JPH09269329A - 微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置 - Google Patents
微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、大きさにばらつきがなく、歩留まり
も良好な微小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・
小型化が可能で分解能が良好な微小開口を有するプロー
ブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを
用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡と
の複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置を
提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、上記課題を解決するため、走査
型近接場光顕微鏡およびその原理を応用した情報記録再
生装置等における先端のコーティング部に微小開口を有
するプローブの作製法において、前記プローブを導電性
材料でコーティングしてその先端を導電性基板に接触さ
せ、該コーティングされたプローブと該基板との間に電
圧を印加することにより、該プローブ先端のコーティン
グ材料を除去し微小開口を形成することを特徴とする微
小開口を有するプローブの作製法と、それによるプロー
ブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と
走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブ
を用いた記録再生装置を構成するものである。
も良好な微小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・
小型化が可能で分解能が良好な微小開口を有するプロー
ブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを
用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡と
の複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置を
提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、上記課題を解決するため、走査
型近接場光顕微鏡およびその原理を応用した情報記録再
生装置等における先端のコーティング部に微小開口を有
するプローブの作製法において、前記プローブを導電性
材料でコーティングしてその先端を導電性基板に接触さ
せ、該コーティングされたプローブと該基板との間に電
圧を印加することにより、該プローブ先端のコーティン
グ材料を除去し微小開口を形成することを特徴とする微
小開口を有するプローブの作製法と、それによるプロー
ブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と
走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブ
を用いた記録再生装置を構成するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型近接場光顕
微鏡およびその原理を応用した情報記録再生装置等にお
ける微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプ
ローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微
鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プロ
ーブを用いた記録再生装置に関する。
微鏡およびその原理を応用した情報記録再生装置等にお
ける微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプ
ローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微
鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プロ
ーブを用いた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ナノメートル以下の分解能で導電
性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡（以下Ｓ
ＴＭと略す）が開発され（米国特許第４，３４３，９９
３号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子
の配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。
また、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴ
Ｍと同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下Ａ
ＦＭと略す）も開発された（米国特許第４，７２４，３
１８号明細書）。また、ＳＴＭを発展させたものとし
て、尖鋭なプローブ先端の微小開口からしみ出すエバネ
ッセント光を利用して試料表面状態を調べる走査型近接
場光顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）［Ｄｕｒｉｇ他，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５９，３３１８（１９８
６）］が開発された。さらに、試料裏面からプリズムを
介して全反射の条件で光を入射させ、試料表面へしみ出
すエバネッセント光を試料表面から光プローブで検出し
て試料表面を調べるＳＮＯＭの一種であるフォトンＳＴ
Ｍ（以下ＰＳＴＭと略す）［Ｒｅｄｄｉｃｋ他，Ｐｈｙ
ｓ．Ｒｅｖ．Ｂ３９，７６７（１９８９）］も開発され
た。
性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡（以下Ｓ
ＴＭと略す）が開発され（米国特許第４，３４３，９９
３号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子
の配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。
また、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴ
Ｍと同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下Ａ
ＦＭと略す）も開発された（米国特許第４，７２４，３
１８号明細書）。また、ＳＴＭを発展させたものとし
て、尖鋭なプローブ先端の微小開口からしみ出すエバネ
ッセント光を利用して試料表面状態を調べる走査型近接
場光顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）［Ｄｕｒｉｇ他，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５９，３３１８（１９８
６）］が開発された。さらに、試料裏面からプリズムを
介して全反射の条件で光を入射させ、試料表面へしみ出
すエバネッセント光を試料表面から光プローブで検出し
て試料表面を調べるＳＮＯＭの一種であるフォトンＳＴ
Ｍ（以下ＰＳＴＭと略す）［Ｒｅｄｄｉｃｋ他，Ｐｈｙ
ｓ．Ｒｅｖ．Ｂ３９，７６７（１９８９）］も開発され
た。
【０００３】さて、上記のＳＮＯＭにおいては、光プロ
ーブの先端径が分解能を決定するため、これまで種々の
光プローブの作製方法が工夫されてきた。例えば、ＰＳ
ＴＭでは光プローブの先端に微小開口を設けず、光プロ
ーブとして用いる光ファイバー端面の化学エッチング条
件を最適化することにより先端を尖鋭化し、分解能を向
上させてきた。また、初期のＳＮＯＭにおいては、透明
結晶の劈開面の交点を金属でコーティングし、これを固
い面に押しつけ交点部分の金属を除去して交点を露出さ
せ微小開口を作製した（欧州特許ＥＰ０１１２４０２
号）。その後、微小開口をリソグラフィーの手法を用い
て作製する方法も用いられている。また、微小開口と光
導波路を一体構成して光プローブを作製する方法も提案
されている（米国特許第５，３５４，９８５号明細
書）。
ーブの先端径が分解能を決定するため、これまで種々の
光プローブの作製方法が工夫されてきた。例えば、ＰＳ
ＴＭでは光プローブの先端に微小開口を設けず、光プロ
ーブとして用いる光ファイバー端面の化学エッチング条
件を最適化することにより先端を尖鋭化し、分解能を向
上させてきた。また、初期のＳＮＯＭにおいては、透明
結晶の劈開面の交点を金属でコーティングし、これを固
い面に押しつけ交点部分の金属を除去して交点を露出さ
せ微小開口を作製した（欧州特許ＥＰ０１１２４０２
号）。その後、微小開口をリソグラフィーの手法を用い
て作製する方法も用いられている。また、微小開口と光
導波路を一体構成して光プローブを作製する方法も提案
されている（米国特許第５，３５４，９８５号明細
書）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
のうち、ＰＳＴＭの場合のように光プローブに微小開口
を用いない場合、試料表面の凹凸による散乱光等エバネ
ッセント光以外の迷光を検出してしまい、分解能が低下
してしまうという問題が生じる。また、光ファイバーを
エッチングする方法では、光プローブを集積化・小型化
して作製することが困難である。そして、また、従来の
微小開口の形成方法のうち、結晶劈開面を利用する方法
では、微小開口径の大きさにばらつきが生じやすく、歩
留まりも良好でなく、また、集積化・小型化することも
難しかった。また、フォトリソグラフィーを用いた微小
開口形成方法においては、加工装置の精度の限界から、
１００［ｎｍ］程度の直径の開口が限界で、１０［ｎ
ｍ］程度の直径の微小開口を作製することが難しかっ
た。したがって、ＳＮＯＭ装置としての分解能に限界を
生じた。また、工程も複雑になってしまい、時間も要し
コスト的にも高価になるという問題点があった。ＥＢ加
工装置やＦＩＢ加工装置を用いれば、１００［ｎｍ］以
下の開口形成も原理的には可能であるが、位置合わせ制
御も複雑で、ばらつきが生じやすく、かつ、一点一点の
加工法であるため歩留まりがよくなかった。
のうち、ＰＳＴＭの場合のように光プローブに微小開口
を用いない場合、試料表面の凹凸による散乱光等エバネ
ッセント光以外の迷光を検出してしまい、分解能が低下
してしまうという問題が生じる。また、光ファイバーを
エッチングする方法では、光プローブを集積化・小型化
して作製することが困難である。そして、また、従来の
微小開口の形成方法のうち、結晶劈開面を利用する方法
では、微小開口径の大きさにばらつきが生じやすく、歩
留まりも良好でなく、また、集積化・小型化することも
難しかった。また、フォトリソグラフィーを用いた微小
開口形成方法においては、加工装置の精度の限界から、
１００［ｎｍ］程度の直径の開口が限界で、１０［ｎ
ｍ］程度の直径の微小開口を作製することが難しかっ
た。したがって、ＳＮＯＭ装置としての分解能に限界を
生じた。また、工程も複雑になってしまい、時間も要し
