JPH09152474A - 磁気プローブ及びその製造方法 - Google Patents

磁気プローブ及びその製造方法

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JPH09152474A
JPH09152474A JP33410695A JP33410695A JPH09152474A JP H09152474 A JPH09152474 A JP H09152474A JP 33410695 A JP33410695 A JP 33410695A JP 33410695 A JP33410695 A JP 33410695A JP H09152474 A JPH09152474 A JP H09152474A
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JP
Japan
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magnetic
probe
recording medium
magnetic probe
support
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JP33410695A
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English (en)
Inventor
Kenji Komaki
賢治 小巻
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より使用されている磁気プローブでは、
先端部のみでなく、先端部の周辺部も磁気記録媒体から
の磁場を検出するため、分解能が先端部の曲率半径より
も大きくなり、局所的な磁区構造や磁区境界の微細な構
造等を正確に検出しにくいという課題があった。 【解決手段】 磁気プローブ10を、支持体11と、支
持体11に形成された磁性体12と、磁性体12の一部
を露出させる開口部15を除いて磁性体12を磁気的に
遮蔽するシールド材13とからなる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気プローブ及びそ
の製造方法に関し、より詳細には磁気センサや磁気力顕
微鏡等に用いることができ、また磁気記録媒体を利用し
て磁化情報の書き込みや読み出しを行い得る磁気プロー
ブ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、磁気記録媒
体に書き込まれる記録密度は年々大きくなってきてお
り、このため磁気記録媒体及びヘッドの微細な磁気構造
に対する理解が重要になってきている。このような微細
な磁気構造を観察する手法の一つとして、近年、細い先
端部を有する磁気プローブを用いて試料上を走査し、試
料表面からの漏洩磁場と磁気プローブ間の磁気力の強弱
により、試料の磁化状態の観察を行う磁気力顕微鏡の研
究が進められている。
【0003】この細い先端部を有する磁気プローブは、
磁気力顕微鏡として用いられる他、例えば磁気センサ、
磁化情報の書き込みや読み出し用の装置等としても用い
られている。磁気プローブの構造も、例えばその全体が
硬磁性材料や軟磁性材料により形成されたもの、非磁性
材料により軟磁性材料や硬磁性材料が被覆されて形成さ
れたもの等種々のものがある。磁気プローブの材料とし
て軟磁性体が用いられたものでは、基体側に検出コイル
又は磁場センサを設けることにより磁気信号を検出す
る。また、磁気プローブを磁気記録媒体に一時的に近づ
け、大きな磁場を印加したり、基体のコイルに書き込み
電流を流し、先端部に磁場を発生させることにより磁気
記録媒体を磁化させるものもある。
【0004】図7は従来より磁気力顕微鏡に用いられて
いる磁気プローブを模式的に示した断面図である。
【0005】この磁気プローブ30は、支持体11と磁
性体12とから構成されている。支持体11はSi、A
23 、SiO2 等の非磁性体よりなり、細長い板状
の上部支持体11aと上部支持体11aの下面に形成さ
れたほぼ円錐形状の下部支持体11bとにより構成され
ている。そしてこの支持体11の下面側には、例えばN
iFe、FeSiAl、CoNiFe等の軟磁性を示す
Fe系合金、CoCr、CoNi、CoCrNi、Co
CrPt等の硬磁性を示すCo系合金等よりなる磁性体
12の被覆層が形成されており、先端部17は0.5μ
m以下の極めて小さな曲率半径を有する曲面により形成
されている。この磁性体12の厚みは10〜500nm
程度であり、下部支持体11bの裾の部分の直径はおよ
そ数μm〜10μmである。
【0006】図8は磁気プローブの別の一例を模式的に
示した断面図である。この磁気プローブ40の場合に
は、板状の部分のみが非磁性材料からなる支持体11に
より構成され、円錐形状の部分は磁性材料からなる磁性
体12により構成されている。この磁気プローブ40で
は、図7に示した磁気プローブ30の場合のような被覆
層である磁性体12を必要とせず、簡単な構成となって
いる。
【0007】次に、このような磁気プローブを用いて、
磁気記録媒体からの磁化情報を得る方法について説明す
る。図9は磁気記録媒体の表面近傍に位置させた磁気プ
ローブ30(図7)と磁気記録媒体との相互作用を模式
的に示した断面図である。
【0008】図示したように、磁気記録媒体14には上
向き又は下向きに磁化された磁区A、B、C、Dが形成
され、この磁区A、B、C、Dによりそれぞれその近傍
に磁場が形成されている。なお、点線は磁区A、B、
C、Dからの磁束を示している。磁気プローブ30に形
成された円錐形状部は、磁性体12で被覆されているた
め、磁気記録媒体14に形成された磁区A、B、C、D
から生じる磁場と磁性体12とで磁気力が発生し、磁気
プローブ30が力を受け、変位しようとする。そこで、
この力あるいは力の勾配が一定量となるように所定の手
段を用いて制御し、磁気プローブ30の変位を以下のよ
うな方法で検出することにより、磁気力を検知する。こ
の磁気プローブ30の変位の検出方法としては、例えば
トンネル電流を用いるもの、レーザの干渉を用いるも
の、集光あるいは反射方向を検出するもの、容量変化を
検出するもの等が挙げられる。
【0009】上記した二つのタイプの磁気プローブ3
0、40のうち、図8に示した磁気プローブ40は先端
部17を含む円錐形状の部分全体が磁性体12により形
成されており、安価に製造することはできるが、磁性体
12自身が異方性を有するため、磁化の方向をコントロ
ールすることが難しい。一方、図7に示した磁気プロー
ブ30は、支持体11の表面が磁性体12で被覆された
構成となっており、着磁により先端部17の磁化方向を
任意の方向に向けることができる。そのため、磁気記録
媒体14の一方向成分を観察できるという長所があり、
近年利用されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図9に示した磁気プロ
ーブ30により、磁気記録媒体14の磁区A、B、C、
Dから磁気力を検知する際、磁区A、B、C、Dと磁気
プローブ30の先端部17との作用をもう少し詳細にみ
てみることにする。
【0011】この磁気プローブ30の先端部17の曲率
半径は0.5μm以下と極めて小さい。従って、先端部
17を磁区Bの上に位置させると、先端部17は磁区B
の上のみに位置し、磁区Bのみからの磁場を検知するこ
とができる。しかし、この磁気プローブ30は円錐形状
の支持体11bの全面に磁性体12が形成されているた
め、先端部17の周辺部18が磁区Aや磁区Cからの磁
束を拾い、磁区Aや磁区Cからの磁場を検知してしま
う。
【0012】このように、従来より使用されている磁気
プローブ30では、磁気プローブ30の先端部17のみ
でなく、周辺部18も磁気記録媒体14からの磁場を検
出してしまうため、分解能が曲率半径よりも大きくな
り、局所的な磁区構造や磁区境界の微細な構造等を正確
に検出しにくいという課題があった。
【0013】前記問題を解決するために、従来より更に
微細な加工を先端部17に施し、先端部17の曲率半径
をより小さくするという方法も提案されているが、加工
の際の工程数が多くなりすぎるため、製造された磁気プ
ローブが高価になるという問題が生ずる。
【0014】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、磁気記録媒体や磁気ヘッド等のより微細な磁気構造
を正確に検出することができるともに、磁気記録媒体に
対してより高密度な情報の読み出しや書き込みを行わせ
ることができる磁気プローブ及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために本発明に係る磁気プローブは、支持体
と、該支持体に形成された磁性体と、該磁性体の一部を
露出させる開口部を除いて前記磁性体を磁気的に遮蔽す
るシールド材とからなることを特徴としている。
【0016】上記磁気プローブによれば、先端の開口部
を除いて、前記磁性体が該磁性体を磁気的に遮蔽するシ
ールド材で被覆されているので、先端部のみで磁気記録
媒体からの磁場を検出することができるため分解能が上
り、磁気記録媒体等に形成されたより微細な磁区構造を
検知することができる。また、この磁気プローブを使用
することにより、磁気記録媒体に対してより高密度な情
報の読み出しや書き込みを行わせることができる。
【0017】また本発明に係る磁気プローブの製造方法
は、上記磁気プローブの製造方法であって、支持体上に
磁性体を形成し、該磁性体上の全面に該磁性体を磁気的
に遮蔽するシールド材で被覆された後、該シールド材で
被覆された先端部分を選択的にエッチングするようにイ
オンビームを照射することを特徴としている。
【0018】上記磁気プローブの製造方法によれば、支
持体表面に形成された磁性体の一部、すなわち磁気プロ
ーブの先端部を、容易に露出させることができるため、
磁気記録媒体等の微細な磁区構造の検知や、磁気記録媒
体に高密度な情報の読み出しや書き込みを行わせること
が可能な磁気プローブを安価に製造することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気プローブ
及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明す
る。
【0020】図1は実施の形態(1)に係る磁気プロー
ブを模式的に示した断面図である。この磁気プローブ1
0は、図7に示した従来の磁気プローブ30の下面が先
端部17を除いてシールド材13で被覆された構成とな
っている。従来の磁気プローブ30については、上記し
た「従来の技術」の項で説明したので、これらの説明を
ここでは省略し、シールド材13及びその形状等につい
て説明する。
【0021】このシールド材13の材料は、例えばNi
Fe、FeSiAl、CoZrTa、CoZrRe等の
Co系非晶質材料等、軟磁気特性に優れ、比透磁率が1
000以上と透磁率の高いものが好ましい。また、シー
ルド材13の厚みは500〜3000nm程度が好まし
い。先端部17には、その直径が0.1〜0.3μm程
度の平面視ほぼ円形の開口部15が形成されており、磁
気プローブ10の下面では開口部15のみにおいて磁性
体12が露出している。
【0022】次に、図1に示した磁気プローブ10の製
造方法を説明する。
【0023】図2(a)〜(e)は、磁気プローブ10
を製造する際の各工程を示した断面図である。
【0024】まず、図2(a)に示したように、Si等
からなる非磁性体に加工処理を施すことにより、支持体
11を形成する。フォトリソグラフィの手法を用いて微
細な加工処理を施すことができる点から、支持体11の
材料としてはSiが好ましい。下部支持体11bをほぼ
円錐形状に加工するためには、Siの結晶面を利用した
ウエット又はドライプロセスでの異方性エッチングを用
いる。
【0025】次に、図2(b)に示したように、支持体
11の下面をスパッタ法により約10〜500nmの厚
みの磁性体12を被覆する。磁性体12の種類は磁気プ
ローブ10の用途に合わせて選択する。
【0026】次に、図2(c)に示したように、磁性体
12の上にスパッタ法により磁性体12を被覆するシー
ルド材13を形成する。
【0027】次に、イオンビームエッチングによりシー
ルド材13で被覆された先端部17をエッチングする。
その方法としては、図2(d)に示したように、アルゴ
ンイオンからなるイオンビーム16をシールド材13に
照射するが、このときイオンビーム16が円錐形状部の
斜面にほぼ垂直の角度になるように照射する。このとき
先端部17では、イオンビーム16の入射角度が低くな
り、実効エッチング速度が速くなるため、先端部17が
選択的にエッチングされる。
【0028】その結果、図2(e)に示したように、先
端部17のみシールド材13が除去され、磁性体12が
露出した部分(開口部15)を有する磁気プローブ10
が製造される。
【0029】次に、本発明に係る磁気プローブの別の実
施の形態を説明する。
【0030】図3は実施の形態(2)に係る磁気プロー
ブを模式的に示した断面図である。この磁気プローブ2
0は、図8に示した磁気プローブ40の下面が先端部1
7(開口部15)を除いてシールド材13で被覆された
構成となっている。この磁気プローブ20のシールド材
13の厚み及び開口部15の大きさは図1に示した磁気
プローブ10の場合と同様であり、開口部15を形成す
る方法も磁気プローブ10の場合と同様である。
【0031】次に、実施の形態(1)に係る磁気プロー
ブ10を用いて、磁気記録媒体からの磁化情報を得る方
法を説明する。図4は磁気記録媒体14の表面近傍に位
置させた磁気プローブ10(図1)と磁気記録媒体14
との相互作用を模式的に示した断面図である。
【0032】図9に示した磁気記録媒体14と同様、磁
気記録媒体14には上向き又は下向きに磁化された磁区
A、B、C、Dが形成され、この磁区A、B、C、Dに
よりそれぞれ磁場が形成されている。磁気プローブ10
の先端部17には磁性体12が露出した開口部15が形
成されているため、磁区A、B、C、Dにより形成され
た磁場と開口部15から露出した磁性体12との間で磁
気力が発生する。
【0033】そして、この開口部15の直径は0.1μ
m程度と極めて小さく絞られているため、開口部15を
磁区Bの上に位置させると、開口部15は磁区Bの上の
みに位置し、磁区Bのみからの磁場を検知する。また、
開口部15の周囲はシールド材13で覆われているた
め、周辺部18が磁区Aや磁区Cからの磁束を拾うこと
はない。すなわち磁区Aや磁区Cからの磁場は、シール
ド材13により遮蔽され、磁気プローブ10がこれらの
磁場を検知することはなく、極所的な磁区Bからの磁場
を磁性体12で拾うことができる。
【0034】この磁気力を従来の技術でも説明したよう
に、例えばレーザ光を用いることにより検出するが、こ
の場合、磁区Bのみの磁化情報が検出されることにな
る。
【0035】
【実施例及び比較例】以下、実施例に係る磁気プローブ
及びその製造方法を説明する。本実施例においては、実
施の形態(1)に係る磁気プローブ10と同様のものを
製造し、この磁気プローブ10を用いて磁気記録媒体の
磁気構造の検出を行った。以下にその条件を記載する。
【0036】 (1) 磁気プローブの製造条件 支持体11の材料:Si 磁性体12の材料:CoNi合金(Co:70wt%、Ni:30wt%) 厚み:約200nm シールド材13の材料:NiFe合金(Fe:18wt%、Ni:82wt%) 厚み:約300nm 開口部15の形成 イオンビームの種類:アルゴンイオン 照射条件 加速電圧:500V (2) 磁気プローブの形状 円錐形状部の裾の部分の直径:約20μm 円錐形状部の高さ:約20μm 先端部17の曲率半径:約0.5μm 開口部15の直径:約0.1μm なお、比較例に係る磁気プローブとして、図7に示した
ものと同様の磁気プローブ30を製造し、この磁気プロ
ーブ30を用いて磁気記録媒体の磁気構造の検出を行っ
た。製造条件はシールド材を形成しない点を除いて、実
施例の場合と同様であり、円錐形状部の裾の部分の直
径、高さ及び先端部17の曲率半径も実施例の場合と同
様である。
【0037】図5は実施例に係る磁気プローブ10を用
いて磁気記録媒体の表面磁化状態を調べた結果を示す図
であり、図6は比較例に係る磁気プローブ30を用いて
磁気記録媒体の表面磁化状態を調べた結果を示す図であ
る。
【0038】図5及び図6より明らかなように、実施例
に係る磁気プローブ10を使用したものでは、コントラ
ストの良い磁区像が得られているが、比較例に係る磁気
プローブ30を使用したものでは、コントラストも悪く
