JPH05109131A - Method for positioning between recording medium and probe electrode - Google Patents
Method for positioning between recording medium and probe electrodeInfo
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- JPH05109131A JPH05109131A JP29390891A JP29390891A JPH05109131A JP H05109131 A JPH05109131 A JP H05109131A JP 29390891 A JP29390891 A JP 29390891A JP 29390891 A JP29390891 A JP 29390891A JP H05109131 A JPH05109131 A JP H05109131A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】記録媒体の記録及び再生方向とプ
ローブ電極の走査方向を合わせる位置決め方法に関する
ものであり、更に詳しくはプローブ電極を用いて情報の
記録・再生等を行う情報処理装置における記録媒体とプ
ローブ電極との位置決め方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning method for aligning the recording / reproducing direction of a recording medium with the scanning direction of a probe electrode, and more specifically, recording in an information processing device for recording / reproducing information using a probe electrode. The present invention relates to a method of positioning a medium and a probe electrode.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年情報化社会の発展につれ、大容量メ
モリ化技術の開発が行われている。最近では走査型トン
ネル顕微鏡(以後STMと略す)の原理を用いた又は応
用した記録再生装置が登場してきた。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of information society, large-capacity memory technology has been developed. Recently, a recording / reproducing apparatus using or applying the principle of a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) has appeared.
【0003】かかるSTMは、金属の探針(トンネルチ
ップ)を導電性物質間に電圧を加えて1nm程度の距離
まで近づけるとトンネル電流が流れることを利用するも
のである。この電流は両者の距離変化に敏感である。ト
ンネル電流を一定に保つようにプローブ電極を走査する
ことにより、実空間の全電子雲に関する種々の情報をも
読み取ることができる。この際面内方向の分解能は0.
1nm程度である。従って、STMの原理を応用すれば
原子オーダ(サブナノメートル)での高密度記録再生を
行うことができる。Such an STM utilizes the fact that a tunnel current flows when a metal probe (tunnel tip) is brought close to a distance of about 1 nm by applying a voltage between conductive materials. This current is sensitive to changes in the distance between the two. By scanning the probe electrode so as to keep the tunnel current constant, various information regarding the whole electron cloud in the real space can be read. At this time, the resolution in the in-plane direction is 0.
It is about 1 nm. Therefore, if the principle of STM is applied, it is possible to perform high-density recording / reproduction on the atomic order (sub-nanometer).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記STMの
原理を用いた又は応用した情報記録及び/又は再生装置
においては、記録媒体表面への記録時及び/又は再生時
の記録及び再生方向とプローブ電極の走査方向の面合わ
せが行われていなかった。そのため、図12に示してあ
る以下のような問題点があった。However, in the information recording and / or reproducing apparatus using or applying the above STM principle, the recording and / or reproducing direction and the probe at the time of recording and / or reproducing on the surface of the recording medium. The electrodes were not aligned in the scanning direction. Therefore, there are the following problems shown in FIG.
【0005】記録時において、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していない
ため、 .記録容量が少なくなる。During recording, since the recording direction on the surface of the recording medium and the scanning direction of the probe electrode do not match, Recording capacity is reduced.
【0006】.記録されない部分が出来る。[0006]. Some parts are not recorded.
【0007】再生時において、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していない
ため、 .読み取りエラーが多くなる。During reproduction, the recording direction on the surface of the recording medium and the scanning direction of the probe electrode do not match. Read errors increase.
【0008】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
より簡単な手段で記録媒体表面への記録時及び/又は再
生時の記録及び再生方向とプローブ電極の走査面の位置
決めを行う方法を提供することを目的とする。The object of the present invention is to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a method for performing the recording and / or reproducing direction at the time of recording and / or reproducing on the surface of a recording medium and the positioning of the scanning surface of the probe electrode by simpler means.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
すべくなされた本発明は、情報を記録・再生するための
記録媒体と、該記録媒体に対向して設けられた書込み読
出しを行う複数のプローブ電極とを、走査面に対し平行
を維持しながら記録時及び/又は再生時に該記録媒体へ
の記録方向と該複数のプローブ電極の走査方向を一致さ
せる方法において、該記録媒体を面方向に回転する基準
軸と該複数のプローブ電極をその面方向に回転する基準
軸を合わせる第1の位置決め手段と、該基準軸を中心に
該記録媒体又は該複数のプローブ電極を走査面に対し平
行を維持しながら相対的に回転移動させる第2の位置決
め手段により一致させることを特徴とする記録媒体とプ
ローブ電極間の位置決め方法、としている点にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which has been made to achieve the above object, has a recording medium for recording / reproducing information, and a plurality of writing / reading devices provided facing the recording medium. In the method of making the recording direction on the recording medium coincide with the scanning direction of the plurality of probe electrodes at the time of recording and / or reproducing while keeping the probe electrodes of the probe electrode parallel to the scanning surface, First positioning means for aligning the reference axis rotating with the reference axis rotating the plurality of probe electrodes in the plane direction, and the recording medium or the plurality of probe electrodes parallel to the scanning plane with the reference axis as a center. The positioning method between the recording medium and the probe electrode is characterized in that the positioning is performed by a second positioning means that relatively rotates while maintaining the above.
