JPH0886847A - 走査squid磁力計用プローブ - Google Patents

走査squid磁力計用プローブ

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JPH0886847A
JPH0886847A JP7216846A JP21684695A JPH0886847A JP H0886847 A JPH0886847 A JP H0886847A JP 7216846 A JP7216846 A JP 7216846A JP 21684695 A JP21684695 A JP 21684695A JP H0886847 A JPH0886847 A JP H0886847A
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    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/035Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
    • G01R33/0354SQUIDS
    • G01R33/0358SQUIDS coupling the flux to the SQUID
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/842Measuring and testing
    • Y10S505/843Electrical
    • Y10S505/845Magnetometer
    • Y10S505/846Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有効ピックアップ・ループ領域がμm2以下
で、遮蔽性が高められ、空間解像度が高く、小型走査磁
力計(走査顕微鏡)、特にSQUIDを利用した磁力計
用に改良されたプローブを提供すること。 【構成】 走査磁力計デバイスのために改良されたプロ
ーブは、プローブ先端領域まで幅が漸次狭くなる、少な
くとも3つの領域44、46、48、50、上記3つの
領域に延び、上記プローブ先端領域から離れた下部グラ
ウンドプレーン構造、上記3つの領域に延び、上記プロ
ーブ先端領域から離れた上部グラウンドプレーン構造、
及び上記3つの領域に延び、上記プローブ先端領域のプ
ローブ先端にて終端したプローブ・リードを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはSQU
ID(superconducting quantum interference devic
e、超伝導量子干渉計)に関し、特に、小さく効果的な
ピックアップ・ループ領域を持ち、遮蔽性が良く、走査
SQUID顕微鏡と併用したときに空間解像度を高め
る、改良されたセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】代表的なSQUID磁力計回路には、入
力コイルが超伝導ワイヤのツイストペアによってピック
アップ・コイルに接続されたSQUIDが用いられる。
通常、SQUID自体は、周囲磁界を遮断し、SQUI
Dの動作に付随する磁界が、測定されるべき磁界分布に
与える影響を最小にするために、超伝導シールド内に収
容される。ワイヤを巻いた磁力計ピックアップ・ループ
に、一体型らせん状入力コイルを持ち、自己インダクタ
ンスが低い(〜100pH)平面状薄膜SQUIDを使
用すれば感度が向上するが、超伝導グラウンドプレーン
の磁束捕獲現象の研究等の用途では、ピックアップ・ル
ープが極めて小さい高感度磁力計が必要である。標準的
なSQUIDシステムはこのためには使用できないの
で、図1に示す、極めて感度がよく、空間解像度が高い
小型磁力計が、シングル・チップに形成された一体型平
面状薄膜磁力計によって提供されている。
【0003】図1は(IBM Technical Disclosure Bulle
tin Vol.27、No.10A、1985年3月から)、チップ
12にシングル(またはダブル)ターン(巻回)のピッ
クアップ・ループ10が形成された磁力計を示す。ピッ
クアップ・ループ10はインダクタンスが非常に低い。
グラウンドプレーン上の低雑音DC SQUID14
は、例えば3ターンらせん入力コイル16と共に形成さ
れる。グラウンドプレーン18は浮遊磁界からSQUI
D14をシールドするように働く。SQUIDループ1
4とグラウンドプレーン18の分離を最大にして結合性
を良くするために反転構造が用いられる。チップ12に
は入出力(I/O)パッド20も取り付けられる。入力
コイル16とピックアップ・コイル10を接続するため
に低インダクタンスのストリップライン・コネクタ22
が用いられる。ストリップライン・コネクタ22は、コ
ネクタ22とピックアップ・コイル10がSQUIDの
自己インダクタンスの一部をなすように、SQUID1
4の接合領域に直接取り付けてもよい。
【0004】ピックアップ領域がμm2以下で、SQU
ID全体を表面にかなり近接して走査する簡単なシング
ル・リングSQUIDでは、SQUIDのどの生産レベ
ルでも、ディープ(<0.5μm)サブミクロンの最小
フィーチャ・サイズが必要である。図1の構造では、小
さいピックアップ・ループが、低インダクタンスの相互
接続部分だけ離れてSQUID構造の他の部分に接続さ
れる。ピックアップ・ループは、SQUIDをなす全体
の一部か、同じチップ上のSQUIDの入力コイルに直
接接続された入力回路の一部、または物理的に別のチッ
プ上のSQUIDの入力コイルに後でワイヤ接合される
入力回路の一部である。後者の場合、ループを作る技術
は、SQUIDを作る技術とはかなり異なることがある
が、前者では、μm2以下のピックアップ構造は、ディ
ープ・サブミクロンのフィーチャ・サイズで、1つの生
産レベルだけで形成することができる。相互接続インダ
クタンスを最小にすれば、感度は特に完全に集積された
デバイスの場合に向上する。このようなデバイスでは、
感度は2チップよりもおよそ10倍高くなり、ピックア
ップ・ループ構造の設計の詳細と、低インダクタンスの
相互接続構造への移行が非常に重要になる。
【0005】サブミクロンのピックアップ・ループの一
例を図2、図3に示す。これは超伝導ワイヤ接合32、
33を持つ2チップ構成30、31である。ピックアッ
プ・ループ構造34は、超伝導金属を、この場合は10
0nmのNbを1つ必要とするだけである。線幅は0.
25μm、ピックアップ・ループ34は径1μm、リー
ド35、36は心間0.5μmである。この設計には、
ピックアップ・ループ34自体は面積が1μm2とはっ
きりしているものの、リード35、36は、有効ピック
アップ領域がμm長当たり約0.5μm2になるという
欠点がある。従って空間解像度は、特に磁界が1/r程
に小さくなるライン電流源等のターゲットについては大
幅に劣化する。この構造ではまた、リードのインダクタ
ンスが約1pH/μmと高い。
【0006】リード35、36の上下いずれかにグラウ
ンドプレーンを1つ追加することによって大きな改良が
可能である。これは、リード35、36の有効ピックア
ップ領域とそのインダクタンスの両方を小さくする。し
かし、このグラウンドプレーンがピックアップ・ループ
の近くで幅が広ければ広いほど、測定される磁界に歪み
が生じやすい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】小型化した走査磁力計
(走査顕微鏡)のために改良を加えたプローブ、特にS
QUIDを採用したものが、本発明によって提供され
る。改良されたプローブでは、幅が漸次広くなる2重グ
ラウンドプレーン構造により、有効ピックアップ・ルー
プ領域がμm2以下になり遮蔽性が高められる。その結
果、空間解像度が高い、改良されたプローブが得られ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】走査磁力計デバイスのた
めに改良されたプローブは、プローブ先端領域まで幅が
漸次狭くなる少なくとも3つの領域、上記3つの領域に
延び、上記プローブ先端領域から分離した下部グラウン
ドプレーン構造、上記3つの領域に延び、上記プローブ
先端領域から分離した上部グラウンドプレーン構造、及
び上記3つの領域に延び、上記プローブ先端領域のプロ
ーブ先端にて終端したプローブ・リードを含む。
【0009】
【発明の実施の形態】図4に、本発明によるマルチ・グ
ラウンドプレーン・プローブ40を示す。この構造は、
3金属レベルのジョセフソン・テクノロジ・プロセスで
形成することができる。このプロセスは、例えばAppl.
Phys.Lett.、59(20)、1991年11月のKetchen
による記事に述べられている2レベル・プロセスを展開
したものである。従って都合よく、SQUID等、磁力
計の他の要素を本発明のプローブと同時に形成すること
ができる。本発明のプローブによって、リード・ピック
アップ領域が最小になり、測定される局所磁界の歪みも
最小になる。プローブとSQUIDの結合は誘導型であ
っても直接型であってもよく、またプローブリードとプ
ローブ先端がSQUIDをなす部分であってもよい。
【0010】本発明では、<1μm2のピックアップ領
域が得られ、ディープ・サブミクロンのフィーチャ・サ
イズは1レベルだけに必要である。また本発明は、シン
グル・レベルのピックアップ・ループ42に、領域4
4、46、48、50の幅が漸次広くなる2重グラウン
ドプレーンのリード構造を組合わせたものである。この
リード構造の3つの領域の断面を図5、図6、図7に示
す。図5(断面X−X')と6(断面Y−Y')の2重グ
ラウンドプレーン構造は、リードのインダクタンスが幾
らか低くなり(≦2x程度)、有効ピックアップ領域は
単一グラウンドプレーン構造より大幅に減少する。単一
グラウンドプレーンでは、リードのピックアップ領域が
K倍だけ減少する場合、一般に2重グラウンドプレーン
ではK2倍の減少になる。
【0011】図6は、有効ピックアップ領域が0で、イ
ンダクタンスが低い、完全密閉型ストリップ・ライン構
成を示す。ピックアップ・ループ近くの狭いグラウンド
プレーン(図5)により、ピックアップ・ループ付近の
磁界の歪みが最小になると同時に、リードのピックアッ
プ領域とインダクタンスが低減する。幅を広げるステッ
プを1回以上行なった後、完全密閉構成を実現するのに
充分な幅が得られる。幅の広いこの構造はここで、ピッ
クアップ・ループ側の磁界を大きく歪ませることのない
程充分に離れている。
【0012】通常、生産プロセスの始めに、熱酸化によ
り、SiO2の層91がシリコン基板ウエハ90上に形
成される。通常、層91は厚み約3000 である。次
に従来のフォトリソグラフィにより、図5(領域4
6)、図6(領域50)に示した、パターニングされた
第1ニオブ金属ライン構造(M1)92が形成される。
通常、構造92は厚み2000 である。構造92は、
領域44、46、48、50に延びる第1グラウンドプ
レーンすなわち下部グラウンドプレーンをなす。
【0013】次に、層91、92の表面に、厚み約50
00 のSiO2層93がスパッタリングされる。これ
は第1絶縁層(I1)である。層93は次に従来の方法
によって平坦化され、平坦化プロセスの終わりに層92
上の厚みは約1500 に減少する。次に第1バイア
が、領域48、50の層93内(図6の位置94)でエ
ッチングされて、その下部で金属92が露出する。
【0014】その後、再びフォトリソグラフィによっ
て、厚み約2000 のニオブ金属の第2層(M2)が
層93の表面に選択的にパターニングされて、図6に示
した3つのライン95a、95b、95cと図5に示し
たライン95a、95cが形成される。金属ライン95
a、95b及び95cは第1バイアを通して金属層92
と接触する。次に、厚み約3000 のクォーツ(Si
2)の第2絶縁層(I2)96が表面にスパッタリン
グされて、層93の表面が覆われ、層95はコンフォー
マルに覆われる。次に第2バイアが、領域48、50の
絶縁層96内(図6の位置97)でエッチングされ、そ
の下部に第2金属層95が露出する。
【0015】最後に、再びフォトリソグラフィによっ
て、厚み約5000 のパターニングされたニオブ金属
の第3層(M3)98が、図5、6に示すように第2ク
ォーツ絶縁層96上に選択的に形成される。層98は第
2バイア(図6の位置97)を通して層95と電気的に
接触する。これは第2グラウンドプレーンすなわち上部
グラウンドプレーンであり、第1グラウンドプレーンま
たは下部グラウンドプレーンと同様に、領域44、4
6、48、50に延びる。
【0016】図7に、プローブ先端領域52のプローブ
先端42の断面Z−Z'を示す。プローブ40の位置4
4における断面は、寸法を除いて図5と同様であり、プ
ローブ40の位置48における断面は、寸法及び、ライ
ン95cが領域48で終端することを除いて図6と同様
である。図4の平面図では、第1グラウンドプレーンと
第2グラウンドプレーンの幅は、プローブ先端42から
の距離がプローブ40の縦軸54に沿って増加するにつ
れて段階的に増加しているが、テーパ等、他の形状構造
も本発明の対象内である。上部と下部のグラウンドプレ
ーン構造は、領域44で、プローブ先端領域52から距
離αW1で終端している。
【0017】図8は、本発明のさまざまなグラウンドプ
レーン構造について、図8の挿入図に示した簡略化した
形状の線幅Xの関数として計算した減衰係数Kを示す。
指定子2−1−1−1−2は、幅Xのリード2つ、幅X
の間隔、2Xの両側にグラウンドプレーンのオーバハン
グ(OH)を持つリード構造を意味する。超伝導体はど
の場合も、ロンドン侵入深さλが0.086μmのNb
である。金属厚みtm1、t m2は、Xが<0.15μmの
ときtm2=Xであることを除いて、すべて0.15μm
である。金属層間の垂直分離Sはどの場合でも0.15
μmである。Xが減少したときの減衰劣化(係数K)
は、好適ではないアスペクト比と一定値λの直接の結果
である。1グラウンドプレーン構造(1GP)と比較し
た2グラウンドプレーン構造(2GP)の有効性は、1
−1−1−1−1の2つのカーブから明らかに認められ
る。一般的にはK(2GP)>K2(1GP)である。
【0018】図9を参照する。本発明のプローブ設計で
もっとも重要な部分はピックアップ・ループ42の構
造、リード95(M2)、及びピックアップ・ループ4
2の直近にあるグラウンドプレーン構造92/98であ
る。一般的な条件は図9に示す通りで、B1、B2、B
3、B4は、各領域に垂直に印加される平均磁界、A
1、A2、A3、A4は有効ピックアップ領域である。
ピックアップ・ループ42の平面上の磁界はループまた
はグラウンドプレーン構造には結合しない。2重グラウ
ンドプレーン構造と、領域W2XW2を流れる遮蔽電流
は、この領域から磁界B3を遮蔽する運動によって支配
されると仮定し、β≧0.5で、グラウンドプレーン構
造が広くなり続けて、程好い距離で完全密閉グラウンド
プレーン構造に連結する場合、B4からの寄与は充分に
小さく、考慮に値しない。
【0019】ここで磁力計に加わる磁束ΦAと測定磁界
meansは次式で与えられる。
【数1】ΦA=B11+B22+B33+...
【0020】
【数2】
【0021】
【数3】
【0022】第1項は、ループの幾何学的ピックアップ
領域による。第2項は、ループとグラウンドプレーンの
始まりとの間のグラウンドプレーンに含まれないリード
構造のピックアップ領域による。第3項は2つの独立要
素を持つ。その最初の要素は、グラウンドプレーン遮蔽
係数Kによって減少したこの領域(2X W2)内のリ
ードの幾何学的ピックアップ領域による。第2の要素
は、グラウンドプレーンによって偏向して、ピックアッ
プ・ループとグラウンドプレーン・エッジの間のリード
の幾何学的ピックアップ領域を通過する磁束に関係す
る。計算によると、W2=1−2μmの場合、この偏向
磁束のほとんどはグラウンドプレーン・エッジの0.1
μmの数倍の範囲内を通過する。例えば、X=0.1μ
m、W1=0.1μm、W2=1.0μm、α=0.1と
すると、
【数4】Bmeas=B1+B2(0.08)+B3(0.0
7+0.06)
【0023】これは、寄生信号が20%のバランスのと
れた設計になる。
【0024】もう1つの例として、X=0.25μm、
2=1.25μm、α=0.5の場合を考えると、
【数5】Bmeas=B1+B2(0.25)+B3(0.2
1+0.16)
【0025】そこで、寄生成分は約60%になる。
【0026】最後の事例として、X=0.5μm、W1
=1.0μm、W2=1.5μm、α=0とすると結果
は次のようになる。
【数6】+B2(0) Bmeas=B1+B3(0.5+0.45)
【0027】言い換えると、有効ピックアップ領域が約
100%増加する。
【0028】従って、ピックアップ領域のサイズは≦1
μm2にすることが可能であるが、1レベルで、ディー
プ・サブミクロンの画成が必要である。このプラスの効
果はXが増加すると更に重要になる。
【0029】図4の構成は明らかに磁力計の先端であ
る。図10には、本発明のグラジオメータ版が示してあ
る。ここで小さい2つの領域のピックアップ・ループ7
0、72は互いに逆極性に巻かれ、先端に位置してい
る。グラウンドプレーン構造は磁力計と同じである。先
端からかなり離れたところで必要なクロスオーバが取り
入れられ、リード構造は図6の断面に戻っている。図1
0のグラジオメータ構成では、雑音/ピックアップの低
減が進み、レスポンスを先端領域に更に局所化しやす
い。グラジオメータの設計と動作については、M.B.Ke
tchenによるJ.Appl.Phys.58(11)、1985年11
月1日の記事を参照されたい。
【0030】本発明による新規のプローブは、図11に
示す通り、シングル・ピックアップ・ループ102を取
り囲むシングル・ターンの励起(磁気)コイル100を
採用している。励起コイル100は、径が約20μmの
オーダ、ピックアップ・コイル102上は約10μmの
オーダである。このプローブは、磁力計プローブについ
て説明した方法で形成できるが、ここでは、またフォト
リソグラフィによって、下部グラウンドプレーンは、励
起コイル100の近くまで形成されるが、励起コイル1
00には達しないでその近辺の104で終端する。上部
グラウンドプレーンはおよそ励起コイル100まで続く
が、ピックアップ・ループ102には達しない。励起コ
イル100は、下部グラウンドプレーンと同じ金属で形
成され、同じメタライゼーションのレベルにある。
【0031】この構成で、励起コイル100は、下のサ
ンプルに局所的に磁気モーメントを誘発し、これは磁力
計ピックアップ・ループ102に結合する。励起コイル
100とピックアップ・ループ102の直接結合は、図
12に示すように、アクティブ先端108から離れた同
じチップ上に位置する同一のピックアップ・ループ10
5と励起コイル106を直列ワイヤ構成とすることによ
って打ち消される。励起コイル100と励起コイル10
6は直列に接続され、ピックアップ・ループ102とピ
ックアップ・ループ105は直列かつ逆極性に接続され
る。その際、アクティブ先端108は、被検査表面を走
査し、その間、基準先端110はどの物質からも離れた
ままである。SQUID等の読出しデバイスはチップ1
14の領域112に位置する。この構成の用途として
は、サセプティビリティ(susceptibility)顕微鏡、顕
微鏡スケールでの渦流非破壊検査等がある。SQUID
チップの平面に均一な磁界がある場合、この構成はま
た、走査NMR(nuclear magnetic resonance:核磁気
共鳴)顕微鏡としても働く。このようなデバイスは、先
に述べた平面状薄膜の3金属レベル技術で単一基板上に
集積することができる。
【0032】本発明は、当業者には明らかなように、本
発明の基本適用範囲を逸脱することなく変更することが
できる。例えば、ピックアップ・コイルの形状は変更で
き、1ループ或いは1レベルに限定する必要はない。ま
たこれは、上述のニオブに代えて他の高Tc、低Tcの
超伝導物質から形成することもできる。
【0033】
【発明の効果】本発明の実施により、小型化した走査磁
力計(走査顕微鏡)のために改良を加えたプローブ、特
にSQUIDを採用したものが、本発明によって提供さ
れる。改良されたプローブでは、有効ピックアップ・ル
ープ領域がμm2以下で、幅が漸次広くなる2重グラウ
ンドプレーン構造により遮蔽性が高められる。その結
果、空間解像度が高い、改良されたプローブが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による小型且つ一体型の走査SQUI
D磁力計の平面図である。
【図2】2チップの小型SQUID磁力計の平面図であ
る。
【図3】図2の磁力計のピックアップ・ループ構造の拡
大図である。
【図4】本発明による改良されたプローブの平面図であ
る。
【図5】図4のプローブの、X−X'の断面図である。
【図6】図4のプローブの、Y−Y'の断面図である。
【図7】図4のプローブの、Z−Z'の断面図である。
【図8】本発明の2重グラウンドプレーン・プローブ
と、単一グラウンドプレーン・プローブの減衰係数
(K)と線幅の図である。挿入図は計算のために簡略化
した形状を示す。
【図9】本発明に従ったピックアップ・ループ、その近
くのリード、及びグラウンドプレーンの構造を示す平面
図である。
【図10】本発明に従ったグラジオメータの形のプロー
ブを示す図である。
【図11】サセプトメータに使用する本発明に従ったプ
ローブを示す図である。
【図12】本発明に従った走査顕微鏡サセプトメータを
示す図である。
【符号の説明】
10、42、70、72 ピックアップ・ループ 12、114 チップ 14 DC SQUID 16 らせん入力コイル 18 グラウンドプレーン 20 入出力パッド 22 ストリップ・ライン・コネクタ 30、31 2チップ構成 32、33 超伝導ワイヤ接合 34 ピックアップ・ループ構造 35、36 リード 40 マルチ・グラウンドプレーン・プローブ 90 シリコン基板ウエハ 91、93、96 SiO2層 92 ニオブ金属ライン構造 95、98 ニオブ金属の層 100 励起(磁気)コイル 102、104 シングル・ピックアップ・ループ 108 アクティブ先端 110 基準先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・ベンジャミン・ケチェン アメリカ合衆国01035、マサチューセッツ 州ハドレイ、コシア・ドライブ 6

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走査磁力計用プローブであって、 幅が漸次狭くなってプローブ先端領域で終端する少なく
    とも3つの領域と、 上記3つの領域に延びて、上記プローブ先端領域から分
    離した下部グラウンドプレーン構造と、 上記3つの領域に延びて、上記プローブ先端領域から分
    離した上部グラウンドプレーン構造と、 上記3つの領域に延びて、上記プローブ先端領域内のプ
    ローブ先端で終端したプローブ・リードと、 を含む、プローブ。
  2. 【請求項2】上記プローブ先端がループの形である、請
    求項1記載のプローブ。
  3. 【請求項3】上記プローブ先端が2つのループからな
    り、上記2つのループが、上記領域の1つ内で上記プロ
    ーブ先端の交差によって逆向きに接続された、請求項1
    記載のプローブ。
  4. 【請求項4】上記プローブ・リードが、上記プローブ先
    端領域の反対側の端部でSQUIDと結合した、請求項
    1記載のプローブ。
  5. 【請求項5】上記結合が誘導型である、請求項4記載の
    プローブ。
  6. 【請求項6】上記結合が直接型である、請求項4記載の
    プローブ。
  7. 【請求項7】上記プローブ・リードと上記プローブ先端
    がSQUIDをなす部分である、請求項1記載のプロー
    ブ。
  8. 【請求項8】走査SQUID磁力計用に改良されたプロ
    ーブであって、 第1、第2及び第3の少なくとも3つの領域を持ち、上
    記領域が、上記プローブの一端からもう一端まで、プロ
    ーブ縦軸に沿って幅が漸次狭くなり、プローブ先端領域
    で終端しており、上記第3領域が上記先端領域にもっと
    も近い、基板と、 上記基板の表面の第1酸化物層と、 上記第1酸化物層の表面にあって、上記3つの領域に延
    びているが上記プローブ先端領域から分離した下部グラ
    ウンドプレーン構造と、 上記下部グラウンドプレーン構造と上記第1酸化物層の
    表面を覆う第2酸化物層と、 上記第1領域の上記第2酸化物層の表面にあって、第3
    酸化物層によって互いに絶縁され、第1コプラナ金属ラ
    インと第3コプラナ金属ラインが、上記第1領域に延び
    たバイアを通して上記下部グラウンドプレーン構造に電
    気的に接続された、上記第1及び第3並びに第2のコプ
    ラナ金属ラインと、 上記第2領域の上記第2酸化物層の表面にあって、上記
    第3酸化物層によって互いに絶縁され、上記第3コプラ
    ナ金属ラインが上記第2領域で終端し、上記第1及び第
    3のコプラナ金属ラインが、上記第2領域に延びたバイ
    アを通して上記下部グラウンドプレーン構造に電気的に
    接続された、上記第1、第2、及び第3のコプラナ金属
    ラインと、 上記第3領域の上記第2酸化物層の表面にあって、上記
    第3酸化物層によって互いに絶縁された、第1及び第2
    のコプラナ金属ラインと、 上記第3酸化物層の表面にあって、上記3つの領域に延
    びているが上記プローブ先端領域から分離し、上記第1
    及び第2の領域に延びたバイアを通して上記第1及び第
    2の領域の上記第1及び第3のコプラナ金属ラインに電
    気的に接続された、上部グラウンドプレーン構造と、 を含むプローブ。
  9. 【請求項9】走査磁力計用プローブであって、 幅が漸次狭くなってプローブ先端領域で終端した少なく
    とも3つの領域と、 上記3つの領域に延びて、上記プローブ先端領域から分
    離した下部グラウンドプレーン構造と、 上記3つの領域に延びて、上記プローブ先端領域内のプ
    ローブ先端で終端しており、上記プローブ先端領域が更
    に励起コイルを含み、上記励起コイルが上記プローブ先
    端を取り囲んだプローブ・リードと、 上記3つの領域に延び、また上記励起コイル上に延びて
    いるが上記プローブ先端には達していない上部グラウン
    ドプレーン構造と、 を含むプローブ。
  10. 【請求項10】走査顕微鏡用プローブであって、 第1、第2及び第3の少なくとも3つの領域を持ち、上
    記領域が上記プローブの一端からもう一端へ、プローブ
    縦軸に沿って幅が漸次狭くなり、第1ピックアップ・ル
    ープを含むプローブ先端領域で終端しており、上記第3
    領域が上記先端領域にもっとも近い、基板と、 上記基板の表面の第1酸化物層と、 上記第1酸化物層の表面にあって、上記3つの領域に延
    び、上記第1ピックアップ・ループを取り囲む第1ルー
    プ状構造から離れたところで終端した下部グラウンドプ
    レーン構造と、 上記下部グラウンドプレーン構造と上記第1酸化物層の
    表面を覆う第2酸化物層と、 上記第1領域の上記第2酸化物層の表面にあって、第3
    酸化物層によって互いに絶縁され、第1及び第3のコプ
    ラナ金属ラインが上記第1領域に延びたバイアを通して
    上記下部グラウンドプレーン構造に電気的に接続され
    た、上記第1及び第3並びに第2のコプラナ金属ライン
    と、 上記第2領域の上記第2酸化物層の表面にあって、第3
    酸化物層によって互いに絶縁され、上記第3コプラナ金
    属ラインが上記第2領域で終端し、第1コプラナ金属ラ
    インと上記第3コプラナ金属ラインが、上記第2領域に
    延びたバイアを通して上記下部グラウンドプレーン構造
    に電気的に接続された、上記第1、第2、及び第3のコ
    プラナ金属ラインと、 上記第3領域の上記第2酸化物層の表面にあって、上記
    第3酸化物層によって互いに絶縁され、上記先端領域に
    延びて上記第1ピックアップ・ループに接続された、第
    1及び第2のコプラナ金属ラインと、 上記第3酸化物層の表面にあって、上記3つの領域に延
    び、また上記第1ループ状構造に延びているが上記第1
    ピックアップ・ループには達しておらず、上記第1及び
    第2の領域に延びたバイアを通して上記第1及び第2の
    領域の上記第1及び第3のコプラナ金属ラインに電気的
    に接続された、上部グラウンドプレーン構造と、 を含むプローブ。
  11. 【請求項11】上記第1ループ状構造が、上記下部グラ
    ウンドプレーンと同じ物質から形成され、上記下部グラ
    ウンドプレーンと同じレベルにある、請求項10記載の
    プローブ。
  12. 【請求項12】上記第1ループ状構造が、第2ループ状
    構造と直列に接続され、上記第1ピックアップ・ループ
    が第2ピックアップ・ループと直列且つ逆極性で接続さ
    れており、上記第2ループ状構造と上記第2ピックアッ
    プ・ループが、上記第1ループ状構造及び上記第1ピッ
    クアップ・ループと同じ基板上に位置し且つ互いに離れ
    た、請求項10記載のプローブ。
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