コスト的にも高価になるという問題点があった。ＥＢ加
工装置やＦＩＢ加工装置を用いれば、１００［ｎｍ］以
下の開口形成も原理的には可能であるが、位置合わせ制
御も複雑で、ばらつきが生じやすく、かつ、一点一点の
加工法であるため歩留まりがよくなかった。
【０００５】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、大きさにばらつきがなく、歩留まりも良
好な微小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・小型
化が可能で分解能が良好な微小開口を有するプローブの
作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用い
た走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複
合装置、および該プローブを用いた記録再生装置を提供
することを目的としている。
課題を解決し、大きさにばらつきがなく、歩留まりも良
好な微小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・小型
化が可能で分解能が良好な微小開口を有するプローブの
作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用い
た走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複
合装置、および該プローブを用いた記録再生装置を提供
することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、微小開口を有するプローブの作製法とそれ
によるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接
場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、およ
び該プローブを用いた記録再生装置をつぎのように構成
している。すなわち、本発明のプローブの作製法は、導
電性材料でコーティングしたプローブ先端を導電性基板
に接触させ、該コーティングされたプローブと該基板と
の間に電圧を印加し、該プローブ先端のコーティング材
料を除去し微小開口を形成することにより、微小開口を
有するプローブを作製するようにしている。さらに、前
記プローブが弾性体からなるようにし、または、弾性体
に支持されるようにし、該弾性体を弾性変形させて該プ
ローブ先端と前記基板との間に作用する力を制御するよ
うにしている。さらに、複数の前記プローブ先端を同時
に前記基板に接触させ、該複数のプローブ先端に同時に
微小開口を形成するようにしている。
決するため、微小開口を有するプローブの作製法とそれ
によるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接
場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、およ
び該プローブを用いた記録再生装置をつぎのように構成
している。すなわち、本発明のプローブの作製法は、導
電性材料でコーティングしたプローブ先端を導電性基板
に接触させ、該コーティングされたプローブと該基板と
の間に電圧を印加し、該プローブ先端のコーティング材
料を除去し微小開口を形成することにより、微小開口を
有するプローブを作製するようにしている。さらに、前
記プローブが弾性体からなるようにし、または、弾性体
に支持されるようにし、該弾性体を弾性変形させて該プ
ローブ先端と前記基板との間に作用する力を制御するよ
うにしている。さらに、複数の前記プローブ先端を同時
に前記基板に接触させ、該複数のプローブ先端に同時に
微小開口を形成するようにしている。
【０００７】上述の方法で作製した微小開口を有するプ
ローブは、光学的に透明な材料からなる探針と、該探針
先端に直径１００［ｎｍ］以下の大きさの微小開口を有
し、かつ該探針先端と逆側に該微小開口の直径より大き
い直径の開口を有する導電性コーティング薄膜と、該探
針を支持する弾性体とから構成されている。さらに、探
針先端に導電性を持たせるため、前記微小開口を光学的
に透明かつ導電性を有する材料で覆うようにしている。
前記光学的に透明かつ導電性を有する材料として、例え
ばＩＴＯ・ポリジアセチレンを用いている。
ローブは、光学的に透明な材料からなる探針と、該探針
先端に直径１００［ｎｍ］以下の大きさの微小開口を有
し、かつ該探針先端と逆側に該微小開口の直径より大き
い直径の開口を有する導電性コーティング薄膜と、該探
針を支持する弾性体とから構成されている。さらに、探
針先端に導電性を持たせるため、前記微小開口を光学的
に透明かつ導電性を有する材料で覆うようにしている。
前記光学的に透明かつ導電性を有する材料として、例え
ばＩＴＯ・ポリジアセチレンを用いている。
【０００８】また、走査型近接場光顕微鏡において、上
記に記載のプローブと、該プローブ先端におもて面を対
向して配置された試料と、該試料の裏面に光を照射する
手段と、該プローブの微小開口を通った光の強度を検出
する手段と、該試料面内で該対向方向と垂直な方向に該
プローブと該試料とを相対移動させる手段とを有するよ
うにし、測定分解能を向上させている。また、上記に記
載の導電性を有するプローブと、該プローブ先端におも
て面を対向して配置された試料と、該試料の裏面に光を
照射する手段と、該プローブの微小開口を通った光の強
度を検出する手段と、該プローブ先端と該試料との間に
流れる電流を検出する手段と、該試料面内で該対向方向
と垂直な方向に該プローブと該試料とを相対移動させる
手段とを有するようにし、測定分解能を向上させた走査
型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置
を実現している。
記に記載のプローブと、該プローブ先端におもて面を対
向して配置された試料と、該試料の裏面に光を照射する
手段と、該プローブの微小開口を通った光の強度を検出
する手段と、該試料面内で該対向方向と垂直な方向に該
プローブと該試料とを相対移動させる手段とを有するよ
うにし、測定分解能を向上させている。また、上記に記
載の導電性を有するプローブと、該プローブ先端におも
て面を対向して配置された試料と、該試料の裏面に光を
照射する手段と、該プローブの微小開口を通った光の強
度を検出する手段と、該プローブ先端と該試料との間に
流れる電流を検出する手段と、該試料面内で該対向方向
と垂直な方向に該プローブと該試料とを相対移動させる
手段とを有するようにし、測定分解能を向上させた走査
型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置
を実現している。
【０００９】また、記録再生装置において、上記に記載
の導電性を有するプローブと、該プローブ先端におもて
面を対向して配置された記録媒体と、該記録媒体面内で
該対向方向と垂直な方向に該プローブと該記録媒体とを
相対移動させる手段と、該プローブ先端と該記録媒体の
間に電圧を印加して情報の記録を行う手段と、該記録媒
体の裏面に光を照射する手段と、該プローブの微小開口
を通った光の強度を検出する手段と、該検出光強度をも
とに情報の再生を行う手段と、を有するようにし、再生
精度を向上させている。
の導電性を有するプローブと、該プローブ先端におもて
面を対向して配置された記録媒体と、該記録媒体面内で
該対向方向と垂直な方向に該プローブと該記録媒体とを
相対移動させる手段と、該プローブ先端と該記録媒体の
間に電圧を印加して情報の記録を行う手段と、該記録媒
体の裏面に光を照射する手段と、該プローブの微小開口
を通った光の強度を検出する手段と、該検出光強度をも
とに情報の再生を行う手段と、を有するようにし、再生
精度を向上させている。
【００１０】さらに、前記の走査型近接場光顕微鏡、走
査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装
置、記録再生装置において、前記光強度検出手段が前記
プローブの微小開口の背後に位置するよう該プローブを
支持する部材と一体構成し、光検出分解能を低下させる
ことなく、光強度検出手段との集積化を可能としてい
る。
査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装
置、記録再生装置において、前記光強度検出手段が前記
プローブの微小開口の背後に位置するよう該プローブを
支持する部材と一体構成し、光検出分解能を低下させる
ことなく、光強度検出手段との集積化を可能としてい
る。
【００１１】さらに、前記の走査型近接場光顕微鏡、走
査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装
置、記録再生装置において、前記プローブを複数のプロ
ーブとし、前記光強度検出手段が該複数プローブの微小
開口を通った光をそれぞれ独立に検出する複数の光強度
検出手段であるようにし、大面積の試料表面の高速測
定、または、大容量情報の高速記録再生ができるように
している。
査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装
置、記録再生装置において、前記プローブを複数のプロ
ーブとし、前記光強度検出手段が該複数プローブの微小
開口を通った光をそれぞれ独立に検出する複数の光強度
検出手段であるようにし、大面積の試料表面の高速測
定、または、大容量情報の高速記録再生ができるように
している。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、上記プローブの作製法
により、大きさにばらつきがなく、歩留まりも良好な微
小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・小型化が可
能なプローブを実現することができる。そしてこの作製
法によるプローブを用いて走査型近接場光顕微鏡および
走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合
装置を構成することにより、測定分解能を向上させるこ
とができ、また記録再生装置を構成することにより、再
生精度の向上を図ることができ、その複数プローブによ
るマルチ化によって大容量情報の高速記録再生を実現す
ることが可能となる。
により、大きさにばらつきがなく、歩留まりも良好な微
小開口が短時間で容易に形成でき、集積化・小型化が可
能なプローブを実現することができる。そしてこの作製
法によるプローブを用いて走査型近接場光顕微鏡および
走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合
装置を構成することにより、測定分解能を向上させるこ
とができ、また記録再生装置を構成することにより、再
生精度の向上を図ることができ、その複数プローブによ
るマルチ化によって大容量情報の高速記録再生を実現す
ることが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１〜図３は、本発明の微小開口を有するプロー
ブの作製法を示すものである。まず、このプローブの作
製法について、図３を用いて先端部分が金属コーティン
グされた探針を有する弾性体カンチレバーの作製法を説
明する。図３ａに示すように、面方位（１００）を有す
るＳｉ基板３０１に対して５［μｍ］四方の矩形部分を
除いたＳｉＯ2マスク３０３を施し、ＫＯＨ溶液で異方
性エッチングを行い、ピラミッド型の溝３０２を形成す