シャープな磁区像が得られていない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る磁気プローブを模式
的に示した断面図である。
【図2】(a)〜(e)は、磁気プローブを製造する際
の各工程を示した断面図である。
【図3】別の実施の形態に係る磁気プローブを模式的に
示した断面図である。
【図4】磁気記録媒体の表面近傍に位置させた磁気プロ
ーブと磁気記録媒体との相互作用を模式的に示した断面
図である。
【図5】実施例に係る磁気プローブを用いて磁気記録媒
体の表面磁化状態を調べた結果を示す図である。
【図6】比較例に係る磁気プローブを用いて磁気記録媒
体の表面磁化状態を調べた結果を示す図である。
【図7】従来より磁気力顕微鏡に用いられている磁気プ
ローブを模式的に示した断面図である。
【図8】従来の磁気プローブの別の一例を模式的に示し
た断面図である。
【図9】磁気記録媒体の表面近傍に位置させた従来の磁
気プローブと磁気記録媒体との相互作用を模式的に示し
た断面図である。
【符号の説明】
10、20 磁気プローブ 11 支持体 12 磁性体 13 シールド材 15 開口部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体と、該支持体に形成された磁性体
    と、該磁性体の一部を露出させる開口部を除いて前記磁
    性体を磁気的に遮蔽するシールド材とからなることを特
    徴とする磁気プローブ。
  2. 【請求項2】 支持体上に磁性体を形成し、該磁性体上
    の全面に該磁性体を磁気的に遮蔽するシールド材を形成
    した後、該シールド材で被覆された先端部分を選択的に
    エッチングするようにイオンビームを照射することを特
    徴とする請求項1記載の磁気プローブの製造方法。
JP33410695A 1995-11-30 1995-11-30 磁気プローブ及びその製造方法 Pending JPH09152474A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357529A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Olympus Optical Co Ltd Spmカンチレバー
JP2010032368A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁場分布測定装置
JP2011117872A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Toshiba Corp 渦電流探傷プローブおよびそれを用いた渦電流探傷試験装置
CN102778589A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 株式会社日立高新技术 磁力显微镜用悬臂及其制造方法
JP2013137318A (ja) * 2013-02-12 2013-07-11 Toshiba Corp 渦電流探傷プローブおよびそれを用いた渦電流探傷試験装置
CN111089988A (zh) * 2019-12-27 2020-05-01 季华实验室 一种高均匀性磁性探针及其制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357529A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Olympus Optical Co Ltd Spmカンチレバー
JP4656761B2 (ja) * 2001-05-31 2011-03-23 オリンパス株式会社 Spmカンチレバー
JP2010032368A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁場分布測定装置
JP2011117872A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Toshiba Corp 渦電流探傷プローブおよびそれを用いた渦電流探傷試験装置
CN102778589A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 株式会社日立高新技术 磁力显微镜用悬臂及其制造方法
JP2012233845A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Hitachi High-Technologies Corp 磁気力顕微鏡用カンチレバーおよびその製造方法
US8621659B2 (en) 2011-05-09 2013-12-31 Hitachi High-Technologies Corporation Cantilever for magnetic force microscope and method of manufacturing the same
JP2013137318A (ja) * 2013-02-12 2013-07-11 Toshiba Corp 渦電流探傷プローブおよびそれを用いた渦電流探傷試験装置
CN111089988A (zh) * 2019-12-27 2020-05-01 季华实验室 一种高均匀性磁性探针及其制备方法
CN111089988B (zh) * 2019-12-27 2023-01-31 季华实验室 一种高均匀性磁性探针及其制备方法

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