JP2995126B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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- JP2995126B2 JP2995126B2 JP5037029A JP3702993A JP2995126B2 JP 2995126 B2 JP2995126 B2 JP 2995126B2 JP 5037029 A JP5037029 A JP 5037029A JP 3702993 A JP3702993 A JP 3702993A JP 2995126 B2 JP2995126 B2 JP 2995126B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に近接させた
プローブを走査し、記録媒体とプローブ間に生ずる物理
的な相互作用により情報の記録再生を行う装置、とりわ
けＳＴＭの原理またはＡＦＭの原理を応用した情報処理
装置に関するものである。
プローブを走査し、記録媒体とプローブ間に生ずる物理
的な相互作用により情報の記録再生を行う装置、とりわ
けＳＴＭの原理またはＡＦＭの原理を応用した情報処理
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年において、導体の表面原子の電子構
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭ
と略す）が開発され（G. Binnig et. al., Phys. Rev.
Lett.,49(1982) 57 ）、単結晶、非晶質を問わず実空間
像を著しく高いｎｍ以下の分解能で測定できるようにな
った。このようなＳＴＭは金属プローブ（探針）と導電
性試料の間に電圧を加えて両者の距離を１ｎｍ程度まで
近付けると、トンネル電流が流れることを利用して試料
の表面状態を観察するものである。この電流は両者の距
離変化に非常に敏感であり、トンネル電流を一定に保ち
ながら試料上を走査させ、プローブと試料間の距離の変
化を測定するか、或いは距離を一定に保ちながら走査さ
せて時の電流変化を測定することにより、試料の表面状
態を原子オーダの分解能で知ることができる。
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭ
と略す）が開発され（G. Binnig et. al., Phys. Rev.
Lett.,49(1982) 57 ）、単結晶、非晶質を問わず実空間
像を著しく高いｎｍ以下の分解能で測定できるようにな
った。このようなＳＴＭは金属プローブ（探針）と導電
性試料の間に電圧を加えて両者の距離を１ｎｍ程度まで
近付けると、トンネル電流が流れることを利用して試料
の表面状態を観察するものである。この電流は両者の距
離変化に非常に敏感であり、トンネル電流を一定に保ち
ながら試料上を走査させ、プローブと試料間の距離の変
化を測定するか、或いは距離を一定に保ちながら走査さ
せて時の電流変化を測定することにより、試料の表面状
態を原子オーダの分解能で知ることができる。
【０００３】ＳＴＭを用いた解析は導電性材料に限られ
るが、導電性材料の表面に薄く形成された絶縁膜の構造
解析にも応用され始めている。また、ＳＴＭ技術の発展
により、トンネル電流に限定されない、極めて近接した
プローブと試料間に生ずる物理的な種々の相互作用を検
出しながら、試料上を走査させることによって表面状態
を測定する技術が提案されてきている。このような装
置、手段は空間的高分解能を有する他に、トンネル電流
のように微小信号を検出する方法を用いているため、試
料に損傷を与えずに、かつ低電力で観測できる利点をも
有する。また、大気中での動作も可能であるため広範囲
な応用が期待されている。
るが、導電性材料の表面に薄く形成された絶縁膜の構造
解析にも応用され始めている。また、ＳＴＭ技術の発展
により、トンネル電流に限定されない、極めて近接した
プローブと試料間に生ずる物理的な種々の相互作用を検
出しながら、試料上を走査させることによって表面状態
を測定する技術が提案されてきている。このような装
置、手段は空間的高分解能を有する他に、トンネル電流
のように微小信号を検出する方法を用いているため、試
