JP2000241439A - 走査型プローブ顕微鏡における走査方法および走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡における走査方法および走査型プローブ顕微鏡Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 観察視野を狭めることなく、機械的な走査系
に基づく振動の影響を著しく軽減し、ノイズや歪みの影
響のない像を得ることを可能とする走査型プローブ顕微
鏡における走査方法および走査プローブ顕微鏡を実現す
る。 【解決手段】 制御回路９は走査信号発生器１０を制御
してＸ駆動回路８とＹ駆動回路７に走査信号を供給する
が、例えば、Ｘ駆動回路８に供給される走査信号には走
査の停止期間を設けるようにしている。すなわち、直線
状の往路走査信号Ｓｆが終了した後、直線状の復路走査
信号Ｓｂが開始するまでの間、走査の停止期間ｔが設定
されている。また、復路走査信号Ｓｂが終了した後、往
路走査信号Ｓｆが開始するまでの間にも、走査の停止期
間ｔが設定されている。この走査の停止期間ｔは、探針
１のＸ方向の機械的な駆動による１回の直線状の走査が
終了した後、機械系の振動のダンピングが消滅する期間
に設定される。
に基づく振動の影響を著しく軽減し、ノイズや歪みの影
響のない像を得ることを可能とする走査型プローブ顕微
鏡における走査方法および走査プローブ顕微鏡を実現す
る。 【解決手段】 制御回路９は走査信号発生器１０を制御
してＸ駆動回路８とＹ駆動回路７に走査信号を供給する
が、例えば、Ｘ駆動回路８に供給される走査信号には走
査の停止期間を設けるようにしている。すなわち、直線
状の往路走査信号Ｓｆが終了した後、直線状の復路走査
信号Ｓｂが開始するまでの間、走査の停止期間ｔが設定
されている。また、復路走査信号Ｓｂが終了した後、往
路走査信号Ｓｆが開始するまでの間にも、走査の停止期
間ｔが設定されている。この走査の停止期間ｔは、探針
１のＸ方向の機械的な駆動による１回の直線状の走査が
終了した後、機械系の振動のダンピングが消滅する期間
に設定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型トンネル顕
微鏡や原子間力顕微鏡などの走査型プローブ顕微鏡にお
ける走査方法および走査型プローブ顕微鏡に関する。
微鏡や原子間力顕微鏡などの走査型プローブ顕微鏡にお
ける走査方法および走査型プローブ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）には、
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）などが含まれており、これらは探針を利用したプ
ローブ顕微鏡である。この顕微鏡では、探針を被観察試
料の表面に数ナノメータ以下の距離に近接させ、この状
態で探針と試料とを相対的に走査し、この走査に基づい
て試料表面の原子レベルの凹凸像を得るようにしてい
る。
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）などが含まれており、これらは探針を利用したプ
ローブ顕微鏡である。この顕微鏡では、探針を被観察試
料の表面に数ナノメータ以下の距離に近接させ、この状
態で探針と試料とを相対的に走査し、この走査に基づい
て試料表面の原子レベルの凹凸像を得るようにしてい
る。
【０００３】この走査型プローブ顕微鏡では、観察媒体
として使用する物理量によって種々の観察手段が得られ
るものである。例えば、探針と試料間に電圧を印加して
得られるトンネル電流を計測するものが走査トンネル顕
微鏡であり、探針と試料の間の働く原子間力を計測する
ものが原子間力顕微鏡である。
として使用する物理量によって種々の観察手段が得られ
るものである。例えば、探針と試料間に電圧を印加して
得られるトンネル電流を計測するものが走査トンネル顕
微鏡であり、探針と試料の間の働く原子間力を計測する
ものが原子間力顕微鏡である。
【０００４】その他の関連装置として試料表面の磁気力
を計測する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）や、細い光学ガラス
にレーザー光などを導入してその先端から漏れるエバネ
セント光を利用して光学的に観察する近接場光学顕微鏡
（ＳＮＯＭ）なども走査型プロープ顕微鏡のファミリー
装置として注目を浴びている。
を計測する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）や、細い光学ガラス
にレーザー光などを導入してその先端から漏れるエバネ
セント光を利用して光学的に観察する近接場光学顕微鏡
（ＳＮＯＭ）なども走査型プロープ顕微鏡のファミリー
装置として注目を浴びている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＳＰＭの技術的進展に
は近年目覚ましいものがあり、最近では種々の機能や応
用装置との組み合わせや試料の動的な変化をダイナミッ
クに観察したいとの要求も強い。しかし、このような観
察には高速走査が求められると共に、走査範囲を大きく
取ることなども求められる。このため、走査機構（スキ
ャナー）での機械的な駆動によって大きな振動が頻繁に
発生する。この振動は、取得した像の上でノイズとなっ
て現れ、像の観察を困難にしている。
は近年目覚ましいものがあり、最近では種々の機能や応
用装置との組み合わせや試料の動的な変化をダイナミッ
クに観察したいとの要求も強い。しかし、このような観
察には高速走査が求められると共に、走査範囲を大きく
取ることなども求められる。このため、走査機構（スキ
ャナー）での機械的な駆動によって大きな振動が頻繁に
発生する。この振動は、取得した像の上でノイズとなっ
て現れ、像の観察を困難にしている。
【０００６】ＳＰＭは、基本的には機械駆動であり、ス
キャナーそのものが振動発生源となっている。特に大き
く走査した場合には、その運動エネルギーも大きくな
り、与える影響は更に大きくなる。一方、ＳＰＭは、原
子レベルでの観察が基本的であり、外部からの振動に非
常に感度が高くなっているためその影響を極端に受けや
すい。
キャナーそのものが振動発生源となっている。特に大き
く走査した場合には、その運動エネルギーも大きくな
り、与える影響は更に大きくなる。一方、ＳＰＭは、原
子レベルでの観察が基本的であり、外部からの振動に非
常に感度が高くなっているためその影響を極端に受けや
すい。
【０００７】一般的に振動には床振動と音響振動が顕著
であるが、床振動はエアーマウント等の防振機構を組み
込むことでステージへの伝搬を遮断している。また、音
響振動はスタックタイプの防振機構やエディーカレント
を使用した防振機構が使用されている。
であるが、床振動はエアーマウント等の防振機構を組み
込むことでステージへの伝搬を遮断している。また、音
響振動はスタックタイプの防振機構やエディーカレント
を使用した防振機構が使用されている。
【０００８】しかしながら、前述したようにＳＰＭのス
キャナーは、自励振動であり、身近に振動源があること
になる。これを避けるために従来は次のような方法が試
みられている。まず一つには、探針から試料までの系の
固有振動数を上げることである。このためには、スキャ
ナーを含む系を小さくまた堅く作ることであるが、試料
サイズ等の制限が加わることの問題が発生する。また、
小型に製作したとしても、機械的な構成上、３ｋＨｚ以
上の固有振動数を得ることは困難である。
キャナーは、自励振動であり、身近に振動源があること
になる。これを避けるために従来は次のような方法が試
みられている。まず一つには、探針から試料までの系の
固有振動数を上げることである。このためには、スキャ
ナーを含む系を小さくまた堅く作ることであるが、試料
サイズ等の制限が加わることの問題が発生する。また、
小型に製作したとしても、機械的な構成上、３ｋＨｚ以
上の固有振動数を得ることは困難である。
【０００９】また、一般的には、ＳＰＭの走査方式とし
ては、三角波の電気信号を使用して走査しているが、ス
キャナーの折り返しの部分での減速や加速が機械的なエ
ネルギーを与えることになり、振動の原因となってい
る。
ては、三角波の電気信号を使用して走査しているが、ス
キャナーの折り返しの部分での減速や加速が機械的なエ
ネルギーを与えることになり、振動の原因となってい
る。
【００１０】図１はＳＰＭの２次元走査の一方の走査信
号を示しており、横軸は時間、縦軸は試料の例えば水平
位置である。この図で示したように試料は探針により繰
り返し水平方向に走査され、その間、試料は更に探針に
より垂直方向に走査される。なお、図１の走査信号は三
角波の信号であり、探針と試料とを往復走査するための
ものである。
号を示しており、横軸は時間、縦軸は試料の例えば水平
位置である。この図で示したように試料は探針により繰
り返し水平方向に走査され、その間、試料は更に探針に
より垂直方向に走査される。なお、図１の走査信号は三
角波の信号であり、探針と試料とを往復走査するための
ものである。
【００１１】このような走査信号により探針と試料とは
相対的に走査されるが、走査信号の変曲点Ｐでは走査の
向きが急激に異なる。このため、前記したようにこの点
Ｐでスキャナーの減速や加速が機械的なエネルギーを与
えることになり、振動の原因となっている。この振動は
像の上で帯状のノイズとなって現れる。この帯状のノイ
ズの幅（レベル）は振動が治まるまで続くことになり、
ノイズレベルの振幅が大きいと、凹凸の小さい原子レベ
ルの像はこのノイズに埋もれてしまい、像を観察するこ
とが不可能となる。
相対的に走査されるが、走査信号の変曲点Ｐでは走査の
向きが急激に異なる。このため、前記したようにこの点
Ｐでスキャナーの減速や加速が機械的なエネルギーを与
えることになり、振動の原因となっている。この振動は
像の上で帯状のノイズとなって現れる。この帯状のノイ
ズの幅（レベル）は振動が治まるまで続くことになり、
ノイズレベルの振幅が大きいと、凹凸の小さい原子レベ
ルの像はこのノイズに埋もれてしまい、像を観察するこ
とが不可能となる。
【００１２】このような問題を解決するために、走査の
始めと終りに走査信号を丸めて機械的に移動させる探針
あるいは試料の加速度を低減する方法が考えられてい
る。図２はこのような走査信号を示すもので、変曲点Ｑ
の部分を丸めるようにしている。この方法によれば、画
像のノイズの問題は相当改良されるが、今度は変曲点Ｑ
の近傍で走査の直線性が失われるため、その部分の像は
歪んでしまうという新たな問題が発生する。
始めと終りに走査信号を丸めて機械的に移動させる探針
あるいは試料の加速度を低減する方法が考えられてい
る。図２はこのような走査信号を示すもので、変曲点Ｑ
の部分を丸めるようにしている。この方法によれば、画
像のノイズの問題は相当改良されるが、今度は変曲点Ｑ
の近傍で走査の直線性が失われるため、その部分の像は
歪んでしまうという新たな問題が発生する。
【００１３】このため、画像をフレームメモリーに収納
する場合に、像の両端をカットして記録するなどの対応
を施しているが、走査を早めた場合などでは、カットす
る領域が大きくなり、結果として視野が著しく制限され
てしまう問題が発生する。
する場合に、像の両端をカットして記録するなどの対応
を施しているが、走査を早めた場合などでは、カットす
る領域が大きくなり、結果として視野が著しく制限され
てしまう問題が発生する。
【００１４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、観察視野を狭めることなく、機械
的な走査系に基づく振動の影響を著しく軽減し、ノイズ
や歪みの影響のない像を得ることを可能とする走査型プ
ローブ顕微鏡における走査方法および走査プローブ顕微
鏡を実現するにある。
もので、その目的は、観察視野を狭めることなく、機械
的な走査系に基づく振動の影響を著しく軽減し、ノイズ
や歪みの影響のない像を得ることを可能とする走査型プ
ローブ顕微鏡における走査方法および走査プローブ顕微
鏡を実現するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１の発明に基づく走査
型プローブ顕微鏡における走査方法は、試料と探針とを
相対的に２次元走査し、試料表面の像を得るようにした
走査型プローブ顕微鏡において、２次元走査の少なくと
も一方の走査における直線状の走査の終了時から次の直
線状走査の開始までの間に走査の停止期間を設けるよう
にしたことを特徴としている。
型プローブ顕微鏡における走査方法は、試料と探針とを
相対的に２次元走査し、試料表面の像を得るようにした
走査型プローブ顕微鏡において、２次元走査の少なくと
も一方の走査における直線状の走査の終了時から次の直
線状走査の開始までの間に走査の停止期間を設けるよう
にしたことを特徴としている。
【００１６】第１の発明では、試料と探針とを相対的に
２次元走査する際、２次元走査の少なくとも一方の走査
における直線状の走査の終了時から次の直線状走査の開
始までの間に走査の停止期間を設け、この停止期間の間
に機械系の振動を像のノイズの発生に影響のない程度ま
で消滅させる。
２次元走査する際、２次元走査の少なくとも一方の走査
における直線状の走査の終了時から次の直線状走査の開
始までの間に走査の停止期間を設け、この停止期間の間
に機械系の振動を像のノイズの発生に影響のない程度ま
で消滅させる。
【００１７】第２の発明に基づく走査型プローブ顕微鏡
は、試料と探針とを相対的に２次元走査する走査手段
と、走査手段に走査信号を供給する走査信号発生手段
と、試料と探針との相対的な２次元走査に伴って得られ
た信号に基づいて試料表面の像を表示する表示手段とを
備えた走査型プローブ顕微鏡において、走査信号発生手
段は、２次元走査の少なくとも一方の走査における直線
状の走査の終了時から次の直線状走査の開始までの間に
走査の停止期間を設けるように構成されたことを特徴と
している。
は、試料と探針とを相対的に２次元走査する走査手段
と、走査手段に走査信号を供給する走査信号発生手段
と、試料と探針との相対的な２次元走査に伴って得られ
た信号に基づいて試料表面の像を表示する表示手段とを
備えた走査型プローブ顕微鏡において、走査信号発生手
段は、２次元走査の少なくとも一方の走査における直線
状の走査の終了時から次の直線状走査の開始までの間に
走査の停止期間を設けるように構成されたことを特徴と
している。
【００１８】第２の発明では、第１の発明と同様に、試
料と探針とを相対的に２次元走査する際、２次元走査の
少なくとも一方の走査における直線状の走査の終了時か
ら次の直線状走査の開始までの間に走査の停止期間を設
け、この停止期間の間に機械系の振動を像のノイズの発
生に影響のない程度まで消滅させる。
料と探針とを相対的に２次元走査する際、２次元走査の
少なくとも一方の走査における直線状の走査の終了時か
ら次の直線状走査の開始までの間に走査の停止期間を設
け、この停止期間の間に機械系の振動を像のノイズの発
生に影響のない程度まで消滅させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく方法
を実施するための走査型プローブ顕微鏡の１種である走
査トンネル顕微鏡の一例を示しており、１は探針、２は
探針に接近して配置される試料である。探針１はピエゾ
素子より構成されるＺ方向駆動機構に取り付けられてお
り、Ｚ方向駆動機構３はＹ方向駆動機構４に取り付けら
れ、Ｙ方向駆動機構４はＸ方向駆動機構５に取り付けら
れている。Ｙ方向駆動機構４およびＸ方向駆動機構５は
それぞれピエゾ素子より構成されている。
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく方法
を実施するための走査型プローブ顕微鏡の１種である走
査トンネル顕微鏡の一例を示しており、１は探針、２は
探針に接近して配置される試料である。探針１はピエゾ
素子より構成されるＺ方向駆動機構に取り付けられてお
り、Ｚ方向駆動機構３はＹ方向駆動機構４に取り付けら
れ、Ｙ方向駆動機構４はＸ方向駆動機構５に取り付けら
れている。Ｙ方向駆動機構４およびＸ方向駆動機構５は
それぞれピエゾ素子より構成されている。
【００２０】Ｚ方向駆動機構３は、ピエゾ素子に駆動電
圧を印加するためのＺ駆動回路６に接続され、Ｙ方向駆
動機構４は、ピエゾ素子に駆動電圧を印加するためのＹ
駆動回路７に接続され、Ｘ方向駆動機構５は、ピエゾ素
子に駆動電圧を印加するためのＸ駆動回路８に接続され
ている。
圧を印加するためのＺ駆動回路６に接続され、Ｙ方向駆
動機構４は、ピエゾ素子に駆動電圧を印加するためのＹ
駆動回路７に接続され、Ｘ方向駆動機構５は、ピエゾ素
子に駆動電圧を印加するためのＸ駆動回路８に接続され
ている。
【００２１】Ｚ駆動回路６はコンピュータのような制御
回路９からの信号によりＺ方向駆動機構３を駆動するた
めの電圧を発生する。Ｙ駆動回路７およびＸ駆動回路８
は、走査信号発生器１０に接続されており、走査信号発
生器１０からの走査信号に基づいてＹ方向駆動機構４お
よびＸ方向駆動機構５に探針１の走査のための電圧を印
加する。走査信号発生器１０から発生する走査信号は、
制御回路９によって制御される。
回路９からの信号によりＺ方向駆動機構３を駆動するた
めの電圧を発生する。Ｙ駆動回路７およびＸ駆動回路８
は、走査信号発生器１０に接続されており、走査信号発
生器１０からの走査信号に基づいてＹ方向駆動機構４お
よびＸ方向駆動機構５に探針１の走査のための電圧を印
加する。走査信号発生器１０から発生する走査信号は、
制御回路９によって制御される。
【００２２】１１は試料２と探針１との間にバイアス電
圧を印加するためのバイアス回路であり、この回路１１
は制御回路９によって制御される。試料２と探針１との
間に流れるトンネル電流は、試料２から増幅器１２を介
して制御回路９に供給される。制御回路９には陰極線管
などの表示装置１３が接続されている。なお、各回路等
と制御回路９との間にはＡＤ変換器やＤＡ変換器が設け
られているが、それらの回路は省略されている。このよ
うな構成の動作を次に説明する。
圧を印加するためのバイアス回路であり、この回路１１
は制御回路９によって制御される。試料２と探針１との
間に流れるトンネル電流は、試料２から増幅器１２を介
して制御回路９に供給される。制御回路９には陰極線管
などの表示装置１３が接続されている。なお、各回路等
と制御回路９との間にはＡＤ変換器やＤＡ変換器が設け
られているが、それらの回路は省略されている。このよ
うな構成の動作を次に説明する。
【００２３】トンネル顕微鏡像を観察する場合、制御回
路９によって走査信号発生器１０を制御し、Ｘ駆動回路
８にＸ方向走査信号を、Ｙ駆動回路７にＹ方向走査信号
を供給する。Ｘ駆動回路８はＸ方向走査信号に基づいて
Ｘ方向駆動機構５を駆動し、探針１を試料２に対してＸ
方向に走査する。Ｙ駆動回路７はＹ方向走査信号に基づ
いてＹ方向駆動機構４を駆動し、探針１を試料２に対し
てＹ方向に走査する。この際、バイアス回路１１によっ
て探針１と試料２との間には所定の電圧が印加される。
路９によって走査信号発生器１０を制御し、Ｘ駆動回路
８にＸ方向走査信号を、Ｙ駆動回路７にＹ方向走査信号
を供給する。Ｘ駆動回路８はＸ方向走査信号に基づいて
Ｘ方向駆動機構５を駆動し、探針１を試料２に対してＸ
方向に走査する。Ｙ駆動回路７はＹ方向走査信号に基づ
いてＹ方向駆動機構４を駆動し、探針１を試料２に対し
てＹ方向に走査する。この際、バイアス回路１１によっ
て探針１と試料２との間には所定の電圧が印加される。
【００２４】この探針１の２次元走査にともない、試料
表面の凹凸により試料２から得られるトンネル電流が変
化する。この電流は増幅器１２を介して制御回路９に供
給される。制御回路９は、トンネル電流が一定となるよ
うにＺ駆動回路６を制御し、Ｚ駆動回路６はＺ駆動機構
３を駆動して、探針１のＺ方向位置を制御する。制御回
路９は、探針１のＺ方向の変位を示す信号を探針１の
Ｘ，Ｙ走査信号と共に表示装置１３に供給することか
ら、表示装置１３には試料２の表面の凹凸の状態を示す
トンネル像が得られる。
表面の凹凸により試料２から得られるトンネル電流が変
化する。この電流は増幅器１２を介して制御回路９に供
給される。制御回路９は、トンネル電流が一定となるよ
うにＺ駆動回路６を制御し、Ｚ駆動回路６はＺ駆動機構
３を駆動して、探針１のＺ方向位置を制御する。制御回
路９は、探針１のＺ方向の変位を示す信号を探針１の
Ｘ，Ｙ走査信号と共に表示装置１３に供給することか
ら、表示装置１３には試料２の表面の凹凸の状態を示す
トンネル像が得られる。
【００２５】さて、制御回路９は走査信号発生器１０を
制御してＸ駆動回路８とＹ駆動回路７に走査信号を供給
するが、例えば、Ｘ駆動回路８に供給される走査信号に
は走査の停止期間を設けるようにしている。図４はＸ方
向走査信号の一例を示している。直線状の往路走査信号
Ｓｆが終了した後、直線状の復路走査信号Ｓｂが開始す
るまでの間、走査の停止期間ｔが設定されている。ま
た、復路走査信号Ｓｂが終了した後、往路走査信号Ｓｆ
が開始するまでの間にも、走査の停止期間ｔが設定され
ている。
制御してＸ駆動回路８とＹ駆動回路７に走査信号を供給
するが、例えば、Ｘ駆動回路８に供給される走査信号に
は走査の停止期間を設けるようにしている。図４はＸ方
向走査信号の一例を示している。直線状の往路走査信号
Ｓｆが終了した後、直線状の復路走査信号Ｓｂが開始す
るまでの間、走査の停止期間ｔが設定されている。ま
た、復路走査信号Ｓｂが終了した後、往路走査信号Ｓｆ
が開始するまでの間にも、走査の停止期間ｔが設定され
ている。
【００２６】この走査の停止期間ｔは、探針１のＸ方向
の機械的な駆動による１回の直線状の走査が終了した
後、機械系の振動のダンピングが消滅する期間に設定さ
れる。この機械系の振動のダンピングが消滅する期間
は、探針の駆動機構の大きさ等や直線状の走査の速度、
更には走査範囲によって変化する。このため、停止期間
の長さを制御回路９で任意に設定できることが望まし
い。
の機械的な駆動による１回の直線状の走査が終了した
後、機械系の振動のダンピングが消滅する期間に設定さ
れる。この機械系の振動のダンピングが消滅する期間
は、探針の駆動機構の大きさ等や直線状の走査の速度、
更には走査範囲によって変化する。このため、停止期間
の長さを制御回路９で任意に設定できることが望まし
い。
【００２７】なお、表示装置１３における像の表示は、
実際の走査期間に基づいて得られた信号によって行うこ
とになる。この結果、探針１の走査機構の加速や減速に
よって振動が生じている期間は、表示装置１３に表示さ
れる像に寄与しないことになり、得られる像は振動の影
響がないものとなると共に、走査の端部で像が歪むよう
な問題は生じない。
実際の走査期間に基づいて得られた信号によって行うこ
とになる。この結果、探針１の走査機構の加速や減速に
よって振動が生じている期間は、表示装置１３に表示さ
れる像に寄与しないことになり、得られる像は振動の影
響がないものとなると共に、走査の端部で像が歪むよう
な問題は生じない。
【００２８】図５は走査の他の例を示しているが、この
例では、往路走査信号Ｓｆ時に像信号を取得し、復路走
査信号Ｓｂの際には像信号の取得を停止するようにした
ものである。この場合、復路走査信号Ｓｂの終了後、往
路走査信号Ｓｆの開始までの間に停止期間ｔが設けられ
ている。また、復路走査の際には像信号の取得がないの
で、走査の速度が速められている（走査信号の勾配が高
くされている）。
例では、往路走査信号Ｓｆ時に像信号を取得し、復路走
査信号Ｓｂの際には像信号の取得を停止するようにした
ものである。この場合、復路走査信号Ｓｂの終了後、往
路走査信号Ｓｆの開始までの間に停止期間ｔが設けられ
ている。また、復路走査の際には像信号の取得がないの
で、走査の速度が速められている（走査信号の勾配が高
くされている）。
【００２９】以上本発明の実施の形態を詳述したが、本
発明はこの形態に限定されない。例えば、走査トンネル
顕微鏡を例にして説明したが、原子間力顕微鏡等の他の
ＳＰＭにも本発明を適用することができる。また、探針
を試料に対して機械的に駆動して走査を行うようにした
が、探針を固定し、試料を機械的に駆動する際にも本発
明を使用することができる。
発明はこの形態に限定されない。例えば、走査トンネル
顕微鏡を例にして説明したが、原子間力顕微鏡等の他の
ＳＰＭにも本発明を適用することができる。また、探針
を試料に対して機械的に駆動して走査を行うようにした
が、探針を固定し、試料を機械的に駆動する際にも本発
明を使用することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、第１および第２の
発明では、試料と探針とを相対的に２次元走査する際、
２次元走査の少なくとも一方の走査における直線状の走
査の終了時から次の直線状走査の開始までの間に走査の
停止期間を設け、この停止期間の間に機械系の振動を像
のノイズの発生に影響のない程度まで消滅させる。
発明では、試料と探針とを相対的に２次元走査する際、
２次元走査の少なくとも一方の走査における直線状の走
査の終了時から次の直線状走査の開始までの間に走査の
停止期間を設け、この停止期間の間に機械系の振動を像
のノイズの発生に影響のない程度まで消滅させる。
【００３１】この結果、探針１の走査機構の加速や減速
によって振動が生じている期間は、表示装置に表示され
る像に寄与しないことになり、得られる像は振動の影響
がないものとなると共に、走査の端部で像が歪むような
問題は生じない。
によって振動が生じている期間は、表示装置に表示され
る像に寄与しないことになり、得られる像は振動の影響
がないものとなると共に、走査の端部で像が歪むような
問題は生じない。
【図１】従来のＳＰＭにおける走査信号の例を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来のＳＰＭにおける改良された走査信号の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明に基づく走査トンネル顕微鏡の一例を示
す図である。
す図である。
【図４】図３の走査トンネル顕微鏡における走査信号の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図５】図３の走査トンネル顕微鏡における走査信号の
他の例を示す図である。
他の例を示す図である。
１ 探針 ２ 試料 ３ Ｚ方向駆動機構 ４ Ｙ方向駆動機構 ５ Ｘ方向駆動機構 ６ Ｚ駆動回路 ７ Ｙ駆動回路 ８ Ｘ駆動回路 ９ 制御回路 １０ 走査信号発生器 １１ バイアス回路 １２ 増幅器 １３ 表示装置
Claims (2)
- 【請求項１】 試料と探針とを相対的に２次元走査し、
試料表面の像を得るようにした走査型プローブ顕微鏡に
おいて、２次元走査の少なくとも一方の走査における直
線状の走査の終了時から次の直線状走査の開始までの間
に走査の停止期間を設けるようにした走査型プローブ顕
微鏡における走査方法。 - 【請求項２】 試料と探針とを相対的に２次元走査する
走査手段と、走査手段に走査信号を供給する走査信号発
生手段と、試料と探針との相対的な２次元走査に伴って
得られた信号に基づいて試料表面の像を表示する表示手
段とを備えた走査型プローブ顕微鏡において、走査信号
発生手段は、２次元走査の少なくとも一方の走査におけ
る直線状の走査の終了時から次の直線状走査の開始まで
の間に走査の停止期間を設けるように構成された走査型
プローブ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11048094A JP2000241439A (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 走査型プローブ顕微鏡における走査方法および走査型プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11048094A JP2000241439A (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 走査型プローブ顕微鏡における走査方法および走査型プローブ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241439A true JP2000241439A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12793744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11048094A Withdrawn JP2000241439A (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 走査型プローブ顕微鏡における走査方法および走査型プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241439A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006313142A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-11-16 | Olympus Corp | 走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2009074987A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Sii Nanotechnology Inc | 走査型プローブ顕微鏡及び表面情報測定方法 |
| JP2010527002A (ja) * | 2007-05-07 | 2010-08-05 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | クローズドループコントローラを備える高速走査型プローブ顕微鏡とその操作方法 |
| JP2011085600A (ja) * | 2005-04-07 | 2011-04-28 | Olympus Corp | 走査型プローブ顕微鏡 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP11048094A patent/JP2000241439A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006313142A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-11-16 | Olympus Corp | 走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2011085600A (ja) * | 2005-04-07 | 2011-04-28 | Olympus Corp | 走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2010527002A (ja) * | 2007-05-07 | 2010-08-05 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | クローズドループコントローラを備える高速走査型プローブ顕微鏡とその操作方法 |
| JP2009074987A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Sii Nanotechnology Inc | 走査型プローブ顕微鏡及び表面情報測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |