JPH07235086A - Cantilever and information processor - Google Patents
Cantilever and information processorInfo
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- JPH07235086A JPH07235086A JP6025566A JP2556694A JPH07235086A JP H07235086 A JPH07235086 A JP H07235086A JP 6025566 A JP6025566 A JP 6025566A JP 2556694 A JP2556694 A JP 2556694A JP H07235086 A JPH07235086 A JP H07235086A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、文字、映像、音等の情
報の記録や再生を行う情報処理装置および該装置で使用
されるカンチレバーに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus for recording and reproducing information such as characters, images and sounds, and a cantilever used in the apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、情報の記録、再生といった情報処
理に関する新しい装置や方法の開発が活発化している。
その中でも走査型キャパシタンス顕微鏡を利用して媒体
に電荷を蓄積させる電荷蓄積法を用いた情報処理が注目
されている。図７は、この電荷蓄積法を用いた従来の情
報処理装置の概略を示す構成図である。2. Description of the Related Art In recent years, development of new devices and methods relating to information processing such as recording and reproducing of information has become active.
Among them, information processing using a charge storage method in which charges are stored in a medium by using a scanning capacitance microscope has attracted attention. FIG. 7 is a block diagram showing the outline of a conventional information processing apparatus using this charge storage method.
【０００３】電荷蓄積法による情報処理では、記録媒体
７０として、シリコン基板７０ａ上にシリコンオキサイ
ド（ SiOX ）膜７０ｂとシリコンナイトライド（ Si
Nx ）膜７０ｃを順次形成したＮＯＳ型半導体を使用す
る。情報の記録、消去は、記録媒体７０のシリコンナイ
トライド膜７０ｃ表面に先端の鋭い導電性の探針７１を
微小な力で接触させ、電圧印加手段７２によって媒体７
０のシリコン７０ａと探針７１との間に記録する情報に
応じた電圧を印加することで行われる。記録媒体７０
は、電圧を印加すると印加した部分のシリコンナイトラ
イド膜７０ｃ中の局所的な領域に電荷が蓄積される。ま
た、電荷の蓄積部分に記録時と逆の電圧を印加すると、
蓄積された電荷が消滅し、記録が消去される。従って、
ステージ７３を駆動して探針７１ａをシリコンナイトラ
イド膜７０ｃ表面に接触させた状態で走査し、予め設定
した条件（電圧値、印加時間など）で電圧を印加してい
くことで情報の記録や消去を行うことができる。情報の
読み出し（再生）は、記録や消去のときと同様に探針７
１をシリコンナイトライド膜７０ｃ表面に接触させて走
査し、電圧を印加する代わりに媒体７０の電気容量を容
量測定器（キャパシタンス・センサ）７４で測定するこ
とで行われる。In the information processing by the charge storage method, as a recording medium 70, a silicon oxide (SiO x ) film 70b and a silicon nitride (Si) are formed on a silicon substrate 70a.
N x) using sequentially formed the NOS-type semiconductor film 70c. For recording and erasing information, a sharp conductive tip 71 having a sharp tip is brought into contact with the surface of the silicon nitride film 70c of the recording medium 70 with a small force, and the medium 7 is applied by the voltage applying means 72.
It is performed by applying a voltage according to the information to be recorded between the silicon 70a of 0 and the probe 71. Recording medium 70
When a voltage is applied, charges are accumulated in a local region in the applied portion of the silicon nitride film 70c. When a voltage opposite to that used during recording is applied to the charge storage area,
The accumulated charge disappears and the record is erased. Therefore,
Recording of information is performed by driving the stage 73 to scan with the probe 71a in contact with the surface of the silicon nitride film 70c and applying voltage under preset conditions (voltage value, application time, etc.). It can be erased. Information is read (reproduced) in the same manner as when recording or erasing information.
1 is brought into contact with the surface of the silicon nitride film 70c for scanning, and the capacitance of the medium 70 is measured by a capacitance measuring device (capacitance sensor) 74 instead of applying a voltage.
【０００４】なお、探針７１は可撓性を有するカンチレ
バー７５の一端に設けられる。探針７１を走査する際
は、カンチレバー７５の背面にビーム光７７を照射し
て、その反射光を受光部７８で受光する。そして、制御
手段７９によって受光部７８からの出力が一定となるよ
うにステージ７０を探針７１に対して上下に駆動するこ
とで、カンチレバー７５の撓み量が一定となるように制
御する。その結果、走査時の記録媒体７０と探針７１と
の接触圧は、常に一定に保たれる。The probe 71 is provided at one end of a flexible cantilever 75. When scanning the probe 71, the back surface of the cantilever 75 is irradiated with the beam light 77, and the reflected light is received by the light receiving section 78. Then, the control unit 79 drives the stage 70 up and down with respect to the probe 71 so that the output from the light receiving unit 78 becomes constant, thereby controlling the amount of bending of the cantilever 75 to become constant. As a result, the contact pressure between the recording medium 70 and the probe 71 during scanning is always kept constant.
【０００５】このような電荷蓄積法による情報処理は、
記録密度が高い、記録を長時間保持できる、記録と消去
の繰り返しが可能等の点で優れた効果を奏するものであ
る（J.Appl.Phys.70(5),１ September 1991 ：R.C.Barr
ett 等参照）。Information processing by such a charge storage method is
It has excellent effects such as high recording density, long-term record retention, and repeatability of recording and erasing (J.Appl.Phys.70 (5), 1 September 1991: RC Barr).
ett et al.).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の電荷蓄積法では、記録媒体と探針との接触圧が
所定の値となるように制御しながら探針を走査させるた
め、探針の走査速度を速くすると制御系の応答が追いつ
かず、探針が媒体から離れて情報の処理が中断したり、
探針と媒体との接触圧が大きくなって最悪の場合には探
針等が損傷するという現象が起きてしまう。そのため、
探針の走査速度は 500μｍ/sec程度にしか設定できず、
記録、消去、再生といった情報処理に要する時間が長く
なるという問題があった。特に、情報を記録した際はそ
の情報が正確に記録されたかを確認するために一旦記録
した情報を再生する場合があるが、その場合、記録時と
同一箇所を再度探針で走査しなければならず時間がかか
り、情報の処理速度の高速化が望まれていた。本発明は
このような問題を解決することを目的とする。In the conventional charge storage method as described above, the probe is scanned while the contact pressure between the recording medium and the probe is controlled to a predetermined value. When the scanning speed of the needle is increased, the response of the control system cannot catch up, the probe leaves the medium and the processing of information is interrupted,
In the worst case, the contact pressure between the probe and the medium increases, and in the worst case, the probe or the like is damaged. for that reason,
The scanning speed of the probe can only be set to about 500 μm / sec,
There is a problem that the time required for information processing such as recording, erasing and reproducing becomes long. In particular, when information is recorded, the information once recorded may be reproduced in order to confirm whether the information was accurately recorded. In that case, the same spot as at the time of recording must be scanned again with the probe. However, it took time, and there was a demand for faster information processing speed. The present invention aims to solve such problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的のために、第１
発明（請求項１記載の発明）では、絶縁性材料からなる
可撓性プレートと、該可撓性プレートの一端を支持する
支持部材と、前記プレートの他端に互いに電気的に独立
して設けられた導電性を有する複数の探針と、該複数の
探針に各々電気的に接続された複数の電極によりカンチ
レバーを構成した。For the above-mentioned purpose, the first
According to the invention (the invention of claim 1), a flexible plate made of an insulating material, a support member for supporting one end of the flexible plate, and the other end of the plate are electrically independent of each other. A plurality of electrically conductive probes and a plurality of electrodes each electrically connected to the plurality of probes form a cantilever.
【０００８】また、第２発明（請求項２記載の発明）で
は、前記カンチレバーと、該カンチレバーの探針に対向
するように記録媒体を保持する媒体保持手段と、前記探
針と記録媒体とを所定の圧力で接触させる付勢手段と、
前記カンチレバーと記録媒体とを相対移動させる駆動手
段と、該駆動手段を制御する制御手段と、前記カンチレ
バーの各探針と記録媒体間の電気特性を各々測定する電
気特性測定手段とで情報処理装置を構成した。In the second invention (the invention according to claim 2), the cantilever, a medium holding means for holding a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and the probe and the recording medium. Biasing means for contacting at a predetermined pressure,
Information processing apparatus including drive means for relatively moving the cantilever and the recording medium, control means for controlling the drive means, and electric characteristic measuring means for measuring electric characteristics between each probe of the cantilever and the recording medium. Configured.
【０００９】第３発明（請求項３記載の発明）では、前
記カンチレバーと、該カンチレバーの探針に対向するよ
うに記録媒体を保持する媒体保持手段と、前記探針と記
録媒体とを所定の圧力で接触させる付勢手段と、前記カ
ンチレバーと記録媒体とを相対移動させる駆動手段と、
該駆動手段を制御する制御手段と、前記カンチレバーの
各探針と記録媒体間の電気特性を各々測定する電気特性
測定手段と、前記カンチレバーの各探針と前記記録媒体
との間に各々情報記録用の電圧を印加する電圧印加手段
とで情報処理装置を構成した。In a third aspect of the invention (the invention according to claim 3), the cantilever, a medium holding means for holding a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and the probe and the recording medium are predetermined. An urging means for contacting with pressure, and a drive means for relatively moving the cantilever and the recording medium,
Control means for controlling the driving means, electric characteristic measuring means for measuring electric characteristics between each probe of the cantilever and the recording medium, and information recording between each probe of the cantilever and the recording medium. The information processing apparatus is configured with a voltage applying unit that applies a voltage for use.
【００１０】第４発明（請求項４記載の発明）では、前
記情報処理装置に、前記記録媒体に記録された情報を表
示するための表示手段を設けた。第５発明（請求項５記
載の発明）では、第３発明の情報処理装置が、前記各探
針と記録媒体との間で、前記電気特性測定手段と電圧印
加手段によりそれぞれ独立した情報の処理を行うように
構成した。In a fourth invention (an invention according to claim 4), the information processing apparatus is provided with display means for displaying information recorded in the recording medium. In the fifth invention (the invention according to claim 5), the information processing apparatus of the third invention processes information independently between the probes and the recording medium by the electrical characteristic measuring means and the voltage applying means. Configured to do.
【００１１】第６発明（請求項６記載の発明）では、前
記カンチレバーと、該カンチレバーの探針に対向するよ
うに記録媒体を保持する媒体保持手段と、前記探針と記
録媒体とを所定の圧力で接触させる付勢手段と、前記カ
ンチレバーと記録媒体とを相対移動させる駆動手段と、
該駆動手段を制御する制御手段と、前記カンチレバーの
各探針と前記記録媒体との間に各々情報記録用の電圧を
印加する電圧印加手段とで情報処理装置を構成した。In a sixth aspect of the invention (the invention according to claim 6), the cantilever, a medium holding means for holding a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and the probe and the recording medium are predetermined. An urging means for contacting with pressure, and a drive means for relatively moving the cantilever and the recording medium,
An information processing device is constituted by a control means for controlling the driving means and a voltage applying means for applying a voltage for information recording between each probe of the cantilever and the recording medium.
【００１２】第７発明（請求項７記載の発明）では、前
記付勢手段が、前記カンチレバーに設けられた探針と記
録媒体との接触圧が一定となるように前記駆動手段を制
御する構成とした。In a seventh invention (an invention according to claim 7), the biasing means controls the driving means so that the contact pressure between the probe provided on the cantilever and the recording medium becomes constant. And
【００１３】[0013]
【作用】本発明（第１発明）のカンチレバーによれば、
このレバーと記録媒体との相対移動によって複数の探針
が同時に記録媒体を走査することができる。従って、こ
の第１発明のカンチレバーを備えた情報処理装置では、
探針と記録媒体との間の電気的な情報の交換（情報の記
録、消去または再生）を、各探針ごとにそれぞれ独立し
て同時に行うことができる。そのため、探針の走査速度
および走査領域が従来と同じ場合を想定すると、これら
の情報処理装置では、情報の記録、消去および再生とい
った情報処理に際して、探針の走査に要する時間を従来
の少なくとも 1/2以下に短縮させることができ、これに
より情報処理全体に要する時間も短縮される。また、第
４発明では、記録媒体に記録された情報を表示する表示
手段を設けたので情報の認識が容易になる。また、第５
発明では、複数の探針を記録／消去用と再生用とに分け
て、これらの探針を組み合わせて使用することが可能に
なる。例えば、情報が正確に記録されているかを確認す
るために、カンチレバー（探針）を一方向に走査させる
動作のなかで、記録用探針で記録した情報を即座に再生
用探針で再生するように設定すれば、従来より短い時間
で記録情報の確認ができる。また、第７発明では、探針
と記録媒体との接触圧が一定となるように制御するの
で、これら探針と媒体とを安定に接触させた状態で情報
処理を行うことができる。According to the cantilever of the present invention (first invention),
By the relative movement of the lever and the recording medium, a plurality of probes can simultaneously scan the recording medium. Therefore, in the information processing device including the cantilever of the first invention,
Electrical information exchange (recording, erasing or reproduction of information) between the probe and the recording medium can be performed independently and simultaneously for each probe. Therefore, assuming that the scanning speed and scanning area of the probe are the same as those in the conventional case, in these information processing apparatuses, the time required for scanning the probe is at least 1 in the conventional case when performing information processing such as recording, erasing and reproducing of information. It can be shortened to / 2 or less, which reduces the time required for the entire information processing. Further, in the fourth invention, since the display means for displaying the information recorded on the recording medium is provided, the information can be easily recognized. Also, the fifth
According to the invention, it is possible to divide the plurality of probes into one for recording / erasing and one for reproducing and use these probes in combination. For example, in order to confirm whether the information is accurately recorded, the information recorded by the recording probe is immediately reproduced by the reproducing probe during the operation of scanning the cantilever (probe) in one direction. With this setting, the recorded information can be confirmed in a shorter time than before. Further, in the seventh invention, since the contact pressure between the probe and the recording medium is controlled to be constant, it is possible to perform information processing in a state where the probe and the medium are in stable contact.
【００１４】さらに、本発明のカンチレバーは、記録媒
体との相対移動によって複数の探針が同時に記録媒体を
走査するので、この相対移動による走査動作の１回当た
りの走査領域が広がる。従来、走査時の駆動機構にはピ
エゾ素子（圧電素子）等を用いた微動機構が使用されて
いたが、該素子の非線形性により走査領域を１μｍ程度
に設定しなければならず、非常に狭かった。そのため、
本発明のカンチレバー、およびそれを備えた情報処理装
置では、記録媒体の走査領域（つまり、情報処理を行う
領域）を広げることができるという効果も奏する。Further, in the cantilever of the present invention, since a plurality of probes simultaneously scan the recording medium by the relative movement with the recording medium, the scanning area per scanning operation by this relative movement is expanded. Conventionally, a fine movement mechanism using a piezo element (piezoelectric element) or the like has been used as a driving mechanism at the time of scanning, but the scanning area must be set to about 1 μm due to the nonlinearity of the element, which is extremely narrow. It was for that reason,
The cantilever of the present invention and the information processing apparatus including the cantilever also have an effect of expanding the scanning area of the recording medium (that is, the area for performing information processing).
【００１５】[0015]
〔実施例１〕図１は、本発明のカンチレバーの構成の一
例を示す概略斜視図である。カンチレバー１は、絶縁性
材料からなる可撓性プレート１ｂと、該プレート１ｂの
一端側に互いに電気的に独立して設けられた導電性を有
する２つの探針１ａと、プレート１ｂの他端側に設けら
れた可撓性プレート１ｂを支持する支持体１ｃと、支持
体１ｃ上に形成され各探針１ａに各々電気的に接続され
た２つの電極パット１ｄとを備えている。[Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the structure of a cantilever of the present invention. The cantilever 1 includes a flexible plate 1b made of an insulating material, two conductive probes 1a provided on one end side of the plate 1b and electrically independent of each other, and another end side of the plate 1b. A support 1c for supporting the flexible plate 1b provided on the base 1c and two electrode pads 1d formed on the support 1c and electrically connected to the respective probes 1a are provided.
【００１６】ここで、図１のカンチレバー１の製造過程
を図３に基づいて説明する。まず、（１００）面方位の
単結晶シリコン基板３２を用意した。そして、ＣＶＤ装
置に原料ガスとしてジクロルシラン（ SiH2Cl2）とアン
モニア（ NH3）ガスを導入して、気相成長法により基板
３２の両面にシリコンナイトライド（ SiNx ）膜３１を
厚さ 0.1〜2.0 μｍで成膜した。本実施例では、このシ
リコンナイトライド膜３１が図１における可撓性プレー
ト１ｂになる。なお、シリコンナイトライドの代わりに
珪素を含む絶縁材料（例えば、 SiO xや SiO x N y等）
を用いてもよい。この後、CF4 、SF6 等のガスを用いた
ドライエッチング法によりシリコンナイトライド膜３１
の一部をそれぞれほぼ正方形状に除去して、シリコン基
板３２の表面が露出する部分を互いに独立するように２
ヵ所に設けた。さらに、シリコンナイトライド膜３１を
マスクとして水酸化カリウム（KOH ）溶液等を用いた異
方性エッチングを行い、シリコン基板３２に四角錐状の
窪みを形成した（図３（ａ）参照）。次に、ＣＶＤ装置
に原料ガスとして六フッ化タングステン（ WF6）ガスを
導入して、シリコンの還元反応を応用した選択ＣＶＤ法
により基板３２のシリコンが露出した部分（前記窪み部
分）だけにタングステン（Ｗ）３３を堆積させた（図３
（ｂ）参照）。本実施例では、この四角錐状の２つのタ
ングステンが、図１における探針１ａとなる。各探針１
ａは、底辺が１辺約５μｍ、高さが約3.5μｍ、２つの
探針の頂点の間隔が約６μｍ、となるように形成した。
さらに、シリコンナイトライド膜３１上にレジストを塗
布してこれを所定の配線の形状にパターニングした。そ
して、レジスト上にアルミニウム薄膜を形成した後、前
記レジストを除去することで（いわゆるリフトオフ法）
厚さ 200nmのアルミニウム薄膜の配線３４を形成した
（図３（ｃ）参照）。この配線３４は、図１に示すよう
に、互いに独立して形成されたタングステン（探針）１
ａに各々接続され、かつ、その一部に情報の記録、消去
または再生用の信号の取り出し電極となる電極パット１
ｄ（図１参照）が設けられるように形成される。その
後、カンチレバーの所望の形状（図１参照）に応じて、
シリコンナイトライド膜３１をパターニングするため
に、このシリコンナイトライド膜３１の不要な部分をCF
4 、SF6 等のガスを用いたドライエッチングにより除去
した（図３（ｄ）参照）。最後に、露出したシリコン部
分を水酸化カリウム溶液等で溶出させることで、図１に
示すような構成のカンチレバー１が得られた（図３
（ｅ）参照）。Here, the manufacturing process of the cantilever 1 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, a single crystal silicon substrate 32 having a (100) plane orientation was prepared. Then, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) gas are introduced into the CVD apparatus as source gases, and a silicon nitride (SiN x ) film 31 having a thickness of 0.1 is formed on both surfaces of the substrate 32 by vapor phase epitaxy. The film was formed with a thickness of about 2.0 μm. In this embodiment, the silicon nitride film 31 becomes the flexible plate 1b in FIG. An insulating material containing silicon instead of silicon nitride (eg, SiO x or SiO x N y )
May be used. After that, the silicon nitride film 31 is formed by a dry etching method using a gas such as CF 4 or SF 6.
Are removed in a substantially square shape so that the exposed portions of the surface of the silicon substrate 32 are independent of each other.
It was set up in some places. Further, anisotropic etching using a potassium hydroxide (KOH) solution or the like was performed using the silicon nitride film 31 as a mask to form a quadrangular pyramid-shaped depression in the silicon substrate 32 (see FIG. 3A). Next, a tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas is introduced into the CVD apparatus as a source gas, and tungsten is applied only to the exposed portion of the substrate 32 (the recessed portion) by the selective CVD method applying the reduction reaction of silicon. (W) 33 was deposited (FIG. 3).
(See (b)). In this embodiment, the two quadrangular pyramid-shaped tungsten forms the probe 1a in FIG. Each probe 1
The base a was formed so that the base was about 5 μm on each side, the height was about 3.5 μm, and the distance between the vertices of the two probes was about 6 μm.
Further, a resist was applied on the silicon nitride film 31 and patterned into a predetermined wiring shape. Then, after forming an aluminum thin film on the resist, the resist is removed (so-called lift-off method).
The aluminum thin film wiring 34 having a thickness of 200 nm was formed (see FIG. 3C). As shown in FIG. 1, the wiring 34 is made of tungsten (probe) 1 formed independently of each other.
An electrode pad 1 which is connected to each a and serves as an electrode for extracting a signal for recording, erasing or reproducing information in a part thereof.
d (see FIG. 1). Then, depending on the desired shape of the cantilever (see Figure 1),
In order to pattern the silicon nitride film 31, the unnecessary portion of the silicon nitride film 31 is CF
4 , it was removed by dry etching using a gas such as SF 6 (see FIG. 3D). Finally, the exposed silicon portion was eluted with a potassium hydroxide solution or the like to obtain a cantilever 1 having the structure shown in FIG. 1 (FIG. 3).
(See (e)).
【００１７】〔実施例２〕図２は、図１に示すカンチレ
バーを備えた情報処理装置の構成の一例を示す概略図で
ある。この装置は、カンチレバー１、カンチレバーをＸ
ＹＺ方向に駆動するカンチレバー用駆動機構１０、この
駆動機構１０を制御するカンチレバー用駆動制御装置
４、カンチレバー１の探針１ａに対向するように板状の
記録媒体７を保持する導電性の記録媒体用保持具８、媒
体用保持具８をＸＹＺ方向に駆動する媒体用駆動機構
９、媒体用駆動機構９を制御する媒体用駆動制御装置
５、記録媒体用保持具８とカンチレバー１の電極パット
１ｄとに接続されて媒体７と探針１ａ間の電気特性（電
気容量）を測定する電気容量測定器（キャパシティ・セ
ンサ）１１、同様に記録媒体用保持具８とカンチレバー
１の電極パット１ｄとに接続されて媒体７と各探針１ａ
との間に情報記録用の電圧を印加する電圧印加手段１
３、および探針１ａと記録媒体７とを所定の圧力で接触
させる付勢手段６とを備えている。さらに、記録媒体７
の所望の領域で情報処理を行うために、情報処理に際し
てカンチレバー用駆動制御装置４、媒体用駆動制御装置
５、電気容量測定手段１１および電圧印加手段１３をそ
れぞれ制御する制御用コンピュータ３と、電気容量測定
器１１での測定結果を表示する表示手段（ＣＲＴ）２と
を備えている。[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an information processing apparatus having the cantilever shown in FIG. This device has a cantilever 1 and a cantilever X
A drive mechanism 10 for the cantilever that drives in the YZ direction, a drive control device 4 for the cantilever that controls the drive mechanism 10, and a conductive recording medium that holds a plate-shaped recording medium 7 so as to face the probe 1a of the cantilever 1. Holder 8, a medium drive mechanism 9 for driving the medium holder 8 in the XYZ directions, a medium drive control device 5 for controlling the medium drive mechanism 9, a recording medium holder 8, and an electrode pad 1d of the cantilever 1. An electric capacitance measuring device (capacity sensor) 11 for measuring electric characteristics (electric capacitance) between the medium 7 and the probe 1a, similarly to the recording medium holder 8 and the electrode pad 1d of the cantilever 1. Connected to the medium 7 and each probe 1a
Voltage applying means 1 for applying a voltage for information recording between
3, and a biasing means 6 for bringing the probe 1a and the recording medium 7 into contact with each other at a predetermined pressure. Furthermore, the recording medium 7
In order to perform information processing in a desired area of the above, a control computer 3 for controlling each of the cantilever drive control device 4, the medium drive control device 5, the capacitance measuring means 11 and the voltage applying means 13 in the information processing, A display unit (CRT) 2 for displaying the measurement result of the capacitance measuring device 11 is provided.
【００１８】カンチレバー駆動機構１０とカンチレバー
駆動制御装置４は、記録媒体７と探針１ａとの相対位置
を大まかに調整する粗動機構して機能する。カンチレバ
ー駆動機構１０は、例えば、リニアモータや送りネジ等
の機構を備え、制御用コンピュータ３からの指令に基づ
いてカンチレバー駆動制御装置４によりカンチレバー１
を所定の位置に移動させる。このとき、カンチレバー駆
動機構１０は、リニアエンコーダ等の位置検出手段（図
示せず）により目標位置を検出する。The cantilever drive mechanism 10 and the cantilever drive control device 4 function as a coarse movement mechanism for roughly adjusting the relative position between the recording medium 7 and the probe 1a. The cantilever drive mechanism 10 includes, for example, a mechanism such as a linear motor and a feed screw, and the cantilever drive controller 4 controls the cantilever 1 based on a command from the control computer 3.
Is moved to a predetermined position. At this time, the cantilever drive mechanism 10 detects the target position by position detection means (not shown) such as a linear encoder.
【００１９】媒体用駆動機構９と媒体用駆動制御装置５
は、探針１ａを記録媒体７に接触させて走査する際（情
報処理時）に使用される。媒体用駆動機構９としては、
例えば、ピエゾ素子を用いたチューブスキャナ等が用い
られる。媒体用駆動制御装置５は、制御用コンピュータ
３からの指令に基づいて、媒体７の所望の位置で探針１
ａを走査できるように媒体用駆動機構９を制御する。Medium drive mechanism 9 and medium drive controller 5
Is used when the probe 1a is brought into contact with the recording medium 7 for scanning (during information processing). As the medium drive mechanism 9,
For example, a tube scanner or the like using a piezo element is used. The medium drive control device 5 is responsive to a command from the control computer 3 to move the probe 1 to a desired position on the medium 7.
The medium drive mechanism 9 is controlled so as to scan a.
【００２０】付勢手段６は、探針１ａが記録媒体７を走
査するときに、探針１ａと記録媒体７との接触圧（付勢
力）が所定の値となるように制御するものである。図６
は、本実施例の付勢手段６を示す概略構成図である。な
お、この付勢手段６は、探針１ａと記録媒体７との接触
圧を所定の値に維持した状態で探針１ａを走査できるよ
うに構成されている。付勢手段６は、探針１ａの近傍
（プレート１ｂが弾性変形する部分）に設けられたカン
チレバー１の反射面１ｅにレーザ光６１を照射するレー
ザ光源６２と、反射面１ｅで反射したレーザ光６１を受
光する光検出手段（例えば、２分割光検出器）６３と、
この光検出手段６３の出力によりカンチレバー１の撓み
量を検出してこの撓み量が一定となるように媒体用駆動
制御装置５を介して媒体用駆動機構９をＺ方向に駆動す
る付勢手段用制御装置６４とで構成されている。このよ
うな構成において、探針１ａと媒体７との接触圧が変化
するとカンチレバー１の撓み量が変化するので、反射面
１ｅで反射したレーザ光６１の光路が変化する。そのた
め、光検出手段６３で検出される光量が変化するので、
付勢手段用制御装置６４は媒体用駆動機構９をＺ方向に
駆動して光検出手段６３の出力がもとの値となるように
フィードバック制御する。この付勢手段におけるカンチ
レバーの撓み量の測定には、撓みによって生じる探針の
Ｚ方向の変位をサブナノメートルの分解能で測定できる
ことが望ましい。このような測定系としては、本実施例
で用いたカンチレバー１の反射面１ｅにレーザ光６１を
照射する構成の他に、反射面１ｅへの照射光とその反射
光とを干渉させて探針の変位を測定する構成や、レバー
１の背面に STM（走査型トンネル顕微鏡）の探針を配置
してこの STMの探針とレバー１との間のトンネル電流を
測定して変位を測定する構成等を用いることができる。The urging means 6 controls the contact pressure (urging force) between the probe 1a and the recording medium 7 to a predetermined value when the probe 1a scans the recording medium 7. . Figure 6
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a biasing means 6 of the present embodiment. The biasing means 6 is configured to scan the probe 1a while maintaining the contact pressure between the probe 1a and the recording medium 7 at a predetermined value. The biasing means 6 includes a laser light source 62 for irradiating the reflecting surface 1e of the cantilever 1 with the laser light 61 provided near the probe 1a (a portion where the plate 1b is elastically deformed) and a laser light reflected by the reflecting surface 1e. A light detection means (for example, a two-division photodetector) 63 that receives the light 61,
For the urging means for detecting the bending amount of the cantilever 1 by the output of the light detecting means 63 and driving the medium driving mechanism 9 in the Z direction via the medium driving control device 5 so that the bending amount becomes constant. It is composed of a control device 64. In such a configuration, when the contact pressure between the probe 1a and the medium 7 changes, the bending amount of the cantilever 1 changes, so that the optical path of the laser light 61 reflected by the reflecting surface 1e changes. Therefore, the amount of light detected by the light detecting means 63 changes,
The urging means control device 64 drives the medium drive mechanism 9 in the Z direction to perform feedback control so that the output of the light detection means 63 becomes the original value. In order to measure the bending amount of the cantilever in the biasing means, it is desirable that the displacement of the probe in the Z direction caused by the bending can be measured with a resolution of sub-nanometer. As such a measuring system, in addition to the configuration in which the reflecting surface 1e of the cantilever 1 used in this embodiment is irradiated with the laser beam 61, the probe light is made to interfere with the irradiation light to the reflecting surface 1e and the reflected light. Of the STM (scanning tunneling microscope) on the back of the lever 1 and the tunnel current between the STM probe and the lever 1 is measured to measure the displacement. Etc. can be used.
【００２１】記録媒体７には、図５に示すように、厚さ
約 200μｍのｐ型シリコン基板５３と、この基板５３上
に厚さ約５nmで形成されたシリコンオキサイド膜５２
と、その上に厚さ約50nmで形成されたシリコンナイトラ
イド膜５１と、シリコン基板５３の裏側に厚さ 200nmで
形成されたアルミニウムからなる金属膜５４とで構成さ
れたＮＯＳ型半導体試料を用いた。この記録媒体７は、
図２の装置に載置する際に、金属膜５４が導電性を有す
る記録媒体用保持具８と導通するように設定される。従
って、前述のように、電気量測定手段１１および電圧印
加手段１３を、保持具８とカンチレバー１の電極パット
１ｄとに各々電気的に接続しておくことで、記録媒体７
と探針１ａとの間で所望の情報処理（電圧の印加、電気
容量の測定等）を行うことができる。なお、金属膜５４
の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、他の
金属（例えば、金）を用いてもよい。As shown in FIG. 5, the recording medium 7 has a p-type silicon substrate 53 with a thickness of about 200 μm, and a silicon oxide film 52 formed on the substrate 53 with a thickness of about 5 nm.
And a NOS type semiconductor sample composed of a silicon nitride film 51 having a thickness of about 50 nm formed thereon and a metal film 54 made of aluminum having a thickness of 200 nm formed on the back side of a silicon substrate 53. I was there. This recording medium 7 is
The metal film 54 is set so as to be electrically connected to the recording medium holder 8 having conductivity when it is mounted on the apparatus of FIG. Therefore, as described above, by electrically connecting the electric quantity measuring means 11 and the voltage applying means 13 to the holder 8 and the electrode pad 1d of the cantilever 1, respectively, the recording medium 7 can be obtained.
It is possible to perform desired information processing (application of voltage, measurement of electric capacity, etc.) between the probe and the probe 1a. The metal film 54
The material of is not limited to aluminum, and other metals (for example, gold) may be used.
【００２２】電圧印加手段１３は、記録媒体用保持具８
およびカンチレバー１の各電極パット１ｄとにそれぞれ
電気的に接続されており、情報の記録または消去の際
は、記録信号に基づいてこれら保持具８と各電極パット
１ｄとの間に各々独立して所定の電圧を印加することが
できる。前述のように記録媒体用保持具８が導電性を有
するので、この保持具８と記録媒体７の金属膜５４とが
導通し、保持具８と電極パット１ｄ間に電圧を印加する
ことで結果的に記録媒体７と各探針１ａとの間に所定の
電圧が印加される。なお、本実施例の電圧印加手段１３
は、記録時には 100マイクロ秒のパルス幅で−40Ｖの電
圧を印加し、消去時には１ミリ状のパルス幅で＋40Ｖの
電圧を印加するように設定してある。The voltage applying means 13 is a recording medium holder 8
And each of the electrode pads 1d of the cantilever 1 are electrically connected to each other, and at the time of recording or erasing information, the holder 8 and each electrode pad 1d are independently and independently based on a recording signal. A predetermined voltage can be applied. As described above, since the recording medium holder 8 has conductivity, the holder 8 and the metal film 54 of the recording medium 7 are electrically connected to each other, and a voltage is applied between the holder 8 and the electrode pad 1d. A predetermined voltage is applied between the recording medium 7 and each probe 1a. The voltage applying means 13 of the present embodiment.
Is set so that a voltage of -40V is applied with a pulse width of 100 microseconds during recording, and a voltage of + 40V is applied with a pulse width of 1 mm during erasing.
【００２３】電気容量測定器（キャパシティ・センサ）
１１は、電圧印加手段１３と同様、記録媒体用保持具８
およびカンチレバー１の各電極パット１ｄとにそれぞれ
電気的に接続されており、これにより記録媒体７と各探
針１ａとの間の電気容量をそれぞれ独立して測定するこ
とができる。なお、本実施例では、測定された電気容量
の値に応じて情報を表す信号の有無を判断する。すなわ
ち、測定された値が予め設定された基準値（例えば、５
×10-15 Ｆ）より大きい場合を信号有り（情報１）、小
さい場合は信号無し（情報０）とし、この０と１とを組
合せた２値化情報として情報を表すようにしてある。Electric capacitance measuring device (capacity sensor)
Reference numeral 11 denotes a recording medium holding tool 8 similar to the voltage applying means 13.
And the electrode pads 1d of the cantilever 1 are electrically connected to each other, whereby the electric capacitance between the recording medium 7 and each probe 1a can be independently measured. In this example, the presence or absence of a signal representing information is determined according to the measured value of the electric capacity. That is, the measured value is a preset reference value (for example, 5
The signal is present (information 1) when it is larger than (× 10 −15 F), and no signal (information 0) when it is smaller, and the information is represented as binary information in which 0 and 1 are combined.
【００２４】制御用コンピュータ３は、記録媒体７の所
望の領域で情報処理を行うために、探針１ａがこの領域
を走査するようにカンチレバー用駆動制御装置４および
媒体用駆動制御装置５を制御するとともに、電気容量測
定手段１１または電圧印加手段１３を制御して所望の処
理（記録、消去または再生）を行う。また、表示手段２
は、電気容量測定器１１での測定結果（前記０または１
の２値化情報）とその測定位置（探針１ａの走査位置）
とを対応させて画面上に表示する。The control computer 3 controls the cantilever drive control device 4 and the medium drive control device 5 so that the probe 1a scans this region in order to perform information processing in a desired region of the recording medium 7. At the same time, the electric capacity measuring means 11 or the voltage applying means 13 is controlled to perform desired processing (recording, erasing or reproducing). Also, the display means 2
Is the measurement result of the capacitance measuring device 11 (0 or 1 above).
Binary information) and its measurement position (scanning position of the probe 1a)
And correspond to and display on the screen.
【００２５】以下、本実施例の情報処理装置による情報
処理の過程の一例を説明する。情報の記録に際しては、
まず、制御用コンピュータ３に記録媒体７の記録領域を
入力する。制御用コンピュータ３は、カンチレバー駆動
制御装置４を制御して粗動動作を行う。この粗動動作で
は、カンチレバー駆動制御装置４はカンチレバー駆動機
構１０を制御し、記録領域に応じてカンチレバー１（探
針１ａ）と記録媒体７とのＸＹ平面内での相対位置を大
まかに調整する。さらに、カンチレバー駆動機構１０は
カンチレバー１をＺ方向に駆動して、探針１ａと記録媒
体７（シリコンナイトライド膜５１）表面との間隔を
0.1mm程度に近づける。An example of the process of information processing by the information processing apparatus of this embodiment will be described below. When recording information,
First, the recording area of the recording medium 7 is input to the control computer 3. The control computer 3 controls the cantilever drive control device 4 to perform a coarse movement operation. In this coarse movement operation, the cantilever drive control device 4 controls the cantilever drive mechanism 10 to roughly adjust the relative position of the cantilever 1 (probe 1a) and the recording medium 7 in the XY plane according to the recording area. . Further, the cantilever drive mechanism 10 drives the cantilever 1 in the Z direction so that the space between the probe 1a and the surface of the recording medium 7 (silicon nitride film 51) is increased.
Close to about 0.1 mm.
【００２６】粗動動作の終了後、制御用コンピュータ３
は、媒体用駆動制御装置５を制御して媒体用駆動機構９
による微動動作を行う。媒体用駆動機構９は、探針１ａ
を記録媒体７のシリコンナイトライド膜５１に接触させ
つつ媒体７の記録領域内を走査させる。この微動動作で
は、制御用コンピュータ３の指令を受けた媒体用駆動制
御装置５が、媒体用駆動機構９を制御して前記記録領域
内における探針１ａと記録媒体７とのＸＹ平面内での相
対位置を、走査速度約 500μｍ/secで変化させる。ま
た、付勢手段６は、探針１ａとシリコンナイトライド膜
５１との接触圧が約10-9Ｎで一定となるように、媒体用
駆動機構９をＺ方向に駆動するフィードバック制御を行
い、これにより探針１ａは常に安定した接触状態でシリ
コンナイトライド膜５１上を走査する。After completion of the coarse movement operation, the control computer 3
Controls the medium drive control device 5 to control the medium drive mechanism 9
Performs fine movement by. The medium drive mechanism 9 includes the probe 1a.
Is contacted with the silicon nitride film 51 of the recording medium 7, and the recording area of the medium 7 is scanned. In this fine movement operation, the medium drive control device 5 that receives a command from the control computer 3 controls the medium drive mechanism 9 to move the probe 1a and the recording medium 7 in the XY plane within the recording area. The relative position is changed at a scanning speed of about 500 μm / sec. Further, the biasing means 6 performs feedback control for driving the medium drive mechanism 9 in the Z direction so that the contact pressure between the probe 1a and the silicon nitride film 51 becomes constant at about 10 −9 N, As a result, the probe 1a always scans the silicon nitride film 51 in a stable contact state.
【００２７】図４は、記録媒体７上を走査するカンチレ
バー１の状態を示す図である。記録媒体７（シリコンナ
イトライド膜５１）の表面は、完全な平滑面ではないの
で凹凸を有しているが、カンチレバー１が情報（電荷）
４１を記録しながらＳ方向に移動しても、可撓性プレー
ト１ｂが有する捻れの性質によってプレート１ｂはＴ方
向に捻れるため、２つの探針１ａは常に記録媒体７の表
面に接した状態でこの媒体７上を走査することができ
る。FIG. 4 is a diagram showing a state of the cantilever 1 scanning the recording medium 7. The surface of the recording medium 7 (silicon nitride film 51) has unevenness because it is not a perfectly smooth surface, but the cantilever 1 has information (charge).
Even if 41 is moved in the S direction while recording, since the plate 1b is twisted in the T direction due to the twisting property of the flexible plate 1b, the two probes 1a are always in contact with the surface of the recording medium 7. Then, the medium 7 can be scanned.
【００２８】図５は、探針１ａが走査しているときの記
録媒体７の状態を示す図である。電圧印加手段１３は、
制御用コンピュータ３の指令に基づいて、記録すべき情
報をもとに記録信号を作成し、媒体７上を走査している
各探針１ａが記録位置に移動するごとに探針１ａの移動
を停止し、 100マイクロ秒のパルス幅で−40Ｖの電圧を
保持具８と各探針に対応した電極パット１ｄとの間（つ
まり、記録媒体７と探針１ａとの間）に印加していく。
これにより、電圧が印加された位置のシリコンナイトラ
イド膜５１中には、印加された電圧の値に応じた量の電
荷５７が蓄積される。こうして、探針１ａを走査しなが
ら記録位置に電圧を印加することで、記録媒体７に所望
の情報が記録されていく。このとき、記録媒体７の記録
位置（電荷が蓄積された位置）に対応するシリコン基板
５３中には、シリコンナイトライド膜５１中に蓄積され
た電荷５７の量に対応した空乏層５６が形成される。な
お、シリコンオキサイド膜５２は、電圧が印加されてい
ないときに、シリコンナイトライド膜５１からシリコン
基板５３へ、あるいはシリコン基板５３からシリコンナ
イトライド膜５１へ電荷（電子）が移動するのを防ぐ役
目を果たす。FIG. 5 is a diagram showing the state of the recording medium 7 when the probe 1a is scanning. The voltage applying means 13 is
Based on a command from the control computer 3, a recording signal is created based on the information to be recorded, and each time the probe 1a scanning the medium 7 moves to the recording position, the probe 1a is moved. After stopping, a voltage of -40V is applied between the holder 8 and the electrode pad 1d corresponding to each probe (that is, between the recording medium 7 and the probe 1a) with a pulse width of 100 microseconds. .
As a result, charges 57 are accumulated in the silicon nitride film 51 at the position where the voltage is applied, in an amount corresponding to the value of the applied voltage. In this way, desired information is recorded on the recording medium 7 by applying a voltage to the recording position while scanning the probe 1a. At this time, the depletion layer 56 corresponding to the amount of the charges 57 accumulated in the silicon nitride film 51 is formed in the silicon substrate 53 corresponding to the recording position (the position where the charges are accumulated) of the recording medium 7. It Note that the silicon oxide film 52 has a function of preventing charges (electrons) from moving from the silicon nitride film 51 to the silicon substrate 53 or from the silicon substrate 53 to the silicon nitride film 51 when no voltage is applied. Fulfill.
【００２９】情報の消去時は、記録時と同様に探針１ａ
をシリコンナイトライド膜５１上で走査させ、各探針１
ａがそれぞれ消去すべき情報が記録された位置に移動す
るごとに探針１ａの移動を停止し、電圧印加手段１３に
よって１ミリ秒のパルス幅で＋40Ｖの電圧を保持具８と
各探針に対応した電極パット１ｄとの間（つまり、記録
媒体７と探針１ａとの間）に印加していく。これによ
り、シリコンナイトライド膜５１中に蓄積された電荷５
７は消滅し、媒体７の金属膜５４と探針１ａとの間の電
気容量が情報の記録状態における電気容量より小さい値
となり情報が消去される。なお、消去時の走査速度は約
500μｍ/secに設定した。At the time of erasing information, the probe 1a is the same as at the time of recording.
Scanning on the silicon nitride film 51,
Each time a moves to a position where information to be erased is recorded, the movement of the probe 1a is stopped, and the voltage applying means 13 applies a voltage of +40 V to the holder 8 and each probe with a pulse width of 1 millisecond. The voltage is applied between the corresponding electrode pads 1d (that is, between the recording medium 7 and the probe 1a). As a result, the charges 5 accumulated in the silicon nitride film 51 are
7 disappears, and the electric capacity between the metal film 54 of the medium 7 and the probe 1a becomes a value smaller than the electric capacity in the information recording state, and the information is erased. The scanning speed during erasure is approximately
It was set to 500 μm / sec.
【００３０】次に、情報の再生過程について説明する。
再生のときも記録時と同様、制御用コンピュータ３に記
録媒体７の所望の再生領域を入力する。これにより、カ
ンチレバー駆動制御装置４がカンチレバー駆動機構１０
を制御して再生領域に応じてカンチレバー１（探針１
ａ）と記録媒体７とのＸＹ平面内での相対位置を大まか
に調整する粗動動作が行われ、次いで、媒体用駆動機構
９が微動動作を行うことで、探針１ａは記録媒体７のシ
リコンナイトライド膜５１に接触しつつ媒体７の前記再
生領域内を走査する。そして、走査の間、電気容量測定
手段１１は、記録媒体７と各探針１ａとの間の電気容量
をそれぞれ独立して測定する。電気容量測定手段１１で
測定される電気容量は、記録媒体７のシリコンナイトラ
イド膜５１中にトラップ（捕捉）された電荷５７とシリ
コン基板５３中に形成された空乏層５６とで決定され
る。そして、測定された電気容量が基準値（本実施例で
は５×10-15 Ｆ程度）を越えたときを信号有り（情報
１）、それ以外を信号無し（情報０）と判断すること
で、記録された情報を２値化情報として読み出す。この
ようにして、所望の再生領域の全域を探針１ａで走査し
ていくことで、媒体７に記録された情報の再生が行われ
る。この間、制御用コンピュータ３は、媒体用駆動機構
９と電気容量測定手段１１の制御信号をもとに、記録媒
体７の再生領域とその領域内の各部分で検出された記録
情報とを対応させて、再生した情報を表示手段２に表示
する。Next, the process of reproducing information will be described.
At the time of reproduction as well as at the time of recording, a desired reproduction area of the recording medium 7 is input to the control computer 3. As a result, the cantilever drive control device 4 causes the cantilever drive mechanism 10 to move.
To control the cantilever 1 (probe 1
The coarse movement operation for roughly adjusting the relative position of a) and the recording medium 7 in the XY plane is performed, and then the medium drive mechanism 9 performs the fine movement operation, so that the probe 1a moves to the recording medium 7. The reproduction area of the medium 7 is scanned while being in contact with the silicon nitride film 51. Then, during the scanning, the electric capacity measuring means 11 independently measures the electric capacity between the recording medium 7 and each probe 1a. The electric capacity measured by the electric capacity measuring means 11 is determined by the charge 57 trapped in the silicon nitride film 51 of the recording medium 7 and the depletion layer 56 formed in the silicon substrate 53. Then, when the measured electric capacity exceeds the reference value (about 5 × 10 −15 F in this embodiment), it is judged that there is a signal (information 1), and otherwise there is no signal (information 0). The recorded information is read out as binary information. In this way, the information recorded on the medium 7 is reproduced by scanning the entire desired reproduction area with the probe 1a. During this period, the control computer 3 associates the reproduction area of the recording medium 7 with the recording information detected in each part in the area based on the control signals of the medium driving mechanism 9 and the electric capacity measuring means 11. Then, the reproduced information is displayed on the display means 2.
【００３１】このような情報処理装置においては、カン
チレバー１が探針１ａを複数を有するため、情報の記
録、消去およひ再生といった情報の交換（情報処理）を
これら複数の探針で同時に行うことができた。そのた
め、情報処理の際に探針の走査に要する時間を従来の少
なくとも 1/2以下に短縮させることができ、これにより
情報処理全体に要する時間を短縮できた。また、情報処
理は、１回の探針の走査時に１種類（例えば、記録）だ
け行う場合に限定されず、複数の探針をそれぞれ記録
用、消去用、再生用とに分けて使用することもできる。
例えば、情報が正確に記録されているかを確認するため
に、カンチレバーを一方向に走査させる動作のなかで、
記録用探針で記録した情報を即座に再生用探針で再生す
るように設定したところ、従来よりも単時間で記録情報
の確認ができた。再生用探針で再生した情報を消去用探
針で消去するように設定することも可能である。なお、
このような使用法では、探針１ａの走査速度は、１つの
情報信号の処理に一番時間を要する（遅い）処理速度に
合わせて設定しておく。また、本実施例では、付勢手段
６によって、情報処理の間、探針１ａと記録媒体７との
接触圧が常に一定となるように制御したので、探針１ａ
と記録媒体７とが離れて処理が中断したり、両者の接触
圧が大きくなって探針１ａが損傷するといった現象が起
きず、安定した状態で情報処理を行うことができた。な
お、本実施例では、１つのカンチレバーに２つの探針を
設けたが、これに限定されるものではない。探針の数が
多い程、情報処理の時間が短縮される。In such an information processing apparatus, since the cantilever 1 has a plurality of probes 1a, information exchange (information processing) such as recording, erasing and reproduction of information is simultaneously performed by these plurality of probes. I was able to. Therefore, the time required for scanning the probe at the time of information processing can be shortened to at least 1/2 or less of the conventional time, and thus the time required for the entire information processing can be shortened. In addition, the information processing is not limited to the case where only one type (for example, recording) is performed during one scanning of the probe, and the plurality of probes are separately used for recording, erasing and reproducing. You can also
For example, in the operation of scanning the cantilever in one direction to check whether the information is recorded correctly,
When the information recorded by the recording probe was set to be immediately reproduced by the reproducing probe, the recorded information could be confirmed in a single time compared to the conventional case. The information reproduced by the reproducing probe can be set to be erased by the erasing probe. In addition,
In such usage, the scanning speed of the probe 1a is set according to the processing speed that requires the longest time (slow) for processing one information signal. Further, in this embodiment, the biasing means 6 controls the contact pressure between the probe 1a and the recording medium 7 to be always constant during the information processing.
The recording medium 7 is separated from the recording medium 7 and the processing is interrupted, and the contact pressure between the recording medium 7 and the probe 1a is not damaged. In addition, in the present embodiment, two probes are provided on one cantilever, but the present invention is not limited to this. The larger the number of probes, the shorter the information processing time.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように、本発明のカンチレバー
（第１発明）では、複数の探針で同時に記録媒体を走査
することができる。この第１発明のカンチレバーを備え
た情報処理装置では、探針と記録媒体との間の電気的な
情報の交換（情報の記録、消去または再生）を、各探針
ごとにそれぞれ独立して同時に行うことができる。その
ため、これらの情報処理装置では、情報の記録、消去お
よび再生といった情報処理に要する時間が短縮される。
また、第３発明では、記録、消去および再生といった処
理の中から適宜選択して情報の処理を実施することがで
きる。また、第４発明では、記録媒体に記録された情報
を表示する表示手段を設けたので再生した情報の認識が
容易になる。また、第５発明では、複数の探針を記録／
消去用と再生用とに分けて、これらの探針を組み合わせ
て使用することが可能になる。例えば、情報が正確に記
録されているかを確認するために、カンチレバー（探
針）を一方向に走査させる動作のなかで、記録用探針で
記録した情報を即座に再生用探針で再生するように設定
すれば、従来より短い時間で記録情報の確認ができる。
また、第７発明では、探針と記録媒体との接触圧が一定
となるように制御するので、これら探針と媒体とを安定
に接触させた状態で情報処理を行うことができる。その
ため、探針と記録媒体とが離れて処理が中断したり、両
者の接触圧が大きくなって探針が損傷するといった現象
を防ぐことができ、信頼性が向上する。As described above, in the cantilever of the present invention (first invention), the recording medium can be simultaneously scanned by a plurality of probes. In the information processing apparatus having the cantilever according to the first aspect of the present invention, electrical information exchange (recording, erasing or reproduction of information) between the probe and the recording medium is performed independently and simultaneously for each probe. It can be carried out. Therefore, in these information processing apparatuses, the time required for information processing such as recording, erasing and reproducing of information is shortened.
Further, in the third aspect of the invention, the information processing can be performed by appropriately selecting from the processing such as recording, erasing and reproducing. Further, in the fourth aspect of the invention, since the display means for displaying the information recorded on the recording medium is provided, it becomes easy to recognize the reproduced information. Further, in the fifth invention, a plurality of probes are recorded /
It is possible to use these probes in combination for erasing and reproducing. For example, in order to confirm whether the information is accurately recorded, the information recorded by the recording probe is immediately reproduced by the reproducing probe during the operation of scanning the cantilever (probe) in one direction. With this setting, the recorded information can be confirmed in a shorter time than before.
Further, in the seventh invention, since the contact pressure between the probe and the recording medium is controlled to be constant, it is possible to perform information processing in a state where the probe and the medium are in stable contact. Therefore, it is possible to prevent the phenomenon that the probe is separated from the recording medium and the processing is interrupted, or the contact pressure between the two is increased and the probe is damaged, and the reliability is improved.
【図１】は、本発明のカンチレバーの構成の一例を示す
概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of a cantilever of the present invention.
【図２】は、本発明の情報処理装置の一例を示す概略構
成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an information processing apparatus of the present invention.
【図３】は、本発明のカンチレバーの製造過程の一例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the cantilever of the present invention.
【図４】は、本発明のカンチレバーを記録媒体上で走査
させた状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the recording medium is scanned by the cantilever of the present invention.
【図５】は、探針が走査しているときの記録媒体の状態
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state of the recording medium when the probe is scanning.
【図６】は、付勢手段の構成の一例を示す概略図であ
る。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a biasing means.
【図７】は、従来の電荷蓄積法を用いた情報処理装置の
構成を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an information processing device using a conventional charge storage method.
１ カンチレバー １ａ 探針 １ｂ 可撓性プレート １ｃ 支持体 １ｄ 電極パット ２ 表示手段（ＣＲＴ） ３ 制御用コンピュータ（ＣＰＵ） ４ カンチレバー駆動制御装置 ５ 媒体用駆動制御装置 ６ 付勢手段 ７ 記録媒体 ８ 記録媒体用保持具 ９ 媒体用駆動機構 １０ カンチレバー駆動機構 １１ 電気容量測定器（キャパシティセンサ） １２ 支持枠 ３１ シリコンナイトライド膜 ３２ シリコン基板 ３３ 金属探針 ３４ 金属配線 ４１ 記録情報 ５１ シリコンナイトライド膜 ５２ シリコンオキサイド膜 ５３ シリコン基板 ５４ 金属（アルミニウム）膜 ５６ 空乏層 ５７ 電荷 ６１ レーザ光 ６４ 付勢手段用制御装置 1 cantilever 1a probe 1b flexible plate 1c support 1d electrode pad 2 display means (CRT) 3 control computer (CPU) 4 cantilever drive control device 5 medium drive control device 6 biasing means 7 recording medium 8 recording medium Holder 9 Medium drive mechanism 10 Cantilever drive mechanism 11 Capacitance sensor (capacity sensor) 12 Support frame 31 Silicon nitride film 32 Silicon substrate 33 Metal probe 34 Metal wiring 41 Recorded information 51 Silicon nitride film 52 Silicon Oxide film 53 Silicon substrate 54 Metal (aluminum) film 56 Depletion layer 57 Charge 61 Laser light 64 Energizing means controller
Claims (7)
該可撓性プレートの一端を支持する支持部材と、前記プ
レートの他端に互いに電気的に独立して設けられた導電
性を有する複数の探針と、該複数の探針に各々電気的に
接続された複数の電極とを有することを特徴とするカン
チレバー。1. A flexible plate made of an insulating material,
A support member that supports one end of the flexible plate, a plurality of electrically conductive probes provided on the other end of the plate electrically independently of each other, and electrically connected to the plurality of probes, respectively. A cantilever having a plurality of electrodes connected thereto.
チレバーの探針に対向するように記録媒体を保持する媒
体保持手段と、前記探針と記録媒体とを所定の圧力で接
触させる付勢手段と、前記カンチレバーと記録媒体とを
相対移動させる駆動手段と、該駆動手段を制御する制御
手段と、前記カンチレバーの各探針と記録媒体間の電気
特性を各々測定する電気特性測定手段とを備えたことを
特徴とする情報処理装置。2. The cantilever according to claim 1, a medium holding unit that holds a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and a biasing unit that brings the probe and the recording medium into contact with each other at a predetermined pressure. A driving means for relatively moving the cantilever and the recording medium, a control means for controlling the driving means, and an electric characteristic measuring means for measuring electric characteristics between each probe of the cantilever and the recording medium. An information processing device characterized by the above.
チレバーの探針に対向するように記録媒体を保持する媒
体保持手段と、前記探針と記録媒体とを所定の圧力で接
触させる付勢手段と、前記カンチレバーと記録媒体とを
相対移動させる駆動手段と、該駆動手段を制御する制御
手段と、前記カンチレバーの各探針と記録媒体間の電気
特性を各々測定する電気特性測定手段と、前記カンチレ
バーの各探針と前記記録媒体との間に各々情報記録用の
電圧を印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とす
る情報処理装置。3. The cantilever according to claim 1, a medium holding unit that holds a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and a biasing unit that brings the probe and the recording medium into contact with each other at a predetermined pressure. Drive means for relatively moving the cantilever and the recording medium, control means for controlling the drive means, electric characteristic measuring means for measuring electric characteristics between each probe of the cantilever and the recording medium, and An information processing apparatus comprising: voltage applying means for applying a voltage for recording information between each probe of a cantilever and the recording medium.
る表示手段を有することを特徴とする請求項２または３
記載の情報処理装置。4. A display unit for displaying information recorded on the recording medium, according to claim 2 or 3.
The information processing device described.
気特性測定手段と電圧印加手段によるそれぞれ独立した
情報の処理が行われることを特徴とする請求項３記載の
情報処理装置。5. The information processing apparatus according to claim 3, wherein independent processing of information is performed by the electrical characteristic measuring means and the voltage applying means between each probe and the recording medium.
チレバーの探針に対向するように記録媒体を保持する媒
体保持手段と、前記探針と記録媒体とを所定の圧力で接
触させる付勢手段と、前記カンチレバーと記録媒体とを
相対移動させる駆動手段と、該駆動手段を制御する制御
手段と、前記カンチレバーの各探針と前記記録媒体との
間に各々情報記録用の電圧を印加する電圧印加手段とを
備えたことを特徴とする情報処理装置。6. The cantilever according to claim 1, a medium holding means for holding a recording medium so as to face the probe of the cantilever, and an urging means for bringing the probe and the recording medium into contact with each other at a predetermined pressure. A driving means for relatively moving the cantilever and the recording medium, a control means for controlling the driving means, and a voltage for applying a voltage for information recording between each probe of the cantilever and the recording medium. An information processing apparatus comprising: an applying unit.
けられた探針と記録媒体との接触圧が一定となるように
前記駆動手段を制御することを特徴する請求項２、３、
６のいずれかに記載の情報処理装置。7. The urging means controls the driving means so that a contact pressure between a probe provided on the cantilever and a recording medium becomes constant.
6. The information processing device according to any one of 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025566A JPH07235086A (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Cantilever and information processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025566A JPH07235086A (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Cantilever and information processor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235086A true JPH07235086A (en) | 1995-09-05 |
Family
ID=12169486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025566A Pending JPH07235086A (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Cantilever and information processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07235086A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053862A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Pioneer Corporation | Information recording/reading head and information recording/reproducing device |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP6025566A patent/JPH07235086A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053862A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Pioneer Corporation | Information recording/reading head and information recording/reproducing device |
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