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PROBE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND MICROSCOPE AND TESTER HAVING PROBE

Patent code P03A000570
File No. P2000-067-JP01
Posted date Aug 28, 2003
Application number P2001-058528
Publication number P2002-257507A
Patent number P3527947
Date of filing Mar 2, 2001
Date of publication of application Sep 11, 2002
Date of registration Mar 5, 2004
Inventor
  • (In Japanese)武笠 幸一
  • (In Japanese)末岡 和久
  • (In Japanese)木村 道哉
  • (In Japanese)澤村 誠
  • (In Japanese)細井 浩貴
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人北海道大学
Title PROBE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND MICROSCOPE AND TESTER HAVING PROBE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture probes having high resolving power with a good yield and in quantity.
SOLUTION: This probe is equipped with a flexible cantilever 11 fixed to a base at its one end, and a magnetic resistive element 6 disposed at the other end of the cantilever 11. The length of the magnetic resistive element 6 in the longitudinal direction of the cantilever 11 is set between 10 nm and 1 μm.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


磁性体表面の磁気構造を高い空間分解能で測定するプローブ顕微鏡技術として、例えば、磁気力顕微鏡(MFM)、近接場磁気光学効果顕微鏡(SNMON)及び磁気抵抗効果顕微鏡(SMRM)がある。
MFMでは、試料からの漏洩磁場の勾配を測定するので、測定値から漏洩磁場分布及び磁気構造を定量的に求めるのが困難である。SNMONでは、近接場の磁気光学効果を利用しているが、近接場領域における磁気光学効果についての物理的な原因が明確になっていないことや、近接場における偏光制御が困難であることから、測定データの定量的解釈が困難となっている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、磁気抵抗素子付きプローブ及びその製造方法並びにプローブを有する顕微鏡及びIC回路に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板と、
一端が基板に固定された可撓性のカンチレバーと、
そのカンチレバーの他端に配置された磁気抵抗素子とを具え、
前記カンチレバーの長手方向に垂直な方向における前記磁気抵抗素子の長さを、磁性体探針を接合することなく波長が10μm以下の漏洩磁場を検出することができるように10nmと1μmの間としたことを特徴とするプローブ。

【請求項2】
 
前記磁気抵抗素子を、磁性体膜からなるAMR素子、磁性体と非磁性体の多層膜からなるGMR素子、又は磁性体-絶縁体-磁性体のトンネル接合からなるTMR素子としたことを特徴とする請求項1記載のプローブ。

【請求項3】
 
前記磁気抵抗素子に電気的に接続した抵抗ブリッジ回路を更に具えることを特徴とする請求項1又は2記載のプローブ。

【請求項4】
 
前記磁気抵抗素子に接続した位置制御用の突起部材を更に具えることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載のプローブ。

【請求項5】
 
前記突起部材をカーボンナノチューブ又は磁性体ウイスカとしたことを特徴とする請求項4記載のプローブ。

【請求項6】
 
前記磁気抵抗素子の個数を2個以上としたことを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1項に記載のプローブ。

【請求項7】
 
可撓性材料によって構成した層を、基板の一方の面に設けるステップと、
前記可撓性材料によって構成した層の上に磁性抵抗素子をリソグラフィによって形成するステップと、
前記基板の一部を除去して、一端が前記基板に固定されるとともに他端に前記磁性抵抗素子が配置されたカンチレバーを形成するステップとを具え、
前記カンチレバーの長手方向に垂直な方向における前記磁気抵抗素子の長さを、磁性体探針を接合することなく波長が10μm以下の漏洩磁場を検出することができるように10nmと1μmの間としたことを特徴とするプローブの製造方法。

【請求項8】
 
前記磁気抵抗素子を、磁性体膜からなるAMR素子、磁性体と非磁性体の多層膜からなるGMR素子、又は磁性体-絶縁体-磁性体のトンネル接合からなるTMR素子としたことを特徴とする請求項7記載のプローブ。