【0010】ここで、第1の位置決め手段と第2の位置
決め手段として具体的には、記録媒体表面及びプローブ
電極基板面に設けられた位置検出用の静電容量パットの
静電容量変化を用いることが挙げられる。Here, as the first positioning means and the second positioning means, specifically, the change in capacitance of the position detecting capacitance pad provided on the surface of the recording medium and the surface of the probe electrode substrate is used. It can be mentioned.
【0011】また、第1の位置決め手段において、回転
の基準軸を静電容量検出パットの上に設定する位置決め
方法、あるいは、第1の位置決め手段において、基準軸
を記録媒体及び複数のプローブ電極の中心に設定する位
置決め方法、等が挙げられる。Further, in the first positioning means, a positioning method of setting a reference axis of rotation on the capacitance detection pad, or in the first positioning means, the reference axis of the recording medium and the plurality of probe electrodes is set. A positioning method for setting the center, and the like are included.
【0012】さらに、第2の位置決め手段において、基
準軸の回りに複数のプローブ電極を有した基板を回転さ
せる位置決め方法、あるいは、第2の位置決め手段にお
いて、基準軸の回りに記録媒体を回転させる位置決め方
法、等を挙げることができる。Further, the second positioning means rotates the substrate having a plurality of probe electrodes around the reference axis, or the second positioning means rotates the recording medium around the reference axis. A positioning method and the like can be mentioned.
【0013】かかる構成によれば、STMの原理を用い
た又は応用した情報記録及び/又は再生装置において、
記録媒体表面への記録時及び/又は再生時の記録及び再
生方向とプローブ電極の走査方向の位置決めを回転機構
を用いた位置決め手段によって行うことにより、高密度
記録かつ読み取りエラーの少ない情報の記録及び/又は
再生が可能となる。According to such a structure, in the information recording and / or reproducing apparatus using or applying the STM principle,
When recording and / or reproducing on the surface of the recording medium and recording and reproducing directions and the scanning direction of the probe electrode are positioned by a positioning means using a rotating mechanism, high density recording and recording of information with few reading errors and And / or can be regenerated.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below.
【0015】(実施例1)図1は本発明の特徴をもっと
も良く表す図であり、同図において1はマイクロメカニ
クス技術で作成された複数のプローブ電極、2は位置決
めに用いる静電容量検出パット、3は複数のプローブ電
極を記録媒体との平行を維持しながら回転させる回転機
構、4は複数のプローブ電極をZ方向に微動・粗動させ
るZ方向微動・粗動機構である。5は記録媒体で、ガラ
スを研磨して得られた基板5a上にCr(下引き層)と
Auを真空蒸着法により形成した下地電極5bを設け、
さらにグラファイト(HOPG)の記録層5cを設けた
ものである。記録層5cは下地電極5bの上に導電性接
着剤で接着され、記録層表面の記録再生領域はへき開に
より原子オーダで平滑になっている。6は記録媒体5を
XY方向に微動・粗動させるXY方向微動・粗動機構で
ある。7は情報処理装置との接続を行うインターフェー
スであり、書込み読出し情報の入出力、ステータスの出
力、制御信号の入力、アドレス信号の出力を行う。(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram best showing the features of the present invention. In FIG. 1, 1 is a plurality of probe electrodes made by micromechanics technology, and 2 is a capacitance detection pad used for positioning. Reference numeral 3 is a rotating mechanism for rotating the plurality of probe electrodes while maintaining parallelism with the recording medium, and reference numeral 4 is a Z-direction fine movement / coarse movement mechanism for finely moving / coarsely moving the plurality of probe electrodes in the Z direction. A recording medium 5 is provided with a base electrode 5b formed by vacuum deposition of Cr (undercoat layer) and Au on a substrate 5a obtained by polishing glass.
Further, a recording layer 5c of graphite (HOPG) is provided. The recording layer 5c is adhered onto the base electrode 5b with a conductive adhesive, and the recording / reproducing area on the surface of the recording layer is smoothed by cleavage by atomic order. Reference numeral 6 denotes an XY-direction fine movement / coarse movement mechanism for moving the recording medium 5 in the XY directions. Reference numeral 7 denotes an interface for connecting to an information processing device, which inputs / outputs write / read information, outputs a status, inputs a control signal, and outputs an address signal.
