JPH06195770A

JPH06195770A - 記録再生装置

Info

Publication number: JPH06195770A
Application number: JP34774092A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kasanuki; 有二笠貫; Akihiko Yamano; 明彦山野; Toshihiko Miyazaki; 俊彦宮崎; Tsutomu Ikeda; 勉池田; Harunori Kawada; 春紀河田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】走査型プローブ顕微鏡の原理を使用した記録再
生装置において、記録媒体やプローブ表面の酸化や吸着
の影響を防ぎ、かつプローブを複数設けた場合であって
も熱ドリフトの影響を受けないようにする。【構成】プローブを構成するマイクロティップ１２１と
記録媒体１００とが、フッ素系不活性液体１０３に浸漬
されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に対して情報
の記録および／または再生を行なう記録再生装置に関
し、特に、記録媒体に極小距離まで接近したプローブを
有し、走査型プローブ顕微鏡の原理によって記録および
／または再生が行なわれる記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、記録密度の極めて大きな記録再生
装置として、走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneli
ng Microscope、以下、ＳＴＭと略す）や原子間力顕微
鏡（Atomic Force Microscope、以下、ＡＦＭと略す）
の原理を応用したものが期待されている。これらはトン
ネル電流や原子間力などを利用して、記録媒体に対し情
報の記録および／または再生を行なうものである。な
お、ＳＴＭやＡＦＭは、走査型プローブ顕微鏡と呼ばれ
る一群に含まれる。

【０００３】ＳＴＭは、導体の表面原子の電子構造を直
接観察でき、単結晶あるいは非晶質などを問わず実空間
における高い分解能を有する。さらにＳＴＭは、試料や
記録媒体に電流による損傷を与えることなく低電力で観
察でき、さらに大気中において種々の材料に対して適用
できるという利点を有し、広範囲な応用が期待されてい
る。

【０００４】ＳＴＭは、金属のプローブ電極と導電性物
質との間に電圧を加えて１ｎｍ程度の距離まで近付ける
とトンネル電流が流れ、このトンネル電流の大きさがプ
ローブ電極と導電性物質の距離に大きく依存することを
利用している。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、実空間の表面構造を描く
ことができ、面内の分解能は０.１ｎｍ程度である。し
たがって、ＳＴＭの原理を応用すれば十分に原子オーダ
ー（０.数ｎｍ）での高密度記録再生が可能となる。Ｓ
ＴＭの原理を用いた情報の記録再生方法としては、粒子
線（電子線、イオン線）、Ｘ線などの高エネルギー電磁
波、あるいは可視・紫外光などのエネルギー線を用いて
適当な記録層の表面状態を変化させて記録を行ない、こ
れをＳＴＭで再生する方法や、電圧−電流のスイッチン
グ特性に関しメモリ効果を有する材料、例えばπ電子系
有機化合物やカルコゲン化合物などの薄層を記録層をし
て用い、記録および再生をＳＴＭを用いて行なう方法
（例えば特開昭６３−１６１５５２、同１６１５５３号
公報）が提案されている。

【０００５】一方、ＳＴＭの技術を応用したＡＦＭも、
ＳＴＭと同様に表面の凹凸情報を得ることができ、さら
に、絶縁性の試料に対しても原子オーダーの分解能での
測定が可能である。したがって、情報の記録による記録
層の表面状態の変化に形状の変化が伴う場合には、ＡＦ
Ｍを用いて記録された情報の再生を行なうこともでき
る。ＡＦＭの場合、"プローブ電極"は必ずしも導電性で
ある必要はないので、以下、ＳＴＭにおけるプローブ電
極も含め、プローブと呼ぶことにする。

【０００６】これら、ＳＴＭやＡＦＭで用いられるプロ
ーブとしては、従来は先端が極めて尖った針状のものが
使用されていたが、最近ではカンチレバーを利用したも
のが主流になりつつある。このカンチレバーによるプロ
ーブは、シリコンに対するエッチング技術を適用して作
成されるものである。シリコン単結晶の性質を高度に利
用した異方性エッチングの手法を用いることにより、微
小かつ高精度なカンチレバーを再現性よく形成すること
ができる（K. E. Pertersen, Proc. IEEE, 70,420(198
2)）。この手法によれば、極めて容易に、複数個のカン
チレバーを一体化して（モノリシックタイプとして）形
成することもできる。このような複数個のカンチレバー
の自由端にそれぞれマイクロティップを設けてプローブ
とし、記録再生装置に用いれば、カンチレバーの数だけ
同時に情報の記録・再生が行なえ、実質的に情報の転送
速度や記憶容量が増大するという利点が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したＳＴＭやＡＦ
Ｍの原理を応用した記録再生装置では、以下のような問
題点がある。すなわち、ＳＴＭやＡＦＭは表面構造の情
報をトンネル電流や原子間力により検出するものであ
り、そのため、大気中における、記録媒体表面やプロー
ブ表面の酸化や吸着現象などに極めて敏感である。この
ため、記録・再生において、情報の信頼性が損なわれる
ことがある。

【０００８】また、複数のカンチレバーを用いたいわゆ
るマルチプローブでは、上記の問題点の他に、熱ドリフ
トによる問題が発生する。図７は複数のカンチレバーを
使用する従来の記録再生装置の構成を示す平面図であ
る。

【０００９】複数のカンチレバー７０２は相互に平行し
て配置されており、これに対応して、記録媒体７０３上
に情報ビット列７０１が形成されている。このとき、各
々のカンチレバー７０２の自由端に設けたマイクロティ
ップでこの情報ビット列７０１をトレースしようとする
とき、記録媒体７０３とカンチレバー７０２側との間に
温度差が生じると、熱膨張の影響によって、特定のカン
チレバー７０２のマイクロティップが対応する情報ビッ
ト列７０１を正確にトレースしていると、他のカンチレ
バー７０２が対応する情報ビット列７０１からずれてし
まい、他のカンチレバー７０２の自由端にあるマイクロ
ティップが情報ビット列７０１を正確にトレースできな
くなる。このため、カンチレバーを複数設けたとして
も、全てのカンチレバーによって同時に並列的に情報を
処理することが極めて困難となる。これが、熱ドリフト
による問題である。

【００１０】このことは、カンチレバーをマルチ化した
記録再生装置において、サーボ面によるサーボを行なう
ことを困難にさせている。すなわち、記録媒体の一部に
トラッキング用のサーボ情報を書き込みこのサーボ情報
を利用して記録媒体にアクセスしたとき、サーボ情報読
み出し用のカンチレバーが正確な位置にあったとして
も、情報ビット列をトレースするための他のカンチレバ
ーの位置がこの情報ビット列からずれてしまうからであ
る。

【００１１】本発明の目的は、走査型プローブ顕微鏡の
原理を使用した記録再生装置において、記録媒体やプロ
ーブ表面の酸化や吸着の影響を防ぎ、かつプローブを複
数設ける構成とした場合であっても熱ドリフトの影響を
受けることのないものを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の記録再生装置
は、マイクロティップを有するプローブを備え、前記マ
イクロティップに近接して配置された記録媒体に対し情
報の記録および／または再生を行なう記録再生装置にお
いて、前記記録媒体および前記マイクロティップがフッ
素系不活性液体中に浸漬されている。

【００１３】

【作用】マイクロティップと記録媒体とがフッ素系不活
性液体に浸漬されているので、マイクロティップや記録
媒体表面の酸化や吸着を防止でき、長期間わたって安定
した記録再生特性を維持できるようになる。また、フッ
素系不活性液体は熱伝達効率が高いので、記録媒体とマ
イクロティップ側との間の温度差がなくなって温度分布
が均一になり、熱ドリフトの影響をなくすことができ
る。したがって、サーボ面サーボの手法によって多数の
情報ビット列に同時にアクセスすることが可能となる。

【００１４】本発明の記録再生装置では、マイクロティ
ップと記録媒体間のトンネル電流によって、あるいは原
子間力などマイクロティップと記録媒体との間に作用す
る力によって、少なくとも情報の再生が行なわれるよう
にするとよい。このため、記録媒体とマイクロティッ
プとの間にバイアス電圧を印加する手段と、前記記録媒
体と前記マイクロティップとの間に流れるトンネル電流
を検出する手段とを備えるようにしたり、記録媒体と
マイクロティップとの間に作用する力を検出する手段を
備えるようにしたりするとよい。

【００１５】マイクロティップを備えたプローブとして
は、ＰＺＴなどからなる円筒型圧電アクチュエータの先
端部にマイクロティップを取り付けた構成のものでもよ
いが、量産性や並列動作の可能性などから、カンチレバ
ーの自由端にマイクロティップを設けた構成のものとす
ることが望ましい。この場合、記録媒体の任意の記録位
置にアクセスできるように、マイクロティップと記録媒
体との相対的位置関係を変化させる手段を設けるとよ
い。

【００１６】多数のカンチレバーをモノリシックタイプ
に形成し、各カンチレバーの自由端にそれぞれマイクロ
ティップが設けられるような構成の記録再生装置とする
ことによって、本発明の効果を特に発揮することができ
る。このような記録再生装置では、トラッキング用のサ
ーボ情報が記録されているサーボ面が記録媒体の少なく
とも一部に設けられ、少なくとも１個のカンチレバーが
サーボ面に対応し、当該カンチレバーの自由端にあるマ
イクロティップによってサーボ情報が読み出されてサー
ボ面サーボが行なわれるようにすることが望ましい。

【００１７】以下、本発明の構成について詳細に説明す
る。

【００１８】〈自由端にマイクロティップを有するカン
チレバーの製造方法〉自由端にマイクロティップを有す
るカンチレバーについて、シリコンの異方性エッチング
を利用した製造方法を説明する。

【００１９】図４(a)は、シリコン基板５０２上に一端
が固定されたカンチレバー５１０を示す断面図である。
シリコン基板５０２の両表面には、後述する貫通孔５１
１の側壁や底壁となる部分を除き、マスク層５０１が形
成されている。シリコン基板５０２には貫通孔５１１が
設けられ、シリコン基板５０２の表面のうち貫通孔５１
１の周縁にあたる部分に、カンチレバー５１０の一端
（固定端）が固定され、カンチレバー５１０の自由端は
貫通孔５１１の上に迫り出している。このカンチレバー
５１０の自由端において、自由端のシリコン基板５０２
の反対側にあたる面に、トンネル電流を検出するための
マイクロティップ５０５が設けられている。このマイク
ロティップ５０５は、カンチレバー５１０の表面に対し
ほぼ垂直方向に延びて先端が尖っている。

【００２０】カンチレバー５１０は、３層の電極層５０
３の各層間に圧電体層５０４をそれぞれ設けた合計５層
からなるバイモルフ構成となっている。各電極層５０３
に適宜の電圧を印加することにより、カンチレバー５１
０の自由端側がシリコン基板５０２の表面に垂直な方向
（図示上下方向）に変位し、これによって、マイクロテ
ィップ５０５の先端と記録媒体の表面との距離が制御さ
れる。

【００２１】上記のような構成のカンチレバーを以後、
圧電バイモルフプローブユニットと呼ぶことにする。図
４(a)においては１本のカンチレバー５１０しか描かれ
ていないが、シリコン基板５０２の１つの貫通孔５１１
に対して複数のカンチレバー５１０を配置することが可
能である。１つの貫通孔５１１に対して複数のカンチレ
バー５１０を設ける場合、これら複数本のカンチレバー
５１０は平行に、すなわち図面紙背方向に順次配列する
ように配置するのが一般的である。

【００２２】まず、図４(b)に示されるように、シリコ
ン（１００）基板５０２の両面にマスク層５０１を成膜
する。そして、シリコン基板５０２の裏面側（図示下
側）のマスク層５０１をパターニングしてエッチング用
の開口部を形成したのち、結晶異方性エッチングによ
り、シリコン基板５０２をエッチングする。その結果、
図４(c)に示されるように、シリコン基板５０２の裏面
側から表面側に延びる台形断面の凹部５１２が形成され
る。凹部５１２の底部に相当する部分では、表面側のマ
スク層５０１の他に、シリコン基板５０２が薄い厚さで
残され、凹部５１２の底面とシリコン基板５０２の表面
との距離はごく短いものとなっている。続いて、シリコ
ン基板５０２の表面側に、電極層５０３と圧電体層５０
４とを交互に積層して、カンチレバー５１０（圧電バイ
モルフ）を形成する（図４(d)）。

【００２３】次に、カンチレバー５１０の自由端となる
べき部位の表面にマイクロティップ５０５を形成する
（図４(e)）。マイクロティップ５０５の形成方法とし
ては、電子線放射用の冷陰極（電界放射用電極）に関す
る製造方法、特にＳＲＩ研究所のスピントの報告（J. A
ppl. Phys. 39, 3504(1968)）による方法がある。すな
わち基板（カンチレバー５１０）の前方に、小さな開口
部を有するマスク板を配置し、このマスク板に金属を斜
方蒸着する。すると、開口部を介してカンチレバー表面
にも蒸着膜が形成されるが、開口部自体の面積が蒸着の
進行とともに小さくなるので、マスクの開口部の下には
円錐状あるいは角錐状の形状の突起が形成されることに
なる。この突起をマイクロティップ５０５とする。

【００２４】マイクロティップ５０５の形成後、シリコ
ン基板５０２の凹部５１２の異方性エッチングを行な
い、凹部５１２側から表面側のマスク層５０１が完全に
除去されるようにして、図４(a)に示す圧電バイモルフ
プローブユニットを完成させる。なお、シリコン基板５
０２の裏面側から最初にエッチングを行なう際（図４
(c)）に表面側のマスク層５０１のみならずシリコン基
板５０２を薄く残しておくのは、カンチレバー５１０を
構成する電極層５０３と圧電体層５０４との積層を行な
うとき、マスク層５０１だけでは強度が不足し、歩留り
が低下するからである。

【００２５】次に、マイクロティップが金属膜を被覆さ
れたマスク層からなるカンチレバー（以下、メタルコー
トカンチレバーという）について説明する。このメタル
コートカンチレバーは、トンネル電流の検出に用いられ
るほか、ＡＦＭの原理による原子間力の測定にも用いら
れるものである。

【００２６】このメタルコートカンチレバー５５０は、
図５(a)に示すように、シリコン基板５５２上に一端が
固定され、他端（自由端）側が、シリコン基板５５２に
設けられた貫通孔５６１の上に迫り出している。メタル
コートカンチレバー５５０は、マスク層５５１ａとこの
マスク層５５１ａの上に設けられた金属膜５５３とによ
って構成され、自由端側がΛ字状に屈曲し、このΛ字状
の部分がマイクロティップ５５５を形成している。この
マイクロティップ５５５は、カンチレバー５５０の表面
に対しほぼ垂直方向に延びて先端が尖っている。シリコ
ン基板５５２の表面（図示上側の面）のうち貫通孔５６
１を除く部分にも、マスク層５５１ａが設けられてい
る。シリコン基板５５２の裏面（図示下側の面）には、
貫通孔５５６に対応する部分を除いてマスク層５５１が
形成されている。

【００２７】次に、このメタルコートカンチレバー５５
０の製造方法について説明する。

【００２８】まず、図５(b)に示すように、シリコン基
板５５２の両面にマスク層５５１を形成する。そして、
表面側に設けたマスク層５５１について、マイクロティ
ップ５５５の先端となるべき部分以外を除去し、シリコ
ン基板５５２の結晶異方性エッチングを行なう。このと
き、マイクロティップ５５５の先端となるべき位置で
は、マスク層５５１を円形もしくは正方形状にパターニ
ングしておく。その結果、シリコン基板５５２は、マイ
クロティップ５５５となるべき部分がΛ字状に突出する
ようになる（図５(c)）。続いて、シリコン基板５５２
の表面の全面に、マスク層５５１ａを形成する（図５
(d)）。このマスク層５５１ａはマイクロティップ５５
５となるべき部分を除いて平面であり、マイクロティッ
プ５５５となるべき位置でΛ字状に突出している。

【００２９】次に、シリコン基板５５２の裏面側のマス
ク層５５１をパターンニングして開口部を形成し（図５
(e)）、裏面側からシリコン基板５５２に対して結晶異
方性エッチングを行ない、断面が台形状である貫通孔５
５６を形成する（図５(f)）。このとき、貫通孔５５６
の底部に露出しているマスク層５５１ａのうち、メタル
コートカンチレバー５５０を構成することとなる部分以
外の部分も除去されるようにする。最後に、シリコン基
板５５２の表面側のマスク層５５１ａの表面に、真空蒸
着やスパッタリングなどによって金属膜５５３を被着
し、メタルコートカンチレバー５５０を完成させる。

【００３０】〈記録媒体〉本発明の用いられる記録媒体
としては、電流−電圧特性においてメモリスイッチング
現象（電気メモリ効果）をもつ材料を使用することがで
きる。そして、このような効果を有する材料を記録層と
し、この記録層を下地電極上に形成したものとすること
が好ましい。このような効果を有する材料としては、例
えば、 (1) 酸化物ガラスやホウ酸塩ガラスあるいは周期律表II
I,IV,Ｖ,VI族元素を化合したＳｅ,Ｔｅ,Ａｓを含んだカ
ルコゲン化物ガラスなどのアモルファス半導体が挙げら
れる。これらは、光学的バンドギャップＥ_gが０.６〜
１.４ｅＶあるいは電気的活性化エネルギーΔＥが０.７
〜１.６ｅＶ程度の真性半導体である、カルコゲン化物
ガラスの具体例としては、Ａｓ-Ｓｅ-Ｔｅ系、Ｇｅ-Ａ
ｓ-Ｓｅ系、Ｓｉ-Ｇｅ-Ａｓ-Ｔｅ系、例えばＳｉ₁₆Ｇｅ
₁₄Ａｓ₅Ｔｅ₆₅（添え字は原子％、以下同じ）、あるい
はＧｅ-Ｔｅ-Ｘ系、Ｓｉ-Ｔｅ-Ｘ系（Ｘは少量のＶ族あ
るいはVI族元素）例えばＧｅ₁₅Ｔｅ₈₁Ｓｂ₂Ｓ₂が挙げら
れる。さらにはＧｅ-Ｓｂ-Ｓｅ系カルコゲン化物ガラス
も用いることができる。

【００３１】上記化合物を下地電極上に堆積してアモル
ファス半導体層としたものにおいて、膜面に垂直な方向
にプローブ電極を用いて電圧を印加することにより、媒
体の電気メモリ効果を発現させることができる。

【００３２】かかる材料の堆積法として従来から公知の
薄膜形成技術を用いることにより、十分本発明の目的を
達成することができる。例えば好適な成膜法としては、
真空蒸着法やクラスターイオンビーム法などを挙げるこ
とができる。一般的には、かかる材料の電気メモリ効果
は数μｍ以下の膜厚で観測されており、記録媒体として
の記録分解能（記録密度）に関してはより薄い方が好ま
しいが、記録性や膜の均一性の観点から、１０ｎｍ以上
１μｍ以下の膜厚が好ましく、１００ｎｍ以下の膜厚と
することがさらに好ましい。

【００３３】(2) さらには、テトラシアノキノジメタン
（ＴＣＮＱ）、ＴＣＮＱ誘導体、例えばテトラフルオロ
テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱＦ₄）、テトラシ
アノエチレン（ＴＣＮＥ）およびテトラシアノナフトキ
ノジメタン（ＴＮＡＰ）などの電子受容性化合物と銅や
銀などの還元電位が比較的低い金属との塩を下地電極上
に堆積させた有機半導体層も挙げることができる。

【００３４】かかる有機半導体層の形成法としては、銅
あるいは銀の下地電極の上に前記電子受容性化合物を真
空蒸着する方法が用いられる。かかる有機半導体層の電
気メモリ効果は数十μｍ以下の膜厚のもので観測されて
いるが、成膜性、均一性の観点から１０ｎｍ〜１μｍの
膜厚とすることが好ましい。

【００３５】(3) さらには、アモルファスシリコンを材
料とした記録媒体を挙げることができる。これは、例え
ば金属／ａ-Ｓｉ層（ｐ⁺層／ｎ層／ｉ層）あるいは金属
／ａ-Ｓｉ層（ｎ⁺層／ｐ層／ｉ層）の層構成を有する記
録媒体であり、ａ-Ｓｉの各層の堆積は、従来から公知
の方法によって十分行なうことが可能である。本発明で
は、好適には、グロディスチャージ法（ＧＤ法）が用い
られる。ａ-Ｓｉの各層の膜厚は、ｎ層に対しては２０
０〜３００ｎｍ、ｉ層、ｐ⁺層に対しては１００ｎｍ程
度が好適であり、ａ-Ｓｉ層全体の膜厚は５００ｎｍ〜
１μｍ程度のものが好ましい。

【００３６】(4) またさらには、π電子準位をもつ群と
σ電子準位のみをもつ群を併有する分子を下地電極上に
積層させた記録媒体を挙げることができる。

【００３７】本発明に好適なπ電子系を有する色素の構
造としては、例えば、フタロシアニン、テトラフェニル
ポルフィンなどのポルフィリン骨格を有する色素、スク
アリリウム基およびクロコニックメチン基を結合鎖とし
てもつアズレン系色素およびキノリン、ベンゾチアゾー
ル、ベンゾオキサゾールなどの２個の含窒素複素環をス
クリリウム基およびクロコニックメチン基により結合し
たシアニン系類似の色素、またはシアニン色素、アント
ラセンおよびピレンなどの縮合多環芳香族、および芳香
環および複素環化合物が重合した鎖状化合物およびジア
セチレン基の重合体、さらにはテトラシアノキノジメタ
ンまたはテトラチオフルバレンの誘導体およびその類縁
体およびその電荷移動錯体またさらにはフェロセン、ト
リスビピリジンルテニウム錯体などの金属錯体化合物が
挙げられる。

【００３８】有機記録媒体の形成に関しては、具体的に
は蒸着法やクラスターイオンビーム法などの適用も可能
であるが、制御性、容易性そして再現性から公知の従来
技術の中ではラングミュラー・ブロジェット法（以下、
ＬＢ法とする）が極めて好適である。ＬＢ法は、分子内
に親水性部位と疎水性部位とを有する構造の分子におい
て、両者のバランス（両親媒性のバランス）が適度に保
たれているとき、水面上において、分子が親水性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して単分子膜また
はその累積膜を作製する方法である。

【００３９】このＬＢ法によれば、１分子中に疎水性部
位と親水性部位とを有する有機化合物の単分子膜または
その累積膜を基板上に容易に形成することができ、分子
オーダーの厚みを有し、かつ大面積にわたって均一、均
質な有機超薄膜を安定に供給することができる。

【００４０】疎水性部位を構成する基としては、一般に
広く知られている飽和および不飽和炭化水素基や縮合多
環芳香族および鎖状多環フェニル基などの各種疎水性基
が挙げられる。これらはそれぞれ単独あるいはその複数
が組み合わされて疎水性部分を構成する。一方、親水性
部分の構成要素として最も代表的なものは、例えばカル
ボキシル基、エステル基、酸アミド基、イミド基、ヒド
ロキシル基、さらにはアミノ基（１、２、３級および４
級）などの親水性基などが挙げられる。これらもそれぞ
れ単独あるいはその複数が組み合わされて上記分子の親
水性部分を構成する。

【００４１】これらの疎水性基を親水性基をバランスよ
く併有し、かつ適度の大きさをもつπ電子系を有する色
素分子であれば、水面上で単分子膜を形成することが可
能であり、本発明に対して極めて好適な材料となる。

【００４２】具体例としては、例えば下記のような分子
などが挙げられる。［Ｉ］クロコニックメチン色素

【００４３】

【化１】

【００４４】

【化２】

【００４５】

【化３】

【００４６】

【化４】

【００４７】

【化５】

【００４８】

【化６】

【００４９】

【化７】

【００５０】

【化８】

【００５１】

【化９】

【００５２】

【化１０】

【００５３】

【化１１】ここでＲ₁は、前述のσ電子準位をもつ群に相当したも
のであり、しかも水面上で単分子膜を形成しやすくする
ために導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは、
５≦ｎ≦３０が好適である。

【００５４】以上具体例として挙げた化合物は基本構造
のみであり、これらの化合物の種々の置換体も本発明に
おいて好適であることは言うに及ばない。［II］スクアリリウム色素［Ｉ］で挙げた化合物のクロコニックメチン基を下記の
構造をもつスクアリリウム基で置き換えた化合物。

【００５５】

【化１２】［III］ポルフィリン系色素化合物

【００５６】

【化１３】

【００５７】

【化１４】

【００５８】

【化１５】ここでＲは単分子膜を形成しやすくするために導入され
たもので、ここで挙げた置換基に限られるものではな
い。また、Ｒ₁〜Ｒ₄、Ｒは前述したσ電子準位をもつ群
に相当している。［IV］縮合多環芳香族化合物

【００５９】

【化１６】

【００６０】

【化１７】

【００６１】

【化１８】

【００６２】

【化１９】［Ｖ］ジアセチレン化合物

【００６３】

【化２０】Ｘは親水基であって、一般には−ＣＯＯＨが用いられる
が、−ＯＨや−ＣＯＮＨ₂なども使用できる。［VI］その他

【００６４】

【化２１】

【００６５】

【化２２】

【００６６】

【化２３】

【００６７】

【化２４】

【００６８】

【化２５】

【００６９】

【化２６】なお、上記以外でもＬＢ法に適している色素材料であれ
ば、本発明に好適なのはいうまでもまお。例えば、近年
研究が盛んになりつつある生体材料（例えばバクテリオ
ロドプシンやチトクロームｃ）や合成ポリペプヂド（Ｐ
ＢＬＧなど）も適用可能である。

【００７０】これらのπ電位準位を有する化合物の電気
メモリ効果は数十μｍ以下の膜厚のもので観測されてい
るが、成膜性、均一性の観点から、１.５〜２００ｎｍ
の膜厚のものが好ましい。

【００７１】〈下地電極〉下地電極としては、ある程度
の導電性があればどのようなものでも使用できるが、好
ましくは、表面が酸化しにくく、かつ平坦なものが適し
ている。下地電極に好適に用いられる材料としては、Ａ
ｕ,Ｐｔ,Ｐｄ,Ｉｒ,Ａｇなどの貴金属や、ＨＯＰＧ,Ｍ
ｏＳ₂,ＭｏＳｅ₂などの層状化合物が挙げられる。

【００７２】中でもＡｕは、種々の基板上に真空蒸着、
スパッタリング、ＣＶＤ、電解メッキ、無電解メッキな
どの方法で下地電極として形成できるという利点があ
る。また結晶性においても、真空蒸着法により、マイカ
（雲母）上に数十μｍの大粒径の単結晶を形成できる
（Dennis J. Trevor, et al., Phys. Rev. Lett., 62
(8),20(1989)）など、下地電極の材料として特に優れて
いる。

【００７３】金薄膜の形成方法の一つとして、核形成密
度の大きい材料からなる面と核形成密度の小さい材料か
ら面とを隣接して配した基板に対し、核形成密度の大き
い材料からなる面のみに単結晶群からなる金結晶薄膜を
形成する方法がある。この方法では金錯体溶液を使用
し、溶液中の金錯体を分解処理することによって溶液内
の金を過飽和状態に移行させ、それによって核形成密度
の大きい面のみに選択的に金結晶を形成する方法であ
る。この方法によって得られる金結晶薄膜は（１１１）
面に配向制御され、これによって極めて平滑な表面を有
するようになる。

【００７４】ここで、核形成密度の大きな材料としてＳ
ｉ、核形成密度の小さな材料としてＳｉＯ₂、金錯体と
して［ＡｕＩ₄］^-、金錯体の分解処理方法として揮発を
用いた例について、図６を用いて説明する。

【００７５】まず、ｎ⁺型のＳｉ基板４０１を熱酸化処
理し、表面にＳｉＯ₂の熱酸化膜４０２を形成した。次
に、レジストを用いたエッチングにより熱酸化膜４０２
の一部を除去し、Ｓｉ面が露出するようにして基板を得
た。

【００７６】蒸留水にヨウ化カリウムおよびヨウ素を溶
解させてヨウ素水溶液を作成したのち、これに金を加え
て攪拌溶解させ、［ＡｕＩ₄］^-を含有する金錯体溶液と
した。このときこの金錯体溶液中には、金錯イオン［Ａ
ｕＩ₄］^-のほか、Ｉ₃ ^-、Ｋ⁺の各イオンが存在するもの
と考えられる。

【００７７】ヨウ素水溶液は、ヨウ化カリウム以外のヨ
ウ化化合物、例えばヨウ化アンモニウムを溶解させるこ
とでも作成できる。また、アルコールを溶媒として用い
たヨウ素アルコール溶液や、アルコールと水との混合物
を溶媒として用いたヨウ素アルコール・水溶液も用いる
ことができる。溶液中のヨウ素とヨウ化化合物の濃度に
よって、溶解することができる金の量が定まる。

【００７８】次に、エッチング処理まで終了した前述の
基板の表面にこの金錯体溶液を接触させた後、溶液を３
０〜１００℃に昇温させてヨウ素成分の揮発を促進させ
る。溶液系内でヨウ素はＩ₃ ^-の形で存在するので、ヨウ
素成分が揮発することにより、平衡維持のために［Ａｕ
Ｉ₄］^-からのヨウ素成分の解離あるいは［ＡｕＩ₄］^-か
らのヨウ素成分の直接の揮発が起こると考えられ、結果
として［ＡｕＩ₄］^-が分解して金が過飽和となる。溶液
中で過飽和状態となった金は、核形成密度の高い部分す
なわちＳｉが露出している部分にのみ、ランダムな核と
して析出する。

【００７９】こののち核の形成はしばらく続くが、ある
程度の数の核が形成されると、核の増加が停止し、核が
自己整合的に単結晶成長する。

【００８０】Ｓｉ基板表面の露出面積や間隔を適切なも
のとすることにより、熱酸化膜４０２には核発生させ
ず、Ｓｉ基板表面に金結晶薄膜４０３を選択的に形成す
ることができる。

【００８１】解析の結果、形成された結晶は単結晶であ
り、（１１１）面がＳｉ基板４０１表面と平行になって
いる。ＳＴＭで観察すると、個々の単結晶表面の凹凸
は、１μｍ角の領域内において０.５ｎｍであった。金
結晶薄膜４０３は基板上に点在しているが、位置制御可
能なため、金結晶薄膜４０３とカンチレバーの位置を整
合させることにより、下地電極として用いることができ
る（図３参照）。

【００８２】〈フッ素系不活性液体〉カンチレバー先端
のマイクロティップや記録媒体の表面の酸化、吸着など
を防止するため、これまでも、カンチレバーと記録媒体
とを外気から遮断したり、またはパラフィンオイルに浸
漬する方法などがとられていた。液体中に浸漬するのは
吸着や表面の酸化などを防ぐ上で有効な方法であるが、
どのような液体を使用するかにより、その効果は著しく
異なってくる。

【００８３】フッ素系不活性液体は、以下に述べるよう
に、従来使用されているものと比較して、種々の点で優
れている。

【００８４】まず、絶縁抵抗が大きいことが挙げられ
る。トンネル電流は１０^-9Ａ以下という極めて小さな電
流であるため、記録媒体やマイクロティップが浸漬され
る液体は絶縁性に優れていなければならないが、フッ素
系不活性液体は、十分な電気的な絶縁性を有している。

【００８５】次に、各種材料と反応しないことが挙げら
れる。フッ素系不活性液体は、金属、プラスチック、半
導体などと反応せず、また安定性にも優れているため自
身も全く変化しない。後述するように本発明で使用され
るフッ素系不活性液体は主として完全にフッ素化された
化合物であって一般に水素や塩素を含まないため、水や
油をほとんど溶かさず、表面の酸化や吸着を防止する上
で極めて有効である。

【００８６】さらに、熱伝導性にも優れている。良好な
電気的絶縁性と良好な熱伝導性とを兼ね備えており、熱
伝導率の大きいオイルとして従来より知られているシリ
コーン油などに比べても大きな熱伝導率を有し、また、
粘性が小さいため対流による熱の伝導も期待でき、さら
に熱伝導性に優れることになる。このため、熱を迅速に
伝えることができ、記録媒体、マイクロティップやカン
チレバーを含む全体を均一な温度にすることができる。

【００８７】このようなフッ素系不活性液体としては、
例えば、ＣとＦからのみなるアルカンと、Ｃ-Ｃ間にＮ,
Ｏを有するＣとＦとの飽和化合物などを挙げることがで
きる。具体的には、パーフルオロ-ｎ-ヘキサン、パーフ
ルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ-(３,３-ジ
メチルシクロヘキサン)、パーフルオロ-(１-メチルデカ
リン)などがあり、市販されているものとしては、Fluor
inert FC-40, FC-43,FC-70, FC-72, FC-75, FV-77, FC-
84（以上、３Ｍ社製）やFlutec PP1, PP2, PP3, PP9
（以上、ＩＳＣ社製）などを挙げることができる。

【００８８】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例の記録再生装置の構
成を示すブロック図である。この記録再生装置は、図６
を用いて説明したのと同様のメタルコートカンチレバー
１０１を使用し、メタルコートカンチレバー１０１の自
由端側にあるマイクロティップ１２１がトンネル電流を
検出すると同時に、記録媒体１００との間に作用する力
も検出できるように構成されている。

【００８９】記録媒体１００は、基板１０６上に下地電
極１０５と記録層１０４を順次積層した構成のものであ
り、容器１２０の底面に固定されている。記録層１０４
は電気メモリ効果を有する材料からなる。容器１２０
は、ＸＹ軸駆動装置（ＸＹステージ）１０７によって、
水平面内方向の任意の位置に移動できるようになってい
る。ＸＹ軸駆動装置１０７は、ＸＹ軸制御回路１０８に
よって駆動されるようになっている。メタルコートカン
チレバー１０１は、その自由端にあるマイクロティップ
１２１の先端が記録層１０４と微小の距離をおいて対向
するように、その固定端側がＺ軸駆動装置１０２に取り
付けられてている。Ｚ軸駆動装置１０２は、容器１２０
とは機械的に分離されており、したがって、容器１２０
の水平面内の移動に対して独立している。容器１２０内
にはフッ素系不活性液体１０３が満たされ、フッ素系不
活性液体１０３内に記録媒体１００全体とメタルコート
カンチレバー１０１全体が浸漬されている。フッ素系不
活性溶液１０３は、メタルコートカンチレバー１０１
や、記録層１０４、下地電極１０５、基板１０６などの
どの部位とも反応しない安定な液体である。このフッ素
系不活性液体１０３中に浸漬したことにより、記録層１
０４やメタルコートカンチレバー１０１に表面酸化や吸
着などが完全に防止され、記録再生装置の記録再生特性
を安定に保ち、情報を信頼性よく処理することが可能と
なる。

【００９０】メタルコートカンチレバー１０１の自由端
側にレーザ光を照射するレーザ光源１１６と、メタルコ
ートカンチレバー１０１から反射されたレーザ光を検出
してメタルコートカンチレバー１０１の自由端側のたわ
みを検出する位置センサ１１５が設けられている。位置
センサ１１５の出力側には電流電圧変換器１１４が設け
られ、この電流電圧変換器１１４の出力は、Ｚ軸駆動装
置１０２を制御するＺ軸制御回路１１３に入力する。こ
れら位置センサ１１５、電流電圧変換器１１４、Ｚ軸制
御回路１１３、Ｚ軸駆動装置１０２によってメタルコー
トカンチレバー１１０の自由端側の変位に対するフィー
ドバックループが形成され、位置センサ１１５で検出さ
れる変位が一定になるようにＺ軸駆動装置１０２を駆動
することにより、マイクロティップ１２１と記録層１０
４との距離が一定に保たれる。

【００９１】マイクロティップ１２１と記録層１０４と
の間に流れるトンネル電流を検出するためのトンネル電
流検出器１１１がマイクロティップ１２１に電気的に接
続されている。下地電極１０５には、記録層１０４に記
録／消去用のパルス電圧を印加するための記録／消去信
号発生器１０９、トンネル電流検出時にバイアス電圧を
印加するバイアス電源１１０が接続されている。さら
に、これらＸＹ軸制御回路１０８、記録／消去信号発生
器１０９、バイアス電源１１０、トンネル電流検出器１
１１およびＺ軸制御回路１１３を制御するためのマイク
ロコンピュータ１１２が設けられている。

【００９２】次に、この記録再生装置について実際に製
作した例を説明する。

【００９３】メタルコートカンチレバー１０１は、上述
の図５に示した製造工程にしたがって作成されたもので
ある。シリコン基板５５２（図５）としてはシリコン
（１００）基板を使用し、マスク層５５１,５５１ａと
しては、ＣＶＤ法によって成膜されたＳｉ₃Ｎ₄を使用し
た。メタルコートカンチレバー１０１の寸法は、長さ３
００μｍ、幅５０μｍであり、金属膜５５３（図５）と
して、ＲＦスパッタ法によりカンチレバー全体に成膜さ
れた厚さ約５０ｎｍの白金を使用した。

【００９４】記録媒体１００の基板１０６として（１１
１）フッ化カルシウムを使用し、この上に下地電極１０
５として真空蒸着法により金を２５０ｎｍの厚さ成膜し
た。この真空蒸着の条件は、真空度２×１０^-6Torr以
下、基板温度４５０℃、成膜速度０.３Å／ｓとした。
次に、金からなる下地電極１０５の上に、スクアリリウ
ム-ビス-６-オクチルアズレン（以下、ＳＯＡＺとす
る）のＬＢ膜を積層し、記録層１０４とした。このよう
に作成した記録媒体１００を容器１２０の底部に固定し
た。

【００９５】フッ素系不活性液体１０３としては、フル
オロカーボン不活性液体であるフロリナートＦＣ７０
（住友３Ｍ社製）を用いた。

【００９６】このように製作した記録再生装置を使用
し、情報の記録および再生を行なったところ、従来の記
録再生装置と比較し、吸着の影響によるＺ軸制御の不
安定性がなくなり、記録再生特性に経時変化が現れ
ず、安定した記録再生特性が得られるようになった。
これは、メタルコートカンチレバー１０１および記録層
１０４の表面が、酸化や吸着などの影響から逃れられ、
安定した状態にあることによるものである。

【００９７】次に、本発明の別の実施例の記録再生装置
について、図２を用いて説明する。この記録再生装置
は、上述の図４に示したのと同様の圧電バイモルフプロ
ーブユニット２０２を複数個有し、同一の記録媒体２０
０に対してこの複数個の圧電バイモルフプローブユニッ
トを同時に使用して平行的に情報の記録および／または
再生を行なおうとするものである。

【００９８】まず、記録媒体２００の構成について説明
する。記録媒体２００は、基板２２１と、基板２２１上
に設けられ金からなる下地電極２２２と、下地電極２２
２を覆うように設けられ電気メモリ効果を有する材料か
らなる記録層２２３とによって構成されている。金から
なる下地電極２２２は、上述の図６を用いて説明した方
法、すなわち核形成密度の大きい材料からなる面と核形
成密度の小さい材料から面とを隣接して配した基板に対
し核形成密度の大きい材料からなる面のみに単結晶群か
らなる金結晶薄膜を形成する方法によって作成されてい
る。この方法によって下地電極２２２を形成しているの
で、単結晶の金からなる下地電極２２２は、基板２２１
上に点在していることになる。また、点在している複数
の下地電極２２２のうちの１つは、記録媒体２００と圧
電バイモルフプローブユニット２０２側との位置決めを
行なうために使用され、サーボ情報が書き込まれてい
る。サーボ情報は、粗動用と微動用とに分けられてお
り、粗動用は、通常のフォトリソグラフィ技術やフォー
カスイオンビームエッチング、リアクティブイオンビー
ムエッチング（ＲＩＥ）などにより、サブマイクロメー
タの溝加工を行なうことによって形成される。一方、微
動用のサーボ情報としては、金結晶の原子配列がそのま
ま用いられている。

【００９９】次に、圧電バイモルフプローブユニット２
０２について説明する。複数の圧電バイモルフプローブ
ユニット２０２は、同一のシリコン基板２５０に対し、
一体のものとして形成されている。図３は、圧電バイモ
ルフプローブユニット２０２の配置を示す平面図であ
る。シリコン基板２５０に設けられたそれぞれの貫通孔
２５１に対し、複数本の圧電バイモルフプローブユニッ
ト（カンチレバー）２０２が設けられている。各圧電バ
イモルフプローブユニット２０２の自由端は、記録媒体
２００側の各下地電極２２２にそれぞれ対応し、対応す
る下地電極２２２の直上に位置するようになっている。
上述のサーボ情報の書き込まれている下地電極に対応す
る圧電バイモルフプローブユニットは、サーボ情報を読
み出すために使用され、他の圧電バイモルフプローブユ
ニットは、情報の記録・再生・消去に用いられる。

【０１００】記録媒体２００は、容器２２０の底部に固
定されている。一方、各圧電バイモルフプローブユニッ
ト２０２が一体的に形成されたシリコン基板２５０は、
ＸＹ軸駆動装置２０７を介して容器２２０の側壁に取り
付けられている。ＸＹ軸駆動装置２０７は、ＸＹ軸制御
回路２０８によって駆動される。各圧電バイモルフプロ
ーブユニット２０２のマイクロティップは、記録層２２
３の表面にごく至近距離まで接近している。容器２２０
の内部にはフッ素系不活性液体２０３が満たされてお
り、これら記録媒体２００、シリコン基板２５０および
各圧電バイモルフプローブユニット２０２は、完全にこ
のフッ素系不活性液体２０３に浸漬されている。

【０１０１】この記録再生装置全体の制御を行なうため
のマイクロコンピュータ２１２が設けられている。そし
て、上述のサーボ情報を読み出すための圧電バイモルフ
プローブユニット２０２は、トンネル電流検出器２１１
を介してサーボ回路２０１の入力側に接続されている。
サーボ回路２０１の出力はマイクロコンピュータ２１２
に入力する。マイクロコンピュータ２１２はＸＹ軸制御
回路２０８を制御するので、サーボ情報読み出し用の圧
電バイモルフプローブユニット２０２で読み出されたサ
ーボ情報に基づいてフィードバック制御が行なわれる。
その結果、サーボ情報を読出しながらマイクロコンピュ
ータ２１２で制御を行なうことにより、サーボ情報読み
出し用以外の各圧電バイモルフプローブユニット２０２
を同時に所定の記録位置に移動させることができ、任意
の情報にアクセスして並列的に情報の記録・再生・消去
を行なうことが可能となる。これらサーボ情報読み出し
用以外の各圧電バイモルフプローブユニット２０２は、
それぞれトンネル電流検出器２１１に接続され、各トン
ネル電流検出器２１１の出力はマイクロコンピュータ２
１２に入力する。さらに、記録媒体２００の基板２２１
には、記録層２２３に記録／消去用のパルス電圧を印加
するための記録／消去信号発生器２０９、トンネル電流
検出時にバイアス電圧を印加するバイアス電源２１０が
接続されている。これら記録／消去信号発生器２０９、
バイアス電源２１０も、マイクロコンピュータ２１２で
制御されるようになっている。

【０１０２】この記録再生装置では、フッ素系不活性液
体２０３中に記録媒体２００やシリコン基板２５０、各
圧電バイモルフプローブユニット２０２とが浸漬されて
いるので、記録媒体２００、シリコン基板２５０あるい
は圧電バイモルフプローブユニット２０２間相互の温度
差が小さく、均一な温度分布が達成されている。このた
め、いずれの圧電バイモルフプローブユニット２０２
も、正規の情報ビットから外れることがない。さらに、
記録層２２３や圧電バイモルフプローブユニット２０２
表面への酸化や吸着が完全に防止され、記録再生装置の
記録再生特性を安定に保ち、情報を信頼性よく処理する
ことが可能となる。

【０１０３】次に、この記録再生装置について実際に製
作した例を説明する。

【０１０４】圧電バイモルフプローブユニット２０２
は、図４に示した工程によって作製した。シリコン基板
５０２（図４）としては、シリコン（１００）基板を使
用し、マスク層５０１としてはＣＶＤ法によって成膜さ
れたＳｉ₃Ｎ₄を使用した。各圧電体層５０４（図４）と
しては、ＲＦスパッタ法によって形成した約３００ｎｍ
のＺｎＯ薄膜を使用した。圧電体層５０４の成膜は、タ
ーゲットにＺｎＯ焼結体を使用し、Ａｒ５０％、Ｏ₂５
０％の組成比の雰囲気下、圧力１０mTorrの条件で行な
った。このとき基板温度は２００℃とした。電極層５０
３としては、真空蒸着で成膜した金薄膜を使用した。マ
イクロティップ５０５（図４）は、前述したスピントの
技術に基づき、銀を厚さ６.５μｍ成膜し、さらに白金
５００ｎｍを銀の表面にコートしてから、リフトオフに
よって（蒸着用）マスクをはがすことによって作製し
た。

【０１０５】下地電極２２２は、金錯体の分解処理によ
って形成した。

【０１０６】蒸留水５００ｍｌにヨウ化カリウム４０ｇ
およびヨウ素６ｇを加え攪拌溶解させた。この溶液に金
を３ｇ加えて攪拌溶解させた。金の溶解後、この溶液か
ら１００ｍｌを分取して反応容器に移し、ここにさらに
蒸留水を５００ｍｌ加えて攪拌し、結晶成長用溶液にし
た。

【０１０７】一方、厚さ０.３μｍの熱酸化膜が形成さ
れたｎ⁺-Ｓｉ基板を用意し、この基板上にレジスト層を
形成して露光・現像を行なってパターニングを行なっ
た。このレジストパターンをマスクとしてＣＦ₄ガスを
用いたリアクティブイオンビームエッチングを行なって
熱酸化膜をエッチング除去し、Ｓｉ面を露出させ、その
のちレジスト層を剥離した。露出するＳｉ層のパターン
は、１００μｍ角の領域を３００μｍ間隔で繰り返すラ
イン状のものとした。

【０１０８】このようにＳｉ面を露出された基板を希フ
ッ化水素酸に浸漬して表面酸化膜を除去した後、この基
板を上述の結晶成長用溶液に接触させ、次いで溶液を８
０℃に加熱して放置し、１.５時間後、基板を取り出し
た。これにより、各Ｓｉ露出面上に、（１１１）面が露
出した金の板状単結晶が析出した。ＳＴＭで観察したと
ころ、単結晶表面の凹凸は、１μｍ角内で０.５ｎｍで
あった。

【０１０９】サーボ情報の記録される部位としては、上
記の単結晶のうちの１つを使用した。まず、この基板上
に、電子線レジストであるポリメタクリル酸メチル（Ｐ
ＭＭＡ；商品名ＯＥＢＲ−１０００東京応化工業(株)
製）を１μｍの厚さに塗布し、電子線により、２μｍ四
方の枠内のみ、線幅０.３μｍで描画した。現像液を使
用して電子線照射部を溶解させ、さらにスパッタエッチ
ングを行なった。スパッタエッチングにはＡｒガスを使
用し、圧力３Ｐａ、スパッタ電力１００Ｗとした。最後
に、メチルエチルケトンを用いて残存しているＰＭＭＡ
を溶解除去した。このようにして形成された２μｍ角の
溝（凹部）は粗動時の位置決め用のものであり、実際の
記録／再生時には、サーボ情報読出し用の圧電バイモル
フプローブユニットがこの凹部内にあるように制御を行
なえばよい。また、この２μｍ角の凹部内の金単結晶の
原子配列により、微動時の位置決めを行なえばよい。

【０１１０】記録層２２３としては、上述のように形成
された金単結晶からなる下地電極２２２上に、ＳＯＡＺ
のＬＢ膜を８層積層させたものを用いた。まず、ＳＯＡ
Ｚを濃度０.２ｍｇ／ｍｌで溶かしたベンゼン溶液を２
０℃の水相上に展開し、水面上に単分子膜を形成して溶
媒の蒸発を待ち、この単分子膜の表面圧を２０ｍＭ／ｍ
まで高めた。そして表面圧を一定に保ちながら、下地電
極の形成された基板を水面を横切る方向に速度３ｍｍ／
分で静かに浸漬して引き上げ、これを繰り返し、ＳＯＡ
Ｚ単分子膜を８層、金単結晶上に累積させた。

【０１１１】以上のように作製された記録媒体２００
と、圧電体バイモルフプローブユニット２０２とは、図
３に示すようにして組み合わせた。このとき、圧電バイ
モルフプローブユニット２０２は、シリコン基板２５０
上に１０本×２列設け、これに対応させて金単結晶も１
０個×２列析出させた。なお、記録媒体２００側の金単
結晶のうち端部の１個はサーボ情報読み出し用として利
用した。

【０１１２】次に、容器２２０内にフッ素系不活性液体
２０３（商品名：フロリナート、住友３Ｍ社製）を注
ぎ、記録媒体２００および各圧電バイモルフプローブユ
ニット２０２をこの液体に浸漬した。

【０１１３】以上のようにして完成させた記録再生装置
を用いて、記録・再生の実験を行なった。まず、シリコ
ン基板２５０ごと各圧電バイモルフプローブユニット２
０２をＸＹ方向に駆動し、サーボ情報の記録されている
前述の２μｍ角の凹部を見つけ出した。この凹部の角部
を起点として、金の原子配列を座標として、シリコン基
板２５０をＸＹ方向に走査し、記録／消去信号発生器２
０９によりパルス電圧を印加し、記録層２２３に情報ビ
ットを書き込んだ。

【０１１４】次に、このようにして書き込まれたビット
を読み出すことを１週間にわたって繰り返し行なった。
いずれの場合も、全ての圧電バイモルフプローブユニッ
ト２０２から良好なＳＮ比で再生信号を取り出すことが
できた。すなわち、サーボ情報取り出し用の圧電バイモ
ルフプローブユニットから離れた場所に位置する圧電バ
イモルフプローブユニットにおいて、熱膨張の影響によ
って情報ビット列からのずれが大きくなってＳＮ比が悪
化してしまうなどというようなことはなかった。また、
記録・再生特性に経時変化はなく、安定した特性が得ら
れた。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、マイクロ
ティップと記録媒体とをフッ素系不活性液体に浸漬する
ことにより、マイクロティップや記録媒体表面の酸化や
吸着が防止されるので、長期間わたって安定した記録再
生特性を維持できるという効果がある。また、フッ素系
不活性液体は熱伝達効率が高いので、記録媒体とマイク
ロティップ側との間の温度差がなくなって温度分布が均
一になり、熱ドリフトの影響をなくすことができ、サー
ボ面サーボの手法によって多数の情報ビット列に同時に
アクセスすることが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の記録再生装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の別の実施例の記録再生装置の構成を示
すブロック図である。

【図３】圧電バイモルフプローブユニットの配置を示す
平面図である。

【図４】(a)は圧電バイモルフプローブユニットの構成
を示す模式断面図、(b)〜(e)は圧電バイモルフプローブ
ユニットの製造方法を説明する図である。

【図５】(a)はメタルコートカンチレバーの構成を示す
模式断面図、(b)〜(f)はメタルコートカンチレバーの製
造方法を説明する図である。

【図６】金からなる下地電極の作製方法を説明する模式
断面図である。

【図７】従来の記録再生装置の構成を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１００,２００記録媒体１０１メタルコートカンチレバー１０２Ｚ軸駆動装置１０３,２０３フッ素系不活性液体１０４,２２３記録層１０５,２２２下地電極１０６,２２１基板１０７,２０７ＸＹ軸駆動装置１０８,２０８ＸＹ軸制御回路１０９,２０９記録／消去信号発生器１１０,２１０バイアス電源１１１,２１１トンネル電流検出器１１２,２１２マイクロコンピュータ１１３Ｚ軸制御回路１１４電流電圧変換器１１５位置センサ１１６レーザ光源１２０,２２０容器１２１,５０５,５５５マイクロティップ２０１サーボ回路２０２圧電バイモルフプローブユニッ
ト２５０,５０２,５５２シリコン基板２５１,５１１,５６１貫通孔５０１,５５１,５５１ａマスク層５０３電極層５０４圧電体層５１０カンチレバー５５３金属膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田勉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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロティップを有するプローブを備
え、前記マイクロティップに近接して配置された記録媒
体に対し情報の記録および／または再生を行なう記録再
生装置において、前記記録媒体および前記マイクロティップがフッ素系不
活性液体中に浸漬されていることを特徴とする記録再生
装置。
【請求項２】記録媒体とマイクロティップとの間にバ
イアス電圧を印加する手段と、前記記録媒体と前記マイ
クロティップとの間に流れるトンネル電流を検出する手
段とを備えた請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】記録媒体とマイクロティップとの間に作
用する力を検出する手段を備えた請求項１に記載の記録
再生装置。
【請求項４】記録媒体とマイクロティップとの間に作
用する力が原子間力である請求項３に記載の記録再生装
置。
【請求項５】マイクロティップがカンチレバーの自由
端に設けられ、前記マイクロティップと記録媒体との相
対的位置関係を変化させる手段を有する請求項１ないし
４いずれか１項に記載の記録再生装置。
【請求項６】モノリシックタイプに形成された複数の
カンチレバーが設けられ、前記各カンチレバーの自由端
にそれぞれマイクロティップが設けられている請求項５
に記載の記録再生装置。
【請求項７】トラッキング用のサーボ情報が記録され
ているサーボ面が記録媒体の少なくとも一部に設けら
れ、少なくとも１個のカンチレバーが前記サーボ面に対
応し、当該カンチレバーの自由端にあるマイクロティッ
プによって前記サーボ情報が読み出されてサーボ面サー
ボが行なわれる請求項６に記載の記録再生装置。