料に損傷を与えずに、かつ低電力で観測できる利点をも
有する。また、大気中での動作も可能であるため広範囲
な応用が期待されている。
【０００４】このＳＴＭを用いた記録再生装置が、例え
ば特開昭６１−８０５３６号公報に開示されており、こ
の記録再生装置では、電子ビーム等によって記録媒体表
面に吸着した原子粒子を取り除いて書き込みを行い、Ｓ
ＴＭによりこのデータを再生している。
ば特開昭６１−８０５３６号公報に開示されており、こ
の記録再生装置では、電子ビーム等によって記録媒体表
面に吸着した原子粒子を取り除いて書き込みを行い、Ｓ
ＴＭによりこのデータを再生している。
【０００５】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ＳＴＭで行う方法が、特開昭６３−１６１５５２
号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報で提案されて
いる。この方法によれば、記録のビットサイズを１０ｎ
ｍとすれば、１０12ビット／ｃｍ2 もの大容量記録再生
が可能である。
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ＳＴＭで行う方法が、特開昭６３−１６１５５２
号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報で提案されて
いる。この方法によれば、記録のビットサイズを１０ｎ
ｍとすれば、１０12ビット／ｃｍ2 もの大容量記録再生
が可能である。
【０００６】さらに、小型化を目的とし複数のプローブ
電極を半導体基板上に形成し、これと対向する記録媒体
を変位させ記録する装置が、特開昭６２−２８１１３８
号公報、特開平１−１９６７５１号公報に開示されてい
る。
電極を半導体基板上に形成し、これと対向する記録媒体
を変位させ記録する装置が、特開昭６２−２８１１３８
号公報、特開平１−１９６７５１号公報に開示されてい
る。
【０００７】これらは、半導体プロセスにより形成した
複数のカンチレバー上に、トンネル電流を検出するため
のプローブ電極をそれぞれ設け、これらに対向する記録
媒体を円筒状の圧電素子に取り付け、円運動を行わせる
ことにより記録再生を行っている。
複数のカンチレバー上に、トンネル電流を検出するため
のプローブ電極をそれぞれ設け、これらに対向する記録
媒体を円筒状の圧電素子に取り付け、円運動を行わせる
ことにより記録再生を行っている。
【０００８】複数のプローブ電極を有するマルチプロー
ブアレイヘッドを用いて記録媒体にアクセスする場合
に、プローブヘッド基板と記録媒体基板とを平行に配置
しなければならない。通常、これらの両基板間の距離は
１〜３μｍに設定される。さらに、その距離のばらつき
量は±０．５μｍ以下であることが求められる。
ブアレイヘッドを用いて記録媒体にアクセスする場合
に、プローブヘッド基板と記録媒体基板とを平行に配置
しなければならない。通常、これらの両基板間の距離は
１〜３μｍに設定される。さらに、その距離のばらつき
量は±０．５μｍ以下であることが求められる。
【０００９】また、プローブヘッドを用いて記録媒体表
面を走査して記録および再生を行う際、記録媒体の面内
方向でのプローブヘッドと記録媒体の位置合わせが行わ
れなければならない。
面を走査して記録および再生を行う際、記録媒体の面内
方向でのプローブヘッドと記録媒体の位置合わせが行わ
れなければならない。
【００１０】面内方向の位置合わせが行われないと、記
録媒体表面の記録されるべき方向とプローブ電極の走査
方向が一致せず、種々の問題が発生する。
録媒体表面の記録されるべき方向とプローブ電極の走査
方向が一致せず、種々の問題が発生する。
【００１１】このため用いられる位置決め手段として、
位置検出用の静電容量パットを設けて静電容量変化を検
出する方法がある。これは記録媒体近傍およびプローブ
電極近傍に平板電極を設けて、記録媒体とプローブ電極
を面内方向に相対的に変位させたときの静電容量の変化
を検出して、位置合わせを行うものである。
位置検出用の静電容量パットを設けて静電容量変化を検
出する方法がある。これは記録媒体近傍およびプローブ
電極近傍に平板電極を設けて、記録媒体とプローブ電極
を面内方向に相対的に変位させたときの静電容量の変化
を検出して、位置合わせを行うものである。
【００１２】位置合わせを行うには、Ｘ方向およびＹ方
向の２方向を定めるため、最低２対の静電容量パッドが
必要となる。静電容量パッドの形は矩形、円形やくし型
電極等がある。また、実際に位置合わせを行う場合、い
きなり高精度に合わせることは困難なため、粗調整用の
静電パッドと微調整用の静電パッドを設けることが多
い。したがって高精度に位置合わせを行うためには４対
以上の静電容量パッドが必要になる。
向の２方向を定めるため、最低２対の静電容量パッドが
必要となる。静電容量パッドの形は矩形、円形やくし型
電極等がある。また、実際に位置合わせを行う場合、い
きなり高精度に合わせることは困難なため、粗調整用の
静電パッドと微調整用の静電パッドを設けることが多
い。したがって高精度に位置合わせを行うためには４対
以上の静電容量パッドが必要になる。
【００１３】一方、複数のプローブ電極を有するマルチ
プローブアレイヘッドには多くの素子が形成されてい
る。まず、図５は半導体製造プロセス技術を用いて作成
したプローブユニット１０６の斜視図である。単結晶シ
リコン基板１０８に舌状片の微動機構であるある圧電バ
イモルフカンチレバー１０５が片持ち支持されており、
圧電バイモルフカンチレバー１０５の自由端にはプロー
ブ電極１０４が形成されてプローブユニット１０６を構
成している。圧電バイモルフカンチレバー１０５は層状
構造をしており、シリコン基板１０８側から、電極５０
１、圧電体層５００２、電極５０３、圧電体層５０４、
電極５０５と積層され、電極５０１，５０３，５０５に
はそれぞれ取り出し電極５０６が取り付けられている。
電極５０１，５０３，５０５に取り出し電極５０６から
電圧を印加すると圧電体層５０２，５０４が伸縮し、プ
ローブ電極１０４をシリコン基板１０８の面と垂直な方
向（Ｚ方向）や、シリコン基板１０８面と平行なＸＹ方
向にも自在に変位させることができる。そして、マルチ
プローブアレイヘッドは、このようなプローブユニット
１０６が多数集積化してシリコン基板１０８上に形成さ
れている。また、これらのプローブユニット１０６の駆
動回路の一部もシリコン基板１０８上に設けられてい
る。
プローブアレイヘッドには多くの素子が形成されてい
る。まず、図５は半導体製造プロセス技術を用いて作成
したプローブユニット１０６の斜視図である。単結晶シ
リコン基板１０８に舌状片の微動機構であるある圧電バ
イモルフカンチレバー１０５が片持ち支持されており、
圧電バイモルフカンチレバー１０５の自由端にはプロー
ブ電極１０４が形成されてプローブユニット１０６を構
成している。圧電バイモルフカンチレバー１０５は層状
構造をしており、シリコン基板１０８側から、電極５０
１、圧電体層５００２、電極５０３、圧電体層５０４、
電極５０５と積層され、電極５０１，５０３，５０５に
はそれぞれ取り出し電極５０６が取り付けられている。
電極５０１，５０３，５０５に取り出し電極５０６から
電圧を印加すると圧電体層５０２，５０４が伸縮し、プ
ローブ電極１０４をシリコン基板１０８の面と垂直な方
向（Ｚ方向）や、シリコン基板１０８面と平行なＸＹ方
向にも自在に変位させることができる。そして、マルチ
プローブアレイヘッドは、このようなプローブユニット
１０６が多数集積化してシリコン基板１０８上に形成さ
れている。また、これらのプローブユニット１０６の駆
動回路の一部もシリコン基板１０８上に設けられてい
る。
【００１４】上述のごとく、マルチプローブアレイヘッ
ドには多数の素子が形成されているが、図５に示すごと
く、プローブユニット１０６一つだけでも７本の配線を
要する。このように配線の引き回しだけでもその基板上
で多くの領域を必要とし、これにさらに位置検出用の何
対かの静電容量パッドとその配線が加わるため、配線は
ますます密になっている。このため、配線間のクロスト
ークが発生し、とりわけトンネル電流のような微小な電
流を検出する場合、このようなノイズは装置の信頼性を
著しく損なう。
ドには多数の素子が形成されているが、図５に示すごと
く、プローブユニット１０６一つだけでも７本の配線を
要する。このように配線の引き回しだけでもその基板上
で多くの領域を必要とし、これにさらに位置検出用の何
対かの静電容量パッドとその配線が加わるため、配線は