る。次に、図３ｂに示すようにスパッタ法で膜厚０．１
［μｍ］のＰｔ膜３０４を形成後、探針先端コート部分
３０５および電極配線３０６をパターニングする。その
後、低圧ＣＶＤで１［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4膜３０７を
形成後、カンチレバー形状にパターニングする。さら
に、図３ｃに示すようにカンチレバーを支持するために
ガラス基板３０８を陽極接合する。最後に、図３ｄに示
すように、ＫＯＨ溶液でＳｉ基板を除去し、Ｐｔでコー
ティングされた探針先端３０９を有する弾性体カンチレ
バー３１０を形成する。
する。図１〜図３は、本発明の微小開口を有するプロー
ブの作製法を示すものである。まず、このプローブの作
製法について、図３を用いて先端部分が金属コーティン
グされた探針を有する弾性体カンチレバーの作製法を説
明する。図３ａに示すように、面方位（１００）を有す
るＳｉ基板３０１に対して５［μｍ］四方の矩形部分を
除いたＳｉＯ2マスク３０３を施し、ＫＯＨ溶液で異方
性エッチングを行い、ピラミッド型の溝３０２を形成す
る。次に、図３ｂに示すようにスパッタ法で膜厚０．１
［μｍ］のＰｔ膜３０４を形成後、探針先端コート部分
３０５および電極配線３０６をパターニングする。その
後、低圧ＣＶＤで１［μｍ］膜厚のＳｉ3Ｎ4膜３０７を
形成後、カンチレバー形状にパターニングする。さら
に、図３ｃに示すようにカンチレバーを支持するために
ガラス基板３０８を陽極接合する。最後に、図３ｄに示
すように、ＫＯＨ溶液でＳｉ基板を除去し、Ｐｔでコー
ティングされた探針先端３０９を有する弾性体カンチレ
バー３１０を形成する。
【００１４】以上のように作製された金属コート探針を
有するカンチレバーに対して、微小開口を作製する方法
（断面図）を図１に示す。図２は図１に対応する平面図
である。図１ａ、２ａにおいて、１０１は先端が尖鋭な
探針部分、１０２は弾性体レバー、１０３は金属コーテ
ィングである。金属で覆われた探針部分１０８を金属基
板１０５に接触させ、電圧印加手段１０６で電極配線１
０４を通し、探針部分１０８と金属基板１０５との間に
電圧を印加する。これにより、探針先端部分のコーティ
ング金属膜を電界蒸発あるいは熱溶融により除去し、微
小開口が形成される。
有するカンチレバーに対して、微小開口を作製する方法
（断面図）を図１に示す。図２は図１に対応する平面図
である。図１ａ、２ａにおいて、１０１は先端が尖鋭な
探針部分、１０２は弾性体レバー、１０３は金属コーテ
ィングである。金属で覆われた探針部分１０８を金属基
板１０５に接触させ、電圧印加手段１０６で電極配線１
０４を通し、探針部分１０８と金属基板１０５との間に
電圧を印加する。これにより、探針先端部分のコーティ
ング金属膜を電界蒸発あるいは熱溶融により除去し、微
小開口が形成される。
【００１５】ここで、（１）探針先端径、（２）コーテ
ィング金属の膜厚、（３）金属基板に対する探針先端の
接触力、（４）印加電圧条件、をそれぞれ制御すること
により、コーティング金属膜の除去の程度、すなわち微
小開口の径を制御することができる。探針先端径が小さ
ければ、金属基板に対する探針先端の接触面積が小さく
なり、電圧印加の際に電界の加わる領域や電流の流れる
領域が集中するため、コーティング金属膜の除去される
領域が小さくなる。探針先端径を小さくするためには、
尖鋭化処理により探針そのものを尖鋭化するほか、コー
ティング金属膜の形成時に金属表面が荒くなるような形
成法や金属材料を選択すればよい。前述の弾性体カンチ
レバー形成法における具体例をあげると、異方性エッチ
ングによるピラミッド型溝を形成後、低温熱酸化を行う
ことにより、ピラミッド型溝の先端（底）を尖鋭化する
ことができる。また、Ｐｔ膜を成膜する場合にも蒸着法
よりもスパッタ法を選択すれば、Ｐｔ膜を形成するＰｔ
粒が細かくなり、コーティングされた探針先端を尖鋭化
することができる。コーティング金属膜の膜厚が小さけ
れば、探針先端径が小さい場合と同様、電圧印加の際に
電界の加わる領域や電流の流れる領域が集中するため、
コーティング金属膜の除去される領域が小さくなる。し
かしながら、作製法にもよるが金属膜の膜厚を１００
［ｎｍ］より小さくすると、連続膜となりにくくなる傾
向がある。これでは本発明のプローブには適さないた
め、金属膜の膜厚は１００［ｎｍ］程度が望ましい。ま
た、接触力が小さければ、金属基板に対する探針先端の
接触面積が小さくなり、やはりコーティング金属膜の除
去される領域が小さくなる。接触力を小さくするために
は、以下のようにすればよい。弾性体カンチレバー１０
２を弾性変形させることにより、金属で覆われた探針部
分１０８と金属基板１０５との接触力を所望の値に制御
することができる。例えば、弾性体カンチレバー１０２
の弾性変形に関する探針部分位置換算の弾性定数をｋと
すると、金属基板１０５に対する接触による探針部分位
置換算の弾性体カンチレバー１０２の弾性変形量を△ｚ
以下にすることにより、接触力をｋ△ｚ以下にすること
ができる。さらに、印加電圧の波高、波形、時間幅、負
荷抵抗を調節することにより、探針先端に加わる電界お
よび探針−金属基板間に流れる電流の大きさ、時間的変
化を制御することができ、これによりコーティング金属
膜の除去の程度を制御することができる。実際に、金属
コーティング材料がＰｔで先端径が２０［ｎｍ］である
探針を有し、弾性定数が０．１［Ｎ／ｍ］の弾性体カン
チレバーの弾性変形量を１［μｍ］以下に、すなわち接
触力を１０-7［Ｎ］以下に制御した状態でＡｕ金属基板
に接触させて、波高値：１０［Ｖ］、波形：矩形波、時
間幅：１００［μｓ］、負荷抵抗：１［ＭΩ］の電圧を
印加したところ、微小開口の径が約１０［ｎｍ］となっ
た。
ィング金属の膜厚、（３）金属基板に対する探針先端の
接触力、（４）印加電圧条件、をそれぞれ制御すること
により、コーティング金属膜の除去の程度、すなわち微
小開口の径を制御することができる。探針先端径が小さ
ければ、金属基板に対する探針先端の接触面積が小さく
なり、電圧印加の際に電界の加わる領域や電流の流れる
領域が集中するため、コーティング金属膜の除去される
領域が小さくなる。探針先端径を小さくするためには、
尖鋭化処理により探針そのものを尖鋭化するほか、コー
ティング金属膜の形成時に金属表面が荒くなるような形
成法や金属材料を選択すればよい。前述の弾性体カンチ
レバー形成法における具体例をあげると、異方性エッチ
ングによるピラミッド型溝を形成後、低温熱酸化を行う
ことにより、ピラミッド型溝の先端（底）を尖鋭化する
ことができる。また、Ｐｔ膜を成膜する場合にも蒸着法
よりもスパッタ法を選択すれば、Ｐｔ膜を形成するＰｔ
粒が細かくなり、コーティングされた探針先端を尖鋭化
することができる。コーティング金属膜の膜厚が小さけ
れば、探針先端径が小さい場合と同様、電圧印加の際に
電界の加わる領域や電流の流れる領域が集中するため、
コーティング金属膜の除去される領域が小さくなる。し
かしながら、作製法にもよるが金属膜の膜厚を１００
［ｎｍ］より小さくすると、連続膜となりにくくなる傾
向がある。これでは本発明のプローブには適さないた
め、金属膜の膜厚は１００［ｎｍ］程度が望ましい。ま
た、接触力が小さければ、金属基板に対する探針先端の
接触面積が小さくなり、やはりコーティング金属膜の除
去される領域が小さくなる。接触力を小さくするために
は、以下のようにすればよい。弾性体カンチレバー１０
２を弾性変形させることにより、金属で覆われた探針部
分１０８と金属基板１０５との接触力を所望の値に制御
することができる。例えば、弾性体カンチレバー１０２
の弾性変形に関する探針部分位置換算の弾性定数をｋと
すると、金属基板１０５に対する接触による探針部分位
置換算の弾性体カンチレバー１０２の弾性変形量を△ｚ
以下にすることにより、接触力をｋ△ｚ以下にすること
ができる。さらに、印加電圧の波高、波形、時間幅、負
荷抵抗を調節することにより、探針先端に加わる電界お
よび探針−金属基板間に流れる電流の大きさ、時間的変
化を制御することができ、これによりコーティング金属
膜の除去の程度を制御することができる。実際に、金属
コーティング材料がＰｔで先端径が２０［ｎｍ］である
探針を有し、弾性定数が０．１［Ｎ／ｍ］の弾性体カン
チレバーの弾性変形量を１［μｍ］以下に、すなわち接
触力を１０-7［Ｎ］以下に制御した状態でＡｕ金属基板
に接触させて、波高値：１０［Ｖ］、波形：矩形波、時
間幅：１００［μｓ］、負荷抵抗：１［ＭΩ］の電圧を
印加したところ、微小開口の径が約１０［ｎｍ］となっ
た。
【００１６】本発明の微小開口形成方法では、上述の
（１）探針先端径、（２）コーティング金属の膜厚、
（３）金属基板に対する探針先端の接触力、（４）印加
電圧条件を変えることにより、微小開口径を３〜１００
０［ｎｍ］の範囲で制御することができた。ただし、１
００［ｎｍ］以上の径の開口作製の場合は電圧印加条
件、接触力条件等の形成条件が過激となるためか、開口
の形状が不安定になりがちで、探針先端の破壊が伴なう
こともあり、本発明のプローブとしてはあまり好ましく
ない。また、１０［ｎｍ］以下では、再現性が良くない
こともあり、安定に開口を形成することができるのは約
１０〜１００［ｎｍ］の範囲であった。上記のように作
製した微小開口を有するプローブは探針先端のコーティ
ング金属が除去されているため、探針先端は導電性を有
していない。したがって、探針先端に導電性を必要とす
るような装置に用いる場合には図４に示すようにスパッ
タ法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を探針先端近傍
にコーティングすればよい。他にも、ＬＢ法によりポリ
ジアセチレン等の導電性材料の単分子累積膜を探針先端
近傍に成膜してもよい。
（１）探針先端径、（２）コーティング金属の膜厚、
（３）金属基板に対する探針先端の接触力、（４）印加
電圧条件を変えることにより、微小開口径を３〜１００
０［ｎｍ］の範囲で制御することができた。ただし、１
００［ｎｍ］以上の径の開口作製の場合は電圧印加条
件、接触力条件等の形成条件が過激となるためか、開口
の形状が不安定になりがちで、探針先端の破壊が伴なう
こともあり、本発明のプローブとしてはあまり好ましく
ない。また、１０［ｎｍ］以下では、再現性が良くない
こともあり、安定に開口を形成することができるのは約
１０〜１００［ｎｍ］の範囲であった。上記のように作
製した微小開口を有するプローブは探針先端のコーティ
ング金属が除去されているため、探針先端は導電性を有
していない。したがって、探針先端に導電性を必要とす
るような装置に用いる場合には図４に示すようにスパッ
タ法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を探針先端近傍
にコーティングすればよい。他にも、ＬＢ法によりポリ
ジアセチレン等の導電性材料の単分子累積膜を探針先端
近傍に成膜してもよい。
【００１７】また、上記の微小開口を有するプローブの
作製法は、特に複数のプローブに対して同時に微小開口
を作製するのに適した方法である。図５に示すように複
数のプローブ５０２、５０３、５０４の探針先端を金属
基板５０１に対して接触させ、電圧印加手段５０５を用
い、複数の探針−金属基板間に電圧を印加する。これに
より、複数の開口を同時作製することができる。ここ
で、複数のプローブは弾性体カンチレバーで構成されて
いるため、複数プローブの作製プロセス時の誤差等によ
って生じる金属基板表面を基準とした探針先端の図中ｚ
方向の位置ばらつきがあっても、探針先端と金属基板の
間の接触力の大きさをある値以下にした状態で、探針先
端がすべて金属基板表面に接触した状態にすることがで
きる。例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複
数プローブの作製プロセス時の誤差等によって生じる金
属基板表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ばらつき
の最大量を△ｚ’とすると、すべての探針先端が金属基
板表面に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△ｚ’と
なるため、複数プローブの支持部材５０６と試料５０１
のｚ方向位置を制御することにより、すべての探針先端
が金属基板表面に接触した状態で、すべての接触力の大
きさをｋ△ｚ’以下にすることができる。
作製法は、特に複数のプローブに対して同時に微小開口
を作製するのに適した方法である。図５に示すように複
数のプローブ５０２、５０３、５０４の探針先端を金属
基板５０１に対して接触させ、電圧印加手段５０５を用
い、複数の探針−金属基板間に電圧を印加する。これに
より、複数の開口を同時作製することができる。ここ
で、複数のプローブは弾性体カンチレバーで構成されて
いるため、複数プローブの作製プロセス時の誤差等によ
って生じる金属基板表面を基準とした探針先端の図中ｚ
方向の位置ばらつきがあっても、探針先端と金属基板の
間の接触力の大きさをある値以下にした状態で、探針先
端がすべて金属基板表面に接触した状態にすることがで
きる。例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複
数プローブの作製プロセス時の誤差等によって生じる金
属基板表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ばらつき
の最大量を△ｚ’とすると、すべての探針先端が金属基
板表面に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△ｚ’と
なるため、複数プローブの支持部材５０６と試料５０１
のｚ方向位置を制御することにより、すべての探針先端
が金属基板表面に接触した状態で、すべての接触力の大
きさをｋ△ｚ’以下にすることができる。
【００１８】電圧印加の方法としては、デマルチプレク
サを用い、複数のプローブに対して順次電圧印加を行
い、微小開口を順番に作製すればよい。しかしながら、
この場合は微小開口形成に時間を要することになる。こ
の点を改良するためには、金属基板５０１と複数プロー
ブの支持部材５０６とを金属基板表面に平行な面内方向
に相対的に移動させながら電圧印加を行えばよい。これ
により、一部のプローブにおける開口作製時に探針先端
から除去されたコーティング金属材料が探針先端と金属
材料との間に挟まり、探針先端と金属基板間が導通状態
（＝低抵抗化）になって、他のプローブにおいて印加電
圧値が低下し、微小開口形成が行われなくなることを避
けることができ、複数プローブにおいて同時に微小開口
形成が行われる。
サを用い、複数のプローブに対して順次電圧印加を行
い、微小開口を順番に作製すればよい。しかしながら、
この場合は微小開口形成に時間を要することになる。こ
の点を改良するためには、金属基板５０１と複数プロー
ブの支持部材５０６とを金属基板表面に平行な面内方向
に相対的に移動させながら電圧印加を行えばよい。これ
により、一部のプローブにおける開口作製時に探針先端
から除去されたコーティング金属材料が探針先端と金属
材料との間に挟まり、探針先端と金属基板間が導通状態
（＝低抵抗化）になって、他のプローブにおいて印加電
圧値が低下し、微小開口形成が行われなくなることを避
けることができ、複数プローブにおいて同時に微小開口
形成が行われる。
【００１９】さて、上述のようにして作製したプローブ
を応用した例を以下に説明する。図６は本発明のプロー
ブを複数用い、マルチＳＮＯＭを構成した例である。図
６において、６０１、６０２、６０３は本発明のプロー
ブを用いたＳＮＯＭプローブ１、２、３である。複数の
ＳＮＯＭプローブ１、２、３はプローブ支持部材６０４
に一体構成で作製されている。また、表面にアバランシ
ェフォトダイオード等、高感度の複数のフォトダイオー
ド１（６０５）、２（６０６）、３（６０７）を作製し
たフォトダイオード支持部材６０８がプローブ支持部材
６０４に張り合わされて一体化している。このときフォ
トダイオード１〜３（６０５〜６０７）の位置は、対応
するＳＮＯＭプローブ１〜３（６０１〜６０３）の微小
開口の背後（＝図中、上部）になるよう設計、作製され
ている。
を応用した例を以下に説明する。図６は本発明のプロー
ブを複数用い、マルチＳＮＯＭを構成した例である。図
６において、６０１、６０２、６０３は本発明のプロー
ブを用いたＳＮＯＭプローブ１、２、３である。複数の
ＳＮＯＭプローブ１、２、３はプローブ支持部材６０４
に一体構成で作製されている。また、表面にアバランシ
ェフォトダイオード等、高感度の複数のフォトダイオー
ド１（６０５）、２（６０６）、３（６０７）を作製し
たフォトダイオード支持部材６０８がプローブ支持部材
６０４に張り合わされて一体化している。このときフォ
トダイオード１〜３（６０５〜６０７）の位置は、対応
するＳＮＯＭプローブ１〜３（６０１〜６０３）の微小
開口の背後（＝図中、上部）になるよう設計、作製され
ている。
【００２０】本発明のプローブでは、探針の微小開口と
逆側には金属コーティングがないため、微小開口径より
も大きな（〜数μｍ）開口を有している。このため、微
小開口の背後にスペースをとることができ、光導波路等
を用いることなく、フォトダイオード等光検出機構を近
傍に配置することができるため、光検出分解能を低下さ
せることのない光検出機構との一体集積化が可能となっ
た。被測定試料６０９は透明基板６１０上に設けられて
いる。透明基板６１０を通して試料６０９の背後から試
料６０９の表面において全反射の条件になるような角度
で光６１１を入射する。このとき、光は試料６０９表面
から図中、上方向に透過しないが、試料６０９表面から
の距離が０．１［μｍ］以下のごく近傍にはエバネッセ
ント光と呼ばれる光がにじみ出している。このとき、複
数のＳＮＯＭプローブ１〜３（６０１〜６０３）の探針
先端が試料に接触するように配置すると、このエバネッ
セント光１（６１２）、２（６１３）、３（６１４）が
ＳＮＯＭプローブの微小開口を通って背後のフォトダイ
オード１〜３（６０５〜６０７）で検出される。検出さ
れたエバネッセント光電流信号をＩ／Ｖ変換回路１（６
１５）、２（６１６）、３（６１７）で電圧信号に変換
し、マルチプレクサ６１８においてマルチＳＮＯＭ信号
とする。
逆側には金属コーティングがないため、微小開口径より
も大きな（〜数μｍ）開口を有している。このため、微
小開口の背後にスペースをとることができ、光導波路等
を用いることなく、フォトダイオード等光検出機構を近
傍に配置することができるため、光検出分解能を低下さ
せることのない光検出機構との一体集積化が可能となっ
た。被測定試料６０９は透明基板６１０上に設けられて
いる。透明基板６１０を通して試料６０９の背後から試
料６０９の表面において全反射の条件になるような角度
で光６１１を入射する。このとき、光は試料６０９表面
から図中、上方向に透過しないが、試料６０９表面から
の距離が０．１［μｍ］以下のごく近傍にはエバネッセ
ント光と呼ばれる光がにじみ出している。このとき、複
数のＳＮＯＭプローブ１〜３（６０１〜６０３）の探針
先端が試料に接触するように配置すると、このエバネッ
セント光１（６１２）、２（６１３）、３（６１４）が
ＳＮＯＭプローブの微小開口を通って背後のフォトダイ
オード１〜３（６０５〜６０７）で検出される。検出さ
れたエバネッセント光電流信号をＩ／Ｖ変換回路１（６
１５）、２（６１６）、３（６１７）で電圧信号に変換
し、マルチプレクサ６１８においてマルチＳＮＯＭ信号
とする。
【００２１】ここで、複数のＳＮＯＭプローブは弾性体
カンチレバーで構成されているため、試料に対し、探針
先端がすべて接触した状態で、かつ、探針先端と試料の
間の接触力の大きさをある値以下にすることができる。
例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複数ＳＮ
ＯＭプローブの作製プロセス時の誤差等によって生じる
試料表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ばらつきの
最大量を△ｚ”とすると、すべての探針先端が試料表面
に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△ｚ”となるた
め、プローブ支持部材６０４と試料６０９のｚ方向位置
を制御することにより、すべての接触力の大きさをｋ△
ｚ”以下にすることができる。これにより、大きな接触
力が加わることによる探針先端の破壊や試料の破壊を避
けることができる。図中、不図示であるがｘｙアクチュ
エータを用い、複数ＳＮＯＭプローブ１〜３に対し試料
６０９を試料面内方向（図中ｘｙ方向）に２次元の相対
走査を行い、ｘｙ面内の各位置におけるＳＮＯＭ信号の
大きさをプロットすることにより、試料６０９表面のＳ
ＮＯＭ観測像が得られる。
カンチレバーで構成されているため、試料に対し、探針
先端がすべて接触した状態で、かつ、探針先端と試料の
間の接触力の大きさをある値以下にすることができる。
例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複数ＳＮ
ＯＭプローブの作製プロセス時の誤差等によって生じる
試料表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ばらつきの
最大量を△ｚ”とすると、すべての探針先端が試料表面
に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△ｚ”となるた
め、プローブ支持部材６０４と試料６０９のｚ方向位置
を制御することにより、すべての接触力の大きさをｋ△
ｚ”以下にすることができる。これにより、大きな接触
力が加わることによる探針先端の破壊や試料の破壊を避
けることができる。図中、不図示であるがｘｙアクチュ
エータを用い、複数ＳＮＯＭプローブ１〜３に対し試料
６０９を試料面内方向（図中ｘｙ方向）に２次元の相対
走査を行い、ｘｙ面内の各位置におけるＳＮＯＭ信号の
大きさをプロットすることにより、試料６０９表面のＳ
ＮＯＭ観測像が得られる。
【００２２】図７は本発明の導電性を有するプローブを
用い、マルチＳＮＯＭ／ＳＴＭを構成した例である。図
７において、７０１〜７０３はそれぞれ導電性ＳＮＯＭ
プローブ１〜３、７０４はプローブ支持部材、７０５〜
７０７はフォトダイオード１〜３、７０８はフォトダイ
オード支持部材、７０９は試料、７１０は透明基板、７
１１は光、７１２〜７１４はエバネッセント光１〜３、
７１５〜７１７はＩ／Ｖ変換回路１〜３、７１８はマル
チプレクサ１である。これらの構成および機能、動作に
関しては図６の説明と同様である。異なる点として、透
明基板７１０上にＩＴＯ等の透明導電性材料からできた
透明電極７１９が設けられ、試料７０９は透明電極７１
９上に構成されている。透明電極７１９はバイアス電圧
印加手段７２０に接続され、バイアス電圧が印加されて
いる。導電性ＳＮＯＭプローブ１〜３（７０１〜７０
３）の探針先端と透明電極７１９の間、すなわち、探針
先端の接触部分の試料中を流れる電流をＩ／Ｖ変換回路
