（２１１），（１１
０），（１００）面で囲まれる形状であった。４２はＨ
ＯＰＧ（高配向グラファイト）上に液晶（１０ＣＢ）分
子を蒸着した観察試料、４３は試料台、４４はプローブ
４０を３次元に走査する微動用円筒圧電素子、４５はプ
ローブ４０を観察試料４２へ粗接近させる粗動機構、４
１はバイアス電源、４６は電流電圧変換器、４７は対数
変換器、４８は比較器、４９は積分器、５０はマイクロ
コンピュータ、５１は増幅器、５２は表示装置、５３は
微動用円筒圧電素子４４を３次元に走査する３次元走査
回路、５４はプローブ４０を電極に接近させるための粗
動制御回路である。プローブ４０を、微動用円筒圧電素
子４４に取り付ける際は、微動用円筒圧電素子４４の走
査方向に対し、プローブ４０先端の角度が最小になるよ
うにセッティングする。
【００３６】 次に、上述の構成からなる本実施例の表
面観察装置を大気中にて作動させる。プローブ４０と観
察試料４２との間に流れるトンネル電流の値が、１ナノ
アンペアの一定状態になるように制御するために、バイ
アス電源４１が１００ミリボルトの電圧に設定された状
態で電流電圧変換器４６、対数変換器４７、比較器４
８、積分器４９、増幅器５１を通じた電気的フィードバ
ック信号を微動用円筒圧電素子４４に与える。微動用円
筒圧電素子４４の変位量は、１キロボルト当り１マイク
ロメートルである。この後、電気的フィードバックをか
けながら微動用円筒圧電素子４４を３次元走査回路５３
にて、プローブ４０と観察試料４２との間に流れるトン
ネル電流が一定となるように走査させ、試料表面の分子
像を表示装置５２に出力した。この時のプローブ４０の
走査速度は、１ラインあたり、２ミリセカンドの速度と
した。この出力像では、鮮明な液晶の分子が観察され
た。
面観察装置を大気中にて作動させる。プローブ４０と観
察試料４２との間に流れるトンネル電流の値が、１ナノ
アンペアの一定状態になるように制御するために、バイ
アス電源４１が１００ミリボルトの電圧に設定された状
態で電流電圧変換器４６、対数変換器４７、比較器４
８、積分器４９、増幅器５１を通じた電気的フィードバ
ック信号を微動用円筒圧電素子４４に与える。微動用円
筒圧電素子４４の変位量は、１キロボルト当り１マイク
ロメートルである。この後、電気的フィードバックをか
けながら微動用円筒圧電素子４４を３次元走査回路５３
にて、プローブ４０と観察試料４２との間に流れるトン
ネル電流が一定となるように走査させ、試料表面の分子
像を表示装置５２に出力した。この時のプローブ４０の
走査速度は、１ラインあたり、２ミリセカンドの速度と
した。この出力像では、鮮明な液晶の分子が観察され
た。
【００３７】従来のＷの電解研摩プローブでは、走査開
始部分での像のひずみによる観察分子のピッチ誤差が、
しばしば観測されたが、本発明の微小プローブでは、像
のひずみ等の影響は観測されなかった。
始部分での像のひずみによる観察分子のピッチ誤差が、
しばしば観測されたが、本発明の微小プローブでは、像
のひずみ等の影響は観測されなかった。
【００３８】実施例４ 次に、第４実施例について図５、図６、図７を用いて説
明する。本実施例は、情報処理を行なうプローブ電極
に、本単結晶微小プローブを適用したものである。
明する。本実施例は、情報処理を行なうプローブ電極
に、本単結晶微小プローブを適用したものである。
【００３９】図５は本発明の情報処理装置を示すブロッ
ク構成図である。図５中、１０５はプローブ電流増巾器
で、１０６は圧電素子を用いた微動機構１０７をプロー
ブ電流が一定になるように、制御するサーボ回路であ
る。１０８はプローブ電極１０２と電極１０３の間に記
録／消去用のパルス電圧を印加するための電源である。
ク構成図である。図５中、１０５はプローブ電流増巾器
で、１０６は圧電素子を用いた微動機構１０７をプロー
ブ電流が一定になるように、制御するサーボ回路であ
る。１０８はプローブ電極１０２と電極１０３の間に記
録／消去用のパルス電圧を印加するための電源である。
【００４０】パルス電圧を印加するときプローブ電流が
急激に変化するため、サーボ回路１０６は、その間ＨＯ
ＬＤ回路をＯＮにしてサーボ回路１０６の出力電圧が一
定になるように制御している。
急激に変化するため、サーボ回路１０６は、その間ＨＯ
ＬＤ回路をＯＮにしてサーボ回路１０６の出力電圧が一
定になるように制御している。
【００４１】１０９はＸＹ方向にプローブ電極１０２を
移動制御するためのＸＹ走査駆動回路である。１１０と
１１１は、あらかじめ１０-9Ａ程度のプローブ電流が得
られるようにプローブ電極１０２と記録媒体１との距離
を粗動制御するものである。これらの各機器は、すべて
マイクロコンピュータ１１２により中央制御されてい
る。また１１３は表示機器を表している。
移動制御するためのＸＹ走査駆動回路である。１１０と
１１１は、あらかじめ１０-9Ａ程度のプローブ電流が得
られるようにプローブ電極１０２と記録媒体１との距離
を粗動制御するものである。これらの各機器は、すべて
マイクロコンピュータ１１２により中央制御されてい
る。また１１３は表示機器を表している。
【００４２】また、圧電素子を用いた移動制御における
機械的性能を下記に示す。 Ｚ方向微動制御範囲：０．１ｎｍ〜１μｍ Ｚ方向粗動制御範囲：１０ｎｍ〜１０ｍｍ ＸＹ方向走査範囲 ：０．１ｎｍ〜１μｍ 計測，制御許容誤差：＜０．１ｎｍ 以下、本発明を実施例に従って説明する。
機械的性能を下記に示す。 Ｚ方向微動制御範囲：０．１ｎｍ〜１μｍ Ｚ方向粗動制御範囲：１０ｎｍ〜１０ｍｍ ＸＹ方向走査範囲 ：０．１ｎｍ〜１μｍ 計測，制御許容誤差：＜０．１ｎｍ 以下、本発明を実施例に従って説明する。
【００４３】図５に示す情報処理装置を用いた。プロー
ブ電極１０２としてウェットプロセスにより作製した単
結晶ＴｉＣプローブ電極を用いた。このプローブ電極１
０２と記録層１０１の表面の間を流れるプローブ電流を
一定に保つように、圧電素子を用いてプローブ電極１０
２と記録層１０１の表面との距離（Ｚ）を微動制御す
る。更に微動制御機構１０７は距離Ｚを一定に保ったま
ま、面内（Ｘ，Ｙ）方向にも微動制御できるように設計
されている。しかし、これらはすべて従来公知の技術で
ある。またプローブ電極１０２は直接記録・再生・消去
を行なうために用いることができる。また、記録媒体は
高精度のＸＹステージ１１４の上に置かれ、任意の位置
に移動させることができる。
ブ電極１０２としてウェットプロセスにより作製した単
結晶ＴｉＣプローブ電極を用いた。このプローブ電極１
０２と記録層１０１の表面の間を流れるプローブ電流を
一定に保つように、圧電素子を用いてプローブ電極１０
２と記録層１０１の表面との距離（Ｚ）を微動制御す
る。更に微動制御機構１０７は距離Ｚを一定に保ったま
ま、面内（Ｘ，Ｙ）方向にも微動制御できるように設計
されている。しかし、これらはすべて従来公知の技術で
ある。またプローブ電極１０２は直接記録・再生・消去
を行なうために用いることができる。また、記録媒体は
高精度のＸＹステージ１１４の上に置かれ、任意の位置
に移動させることができる。
【００４４】次に、Ａｕで形成した電極１０３の上に形
成されたスクアリリュウム−ビス−６−オクチルアズレ
ン（以下ＳＯＡＺと略す）のＬＢ膜（８層）を用いた記
録・再生・消去の実験についてその詳細を記す。
成されたスクアリリュウム−ビス−６−オクチルアズレ
ン（以下ＳＯＡＺと略す）のＬＢ膜（８層）を用いた記
録・再生・消去の実験についてその詳細を記す。
【００４５】ＳＯＡＺ８層を累積した記録層１０１をも
つ記録媒体１をＸＹステージ１１４の上に置き、まず目
視によりプローブ電極１０２の位置を決め、しっかりと
固定した。Ａｕ電極１０３に対して、プローブ電極１０
２に−１．０Ｖの電圧を印加し、電流をモニターしなが
らプローブ電極１０２と記録層１０１表面との距離
（Ｚ）を調整した。その後、微動制御機構１０７を制御
してプローブ電極１０２と記録層１０１表面までの距離
を変えていくと、第２図に示すような電流特性が得られ
た。
つ記録媒体１をＸＹステージ１１４の上に置き、まず目
視によりプローブ電極１０２の位置を決め、しっかりと
固定した。Ａｕ電極１０３に対して、プローブ電極１０
２に−１．０Ｖの電圧を印加し、電流をモニターしなが
らプローブ電極１０２と記録層１０１表面との距離
（Ｚ）を調整した。その後、微動制御機構１０７を制御
してプローブ電極１０２と記録層１０１表面までの距離
を変えていくと、第２図に示すような電流特性が得られ
た。
【００４６】なお、プローブ電流および、プローブ電圧
を変化させることでプローブ電極１０２と記録層１０１
表面との距離Ｚを調整することができるが、距離Ｚを適
当な値で一定に保持するためには、プローブ電流Ｉｐが
１０-7Ａ＞Ｉｐ＞１０-12Ａ、好適には１０-8Ａ＞Ｉｐ
＞１０-10Ａになるようにプローブ電圧を調整する必要
がある。
を変化させることでプローブ電極１０２と記録層１０１
表面との距離Ｚを調整することができるが、距離Ｚを適
当な値で一定に保持するためには、プローブ電流Ｉｐが
１０-7Ａ＞Ｉｐ＞１０-12Ａ、好適には１０-8Ａ＞Ｉｐ
＞１０-10Ａになるようにプローブ電圧を調整する必要
がある。
【００４７】まず、図６のａ領域の電流値に制御電流を
設定した（１０-7Ａ）。この条件下ではプローブ電極１
０２は記録層１０の表面に接触している。サーボ回路１
０６の出力電圧を一定に保持し、以下の実験を行なっ
た。プローブ電極１０２とＡｕ電極１０３との間に電気
メモリー効果を生じる閾値電圧を越えていない電圧であ
る０．５Ｖ読み取り用電圧を印加して電流値を測定した
ところ、μＡ以下でＯＦＦ状態を示した。次にオン状態
を生じる閾値電圧Ｖｔｈ ＯＮ以上の電圧である第３図
に示した波形をもつ三角波パルス電圧を印加したのち、
再び０．５Ｖの電圧を電極間に印加して電流を測定した
ところ０．３ｍＡ程度の電流が流れＯＮ状態となってい
たことを示した。
設定した（１０-7Ａ）。この条件下ではプローブ電極１
０２は記録層１０の表面に接触している。サーボ回路１
０６の出力電圧を一定に保持し、以下の実験を行なっ
た。プローブ電極１０２とＡｕ電極１０３との間に電気
メモリー効果を生じる閾値電圧を越えていない電圧であ
る０．５Ｖ読み取り用電圧を印加して電流値を測定した
ところ、μＡ以下でＯＦＦ状態を示した。次にオン状態
を生じる閾値電圧Ｖｔｈ ＯＮ以上の電圧である第３図
に示した波形をもつ三角波パルス電圧を印加したのち、
再び０．５Ｖの電圧を電極間に印加して電流を測定した
ところ０．３ｍＡ程度の電流が流れＯＮ状態となってい
たことを示した。
【００４８】次にオン状態からオフ状態へ変化する閾値
電圧Ｖｔｈ ＯＦＦ以上の電圧である三角波パルス電圧
を印加したのち、再び０．５Ｖを印加したところ、この
時の電流値はμＡ以下でＯＦＦ状態に戻ることが確認さ
れた。
電圧Ｖｔｈ ＯＦＦ以上の電圧である三角波パルス電圧
を印加したのち、再び０．５Ｖを印加したところ、この
時の電流値はμＡ以下でＯＦＦ状態に戻ることが確認さ
れた。
【００４９】次にプローブ電圧を０．５Ｖとし、プロー
ブ電流Ｉｐを１０-9Ａ（図６のｂ領域に相当する。）に
設定して、プローブ電極１０２と記録層１０１表面との
距離Ｚを制御した。
ブ電流Ｉｐを１０-9Ａ（図６のｂ領域に相当する。）に
設定して、プローブ電極１０２と記録層１０１表面との
距離Ｚを制御した。
【００５０】ＸＹステージ１１４を一定の間隔（１μ）
で移動させながら、前記と同様な波形を有する閾値電圧
Ｖｔｈ ＯＮ以上のパルス電圧（Ｖｍａｘ＝−１５Ｖ）
を印加して、ＯＮ状態を書き込んだ。なお、パルス電圧
を印加する際は、サーボ回路の出力電圧を一定にしてい
る。
で移動させながら、前記と同様な波形を有する閾値電圧
Ｖｔｈ ＯＮ以上のパルス電圧（Ｖｍａｘ＝−１５Ｖ）
を印加して、ＯＮ状態を書き込んだ。なお、パルス電圧
を印加する際は、サーボ回路の出力電圧を一定にしてい
る。
【００５１】書き込まれた情報は、書き込みの際と同じ
条件でプローブ電極１０２と記録層１０１の表面の距離
を制御したのち、サーボ回路１０６の出力を一定に保持
したままで、ＸＹステージ１１４を駆動し、ＯＮ状態領
域とＯＦＦ状態領域とのプローブ電流の変化で直接読み
取るか、又は、サーボ回路１０６を動作させたまま（Ｈ
ＯＬＤ回路ＯＦＦ）ＸＹステージ１１４を駆動し、ＯＮ
状態領域とＯＦＦ状態領域とでのサーボ回路１０６の出
力電圧の変化で読み取ることができる。本例では、ＯＮ
状態領域でのプローブ電流が記録前（又はＯＦＦ状態領
域）と比較して３桁以上変化していたことを確認した。
条件でプローブ電極１０２と記録層１０１の表面の距離
を制御したのち、サーボ回路１０６の出力を一定に保持
したままで、ＸＹステージ１１４を駆動し、ＯＮ状態領
域とＯＦＦ状態領域とのプローブ電流の変化で直接読み
取るか、又は、サーボ回路１０６を動作させたまま（Ｈ
ＯＬＤ回路ＯＦＦ）ＸＹステージ１１４を駆動し、ＯＮ
状態領域とＯＦＦ状態領域とでのサーボ回路１０６の出
力電圧の変化で読み取ることができる。本例では、ＯＮ
状態領域でのプローブ電流が記録前（又はＯＦＦ状態領
域）と比較して３桁以上変化していたことを確認した。
【００５２】更に書き込みの際と同じ条件でプローブ電
極１０２と記録層１０１の表面との距離を制御したのち
サーボ回路１０６の出力を一定に保持し、プローブ電圧
をＶｔｈ ＯＦＦ以上の８Ｖに設定して、再びＸＹステ
ージ１１４を駆動して、記録位置をトレースした結果、
全ての記録状態が消去され、ＯＦＦ状態に遷移したこと
も確認した。
極１０２と記録層１０１の表面との距離を制御したのち
サーボ回路１０６の出力を一定に保持し、プローブ電圧
をＶｔｈ ＯＦＦ以上の８Ｖに設定して、再びＸＹステ
ージ１１４を駆動して、記録位置をトレースした結果、
全ての記録状態が消去され、ＯＦＦ状態に遷移したこと
も確認した。
【００５３】ＸＹステージ１１４を駆動するかわりにＸ
Ｙ駆動回路１０９を動作させ、微動制御機構１０７を駆
動して、０．０１μ間隔に、前述と同じ条件で記録・再
生・消去の実験を行なっても、同様な結果が得られた。
すなわち書き込み後の記録層１０１の表面との距離を一
定に保持したのち、サーボ回路１０６の出力を一定に
し、その後微動制御機構１０７を駆動して、記録位置を
トレースしたところ、０．０１μ周期で３桁以上のプロ
ーブ電流の変化を確認した。また、同じ条件でプローブ
電圧を８Ｖに設定し、記録位置をトレースした結果、
０．０１μ周期の記録状態は全て消去されることも確認
した。上述の記録・再生・消去実験を繰り返して行なっ
ても安定した実験が可能であった。
Ｙ駆動回路１０９を動作させ、微動制御機構１０７を駆
動して、０．０１μ間隔に、前述と同じ条件で記録・再
生・消去の実験を行なっても、同様な結果が得られた。
すなわち書き込み後の記録層１０１の表面との距離を一
定に保持したのち、サーボ回路１０６の出力を一定に
し、その後微動制御機構１０７を駆動して、記録位置を
トレースしたところ、０．０１μ周期で３桁以上のプロ
ーブ電流の変化を確認した。また、同じ条件でプローブ
電圧を８Ｖに設定し、記録位置をトレースした結果、
０．０１μ周期の記録状態は全て消去されることも確認
した。上述の記録・再生・消去実験を繰り返して行なっ
ても安定した実験が可能であった。
【００５４】次に微動制御機構１０７を用いて、０．０
０１μから０．１μの間の種々のピッチで長さ１μのス
トライプを上記の方法で書き込み、分解能を測定したと
ころ０．０１μ以上のピッチでは常に３桁以上のプロー
ブ電流の変化が書き込みピッチと同じピッチで確認され
た。０．０１μ未満のピッチではプローブ電流の変化が
次第に小さくなり、０．００１μピッチではプローブ電
流の変化の観測は困難であった。
０１μから０．１μの間の種々のピッチで長さ１μのス
トライプを上記の方法で書き込み、分解能を測定したと
ころ０．０１μ以上のピッチでは常に３桁以上のプロー
ブ電流の変化が書き込みピッチと同じピッチで確認され
た。０．０１μ未満のピッチではプローブ電流の変化が
次第に小さくなり、０．００１μピッチではプローブ電
流の変化の観測は困難であった。
【００５５】以上の実験に用いたＳＯＡＺ−ＬＢ膜は下
記のごとく作成した。
記のごとく作成した。
【００５６】光学研摩したガラス基板（基板１０４）を
中性洗剤およびトリクレンを用いて洗浄した後下引き層
としてＣｒを真空蒸着法により厚さ５０Å堆積させ、更
にＡｕを同法により４００Å蒸着した下地電極（Ａｕ電
極１０３）を形成した。
中性洗剤およびトリクレンを用いて洗浄した後下引き層
としてＣｒを真空蒸着法により厚さ５０Å堆積させ、更
にＡｕを同法により４００Å蒸着した下地電極（Ａｕ電
極１０３）を形成した。
【００５７】次にＳＯＡＺを濃度０．２ｍｇ／ｍｌで溶
かしたクロロホルム溶液を２０℃の水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。溶媒の蒸発を待ち係る単分
子膜の表面圧を２０ｍＮ／ｍまで高め、更にこれを一定
に保ちながら前記電極基板を水面を横切るように速度５
ｍｍ／分で静かに浸漬し、さらに引上げ２層のＹ形単分
子膜の累積を行なった。
かしたクロロホルム溶液を２０℃の水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。溶媒の蒸発を待ち係る単分
子膜の表面圧を２０ｍＮ／ｍまで高め、更にこれを一定
に保ちながら前記電極基板を水面を横切るように速度５
ｍｍ／分で静かに浸漬し、さらに引上げ２層のＹ形単分
子膜の累積を行なった。
【００５８】以上、説明したように情報処理を行なうプ
ローブ電極の材料にＴｉＣ単結晶材料を適用した結果、
繰り返しパルス掃引を行なっても安定した記録・再生・
消去が可能であり、従来の、Ｗ電解研摩プローブ等に比
べて装置の安定性が大幅に向上した。
ローブ電極の材料にＴｉＣ単結晶材料を適用した結果、
繰り返しパルス掃引を行なっても安定した記録・再生・
消去が可能であり、従来の、Ｗ電解研摩プローブ等に比
べて装置の安定性が大幅に向上した。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、単結晶体を破断
後、異方性のエッチングを施行してエッチング面とする
ことにより、３つの結晶面で囲まれた鋭利な角をもちか
つ機械的剛性の高い形状を有する微小プローブとするこ
とができまたこれを再現性よく作製することができる。
後、異方性のエッチングを施行してエッチング面とする
ことにより、３つの結晶面で囲まれた鋭利な角をもちか
つ機械的剛性の高い形状を有する微小プローブとするこ
とができまたこれを再現性よく作製することができる。
【００６０】また、表面観察装置や記録再生装置に該プ
ローブを適用した結果、安定した像観察や、記録・再生
・消去を行なうことが可能であり、装置の耐久性、信頼
性を大きく向上させることができる。
ローブを適用した結果、安定した像観察や、記録・再生
・消去を行なうことが可能であり、装置の耐久性、信頼
性を大きく向上させることができる。
【図１】本発明の微小プローブの説明図である。
【図２】異方性エッチングを行なって形成されたプロー
ブ先端の走査型電子顕微鏡写真である。
ブ先端の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】反応性イオンエッチング装置の概略図である。