【0016】8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、9は書込み読出し情報(デー
タ)を制御回路8からの指示により書込んだり読出した
りする書込み読出し回路、10は書込み読出し回路から
の指令信号で複数のプローブ電極1と記録媒体5との間
に書込み用のパルス状電圧を印加してデータを書込んだ
り、読出し用の電圧を印加するバイアス回路、11は記
録・再生時に複数のプローブ電極1と記録媒体5との間
に流れる電流を検出するトンネル電流検出回路、12は
制御回路8などの指示によりトンネル電流検出回路11
や位置検出回路13の信号を基に複数のプローブ電極1
や記録媒体5の位置を決定する位置決め回路、14は位
置決め回路15からのサーボ信号を基に複数のプローブ
電極1や記録媒体5の位置をサーボするサーボ回路、1
5はサーボ回路14の信号に従い複数のプローブ電極1
のZ方向微動・粗動機構4を駆動するZ方向駆動回路、
16はサーボ回路14の信号に従い記録媒体5のXY方
向微動・粗動機構6を駆動するXY方向駆動回路、17
はサーボ回路14の信号に従い回転機構3を駆動する回
転機構駆動回路、18は複数のプローブ電極1、記録媒
体5に設けられた静電容量検出用パット2からの静電容
量を検出する静電容量検出回路である。Reference numeral 8 is a control circuit for centrally controlling the interaction between the blocks in the apparatus, 9 is a write / read circuit for writing / reading write / read information (data) according to an instruction from the control circuit 8, and 10 is a read / write circuit. A bias circuit for applying a pulse voltage for writing between the plurality of probe electrodes 1 and the recording medium 5 to write data by a command signal from the writing / reading circuit, or for applying a reading voltage, 11 is a recording A tunnel current detection circuit for detecting a current flowing between the plurality of probe electrodes 1 and the recording medium 5 during reproduction, and 12 a tunnel current detection circuit 11 according to an instruction from the control circuit 8 or the like.
And a plurality of probe electrodes 1 based on signals from the position detection circuit 13
And a positioning circuit that determines the position of the recording medium 5, 14 is a servo circuit that servos the positions of the plurality of probe electrodes 1 and the recording medium 5 based on the servo signal from the positioning circuit 15, 1
5 is a plurality of probe electrodes 1 according to the signal of the servo circuit 14.
Z-direction drive circuit for driving the Z-direction fine movement / coarse movement mechanism 4 of
Reference numeral 16 is an XY direction drive circuit for driving the XY direction fine movement / coarse movement mechanism 6 of the recording medium 5 in accordance with a signal from the servo circuit 14, and 17
Is a rotation mechanism drive circuit that drives the rotation mechanism 3 in accordance with a signal from the servo circuit 14, and 18 is an electrostatic capacitance that detects electrostatic capacitance from a plurality of probe electrodes 1 and electrostatic capacitance detection pads 2 provided on the recording medium 5. It is a capacitance detection circuit.
【0017】本図面では、制御回路8、書込み読込み回
路9、バイアス回路10、トンネル電流検出回路11は
lつしか記載されていないが、実際には複数のプローブ
電極の数だけ使用する。Although only one control circuit 8, write / read circuit 9, bias circuit 10 and tunnel current detection circuit 11 are shown in the figure, the number of probe electrodes is actually used.
【0018】図2(a)は、本実施例に用いた記録媒体
表面を示した図である。2a、2bは静電容量検出用パ
ットであり、5は記録媒体である。静電容量検出用パッ
ト2a、2bはフォトリソ工程で作られており、その位
置精度はフォトリソ工程により決定される程度の精度で
ある。本実施例では、静電容量検出用パット2aを第1
の位置決め手段に用い、静電容量検出用パット2bを第
2の位置決め手段に用いた。FIG. 2A is a view showing the surface of the recording medium used in this embodiment. Reference numerals 2a and 2b are capacitance detection pads, and 5 is a recording medium. The capacitance detecting pads 2a and 2b are made by a photolithography process, and the positional accuracy thereof is such an accuracy that is determined by the photolithography process. In the present embodiment, the capacitance detecting pad 2a is first
And the capacitance detecting pad 2b was used as the second positioning means.
【0019】図2(b)は、本実施例に用いた複数のプ
ローブ電極を上方から(図1では下方から)見た図面で
あり、プローブ電極をX方向に5本、Y方向に7本、合
計35本配置した構成になっている。各々のプローブ電
極には、トンネルチップ21からトンネル電流を検出又
は記録信号を記録層に対して電圧を印加するための配線
がなされており、各々がトンネル電流検出回路11、バ
イアス回路10につながれている。23は複数のプロー
ブ電極を設けた基板である。2c、2dは静電容量検出
用パットであり、2a、2bと同様にフォトリソ工程で
作られており、その位置精度はフォトリソ工程により決
定される程度の精度である。本実施例では、静電容量検
出用パット2dを第1の位置決め手段に用い、静電容量
検出用パット2cを第2の位置決め手段に用いた。FIG. 2B is a view of the plurality of probe electrodes used in this embodiment as seen from above (from below in FIG. 1). Five probe electrodes are provided in the X direction and seven probe electrodes are provided in the Y direction. , A total of 35 are arranged. Each probe electrode is provided with wiring for detecting a tunnel current from the tunnel tip 21 or applying a recording signal to the recording layer with a voltage, and each is connected to a tunnel current detection circuit 11 and a bias circuit 10. There is. Reference numeral 23 is a substrate provided with a plurality of probe electrodes. 2c and 2d are capacitance detection pads, which are made by a photolithography process similarly to 2a and 2b, and the positional accuracy thereof is an accuracy determined by the photolithography process. In this embodiment, the capacitance detecting pad 2d is used as the first positioning means, and the capacitance detecting pad 2c is used as the second positioning means.
【0020】図3はプローブ電極の構成例を示す断面図
である。21はトンネル電流あるいは記録信号を記録層
に対して電圧を印加するトンネルチップである。22は
トンネルチップをZ方向に移動させるためのカンチレバ
ーであり、マイクロメカニクス技術により形成される。
そして24及び25の電極に任意の電圧を印加すること
により、その静電力によってカンチレバーを変位させる
ことができる。26はトンネルチップをカンチレバー上
に有するプローブ電極であり、23はプローブ電極が形
成されている基板である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of the structure of the probe electrode. Reference numeral 21 is a tunnel chip for applying a tunnel current or a recording signal to the recording layer with a voltage. Reference numeral 22 denotes a cantilever for moving the tunnel tip in the Z direction, which is formed by micromechanics technology.
By applying an arbitrary voltage to the electrodes 24 and 25, the cantilever can be displaced by the electrostatic force. Reference numeral 26 is a probe electrode having a tunnel tip on the cantilever, and 23 is a substrate on which the probe electrode is formed.
【0021】ここで、図2(a)に示す記録媒体5をX
Y方向微動・粗動機構6に装着した。装着はXY方向微
動・粗動機構6に接着剤で固定した試料ホルダーにねじ
で固定することにより行った。また、図2(b)に示す
複数のプローブ電極は回転機構3に接着剤を用いて装着
した。この時、回転機構3の回転軸(回転中心)と複数
のプローブ電極の回転軸(回転中心)はすでに合わせて
ある。本実施例に用いた装置は複数のプローブ電極をX
Y方向に対し固定し、記録媒体をXY方向に微動する構
成になっている。Here, the recording medium 5 shown in FIG.
Attached to the Y direction fine movement / coarse movement mechanism 6. The mounting was performed by fixing the sample holder fixed to the XY direction fine movement / coarse movement mechanism 6 with an adhesive with screws. In addition, the plurality of probe electrodes shown in FIG. 2B were attached to the rotating mechanism 3 using an adhesive. At this time, the rotation axis (rotation center) of the rotation mechanism 3 and the rotation axes (rotation center) of the plurality of probe electrodes are already aligned. The apparatus used in this example has a plurality of probe electrodes X.
The recording medium is fixed in the Y direction, and the recording medium is slightly moved in the XY directions.
【0022】次に、位置決め方法の詳細を述べる。ま
ず、第1の位置決め手段により記録媒体5の回転中心O
1 と複数のプローブ電極の回転中心O2 を合わせる。本
実施例では、各々の回転中心は図2(a),(b)に示
されるように中央に設定した。Next, the details of the positioning method will be described. First, the rotation center O of the recording medium 5 is moved by the first positioning means.
The rotation centers O 2 of 1 and a plurality of probe electrodes are aligned. In this embodiment, the respective rotation centers are set to the center as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
【0023】詳述すると、まず、Z方向微動・粗動機構
4により、静電容量検出用パット2aで静電容量が測定
できるまで、複数のプローブ電極を記録媒体5に近づけ
る。今回は100μmまで静電容量検出用パット2aを
近づけたら静電容量が測定できるようになり、静電容量
型変位計からの出力は電圧にして10Vであった。この
時、記録媒体5と複数のプローブ電極の位置関係は図4
(a)に示す通りであり、この時すでに走査面と記録媒
体表面、及び複数のプローブ電極の面はすでに合ってい
る。More specifically, first, the plurality of probe electrodes are brought close to the recording medium 5 by the Z-direction fine movement / coarse movement mechanism 4 until the capacitance can be measured by the capacitance detecting pad 2a. This time, the capacitance can be measured by bringing the capacitance detection pad 2a close to 100 μm, and the output from the capacitance displacement meter was 10 V in voltage. At this time, the positional relationship between the recording medium 5 and the plurality of probe electrodes is shown in FIG.
As shown in (a), at this time, the scanning surface, the recording medium surface, and the surfaces of the plurality of probe electrodes are already aligned.
【0024】次に、XY方向微動・粗動機構6により記
録媒体5をX方向に0.1Hzで走査する。静電容量検
出用パット2aの静電容量は、静電容量検出用パット2
aと2cの重なり合う面積によって変わるので、その重
なり合う面積が一番多い時、すなわち静電容量が一番高
くなる時走査をやめる。続いて、同様にY方向にも走査
を行い、静電容量が一番高くなる時走査をやめる(図4
(b))。Then, the recording medium 5 is scanned in the X direction at 0.1 Hz by the XY direction fine movement / coarse movement mechanism 6. The capacitance of the capacitance detection pad 2a is equal to the capacitance detection pad 2a.
Since it changes depending on the overlapping area of a and 2c, the scanning is stopped when the overlapping area is the largest, that is, when the electrostatic capacitance is the highest. Subsequently, scanning is similarly performed in the Y direction as well, and scanning is stopped when the electrostatic capacitance becomes the highest (FIG. 4).
(B)).
【0025】この結果、記録媒体5の回転中心と複数の
プローブ電極の回転中心を合わせることができる。本実
施例では、この動作を2回繰り返すことにより±5nm
の範囲で記録媒体5の回転中心と複数のプローブ電極の
回転中心を合わせることができた。As a result, the center of rotation of the recording medium 5 and the center of rotation of the plurality of probe electrodes can be aligned. In this embodiment, by repeating this operation twice, ± 5 nm
Within the range, the rotation center of the recording medium 5 and the rotation center of the plurality of probe electrodes could be aligned.
【0026】次に、第2の位置決め手段により記録媒体
5の走査方向と情報の記録及び/または再生方向を合わ
せる。詳述すると、複数のプローブ電極を記録媒体5と
の平行を維持しながら右または左回りに回転機構3を用
いて回転させる。この時、静電容量検出用パット2bと
2dの静電容量を測定し、その値が最大になったら回転
を止める。これにより走査方向と情報を記録及び/また
は再生する方向を合わせることができる。Next, the scanning direction of the recording medium 5 and the recording and / or reproducing direction of information are aligned by the second positioning means. More specifically, the plurality of probe electrodes are rotated clockwise or counterclockwise by using the rotating mechanism 3 while maintaining parallel to the recording medium 5. At this time, the capacitances of the capacitance detection pads 2b and 2d are measured, and the rotation is stopped when the value becomes maximum. This makes it possible to match the scanning direction with the information recording and / or reproducing direction.
【0027】この状態でプローブ電極1にトンネル電流
が流れるまで複数のプローブ電極を記録媒体5に接近さ
せ、情報の記録及び/又は再生を行ったところ、走査方
向に一致した記録ができ、再生もエラーなく行うことが
できた。In this state, when a plurality of probe electrodes are brought close to the recording medium 5 until a tunnel current flows through the probe electrode 1 to record and / or reproduce information, it is possible to perform recording in conformity with the scanning direction and also reproduction. I was able to do it without errors.
【0028】本実施例では、第2の位置決め手段に用い
る静電容量検出用パット2b、2dを図2(b)の位置
に設置したが、これはなんら制限されるものではなく、
図5及び図6に示される位置でも良い。また、第1の位
置決め手段と第2の位置決め手段では違う静電容量検出
用パットを用いたが、図7に示すように1組の静電容量
検出用パットでも十分である。In the present embodiment, the capacitance detecting pads 2b and 2d used for the second positioning means are installed at the positions shown in FIG. 2 (b), but this is not restrictive at all.
The position shown in FIGS. 5 and 6 may be used. Further, different electrostatic capacity detection pads are used for the first positioning means and the second positioning means, but one set of electrostatic capacity detection pads is sufficient as shown in FIG.
【0029】また、本実施例では回転機構3を複数のプ
ローブ電極23側に配置し、第2の位置決め手段におい
て複数のプローブ電極23を回転させたが、回転機構3
を記録媒体5側に配置し、第2の位置決め手段において
記録媒体を回転させても構わない。In the present embodiment, the rotating mechanism 3 is arranged on the side of the plurality of probe electrodes 23, and the plurality of probe electrodes 23 are rotated by the second positioning means.
May be arranged on the recording medium 5 side and the recording medium may be rotated by the second positioning means.
【0030】(実施例2)図8は、本発明の第2の実施
例に係る記録媒体表面と複数のプローブ電極を示した図
である。全体の構成は実施例1と同様であるが、記録媒
体5と複数のプローブ電極の回転中心を、図8に示すよ
うに静電容量検出用パット2a及び2cの上に設定し
た。(Embodiment 2) FIG. 8 is a diagram showing a recording medium surface and a plurality of probe electrodes according to a second embodiment of the present invention. The overall configuration is the same as that of the first embodiment, but the rotation center of the recording medium 5 and the plurality of probe electrodes is set on the capacitance detecting pads 2a and 2c as shown in FIG.
【0031】ここで、図8(a)に示す記録媒体5をX
Y方向微動・粗動機構6に装着した。装着はXY方向微
動・粗動機構6に接着剤で固定した試料ホルダーにねじ
で固定することにより行った。また、図8(b)に示す
複数のプローブ電極は回転機構3に接着剤を用いて装着
した。この時、回転機構3の回転軸(回転中心)と複数
のプローブ電極の回転軸(回転中心)はすでに合わせて
ある。Here, the recording medium 5 shown in FIG.
Attached to the Y direction fine movement / coarse movement mechanism 6. The mounting was performed by fixing the sample holder fixed to the XY direction fine movement / coarse movement mechanism 6 with an adhesive with screws. The plurality of probe electrodes shown in FIG. 8B were attached to the rotating mechanism 3 using an adhesive. At this time, the rotation axis (rotation center) of the rotation mechanism 3 and the rotation axes (rotation center) of the plurality of probe electrodes are already aligned.
