JP2000329675A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料表面の形状情報を得るとともに、形状情
報を除く試料表面の情報が同時に得られるようにする。 【解決手段】 試料（１０）とプローブ（１２）とを対
向させ、試料又はプローブをＸ，Ｙ方向およびＺ方向に
駆動して試料表面の情報を得る走査型プローブ顕微鏡に
おいて、各走査ポイントごとに、試料表面とプローブ間
の物理的作用が一定になるようにＺ方向を制御するとと
もに、前記物理的作用が一定となる位置から表面形状の
影響のない所定距離だけＺ方向に変位させる制御手段
（２８）を備え、試料表面の形状情報とともに、形状情
報を除いた表面の情報を得るようにしたものである。
報を除く試料表面の情報が同時に得られるようにする。 【解決手段】 試料（１０）とプローブ（１２）とを対
向させ、試料又はプローブをＸ，Ｙ方向およびＺ方向に
駆動して試料表面の情報を得る走査型プローブ顕微鏡に
おいて、各走査ポイントごとに、試料表面とプローブ間
の物理的作用が一定になるようにＺ方向を制御するとと
もに、前記物理的作用が一定となる位置から表面形状の
影響のない所定距離だけＺ方向に変位させる制御手段
（２８）を備え、試料表面の形状情報とともに、形状情
報を除いた表面の情報を得るようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は試料表面の形状情報
と共に、形状情報以外の試料表面の情報を得るようにし
た走査型プローブ顕微鏡に関する。
と共に、形状情報以外の試料表面の情報を得るようにし
た走査型プローブ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性の試料に金属探針を１ｎｍ以下程
度まで近づけて両者間にバイアス電圧を加え、トンネル
効果により試料と探針間に流れるトンネル電流が一定に
なるようにフィードバックをかけながら、試料表面を探
針で走査し、この時の探針のＺ方向の動きから表面形状
を得る走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、あるいはカン
チレバーと呼ばれる片持ち梁の先端に取り付けた探針を
試料に数ｎｍ以下に近づけ、この時の探針の先端の原子
と試料の原子間に働く原子間力が一定になるようにフィ
ードバックをかけながら試料を走査し、表面形状を得る
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の走査型プローブ顕微鏡
（ＳＰＭ）が従来用いられており、トンネル電流または
原子間力が一定となるように試料と探針との間のＺ方向
の距離を制御して試料表面の形状情報を得るようにして
いる。
度まで近づけて両者間にバイアス電圧を加え、トンネル
効果により試料と探針間に流れるトンネル電流が一定に
なるようにフィードバックをかけながら、試料表面を探
針で走査し、この時の探針のＺ方向の動きから表面形状
を得る走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、あるいはカン
チレバーと呼ばれる片持ち梁の先端に取り付けた探針を
試料に数ｎｍ以下に近づけ、この時の探針の先端の原子
と試料の原子間に働く原子間力が一定になるようにフィ
ードバックをかけながら試料を走査し、表面形状を得る
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の走査型プローブ顕微鏡
（ＳＰＭ）が従来用いられており、トンネル電流または
原子間力が一定となるように試料と探針との間のＺ方向
の距離を制御して試料表面の形状情報を得るようにして
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年磁気力
顕微鏡（ＭＦＭ）や電気力顕微鏡（ＥＦＭ）、表面電位
顕微鏡等、従来の走査型プローブ顕微鏡よりも試料と探
針の距離を大きくし、試料表面の形状を除く表面情報を
得る必要性が高まっており、従来の走査型プローブ顕微
鏡においては、このような情報を得ることが困難であっ
た。
顕微鏡（ＭＦＭ）や電気力顕微鏡（ＥＦＭ）、表面電位
顕微鏡等、従来の走査型プローブ顕微鏡よりも試料と探
針の距離を大きくし、試料表面の形状を除く表面情報を
得る必要性が高まっており、従来の走査型プローブ顕微
鏡においては、このような情報を得ることが困難であっ
た。
【０００４】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、試料表面の形状情報を得るとともに、形状情報を除
