JPH0933542A - 原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法、及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装置 - Google Patents
原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法、及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装置Info
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- JPH0933542A JPH0933542A JP20377695A JP20377695A JPH0933542A JP H0933542 A JPH0933542 A JP H0933542A JP 20377695 A JP20377695 A JP 20377695A JP 20377695 A JP20377695 A JP 20377695A JP H0933542 A JPH0933542 A JP H0933542A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、形状が一定で、かつ所望の位置に
ティップを形成することのできる原子間力及び／または
電流検知用プローブの形成方法及びこれにより形成され
たプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装
置を提供することを目的とするものである。 【構成】 本発明は、上記目的を達成するため、原子間
力及び／または電流検知用プローブの形成方法におい
て、単結晶基板を加工してなる弾性体上に、ティップを
エピタキシャル成長により形成したことを特徴とするも
のである。
ティップを形成することのできる原子間力及び／または
電流検知用プローブの形成方法及びこれにより形成され
たプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装
置を提供することを目的とするものである。 【構成】 本発明は、上記目的を達成するため、原子間
力及び／または電流検知用プローブの形成方法におい
て、単結晶基板を加工してなる弾性体上に、ティップを
エピタキシャル成長により形成したことを特徴とするも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はティップと試料間に発生
する電流または力（原子間力）等を検知するプローブの
形成方法、またはこれを利用して試料表面を観察する走
査型プローブ顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ．以下ＳＰＭ）や、試料表面に情報
をて記録・再生等を行う情報処理装置に関するものであ
る。
する電流または力（原子間力）等を検知するプローブの
形成方法、またはこれを利用して試料表面を観察する走
査型プローブ顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ．以下ＳＰＭ）や、試料表面に情報
をて記録・再生等を行う情報処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、導電性のティップと試料間に電圧
を加えて接近させ、流れるトンネル電流を検知すること
により、試料表面の電子構造を直接観察できる走査型ト
ンネル顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ．以下ＳＴＭ）や、弾性体の先端
にティップを搭載し、ティップと試料との間に働く力を
弾性体の弾性変形により検出する原子間力顕微鏡（Ａｔ
ｏｍｉｃ ＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ以下ＡＦ
Ｍ）により、高い分解能で試料の表面を観測することが
できるようになった。ＳＴＭやＡＦＭのほかにも、ティ
ップを有するプローブで試料を観察する同様の技術とし
て、マクスウェル応力顕微鏡や近接場走査型顕微鏡等が
あり、これらを総称して走査型プローブ顕微鏡（ＳＰ
Ｍ）という。これらは、物質の表面を原子オーダーの分
解能で観察でき、これらの装置を用いることにより金
属、半導体、有機物質などの表面形状、電子構造、磁区
構造等が観測される。更にこれらの機能を２つ以上組み
合わせた複合ＳＰＭも考案されている。例えばＡＦＭの
ティップに導電物質をコートし、ＡＦＭの動作によりナ
ノスケールで位置を決定した後に、試料とティップとの
間に電圧を印加して電流を測定することにより、ＳＴＭ
と同様に局所的な電流電圧測定を行えることが特開平３
−２１０４６５号公報に開示されている。また、ＡＦＭ
動作により像を得ると同時に、ティップに電圧をかけた
際に流れる電流をＡＦＭ像と同時に画像化すれば表面形
状とそれに対応した導電率の情報を得ることができるこ
とが特開平３−２７７９０３号公報に開示されている。
また、ＡＦＭ動作により位置を確定した後、電圧を印加
することにより媒体に情報を記録し、そこでの電流特性
により記録を読み出す手法も考案されている。このよう
なＳＰＭに用いられるティップの作製方法としては、た
とえば基板上の薄膜層を円形にパターニングし、それを
マスクにして基板材料をエッチングし、サイドエッチン
グを利用してティップを形成する方法がある（図４
（ａ）参照）。また、逆テーパーをつけたレジスト開口
部に基板を回転させながら導電材料を斜めから蒸着し、
レジストを除去することによりティップを形成する方法
がある（図４（ｂ）参照）。また、針状結晶などの単結
晶を弾性体上に接着してティップとする方法が特開平５
−７９８３５号公報に開示されている（図５参照）。
を加えて接近させ、流れるトンネル電流を検知すること
により、試料表面の電子構造を直接観察できる走査型ト
ンネル顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ．以下ＳＴＭ）や、弾性体の先端
にティップを搭載し、ティップと試料との間に働く力を
弾性体の弾性変形により検出する原子間力顕微鏡（Ａｔ
ｏｍｉｃ ＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ以下ＡＦ
Ｍ）により、高い分解能で試料の表面を観測することが
できるようになった。ＳＴＭやＡＦＭのほかにも、ティ
ップを有するプローブで試料を観察する同様の技術とし
て、マクスウェル応力顕微鏡や近接場走査型顕微鏡等が
あり、これらを総称して走査型プローブ顕微鏡（ＳＰ
Ｍ）という。これらは、物質の表面を原子オーダーの分
解能で観察でき、これらの装置を用いることにより金
属、半導体、有機物質などの表面形状、電子構造、磁区
構造等が観測される。更にこれらの機能を２つ以上組み
合わせた複合ＳＰＭも考案されている。例えばＡＦＭの
ティップに導電物質をコートし、ＡＦＭの動作によりナ
ノスケールで位置を決定した後に、試料とティップとの
間に電圧を印加して電流を測定することにより、ＳＴＭ
と同様に局所的な電流電圧測定を行えることが特開平３
−２１０４６５号公報に開示されている。また、ＡＦＭ
動作により像を得ると同時に、ティップに電圧をかけた
際に流れる電流をＡＦＭ像と同時に画像化すれば表面形
状とそれに対応した導電率の情報を得ることができるこ
とが特開平３−２７７９０３号公報に開示されている。
また、ＡＦＭ動作により位置を確定した後、電圧を印加
することにより媒体に情報を記録し、そこでの電流特性
により記録を読み出す手法も考案されている。このよう
なＳＰＭに用いられるティップの作製方法としては、た
とえば基板上の薄膜層を円形にパターニングし、それを
マスクにして基板材料をエッチングし、サイドエッチン
グを利用してティップを形成する方法がある（図４
（ａ）参照）。また、逆テーパーをつけたレジスト開口
部に基板を回転させながら導電材料を斜めから蒸着し、
レジストを除去することによりティップを形成する方法
がある（図４（ｂ）参照）。また、針状結晶などの単結
晶を弾性体上に接着してティップとする方法が特開平５
−７９８３５号公報に開示されている（図５参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のティップ作製方法にはつぎのような問題があ
る。すなわち、上記のティップ作製方法のうちエッチン
グによる方法と斜め蒸着による方法は、リソグラフィに
よるため所望の位置に作製することが容易であるが、そ
の先端形状を制御することが困難である。また、単結晶
を接合する方法は、結晶の面方位に依存した一定の先端
形状が得られるが、所望の位置に接合することが困難で
ある。特に、複数のプローブを同一基板上に作製する場
合は歩留が小さくなる。
た従来のティップ作製方法にはつぎのような問題があ
る。すなわち、上記のティップ作製方法のうちエッチン
グによる方法と斜め蒸着による方法は、リソグラフィに
よるため所望の位置に作製することが容易であるが、そ
の先端形状を制御することが困難である。また、単結晶
を接合する方法は、結晶の面方位に依存した一定の先端
形状が得られるが、所望の位置に接合することが困難で
ある。特に、複数のプローブを同一基板上に作製する場
合は歩留が小さくなる。
【０００４】そこで、本発明は上記問題を解決し、形状
が一定で、かつ所望の位置にティップを形成することの
できる原子間力及び／または電流検知用プローブの形成