【0032】本実施例に用いた装置は、複数のプローブ
電極をXY方向に対し固定し、記録媒体をXY方向に微
動する構成になっている。The apparatus used in this embodiment has a structure in which a plurality of probe electrodes are fixed in the XY directions and the recording medium is finely moved in the XY directions.
【0033】次に、位置決め方法の詳細を述べる。ま
ず、第1の位置決め手段により記録媒体5の回転中心と
複数のプローブ電極の回転中心を合わせる。詳述する
と、まず、Z方向微動・粗動機構4により、静電容量検
出用パット2aで静電容量が測定できるまで、複数のプ
ローブ電極を記録媒体5に近づける。今回は100μm
まで静電容量検出用パット2aを近づけたら静電容量が
測定できるようになり、その値は電圧にして10Vであ
った。この時、記録媒体5と複数のプローブ電極の位置
関係は図9(a)に示す通りであり、この時すでに走査
面と記録媒体表面、及び複数のプローブ電極の面はすで
に合っている。Next, the details of the positioning method will be described. First, the center of rotation of the recording medium 5 and the center of rotation of the plurality of probe electrodes are aligned by the first positioning means. More specifically, first, the plurality of probe electrodes are brought close to the recording medium 5 by the Z direction fine movement / coarse movement mechanism 4 until the capacitance can be measured by the capacitance detection pad 2a. This time 100 μm
When the capacitance detecting pad 2a was brought close to the above, the capacitance could be measured, and the value was 10 V in voltage. At this time, the positional relationship between the recording medium 5 and the plurality of probe electrodes is as shown in FIG. 9A, and at this time, the scanning surface and the surface of the recording medium and the surfaces of the plurality of probe electrodes have already matched.
【0034】次に、XY方向微動・粗動機構6により記
録媒体5をX方向に0.1Hzで走査する。静電容量検
出用パット2aの静電容量は静電容量検出用パット2a
と2cの重なり合う面積によって変わるので、その重な
り合う面積が一番多い時、すなわち静電容量が一番高く
なる時走査をやめる。続いて、同様にY方向にも走査を
行い、静電容量が一番高くなる時走査をやめる(図9
(b))。Next, the recording medium 5 is scanned in the X direction at 0.1 Hz by the fine and coarse movement mechanism 6 in the XY directions. The capacitance of the capacitance detection pad 2a is the capacitance detection pad 2a.
And 2c vary depending on the overlapping area, so scanning is stopped when the overlapping area is the largest, that is, when the electrostatic capacitance is the highest. Subsequently, scanning is similarly performed in the Y direction as well, and scanning is stopped when the capacitance becomes the highest (FIG. 9).
(B)).
【0035】この結果、記録媒体5の回転中心と複数の
プローブ電極の回転中心を合わせることができる。本実
施例では、この動作を2回繰り返すことにより±5nm
の範囲で記録媒体5の回転中心と複数のプローブ電極の
回転中心を合わせることができた。As a result, the center of rotation of the recording medium 5 and the center of rotation of the plurality of probe electrodes can be aligned. In this embodiment, by repeating this operation twice, ± 5 nm
Within the range, the rotation center of the recording medium 5 and the rotation center of the plurality of probe electrodes could be aligned.
【0036】次に、第2の位置決め手段により記録媒体
5の走査方向と情報の記録及び/または再生方向を合わ
せる。詳述すると、複数のプローブ電極を記録媒体5と
の平行を維持しながら右または左回りに回転機構3を用
いて回転させる。この時静電容量検出用パット2bと2
dの静電容量を測定し、その値が最大になったら回転を
止める。これにより走査方向と情報を記録及び/または
再生する方向を合わせることができる。Next, the scanning direction of the recording medium 5 and the recording and / or reproducing direction of information are aligned by the second positioning means. More specifically, the plurality of probe electrodes are rotated clockwise or counterclockwise by using the rotating mechanism 3 while maintaining parallel to the recording medium 5. At this time, the capacitance detecting pads 2b and 2
The capacitance of d is measured, and when the value reaches the maximum, the rotation is stopped. This makes it possible to match the scanning direction with the information recording and / or reproducing direction.
【0037】この状態でプローブ電極1にトンネル電流
が流れるまで複数のプローブ電極を記録媒体5に接近さ
せ、情報の記録及び/又は再生を行ったところ、走査方
向に一致した記録ができ、再生もエラーなく行うことが
できた。In this state, a plurality of probe electrodes are brought close to the recording medium 5 until a tunnel current flows through the probe electrode 1 to record and / or reproduce information. As a result, recording conforming to the scanning direction is possible and reproduction is also possible. I was able to do it without errors.
【0038】本実施例では、第2の位置決め手段に用い
る静電容量検出用パット2b、2dを図2(b)の位置
に設置したが、これはなんら制限されるものではなく、
図5及び図6に示される位置でも良い。また、記録領域
になんら支障がなければ図10の位置に静電容量検出用
パットを配置してもよい。In this embodiment, the capacitance detecting pads 2b and 2d used for the second positioning means are installed at the positions shown in FIG. 2B, but this is not restrictive.
The position shown in FIGS. 5 and 6 may be used. Further, if there is no problem in the recording area, the capacitance detecting pad may be arranged at the position shown in FIG.
【0039】また、本実施例では静電容量検出用パット
の形状として四角形のものを示したが、図11のように
円形であっても構わない。In this embodiment, the shape of the capacitance detecting pad is shown as a quadrangle, but it may be circular as shown in FIG.
【0040】また、本実施例では回転機構3を複数のプ
ローブ電極23側に配置し、第2の位置決め手段におい
て複数のプローブ電極23を回転させたが、回転機構3
を記録媒体5側に配置し、第2の位置決め手段において
記録媒体5を回転させてもよい。In the present embodiment, the rotating mechanism 3 is arranged on the side of the plurality of probe electrodes 23 and the plurality of probe electrodes 23 are rotated by the second positioning means.
May be disposed on the recording medium 5 side, and the recording medium 5 may be rotated by the second positioning means.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録時及び/又は再生時における記録媒体表面の記録及
び再生方向とプローブ電極の走査面の位置決めを行うこ
とができ、高密度記録かつ読み取りエラーの少ない情報
の記録及び/又は再生が可能となった。As described above, according to the present invention,
The recording and / or reproducing direction on the surface of the recording medium and the scanning surface of the probe electrode can be positioned at the time of recording and / or reproducing, which enables high-density recording and recording and / or reproducing of information with few reading errors. ..
【図1】本発明の位置決め手段,方法の概略ブロック図
である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a positioning means and method of the present invention.
【図2】本発明の実施例1に係る記録媒体表面に設けら
れた静電容量検出用パットを示した図、及び複数のプロ
ーブ電極表面に設けられた静電容量検出用パットを示し
た図である。FIG. 2 is a diagram showing a capacitance detection pad provided on the surface of the recording medium according to the first embodiment of the present invention and a diagram showing capacitance detection pads provided on a plurality of probe electrode surfaces. Is.
【図3】プローブ電極の構成例の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a configuration example of a probe electrode.
【図4】本発明の実施例1に係る記録媒体と複数のプロ
ーブ電極の偏心を示した図、及び第1の位置決め手段に
より回転中心が一致したことを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the eccentricity of the recording medium according to the first embodiment of the present invention and a plurality of probe electrodes, and a diagram showing that the rotation centers coincide with each other by the first positioning means.
【図5】本発明に係る記録媒体表面と複数のプローブ電
極表面の静電容量検出用パットの位置の他の例を示した
図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the positions of the capacitance detecting pads on the surface of the recording medium and the surface of a plurality of probe electrodes according to the present invention.
【図6】本発明に係る記録媒体表面と複数のプローブ電
極表面の静電容量検出用パットの位置の他の例を示した
図である。FIG. 6 is a diagram showing another example of the positions of the capacitance detection pads on the surface of the recording medium and the surface of a plurality of probe electrodes according to the present invention.
【図7】本発明の実施例1の他の例を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2に係る記録媒体表面に設けら
れた静電容量検出用パットを示した図、及び複数のプロ
ーブ電極表面に設けられた静電容量検出用パットを示し
た図である。FIG. 8 is a diagram showing a capacitance detection pad provided on the surface of a recording medium according to a second embodiment of the present invention and a diagram showing capacitance detection pads provided on a plurality of probe electrode surfaces. Is.
【図9】本発明の実施例2に係る記録媒体と複数のプロ
ーブ電極の偏心を示した図、及び第1の位置決め手段に
より回転中心が一致したことを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing eccentricity of a recording medium and a plurality of probe electrodes according to a second embodiment of the present invention, and a diagram showing that the centers of rotation are matched by the first positioning means.
【図10】本発明に係る実施例2の他の例を示した図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing another example of the second embodiment according to the present invention.
【図11】本発明に係る実施例2の他の例を示した図で
ある。FIG. 11 is a diagram showing another example of the second embodiment according to the present invention.
【図12】記録時及び/又は再生時における記録媒体表
面の記録及び再生方向とプローブ電極の走査面の不一致
を示したものである。FIG. 12 shows the discrepancy between the recording and reproducing directions on the recording medium surface and the scanning surface of the probe electrode during recording and / or reproducing.
1 プローブ電極 2 静電容量検出用パット 2a〜2d 静電容量検出用パット 3 回転機構 4 Z方向微動・粗動機構 5 記録媒体 5a 基板 5b 下地電極 5c 記録層 5d 記録領域 6 XY方向微動・粗動機構 7 インターフェース 8 制御回路 9 書込み読出し回路 10 バイアス回路 11 トンネル電流検出回路(記録・再生用) 12 位置決め回路 13 位置検出回路 14 サーボ回路 15 Z方向駆動回路 16 XY方向駆動回路 17 回転機構駆動回路 18 静電容量検出回路 21 トンネルチップ 22 カンチレバー 23 複数のプローブ電極(基板) 24 電極 25 電極 26 プローブ電極 1 Probe Electrode 2 Capacitance Detection Pad 2a to 2d Capacitance Detection Pad 3 Rotation Mechanism 4 Z-direction Fine / Coarse Movement Mechanism 5 Recording Medium 5a Substrate 5b Base Electrode 5c Recording Layer 5d Recording Area 6 XY-direction Fine Movement / Coarse Movement Drive mechanism 7 Interface 8 Control circuit 9 Write / read circuit 10 Bias circuit 11 Tunnel current detection circuit (for recording / reproduction) 12 Positioning circuit 13 Position detection circuit 14 Servo circuit 15 Z direction drive circuit 16 XY direction drive circuit 17 Rotation mechanism drive circuit 18 Capacitance Detection Circuit 21 Tunnel Chip 22 Cantilever 23 Plural Probe Electrodes (Substrate) 24 Electrode 25 Electrode 26 Probe Electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑中 勝則 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsunori Hatanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (6)
と、該記録媒体に対向して設けられた書込み読出しを行
う複数のプローブ電極とを、走査面に対し平行を維持し
ながら記録時及び/又は再生時に該記録媒体への記録方
向と該複数のプローブ電極の走査方向を一致させる方法
において、該記録媒体を面方向に回転する基準軸と該複
数のプローブ電極をその面方向に回転する基準軸を合わ
せる第1の位置決め手段と、該基準軸を中心に該記録媒
体又は該複数のプローブ電極を走査面に対し平行を維持
しながら相対的に回転移動させる第2の位置決め手段に
より一致させることを特徴とする記録媒体とプローブ電
極間の位置決め方法。1. A recording medium for recording / reproducing information and a plurality of probe electrodes for writing / reading, which are provided so as to face the recording medium, are kept parallel to the scanning plane during recording and In a method of matching the recording direction on the recording medium with the scanning direction of the plurality of probe electrodes during reproduction, a reference axis for rotating the recording medium in the plane direction and the plurality of probe electrodes for rotating in the plane direction. The first positioning means for aligning the reference axis with the second positioning means for rotating the recording medium or the plurality of probe electrodes relative to the scanning surface while maintaining the parallel to the scanning surface. A method for positioning between a recording medium and a probe electrode characterized by the above.
め手段として、記録媒体及び複数のプローブ電極を有し
た基板に設けられた位置検出用の静電容量パットの静電
容量変化を用いることを特徴とする請求項1記載の記録
媒体とプローブ電極間の位置決め方法。2. A capacitance change of a capacitance pad for position detection provided on a substrate having a recording medium and a plurality of probe electrodes is used as the first positioning means and the second positioning means. The positioning method between the recording medium and the probe electrode according to claim 1.
軸を静電容量検出パットの上に設定することを特徴とす
る請求項2記載の記録媒体とプローブ電極間の位置決め
方法。3. The positioning method between the recording medium and the probe electrode according to claim 2, wherein the reference axis is set on the capacitance detection pad in the first positioning means.
軸を記録媒体及び複数のプローブ電極の中心に設定する
ことを特徴とする請求項2記載の記録媒体とプローブ電
極間の位置決め方法。4. The positioning method between a recording medium and a probe electrode according to claim 2, wherein the reference axis is set at the center of the recording medium and the plurality of probe electrodes in the first positioning means.
軸の回りに複数のプローブ電極を有した基板を回転させ
ることを特徴とする請求項2記載の記録媒体とプローブ
電極間の位置決め方法。5. The positioning method between a recording medium and a probe electrode according to claim 2, wherein the second positioning means rotates a substrate having a plurality of probe electrodes around a reference axis.
軸の回りに記録媒体を回転させることを特徴とする請求
項2記載の記録媒体とプローブ電極間の位置決め方法。6. The positioning method between a recording medium and a probe electrode according to claim 2, wherein the recording medium is rotated around a reference axis in the second positioning means.
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---|---|---|---|
JP3293908A JP2976151B2 (en) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | Positioning method between recording medium and probe electrode |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5418771A (en) * | 1993-02-25 | 1995-05-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing apparatus provided with surface aligning mechanism between probe head substrate and recording medium substrate |
JP2007184078A (en) * | 2006-01-09 | 2007-07-19 | Samsung Electronics Co Ltd | Xy stage module, storage system employing the same, and method for fabricating the xy stage module |
JPWO2007013507A1 (en) * | 2005-07-26 | 2009-02-12 | パイオニア株式会社 | Drive device |
JP2015138879A (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 日本放送協会 | Substrate alignment apparatus, substrate bonding apparatus including the same, substrate alignment method, and substrate bonding method |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3293908A patent/JP2976151B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP4695647B2 (en) * | 2005-07-26 | 2011-06-08 | パイオニア株式会社 | Drive device |
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