く試料表面の情報が同時に得られるようにすることを目
的とする。
で、試料表面の形状情報を得るとともに、形状情報を除
く試料表面の情報が同時に得られるようにすることを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料とプロー
ブとを対向させ、試料またはプローブをＸ，Ｙ方向およ
びＺ方向に駆動して試料表面の情報を得る走査型プロー
ブ顕微鏡において、各走査ポイントごとに、試料表面と
プローブ間の物理的作用が一定になるようにＺ方向を制
御するとともに、前記物理的作用が一定となる位置から
表面形状の影響のない所定距離だけＺ方向に変位させる
制御手段を備え、試料表面の形状情報とともに、形状情
報を除いた表面の情報を得るようにしたことを特徴とす
る。
ブとを対向させ、試料またはプローブをＸ，Ｙ方向およ
びＺ方向に駆動して試料表面の情報を得る走査型プロー
ブ顕微鏡において、各走査ポイントごとに、試料表面と
プローブ間の物理的作用が一定になるようにＺ方向を制
御するとともに、前記物理的作用が一定となる位置から
表面形状の影響のない所定距離だけＺ方向に変位させる
制御手段を備え、試料表面の形状情報とともに、形状情
報を除いた表面の情報を得るようにしたことを特徴とす
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は走査型プローブ顕微鏡としてＡＦＭ
を例にした場合の構成を示す図、図２は試料表面の形状
測定を説明するための図、図３は試料表面の走査を説明
するための図、図４は本発明によるデータ取得方法を説
明する図である。
て説明する。図１は走査型プローブ顕微鏡としてＡＦＭ
を例にした場合の構成を示す図、図２は試料表面の形状
測定を説明するための図、図３は試料表面の走査を説明
するための図、図４は本発明によるデータ取得方法を説
明する図である。
【０００７】図１において、スキャナ１１に固定された
試料１０に対向させてカンチレバーからなるプローブ１
２を配置し、制御装置２３によりＺ駆動装置２１、Ｘ，
Ｙ駆動装置２２を駆動してスキャナ１１をＺ方向および
Ｘ，Ｙ方向に動かし、この例ではＡＣモードで測定が行
われる。そのため、プローブ１２は発振器１４よりＰＺ
Ｔ１３を介して加振されてその固有振動数で振動する。
一方レーザ１５よりプローブ１２に対してレーザ光を照
射すると、その反射光がプローブの振動に応じて方向が
変わり、これが光電変換器１６で交流の電気信号に変換
される。プローブ１２は固有振動数で振動するが、試料
表面との相互作用の影響で位相、周波数、或いは振幅が
変調を受けるので、これが検出器１８で検出される。
試料１０に対向させてカンチレバーからなるプローブ１
２を配置し、制御装置２３によりＺ駆動装置２１、Ｘ，
Ｙ駆動装置２２を駆動してスキャナ１１をＺ方向および
Ｘ，Ｙ方向に動かし、この例ではＡＣモードで測定が行
われる。そのため、プローブ１２は発振器１４よりＰＺ
Ｔ１３を介して加振されてその固有振動数で振動する。
一方レーザ１５よりプローブ１２に対してレーザ光を照
射すると、その反射光がプローブの振動に応じて方向が
変わり、これが光電変換器１６で交流の電気信号に変換
される。プローブ１２は固有振動数で振動するが、試料
表面との相互作用の影響で位相、周波数、或いは振幅が
変調を受けるので、これが検出器１８で検出される。
【０００８】表面形状を測定する場合は、検出信号と基
準値１９とを比較器２０で比較し、原子力間による位
相、周波数、或いは振幅の変化分と基準値との差信号が
制御装置２３に加えられてＺ方向を制御し、試料表面と
プローブ間に作用する原子間力が一定となるようにＺ駆
動装置２１が駆動される。その結果、図２に示すよう
に、プローブは試料表面から一定の距離ｈとなる軌跡を
描き、このときの制御信号を記録装置２４で記録するこ
とにより、試料１０の凹凸情報が測定される。
準値１９とを比較器２０で比較し、原子力間による位
相、周波数、或いは振幅の変化分と基準値との差信号が
制御装置２３に加えられてＺ方向を制御し、試料表面と
プローブ間に作用する原子間力が一定となるようにＺ駆
動装置２１が駆動される。その結果、図２に示すよう
に、プローブは試料表面から一定の距離ｈとなる軌跡を
描き、このときの制御信号を記録装置２４で記録するこ
とにより、試料１０の凹凸情報が測定される。
【０００９】さらに本発明においては、制御装置２３に
より表面形状を測定した各ポイント毎に、試料表面から
距離がｈとなるＺ位置に対して、表面形状の影響がない
程度の任意の変化量を加え、このときの検出器１８の出
力を記録装置２４に記録して表面の磁気情報、電位情報
等の表面情報の測定を行うが、これについて、図３、図
４を参照して説明する。
より表面形状を測定した各ポイント毎に、試料表面から
距離がｈとなるＺ位置に対して、表面形状の影響がない
程度の任意の変化量を加え、このときの検出器１８の出
力を記録装置２４に記録して表面の磁気情報、電位情報
等の表面情報の測定を行うが、これについて、図３、図
４を参照して説明する。
【００１０】図３は走査について説明する図である。
【００１１】図３（ａ）に示すように、プローブと試料
とを相対的にＸ方向、およびＹ方向に走査する。この
時、データを取得するポイントは、図３（ｂ）に示すよ
うに、一定間隔のポイント１，２，３，４，５……とな
るが、各走査ポイント毎に試料表面の形状情報を取得し
た後、プローブを表面形状の影響のない所定距離だけ離
して再度測定する。
とを相対的にＸ方向、およびＹ方向に走査する。この
時、データを取得するポイントは、図３（ｂ）に示すよ
うに、一定間隔のポイント１，２，３，４，５……とな
るが、各走査ポイント毎に試料表面の形状情報を取得し
た後、プローブを表面形状の影響のない所定距離だけ離
して再度測定する。
【００１２】図４は表面形状の測定と表面形状によらな
い表面形状の測定におけるデータ取得方法を説明するタ
イムチャートである。
い表面形状の測定におけるデータ取得方法を説明するタ
イムチャートである。
【００１３】図４（ａ）は各走査ポイント１，２，３，
４，５……を特定するポイントスキャンを表しており、
図４（ｂ）はポイントスキャンの中でのデータ取得のタ
イミングを表している。すなわち、走査ポイント１にお
いて、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、まず試料
とプローブ間に作用する原子間力が一定値となるＺ制御
Ａ１を行ってＺ方向の位置ａを求めてデータを取得し、
次いで同じポイント１でＺ制御Ｂ１を行ってＺ方向に所
定距離αだけプローブを離し、位置ａ＋αでプローブに
作用する磁気力、或いは電気力等に起因して生ずるプロ
ーブの振動の位相変化、周波数変化、または振幅変化を
検出してデータを取得する。次いで、走査ポイント２に
おいて、原子間力が一定値となるＺ制御Ａ２を行ってＺ
方向の位置ｂを求めてデータを取得し、次いで同じポイ
ント２でＺ制御Ｂ２を行ってＺ方向に所定距離αだけプ
ローブを離し、位置ｂ＋αでデータを取得する。以後、
順次このような方法で、各走査ポイントについて測定
し、表面形状と、表面形状によらない情報を取得する。
こうして、原子間力が一定となるＺ位置データから表面
凹凸形状を測定することができ、さらに所定距離離した
位置での測定データから表面形状によらない試料表面情
報を得ることができる。
４，５……を特定するポイントスキャンを表しており、
図４（ｂ）はポイントスキャンの中でのデータ取得のタ
イミングを表している。すなわち、走査ポイント１にお
いて、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、まず試料
とプローブ間に作用する原子間力が一定値となるＺ制御
Ａ１を行ってＺ方向の位置ａを求めてデータを取得し、
次いで同じポイント１でＺ制御Ｂ１を行ってＺ方向に所
定距離αだけプローブを離し、位置ａ＋αでプローブに
作用する磁気力、或いは電気力等に起因して生ずるプロ
ーブの振動の位相変化、周波数変化、または振幅変化を
検出してデータを取得する。次いで、走査ポイント２に
おいて、原子間力が一定値となるＺ制御Ａ２を行ってＺ
方向の位置ｂを求めてデータを取得し、次いで同じポイ
ント２でＺ制御Ｂ２を行ってＺ方向に所定距離αだけプ
ローブを離し、位置ｂ＋αでデータを取得する。以後、
順次このような方法で、各走査ポイントについて測定
し、表面形状と、表面形状によらない情報を取得する。
こうして、原子間力が一定となるＺ位置データから表面
凹凸形状を測定することができ、さらに所定距離離した
位置での測定データから表面形状によらない試料表面情
報を得ることができる。
【００１４】以上、本発明の一例を説明したが、次に、
本発明の他の例を説明する。
本発明の他の例を説明する。
【００１５】図５は、本発明の他の例として示した、Ａ
ＦＭの概略図である。図５において、図１と同じ構成要
素には図１と同じ番号を付けており、その説明を省略す
る。
ＦＭの概略図である。図５において、図１と同じ構成要
素には図１と同じ番号を付けており、その説明を省略す
る。
【００１６】図５において、２５はピエゾ素子で作られ
たＰＺＴであり、このＰＺＴ２５は固定端２６に固定さ
れている。そして、前記プローブ１２の一端がＰＺＴ２
５に取り付けられている。
たＰＺＴであり、このＰＺＴ２５は固定端２６に固定さ
れている。そして、前記プローブ１２の一端がＰＺＴ２
５に取り付けられている。
【００１７】２７は制御装置であり、制御装置２７は、
前記ＰＺＴ２５をＺ方向に駆動させると共に、前記Ｚ駆
動装置２１、ＸＹ駆動装置２２を駆動してスキャナ１１
をＺ方向およびＸ，Ｙ方向に動かす。
前記ＰＺＴ２５をＺ方向に駆動させると共に、前記Ｚ駆
動装置２１、ＸＹ駆動装置２２を駆動してスキャナ１１
をＺ方向およびＸ，Ｙ方向に動かす。
【００１８】この図５のＡＦＭにおいても、図１の装置
の場合と同様に、ＡＣモードで測定が行われる。そのた
め、プローブ１２は発振器１４よりＰＺＴ１３を介して
加振されてその固有振動数で振動する。このように、プ
ローブ１２はその固有振動数で振動するが、試料表面と
の相互作用の影響で、プローブ１２の位相や振幅が変調
を受け、その位相の変化は位相検出器２８で検出され
る。この位相検出器２８には、前記増幅器１７からの交
流信号と、発振器１４からの交流信号が入力されてお
り、位相検出器２８は、それらの位相変化の信号を制御
装置２７に送る。
の場合と同様に、ＡＣモードで測定が行われる。そのた
め、プローブ１２は発振器１４よりＰＺＴ１３を介して
加振されてその固有振動数で振動する。このように、プ
ローブ１２はその固有振動数で振動するが、試料表面と
の相互作用の影響で、プローブ１２の位相や振幅が変調
を受け、その位相の変化は位相検出器２８で検出され
る。この位相検出器２８には、前記増幅器１７からの交
流信号と、発振器１４からの交流信号が入力されてお
り、位相検出器２８は、それらの位相変化の信号を制御
装置２７に送る。
【００１９】一方、前記プローブ１２の振幅変化は、前
記増幅器１７からの交流信号を直流信号に変換する交流
−直流変換器２９と、その出力信号が供給される制御装
置２７で検出される。
記増幅器１７からの交流信号を直流信号に変換する交流
−直流変換器２９と、その出力信号が供給される制御装
置２７で検出される。
【００２０】さて、表面形状を測定する場合は、制御装
置２７は、交流−直流変換器２９から送られてくる直流
信号と基準値Ｔとを比較し、原子力間による振幅の変化
分と基準値Ｔとの差信号に基づき、試料表面とプローブ
間に作用する原子間力が一定となるようにＺ駆動装置２
１を駆動させる。その結果、前記図２に示すように、プ
ローブは試料表面から一定の距離ｈとなる軌跡を描き、
制御装置２７は、このときの制御信号に基づいて試料１
０の凹凸像を表示装置３０の画面上に表示させる。
置２７は、交流−直流変換器２９から送られてくる直流
信号と基準値Ｔとを比較し、原子力間による振幅の変化
分と基準値Ｔとの差信号に基づき、試料表面とプローブ
間に作用する原子間力が一定となるようにＺ駆動装置２
１を駆動させる。その結果、前記図２に示すように、プ
ローブは試料表面から一定の距離ｈとなる軌跡を描き、
制御装置２７は、このときの制御信号に基づいて試料１
０の凹凸像を表示装置３０の画面上に表示させる。
【００２１】さらに図５の装置においては、制御装置２
７により表面形状を測定した各ポイント毎に、試料表面
から距離がｈとなるＺ位置に対して、表面形状の影響が
ない程度の任意の変化量を加え、制御装置２７は、この
ときの位相検出器２８の出力に基づいて表面の磁気情
報、電位情報等の表面情報の測定を行う。これについ
て、前記図３および図６を参照して説明する。
７により表面形状を測定した各ポイント毎に、試料表面
から距離がｈとなるＺ位置に対して、表面形状の影響が
ない程度の任意の変化量を加え、制御装置２７は、この
ときの位相検出器２８の出力に基づいて表面の磁気情
報、電位情報等の表面情報の測定を行う。これについ
て、前記図３および図６を参照して説明する。
【００２２】図３（ａ）に示すように、プローブと試料
とを相対的にＸ方向、およびＹ方向に走査する。この
時、データを取得するポイントは、図３（ｂ）に示すよ
うに、一定間隔のポイント１，２，３，４，５……とな
るが、各走査ポイント毎に試料表面の形状情報を取得し
た後、プローブを表面形状の影響のない所定距離だけ離
して再度測定する。
とを相対的にＸ方向、およびＹ方向に走査する。この
時、データを取得するポイントは、図３（ｂ）に示すよ
うに、一定間隔のポイント１，２，３，４，５……とな
るが、各走査ポイント毎に試料表面の形状情報を取得し
た後、プローブを表面形状の影響のない所定距離だけ離
して再度測定する。
【００２３】図６は表面形状の測定と表面形状によらな
い表面形状の測定におけるデータ取得方法を説明するタ
イムチャートである。
い表面形状の測定におけるデータ取得方法を説明するタ
イムチャートである。
【００２４】図６（ａ）は各走査ポイント１，２，３，
４，５……を特定するポイントスキャンを表しており、
図６（ｂ）はポイントスキャンの中でのデータ取得のタ
イミングを表している。
４，５……を特定するポイントスキャンを表しており、
図６（ｂ）はポイントスキャンの中でのデータ取得のタ
イミングを表している。
【００２５】まず、走査ポイント１において、図６
（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、試料とプローブ間に
作用する原子間力が一定値となるＺ制御Ａ１を行ってＺ
方向の位置ａを求めてデータを取得する。このとき、Ｚ
フィードバックループ、すなわち、光電変換器１６、増
幅器１７、直流−交流変換器２９、制御装置２７、Ｚ駆
動装置２１およびＺスキャナからなるＺフィードバック
ループが働いて前記Ｚ制御Ａ１が行われる。なお、この
Ｚフィードバックループの時定数は、系を安定に働かせ
るために数ＨＺとかなり遅い。
（ｃ）、図６（ｄ）に示すように、試料とプローブ間に
作用する原子間力が一定値となるＺ制御Ａ１を行ってＺ
方向の位置ａを求めてデータを取得する。このとき、Ｚ
フィードバックループ、すなわち、光電変換器１６、増
幅器１７、直流−交流変換器２９、制御装置２７、Ｚ駆
動装置２１およびＺスキャナからなるＺフィードバック
ループが働いて前記Ｚ制御Ａ１が行われる。なお、この
Ｚフィードバックループの時定数は、系を安定に働かせ
るために数ＨＺとかなり遅い。
【００２６】次いで同じポイント１でＺ制御Ｂ１を行っ
てＺ方向に所定距離αだけプローブを離し、位置ａ＋α
でプローブに作用する磁気力、或いは電気力等に起因し
て生ずるプローブの振動の位相変化を位相検出器２８で
検出してデータを取得する。このＺ方向に所定距離αだ
けプローブを離す制御（Ｚリフト）は、制御装置２７と
ＰＺＴ２５によって行われ、制御装置２７は、ＰＺＴ２
５がＺ方向にαだけ伸びるようにＰＺＴ２５を制御す
る。
てＺ方向に所定距離αだけプローブを離し、位置ａ＋α
でプローブに作用する磁気力、或いは電気力等に起因し
て生ずるプローブの振動の位相変化を位相検出器２８で
検出してデータを取得する。このＺ方向に所定距離αだ
けプローブを離す制御（Ｚリフト）は、制御装置２７と
ＰＺＴ２５によって行われ、制御装置２７は、ＰＺＴ２
５がＺ方向にαだけ伸びるようにＰＺＴ２５を制御す
る。
【００２７】このようなＺリフトは、上述したＺフィー
ドバックループの時定数より十分小さい時定数で行われ
るので、Ｚフィードバックループに影響を与えることは
なく、前記Ｚ制御Ｂ１のときにはＺフィードバックルー
プは働いている。
ドバックループの時定数より十分小さい時定数で行われ
るので、Ｚフィードバックループに影響を与えることは
なく、前記Ｚ制御Ｂ１のときにはＺフィードバックルー
プは働いている。
【００２８】そして、プローブの振動の位相変化に関す
るデータが取得されると、Ｚリフトが解除されて、前記
Ｚ制御Ａ１が行われる。
るデータが取得されると、Ｚリフトが解除されて、前記
Ｚ制御Ａ１が行われる。
【００２９】次いで、走査ポイント２において、原子間
力が一定値となるＺ制御Ａ２を行ってＺ方向の位置ｂを
求めてデータを取得し、次いで同じポイント２でＺ制御
Ｂ２を行って、上述したＺリフトによりＺ方向に所定距
離αだけプローブを離し、位置ｂ＋αでデータを取得す
る。以後、順次このような方法で、各走査ポイントにつ
いて測定し、表面形状と、表面形状によらない情報を取
得する。こうして、原子間力が一定となるＺ位置データ
から表面凹凸形状を測定することができ、さらに所定距
離離した位置での測定データから表面形状によらない試
料表面情報を得ることができる。
力が一定値となるＺ制御Ａ２を行ってＺ方向の位置ｂを
求めてデータを取得し、次いで同じポイント２でＺ制御
Ｂ２を行って、上述したＺリフトによりＺ方向に所定距
離αだけプローブを離し、位置ｂ＋αでデータを取得す
る。以後、順次このような方法で、各走査ポイントにつ
いて測定し、表面形状と、表面形状によらない情報を取
得する。こうして、原子間力が一定となるＺ位置データ
から表面凹凸形状を測定することができ、さらに所定距
離離した位置での測定データから表面形状によらない試
料表面情報を得ることができる。
【００３０】以上、図５の装置について説明したが、こ
の装置においては、Ｚリフトはリフト専用のＰＺＴを用
いて極めて短時間のうちに行われ、Ｚフィードバックル
ープを解除せずにＺリフトを行うことができる。Ｚリフ
トをスキャナ１１で行わせようとすると、このＺフィー
ドバックループを一旦解除してからＺリフトを行わせな
ければならず、再度フィードバックループを働かせるに
は数ｍｓｅｃの時間が必要となる。このため、図５の装
置を用いれば、高速に表面形状と、表面形状によらない
情報を得ることができる。
の装置においては、Ｚリフトはリフト専用のＰＺＴを用
いて極めて短時間のうちに行われ、Ｚフィードバックル
ープを解除せずにＺリフトを行うことができる。Ｚリフ
トをスキャナ１１で行わせようとすると、このＺフィー
ドバックループを一旦解除してからＺリフトを行わせな
ければならず、再度フィードバックループを働かせるに
は数ｍｓｅｃの時間が必要となる。このため、図５の装
置を用いれば、高速に表面形状と、表面形状によらない
情報を得ることができる。
【００３１】なお、Ｚリフトを行うためのピエゾ素子
は、プローブ１２を共振点で発振させるためのピエゾ素
子１３でも良い。ただし、この場合、ピエゾ素子１３に
は発振用の信号とＺリフト用の信号を加算した信号が与
えられる。
は、プローブ１２を共振点で発振させるためのピエゾ素
子１３でも良い。ただし、この場合、ピエゾ素子１３に
は発振用の信号とＺリフト用の信号を加算した信号が与
えられる。
【００３２】また、上記においては、各走査ポイントに
おいて変位量αを加えて表面形状によらない情報を得る
ようにしたが、変位量αを複数設定し、各設定値ごとに
異なる情報を取得するようにしてもよい。また、上記説
明ではＡＦＭによる表面形状の測定を例にして説明した
が、もちろんＳＴＭ等他の手段であってもよいことは言
うまでもない。
おいて変位量αを加えて表面形状によらない情報を得る
ようにしたが、変位量αを複数設定し、各設定値ごとに
異なる情報を取得するようにしてもよい。また、上記説
明ではＡＦＭによる表面形状の測定を例にして説明した
が、もちろんＳＴＭ等他の手段であってもよいことは言
うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、試料とプ
ローブとを相対的に走査する装置において、各走査位置
で試料とプローブとの間の物理的作用が一定となるよう
にＺ方向を制御してその位置を記録し、その位置におい
てＺ方向に任意の変位量を加え、その時の位相、周波
数、または振幅の変化を記録することにより、試料表面
の形状情報とそれを除く表面情報を同時に得ることが可
能である。
ローブとを相対的に走査する装置において、各走査位置
で試料とプローブとの間の物理的作用が一定となるよう
にＺ方向を制御してその位置を記録し、その位置におい
てＺ方向に任意の変位量を加え、その時の位相、周波
数、または振幅の変化を記録することにより、試料表面
の形状情報とそれを除く表面情報を同時に得ることが可
能である。
【図１】 本発明の走査型プローブ顕微鏡の構成例を示
す図である。
す図である。
【図２】 試料表面の形状測定を説明するための図であ
る。
る。
【図３】 試料表面の走査を説明するための図である。
【図４】 本発明によるデータ取得を説明する図であ
る。
る。
【図５】 本発明の走査型プローブ顕微鏡の構成例を示
す図である。
す図である。
【図６】 本発明によるデータ取得を説明する図であ
る。
る。
１０…試料、１１…スキャナ、１２…プローブ、１３…
ＰＺＴ、１４…発振器、１５…レーザ、１６…光電変換
器、１７…増幅器、１８…検出器、１９…基準値、２０
…比較器、２１…Ｚ駆動装置、２２…ＸＹ駆動装置、２
３…制御装置、２４…記録装置、２５…ＰＺＴ、２７…
制御装置、２８…位相検出器、２９…交流−直流変換
器、３０…表示装置
ＰＺＴ、１４…発振器、１５…レーザ、１６…光電変換
器、１７…増幅器、１８…検出器、１９…基準値、２０
…比較器、２１…Ｚ駆動装置、２２…ＸＹ駆動装置、２
３…制御装置、２４…記録装置、２５…ＰＺＴ、２７…
制御装置、２８…位相検出器、２９…交流−直流変換
器、３０…表示装置
Claims (3)
- 【請求項１】 試料とプローブとを対向させ、試料また
はプローブをＸ，Ｙ方向およびＺ方向に駆動して試料表
面の情報を得る走査型プローブ顕微鏡において、各走査
ポイントごとに、試料表面とプローブ間の物理的作用が
一定になるようにＺ方向を制御するとともに、前記物理
的作用が一定となる位置から表面形状の影響のない所定
距離だけＺ方向に変位させる制御手段を備え、試料表面
の形状情報とともに、形状情報を除いた表面の情報を得
るようにしたことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項２】 前記制御手段は、試料表面とプローブ間
の物理的作用が一定になるように試料のＺ位置をフィー
ドバック制御すると共に、そのフィードバック制御を働
かせた状態で、前記物理的作用が一定となる位置から表
面形状の影響のない所定距離だけＺ方向にプローブを変
位させることを特徴とする請求項１記載の走査型プロー
ブ顕微鏡。 - 【請求項３】 前記プローブを発振させる発振手段を備
え、前記制御手段は、該発振手段を制御してプローブを
Ｚ方向に所定距離だけ変位させることを特徴とする請求
項２記載の走査型プローブ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000005590A JP2000329675A (ja) | 1999-03-15 | 2000-01-14 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6922599 | 1999-03-15 | ||
| JP11-69225 | 1999-03-15 | ||
| JP2000005590A JP2000329675A (ja) | 1999-03-15 | 2000-01-14 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329675A true JP2000329675A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=26410427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000005590A Pending JP2000329675A (ja) | 1999-03-15 | 2000-01-14 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329675A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010087114A1 (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | 国立大学法人 金沢大学 | 走査型プローブ顕微鏡 |
| WO2016185518A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | オリンパス株式会社 | 原子間力顕微鏡の情報取得方法 |
| CN106770156A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 厦门大学 | 一种适用于针尖增强拉曼光谱的纳米扫描台 |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000005590A patent/JP2000329675A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010087114A1 (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | 国立大学法人 金沢大学 | 走査型プローブ顕微鏡 |
| US8341760B2 (en) | 2009-02-02 | 2012-12-25 | National University Corporation | Scanning probe microscope |
| JP5283089B2 (ja) * | 2009-02-02 | 2013-09-04 | 国立大学法人金沢大学 | 走査型プローブ顕微鏡 |
| WO2016185518A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | オリンパス株式会社 | 原子間力顕微鏡の情報取得方法 |
| JPWO2016185518A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2018-03-01 | オリンパス株式会社 | 原子間力顕微鏡の情報取得方法 |
| CN106770156A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 厦门大学 | 一种适用于针尖增强拉曼光谱的纳米扫描台 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040615 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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