【図４】実施例３である表面観察装置の説明図である。
【図５】実施例４である情報処理装置の説明図である。
【図６】情報処理装置における距離と電流の特性グラフ
である。
である。
１１ 単結晶体 ２１ エッチング面 ２２ 尖頭部 ４０ プローブ ４２ 観察試料 １０１ 記録層 １０２ プローブ
フロントページの続き (72)発明者 畑中 勝則 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−176405（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−31003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55845（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−75902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66501（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/30 G11B 9/00
Claims (10)
- 【請求項１】 単結晶体の３つの結晶面の集合点として
尖頭部が形成され、かつこの３つの結晶面のうち少なく
とも１つの尖頭部付近がエッチング面であることを特徴
とする微小プローブ。 - 【請求項２】 結晶面が、（２１１）（１１０）（１０
０）面であることを特徴とする請求項１記載の微小プロ
ーブ。 - 【請求項３】 結晶面が、（２１１）（１１０）（０１
０）面であることを特徴とする微小プローブ。 - 【請求項４】 結晶面が、（２１１）（１１０）（００
１）面であることを特徴とする請求項１記載の微小プロ
ーブ。 - 【請求項５】 単結晶体を応力により破断分割した破片
の破断面に対し、単結晶体の方位を利用した異方性エッ
チングを施すことを特徴とする微小プローブの製造方
法。 - 【請求項６】 異方性エッチングが、ドライプロセスに
よるエッチングであることを特徴とする請求項５記載の
微小プローブの製造方法。 - 【請求項７】 異方性エッチングが、ウエットプロセス
によるエッチングであることを特徴とする請求項５記載
の微細プローブの製造方法。 - 【請求項８】 単結晶体材料が、炭化物単結晶体である
ことを特徴とする請求項５記載の微小プローブの製造方
法。 - 【請求項９】 プローブと観察試料との間に流れるトン
ネル電流ないしはプローブと該試料との間に働く原子間
力を検出しながら３次元にプローブと観察試料を相対移
動させることにより試料表面を観察する表面観察におい
て、該プローブに請求項１の微小プローブを用いたこと
を特徴とする表面観察装置。 - 【請求項１０】 プローブと記録層との間に流れるトン
ネル電流ないしはプローブと記録層との間に働く原子間
力の変動から、記録層に記録された情報を読み取る情報
処理装置において、該プローブとして請求項１の微小プ
ローブを用いたことを特徴とする情報処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193564A JP3010318B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-07-09 | 微小プローブ、その製造方法、該プローブを用いた表面観察装置及び情報処理装置 |
| EP92301571A EP0501750B1 (en) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Single crystal microtip, preparation and applications thereof |
| DE69225820T DE69225820T2 (de) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Einkristalline Mikrospitze, ihre Herstellung und ihre Anwendungen |
| AT92301571T ATE167298T1 (de) | 1991-02-26 | 1992-02-25 | Einkristalline mikrospitze, ihre herstellung und ihre anwendungen |
| US07/841,519 US5245187A (en) | 1991-02-26 | 1992-02-26 | Microtip, process for preparation thereof, surface-observing apparatus and information-treating apparatus employing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-53093 | 1991-02-26 | ||
| JP5309391 | 1991-02-26 | ||
| JP3193564A JP3010318B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-07-09 | 微小プローブ、その製造方法、該プローブを用いた表面観察装置及び情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642952A JPH0642952A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3010318B2 true JP3010318B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=26393804
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3193564A Expired - Fee Related JP3010318B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-07-09 | 微小プローブ、その製造方法、該プローブを用いた表面観察装置及び情報処理装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5245187A (ja) |
| EP (1) | EP0501750B1 (ja) |
| JP (1) | JP3010318B2 (ja) |
| AT (1) | ATE167298T1 (ja) |
| DE (1) | DE69225820T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367165A (en) * | 1992-01-17 | 1994-11-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Cantilever chip for scanning probe microscope |
| US6520005B2 (en) * | 1994-12-22 | 2003-02-18 | Kla-Tencor Corporation | System for sensing a sample |
| US5948972A (en) * | 1994-12-22 | 1999-09-07 | Kla-Tencor Corporation | Dual stage instrument for scanning a specimen |
| US5591082A (en) * | 1995-01-05 | 1997-01-07 | Thrustmaster, Inc. | Side-mounted throttle and weapons controller for computer video games and flight simulation |
| JP3370527B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2003-01-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 原子間力顕微鏡用プローブとその製造方法および原子間力顕微鏡 |
| US5744799A (en) * | 1996-05-20 | 1998-04-28 | Ohara; Tetsuo | Apparatus for and method of real-time nanometer-scale position measurement of the sensor of a scanning tunneling microscope or other sensor scanning atomic or other undulating surfaces |
| US5729026A (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Atomic force microscope system with angled cantilever having integral in-plane tip |
| US5892223A (en) * | 1997-06-30 | 1999-04-06 | Harris Corporation | Multilayer microtip probe and method |
| US6415653B1 (en) * | 1998-03-24 | 2002-07-09 | Olympus Optical Co., Ltd. | Cantilever for use in a scanning probe microscope |