１’（７２１）、２’（７２２）、３’（７２３）で電
圧信号に変換し、マルチプレクサ２（７２４）において
マルチＳＴＭ信号とする。ＳＮＯＭ信号と同時に、２次
元の相対走査中のｘｙ面内の各位置におけるＳＴＭ信号
の大きさをプロットすることにより、試料７０９表面の
ＳＮＯＭ／ＳＴＭ同時観測像が得られる。
用い、マルチＳＮＯＭ／ＳＴＭを構成した例である。図
７において、７０１〜７０３はそれぞれ導電性ＳＮＯＭ
プローブ１〜３、７０４はプローブ支持部材、７０５〜
７０７はフォトダイオード１〜３、７０８はフォトダイ
オード支持部材、７０９は試料、７１０は透明基板、７
１１は光、７１２〜７１４はエバネッセント光１〜３、
７１５〜７１７はＩ／Ｖ変換回路１〜３、７１８はマル
チプレクサ１である。これらの構成および機能、動作に
関しては図６の説明と同様である。異なる点として、透
明基板７１０上にＩＴＯ等の透明導電性材料からできた
透明電極７１９が設けられ、試料７０９は透明電極７１
９上に構成されている。透明電極７１９はバイアス電圧
印加手段７２０に接続され、バイアス電圧が印加されて
いる。導電性ＳＮＯＭプローブ１〜３（７０１〜７０
３）の探針先端と透明電極７１９の間、すなわち、探針
先端の接触部分の試料中を流れる電流をＩ／Ｖ変換回路
１’（７２１）、２’（７２２）、３’（７２３）で電
圧信号に変換し、マルチプレクサ２（７２４）において
マルチＳＴＭ信号とする。ＳＮＯＭ信号と同時に、２次
元の相対走査中のｘｙ面内の各位置におけるＳＴＭ信号
の大きさをプロットすることにより、試料７０９表面の
ＳＮＯＭ／ＳＴＭ同時観測像が得られる。
【００２３】図８は本発明のプローブを複数用い、記録
再生装置を構成した例である。図８において、８０１、
８０２、８０３は本発明の導電性を有するプローブを用
いた記録再生プローブ１、２、３である。複数の記録再
生プローブ１、２、３はプローブ支持部材８０４に一体
構成で作製されている。また、表面にアバランシェフォ
トダイオード等、高感度の複数のフォトダイオード１
（８０５）、２（８０６）、３（８０７）を作製したフ
ォトダイオード支持部材８０８がプローブ支持部材８０
４に張り合わされて一体化している。このときフォトダ
イオード１〜３（８０５〜８０７）の位置は、対応する
記録再生プローブ１〜３（８０１〜８０３）の微小開口
の背後（＝図中、上部）になるよう設計、作製されてい
る。記録媒体８０９は透明基板８１０上の透明電極８１
９上に設けられている。複数の記録再生プローブ１〜３
（８０１〜８０３）の探針先端は記録媒体８０９表面に
接触するように配置されている。情報の記録電圧信号が
デマルチプレクサ８２０において分割され、各記録再生
プローブ１〜３（８０１〜８０３）の導電性探針に印加
され、記録媒体８０９の導電性探針が局所的に接触して
いる部分に記録が行われる。ここで、記録媒体８０９と
しては、後述のように電圧印加あるいは電界印加、電流
を流すことにより光学的特性が変化するような材料を用
いる。
再生装置を構成した例である。図８において、８０１、
８０２、８０３は本発明の導電性を有するプローブを用
いた記録再生プローブ１、２、３である。複数の記録再
生プローブ１、２、３はプローブ支持部材８０４に一体
構成で作製されている。また、表面にアバランシェフォ
トダイオード等、高感度の複数のフォトダイオード１
（８０５）、２（８０６）、３（８０７）を作製したフ
ォトダイオード支持部材８０８がプローブ支持部材８０
４に張り合わされて一体化している。このときフォトダ
イオード１〜３（８０５〜８０７）の位置は、対応する
記録再生プローブ１〜３（８０１〜８０３）の微小開口
の背後（＝図中、上部）になるよう設計、作製されてい
る。記録媒体８０９は透明基板８１０上の透明電極８１
９上に設けられている。複数の記録再生プローブ１〜３
（８０１〜８０３）の探針先端は記録媒体８０９表面に
接触するように配置されている。情報の記録電圧信号が
デマルチプレクサ８２０において分割され、各記録再生
プローブ１〜３（８０１〜８０３）の導電性探針に印加
され、記録媒体８０９の導電性探針が局所的に接触して
いる部分に記録が行われる。ここで、記録媒体８０９と
しては、後述のように電圧印加あるいは電界印加、電流
を流すことにより光学的特性が変化するような材料を用
いる。
【００２４】さて、以上のように記録された情報の再生
方法を以下に説明する。透明基板８１０を通して記録媒
体８０９の背後から記録媒体８０９の表面において全反
射の条件になるような角度で光８１１を入射させる。こ
のとき、光は記録媒体８０９表面から図中、上方向に透
過しないが、記録媒体８０９表面からの距離が０．１
［μｍ］以下のごく近傍にはエバネッセント光と呼ばれ
る光がにじみ出している。このとき、このエバネッセン
ト光１（８１２）、２（８１３）、３（８１４）が記録
再生プローブの微小開口を通って背後のフォトダイオー
ド１〜３（８０５〜８０７）で検出される。検出された
エバネッセント光電流信号をＩ／Ｖ変換回路１（８１
５）、２（８１６）、３（８１７）で電圧信号に変換
後、マルチプレクサ８１８において合成し、再生信号と
する。ここで、複数の記録再生プローブは弾性体カンチ
レバーで構成されているため、記録媒体に対し、探針先
端がすべて接触した状態で、かつ、探針先端と記録媒体
の間の接触力の大きさをある値以下にすることができ
る。例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複数
記録再生プローブの作製プロセス時の誤差等によって生
じる記録媒体表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ば
らつきの最大量を△ｚ”とすると、すべての探針先端が
記録媒体表面に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△
ｚ”となるため、プローブ支持部材８０４と記録媒体８
０９のｚ方向位置を制御することにより、すべての接触
力の大きさをｋ△ｚ”以下にすることができる。これに
より、大きな接触力が加わることによる探針先端の破壊
や記録媒体の破壊を避けることができる。
方法を以下に説明する。透明基板８１０を通して記録媒
体８０９の背後から記録媒体８０９の表面において全反
射の条件になるような角度で光８１１を入射させる。こ
のとき、光は記録媒体８０９表面から図中、上方向に透
過しないが、記録媒体８０９表面からの距離が０．１
［μｍ］以下のごく近傍にはエバネッセント光と呼ばれ
る光がにじみ出している。このとき、このエバネッセン
ト光１（８１２）、２（８１３）、３（８１４）が記録
再生プローブの微小開口を通って背後のフォトダイオー
ド１〜３（８０５〜８０７）で検出される。検出された
エバネッセント光電流信号をＩ／Ｖ変換回路１（８１
５）、２（８１６）、３（８１７）で電圧信号に変換
後、マルチプレクサ８１８において合成し、再生信号と
する。ここで、複数の記録再生プローブは弾性体カンチ
レバーで構成されているため、記録媒体に対し、探針先
端がすべて接触した状態で、かつ、探針先端と記録媒体
の間の接触力の大きさをある値以下にすることができ
る。例えば、弾性体カンチレバーの弾性定数をｋ、複数
記録再生プローブの作製プロセス時の誤差等によって生
じる記録媒体表面を基準とした探針先端のｚ方向位置ば
らつきの最大量を△ｚ”とすると、すべての探針先端が
記録媒体表面に接触した状態の接触力のばらつきはｋ△
ｚ”となるため、プローブ支持部材８０４と記録媒体８
０９のｚ方向位置を制御することにより、すべての接触
力の大きさをｋ△ｚ”以下にすることができる。これに
より、大きな接触力が加わることによる探針先端の破壊
や記録媒体の破壊を避けることができる。
【００２５】図中、不図示であるがｘｙアクチュエータ
を用い、複数記録再生プローブ１〜３に対し記録媒体８
０９を記録媒体面内方向（図中ｘｙ方向）に２次元の相
対走査を行い、ｘｙ面内の所定の位置において記録再生
を行う。本実施例では、特に微小開口を有する複数の記
録再生プローブで記録再生動作を行なうため、記録媒体
に対し、高密度かつ高速の記録再生動作が可能な記録再
生装置が実現されるという効果を有する。また、本実施
例では電圧印加により記録を行う例を示したが、本実施
例の構成では、光を照射した状態で電圧印加を行うこと
も可能である。このような場合、記録媒体として光照射
下で電圧印加を行うことにより記録が行われるものを用
いればよい。本実施例の記録再生装置において用いられ
る記録媒体としては、電圧印加により光学特性が変化す
る記録媒体の例として、特開平４−９０１５２号公報に
記載されているような電圧印加により、局所的に流れる
電流によるジュール熱によりジアセチレン誘導体重合体
に構造変化が起こり、光の吸収帯のピーク波長がシフト
するような１０，１２−ペンタコサジイン酸が挙げられ
る。また、光照射下の電圧印加により光学特性が変化す
る記録媒体の例として、特開平２−９８８４９号公報に
記載されているような光を照射した場合のみシス型←→
トランス型の光異性反応を起こしてレドックス・ペアを
形成し、電界印加によりこのレドックス・ペア間でプロ
トン移動を起こすようなキノン基およびヒドロキノン基
を有するアゾ化合物が挙げられる。
を用い、複数記録再生プローブ１〜３に対し記録媒体８
０９を記録媒体面内方向（図中ｘｙ方向）に２次元の相
対走査を行い、ｘｙ面内の所定の位置において記録再生
を行う。本実施例では、特に微小開口を有する複数の記
録再生プローブで記録再生動作を行なうため、記録媒体
に対し、高密度かつ高速の記録再生動作が可能な記録再
生装置が実現されるという効果を有する。また、本実施
例では電圧印加により記録を行う例を示したが、本実施
例の構成では、光を照射した状態で電圧印加を行うこと
も可能である。このような場合、記録媒体として光照射
下で電圧印加を行うことにより記録が行われるものを用
いればよい。本実施例の記録再生装置において用いられ
る記録媒体としては、電圧印加により光学特性が変化す
る記録媒体の例として、特開平４−９０１５２号公報に
記載されているような電圧印加により、局所的に流れる
電流によるジュール熱によりジアセチレン誘導体重合体
に構造変化が起こり、光の吸収帯のピーク波長がシフト
するような１０，１２−ペンタコサジイン酸が挙げられ
る。また、光照射下の電圧印加により光学特性が変化す
る記録媒体の例として、特開平２−９８８４９号公報に
記載されているような光を照射した場合のみシス型←→
トランス型の光異性反応を起こしてレドックス・ペアを
形成し、電界印加によりこのレドックス・ペア間でプロ
トン移動を起こすようなキノン基およびヒドロキノン基
を有するアゾ化合物が挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】以上による本発明のプローブの作製法
は、形成方法が単純で複雑な工程を経ることもないた
め、微小開口形成プロセスが短時間で、大きさにばらつ
きがなく、歩留まりの良好な微小開口が形成でき、コス
トの低減化が図れ、集積化・小型化が可能なプローブを
容易に実現することができる。そして、本発明のプロー
ブの作製法における金属コーティングされた探針を金属
材料に接触させ、電圧印加により探針先端のコーティン
グ金属を除去する微小開口形成方法によると、直径１０
［ｎｍ］程度の微小開口が作製できるので、これをＳＮ
ＯＭや記録再生装置に用いることにより、測定分解能や
再生精度を向上することが可能となる。また、本発明の
プローブの作製法は、上記したように小型化、集積化に
適した方法であるので、これを用いることにより小型の
ＳＮＯＭや記録再生装置、複数の光プローブを有するＳ
ＮＯＭや記録再生装置を容易に実現することができる。
また、本発明のプローブにおいて、微小開口を有する探
針先端面に対する該探針の逆側面には導電性コーティン
グ薄膜を形成しないように構成することにより、微小開
口の背後にスペースをとることができ、フォトダイオー
ド等光検出機構を配置し易くなり、光検出分解能を低下
させることなく光検出機構との集積化が可能となる。
は、形成方法が単純で複雑な工程を経ることもないた
め、微小開口形成プロセスが短時間で、大きさにばらつ
きがなく、歩留まりの良好な微小開口が形成でき、コス
トの低減化が図れ、集積化・小型化が可能なプローブを
容易に実現することができる。そして、本発明のプロー
ブの作製法における金属コーティングされた探針を金属
材料に接触させ、電圧印加により探針先端のコーティン
グ金属を除去する微小開口形成方法によると、直径１０
［ｎｍ］程度の微小開口が作製できるので、これをＳＮ
ＯＭや記録再生装置に用いることにより、測定分解能や
再生精度を向上することが可能となる。また、本発明の
プローブの作製法は、上記したように小型化、集積化に
適した方法であるので、これを用いることにより小型の
ＳＮＯＭや記録再生装置、複数の光プローブを有するＳ
ＮＯＭや記録再生装置を容易に実現することができる。
また、本発明のプローブにおいて、微小開口を有する探
針先端面に対する該探針の逆側面には導電性コーティン
グ薄膜を形成しないように構成することにより、微小開
口の背後にスペースをとることができ、フォトダイオー
ド等光検出機構を配置し易くなり、光検出分解能を低下
させることなく光検出機構との集積化が可能となる。
【図１】本発明の微小開口を作製する方法の説明図（断
面図）である。
面図）である。
【図２】図２は、本発明の微小開口を作製する方法の説
明図であり、図２（ａ）は図１（ａ）の平面図、図２
（ｂ）は図１（ｃ）の平面図である。
明図であり、図２（ａ）は図１（ａ）の平面図、図２
（ｂ）は図１（ｃ）の平面図である。
【図３】金属コーティングされた探針を有する弾性体カ
ンチレバーの作製法の説明図である。
ンチレバーの作製法の説明図である。
【図４】導電性探針を有するプローブの構成図である。
【図５】複数のプローブにおける複数の微小開口を同時
作製する方法の説明図である。
作製する方法の説明図である。
【図６】本発明のプローブを複数用いたマルチＳＮＯＭ
の構成図である。
の構成図である。
【図７】本発明の導電性を有するプローブを用いたマル
チＳＮＯＭ／ＳＴＭの構成図であるる
チＳＮＯＭ／ＳＴＭの構成図であるる
【図８】本発明のプローブを複数用いた記録再生装置の
構成図であるる
構成図であるる
１０１：探針部分 １０２：弾性体カンチレバー １０３：金属コーティング １０４：電極配線 １０５：金属基板 １０６：電圧印加手段 １０７：微小開口 １０８：金属で覆われた探針部分 ３０１：面方位（１００）Ｓｉ基板 ３０２：ピラミッド型溝 ３０３：ＳｉＯ2マスク ３０４：Ｐｔ膜 ３０５：探針先端コート部分 ３０６：電極配線 ３０７：Ｓｉ3Ｎ4膜 ３０８：ガラス基板 ３０９：金属でコーティングされた部分 ３１０：カンチレバー ５０１：金属基板 ５０２：プローブ１ ５０３：プローブ２ ５０４：プローブ３ ５０５：電圧印加手段 ５０６：複数プローブの支持部材 ６０１：ＳＮＯＭプローブ１ ６０２：ＳＮＯＭプローブ２ ６０３：ＳＮＯＭプローブ３ ６０４：プローブ支持部材 ６０５：フォトダイオード１ ６０６：フォトダイオード２ ６０７：フォトダイオード３ ６０８：フォトダイオード支持部材 ６０９：試料 ６１０：透明基板 ６１１：光 ６１２：エバネッセント光１ ６１３：エバネッセント光２ ６１４：エバネッセント光３ ６１５：Ｉ／Ｖ変換回路１ ６１６：Ｉ／Ｖ変換回路２ ６１７：Ｉ／Ｖ変換回路３ ６１８：マルチプレクサ ７０１：導電性ＳＮＯＭプローブ１ ７０２：導電性ＳＮＯＭプローブ２ ７０３：導電性ＳＮＯＭプローブ３ ７０４：プローブ支持部材 ７０５：フォトダイオード１ ７０６：フォトダイオード２ ７０７：フォトダイオード３ ７０８：フォトダイオード支持部材 ７０９：試料 ７１０：透明基板 ７１１：光 ７１２：エバネッセント光１ ７１３：エバネッセント光２ ７１４：エバネッセント光３ ７１５：Ｉ／Ｖ変換回路１ ７１６：Ｉ／Ｖ変換回路２ ７１７：Ｉ／Ｖ変換回路３ ７１８：マルチプレクサ１ ７１９：透明電極 ７２０：バイアス電圧印加手段 ７２１：Ｉ／Ｖ変換回路１’ ７２２：Ｉ／Ｖ変換回路２’ ７２３：Ｉ／Ｖ変換回路３’ ７２４：マルチプレクサ２ ８０１：記録再生プローブ１ ８０２：記録再生プローブ２ ８０３：記録再生プローブ３ ８０４：プローブ支持部材 ８０５：フォトダイオード１ ８０６：フォトダイオード２ ８０７：フォトダイオード３ ８０８：フォトダイオード支持部材 ８０９：記録媒体 ８１０：透明基板 ８１１：光 ８１２：エバネッセント光１ ８１３：エバネッセント光２ ８１４：エバネッセント光３ ８１５：Ｉ／Ｖ変換回路１ ８１６：Ｉ／Ｖ変換回路２ ８１７：Ｉ／Ｖ変換回路３ ８１８：マルチプレクサ ８１９：透明電極 ８２０：デマルチプレクサ
Claims (17)
- 【請求項１】走査型近接場光顕微鏡およびその原理を応
用した情報記録再生装置等における先端のコーティング
部に微小開口を有するプローブの作製法において、前記
プローブを導電性材料でコーティングしてその先端を導
電性基板に接触させ、該コーティングされたプローブと
該基板との間に電圧を印加することにより、該プローブ
先端のコーティング材料を除去し微小開口を形成するこ
とを特徴とする微小開口を有するプローブの作製法。 - 【請求項２】前記プローブは、弾性体で形成され、また
は弾性体により支持され、該弾性体を弾性変形させて該
プローブ先端と前記基板との間に作用する力を制御する
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の微小開口を有するプローブの作製法。 - 【請求項３】前記プローブが、複数のプローブであり、
該複数のプローブ先端を同時に前記基板に接触させ、該
複数のプローブ先端に同時に微小開口を形成することを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の微小開口を
有するプローブの作製法。 - 【請求項４】走査型近接場光顕微鏡およびその原理を応
用した情報記録再生装置等における先端のコーティング
部に微小開口を有するプローブにおいて、導電性材料で
コーティングしたプローブ先端を導電性基板に接触さ
せ、該コーティングされたプローブと該基板との間に電
圧を印加し、該プローブ先端のコーティング材料を除去
することによって形成された微小開口を有していること
を特徴とするプローブ。 - 【請求項５】前記プローブは、光学的に透明な材料から
なる探針と該探針を支持する弾性体支持部とからなり、
該探針はその先端に形成された導電性コーティング薄膜
に直径１００［ｎｍ］以下の大きさの微小開口を有する
と共に、該微小開口を有する該探針先端面に対する該探
針の逆側面には導電性コーティング薄膜が形成されてい
ないことを特徴とする請求項４に記載のプローブ。 - 【請求項６】前記プローブは、前記微小開口を光学的に
透明で導電性を有する材料で覆ったことを特徴とする請
求項４または請求項５に記載のプローブ。 - 【請求項７】前記光学的に透明で導電性を有する材料
が、ＩＴＯであることを特徴とする請求項６に記載のプ
ローブ。 - 【請求項８】前記光学的に透明で導電性を有する材料
が、ポリジアセチレンであることを特徴とする請求項６
に記載のプローブ。 - 【請求項９】プローブと、該プローブ先端におもて面を
対向して配置された試料と、該試料の裏面に光を照射す
る手段と、該プローブの微小開口を通った光の強度を検
出する手段と、該試料面内で該対向方向と垂直な方向に
該プローブと該試料とを相対移動させる手段とを有する
走査型近接場光顕微鏡において、 前記プローブが請求項４または請求項５に記載のプロー
ブで構成されていることを特徴とする走査型近接場光顕
微鏡。 - 【請求項１０】前記光強度検出手段が、前記プローブの
微小開口の背後に位置するよう該プローブを支持する部
材と一体に構成されていることを特徴とする請求項９記
載の走査型近接場光顕微鏡。 - 【請求項１１】前記プローブが、複数のプローブであ
り、前記光強度検出手段が該複数プローブの微小開口を
通った光をそれぞれ独立に検出する複数の光強度検出手
段であることを特徴とする請求項９に記載の走査型近接
場光顕微鏡。 - 【請求項１２】プローブと、該プローブ先端におもて面
を対向して配置された試料と、該試料の裏面に光を照射
する手段と、該プローブの微小開口を通った光の強度を
検出する手段と、該プローブ先端と該試料との間に流れ
る電流を検出する手段と、該試料面内で該対向方向と垂
直な方向に該プローブと該試料とを相対移動させる手段
とを有する走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微
鏡との複合装置において、 前記プローブが請求項６に記載のプローブで構成されて
いることを特徴とする走査型近接場光顕微鏡と走査型ト
ンネル顕微鏡との複合装置。 - 【請求項１３】前記光検出手段が、前記プローブの微小
開口の背後に位置するよう該プローブを支持する部材と
一体構成されていることを特徴とする請求項１２に記載
の走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複
合装置。 - 【請求項１４】前記プローブが、複数のプローブであ
り、前記光強度検出手段が該複数プローブの微小開口を
通った光をそれぞれ独立に検出する複数の光強度検出手
段であることを特徴とする請求項１２に記載の走査型近
接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置。 - 【請求項１５】プローブと、該プローブ先端におもて面
を対向して配置された記録媒体と、 該記録媒体面内で
該対向方向と垂直な方向に該プローブと該記録媒体とを
相対移動させる手段と、該プローブ先端と該記録媒体の
間に電圧を印加して情報の記録を行う手段と、該記録媒
体の裏面に光を照射する手段と、該プローブの微小開口
を通った光の強度を検出する手段と、該検出光強度をも
とに情報の再生を行う手段とを有する記録再生装置にお
いて、 前記プローブが請求項６に記載のプローブで構成されて
いることを特徴とする走査型近接場光顕微鏡と走査型ト
ンネル顕微鏡との複合装置。 - 【請求項１６】前記光強度検出手段が、前記プローブの
微小開口の背後に位置するよう該プローブを支持する部
材と一体構成されていることを特徴とする請求項１５に
記載の記録再生装置。 - 【請求項１７】前記プローブが、複数のプローブであ
り、前記光強度検出手段が該複数プローブの微小開口を
通った光をそれぞれ独立に検出する複数の光強度検出手
段であることを特徴とする請求項１５に記載の記録再生
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336196A JP3618896B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置 |
| US08/825,129 US6046972A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Method and producing probe with minute aperture, scanning near-field optical microscope using the probe and recording and/or reproducing apparatus using the probe |
| US09/518,104 US6163519A (en) | 1996-03-29 | 2000-03-03 | Scanning near-field optical microscope using the probe and recording and/or reproducing apparatus using the probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336196A JP3618896B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09269329A true JPH09269329A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3618896B2 JP3618896B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=14351998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10336196A Expired - Fee Related JP3618896B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 微小開口を有するプローブの作製法とそれによるプローブ、並びに該プローブを用いた走査型近接場光顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡との複合装置、および該プローブを用いた記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6046972A (ja) |
| JP (1) | JP3618896B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999059149A1 (fr) * | 1998-05-11 | 1999-11-18 | Seiko Instruments Inc. | Tete optique en champ proche |
| EP1063641A1 (en) * | 1998-02-10 | 2000-12-27 | Seiko Instruments Inc. | Information recording apparatus |
| EP0978829A4 (en) * | 1998-02-25 | 2001-01-24 | Seiko Instr Inc | OPTICAL MEMORY HEAD IN THE NEAR FIELD |
| US6335522B1 (en) | 1998-10-28 | 2002-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical probe having a refractive index micro-lens and method of manufacturing the same |
| JP2002116131A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-04-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 近接場プローブおよび近接場プローブの製造方法 |
| JP2002197652A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Korea Electronics Telecommun | 高密度情報記録再生装置 |
| JP2003065934A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Jasco Corp | プローブ開口作製装置、及びそれを用いた近接場光学顕微鏡 |
| EP1111426A3 (en) * | 1999-12-20 | 2003-03-19 | Seiko Instruments Inc. | Near-field optical probe and manufacturing method for same, and near-fied optical apparatus using the near-field probe |
| US6552966B2 (en) | 1999-05-31 | 2003-04-22 | Fujitsu Limited | Recording head for optical recording system |
| JP2007003309A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Seiko Instruments Inc | 開口作製装置及び開口作製方法 |
| DE19926601B4 (de) * | 1998-09-12 | 2007-03-29 | Witec Wissenschaftliche Instrumente Und Technologie Gmbh | Apertur in einem Halbleitermaterial sowie Herstellung der Apertur und Verwendung |
| KR100723410B1 (ko) * | 2005-08-17 | 2007-05-30 | 삼성전자주식회사 | 자기정렬된 메탈쉴드를 구비한 저항성 탐침의 제조방법 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6806477B1 (en) | 1997-05-23 | 2004-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detection device, apparatus using the same, exposure apparatus, and device manufacturing method using the same |
| JP3697034B2 (ja) * | 1997-08-26 | 2005-09-21 | キヤノン株式会社 | 微小開口を有する突起の製造方法、及びそれらによるプローブまたはマルチプローブ |
| JPH11166935A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-06-22 | Canon Inc | 光検出または照射用の光プローブと該プローブを備えた近視野光学顕微鏡、及該光プローブの製造方法とその製造に用いる基板 |
| JP3862845B2 (ja) * | 1998-02-05 | 2006-12-27 | セイコーインスツル株式会社 | 近接場用光プローブ |
| IL124838A0 (en) * | 1998-06-10 | 1999-01-26 | Yeda Res & Dev | Near-field optical inspection apparatus |
| 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 |
| GB0024294D0 (en) * | 2000-10-04 | 2000-11-15 | Univ Cambridge Tech | Solid state embossing of polymer devices |
| ATE340359T1 (de) * | 2000-12-01 | 2006-10-15 | Seiko Instr Inc | Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer optischen apertur |
| US6831765B2 (en) * | 2001-02-22 | 2004-12-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Tiltable-body apparatus, and method of fabricating the same |
| DE10115690A1 (de) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Eidgenoess Tech Hochschule | Quasi-Paralleles Rasterkraftmikroskop |
| WO2002080186A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Johns Hopkins University | Afm cantilevers and methods for making and using same |
| US7082095B2 (en) * | 2001-05-25 | 2006-07-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for storing data |
| US6970413B2 (en) * | 2001-05-25 | 2005-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Data storage medium utilizing directed light beam and near-field optical sources |
| JP4157419B2 (ja) * | 2002-06-11 | 2008-10-01 | セイコーインスツル株式会社 | 近視野光ヘッドの製造方法および製造装置 |
| JP5027984B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 揺動体を用いた電位測定装置、電位測定方法、及び画像形成装置 |
| JP4533044B2 (ja) * | 2003-08-27 | 2010-08-25 | キヤノン株式会社 | センサ |
| JP2005158118A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Pioneer Electronic Corp | 記録再生ヘッド、記録再生ヘッドアレイ、該記録再生ヘッドの製造方法、並びに記録装置及び再生装置 |
| US7176450B2 (en) * | 2004-01-02 | 2007-02-13 | Itn Energy Systems, Inc. | Long travel near-field scanning optical microscope |
| KR100682968B1 (ko) * | 2005-02-11 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 정보저장장치용 탐침 |
| JP2006317358A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Canon Inc | 電位測定装置、およびそれを用いた画像形成装置 |
| US7382137B2 (en) * | 2005-05-27 | 2008-06-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Potential measuring apparatus |
| US20070041238A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-02-22 | Nanochip, Inc. | High density data storage devices with read/write probes with hollow or reinforced tips |
| JP5188024B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 揺動体装置、電位測定装置、及び光偏向装置 |
| US7218803B1 (en) | 2006-03-24 | 2007-05-15 | Fitel Usa Corp. | Microsphere probe for optical surface microscopy and method of using the same |
| US7719685B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-05-18 | Chian Chiu Li | Near-field optical apparatus and method using photodetector array |
| US20090168636A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-02 | Tsung-Kuan Allen Chou | Cantilever design with electrostatic-force-modulated piezoresponse force microscopy (pfm) sensing |
| US8353061B2 (en) * | 2008-05-02 | 2013-01-08 | Ofs Fitel, Llc | Near-field scanning optical microscopy with nanoscale resolution from microscale probes |
| EP2643658A4 (en) * | 2010-11-24 | 2014-05-21 | Hysitron Inc | MECHANICAL TEST INSTRUMENTS WITH BOARD DATA |
| CN104237568A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-24 | 上海应用技术学院 | 一种扫描近场光学显微镜有源集成探针及其制备方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH643397A5 (de) * | 1979-09-20 | 1984-05-30 | Ibm | Raster-tunnelmikroskop. |
| DE3276917D1 (en) * | 1982-12-27 | 1987-09-10 | Ibm | Light waveguide with a submicron aperture, method for manufacturing the waveguide and application of the waveguide in an optical memory |
| US4725318A (en) * | 1985-02-19 | 1988-02-16 | Maruo Calcium Company, Limited | Filler for paper-making and neutral paper-making process by the use thereof |
| US4724318A (en) * | 1985-11-26 | 1988-02-09 | International Business Machines Corporation | Atomic force microscope and method for imaging surfaces with atomic resolution |
| JPH0298849A (ja) * | 1988-10-04 | 1990-04-11 | Canon Inc | 記録・再生装置及び該装置を用いた記録・再生方法 |
| US5132533A (en) * | 1989-12-08 | 1992-07-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for forming probe and apparatus therefor |
| DE69131528T2 (de) * | 1990-05-30 | 2000-05-04 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines sehr kleinen Bereichs einer Probe |
| JP2744339B2 (ja) * | 1990-08-03 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置及び情報処理方法 |
| JP3074357B2 (ja) * | 1991-10-03 | 2000-08-07 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 微細表面観察装置 |
| JP3268797B2 (ja) * | 1991-10-09 | 2002-03-25 | オリンパス光学工業株式会社 | 光導入装置 |
| US5354985A (en) * | 1993-06-03 | 1994-10-11 | Stanford University | Near field scanning optical and force microscope including cantilever and optical waveguide |
| US5581083A (en) * | 1995-05-11 | 1996-12-03 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating a sensor on a probe tip used for atomic force microscopy and the like |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP10336196A patent/JP3618896B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-27 US US08/825,129 patent/US6046972A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-03 US US09/518,104 patent/US6163519A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063641A1 (en) * | 1998-02-10 | 2000-12-27 | Seiko Instruments Inc. | Information recording apparatus |
| EP0978829A4 (en) * | 1998-02-25 | 2001-01-24 | Seiko Instr Inc | OPTICAL MEMORY HEAD IN THE NEAR FIELD |
| EP1684275A3 (en) * | 1998-02-25 | 2007-12-05 | Seiko Instruments Inc. | Near field optical memory head |
| WO1999059149A1 (fr) * | 1998-05-11 | 1999-11-18 | Seiko Instruments Inc. | Tete optique en champ proche |
| DE19926601B4 (de) * | 1998-09-12 | 2007-03-29 | Witec Wissenschaftliche Instrumente Und Technologie Gmbh | Apertur in einem Halbleitermaterial sowie Herstellung der Apertur und Verwendung |
| US6335522B1 (en) | 1998-10-28 | 2002-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical probe having a refractive index micro-lens and method of manufacturing the same |
| US6552966B2 (en) | 1999-05-31 | 2003-04-22 | Fujitsu Limited | Recording head for optical recording system |
| EP1111426A3 (en) * | 1999-12-20 | 2003-03-19 | Seiko Instruments Inc. | Near-field optical probe and manufacturing method for same, and near-fied optical apparatus using the near-field probe |
| JP2002116131A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-04-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 近接場プローブおよび近接場プローブの製造方法 |
| JP2002197652A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Korea Electronics Telecommun | 高密度情報記録再生装置 |
| JP2003065934A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Jasco Corp | プローブ開口作製装置、及びそれを用いた近接場光学顕微鏡 |
| JP4694736B2 (ja) * | 2001-08-22 | 2011-06-08 | 日本分光株式会社 | プローブ開口作製装置、及びそれを用いた近接場光学顕微鏡 |
| JP2007003309A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Seiko Instruments Inc | 開口作製装置及び開口作製方法 |
| JP4527614B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2010-08-18 | セイコーインスツル株式会社 | 開口作製装置及び開口作製方法 |
| KR100723410B1 (ko) * | 2005-08-17 | 2007-05-30 | 삼성전자주식회사 | 자기정렬된 메탈쉴드를 구비한 저항성 탐침의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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