ますます密になっている。このため、配線間のクロスト
ークが発生し、とりわけトンネル電流のような微小な電
流を検出する場合、このようなノイズは装置の信頼性を
著しく損なう。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来のマルチプローブ
アレイヘッドには粗調整用および微調整用静電容量パッ
ド、複数のプローブユニットが配置され、その配線間隔
は密になっている。このため、配線間にクロストークが
発生しやすく、装置の信頼性が損なわれてしまうという
問題点があった。これはとりわけ、静電容量パッドの、
マルチプローブアレイヘッドの中で占める領域が大きい
ためで、それは位置合わせをするため、Ｘ方向Ｙ方向と
して２対、さらに粗調整、微調整にそれぞれ２対必要な
ため、合計４対の静電容量パッドがマルチプローブアレ
イヘッドと記録媒体にそれぞれ設けられていることに大
きな原因がある。
アレイヘッドには粗調整用および微調整用静電容量パッ
ド、複数のプローブユニットが配置され、その配線間隔
は密になっている。このため、配線間にクロストークが
発生しやすく、装置の信頼性が損なわれてしまうという
問題点があった。これはとりわけ、静電容量パッドの、
マルチプローブアレイヘッドの中で占める領域が大きい
ためで、それは位置合わせをするため、Ｘ方向Ｙ方向と
して２対、さらに粗調整、微調整にそれぞれ２対必要な
ため、合計４対の静電容量パッドがマルチプローブアレ
イヘッドと記録媒体にそれぞれ設けられていることに大
きな原因がある。
【００１６】本発明の目的は、静電容量パッドの占める
領域を小さくして、マルチプローブアレイヘッドにおけ
る配線間隔に余裕をもたせることで、クロストークの発
生しない情報処理装置を提供することにある。
領域を小さくして、マルチプローブアレイヘッドにおけ
る配線間隔に余裕をもたせることで、クロストークの発
生しない情報処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る情報処理装置は、記録媒体にプローブ
を近接させて該記録媒体と平行に走査し、その際に生ず
る物理現象から得られる微細信号として、情報を読み出
し、該記録媒体に情報の記録再生を行う情報処理装置と
して、プローブ側と記録媒体のそれぞれに該プローブと
該記録媒体とは独立して設けた複数の平板電極と、これ
ら電極間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを具
備し、該複数の平板電極は、各々が同一のくし型電極構
造の２次元パターンをしており、かつ、該パターンは複
数の空間周波数成分から成ることを特徴とするものであ
る。
め、本発明に係る情報処理装置は、記録媒体にプローブ
を近接させて該記録媒体と平行に走査し、その際に生ず
る物理現象から得られる微細信号として、情報を読み出
し、該記録媒体に情報の記録再生を行う情報処理装置と
して、プローブ側と記録媒体のそれぞれに該プローブと
該記録媒体とは独立して設けた複数の平板電極と、これ
ら電極間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを具
備し、該複数の平板電極は、各々が同一のくし型電極構
造の２次元パターンをしており、かつ、該パターンは複
数の空間周波数成分から成ることを特徴とするものであ
る。
【００１８】
【作用】上述の構成をする情報処理装置は、プローブ側
と記録媒体側に設けた静電容量パッドが１つのパターン
で粗調整、微調整のための信号を発生することができ、
このため、プローブ側の基板における配線間隔が密にな
らず、クロストークが発生しなくなる。
と記録媒体側に設けた静電容量パッドが１つのパターン
で粗調整、微調整のための信号を発生することができ、
このため、プローブ側の基板における配線間隔が密にな
らず、クロストークが発生しなくなる。
【００１９】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００２０】図１はマルチプローブアレイヘッドのレイ
アウトの概略を示す。シリコン基板１０８上には複数の
プローブユニット１０６、平板電極１０１ａ〜１０１
ｂ、容量検出回路部１０２ａ〜１０２ｂが集積化されて
いる。１０１ａはＸ方向の位置合わせ用平板電極であ
