JPH04311839A - カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡 - Google Patents
カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡Info
- Publication number
- JPH04311839A JPH04311839A JP3103634A JP10363491A JPH04311839A JP H04311839 A JPH04311839 A JP H04311839A JP 3103634 A JP3103634 A JP 3103634A JP 10363491 A JP10363491 A JP 10363491A JP H04311839 A JPH04311839 A JP H04311839A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cantilever
- probe
- force microscope
- displacement
- integrated
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052958 orpiment Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02049—Interferometers characterised by particular mechanical design details
- G01B9/02051—Integrated design, e.g. on-chip or monolithic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02022—Interferometers characterised by the beam path configuration contacting one object by grazing incidence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02023—Indirect probing of object, e.g. via influence on cavity or fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0894—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by non-contact electron transfer, i.e. electron tunneling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q20/00—Monitoring the movement or position of the probe
- G01Q20/02—Monitoring the movement or position of the probe by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/02—Multiple-type SPM, i.e. involving more than one SPM techniques
- G01Q60/08—MFM [Magnetic Force Microscopy] combined with AFM [Atomic Force Microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/38—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/50—MFM [Magnetic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. MFM probes
- G01Q60/54—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
- G01Q60/56—Probes with magnetic coating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/038—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices
- G01R33/0385—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices in relation with magnetic force measurements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1409—Heads
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1418—Disposition or mounting of heads or record carriers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/30—Grating as beam-splitter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q80/00—Applications, other than SPM, of scanning-probe techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/868—Scanning probe structure with optical means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/873—Tip holder
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カンチレバーとその変
位量の検出手段を一体集積化して小型化を図ったカンチ
レバーユニット、及びこのカンチレバーユニットを用い
、試料表面の三次元形状をナノメートルスケールで測定
する原子間力顕微鏡（ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下「ＡＦＭ」と記す）に関するも
のである。さらに本発明は上記ＡＦＭを利用した再生装
置、及び記録再生装置に関するものである。
位量の検出手段を一体集積化して小型化を図ったカンチ
レバーユニット、及びこのカンチレバーユニットを用い
、試料表面の三次元形状をナノメートルスケールで測定
する原子間力顕微鏡（ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下「ＡＦＭ」と記す）に関するも
のである。さらに本発明は上記ＡＦＭを利用した再生装
置、及び記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡＦＭは、試料表面に対して１ｎｍ以下
の距離にまで探針を接近させた時に試料と探針間に働く
原子間力を探針を支持しているカンチレバー（弾性体）
の撓む量（変位量）から検出し、この原子間力を一定に
保つように試料と探針との距離を制御しながら試料表面
を走査することにより試料表面の三次元形状を１ｎｍ以
下の分解能で観察するものである（Ｂｉｎｎｉｇ ｅ
ｔ．ａｌ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５６，９３０
（１９８６））。ＡＦＭによると、走査型トンネル顕微
鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下「ＳＴＭ」と記す）のように、
試料が導電性である必要がなく、絶縁性試料、特に半導
体レジスト面や生体高分子などの表面を原子、分子のオ
ーダーで観察できるため、広い応用が期待されている。
の距離にまで探針を接近させた時に試料と探針間に働く
原子間力を探針を支持しているカンチレバー（弾性体）
の撓む量（変位量）から検出し、この原子間力を一定に
保つように試料と探針との距離を制御しながら試料表面
を走査することにより試料表面の三次元形状を１ｎｍ以
下の分解能で観察するものである（Ｂｉｎｎｉｇ ｅ
ｔ．ａｌ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５６，９３０
（１９８６））。ＡＦＭによると、走査型トンネル顕微
鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下「ＳＴＭ」と記す）のように、
試料が導電性である必要がなく、絶縁性試料、特に半導
体レジスト面や生体高分子などの表面を原子、分子のオ
ーダーで観察できるため、広い応用が期待されている。
