【手続補正書】
【提出日】平成19年5月16日(2007.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  原子間力顕微鏡用の力感知カンチレバーにおいて、上面と、底面であって、該底面が該底面から下方に配置されたプローブ先端を有する底面と、前記上面および底面の一方に被覆された磁気歪み性材料から成る膜とを有するカンチレバー構造体を備える、原子間力顕微鏡用の力感知カンチレバー。
【請求項２】  請求項１に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料が、ニッケル、コバルト、テルビウム及び鉄の合金及び混合体、鉄、ネオジム及びホウ素の合金及び混合体、ニッケル及び鉄の合金及び混合体、コバルト及び鉄の合金及び混合体、ニッケル及びバナジウムの合金及び混合体、ニッケル及びクロムの合金及び混合体、ニッケル及びマンガンの合金及び混合体、ニッケル及びコバルトの合金及び混合体、ニッケル及び銅の合金及び混合体、ベリリウム及び鉄の合金及び混合体、アルミニウム及び鉄の合金及び混合体、ゲルマニウム及び鉄の合金及び混合体、シリコン及び鉄の合金及び混合体、チタン酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、マンガン酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、コバルト酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、銅酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、バリウム酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、ストロンチウム酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体から成る群から選んだ材料から成る、力感知カンチレバー。
【請求項３】  請求項１に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料とは異なる材料から成る膜が前記面の他方に被覆されている、力感知カンチレバー。
【請求項４】  請求項３に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記異なる材料もまた磁気歪み性材料から成る、力感知カンチレバー。
【請求項５】  請求項１に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料が前記カンチレバーの前記上面に被覆されている、力感知カンチレバー。
【請求項６】  請求項５に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料とは異なる材料から成る膜が前記底面に被覆されている、力感知カンチレバー。
【請求項７】  請求項６に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記異なる材料もまた磁気歪み性材料から成る、力感知カンチレバー。
【請求項８】  請求項１に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料が、前記カンチレバーの前記底面に且つ前記プローブ先端の上に被覆されている、力感知カンチレバー。
【請求項９】  請求項８に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記磁気歪み性材料とは異なる材料から成る膜が前記上面に被覆されている、力感知カンチレバー。
【請求項１０】  請求項８に記載の力感知カンチレバーにおいて、前記異なる材料もまた磁気歪み性材料から成る、力感知カンチレバー。
【請求項１１】  請求項１の力感知カンチレバーを備える、表面又は表面間の性質を感知する走査型プローブ顕微鏡において、前記カンチレバーを撓ませる磁界の発生源と、前記カンチレバーの撓みを感知する検知器とを備える、走査型プローブ顕微鏡。
【請求項１２】  走査型プローブ顕微鏡用の力感知カンチレバーを磁化する方法において、
上面と、底面と、該底面から下方に伸びるプローブ先端とを有するカンチレバーを形成するステップと、
前記カンチレバーをスパッタ蒸着チャンバ内に配置するステップと、
磁気歪み性材料を有する第一の膜を前記カンチレバーの前記上面および底面の一方の上にスパッタ蒸着するステップと、
約７．９６乃至１．５９×１０５アンペア／メートルの範囲の磁界に前記カンチレバーをさらすステップとを備える、方法。
【請求項１３】  請求項１２に記載の方法において、前記磁気歪み性材料とは異なる材料を有する第二の膜を前記カンチレバーの前記上面および底面の他方の上にスパッタ蒸着するステップを備える、方法。
【請求項１４】  請求項１２に記載の方法において、前記磁気歪み性材料が前記カンチレバーの前記上面に被覆される、方法。
【請求項１５】  請求項１２に記載の方法において、前記磁気歪み性材料が前記カンチレバーの前記底面に且つ前記プローブ先端の上に被覆される、方法。
【請求項１６】  請求項１３に記載の方法において、前記磁気歪み性材料が、ニッケル、コバルト、テルビウム及び鉄の合金及び混合体、鉄、ネオジム及びホウ素の合金及び混合体、ニッケル及び鉄の合金及び混合体、コバルト及び鉄の合金及び混合体、ニッケル及びバナジウムの合金及び混合体、ニッケル及びクロムの合金及び混合体、ニッケル及びマンガンの合金及び混合体、ニッケル及びコバルトの合金及び混合体、ニッケル及び銅の合金及び混合体、ベリリウム及び鉄の合金及び混合体、アルミニウム及び鉄の合金及び混合体、ゲルマニウム及び鉄の合金及び混合体、シリコン及び鉄の合金及び混合体、チタン酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、マンガン酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、コバルト酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、銅酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、バリウム酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体、ストロンチウム酸化物及び鉄酸化物の合金及び混合体から成る群から選んだ材料から成る、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
リンドゼイの米国特許第５，６１５，４９１号、ハンの米国特許第５，８６６，８０５号及びクリーブランド及びその他の者の米国特許第５，６７０，７１２号にて教示された別の従来技術の方法が図２に図示されている。この場合、そのモーメントＭ，６がカンチレバー２の柔らかい軸線に沿った方向を指すように、膜又は粒子５を磁化させる。磁界Ｂ，７は、カンチレバー６上の磁気モーメントに対し垂直な方向に向ける。その結果、次式で与えられるトルクＮがカンチレバーに作用する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明はまた、表面又は表面間の性質を感知すべくプローブを磁化する方法でであって、プローブ表面上に磁気歪み性材料から成る膜を形成するステップと、約０．１乃至約２０，０００エルステッド（約７．９６乃至１．５９×１０５アンペア／メートル）の範囲の磁界に対しプローブをさらすステップとを備える方法も含む。この方法も１つの好ましい実施の形態において、上面と、底面と、該底面から下方に伸びるプローブ先端とを備える、力感知カンチレバーが提供される。該カンチレバーはスパッタ蒸着チャンバ内に配置され、磁気歪み性材料から成る第一の膜をカンチレバーの底面にスパッタ蒸着し、その後、異なる材料の第二の膜をカンチレバーの上面及びプローブ先端上にスパッタ蒸着する。１つの好ましい実施の形態において、この異なる材料もまた磁気歪み性材料である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
磁気歪み効果の１つの重要な特徴は、その効果が印加された磁界と膜の磁化方向との間の角度に顕著に依存しない点である。図６には、カンチレバー１１の長軸線１９に対する磁化Ｍ，１６の方向が角度Θで示してある。印加された磁界Ｈ，１５は、カンチレバー平面に対し直角に示してある。図７には、別の方向も図示されており、この場合、磁化Ｍ，１７とカンチレバー１１の長軸線１９との間の角度Φは、カンチレバーの長軸線に対し垂直な線に対し画定され且つカンチレバーの平面内に位置している。米国特許第５，６４２，４９１号に記載されたネオジム・鉄・ホウ素磁気合金にて被覆したカンチレバーの変位量を一定の磁界に対する方向の関数として測定した。その結果は、Φ＝０°について、また、０°乃至９０°の範囲のΘの色々な値について図８に示してある。Θ＝０°についての結果及び０°乃至９０°の範囲のΦの色々な値は図９に示してある。カンチレバーの平面外４５°の位置にある印加された磁界にて磁化された膜は、薄膜の形状異方性のため、これら薄膜を面外にて磁化することは困難となるから、実際上、平面内で磁化されると考えられる。しかしながら、トルクはカンチレバーをその長軸線の周りで捩る作用を果すから、平面内であるが、その長さに沿って垂直（Θ＝０°、Φ＝０°）の磁化膜は、直接力機構により先端の端部を何ら変位させることはない。これら膜の変位は、直接的な磁力効果に反して磁気歪み効果により支配される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
カリフォルニア州、サニーベールのパーク・サイエンティフィック（Ｐａｒｋ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）からウルトラレバー（Ｕｌｔｒａｌｅｖｅｒｓ）として入手可能な市販のシリコン窒化装置であるカンチレバーは、その一方の面、好ましくは上面が標的のアルゴンイオンスパッタリングによりＣｏ、Ｎ又はＦｅ−Ｎｄ−Ｂ合金膜にて約１００ナノメートルの厚さに被覆されることが好ましい。カンチレバーの反対側（底）の面は、例えば、ハンの米国特許第５，８６６，８０５号に記載されたように、磁気歪み膜を付与することに起因する曲がりを補償するため、例えば、クロムのような異なる材料にて５乃至１０ナノメートルの厚さに被覆する。次に、カンチレバーを約３ｋＯｅの磁界内で磁化させる。これらカンチレバーは、例えば、ソレノイドの極片近くにて原子間力顕微鏡内に取り付けられ、その磁界は、カンチレバーに対し任意の角度にて方向決めすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術による磁気粒子及び磁界勾配を有するカンチレバーの撓みを示す概略図である。
【図２】
従来技術によるカンチレバーの磁気モーメントにより作用する磁界により発生されたトルクによるカンチレバーの撓みを示す概略図である。
【図３】
磁気歪みに起因する材料内の寸法変化を示す概略図である。
【図４】
印加された磁界が零のときの非磁気歪みカンチレバー上の磁気歪み性材料の膜を示す概略図である。
【図５】
印加された磁界が零でないのときの非磁気歪みカンチレバー上の磁気歪み性材料の膜を示す概略図である。
【図６】
磁化とカンチレバーの平面との間の方向の軸方向角度Θを画定する概略図である。
【図７】
磁化とカンチレバーの平面との間の方向の方位角度Φを画定する概略図である。
【図８】
一定の方位角度（Φ＝０）に対する磁化及び印加された磁界の間の軸方向角度Θの関数として、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ合金で被覆したカンチレバーの撓み測定値（不定単位）のグラフである。
【図９】
一定の軸方向角度（Θ＝０）に対する磁化及び印加された磁界の間の方位角度Φの関数として、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ合金で被覆したカンチレバーの撓み測定値（不定単位）のグラフである。
【図１０】
第一の掃引から各掃引後、Ｈの値を順次大きくした（１、２、３、４）ステップ後のＨに対する一連の掃引に対する、磁化Ｍ及び印加した磁界Ｈのチャートである。
【図１１】
本発明の力カンチレバーを利用する走査型プローブ顕微鏡の概略図である。