【請求項9】
 
前記磁気抵抗素子に電気的に接続した抵抗ブリッジ回路を前記カンチレバー上に形成するステップを更に具えることを特徴とする請求項7又は8記載のプローブの製造方法。

【請求項10】
 
前記磁気抵抗素子に位置制御用の突起部材を接続するステップを更に具えることを特徴とする請求項7から9のうちのいずれか1項に記載のプローブの製造方法。

【請求項11】
 
前記突起部材をカーボンナノチューブ又は磁性体ウイスカとすることを特徴とする請求項10記載のプローブの製造方法。

【請求項12】
 
前記磁気抵抗素子の個数を2個以上とすることを特徴とする請求項7から11のうちのいずれか1項に記載のプローブの製造方法。

【請求項13】
 
試料表面からの漏洩磁場を定量的に測定するプローブを具え、そのプローブが、
基板と、
一端が基板に固定された可撓性のカンチレバーと、
そのカンチレバーの他端に配置された磁気抵抗素子とを具え、
前記カンチレバーの長手方向に垂直な方向における前記磁気抵抗素子の長さを、磁性体探針を接合することなく波長が10μm以下の漏洩磁場を検出することができるように10nmと1μmの間としたことを特徴とする顕微鏡。

【請求項14】
 
前記磁気抵抗素子を、磁性体膜からなるAMR素子、磁性体と非磁性体の多層膜からなるGMR素子、又は磁性体-絶縁体-磁性体のトンネル接合からなるTMR素子としたことを特徴とする請求項13記載の顕微鏡。

【請求項15】
 
前記磁気抵抗素子に電気的に接続した抵抗ブリッジ回路を更に具えることを特徴とする請求項13又は14記載の顕微鏡。

【請求項16】
 
前記磁気抵抗素子に接続された位置制御用の突起部材を更に具えることを特徴とする請求項13から15のうちのいずれか1項に記載の顕微鏡。

【請求項17】
 
前記突起部材をカーボンナノチューブ又は磁性体ウイスカとしたことを特徴とする請求項16記載の顕微鏡。

【請求項18】
 
前記磁気抵抗素子の個数を2個以上としたことを特徴とする請求項13から17のうちのいずれか1項に記載の顕微鏡。

【請求項19】
 
前記磁気抵抗素子を、その厚さ方向が前記漏洩磁場の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする請求項13から19のうちのいずれか1項に記載の顕微鏡。

【請求項20】
 
所定幅の配線から漏洩磁場分布を測定するプローブを具え、そのプローブが、
基板と、
一端が基板に固定された可撓性のカンチレバーと、
そのカンチレバーの他端に配置された磁気抵抗素子とを具え、
前記カンチレバーの長手方向に垂直な方向における前記磁気抵抗素子の長さを、磁性体探針を接合することなく波長が10μm以下の漏洩磁場を検出することができるように10nmと1μmの間としたことを特徴とするテスタ。

【請求項21】
 
前記磁気抵抗素子を、磁性体膜からなるAMR素子、磁性体と非磁性体の多層膜からなるGMR素子、又は磁性体-絶縁体-磁性体のトンネル接合からなるTMR素子としたことを特徴とする請求項20記載のテスタ。

【請求項22】
 
前記磁気抵抗素子に電気的に接続した抵抗ブリッジ回路を更に具えることを特徴とする請求項20又は21記載のテスタ。

【請求項23】
 
前記磁気抵抗素子に接続された位置制御用の突起部材を更に具えることを特徴とする請求項20から22のうちのいずれか1項に記載のテスタ。

【請求項24】
 
前記突起部材をカーボンナノチューブ又は磁性体ウイスカとしたことを特徴とする請求項23記載のテスタ。

【請求項25】
 
前記磁気抵抗素子の個数を2個以上としたことを特徴とする請求項20から24のうちのいずれか1項に記載のテスタ。

【請求項26】
 
前記磁気抵抗素子を、その厚さ方向が前記漏洩磁場の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする請求項20から25のうちのいずれか1項に記載のテスタ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001058528thum.jpg
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