| JP3884887B2 (ja) * | 1999-08-27 | 2007-02-21 | 株式会社ルネサステクノロジ | 描画用探針及びその製作方法 |
| US6869889B1 (en) * | 2004-04-07 | 2005-03-22 | Intel Corporation | Etching metal carbide films |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4396459A (en) * | 1982-09-16 | 1983-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method and solution for etching indium antimonide |
| US4470875A (en) * | 1983-11-09 | 1984-09-11 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of silicon devices requiring anisotropic etching |
| DE3572030D1 (en) * | 1985-03-07 | 1989-09-07 | Ibm | Scanning tunneling microscope |
| US4670092A (en) * | 1986-04-18 | 1987-06-02 | Rockwell International Corporation | Method of fabricating a cantilever beam for a monolithic accelerometer |
| US4685996A (en) * | 1986-10-14 | 1987-08-11 | Busta Heinz H | Method of making micromachined refractory metal field emitters |
| DE3856336T2 (de) * | 1987-09-24 | 2000-01-27 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Mikrosonde |
| US5066358A (en) * | 1988-10-27 | 1991-11-19 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Juninor University | Nitride cantilevers with single crystal silicon tips |
| JP2547869B2 (ja) * | 1988-11-09 | 1996-10-23 | キヤノン株式会社 | プローブユニット，該プローブの駆動方法及び該プローブユニットを備えた走査型トンネル電流検知装置 |
| US4943719A (en) * | 1989-01-17 | 1990-07-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford University | Microminiature cantilever stylus |
| DE68903951T2 (de) * | 1989-08-16 | 1993-07-08 | Ibm | Verfahren fuer die herstellung mikromechanischer messfuehler fuer afm/stm-profilometrie und mikromechanischer messfuehlerkopf. |
| US5021364A (en) * | 1989-10-31 | 1991-06-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Microcantilever with integral self-aligned sharp tetrahedral tip |
| JPH03150300A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-26 | Ube Ind Ltd | 単結晶の劈開面形成方法 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3193564A patent/JP3010318B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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