り、１０１ｂはＹ方向の位置合わせ用平板電極である。
１０３は外部からの容量影響を阻止するためのガード電
極であり、これは位置合わせの精度を上げる効果があ
る。１０７は配線取り出し用のボンディングパッドであ
り、これらもシリコン基板１０８上に形成されている。
アウトの概略を示す。シリコン基板１０８上には複数の
プローブユニット１０６、平板電極１０１ａ〜１０１
ｂ、容量検出回路部１０２ａ〜１０２ｂが集積化されて
いる。１０１ａはＸ方向の位置合わせ用平板電極であ
り、１０１ｂはＹ方向の位置合わせ用平板電極である。
１０３は外部からの容量影響を阻止するためのガード電
極であり、これは位置合わせの精度を上げる効果があ
る。１０７は配線取り出し用のボンディングパッドであ
り、これらもシリコン基板１０８上に形成されている。
【００２１】プローブユニット１０６はマイクロマシン
或いはマイクロメカニクスと呼ばれる加工技術（例え
ば、K. E, Peterson“Silicon as a Mechanichal Mater
ial ”，Proceedings of the IEEE, 70 巻、420 頁、19
82年）により形成したものである。また回路素子は従来
公知のシリコン半導体製造技術によって容易に作成され
る。
或いはマイクロメカニクスと呼ばれる加工技術（例え
ば、K. E, Peterson“Silicon as a Mechanichal Mater
ial ”，Proceedings of the IEEE, 70 巻、420 頁、19
82年）により形成したものである。また回路素子は従来
公知のシリコン半導体製造技術によって容易に作成され
る。
【００２２】平板電極１０１ａ〜１０１ｂはマルチプロ
ーブアレイヘッドに対向する記録媒体側にも図４に示す
ように、同様に形成されている。記録媒体としては、電
圧電流のスイッチング特性に対しメモリ効果を持つ材料
を支持基板上に形成したものを用いている。ここではＣ
ａＦ2 等の単結晶の平坦な基板上にＡｕをエピタキシャ
ル成長させた基板を下地電極として、ＬＢ法によりスク
アリリウム−ビス−６−オクチルアズレン分子の単分子
膜を電極基板上に２層累積したものを記録媒体として用
いている。
ーブアレイヘッドに対向する記録媒体側にも図４に示す
ように、同様に形成されている。記録媒体としては、電
圧電流のスイッチング特性に対しメモリ効果を持つ材料
を支持基板上に形成したものを用いている。ここではＣ
ａＦ2 等の単結晶の平坦な基板上にＡｕをエピタキシャ
ル成長させた基板を下地電極として、ＬＢ法によりスク
アリリウム−ビス−６−オクチルアズレン分子の単分子
膜を電極基板上に２層累積したものを記録媒体として用
いている。
【００２３】図２に、マルチプローブアレイヘッドおよ
び記録媒体に共通の平板電極１０１ａ〜１０１ｂの電極
パターンを拡大して模式的に示す。この電極パターンは
くし型電極構造をしているが、短冊状の電極幅が単一で
なく、２種類の幅を持ち、それが周期的に配列されてい
る。電極幅は必ずしも２種類でなくともよく、図３に示
すような連続的に変化していても何ら構わない。ここで
は図２に示すような電極パターンを用いた。電極間間隔
は３μｍ、電極幅は９μｍと３０μｍとして、これを１
２０μｍの周期で配列した。また、短冊状の電極長は２
００μｍとした。
び記録媒体に共通の平板電極１０１ａ〜１０１ｂの電極
パターンを拡大して模式的に示す。この電極パターンは
くし型電極構造をしているが、短冊状の電極幅が単一で
なく、２種類の幅を持ち、それが周期的に配列されてい
る。電極幅は必ずしも２種類でなくともよく、図３に示
すような連続的に変化していても何ら構わない。ここで
は図２に示すような電極パターンを用いた。電極間間隔
は３μｍ、電極幅は９μｍと３０μｍとして、これを１
２０μｍの周期で配列した。また、短冊状の電極長は２
００μｍとした。
【００２４】図４に上述のようなマルチプローブアレイ
ヘッドを用いた情報処理装置のブロック構成図を示す。
１０１は位置決めに用いる静電容量検出するための平板
電極、４０１は記録媒体、４０２は下地電極、４０３は
記録媒体用基板、４０４はマルチプローブアレイヘッド
と記録媒体間の距離を調整するためのＺ方向駆動機構、
４０５はＸＹ方向駆動機構、４０６はＺ方向駆動回路、