【０００３】図５、図６に従来のＡＦＭを示す。ＡＦＭ
は基本的には試料表面に対向させる探針１１１、及びこ
れを支持するカンチレバー１０７、試料と探針間に働く
原子間力によるカンチレバーの変位量検出手段、探針に
対する試料の相対的な位置を三次元で制御する手段から
構成される。
は基本的には試料表面に対向させる探針１１１、及びこ
れを支持するカンチレバー１０７、試料と探針間に働く
原子間力によるカンチレバーの変位量検出手段、探針に
対する試料の相対的な位置を三次元で制御する手段から
構成される。
【０００４】従来のカンチレバーの変位量検出手段とし
ては、図５に示すようにカンチレバー１０７背後から光
を照射し、その反射光スポットの位置のずれ量から求め
る光てこ法や、図６に示すような、カンチレバー１０７
の背後に導電性探針６０２を接近して配置し、カンチレ
バー１０７と導電性探針６０２の間に流れるトンネル電
流を一定に保てるように導電性探針の位置を制御し、そ
の制御量から求めるトンネル電流法がある。
ては、図５に示すようにカンチレバー１０７背後から光
を照射し、その反射光スポットの位置のずれ量から求め
る光てこ法や、図６に示すような、カンチレバー１０７
の背後に導電性探針６０２を接近して配置し、カンチレ
バー１０７と導電性探針６０２の間に流れるトンネル電
流を一定に保てるように導電性探針の位置を制御し、そ
の制御量から求めるトンネル電流法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
てこ法では、光線をカンチレバー裏面に当てるための調
整治具、レンズ５０２やミラーなどの光学部品、２分割
フォトダイオード５０４の位置調整治具、トンネル電流
法ではカンチレバー裏面に対する導電性探針６０２の位
置調整治具等カンチレバー変位量検出手段の機械的構成
が複雑で大きくなってしまう。そのため、床振動や音響
振動、温度ドリフトなどの外乱の影響でその機械的構成
に位置ずれが生じたり、剛性の低下による共振が起こっ
たりして、カンチレバー変位量検出分解能に限界を生じ
ていた。
てこ法では、光線をカンチレバー裏面に当てるための調
整治具、レンズ５０２やミラーなどの光学部品、２分割
フォトダイオード５０４の位置調整治具、トンネル電流
法ではカンチレバー裏面に対する導電性探針６０２の位
置調整治具等カンチレバー変位量検出手段の機械的構成
が複雑で大きくなってしまう。そのため、床振動や音響
振動、温度ドリフトなどの外乱の影響でその機械的構成
に位置ずれが生じたり、剛性の低下による共振が起こっ
たりして、カンチレバー変位量検出分解能に限界を生じ
ていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、カン
チレバー変位量検出手段を集積化し、カンチレバーと一
体化し、外乱の影響を受けにくいカンチレバーユニット
を提供するものである。
チレバー変位量検出手段を集積化し、カンチレバーと一
体化し、外乱の影響を受けにくいカンチレバーユニット
を提供するものである。
【０００７】さらに、本発明はこの新規なカンチレバー
ユニットを用い、相対的位置合わせが不要で外乱の影響
を受けにくい、ＡＦＭ、さらにはこのＡＦＭを利用し、
記録媒体に記録された情報を再生する再生装置、及びこ
れにＳＴＭを組み合わせた記録再生装置を提供するもの
である。
ユニットを用い、相対的位置合わせが不要で外乱の影響
を受けにくい、ＡＦＭ、さらにはこのＡＦＭを利用し、
記録媒体に記録された情報を再生する再生装置、及びこ
れにＳＴＭを組み合わせた記録再生装置を提供するもの
である。
【０００８】すなわち、本発明の第１は、探針を支持す
るカンチレバーと、該カンチレバーの変位量検出手段と
が一体集積化されていることを特徴とするカンチレバー
ユニットであり、第２はこれを用いたことを特徴とする
原子間力顕微鏡であり、第３は、探針が記録媒体に対向
し且つ近接するように配置された本発明第１のカンチレ
バーユニットと、カンチレバー変位量検出手段からの信
号をもとに再生を行う手段とを有することを特徴とする
再生装置であり、第４は、探針が記録媒体に対向し且つ
近接するように配置された本発明第１のカンチレバーユ
ニットと、カンチレバー変位量検出手段からの信号をも
とに再生を行う手段と、探針と記録媒体間にトンネル電
流を印加する手段とを有することを特徴とする記録再生
装置である。
るカンチレバーと、該カンチレバーの変位量検出手段と
が一体集積化されていることを特徴とするカンチレバー
ユニットであり、第２はこれを用いたことを特徴とする
原子間力顕微鏡であり、第３は、探針が記録媒体に対向
し且つ近接するように配置された本発明第１のカンチレ
バーユニットと、カンチレバー変位量検出手段からの信
号をもとに再生を行う手段とを有することを特徴とする
再生装置であり、第４は、探針が記録媒体に対向し且つ
近接するように配置された本発明第１のカンチレバーユ
ニットと、カンチレバー変位量検出手段からの信号をも
とに再生を行う手段と、探針と記録媒体間にトンネル電
流を印加する手段とを有することを特徴とする記録再生
装置である。
【０００９】さらに本発明においては、光集積回路の技
術を応用し、変位量検出手段として、光源及び光導波路
、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化し、カンチ
レバーと一体化することにより従来のＡＦＭで使用され
ていた変位量検出手段に比べてその大きさが５０分の１
以下と小型化できる。従って該手段の共振周波数を数１
０倍以上に上げることができるため、外乱の影響を受け
にくいものとなる。
術を応用し、変位量検出手段として、光源及び光導波路
、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化し、カンチ
レバーと一体化することにより従来のＡＦＭで使用され
ていた変位量検出手段に比べてその大きさが５０分の１
以下と小型化できる。従って該手段の共振周波数を数１
０倍以上に上げることができるため、外乱の影響を受け
にくいものとなる。
【００１０】具体的には光源、光導波路、光導波中の光
を集光するためのレンズ、光分割又は合成のためのビー
ムスプリッタ、進行方向を変更するためのミラー、導波
路外に光を取り出すためのカップラー等の光部品、光量
検出のためのフォトダイオード、光電流の増幅回路や信
号処理回路を集積化し、カンチレバーと一体化する。
を集光するためのレンズ、光分割又は合成のためのビー
ムスプリッタ、進行方向を変更するためのミラー、導波
路外に光を取り出すためのカップラー等の光部品、光量
検出のためのフォトダイオード、光電流の増幅回路や信
号処理回路を集積化し、カンチレバーと一体化する。
【００１１】
【実施例】以下、実施例をもとに、本発明をさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】実施例１図１に本発明のカンチレバーユニ
ットの一例の構成を示す。
ットの一例の構成を示す。
【００１３】図１において、１０１は薄膜光導波路、１
０２はＳｉＯ２、１０３はＳｉ基板、１０４は半導体レ
ーザ、１０５はフレネルレンズ、１０６はグレーティン
グビームスプリッタ、１０７はカンチレバー、１０８は
反射ミラーａ、１０９は反射ミラーｂ、１１０はフォト
ダイオード、１１１は探針、１１２は半導体レーザ駆動
回路、１１３は増幅回路である。
０２はＳｉＯ２、１０３はＳｉ基板、１０４は半導体レ
ーザ、１０５はフレネルレンズ、１０６はグレーティン
グビームスプリッタ、１０７はカンチレバー、１０８は
反射ミラーａ、１０９は反射ミラーｂ、１１０はフォト
ダイオード、１１１は探針、１１２は半導体レーザ駆動
回路、１１３は増幅回路である。
【００１４】本実施例においては、表面に薄膜光導波路
１０１を設けたＳｉＯ２／Ｓｉ基板１０３の一方の端面
には半導体レーザ１０４が接合されており、レーザ光を
光導波路１０１中に導入する。導入されたレーザ光はフ
レネルレンズ１０５によって平行光に変換された後、グ
レーティングビームスプリッタ１０６によって２方向に
分けられる。一方の光Ａは、Ｓｉ基板１０３の他端面に
設けられているカンチレバー１０７表面の光導波路中を
通り、カンチレバー１０７の自由端面に作られている反
射ミラーａによって反射し、再びカンチレバー１０７表
面の光導波路中を通り、再びグレーティングビームスプ
リッタ１０６に入射する。
１０１を設けたＳｉＯ２／Ｓｉ基板１０３の一方の端面
には半導体レーザ１０４が接合されており、レーザ光を
光導波路１０１中に導入する。導入されたレーザ光はフ
レネルレンズ１０５によって平行光に変換された後、グ
レーティングビームスプリッタ１０６によって２方向に
分けられる。一方の光Ａは、Ｓｉ基板１０３の他端面に
設けられているカンチレバー１０７表面の光導波路中を
通り、カンチレバー１０７の自由端面に作られている反
射ミラーａによって反射し、再びカンチレバー１０７表
面の光導波路中を通り、再びグレーティングビームスプ
リッタ１０６に入射する。
【００１５】また、グレーティングビームスプリッタ１
０６で進路を９０°曲げられた他方の光Ｂは反射ミラー
ｂ１０９で反射した後、同じ進路を逆方向に戻って再び
グレーティングビームスプリッタ１０６に入射する。２
つの光はグレーティングビームスプリッタ１０６で合成
され、その合成光Ｃがフォトダイオード１１０で検知さ
れる。今カンチレバー１０７上に作成された探針１１１
が原子間力を検出してカンチレバー１０７先端が図中Ｚ
方向に撓むとその変位量ΔＺに応じてカンチレバー１０
７表面の光導波路中に歪みが生じ、光導波路の屈折率が
変化する。この屈折率変化をΔｎとするとΔｎ＝ｃΔｎ
（ここでｃは定数）であり、カンチレバー１０７表面上
を通る光Ａと反射ミラー１０９によって反射される光Ｂ
との間の光路差に変化２ＬΔｎ（ここでＬはカンチレバ
ーの長さ）を生じ、合成光Ｃの光強度が変化する。従っ
て、この光強度の変化を検知することにより、カンチレ
バー１０７先端のＺ方向の変位量ΔＺが検知できる。こ
の光強度変化信号を増幅回路１１３によって増幅し、Ｚ
方向変位量信号とする。ここでカンチレバー１０７のＺ
方向の弾性定数をｋとすると、探針１１１が検知した原
子間力の大きさｆはｆ＝ｋΔＺの式から求められる。
０６で進路を９０°曲げられた他方の光Ｂは反射ミラー
ｂ１０９で反射した後、同じ進路を逆方向に戻って再び
グレーティングビームスプリッタ１０６に入射する。２
つの光はグレーティングビームスプリッタ１０６で合成
され、その合成光Ｃがフォトダイオード１１０で検知さ
れる。今カンチレバー１０７上に作成された探針１１１
が原子間力を検出してカンチレバー１０７先端が図中Ｚ
方向に撓むとその変位量ΔＺに応じてカンチレバー１０
７表面の光導波路中に歪みが生じ、光導波路の屈折率が
変化する。この屈折率変化をΔｎとするとΔｎ＝ｃΔｎ
（ここでｃは定数）であり、カンチレバー１０７表面上
を通る光Ａと反射ミラー１０９によって反射される光Ｂ
との間の光路差に変化２ＬΔｎ（ここでＬはカンチレバ
ーの長さ）を生じ、合成光Ｃの光強度が変化する。従っ
て、この光強度の変化を検知することにより、カンチレ
バー１０７先端のＺ方向の変位量ΔＺが検知できる。こ
の光強度変化信号を増幅回路１１３によって増幅し、Ｚ
方向変位量信号とする。ここでカンチレバー１０７のＺ
方向の弾性定数をｋとすると、探針１１１が検知した原
子間力の大きさｆはｆ＝ｋΔＺの式から求められる。
【００１６】さて、このような光集積化カンチレバーユ
ニットの作成法について説明する。
ニットの作成法について説明する。
【００１７】Ｓｉ基板上に通常のシリコンプロセスによ
って、ＰｉＮフォトダイオードを構成した後、上部にＬ
ＰＣＶＤ法により厚さ０．１μｍの保護用Ｓｉ３Ｎ４膜
を形成する。次に他の開口部に熱酸化により厚さ０．５
μｍのＳｉＯ２膜を形成した後、プラズマエッチングに
よりＳｉ３Ｎ４膜を取り除く。続いて真空蒸着法により
ＳｉＯ２膜上に厚さ１μｍのＡｓ２Ｓ３薄膜導波路を作
成し、電子ビーム照射による屈折率変化を利用して導波
路中にフレネルレンズ及びグレーティングビームスプリ
ッタを作成する。ここで、カンチレバー形状をパターニ
ング後、基板裏面からＫＯＨ液によって異方性エッチン
グを行い、カンチレバーを形成、電子ビームデポジショ
ン法によってカンチレバー先端に探針を設ける。チップ
にへき開後、端面及びカンチレバー先端の側面にＡｌ等
の金属を蒸着して反射ミラーを形成し、他の端面に半導
体レーザを接合する。
って、ＰｉＮフォトダイオードを構成した後、上部にＬ
ＰＣＶＤ法により厚さ０．１μｍの保護用Ｓｉ３Ｎ４膜
を形成する。次に他の開口部に熱酸化により厚さ０．５
μｍのＳｉＯ２膜を形成した後、プラズマエッチングに
よりＳｉ３Ｎ４膜を取り除く。続いて真空蒸着法により
ＳｉＯ２膜上に厚さ１μｍのＡｓ２Ｓ３薄膜導波路を作
成し、電子ビーム照射による屈折率変化を利用して導波
路中にフレネルレンズ及びグレーティングビームスプリ
ッタを作成する。ここで、カンチレバー形状をパターニ
ング後、基板裏面からＫＯＨ液によって異方性エッチン
グを行い、カンチレバーを形成、電子ビームデポジショ
ン法によってカンチレバー先端に探針を設ける。チップ
にへき開後、端面及びカンチレバー先端の側面にＡｌ等
の金属を蒸着して反射ミラーを形成し、他の端面に半導
体レーザを接合する。
【００１８】次に図２を用いて図１に示した光集積化カ
ンチレバーユニットを用いて構成される本発明のＡＦＭ
を説明する。図１に示したカンチレバーユニット２０１
に対向して置かれた試料２０２をＸＹＺ駆動素子２０３
によってＺ方向にカンチレバー上の探針１１１に対して
１ｎｍ以下の距離まで近接させる。ここで探針１１１と
試料２０２表面との間に働く原子間力によってカンチレ
バーに撓みが生じるが、この撓み量を一定にするように
（即ち原子間力を一定にするように）Ｚ方向フィードバ
ック信号をＸＹＺ駆動素子２０３に加え、探針１１１と
試料２０２との間隔を制御する。さらにコンピュータ２
０５からの走査信号を元にＸ方向走査信号回路２０６、
Ｙ方向走査信号回路２０７によってそれぞれＸ方向走査
信号、Ｙ方向走査信号をＸＹＺ駆動素子２０３に加え、
探針２０４に対して相対的に試料２０２をＸＹＺ次元方
向に走査する。この時、試料表面の凹凸に応じてカンチ
レバーの撓み量を一定にするためのＺ方向フィードバッ
ク信号から凹凸の深さ、高さを検知することができる。 コンピュータ２０５において、試料表面の凹凸の２次元
分布データを取得し、これを表示装置２０９に表示する
。尚、探針材料としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの磁性体材
料を用いると、磁力顕微鏡として磁性試料表面磁区構造
を観察することができる。
ンチレバーユニットを用いて構成される本発明のＡＦＭ
を説明する。図１に示したカンチレバーユニット２０１
に対向して置かれた試料２０２をＸＹＺ駆動素子２０３
によってＺ方向にカンチレバー上の探針１１１に対して
１ｎｍ以下の距離まで近接させる。ここで探針１１１と
試料２０２表面との間に働く原子間力によってカンチレ
バーに撓みが生じるが、この撓み量を一定にするように
（即ち原子間力を一定にするように）Ｚ方向フィードバ
ック信号をＸＹＺ駆動素子２０３に加え、探針１１１と
試料２０２との間隔を制御する。さらにコンピュータ２
０５からの走査信号を元にＸ方向走査信号回路２０６、
Ｙ方向走査信号回路２０７によってそれぞれＸ方向走査
信号、Ｙ方向走査信号をＸＹＺ駆動素子２０３に加え、
探針２０４に対して相対的に試料２０２をＸＹＺ次元方
向に走査する。この時、試料表面の凹凸に応じてカンチ
レバーの撓み量を一定にするためのＺ方向フィードバッ
ク信号から凹凸の深さ、高さを検知することができる。 コンピュータ２０５において、試料表面の凹凸の２次元
分布データを取得し、これを表示装置２０９に表示する
。尚、探針材料としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの磁性体材
料を用いると、磁力顕微鏡として磁性試料表面磁区構造
を観察することができる。
【００１９】実施例２図３は、本発明の第２の実施例の
光集積化カンチレバーユニットの構成を示す図である。 図３において、表面に薄膜光導波路１０１を設けたＳｉ
Ｏ２／Ｓｉ基板（１０２’／１０３’）の一方の端面に
接合された半導体レーザ１１２からレーザ光を光導波路
１０１中に導入する。導入されたレーザ光はフレネルレ
ンズ３０５によって平行光に変換された後、反射ミラー
ｃ３０６によって反射し、３０７のグレーティングカッ
プラーａに入射する。グレーティングカップラーａ３０
７において、一部の光はＡで示すように光導波路外に取
り出され、カンチレバー１０７裏面に反射後、グレーテ
ィングカップラーｂ３０９で再び光導波路中に戻り、光
導波路中をそのまま伝播してきた光Ｂと合成される。そ
の合成光Ｃが反射ミラーｄ３１０で反射後、フォトダイ
オード１１０で検知される。今、カンチレバー１０７上
に作成された探針１１１が原子間力を検出してカンチレ
バー１０７先端が図中Ｚ方向に撓むとその変位量ΔＺに
応じて、グレーティングカップラーａ３０７から外に取
り出された光Ａがグレーティングカップラーｂ３０９に
よって再び光導波路中に戻るまでの光路長が変化する。 この変化をΔＥとすると、光導波路から外に取り出され
た光Ａと光導波路中をそのまま伝播してきた光Ｂとの間
の光路差に変化ΔＥ＝２（１−ｎ・ｓｉｎθ）ΔＺ／ｃ
ｏｓθ（ここでθは光導波路面法線と出射光Ａとのなす
角、ｎは光導波路の屈折率）が生じ、合成光Ｃの光強度
が変化する。従って、この光強度の変化を検知すること
により、カンチレバー１０７先端のＺ方向の変位量ΔＺ
が検知できる。この光強度変化信号を増幅回路１１３に
よって増幅し、Ｚ方向変位量信号とする。ここでカンチ
レバー１０７のＺ方向の弾性定数をｋとすると探針１１
１が検知した原子間力の大きさｆはｆ＝ｋΔＺから求め
られる。
光集積化カンチレバーユニットの構成を示す図である。 図３において、表面に薄膜光導波路１０１を設けたＳｉ
Ｏ２／Ｓｉ基板（１０２’／１０３’）の一方の端面に
接合された半導体レーザ１１２からレーザ光を光導波路
１０１中に導入する。導入されたレーザ光はフレネルレ
ンズ３０５によって平行光に変換された後、反射ミラー
ｃ３０６によって反射し、３０７のグレーティングカッ
プラーａに入射する。グレーティングカップラーａ３０
７において、一部の光はＡで示すように光導波路外に取
り出され、カンチレバー１０７裏面に反射後、グレーテ
ィングカップラーｂ３０９で再び光導波路中に戻り、光
導波路中をそのまま伝播してきた光Ｂと合成される。そ
の合成光Ｃが反射ミラーｄ３１０で反射後、フォトダイ
オード１１０で検知される。今、カンチレバー１０７上
に作成された探針１１１が原子間力を検出してカンチレ
バー１０７先端が図中Ｚ方向に撓むとその変位量ΔＺに
応じて、グレーティングカップラーａ３０７から外に取
り出された光Ａがグレーティングカップラーｂ３０９に
よって再び光導波路中に戻るまでの光路長が変化する。 この変化をΔＥとすると、光導波路から外に取り出され
た光Ａと光導波路中をそのまま伝播してきた光Ｂとの間
の光路差に変化ΔＥ＝２（１−ｎ・ｓｉｎθ）ΔＺ／ｃ
ｏｓθ（ここでθは光導波路面法線と出射光Ａとのなす
角、ｎは光導波路の屈折率）が生じ、合成光Ｃの光強度
が変化する。従って、この光強度の変化を検知すること
により、カンチレバー１０７先端のＺ方向の変位量ΔＺ
が検知できる。この光強度変化信号を増幅回路１１３に
よって増幅し、Ｚ方向変位量信号とする。ここでカンチ
レバー１０７のＺ方向の弾性定数をｋとすると探針１１
１が検知した原子間力の大きさｆはｆ＝ｋΔＺから求め
られる。
【００２０】次に本実施例の光集積化カンチレバーユニ
ットの作成法について説明する。
ットの作成法について説明する。
【００２１】Ｓｉ基板上に通常のシリコンプロセスによ
ってＰｉＮフォトダイオードを構成した後、上部にＬＰ
ＣＶＤ法により厚さ０．１μｍの保護用Ｓｉ３Ｎ４膜を
形成する。次に他の開口部に熱酸化により厚さ２．５μ
ｍのＳｉＯ２膜を形成した後プラズマエッチングにより
ＳｉＯ２膜を取り除く。続いて、高周波スパッタ法によ
り、ＳｉＯ２膜上にコーニング社７０５９ガラスを材料
とした厚さ２μｍのガラス薄膜導波路を作成し、イオン
交換やイオン注入による屈折率変化を利用して、導波路
中にフレネルレンズ及びグレーティングカップラーを作
成する。ここで別のＳｉ基板をパターニング、異方性エ
ッチングにより形成したカンチレバーを有するチップを
陽極接合により、ガラス薄膜導波路上に接合する。チッ
プにへき開研磨後、端面にＡｌ等の金属を蒸着して反射
ミラーを形成し、他の端面に半導体レーザを接合する。
ってＰｉＮフォトダイオードを構成した後、上部にＬＰ
ＣＶＤ法により厚さ０．１μｍの保護用Ｓｉ３Ｎ４膜を
形成する。次に他の開口部に熱酸化により厚さ２．５μ
ｍのＳｉＯ２膜を形成した後プラズマエッチングにより
ＳｉＯ２膜を取り除く。続いて、高周波スパッタ法によ
り、ＳｉＯ２膜上にコーニング社７０５９ガラスを材料
とした厚さ２μｍのガラス薄膜導波路を作成し、イオン
交換やイオン注入による屈折率変化を利用して、導波路
中にフレネルレンズ及びグレーティングカップラーを作
成する。ここで別のＳｉ基板をパターニング、異方性エ
ッチングにより形成したカンチレバーを有するチップを
陽極接合により、ガラス薄膜導波路上に接合する。チッ
プにへき開研磨後、端面にＡｌ等の金属を蒸着して反射
ミラーを形成し、他の端面に半導体レーザを接合する。
【００２２】さらに、図４に本発明の記録再生装置の実
施例を示す。本記録再生装置は図３に示した再生装置の
探針を導電性材料で形成し、試料との間に記録用電圧を
印加する手段を設け、ＳＴＭにより記録を行い、ＡＦＭ
により再生を行う装置である。
施例を示す。本記録再生装置は図３に示した再生装置の
探針を導電性材料で形成し、試料との間に記録用電圧を
印加する手段を設け、ＳＴＭにより記録を行い、ＡＦＭ
により再生を行う装置である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、カンチレバー変位
量検出系を集積化し、カンチレバーと一体化することに
より、■カンチレバーと変位量検出系との相対位置合わ
せが不要になり、操作性が向上し、■装置全体が小型化
でき、外乱の影響を受けにくくなるので、検出分解能が
向上し、より高精度、高分解能のＡＦＭによる試料表面
の三次元形状の測定が可能になった。
量検出系を集積化し、カンチレバーと一体化することに
より、■カンチレバーと変位量検出系との相対位置合わ
せが不要になり、操作性が向上し、■装置全体が小型化
でき、外乱の影響を受けにくくなるので、検出分解能が
向上し、より高精度、高分解能のＡＦＭによる試料表面
の三次元形状の測定が可能になった。
【図１】本発明の第１の実施例である光集積化カンチレ
バーユニットの構成図である。
バーユニットの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例である光集積化カンチレ
バーユニットを用いた原子間力顕微鏡の構成図である。
バーユニットを用いた原子間力顕微鏡の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施例である光集積化カンチレ
バーユニットの構成図である。
バーユニットの構成図である。
【図４】本発明の第２の実施例である光集積化カンチレ
バーユニットを用いた記録再生装置の構成図である。
バーユニットを用いた記録再生装置の構成図である。
【図５】原子間力顕微鏡におけるカンチレバー変位量検
出系の従来例を示す図である。
出系の従来例を示す図である。
【図６】原理間力顕微鏡におけるカンチレバー変位量検
出系の従来例を示す図である。
出系の従来例を示す図である。
１０１ 薄膜光導波路
１０２、１０２’ ＳｉＯ２
１０３、１０３’ Ｓｉ基板
１０４ 半導体レーザ
１０５ フレネルレンズ
１０６ グレーティングビームスプリッタ１０７
カンチレバー １０８ 反射ミラーａ １０９ 反射ミラーｂ １１０ フォトダイオード １１１ 探針 １１２ 半導体レーザ駆動回路 １１３ 増幅回路 ２０１ カンチレバーユニット ２０２ 試料 ２０３ ＸＹＺ駆動素子 ２０５ コンピュータ ２０６ Ｘ方向走査信号回路 ２０７ Ｙ方向走査信号回路 ２０８ Ｚ方向フィードバック信号回路２０９ 表
示装置 ３０６ 反射ミラーｃ ３０７ グレーティングカップラーａ３０９ グレ
ーティングカップラーｂ３１０ 反射ミラーｄ ３１０ 反射ミラーｄ ３１７ Ａｌ配線 ４０１ 記録用電圧印加回路 ５０１ レバーホルダー ５０２ レンズ ５０３ ＸＹＺ駆動素子 ５０４ ２分割フォトダイオード ６０１ ピエゾ素子 ６０２ 導電性探針
カンチレバー １０８ 反射ミラーａ １０９ 反射ミラーｂ １１０ フォトダイオード １１１ 探針 １１２ 半導体レーザ駆動回路 １１３ 増幅回路 ２０１ カンチレバーユニット ２０２ 試料 ２０３ ＸＹＺ駆動素子 ２０５ コンピュータ ２０６ Ｘ方向走査信号回路 ２０７ Ｙ方向走査信号回路 ２０８ Ｚ方向フィードバック信号回路２０９ 表
示装置 ３０６ 反射ミラーｃ ３０７ グレーティングカップラーａ３０９ グレ
ーティングカップラーｂ３１０ 反射ミラーｄ ３１０ 反射ミラーｄ ３１７ Ａｌ配線 ４０１ 記録用電圧印加回路 ５０１ レバーホルダー ５０２ レンズ ５０３ ＸＹＺ駆動素子 ５０４ ２分割フォトダイオード ６０１ ピエゾ素子 ６０２ 導電性探針
Claims (11)
- 【請求項１】 探針を支持するカンチレバーと、該カ
ンチレバーの変位量検出手段とが一体集積化されている
ことを特徴とするカンチレバーユニット。 - 【請求項２】 前記変位量検出手段が、光源及び光導
波路、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化したも
のであることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー
ユニット。 - 【請求項３】 探針を支持するカンチレバーと該カン
チレバーの変位量検出手段とが一体集積化されているカ
ンチレバーユニットを用いたことを特徴とする原子間力
顕微鏡。 - 【請求項４】 前記変位量検出手段が、光源及び光導
波路、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化したも
のであることを特徴とする請求項３記載の原子間力顕微
鏡。 - 【請求項５】 探針を支持するカンチレバーと該カン
チレバーの変位量検出手段とが一体集積化されているカ
ンチレバーユニットを用いたことを特徴とする磁力顕微
鏡。 - 【請求項６】 前記変位量検出手段が、光源及び光導
波路、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化したも
のであることを特徴とする請求項５記載の磁力顕微鏡。 - 【請求項７】 探針が磁性体材料からなることを特徴
とする請求項５又は６記載の原子間力顕微鏡。 - 【請求項８】 探針が記録媒体に対向し且つ近接する
ように配置された請求項１記載のカンチレバーユニット
と、カンチレバー変位量検出手段からの信号をもとに再
生を行う手段とを有することを特徴とする再生装置。 - 【請求項９】 前記変位量検出手段が、光源及び光導
波路、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化したも
のであることを特徴とする請求項６記載の再生装置。 - 【請求項１０】 探針が記録媒体に対向し且つ近接す
るように配置された請求項１記載のカンチレバーユニッ
トと、カンチレバー変位量検出手段からの信号をもとに
再生を行う手段と、探針と記録媒体間にトンネル電流を
印加する手段とを有することを特徴とする記録再生装置
。 - 【請求項１１】 前記変位量検出手段が、光源及び光
導波路、導波形光路変換素子、光検出器を光集積化した
ものであることを特徴とする請求項８記載の記録再生装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103634A JP3000491B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡 |
| CA002065593A CA2065593C (en) | 1991-04-10 | 1992-04-08 | Cantilever unit and atomic force microscope, magnetic force microscope, reproducing apparatus and information processing apparatus using the cantilever unit |
| US07/865,227 US5260567A (en) | 1991-04-10 | 1992-04-08 | Cantilever unit and atomic force microscope, magnetic force microscope, reproducing apparatus and information processing apparatus using the cantilever unit |
| DE69232339T DE69232339T2 (de) | 1991-04-10 | 1992-04-09 | Cantilevereinheit und Atomkraftmikroskop, Magnetkraftmikroskop, sowie Wiedergabe- und Informationsverarbeitungsapparat damit |
| EP92303177A EP0509716A1 (en) | 1991-04-10 | 1992-04-09 | Cantilever unit and atomic force microscope, magnetic force microscope, reproducing apparatus and information processing apparatus using the cantilever unit |
| AT97200263T ATE211814T1 (de) | 1991-04-10 | 1992-04-09 | Cantilevereinheit und atomkraftmikroskop, magnetkraftmikroskop, sowie wiedergabe- und informationsverarbeitungsapparat damit |
| EP97200263A EP0791803B1 (en) | 1991-04-10 | 1992-04-09 | Cantilever unit and atomic force microscope, magnetic force microscope, reproducing apparatus and information processing apparatus using the cantilever unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103634A JP3000491B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311839A true JPH04311839A (ja) | 1992-11-04 |
| JP3000491B2 JP3000491B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=14359206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103634A Expired - Fee Related JP3000491B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5260567A (ja) |
| EP (2) | EP0791803B1 (ja) |
| JP (1) | JP3000491B2 (ja) |
| AT (1) | ATE211814T1 (ja) |
| CA (1) | CA2065593C (ja) |
| DE (1) | DE69232339T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083418A (ja) * | 2014-12-26 | 2017-05-18 | 株式会社リコー | 微小物特性計測装置 |
Families Citing this family (61)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5155361A (en) * | 1991-07-26 | 1992-10-13 | The Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Acting For And On Behalf Of Arizona State University | Potentiostatic preparation of molecular adsorbates for scanning probe microscopy |
| JPH05282717A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Canon Inc | 記録媒体の製造方法、及び記録媒体、及び情報処理装置 |
| DE4310349C2 (de) * | 1993-03-30 | 2000-11-16 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Sensorkopf und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE69433974T2 (de) * | 1993-04-13 | 2005-09-01 | Agilent Technologies, Inc., Palo Alto | Elektro-optisches instrument |
| DE59302118D1 (de) * | 1993-05-21 | 1996-05-09 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische Positionsmesseinrichtung |
| US5504338A (en) * | 1993-06-30 | 1996-04-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method using low-voltage and/or low-current scanning probe lithography |
| JP3390173B2 (ja) * | 1993-07-22 | 2003-03-24 | ビーティージー・インターナショナル・リミテッド | 近視野光学装置用インテリジェントセンサ |
| US5440920A (en) * | 1994-02-03 | 1995-08-15 | Molecular Imaging Systems | Scanning force microscope with beam tracking lens |
| US5515719A (en) * | 1994-05-19 | 1996-05-14 | Molecular Imaging Corporation | Controlled force microscope for operation in liquids |
| US5866805A (en) * | 1994-05-19 | 1999-02-02 | Molecular Imaging Corporation Arizona Board Of Regents | Cantilevers for a magnetically driven atomic force microscope |
| US5753814A (en) * | 1994-05-19 | 1998-05-19 | Molecular Imaging Corporation | Magnetically-oscillated probe microscope for operation in liquids |
| US5513518A (en) * | 1994-05-19 | 1996-05-07 | Molecular Imaging Corporation | Magnetic modulation of force sensor for AC detection in an atomic force microscope |
| US5621210A (en) * | 1995-02-10 | 1997-04-15 | Molecular Imaging Corporation | Microscope for force and tunneling microscopy in liquids |
| JPH0981977A (ja) * | 1995-07-10 | 1997-03-28 | Canon Inc | 記録再生装置 |
| JP3679519B2 (ja) * | 1995-09-14 | 2005-08-03 | キヤノン株式会社 | トンネル電流または微小力または磁気力検出用の微小ティップの製造方法、並びにその微小ティップを有するプローブの製造方法とそのプローブ、該プローブを有するプローブユニットと走査型プローブ顕微鏡及び情報記録再生装置 |
| US5874668A (en) * | 1995-10-24 | 1999-02-23 | Arch Development Corporation | Atomic force microscope for biological specimens |
| JP3260619B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2002-02-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 光導波路プロ−ブおよび光システム |
| JPH10293134A (ja) | 1997-02-19 | 1998-11-04 | Canon Inc | 光検出または照射用のプローブ、及び該プローブを備えた近視野光学顕微鏡・記録再生装置・露光装置、並びに該プローブの製造方法 |
| US5982009A (en) * | 1997-03-01 | 1999-11-09 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | Integrated device of cantilever and light source |
| JPH10312592A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Canon Inc | 情報処理装置および情報処理方法 |
| JP2000035396A (ja) | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Canon Inc | 微小突起を有するプローブ、及びその製造方法 |
| US7260051B1 (en) | 1998-12-18 | 2007-08-21 | Nanochip, Inc. | Molecular memory medium and molecular memory integrated circuit |
| US20030160170A1 (en) * | 2000-03-30 | 2003-08-28 | Mcmaster Terence J. | Methods and apparatus for atomic force microscopy |
| JP2003077154A (ja) * | 2001-04-25 | 2003-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | ミラーの角度検出装置、光信号スイッチシステム及び光信号スイッチング方法 |
| JP2003202284A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Hitachi Ltd | 走査プローブ顕微鏡およびこれを用いた試料観察方法およびデバイス製造方法 |
| US7233517B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-06-19 | Nanochip, Inc. | Atomic probes and media for high density data storage |
| US20040150472A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-08-05 | Rust Thomas F. | Fault tolerant micro-electro mechanical actuators |
| US6982898B2 (en) * | 2002-10-15 | 2006-01-03 | Nanochip, Inc. | Molecular memory integrated circuit utilizing non-vibrating cantilevers |
| US6985377B2 (en) | 2002-10-15 | 2006-01-10 | Nanochip, Inc. | Phase change media for high density data storage |
| US6821941B2 (en) * | 2002-10-23 | 2004-11-23 | Isp Investments Inc. | Tablet of compacted particulated cleaning composition |
| JP2004301554A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Canon Inc | 電位測定装置及び画像形成装置 |
| WO2004112050A1 (en) * | 2003-06-18 | 2004-12-23 | Atilla Aydinli | Integrated optical displacement sensors for scanning probe microscopy |
| US7379412B2 (en) | 2004-04-16 | 2008-05-27 | Nanochip, Inc. | Methods for writing and reading highly resolved domains for high density data storage |
| US20050232061A1 (en) | 2004-04-16 | 2005-10-20 | Rust Thomas F | Systems for writing and reading highly resolved domains for high density data storage |
| US7301887B2 (en) | 2004-04-16 | 2007-11-27 | Nanochip, Inc. | Methods for erasing bit cells in a high density data storage device |
| US8601608B2 (en) * | 2005-03-31 | 2013-12-03 | Japan Science And Technology Agency | Cantilever for scanning probe microscope and scanning probe microscope equipped with it |
| US7552625B2 (en) * | 2005-06-17 | 2009-06-30 | Georgia Tech Research Corporation | Force sensing integrated readout and active tip based probe microscope systems |
| US20070103697A1 (en) * | 2005-06-17 | 2007-05-10 | Degertekin Fahrettin L | Integrated displacement sensors for probe microscopy and force spectroscopy |
| US7463573B2 (en) | 2005-06-24 | 2008-12-09 | Nanochip, Inc. | Patterned media for a high density data storage device |
| US7367119B2 (en) | 2005-06-24 | 2008-05-06 | Nanochip, Inc. | Method for forming a reinforced tip for a probe storage device |
| US7309630B2 (en) | 2005-07-08 | 2007-12-18 | Nanochip, Inc. | Method for forming patterned media for a high density data storage device |
| US7441447B2 (en) * | 2005-10-07 | 2008-10-28 | Georgia Tech Research Corporation | Methods of imaging in probe microscopy |
| US7752898B2 (en) * | 2005-10-28 | 2010-07-13 | Georgia Tech Research Corporation | Devices for probe microscopy |
| US7797757B2 (en) * | 2006-08-15 | 2010-09-14 | Georgia Tech Research Corporation | Cantilevers with integrated actuators for probe microscopy |
| KR100889976B1 (ko) * | 2006-10-24 | 2009-03-24 | 이형종 | 광 모듈과 이를 이용한 광 센서 및 그 제조방법 |
| US9391216B2 (en) * | 2008-06-06 | 2016-07-12 | Orbital Atk, Inc. | Optical coupled sensors for harsh environments |
| US9217831B1 (en) * | 2009-12-15 | 2015-12-22 | Kotura, Inc. | Optical system having dynamic waveguide alignment |
| CN101876667A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-11-03 | 北京大学 | 基于碳纳米管和平面波导结构的原子力显微镜探针 |
| US20130205455A1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-08 | University Of Western Australia | System and method of performing atomic force measurements |
| US9835591B2 (en) | 2011-02-25 | 2017-12-05 | Panorama Synergy Ltd | Optical cantilever based analysis |
| US9057706B2 (en) | 2011-02-25 | 2015-06-16 | University Of Western Australia | Optical cantilever based analyte detection |
| GB2493585B (en) * | 2011-08-11 | 2013-08-14 | Ibm | Scanning probe microscopy cantilever comprising an electromagnetic sensor |
| US9977188B2 (en) | 2011-08-30 | 2018-05-22 | Skorpios Technologies, Inc. | Integrated photonics mode expander |
| FR3007589B1 (fr) * | 2013-06-24 | 2015-07-24 | St Microelectronics Crolles 2 | Circuit integre photonique et procede de fabrication |
| EP3149522A4 (en) * | 2014-05-27 | 2018-02-21 | Skorpios Technologies, Inc. | Waveguide mode expander using amorphous silicon |
| US9857216B2 (en) * | 2014-12-26 | 2018-01-02 | Ricoh Company, Ltd. | Minute object characteristics measuring apparatus |
| WO2016160909A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | University Of Kansas | Scanning resonator microscopy |
| CN109884561B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-04-20 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 磁场检测模块及磁场探头 |
| CN109884562B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-04-16 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 差分磁场检测模块及磁场探头 |
| EP3722741A1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-10-14 | Nokia Technologies Oy | An apparatus comprising a cantilever |
| CN110095656B (zh) * | 2019-05-27 | 2021-03-09 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 探测模块及探头 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3837728A (en) * | 1973-09-26 | 1974-09-24 | Bell Telephone Labor Inc | Injected carrier guided wave deflector |
| US4724318A (en) * | 1985-11-26 | 1988-02-09 | International Business Machines Corporation | Atomic force microscope and method for imaging surfaces with atomic resolution |
| DE3630887A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-08 | Hommelwerke Gmbh | Vorrichtung zur messung kleiner laengen |
| EP0242407A2 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-28 | Hommelwerke GmbH | Vorrichtung zur Messung kleiner Längen |
| EP0262253A1 (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-06 | International Business Machines Corporation | Micromechanical atomic force sensor head |
| FR2613826B1 (fr) * | 1987-04-07 | 1990-10-26 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de deplacement en optique integree |
| DE3750406T2 (de) * | 1987-05-12 | 1995-03-30 | Ibm | Atomarer Kräftesensor mit interferometrischer Messung der Eigenschaften eines Datenträgers. |
| DE3718192A1 (de) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | Hommelwerke Gmbh | Vorrichtung zur messung des abstandes zwischen der vorrichtung und einer messflaeche |
| JPH02503713A (ja) * | 1987-06-04 | 1990-11-01 | ルコツ バルター | 光学的な変調及び測定方法 |
| US4906840A (en) * | 1988-01-27 | 1990-03-06 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr., University | Integrated scanning tunneling microscope |
| 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 |
| JPH02187944A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-24 | Sharp Corp | 再生装置 |
| US5017010A (en) * | 1989-05-16 | 1991-05-21 | International Business Machines Corporation | High sensitivity position sensor and method |
| JPH04188022A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-06 | Olympus Optical Co Ltd | 変位検出装置 |
| DE4107605C1 (en) * | 1991-03-09 | 1992-04-02 | Hommelwerke Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen, De | Sensor for atomic force raster microscope - has opto-electronic distance measurer for ascertaining movement of probe tip at distal end of extendable arm |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3103634A patent/JP3000491B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-08 US US07/865,227 patent/US5260567A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-08 CA CA002065593A patent/CA2065593C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-09 AT AT97200263T patent/ATE211814T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-04-09 EP EP97200263A patent/EP0791803B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-09 EP EP92303177A patent/EP0509716A1/en not_active Withdrawn
- 1992-04-09 DE DE69232339T patent/DE69232339T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083418A (ja) * | 2014-12-26 | 2017-05-18 | 株式会社リコー | 微小物特性計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69232339T2 (de) | 2002-08-08 |
| CA2065593A1 (en) | 1992-10-11 |
| EP0791803A2 (en) | 1997-08-27 |
| CA2065593C (en) | 1999-01-19 |
| EP0791803A3 (en) | 1997-10-22 |
| EP0509716A1 (en) | 1992-10-21 |
| ATE211814T1 (de) | 2002-01-15 |
| EP0791803B1 (en) | 2002-01-09 |
| JP3000491B2 (ja) | 2000-01-17 |
| US5260567A (en) | 1993-11-09 |
| DE69232339D1 (de) | 2002-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04311839A (ja) | カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡 | |
| JP3000492B2 (ja) | 情報処理装置 | |
| US5231286A (en) | Scanning probe microscope utilizing an optical element in a waveguide for dividing the center part of the laser beam perpendicular to the waveguide | |
| US5463897A (en) | Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access | |
| US5247186A (en) | Integrated optical displacement sensor | |
| EP0394962B1 (en) | Atomic force microscope | |
| US8087288B1 (en) | Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access | |
| US6239426B1 (en) | Scanning probe and scanning probe microscope | |
| JP2002014030A (ja) | 近視野光プローブとその製造方法、およびその近視野光プローブを用いた近視野光装置 | |
| JP3069923B2 (ja) | カンチレバー型プローブ及び原子間力顕微鏡、情報記録再生装置 | |
| US6718821B1 (en) | Laser interferometry force-feedback sensor for an interfacial force microscope | |
| EP0652414B1 (en) | Scanning near-field optic/atomic force microscope | |
| Holz et al. | High throughput AFM inspection system with parallel active cantilevers | |
| JP3015980B2 (ja) | 原子間力顕微鏡及び記録再生装置及び再生装置 | |
| JP3161116B2 (ja) | 微小ギャップ幅測定装置及び方法 | |
| Chuang et al. | Compact variable-temperature scanning force microscope | |
| Egawa et al. | High‐speed scanning by dual feedback control in SNOM/AFM | |
| JP2900552B2 (ja) | 微小力検出器 | |
| JP2004191277A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡及びその測定方法 | |
| KR100526217B1 (ko) | 주사식 프로브 현미경을 이용한 가공장치와, 주사식 프로브 현미경을 이용한 기록 및 재생장치 | |
| JP2005018895A (ja) | 近視野光ヘッドおよびその製造方法 | |
| US10564181B2 (en) | Atomic force microscope with optical guiding mechanism | |
| JP3450460B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| JPH05231861A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| KR20060119464A (ko) | 개구부와 나노 스케일의 팁을 구비하는 다기능 주사 탐침 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990928 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |