JPH0552509A - Probe unit and its manufacture, information processing device, and scanning tunneling electron miscroscope - Google Patents

Probe unit and its manufacture, information processing device, and scanning tunneling electron miscroscope

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JPH0552509A
JPH0552509A JP24022991A JP24022991A JPH0552509A JP H0552509 A JPH0552509 A JP H0552509A JP 24022991 A JP24022991 A JP 24022991A JP 24022991 A JP24022991 A JP 24022991A JP H0552509 A JPH0552509 A JP H0552509A
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JP
Japan
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probe unit
probe
flexible portion
information processing
substrate
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Pending
Application number
JP24022991A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Takamatsu
修 高松
Yasuhiro Shimada
康弘 島田
Takayuki Yagi
隆行 八木
Masaru Nakayama
優 中山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0552509A publication Critical patent/JPH0552509A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve a productivity, and secure the reproducibility of a same shape, and further secure reliability and stability of information processing in a probe unit with a cantilever shape. CONSTITUTION:A probe unit has a beam-shaped flexible portion 2 which is formed on a substrate and a probe 4 at a free-edge portion of this flexible portion and is constituted of a drive means for allowing the probe to be displaced in a direction which is at least vertical to a substrate surface. The flexible portion is formed at a position which is higher than the substrate surface and a void portion 3 is provided between the flexible portion and the substrate surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル電子顕
微鏡またはその原理を応用した情報の高密度記録、再
生、消去を行う情報処理装置等に用いるトンネル電流検
知用のプローブユニット及びこれの製造方法及び前述装
置等に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning tunneling electron microscope or a probe unit for detecting a tunnel current used in an information processing apparatus for high density recording, reproducing and erasing of information by applying the principle thereof, and manufacturing thereof. The present invention relates to a method and the above-mentioned device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において、導体の表面原子の電子構
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡(以下、ST
Mと略す)が開発され(G.Binnig eta
l.,Phys.Rev.Lett.49(1982)
57)、単結晶、非結晶を問わず実空間像を著しく高い
分解能(ナノメートル以下)で測定できるようになっ
た。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as ST
Abbreviated as M) was developed (G. Binnig eta
l. , Phys. Rev. Lett. 49 (1982)
57), it has become possible to measure a real space image with extremely high resolution (nanometer or less) regardless of whether it is a single crystal or a non-crystal.

【0003】かかるSTMは、金属のプローブ(探針)
と導電性物質の間に電圧を加えて、1nm程度の距離ま
で近づけると、その間にトンネル電流が流れることを利
用している。この電流は両者の距離変化に非常に敏感で
かつ指数関数的に変化するので、トンネル電流を一定に
保つようにプローブを走査することにより、実空間の表
面構造を原子オーダーの分解能で観察することができ
る。
The STM is a metal probe (probe).
When a voltage is applied between the conductive material and the conductive material to bring them closer to a distance of about 1 nm, a tunnel current flows during that time. Since this current is very sensitive to changes in the distance between the two and changes exponentially, observe the surface structure in real space with atomic resolution by scanning the probe so that the tunnel current is kept constant. You can

【0004】このSTMを用いた解析は導電性材料に限
られるが、導電性材料の表面に薄く形成された絶縁膜の
構造解析にも応用され始めている。更に、上述の装置、
手段は微小電流を検知する方法を用いているため、媒体
に損傷を与えず、かつ低電力で観測できる利点をも有す
る。また、大気中での動作も可能で有るためSTMの広
範囲な応用が期待されている。特に、特開昭63−16
1552号公報、特開昭63−161553号公報等に
提案されているように、高密度な記録再生装置としての
実用化が積極的に進められている。これは、STMと同
様のプローブを用いて、プローブと記録媒体間に印加す
る電圧を変化させて記録を行うもので有り、記録媒体と
しては、電圧−電流特性においてメモリ性の有るスイッ
チング特性を示す材料、たとえばカルコゲン化物類、π
電子系有機化合物の薄膜層を用いている。一方、再生に
ついては、記録を行った領域とそうでない領域のトンネ
ル抵抗の変化により行っている。この記録方式を用いる
記録媒体としては、プローブに印加する電圧により記録
媒体の表面形状が変化するものでも記録再生が可能で有
る。
Although the analysis using this STM is limited to the conductive material, it has begun to be applied to the structural analysis of the insulating film thinly formed on the surface of the conductive material. Furthermore, the above-mentioned device,
Since the means uses the method of detecting a minute current, it has an advantage that it can be observed with low power without damaging the medium. Further, since it can be operated in the atmosphere, it is expected to have a wide range of applications of STM. In particular, JP-A-63-16
As proposed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1552 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-161553, practical application as a high-density recording / reproducing device is being actively promoted. This is for recording by changing the voltage applied between the probe and the recording medium by using a probe similar to the STM, and the recording medium shows a switching characteristic having a memory property in the voltage-current characteristic. Materials, eg chalcogenides, π
A thin film layer of an electronic organic compound is used. On the other hand, reproduction is performed by changing the tunnel resistance between the recorded area and the non-recorded area. As a recording medium using this recording method, recording / reproduction is possible even if the surface shape of the recording medium changes depending on the voltage applied to the probe.

【0005】従来、プローブの形成手法として半導体製
造プロセス技術を用い、1つの基板上に微細な構造を作
る加工技術(K.E.Peterson,“Silic
onas a Mechanical Materia
l”,Proceedings of the IEE
E,vol70,P420,1982)を利用して構成
したSTMが、特開昭61−206148号公報に提案
されている。これは単結晶シリコンを基板として、微細
加工により基板面と平行な方向(XY方向)に微動でき
る平行バネを形成し、更にその可動部にプローブを形成
したカンチレバー(片持ち梁)構造の舌状部を設け、該
舌状部と底面部との間に電界を与え静電力により基板表
面と直角な方向(Z方向)に変位するように構成されて
いる。また、特開昭62−281138号公報には、特
開昭61−206148号公報に開示されたのと同様の
舌状部をマルチに配列した変換器アレイを備えた記憶装
置が記載されている。
Conventionally, a semiconductor manufacturing process technology has been used as a probe forming method, and a processing technology for manufacturing a fine structure on one substrate (KE Peterson, “Silic”).
onas a Mechanical Material
l ”, Proceedings of the IEEE
E, vol70, P420, 1982), an STM constructed by using the method is proposed in JP-A-61-206148. This is a tongue-shaped structure with a cantilever structure in which a single crystal silicon substrate is used to form a parallel spring that can be finely moved in a direction parallel to the substrate surface (XY direction) by microfabrication, and a probe is formed on the movable part. A portion is provided, and an electric field is applied between the tongue portion and the bottom portion to be displaced in a direction (Z direction) perpendicular to the substrate surface by electrostatic force. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 62-281138 discloses a storage device having a transducer array in which a plurality of tongue-shaped portions are arranged in the same manner as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-206148. ..

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のカンチレバー型プローブは以下のような問題点を有し
ていた。 カンチレバーの作製において、シリコン基板を異方性
エッチングにより深く加工しているため、加工に時間が
かかり生産性が低かった。更に、エッチング液によって
はアルカリイオンを含むため、駆動回路(IC等)を一
体に作る場合に汚染され特性が劣化するという問題が有
った。 カンチレバー型プローブをSTMまたは記録再生装置
等に用いる場合、対向して配置された試料または媒体
と、面と面で近づける必要がある。このため基板表面近
傍より突出したプローブでは、両者の表面凹凸に起因す
る凸部や基板表面に付着したゴミ等がプローブよりも先
に接触してしまい、安定な動作を阻害するという問題が
あった。
However, the conventional cantilever type probe has the following problems. Since the silicon substrate is deeply processed by anisotropic etching in the production of the cantilever, the processing takes time and the productivity is low. Further, since some etching liquids contain alkali ions, there is a problem that when the drive circuit (IC or the like) is integrally formed, it is contaminated and the characteristics are deteriorated. When the cantilever type probe is used in an STM, a recording / reproducing apparatus, or the like, it is necessary to bring the sample or the medium arranged to face each other in a face-to-face relationship. Therefore, in the case of the probe protruding from the vicinity of the surface of the substrate, there is a problem that the protrusions due to the surface irregularities of both of them and the dust or the like attached to the surface of the substrate come into contact with the probe before the probe, which hinders stable operation. ..

【0007】そこで、本発明の目的は、上記従来例の問
題点に鑑みなされたもので、生産性、再現性を向上させ
たプローブユニット、さらに信頼性、安定性に優れた走
査型トンネル電子顕微鏡、情報処理装置を提供すること
にある。
Therefore, the object of the present invention was made in view of the problems of the above-mentioned conventional example, and a probe unit having improved productivity and reproducibility, and a scanning tunnel electron microscope excellent in reliability and stability. , Providing an information processing device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するための本発明の構成は、以下のとおりである。
The structure of the present invention for achieving the above object is as follows.

【0009】基板上に形成された梁状の可撓部及び該可
撓部の自由端側にプローブを有し、かつ該プローブを少
なくとも基板面と垂直方向に変位させる駆動手段から構
成されるプローブユニットにおいて、前記可撓部が基板
表面より高い位置に形成されており、前記可撓部と基板
表面の間に空隙部を設けたプローブユニット、としてい
る点にある。
A probe comprising a beam-shaped flexible portion formed on a substrate, a probe on the free end side of the flexible portion, and a drive means for displacing the probe at least in a direction perpendicular to the substrate surface. In the unit, the flexible portion is formed at a position higher than the surface of the substrate, and a probe unit is provided with a gap between the flexible portion and the surface of the substrate.

【0010】更に、基板上に成膜及びパターニングによ
り凸部を形成する第1工程、前記可撓部を成膜及びパタ
ーニングにより該凸部と基板表面をまたぐように形成す
る第2工程、該可撓部上にプローブを形成する第3工
程、該凸部を除去する第4工程を含むプローブユニット
の製造方法、更に、媒体と対向させた1個ないし複数個
のプローブを独立に駆動し、媒体への情報の書き込み及
び書き込んだ情報の消去を行う情報処理装置において、
プローブユニットとして、前記プローブユニットを具備
した情報処理装置、更に、媒体と対向させた1個ないし
複数個のプローブを独立に駆動し、媒体への情報の読み
出しを行う情報処理装置において、プローブユニットと
して、前記プローブユニットを具備した情報処理装置、
更に、媒体と対向させた1個ないし複数個のプローブを
独立に駆動し、媒体への情報の書き込み、読み出し、及
び消去を行う情報処理装置において、プローブユニット
として、前記プローブユニットを具備した情報処理装
置、更に、試料と対向させた1個ないし複数個のプロー
ブを独立に駆動して、試料を検査する走査型トンネル電
子顕微鏡において、プローブユニットとして、前記プロ
ーブユニットを具備した走査型トンネル電子顕微鏡、を
特徴とするものである。
Furthermore, a first step of forming a convex portion on the substrate by film formation and patterning, a second step of forming the flexible portion so as to extend over the convex portion and the substrate surface by film formation and patterning, A method of manufacturing a probe unit including a third step of forming a probe on a flexible portion and a fourth step of removing the convex portion, and further, one or a plurality of probes facing the medium are independently driven to form a medium. In an information processing device that writes information to and erases the written information,
An information processing apparatus including the probe unit as a probe unit, and an information processing apparatus that independently drives one or a plurality of probes facing a medium to read information from the medium. An information processing device including the probe unit,
Furthermore, in an information processing apparatus that independently drives one or a plurality of probes facing a medium to write, read, and erase information on the medium, an information processing apparatus including the probe unit as a probe unit. A scanning tunneling electron microscope for inspecting a sample by independently driving one or a plurality of probes facing the sample, the scanning tunneling electron microscope including the probe unit as a probe unit; It is characterized by.

【0011】すなわち、本発明によれば、基板上に形成
した凸部と基板表面を跨ぐように可撓部を形成し、しか
る後、凸部を除去することにより梁状の可撓部を形成す
るため、基板を異方性エッチングにより加工しなくてす
むようにしたものである。また、このプローブユニット
をSTMや情報処理装置等に用いれば、可撓部が基板表
面より突出しているため基板表面の凹凸やゴミ等の影響
を低減できる。
That is, according to the present invention, the flexible portion is formed so as to straddle the convex portion formed on the substrate and the substrate surface, and then the convex portion is removed to form the beam-shaped flexible portion. Therefore, the substrate does not have to be processed by anisotropic etching. Further, when this probe unit is used in an STM, an information processing device or the like, the influence of irregularities on the substrate surface, dust, etc. can be reduced because the flexible portion projects from the substrate surface.

【0012】ここで、梁状の可撓部とは、可撓部分の一
端が基板上に固定された片端固定の梁構造、すなわちカ
ンチレバー構造体を示す。そして、かかるカンチレバー
には少なくとも駆動のための機構及び配線、並びにプロ
ーブに電圧を印加するための配線領域が形成されてい
る。この時、カンチレバーの形状は任意である。
Here, the beam-shaped flexible portion refers to a beam structure with one end fixed in which one end of the flexible portion is fixed on the substrate, that is, a cantilever structure. Then, at least a mechanism and wiring for driving, and a wiring region for applying a voltage to the probe are formed on the cantilever. At this time, the shape of the cantilever is arbitrary.

【0013】また、カンチレバーを変位させる手段とし
ては、一般に圧電効果、静電気力、バイメタル等の手段
が知られているが、変位量及び駆動電圧、制御性から好
ましくは静電力による変位手段が用いられる。
As means for displacing the cantilever, piezoelectric effect, electrostatic force, bimetal, etc. are generally known, but displacement means by electrostatic force is preferably used in view of displacement amount, driving voltage and controllability. ..

【0014】次に、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明にかかるプローブユニットの
側面図であり、1は基板、2は可撓部、3は空隙部、4
はプローブである。図に示したように、基板1上に梁状
の可撓部2が形成されている。なお、基板1と梁状の可
撓部の間に空隙部3が形成されている。更に、梁状の可
撓部Зの自由端側にプローブ4が形成されている。
FIG. 1 is a side view of a probe unit according to the present invention, in which 1 is a substrate, 2 is a flexible portion, 3 is a void portion, and 4 is a void portion.
Is a probe. As shown in the figure, a beam-shaped flexible portion 2 is formed on a substrate 1. A gap 3 is formed between the substrate 1 and the beam-shaped flexible portion. Further, the probe 4 is formed on the free end side of the beam-shaped flexible portion.

【0016】図2は本発明にかかるプローブユニット形
成の主要工程を示す断面図である。図2(a)におい
て、まず基板1を用意する。この基板1としては、半導
体、金属、ガラス、セラミックス等の材料を用いること
ができる。
FIG. 2 is a sectional view showing the main steps of forming a probe unit according to the present invention. In FIG. 2A, first, the substrate 1 is prepared. As the substrate 1, a material such as semiconductor, metal, glass, ceramics can be used.

【0017】次に、図2(b)に示すように、凸部5を
基板1上に形成する。本発明にかかる凸部5は、後工程
で除去される犠牲層として用いられるため、エッチング
時に可撓部2と選択エッチングが可能な材料ならば良
い。なお、凸部5の形成方法としては、従来公知の技
術、例えば半導体産業で一般に用いられている真空蒸着
法やスパッタ法、化学気相成長法等の薄膜作製技術やフ
ォトリソグラフ技術及びエッチング技術を適用すること
ができ、その作製方法は本発明を制限するものではな
い。
Next, as shown in FIG. 2B, the convex portion 5 is formed on the substrate 1. Since the convex portion 5 according to the present invention is used as a sacrificial layer to be removed in a later step, any material that can be selectively etched with the flexible portion 2 during etching may be used. As a method of forming the convex portion 5, a conventionally known technique, for example, a thin film forming technique such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method or the like, which is generally used in the semiconductor industry, a photolithography technique, and an etching technique are used. It can be applied, and its manufacturing method does not limit the present invention.

【0018】次に、図2(c)に示すように、凸部5と
基板表面とを跨ぐように可撓部2を形成する。ここで可
撓部2としては、前述した駆動機構を用いる構成にす
る。例えば、静電駆動ならば、従来公知の製造方法によ
り、電極をスパッタあるいは蒸着とフォトリソグラフ及
びエッチング工程により形成する。続いて、可撓部2の
自由端側にプローブ4を形成する。ここでプローブ4の
形成方法としては、従来公知の方法例えばエッチング
法、リフトオフ法、微小片の接着法等を用いることがで
きる。
Next, as shown in FIG. 2C, the flexible portion 2 is formed so as to straddle the convex portion 5 and the substrate surface. Here, the flexible portion 2 is configured to use the drive mechanism described above. For example, in the case of electrostatic driving, the electrodes are formed by sputtering or vapor deposition, photolithography and etching by a conventionally known manufacturing method. Then, the probe 4 is formed on the free end side of the flexible portion 2. Here, as a method of forming the probe 4, a conventionally known method such as an etching method, a lift-off method, or a bonding method of micro pieces can be used.

【0019】次に、図2(d)に示すように、凸部5を
エッチング除去し、空隙部3を形成することにより、梁
状の可撓部を有するプローブユニットを形成できる。
Next, as shown in FIG. 2D, the convex portion 5 is removed by etching to form the void portion 3, whereby a probe unit having a beam-shaped flexible portion can be formed.

【0020】かかるプローブユニットを用いれば、電極
に電圧を印加することによって梁状の可撓部を基板面と
直行する方向(Z方法)に撓ませ、プローブ位置をZ方
向に変位させることができる。
By using such a probe unit, it is possible to displace the probe position in the Z direction by applying a voltage to the electrode to bend the beam-shaped flexible portion in a direction perpendicular to the substrate surface (Z method). ..

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に詳述
する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0022】(実施例1)本発明の第1の実施例を図2
を参照しつつ説明する。まず、熱酸化膜が5000Å形
成されたシリコンウエハを基板1として用意する。続い
て、基板1上にCrを2000Å真空蒸着法により成膜
し、フォトリソグラフィとエッチングによりパターン形
成を行い下電極6を形成した(図2中(a))。
(Embodiment 1) FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
Will be described with reference to. First, a silicon wafer on which a thermal oxide film of 5000 Å is formed is prepared as the substrate 1. Subsequently, Cr was deposited on the substrate 1 by a 2000Å vacuum deposition method, and patterning was performed by photolithography and etching to form the lower electrode 6 ((a) in FIG. 2).

【0023】次に、銅を真空蒸着法により基板1上に2
μm成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによりパ
ターン形成を行い凸部5を形成した(図2中(b))。
Next, copper is deposited on the substrate 1 by vacuum deposition.
A μm film was formed, and a pattern was formed by photolithography and etching to form a convex portion 5 ((b) in FIG. 2).

【0024】次に、可撓部2を、凸部5と基板表面を跨
ぐように作製した。なお、凸部5上の可撓部2の寸法は
幅200μm,長さ400μmに設定した。このとき可
撓部2には、2μm厚のAuを用いた。このときAu電
極はヨウ化カリウム水溶液を用いてエッチングした。た
だし、Auと熱酸化膜の密着性を向上させる為、さらに
後工程でのエッチング保護層として第1層のAuを成膜
する前にCrを500Å真空蒸着法により成膜した。な
おCrはCCl22 を用いてドライエッチングにて除
去した。続いて、プローブ4を可撓部2の自由端側に蒸
着とリフトオフ法を用いて形成した。このときプローブ
4にはAuを用いた(図2中(c))。
Next, the flexible portion 2 was formed so as to straddle the convex portion 5 and the substrate surface. The size of the flexible portion 2 on the convex portion 5 was set to 200 μm in width and 400 μm in length. At this time, 2 μm thick Au was used for the flexible portion 2. At this time, the Au electrode was etched using an aqueous potassium iodide solution. However, in order to improve the adhesion between Au and the thermal oxide film, Cr was formed by a 500Å vacuum deposition method before forming the first layer of Au as an etching protection layer in a later step. The Cr was removed by dry etching using CCl 2 F 2 . Subsequently, the probe 4 was formed on the free end side of the flexible portion 2 by vapor deposition and the lift-off method. At this time, Au was used for the probe 4 ((c) in FIG. 2).

【0025】次に、AZ4620(ヘキスト社製)を用
いて、フォトリソグラフによりプローブ4及び可撓部2
を保護してから、凸部5をヨウ化カリウム水溶液を用い
てオーバーエッチし、空隙部3を形成した(図2中
(d))。Cr及び熱酸化膜がエッチング液にさらされ
るがこれらはエッチングされなかった。続いて、フォト
レジストをアセトンを用いて除去することにより、幅2
00μm,長さ400μmの梁状の可撓部を有するプロ
ーブユニットを得た。以上のようにして作製した静電駆
動プローブユニットの変位量を測定したところ、Z方向
に0.5μm/vで変位することが分かった。
Next, using AZ4620 (manufactured by Hoechst), the probe 4 and the flexible portion 2 are photolithographically determined.
After protection, the convex portion 5 was over-etched with an aqueous potassium iodide solution to form the void portion 3 ((d) in FIG. 2). The Cr and thermal oxide films were exposed to the etchant, but they were not etched. Subsequently, the photoresist is removed with acetone to obtain a width of 2
A probe unit having a beam-shaped flexible portion of 00 μm and a length of 400 μm was obtained. When the displacement amount of the electrostatically driven probe unit produced as described above was measured, it was found that the displacement was 0.5 μm / v in the Z direction.

【0026】(実施例2)本実施例では、実施例1のプ
ローブユニットを用いた情報処理装置について述べる。
本発明により作製したプローブユニットを図3に示す情
報の記録、再生及び消去の機能を併有する情報処理装置
に設置し、記録媒体としては特開昭63−l61552
号公報及び特開昭63−161553号公報に開示され
ているAu電極上にポリイミドLB膜(2層膜)を積層
したものを用い、記録、再生及び消去の実験を行った。
(Embodiment 2) In this embodiment, an information processing apparatus using the probe unit of Embodiment 1 will be described.
The probe unit manufactured according to the present invention is installed in an information processing apparatus having both information recording, reproducing and erasing functions shown in FIG. 3, and a recording medium is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-165152.
Recording, reproducing and erasing experiments were conducted using a laminate of a polyimide LB film (two-layer film) on the Au electrode disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-161553 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-161553.

【0027】かかる装置において11及び12はZ方向
の粗動を行う駆動部及び変位機構部であり、微動は前記
カンチレバーの可撓範囲によって行う。XY方向の駆動
については13が粗動、14が微動機構として働く。Z
方向変位はサーボ制御されており、バイアス電源15に
よって試料16とプローブ4間に直流バイアス電圧を印
加し、プローブに流れる電流値と目標値との誤差信号を
マイクロコンピュータ17が計算し、駆動回路18によ
ってカンチレバー2の変位を行うものである。
In this apparatus, 11 and 12 are a drive section and a displacement mechanism section for performing coarse movement in the Z direction, and fine movement is performed by the flexible range of the cantilever. For driving in the XY directions, 13 acts as a coarse movement and 14 acts as a fine movement mechanism. Z
The directional displacement is servo-controlled, a DC bias voltage is applied between the sample 16 and the probe 4 by the bias power supply 15, the error signal between the current value flowing through the probe and the target value is calculated by the microcomputer 17, and the drive circuit 18 is driven. The cantilever 2 is displaced by.

【0028】かかる装置において、XY方向にプローブ
を走査しながら、バイアス電圧(0.1V)に波高値−
6V及び+1.5Vの連続したパルス波を重畳した電圧
を試料・プローブ間に印加することで電気的な情報の書
き込みを行った。更に、得られるSTM像から記録情報
の読み出しを行った結果、記録情報と再生情報が再現性
良く一致することを確かめた。また、試料上の記録を行
った領域にプローブが接近した時点で、波高値ЗVのパ
ルス電圧をバイアス電圧に重畳する操作を行ったとこ
ろ、再生されるSTM像から記録された情報が消去され
たことを確認した。また、実験中、基板の凹凸やゴミ等
に起因するトラブルは生じなかった。なお、本実施例で
はプローブユニットを情報処理装置に設置したが、何等
変更することなくSTM等の走査型トンネル電流検知装
置用のプローブユニットとして適用することができる。
In such an apparatus, while the probe is scanned in the XY directions, the peak value − is applied to the bias voltage (0.1 V).
Electrical information was written by applying a voltage on which a continuous pulse wave of 6 V and +1.5 V was superimposed between the sample and the probe. Furthermore, as a result of reading the recorded information from the obtained STM image, it was confirmed that the recorded information and the reproduced information match each other with good reproducibility. Moreover, when the probe approached the recorded area on the sample, when the operation of superimposing the pulse voltage of the peak value ЗV on the bias voltage was performed, the recorded information was erased from the reproduced STM image. It was confirmed. Further, during the experiment, no troubles due to the unevenness of the substrate, dust, etc. occurred. Although the probe unit is installed in the information processing apparatus in the present embodiment, it can be applied as a probe unit for a scanning tunnel current detection device such as STM without any change.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、犠牲層エッチングによ
り梁状の可撓部を形成するため、生産性及び再現性が向
上したプローブユニットを提供できる。また、本発明の
プローブユニットは、基板表面より梁上の可撓部が突出
しているため、情報処理装置やSTM等に用いた場合
に、表面上の凹凸や、ゴミ等の影響を低減でき安定性、
信頼性の向上した装置となる。
According to the present invention, since the beam-like flexible portion is formed by etching the sacrificial layer, it is possible to provide a probe unit with improved productivity and reproducibility. Further, in the probe unit of the present invention, since the flexible portion on the beam protrudes from the substrate surface, when used in an information processing device, STM, etc., it is possible to reduce the effects of surface irregularities and dust, etc. sex,
The device has improved reliability.

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

【図1】本発明第1のプローブユニットの側面図を示
す。
FIG. 1 shows a side view of a first probe unit of the present invention.

【図2】本発明のプローブユニット形成の主要工程を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main steps of forming a probe unit of the present invention.

【図3】情報処理装置の構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an information processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 可撓部 3 空隙部 4 プローブ 5 凸部 6 下電極 11 Z方向粗動駆動回路 12 Z方向粗動機構 13 XY方向粗動機構 14 XY方向微動走査機構 15 バイアス電源及びプローブ電流増幅器 16 試料 17 マイクロコンピュータ 18 サーボ回路及びプローブ駆動回路 19 表示装置 20 XY方向粗動駆動回路 21 XYステージ 22 走査駆動回路 1 substrate 2 flexible part 3 void part 4 probe 5 convex part 6 lower electrode 11 Z direction coarse movement drive circuit 12 Z direction coarse movement mechanism 13 XY direction coarse movement mechanism 14 XY direction fine movement scanning mechanism 15 bias power supply and probe current amplifier 16 Sample 17 Microcomputer 18 Servo circuit and probe drive circuit 19 Display device 20 XY direction coarse drive circuit 21 XY stage 22 Scan drive circuit

フロントページの続き (72)発明者 中山 優 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Front Page Continuation (72) Inventor Yu Nakayama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された梁状の可撓部及び該
可撓部の自由端側にプローブを有し、かつ前記プローブ
を少なくとも基板面と垂直方向に変位させる駆動手段か
ら構成されるプローブユニットにおいて、前記可撓部が
基板表面より高い位置に形成されており、前記可撓部と
基板表面の間に空隙部を設けたことを特徴とするプロー
ブユニット。
1. A beam-shaped flexible portion formed on a substrate, a probe on the free end side of the flexible portion, and a drive means for displacing the probe at least in a direction perpendicular to the substrate surface. The probe unit according to claim 1, wherein the flexible portion is formed at a position higher than the surface of the substrate, and a gap is provided between the flexible portion and the surface of the substrate.
【請求項2】 基板上に成膜及びパターニングにより凸
部を形成する第1工程、前記可撓部を成膜及びパターニ
ングにより該凸部と基板表面をまたぐように形成する第
2工程、該可撓部上にプローブを形成する第3工程、該
凸部を除去する第4工程を含んでなることを特徴とする
プローブユニットの製造方法。
2. A first step of forming a convex portion on a substrate by film formation and patterning, and a second step of forming the flexible portion so as to straddle the convex portion and a substrate surface by film formation and patterning. A method of manufacturing a probe unit, comprising a third step of forming a probe on a flexible portion and a fourth step of removing the convex portion.
【請求項3】 媒体と対向させた1個ないし複数個のプ
ローブを独立に駆動し、媒体への情報の書き込み及び書
き込んだ情報の消去を行う情報処理装置において、プロ
ーブユニットとして、請求項1に記載のプローブユニッ
トを具備したことを特徴とする情報処理装置。
3. An information processing apparatus that independently drives one or a plurality of probes facing a medium to write information to the medium and erase the written information, and uses the probe unit as a probe unit. An information processing apparatus comprising the probe unit described above.
【請求項4】 媒体と対向させた1個ないし複数個のプ
ローブを独立に駆動し、媒体への情報の読み出しを行う
情報処理装置において、プローブユニットとして、請求
項1に記載のプローブユニットを具備したことを特徴と
する情報処理装置。
4. An information processing apparatus for independently reading one or a plurality of probes facing a medium to read information from the medium, comprising the probe unit according to claim 1. An information processing device characterized by the above.
【請求項5】 媒体と対向させた1個ないし複数個のプ
ローブを独立に駆動し、媒体への情報の書き込み、読み
出し、及び消去を行う情報処理装置において、プローブ
ユニットとして、請求項1に記載のプローブユニットを
具備したことを特徴とする情報処理装置。
5. An information processing apparatus that independently drives one or a plurality of probes facing a medium to write, read, and erase information on the medium, wherein the probe unit is a probe unit. An information processing apparatus comprising the probe unit of.
【請求項6】 試料と対向させた1個ないし複数個のプ
ローブを独立に駆動して、試料を検査する走査型トンネ
ル電子顕微鏡において、プローブユニットとして、請求
項1に記載のプローブユニットを具備したことを特徴と
する走査型トンネル電子顕微鏡。
6. A scanning tunnel electron microscope for inspecting a sample by independently driving one or a plurality of probes facing the sample, comprising the probe unit according to claim 1 as a probe unit. A scanning tunneling electron microscope characterized by the above.
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Cited By (2)

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