４０７はＸＹ方向駆動回路、４０８はプローブ電極と記
録媒体に設けた平板電極１０１からの静電容量を検出す
る静電容量検出回路、４０９はプローブ電極や記録媒体
４０１の位置を自動制御するためのサーボ回路、４１０
はプローブ電極や記録媒体４０１の位置を決定する位置
決め回路、４１１は位置検出回路、４１２は装置内の各
ブロック間の相互作用の集中制御を行う制御回路、４１
３はトンネル電流検出回路、４１４は書き込み読み出し
情報を制御回路４１２の指示により書き込んだり読み出
したりする書き込み読み出し回路、４１５はプローブ電
極と下地電極４０２との間に書き込み用のパルス状電圧
を印加してデータを書き込んだり、読み出し用の電圧を
印加するバイアス回路、４１６は書き込み読み出し情報
の入出力や制御信号の入力、アドレス信号の出力等を行
うためのインターフェースである。
ヘッドを用いた情報処理装置のブロック構成図を示す。
１０１は位置決めに用いる静電容量検出するための平板
電極、４０１は記録媒体、４０２は下地電極、４０３は
記録媒体用基板、４０４はマルチプローブアレイヘッド
と記録媒体間の距離を調整するためのＺ方向駆動機構、
４０５はＸＹ方向駆動機構、４０６はＺ方向駆動回路、
４０７はＸＹ方向駆動回路、４０８はプローブ電極と記
録媒体に設けた平板電極１０１からの静電容量を検出す
る静電容量検出回路、４０９はプローブ電極や記録媒体
４０１の位置を自動制御するためのサーボ回路、４１０
はプローブ電極や記録媒体４０１の位置を決定する位置
決め回路、４１１は位置検出回路、４１２は装置内の各
ブロック間の相互作用の集中制御を行う制御回路、４１
３はトンネル電流検出回路、４１４は書き込み読み出し
情報を制御回路４１２の指示により書き込んだり読み出
したりする書き込み読み出し回路、４１５はプローブ電
極と下地電極４０２との間に書き込み用のパルス状電圧
を印加してデータを書き込んだり、読み出し用の電圧を
印加するバイアス回路、４１６は書き込み読み出し情報
の入出力や制御信号の入力、アドレス信号の出力等を行
うためのインターフェースである。
【００２５】次に本実施例の動作について説明する。
【００２６】バイアス電圧が印加されている、プローブ
電極１０４と記録媒体４０１との間を流れる電流をトン
ネル電流検出回路４１３によって検出し、その電流を一
定に保つように位置決め回路４１０、Ｚ方向駆動回路４
０６、およびＺ方向駆動機構を介してプローブ電極１０
４と記録媒体４０１表面との距離を帰還制御する。ま
た、プローブ電極１０４を記録媒体４０１表面上でＸＹ
駆動回路４０７の出力によってＸＹ方向駆動機構４０５
で駆動する。記録媒体に対するプローブ電極のＸＹ方向
の位置は位置検出回路４１１で検出され、その検出出力
は、制御回路４１２の出力と共に、位置決め回路４１０
で処理され、位置決め信号としてサーボ回路４０９も出
力され、サ−ボ回路４０９の出力は前記ＸＹ方向駆動回
路４０７に出力される。一方、マルチプローブアレイヘ
ッドおよび記録媒体それぞれに設けたくし型構造のＸお
よびＹ方向用の平板電極１０１間の静電容量は、ＸＹ方
向の移動に応じて変化するが、それは静電容量検出回路
４０８で検出され、前記制御回路４１２に出力される。
電極１０４と記録媒体４０１との間を流れる電流をトン
ネル電流検出回路４１３によって検出し、その電流を一
定に保つように位置決め回路４１０、Ｚ方向駆動回路４
０６、およびＺ方向駆動機構を介してプローブ電極１０
４と記録媒体４０１表面との距離を帰還制御する。ま
た、プローブ電極１０４を記録媒体４０１表面上でＸＹ
駆動回路４０７の出力によってＸＹ方向駆動機構４０５
で駆動する。記録媒体に対するプローブ電極のＸＹ方向
の位置は位置検出回路４１１で検出され、その検出出力
は、制御回路４１２の出力と共に、位置決め回路４１０
で処理され、位置決め信号としてサーボ回路４０９も出
力され、サ−ボ回路４０９の出力は前記ＸＹ方向駆動回
路４０７に出力される。一方、マルチプローブアレイヘ
ッドおよび記録媒体それぞれに設けたくし型構造のＸお
よびＹ方向用の平板電極１０１間の静電容量は、ＸＹ方
向の移動に応じて変化するが、それは静電容量検出回路
４０８で検出され、前記制御回路４１２に出力される。
【００２７】このような情報処理装置での位置決めは以
下のように行う。まずプローブ電極１０４と記録媒体４
０１を接近させるため、Ｚ方向駆動機構４０４を利用
し、位置信号としてプローブ電極から検出されるトンネ
ル電流をモニターして、プローブを所望の位置まで接近
させる。
下のように行う。まずプローブ電極１０４と記録媒体４
０１を接近させるため、Ｚ方向駆動機構４０４を利用
し、位置信号としてプローブ電極から検出されるトンネ
ル電流をモニターして、プローブを所望の位置まで接近
させる。
【００２８】次に、ＸＹ方向駆動機構４０５により記録
媒体４０１をＸ方向に０．１Ｈｚで走査する。このと
き、平板電極１０１の静電容量は、異なる幅の短冊状の
電極が周期的に配列されているためプローブ電極１０４
側と記録媒体４０１側との電極が重なり合う面積によっ
て周期的に変化する。その容量変化の信号成分のうち最
も長い周期について（ここでは１２０μｍ）検波し、そ
の波高位置を求めることにより粗調整を行う。
媒体４０１をＸ方向に０．１Ｈｚで走査する。このと
き、平板電極１０１の静電容量は、異なる幅の短冊状の
電極が周期的に配列されているためプローブ電極１０４
側と記録媒体４０１側との電極が重なり合う面積によっ
て周期的に変化する。その容量変化の信号成分のうち最
も長い周期について（ここでは１２０μｍ）検波し、そ
の波高位置を求めることにより粗調整を行う。
【００２９】同様にして順次平板電極１０１の短冊電極
パターンに合わせて短周期成分を検波し、その波高位置
を求めることにより微調整を行う。Ｙ方向についても同
様である。ここではＸ方向Ｙ方向を交互に粗調整から微
調整へと位置合わせを行った。この後、任意のプローブ
電極１０４に着目し、波高値４Ｖ、パルス幅０．１μｓ
のパルス電圧を印加し記録する。ＸＹ方向に走査してか
ら記録したときと同じ波高位置まで戻ったときに、電流
値に換算して１桁程度の増加に相当する記録媒体４０１
の表面の情報の変化つまり再生が確認された。
パターンに合わせて短周期成分を検波し、その波高位置
を求めることにより微調整を行う。Ｙ方向についても同
様である。ここではＸ方向Ｙ方向を交互に粗調整から微
調整へと位置合わせを行った。この後、任意のプローブ
電極１０４に着目し、波高値４Ｖ、パルス幅０．１μｓ
のパルス電圧を印加し記録する。ＸＹ方向に走査してか
ら記録したときと同じ波高位置まで戻ったときに、電流
値に換算して１桁程度の増加に相当する記録媒体４０１
の表面の情報の変化つまり再生が確認された。
【００３０】上述のように記録再生を繰り返しても走査
面の位置決めを行うことができ、また、記録再生時にク
ロストークの発生は見られなかった。
面の位置決めを行うことができ、また、記録再生時にク
ロストークの発生は見られなかった。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１種類の静電容量検出用平板電極で走査面の位置決めを
高精度に行うことができ、それによりプローブ電極側の
配線パターンに余裕を持たせることができ、クロストー
クの発生を抑制できる。
１種類の静電容量検出用平板電極で走査面の位置決めを
高精度に行うことができ、それによりプローブ電極側の
配線パターンに余裕を持たせることができ、クロストー
クの発生を抑制できる。
【図１】本発明に係る情報処理装置のマルチプローブア
レイヘッド部のレイアウト図を示す。
レイヘッド部のレイアウト図を示す。
【図２】本発明に係る情報処理装置の平板電極のパター
ンを示す。
ンを示す。
【図３】平板電極の別の例を示す。
【図４】本発明に係る情報処理装置のブロック図を示
す。
す。
【図５】プローブユニットの斜視図を示す。
１０１ａ〜１０１ｂ 静電容量検出用平板電極 １０２ａ〜１０２ｂ 容量検出回路部 １０３ ガード電極 １０４ プローブ電極 １０５ 圧電バイモルフカンチレバー １０６ プローブユニット １０７ 配線取り出し用ボンディングパット １０８ シリコン基板 ４０１ 記録媒体 ４０２ 下地電極 ４０３ 記録媒体用基板 ４０４ Ｚ方向駆動機構 ４０５ ＸＹ方向駆動機構 ４０６ Ｚ方向駆動回路 ４０７ ＸＹ方向駆動回路 ４０８ 静電容量検出回路 ４０９ サーボ回路 ４１０ 位置決め回路 ４１１ 位置検出回路 ４１２ 制御回路 ４１３ トンネル電流検出回路 ４１４ 書き込み読み出し回路 ４１５ バイアス回路 ４１６ インターフェース ５０１ 電極 ５０２ 