方法及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型
プローブ顕微鏡、情報処理装置を提供することを目的と
するものである。
が一定で、かつ所望の位置にティップを形成することの
できる原子間力及び／または電流検知用プローブの形成
方法及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型
プローブ顕微鏡、情報処理装置を提供することを目的と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、プローブのティップをエピタキシャル成
長により形成するようにしたものである。すなわち、原
子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法にお
いて、単結晶基板を加工してなる弾性体上に、ティップ
をエピタキシャル成長により形成したことを特徴とする
ものである。本発明においては、前記弾性体はガリウム
ひ素単結晶基板を加工して形成することが好ましい。ま
た、本発明においては、上記方法によって形成されたプ
ローブを用いて、プローブを媒体に対して走査し、その
物理現象から生じる信号を検出して表面観察を行う走査
型プローブ顕微鏡、または記録・再生等の情報の処理を
行う情報処理装置を構成したことを特徴としている。
成するために、プローブのティップをエピタキシャル成
長により形成するようにしたものである。すなわち、原
子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法にお
いて、単結晶基板を加工してなる弾性体上に、ティップ
をエピタキシャル成長により形成したことを特徴とする
ものである。本発明においては、前記弾性体はガリウム
ひ素単結晶基板を加工して形成することが好ましい。ま
た、本発明においては、上記方法によって形成されたプ
ローブを用いて、プローブを媒体に対して走査し、その
物理現象から生じる信号を検出して表面観察を行う走査
型プローブ顕微鏡、または記録・再生等の情報の処理を
行う情報処理装置を構成したことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の態様】本発明は、上記したように、単結
晶、特にシリコンやガリウムひ素などの単結晶基板を加
工してなる弾性体上に、選択的にエピタキシャル成長さ
せて作製したティップを形成することにより、形状が一
定なティツプを所望の位置に形成することが可能とな
る。以下、これを具体的に説明する。特定の面方位を有
する単結晶基板においては、基板表面に形成したマスク
層に開口部を設け、そこからティップの材料を選択的に
エピタキシャル成長させることによって先端の尖ったテ
ィップとなることが知られている。この場合、成長条件
を調節することにより先端形状を変えることが可能であ
る。また、基板上に形成されたシード上で選択的にエピ
タキシャル成長させることも可能である。エピタキシャ
ル成長する材料は基板と同一材料が考えられるが、エピ
タキシャル成長するものであればこれ以外の材料も使用
できる。たとえばＧａＡｓ基板にＡｌＧａＡｓによるテ
ィップを成長させても良い。弾性体は、ティップが試料
（あるいは記録媒体）と原子間力（あるいはファンデル
ワールス力）の働くまで接近した場合にその力に応じて
弾性変形する部材である。弾性体には片持ち梁、両持ち
梁、メンブレン、バネ等が用いられ、その形状は本発明
を限定しない。変形量の検出には、弾性体にレーザーを
あててその反射光の位置を検出することにより弾性体の
曲がり角を測定する光てこ方式や、レーザー干渉計を用
いる方法、ピエゾ抵抗素子を用いる方法などがある。弾
性体は、フォトリソグラフィとエッチングプロセス（ウ
ェットエッチング、ドライエッチング）薄膜作製プロセ
スを用いて基板を３次元的に加工することにより作製さ
れる。エッチングに関しては、等方性エッチングのほか
に、単結晶であることを利用した異方性エッチングを利
用することができる。本発明のプローブはまた、ティッ
プが導電性を有し、試料（あるいは記録媒体）との間を
流れるトンネル電流などの電流を検知することが可能で
ある。ティップ先端表面はＧａＡｓやＳｉそのものでも
良いが、表面酸化を防ぐために表面終端処理がなされて
いることが望ましい。また、金属材料等でコーティング
が施されていても良い。ティップは配線電極を通して基
板上あるいは基板外の信号処理回路に接続される。本発
明においては、本発明の上記方法によるプローブを用い
て走査型プローブ顕微鏡及び情報処理装置を構成するも
のである。情報処理装置は走査型プローブ顕微鏡の原理
を応用すれば十分に原子オーダー（サブ・ナノメート
ル）での高密度記録再生を行なうことが可能である。例
えば、記録層として電圧電流のスイッチング特性に対し
てメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機化合物や
カルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・再生をＳ
ＴＭで行なう方法が提案されている（特開昭６３−１６
１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報）。
この方法によれば、記録のビットサイズを１０ｎｍとす
れば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2もの大容量記録再生が可能
である。
晶、特にシリコンやガリウムひ素などの単結晶基板を加
工してなる弾性体上に、選択的にエピタキシャル成長さ
せて作製したティップを形成することにより、形状が一
定なティツプを所望の位置に形成することが可能とな
る。以下、これを具体的に説明する。特定の面方位を有
する単結晶基板においては、基板表面に形成したマスク
層に開口部を設け、そこからティップの材料を選択的に
エピタキシャル成長させることによって先端の尖ったテ
ィップとなることが知られている。この場合、成長条件
を調節することにより先端形状を変えることが可能であ
る。また、基板上に形成されたシード上で選択的にエピ
タキシャル成長させることも可能である。エピタキシャ
ル成長する材料は基板と同一材料が考えられるが、エピ
タキシャル成長するものであればこれ以外の材料も使用
できる。たとえばＧａＡｓ基板にＡｌＧａＡｓによるテ
ィップを成長させても良い。弾性体は、ティップが試料
（あるいは記録媒体）と原子間力（あるいはファンデル
ワールス力）の働くまで接近した場合にその力に応じて
弾性変形する部材である。弾性体には片持ち梁、両持ち
梁、メンブレン、バネ等が用いられ、その形状は本発明
を限定しない。変形量の検出には、弾性体にレーザーを
あててその反射光の位置を検出することにより弾性体の
曲がり角を測定する光てこ方式や、レーザー干渉計を用
いる方法、ピエゾ抵抗素子を用いる方法などがある。弾
性体は、フォトリソグラフィとエッチングプロセス（ウ
ェットエッチング、ドライエッチング）薄膜作製プロセ
スを用いて基板を３次元的に加工することにより作製さ
れる。エッチングに関しては、等方性エッチングのほか
に、単結晶であることを利用した異方性エッチングを利
用することができる。本発明のプローブはまた、ティッ
プが導電性を有し、試料（あるいは記録媒体）との間を
流れるトンネル電流などの電流を検知することが可能で
ある。ティップ先端表面はＧａＡｓやＳｉそのものでも
良いが、表面酸化を防ぐために表面終端処理がなされて
いることが望ましい。また、金属材料等でコーティング
が施されていても良い。ティップは配線電極を通して基
板上あるいは基板外の信号処理回路に接続される。本発
明においては、本発明の上記方法によるプローブを用い
て走査型プローブ顕微鏡及び情報処理装置を構成するも
のである。情報処理装置は走査型プローブ顕微鏡の原理
を応用すれば十分に原子オーダー（サブ・ナノメート
ル）での高密度記録再生を行なうことが可能である。例
えば、記録層として電圧電流のスイッチング特性に対し
てメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機化合物や
カルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・再生をＳ
ＴＭで行なう方法が提案されている（特開昭６３−１６
１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報）。
この方法によれば、記録のビットサイズを１０ｎｍとす
れば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2もの大容量記録再生が可能
である。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 ［実施例１］図１に本発明の実施例１のプローブを示
す。本実施例によるプローブは、ＧａＡｓ基板から作製
された弾性体の先端にエピタキシャル成長したティップ
１を有するプローブを同一基板内に複数搭載したマルチ
プローブである。ティップ１は基板３上の配線電極１６
を通してワイヤーボンディングにより外部の信号処理回
路に電気的に接続されている。静電容量検出電極１５は
試料や記録媒体に対向させて面内位置合わせや傾き補正
に用いられる。この際試料や記録媒体のホルダーにも同
様の静電容量検出電極１５が形成される。図２を用い
て、本実施例によるプローブの作製方法を説明する。ま
ず、単結晶ＧａＡｓ基板３の（１１１）Ｂ面を有する表
面上にプラズマＣＶＤを用いて３００ｎｍのＳｉＯ2層
４を堆積した。次に、ＳｉＯ2層４をフォトリソグラフ
ィと反応性イオンエッチングを用いて加工し、ＧａＡｓ
の（１１０）等価面に平行な辺を持つ一辺２０μｍの正
三角形形状の開口部を形成する。次に、トリメチルガリ
ウムとアルシンを用いて、成長温度８００℃でＧａＡｓ
の選択成長を行ったところ、高さ１０μｍのティップ１
が形成された（図２（ａ）参照）。次に、スパッタリン
グ法を用いてＣｒを５ｎｍ，Ａｕを１００ｎｍ堆積し、
フォトリソグラフィを用いて配線電極１６および静電容
量検出電極１５を形成した。これらはワイヤーボンディ
ングにより外部の信号処理回路に接続される。次に、基
板３の表面及び裏面にプラズマＣＶＤを用いて３００ｎ
ｍのＳｉＯ2層４を堆積した後、フォトリソグラフィと
反応性ドライエッチングを用いて基板３の表面及び裏面
のＳｉＯ2層４をパターニングした（図２（ｂ）参
照）。次に、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏの混合水溶液を
用い、まず裏面から基板厚６μｍを残して基板３をエッ
チングし、次に両面から基板３が貫通するまで基板３を
エッチングし弾性体２とした。弾性体２は片持ち梁形状
とし、長さは２００μｍ、幅は６０μｍ、厚さは３μｍ
である。この時、ティップ１はＳｉＯ2により保護され
ている。最後に表面のＳｉＯ2層４を反応性ドライエッ
チングを用いて除去した後、（ＮＨ4）2Ｓを用いてティ
ップ表面の終端処理を行った（図２（ｃ）参照）。この
方法により、形状が一定で、かつ所望の位置に形成可能
なティップを有するプローブを提供することができた。
特に、複数のプローブを同一基板上に作製する際の歩留
を向上させることができた。
す。本実施例によるプローブは、ＧａＡｓ基板から作製
された弾性体の先端にエピタキシャル成長したティップ
１を有するプローブを同一基板内に複数搭載したマルチ
プローブである。ティップ１は基板３上の配線電極１６
を通してワイヤーボンディングにより外部の信号処理回
路に電気的に接続されている。静電容量検出電極１５は
試料や記録媒体に対向させて面内位置合わせや傾き補正
に用いられる。この際試料や記録媒体のホルダーにも同
様の静電容量検出電極１５が形成される。図２を用い
て、本実施例によるプローブの作製方法を説明する。ま
ず、単結晶ＧａＡｓ基板３の（１１１）Ｂ面を有する表
面上にプラズマＣＶＤを用いて３００ｎｍのＳｉＯ2層
４を堆積した。次に、ＳｉＯ2層４をフォトリソグラフ
ィと反応性イオンエッチングを用いて加工し、ＧａＡｓ
の（１１０）等価面に平行な辺を持つ一辺２０μｍの正
三角形形状の開口部を形成する。次に、トリメチルガリ
ウムとアルシンを用いて、成長温度８００℃でＧａＡｓ
の選択成長を行ったところ、高さ１０μｍのティップ１
が形成された（図２（ａ）参照）。次に、スパッタリン
グ法を用いてＣｒを５ｎｍ，Ａｕを１００ｎｍ堆積し、
フォトリソグラフィを用いて配線電極１６および静電容
量検出電極１５を形成した。これらはワイヤーボンディ
ングにより外部の信号処理回路に接続される。次に、基
板３の表面及び裏面にプラズマＣＶＤを用いて３００ｎ
ｍのＳｉＯ2層４を堆積した後、フォトリソグラフィと
反応性ドライエッチングを用いて基板３の表面及び裏面
のＳｉＯ2層４をパターニングした（図２（ｂ）参
照）。次に、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏの混合水溶液を
用い、まず裏面から基板厚６μｍを残して基板３をエッ
チングし、次に両面から基板３が貫通するまで基板３を
エッチングし弾性体２とした。弾性体２は片持ち梁形状
とし、長さは２００μｍ、幅は６０μｍ、厚さは３μｍ
である。この時、ティップ１はＳｉＯ2により保護され
ている。最後に表面のＳｉＯ2層４を反応性ドライエッ
チングを用いて除去した後、（ＮＨ4）2Ｓを用いてティ
ップ表面の終端処理を行った（図２（ｃ）参照）。この
方法により、形状が一定で、かつ所望の位置に形成可能
なティップを有するプローブを提供することができた。
特に、複数のプローブを同一基板上に作製する際の歩留
を向上させることができた。
【０００８】［実施例２］本実施例は、実施例１による
マルチプローブを用いた記録再生装置であり、図３はそ
の装置構成を示す図である。以下の説明において記録媒
体５表面と平行な面内方向をＸ−Ｙ方向、それぞれの回
転方向をφ−ψ方向、記録媒体５表面と垂直な方向をＺ
方向、その回転方向をθ方向として説明する。本実施例
は実施例１によるプローブを用いて記録媒体５に対して
書き込み、読み込み動作を行うものである。記録媒体５
への書き込み、記録媒体５からの読み込み動作の制御は
制御回路１７によって行われる。プローブは先端にティ
ップ１を有する弾性体２、および弾性体２を支持する基
板３からなる。ティップ１は記録媒体５に対向して配置
される。記録媒体５は電圧を印加するための下地電極６
上に形成される。記録媒体５および下地電極６はステー
ジ７上に載置されている。ステージ７はピエゾ素子８上
に設けられている。Ｚ方向駆動回路９、Ｘ−Ｙ方向駆動
回路１０及びθ−φ−ψ方向駆動回路１１は制御回路１
７からの信号により、ピエゾ素子８を駆動させることに
よりステージ７をＸＹＺ方向に移動させることが可能で
ある。電圧印加回路１２は制御回路１７からの信号によ
り、下地電極６を通してティップ１−記録媒体５間に印
加する電圧を発生する。電流検出回路１３は、ティップ
１−記録媒体５間に流れる電流を検出し、制御回路１７
に出力する。電圧印加回路１２はまた、制御回路１７か
らの信号により、ティップ１と記録媒体５のそれぞれの
静電容量検出電極１５間に電圧を発生する。静電容量検
出回路１４は静電容量検出電極１５間の静電容量を検出
し、制御回路１７に出力する。記録媒体５は、ティップ
１から発生する電圧や電流により記録媒体表面の形状を
凸型（Ｓｔａｕｆｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ
ｅｒｓ，５１（４），２７，Ｊｕｌｙ，１９８７，ｐ２
４４参照）または凹型（Ｈｅｉｎｚｅｌｍａｎｎ，Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．５３，Ｎ
ｏ．２４Ｄｅｃ．，１９８８．ｐ２４４７参照）に変形
することが可能な金属、半導体、酸化物、有機薄膜、あ
るいは電圧や電流により電気的性質が変化（たとえば電
気的メモリー効果を生ずる）する有機薄膜等よりなる。
電気特性が変化する有機薄膜としては、特開昭６３−１
６１５５２号公報に記載された材料が使用され、ラング
ミュア・ブロジェット膜よりなるものが好ましい。本実
施例においては石英ガラス基板の上に下地電極６として
真空蒸着法によってＣｒを５ｎｍ堆積させ、さらにその
上にＡｕを３０ｎｍ同法により蒸着したものを用い、そ
の上にラングミュア・プロジェット法によってＳＯＡＺ
（スクアリリウム−ビス−６−オクチルアズレン）を４
層積層したものを用いた。
マルチプローブを用いた記録再生装置であり、図３はそ
の装置構成を示す図である。以下の説明において記録媒
体５表面と平行な面内方向をＸ−Ｙ方向、それぞれの回
転方向をφ−ψ方向、記録媒体５表面と垂直な方向をＺ
方向、その回転方向をθ方向として説明する。本実施例
は実施例１によるプローブを用いて記録媒体５に対して
書き込み、読み込み動作を行うものである。記録媒体５
への書き込み、記録媒体５からの読み込み動作の制御は
制御回路１７によって行われる。プローブは先端にティ
ップ１を有する弾性体２、および弾性体２を支持する基
板３からなる。ティップ１は記録媒体５に対向して配置
される。記録媒体５は電圧を印加するための下地電極６
上に形成される。記録媒体５および下地電極６はステー
ジ７上に載置されている。ステージ７はピエゾ素子８上
に設けられている。Ｚ方向駆動回路９、Ｘ−Ｙ方向駆動
回路１０及びθ−φ−ψ方向駆動回路１１は制御回路１
７からの信号により、ピエゾ素子８を駆動させることに
よりステージ７をＸＹＺ方向に移動させることが可能で
ある。電圧印加回路１２は制御回路１７からの信号によ
り、下地電極６を通してティップ１−記録媒体５間に印
加する電圧を発生する。電流検出回路１３は、ティップ
１−記録媒体５間に流れる電流を検出し、制御回路１７
に出力する。電圧印加回路１２はまた、制御回路１７か
らの信号により、ティップ１と記録媒体５のそれぞれの
静電容量検出電極１５間に電圧を発生する。静電容量検
出回路１４は静電容量検出電極１５間の静電容量を検出
し、制御回路１７に出力する。記録媒体５は、ティップ
１から発生する電圧や電流により記録媒体表面の形状を
凸型（Ｓｔａｕｆｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ
ｅｒｓ，５１（４），２７，Ｊｕｌｙ，１９８７，ｐ２
４４参照）または凹型（Ｈｅｉｎｚｅｌｍａｎｎ，Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．５３，Ｎ
ｏ．２４Ｄｅｃ．，１９８８．ｐ２４４７参照）に変形
することが可能な金属、半導体、酸化物、有機薄膜、あ
るいは電圧や電流により電気的性質が変化（たとえば電
気的メモリー効果を生ずる）する有機薄膜等よりなる。
電気特性が変化する有機薄膜としては、特開昭６３−１
６１５５２号公報に記載された材料が使用され、ラング
ミュア・ブロジェット膜よりなるものが好ましい。本実
施例においては石英ガラス基板の上に下地電極６として
真空蒸着法によってＣｒを５ｎｍ堆積させ、さらにその
上にＡｕを３０ｎｍ同法により蒸着したものを用い、そ
の上にラングミュア・プロジェット法によってＳＯＡＺ
（スクアリリウム−ビス−６−オクチルアズレン）を４
層積層したものを用いた。
【０００９】本実施例による記録再生装置の操作手順を
以下に示す。まず、ティップ１−記録媒体５間に流れる
電流及び、静電容量検出電極１５間の容量を検出しなが
らピエゾ素子８を駆動させて、すべてのティップ１が記
録媒体５と原子間力が働く様に調整する。その状態でＸ
−Ｙ方向駆動回路１０によりピエゾ素子をＸ−Ｙ方向に
走査することにより記録及び再生が行われる。この状態
で制御回路１７の指示により電圧印加回路１２が記録に
必要な波形、パルス幅、及び波高値を持った電圧信号を
ティップ１−記録媒体５間に印加することにより情報の
記録が行われる。また、電圧印加回路１２を通してティ
ップ１−記録媒体５間にバイアス電圧を印加して電流検
出回路１３によりティップ１−記録媒体５間に流れる電
流を検出することにより情報の再生が行われる。本実施
例の情報処理装置は複数のプローブによる信号の並列処
理を行うことにより情報の転送速度を上げることができ
るが、実施例１によるプローブを用いることによリティ
ップの形状が一定であるため、マルチプローブと記録媒
体との接触を確実に行うことができた。
以下に示す。まず、ティップ１−記録媒体５間に流れる
電流及び、静電容量検出電極１５間の容量を検出しなが
らピエゾ素子８を駆動させて、すべてのティップ１が記
録媒体５と原子間力が働く様に調整する。その状態でＸ
−Ｙ方向駆動回路１０によりピエゾ素子をＸ−Ｙ方向に
走査することにより記録及び再生が行われる。この状態
で制御回路１７の指示により電圧印加回路１２が記録に
必要な波形、パルス幅、及び波高値を持った電圧信号を
ティップ１−記録媒体５間に印加することにより情報の
記録が行われる。また、電圧印加回路１２を通してティ
ップ１−記録媒体５間にバイアス電圧を印加して電流検
出回路１３によりティップ１−記録媒体５間に流れる電
流を検出することにより情報の再生が行われる。本実施
例の情報処理装置は複数のプローブによる信号の並列処
理を行うことにより情報の転送速度を上げることができ
るが、実施例１によるプローブを用いることによリティ
ップの形状が一定であるため、マルチプローブと記録媒
体との接触を確実に行うことができた。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、以上のように、単結晶基板を
加工してなる弾性体上に、エピタキシャル成長によりテ
ィップを形成してプローブを作製することにより、形状
が一定で、かつ所望の位置にティップを形成することが
でき、特に、これにより複数のプローブを同一基板上に
作製する場合には、歩留を一層向上させることができ
る。そして、本発明の走査型プローブ顕微鏡又は情報処
理装置においては、このような形状が一定したティップ
を用いることにより、プローブと記録媒体との接触を確
実に行うことができ、安定した表面観察や情報の処理の
行える走査型プローブ顕微鏡又は情報処理装置を実現す
ることができる。
加工してなる弾性体上に、エピタキシャル成長によりテ
ィップを形成してプローブを作製することにより、形状
が一定で、かつ所望の位置にティップを形成することが
でき、特に、これにより複数のプローブを同一基板上に
作製する場合には、歩留を一層向上させることができ
る。そして、本発明の走査型プローブ顕微鏡又は情報処
理装置においては、このような形状が一定したティップ
を用いることにより、プローブと記録媒体との接触を確
実に行うことができ、安定した表面観察や情報の処理の
行える走査型プローブ顕微鏡又は情報処理装置を実現す
ることができる。
【図１】実施例１によるプローブを示す図。
【図２】実施例１によるプローブの製造方法を示す断面
図。
図。
【図３】実施例２による情報処理装置を示すブロック
図。
図。
【図４】従来例によるプローブを示す図。
【図５】従来例によるプローブを示す図。
１・・・ティップ ２・・・弾性体 ３・・・基板 ４・・・ＳｉＯ2層 ５・・・記録媒体 ６・・・下地電極 ７・・・ステージ ８・・・ピエゾ素子 ９・・・Ｚ方向駆動回路 １０・・Ｘ−Ｙ方向駆動回路 １１・・θ−φ−ψ方向駆動回路 １２・・電圧印加回路 １３・・電流検出回路 １４・・静電容量検出回路 １５・・静電容量検出電極 １６・・配線電極 １７・・制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 原子間力及び／または電流検知用プロー
ブの形成方法において、単結晶基板を加工してなる弾性
体上に、ティップをエピタキシャル成長により形成した
ことを特徴とする原子間力及び／または電流検知用プロ
ーブの形成方法。 - 【請求項２】 前記弾性体は、ガリウムひ素単結晶基板
を加工して形成したことを特徴とする請求項１に記載の
原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法。 - 【請求項３】 プローブをこれに対向する媒体に対して
走査し、その物理現象から生じる信号を検出して表面観
察を行う走査型プローブ顕微鏡において、請求項１また
は請求項２に記載の原子間力及び／または電流検知用プ
ローブの形成方法によって形成されたプローブを有する
ことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項４】 プローブをこれに対向する媒体に対して
走査し、その物理現象から生じる信号を検出して記録・
再生等を行う情報処理装置において、請求項１または請
求項２に記載の原子間力及び／または電流検知用プロー
ブの形成方法によって形成されたプローブを有すること
を特徴とする情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377695A JPH0933542A (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法、及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20377695A JPH0933542A (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法、及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933542A true JPH0933542A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16479605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20377695A Pending JPH0933542A (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 原子間力及び／または電流検知用プローブの形成方法、及びこれにより形成されたプローブを用いた走査型プローブ顕微鏡、情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933542A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002042741A1 (en) * | 2000-11-26 | 2002-05-30 | Daiken Chemical Co., Ltd. | Conductive probe for scanning microscope and machining method using the same |
| JP2006267113A (ja) * | 2006-04-10 | 2006-10-05 | Yoshikazu Nakayama | 先端被覆ナノチューブ、走査型顕微鏡用先端被覆プローブ、これを用いた加工装置及び加工方法 |
| KR100766407B1 (ko) * | 2007-05-02 | 2007-10-12 | (주)엠투엔 | 주사 탐침 현미경에 사용되는 탐침 팁 및 탐침의 제조 방법 |
-
1995
- 1995-07-18 JP JP20377695A patent/JPH0933542A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002042741A1 (en) * | 2000-11-26 | 2002-05-30 | Daiken Chemical Co., Ltd. | Conductive probe for scanning microscope and machining method using the same |
| US6787769B2 (en) | 2000-11-26 | 2004-09-07 | Yoshikazu Nakayama | Conductive probe for scanning microscope and machining method using the same |
| JP2006267113A (ja) * | 2006-04-10 | 2006-10-05 | Yoshikazu Nakayama | 先端被覆ナノチューブ、走査型顕微鏡用先端被覆プローブ、これを用いた加工装置及び加工方法 |
| KR100766407B1 (ko) * | 2007-05-02 | 2007-10-12 | (주)엠투엔 | 주사 탐침 현미경에 사용되는 탐침 팁 및 탐침의 제조 방법 |
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