圧電体層 ５０３ 電極 ５０４ 圧電体層 ５０５ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 岳彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 河田 春紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−98633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−109131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−73154（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 9/00 G01B 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】 記録媒体にプローブを近接させて該記録
媒体と平行に走査し、その際に生ずる物理現象から得ら
れた微細信号として、情報を読み出し、該記録媒体に情
報の記録再生を行う情報処理装置において、 プローブ側と記録媒体のそれぞれに該プローブと該記録
媒体とは独立して設けた複数の平板電極と、これら対向
する電極間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを
具備し、 前記複数の平板電極は各々が同一のくし型電極構造の２
次元パターンをしており、かつ、該パターンは複数の空
間周波数成分から成ることを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項２】 前記微細信号がトンネル電流である請求
項１記載の情報処理装置。 - 【請求項３】 前記プローブと前記プローブ側平板電極
が同一の基板上に設けられ、前記記録媒体と前記記録媒
体側平板電極が同一の基板上に設けられている請求項１
または２記載の情報処理装置。 - 【請求項４】 前記平板電極の周囲に、それぞれガード
電極が設けられている請求項３記載の情報処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037029A JP2995126B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 情報処理装置 |
| US08/201,430 US5418771A (en) | 1993-02-25 | 1994-02-24 | Information processing apparatus provided with surface aligning mechanism between probe head substrate and recording medium substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037029A JP2995126B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251434A JPH06251434A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2995126B2 true JP2995126B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=12486219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5037029A Expired - Fee Related JP2995126B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2995126B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5037029A patent/JP2995126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06251434A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |