JP2002055038A - 走査形プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査形プローブ顕微鏡Info
- Publication number
- JP2002055038A JP2002055038A JP2000241193A JP2000241193A JP2002055038A JP 2002055038 A JP2002055038 A JP 2002055038A JP 2000241193 A JP2000241193 A JP 2000241193A JP 2000241193 A JP2000241193 A JP 2000241193A JP 2002055038 A JP2002055038 A JP 2002055038A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanner
- cylindrical
- scanning
- electrode
- cylindrical scanner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノイズ成分を含まない良好な試料像を得るこ
とができる走査形プローブ顕微鏡を提供すること。 【解決手段】 スキャナ５においては、ｘｙ方向走査用
円筒型スキャナ６とｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の
間に、接地電位に保たれたシールド体１３が配置されて
いる。このシールド体１３は、ｘｙ方向走査用円筒型ス
キャナ６の電場の変化によって発生する電気的ノイズを
遮断する効果を有しているので、その電気的ノイズはシ
ールド体１３で遮断されて、従来のようにｚ方向伸縮用
円筒型スキャナ１４に混入することはない。この結果、
得られた凹凸像信号には、これまで問題としてきたノイ
ズ成分は含まれず、ノイズ成分を含まない良好な試料像
を得ることができる。
とができる走査形プローブ顕微鏡を提供すること。 【解決手段】 スキャナ５においては、ｘｙ方向走査用
円筒型スキャナ６とｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の
間に、接地電位に保たれたシールド体１３が配置されて
いる。このシールド体１３は、ｘｙ方向走査用円筒型ス
キャナ６の電場の変化によって発生する電気的ノイズを
遮断する効果を有しているので、その電気的ノイズはシ
ールド体１３で遮断されて、従来のようにｚ方向伸縮用
円筒型スキャナ１４に混入することはない。この結果、
得られた凹凸像信号には、これまで問題としてきたノイ
ズ成分は含まれず、ノイズ成分を含まない良好な試料像
を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、走査形トンネル
顕微鏡や原子間力顕微鏡などの走査形プローブ顕微鏡に
関する。
顕微鏡や原子間力顕微鏡などの走査形プローブ顕微鏡に
関する。
【０００２】
【従来の技術】 現在、走査形プローブ顕微鏡（SPM:Sc
anning Probe Microscope）においては、試料または探
針をｘ，ｙおよびｚ方向に移動させるのに、ほとんどの
場合、円筒型（チューブ）スキャナが用いられている。
anning Probe Microscope）においては、試料または探
針をｘ，ｙおよびｚ方向に移動させるのに、ほとんどの
場合、円筒型（チューブ）スキャナが用いられている。
【０００３】そして、この円筒型スキャナとして、通
常、１本の円筒型圧電体の内面に共通電極を設け、その
外面にｘｙ電極とｚ電極を上下に設けたものが多く使用
されている。この円筒型スキャナにおいては、ｘｙ電極
と共通電極間に電圧が印加されて、スキャナが水平（ｘ
ｙ）方向に走査され、また、ｚ電極と共通電極間に電圧
が印加されて、スキャナが垂直（ｚ）方向へ伸縮するよ
うに作られている。
常、１本の円筒型圧電体の内面に共通電極を設け、その
外面にｘｙ電極とｚ電極を上下に設けたものが多く使用
されている。この円筒型スキャナにおいては、ｘｙ電極
と共通電極間に電圧が印加されて、スキャナが水平（ｘ
ｙ）方向に走査され、また、ｚ電極と共通電極間に電圧
が印加されて、スキャナが垂直（ｚ）方向へ伸縮するよ
うに作られている。
【０００４】さて、このような円筒型スキャナにおいて
は、その変位量は前記円筒型圧電体の長さで決まってく
るので、スキャナのｘｙ方向への走査範囲やｚ方向への
伸縮量を大きくとろうとすると、全長の長い円筒型圧電
体を用意する必要がある。
は、その変位量は前記円筒型圧電体の長さで決まってく
るので、スキャナのｘｙ方向への走査範囲やｚ方向への
伸縮量を大きくとろうとすると、全長の長い円筒型圧電
体を用意する必要がある。
【０００５】しかし、このような全長の長い円筒型圧電
体を用いると、ＳＰＭの試料室として大きなスペースを
必要としたり、その円筒型圧電体自身の製作が困難とな
る、などの問題が発生してしまう。
体を用いると、ＳＰＭの試料室として大きなスペースを
必要としたり、その円筒型圧電体自身の製作が困難とな
る、などの問題が発生してしまう。
【０００６】そこで、このような問題を解決するのに、
たとえば実開平４−８９０７に記載されているような発
明が提案されている。この実開平４−８９０７では、ｘ
ｙ方向走査用円筒型スキャナの内側にｚ方向伸縮用円筒
型スキャナを配置した二重構造のスキャナが提案されて
いる。
たとえば実開平４−８９０７に記載されているような発
明が提案されている。この実開平４−８９０７では、ｘ
ｙ方向走査用円筒型スキャナの内側にｚ方向伸縮用円筒
型スキャナを配置した二重構造のスキャナが提案されて
いる。
【０００７】このようなスキャナを用いれば、スキャナ
の全長を長くせずにｘｙｚ方向へのスキャナの変位量を
増加させることができる。また、スキャナの変位量を変
えずにスキャナを小型化でき、ＳＰＭの試料室を省スペ
ース化することができる。
の全長を長くせずにｘｙｚ方向へのスキャナの変位量を
増加させることができる。また、スキャナの変位量を変
えずにスキャナを小型化でき、ＳＰＭの試料室を省スペ
ース化することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、実開
平４−８９０７で提案されているスキャナを用いた場
合、以下の問題が発生することが、本件発明者の実験に
よって明らかになった。
平４−８９０７で提案されているスキャナを用いた場
合、以下の問題が発生することが、本件発明者の実験に
よって明らかになった。
【０００９】その問題について説明すると、たとえば試
料の凹凸像を得るときには、前記ｘｙ方向走査用円筒型
スキャナに走査用電圧が印加されて、スキャナはｘｙ方
向に高速に走査される。そして、そのとき、前記ｚ方向
伸縮用円筒型スキャナに電圧が印加されて、ｚ方向伸縮
用円筒型スキャナは、試料と探針間の距離が所定距離に
保たれるように制御される。
料の凹凸像を得るときには、前記ｘｙ方向走査用円筒型
スキャナに走査用電圧が印加されて、スキャナはｘｙ方
向に高速に走査される。そして、そのとき、前記ｚ方向
伸縮用円筒型スキャナに電圧が印加されて、ｚ方向伸縮
用円筒型スキャナは、試料と探針間の距離が所定距離に
保たれるように制御される。
【００１０】このときのｚ方向伸縮用円筒型スキャナの
制御結果から、試料の凹凸像信号が得られるが、本件発
明者は、この凹凸像信号に何らかのノイズが混入してい
ることを見つけ出した。
制御結果から、試料の凹凸像信号が得られるが、本件発
明者は、この凹凸像信号に何らかのノイズが混入してい
ることを見つけ出した。
【００１１】さらに本件発明者は、そのノイズの混入原
因を求めるために実験を引き続いて行った結果、ｘｙ方
向走査用円筒型スキャナに印加される走査電圧の周期的
な変化によって、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナの周り
に発生する電場が変化することから、凹凸像信号に混入
するノイズは、その電場の変化によってｚ方向伸縮用円
筒型スキャナに混入する電気的ノイズであるという結論
に至った。
因を求めるために実験を引き続いて行った結果、ｘｙ方
向走査用円筒型スキャナに印加される走査電圧の周期的
な変化によって、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナの周り
に発生する電場が変化することから、凹凸像信号に混入
するノイズは、その電場の変化によってｚ方向伸縮用円
筒型スキャナに混入する電気的ノイズであるという結論
に至った。
【００１２】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、ノイズ成分を含まない良好な試料像
を得ることができる走査形プローブ顕微鏡を提供するこ
とにある。
ので、その目的は、ノイズ成分を含まない良好な試料像
を得ることができる走査形プローブ顕微鏡を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成する本
発明の走査形プローブ顕微鏡は、二重構造および同軸的
に配置された、内側と外側の円筒型スキャナと、前記内
側円筒型スキャナの上端部と外側円筒型スキャナの下端
部を接続する連結部材を備え、前記外側円筒型スキャナ
の上端部が支持されている走査形プローブ顕微鏡におい
て、前記内側と外側の円筒型スキャナの間に、接地電位
にあるシールド体が配置されていることを特徴とする。
発明の走査形プローブ顕微鏡は、二重構造および同軸的
に配置された、内側と外側の円筒型スキャナと、前記内
側円筒型スキャナの上端部と外側円筒型スキャナの下端
部を接続する連結部材を備え、前記外側円筒型スキャナ
の上端部が支持されている走査形プローブ顕微鏡におい
て、前記内側と外側の円筒型スキャナの間に、接地電位
にあるシールド体が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】 以下、図面を用いて本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１５】図１は、本発明の走査形プローブ顕微鏡の
一例を示した図であり、本発明が適用された走査形トン
ネル顕微鏡を示した図である。
一例を示した図であり、本発明が適用された走査形トン
ネル顕微鏡を示した図である。
【００１６】図１において、１は試料室チャンバであ
る。この試料室チャンバ１の内部、すなわち試料室２
は、図示しない排気装置により排気可能になっている。
３は試料ステージであり、試料室２に配置された試料ス
テージ３上には、試料４がセットされている。
る。この試料室チャンバ１の内部、すなわち試料室２
は、図示しない排気装置により排気可能になっている。
３は試料ステージであり、試料室２に配置された試料ス
テージ３上には、試料４がセットされている。
【００１７】また、試料４に対向して、本発明の要部で
あるスキャナ５が配置されており、以下、このスキャナ
５の構成について詳しく説明する。
あるスキャナ５が配置されており、以下、このスキャナ
５の構成について詳しく説明する。
【００１８】図中、６はｘｙ方向走査用円筒型スキャナ
（外側円筒型スキャナ）であり、ｘｙ方向走査用円筒型
スキャナ６の上端は、試料室２の固定部７に取り付けら
れて支持されている。このｘｙ方向走査用円筒型スキャ
ナ６は、円筒型圧電体８と、その円筒型圧電体８の外面
に設けられたｘ電極９ａ，９ｂおよびｙ電極１０ａ，１
０ｂと、円筒型圧電体８の内面に１周にわたって形成さ
れた共通電極１１で構成されている。
（外側円筒型スキャナ）であり、ｘｙ方向走査用円筒型
スキャナ６の上端は、試料室２の固定部７に取り付けら
れて支持されている。このｘｙ方向走査用円筒型スキャ
ナ６は、円筒型圧電体８と、その円筒型圧電体８の外面
に設けられたｘ電極９ａ，９ｂおよびｙ電極１０ａ，１
０ｂと、円筒型圧電体８の内面に１周にわたって形成さ
れた共通電極１１で構成されている。
【００１９】なお、前記ｘ電極９ａ，９ｂとｙ電極１０
ａ，１０ｂは、図２に示すように、円筒型圧電体８の外
面に４分割されて設けられており、ｘ電極とｙ電極は圧
電体８の外周に交互に設けられている。
ａ，１０ｂは、図２に示すように、円筒型圧電体８の外
面に４分割されて設けられており、ｘ電極とｙ電極は圧
電体８の外周に交互に設けられている。
【００２０】また、図１において、１２は筒状の連結部
材であり、連結部材１２はセラミックなどの絶縁物で形
成されている。この連結部材１２のつば部ｃは、前記ｘ
ｙ方向走査用円筒型スキャナ６の下端に固定されてい
て、連結部材１２は、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６
の内側に、そのｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６とほぼ
同軸上に配置されている。
材であり、連結部材１２はセラミックなどの絶縁物で形
成されている。この連結部材１２のつば部ｃは、前記ｘ
ｙ方向走査用円筒型スキャナ６の下端に固定されてい
て、連結部材１２は、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６
の内側に、そのｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６とほぼ
同軸上に配置されている。
【００２１】さて、このような連結部材１２の外面（外
側の側面および外側の上面）には、全体にわたって、接
地電位にあるシールド体１３が形成されている。このシ
ールド体１３は、金属蒸着などによって連結部材１２の
外面に形成された金属面であり、この金属面を接地した
ものである。このようにシールド体１３を設けた点が、
図１の装置の最大の特徴部分である。
側の側面および外側の上面）には、全体にわたって、接
地電位にあるシールド体１３が形成されている。このシ
ールド体１３は、金属蒸着などによって連結部材１２の
外面に形成された金属面であり、この金属面を接地した
ものである。このようにシールド体１３を設けた点が、
図１の装置の最大の特徴部分である。
【００２２】なお、シールド体１３は前記ｘｙ方向走査
用円筒型スキャナ６の内側に接触しておらず、それらの
距離は適当にあけられている。
用円筒型スキャナ６の内側に接触しておらず、それらの
距離は適当にあけられている。
【００２３】また、図１において、１４はｚ方向伸縮用
円筒型スキャナ（内側円筒型スキャナ）である。このｚ
方向伸縮用円筒型スキャナ１４の上端は前記連結部材１
２の内側上面に取り付けられていて、ｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４は、連結部材１２の内側に、前記ｘｙ方
向走査用円筒型スキャナ６とほぼ同軸上に配置されてい
る。
円筒型スキャナ（内側円筒型スキャナ）である。このｚ
方向伸縮用円筒型スキャナ１４の上端は前記連結部材１
２の内側上面に取り付けられていて、ｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４は、連結部材１２の内側に、前記ｘｙ方
向走査用円筒型スキャナ６とほぼ同軸上に配置されてい
る。
【００２４】このｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４は、
円筒型圧電体１５と、その円筒型圧電体１５の外面に１
周にわたって形成されたｚ電極１６と、円筒型圧電体１
５の内面に１周にわたって形成された内側電極１７で構
成されている。
円筒型圧電体１５と、その円筒型圧電体１５の外面に１
周にわたって形成されたｚ電極１６と、円筒型圧電体１
５の内面に１周にわたって形成された内側電極１７で構
成されている。
【００２５】なお、ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４
は、前記連結部材１２の内側側面に接触しておらず、そ
れらの距離は適当にあけられている。また、ｚ方向伸縮
用円筒型スキャナ１４は、前記シールド体１３に接触し
ていない。
は、前記連結部材１２の内側側面に接触しておらず、そ
れらの距離は適当にあけられている。また、ｚ方向伸縮
用円筒型スキャナ１４は、前記シールド体１３に接触し
ていない。
【００２６】以上、スキャナ５の構成について説明した
が、図３は、このようなスキャナ５の、図１におけるＡ
−Ｂ断面図である。
が、図３は、このようなスキャナ５の、図１におけるＡ
−Ｂ断面図である。
【００２７】また、図１に示すように、スキャナ５の下
端、具体的には前記ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の
下端には、探針１８を保持した探針ホルダ１９が取り付
けられている。
端、具体的には前記ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の
下端には、探針１８を保持した探針ホルダ１９が取り付
けられている。
【００２８】また、図１において２０はｘ駆動電源であ
り、ｘ駆動電源２０の正極側は前記ｘ電極９ａに電気的
に接続されており、一方、ｘ駆動電源２０の負極側は前
記共通電極１１に電気的に接続されている。そして、図
示していないが、負のバイアス電圧を印加するｘ駆動電
源（−）が設けられており、その一方の電極側は前記ｘ
電極９ｂに電気的に接続されており、その他方の電極側
は前記共通電極１１に電気的に接続されている。なお、
ｘ駆動電源（−）の前記他方の電極側とｘ駆動電源２０
の負極側は電気的に接続されていて、それらは同電位と
なっている。
り、ｘ駆動電源２０の正極側は前記ｘ電極９ａに電気的
に接続されており、一方、ｘ駆動電源２０の負極側は前
記共通電極１１に電気的に接続されている。そして、図
示していないが、負のバイアス電圧を印加するｘ駆動電
源（−）が設けられており、その一方の電極側は前記ｘ
電極９ｂに電気的に接続されており、その他方の電極側
は前記共通電極１１に電気的に接続されている。なお、
ｘ駆動電源（−）の前記他方の電極側とｘ駆動電源２０
の負極側は電気的に接続されていて、それらは同電位と
なっている。
【００２９】また、２１はｙ駆動電源であり、図示して
いないが、ｙ駆動電源２１の正極側は前記ｙ電極１０ａ
に電気的に接続されており、一方、ｙ駆動電源２１の負
極側は前記共通電極１１に電気的に接続されている。そ
して、図示していないが、負のバイアス電圧を印加する
ｙ駆動電源（−）が設けられており、その一方の電極側
は前記ｙ電極１０ｂに電気的に接続されており、その他
方の電極側は前記共通電極１１に電気的に接続されてい
る。なお、ｙ駆動電源（−）の前記他方の電極側とｙ駆
動電源２１の負極側は電気的に接続されていて、それら
は同電位となっている。
いないが、ｙ駆動電源２１の正極側は前記ｙ電極１０ａ
に電気的に接続されており、一方、ｙ駆動電源２１の負
極側は前記共通電極１１に電気的に接続されている。そ
して、図示していないが、負のバイアス電圧を印加する
ｙ駆動電源（−）が設けられており、その一方の電極側
は前記ｙ電極１０ｂに電気的に接続されており、その他
方の電極側は前記共通電極１１に電気的に接続されてい
る。なお、ｙ駆動電源（−）の前記他方の電極側とｙ駆
動電源２１の負極側は電気的に接続されていて、それら
は同電位となっている。
【００３０】また、２２はｚ駆動電源であり、ｚ駆動電
源２２の正極側は前記ｚ電極１６に電気的に接続されて
おり、一方、ｚ駆動電源２２の負極側は前記内側電極１
７に電気的に接続されている。
源２２の正極側は前記ｚ電極１６に電気的に接続されて
おり、一方、ｚ駆動電源２２の負極側は前記内側電極１
７に電気的に接続されている。
【００３１】以上、図１の装置構成について説明した
が、このような装置において試料の凹凸像を得るときに
は、前記ｘ駆動電源２０とｘ駆動電源（−）とｙ駆動電
源２１とｙ駆動電源（−）が制御されて、各電極間に電
圧が印加される。すなわち、ｘ電極９ａと共通電極１１
間に電圧Ｘ、ｘ電極９ｂと共通電極１１間に電圧（−
Ｘ）が印加されると共に、ｙ電極１０ａと共通電極１１
間に電圧Ｙ、ｙ電極１０ｂと共通電極１１間に電圧（−
Ｙ）が印加される。すると、ｘｙ方向走査用円筒型スキ
ャナ６は試料４上をｘｙ方向に走査する。
が、このような装置において試料の凹凸像を得るときに
は、前記ｘ駆動電源２０とｘ駆動電源（−）とｙ駆動電
源２１とｙ駆動電源（−）が制御されて、各電極間に電
圧が印加される。すなわち、ｘ電極９ａと共通電極１１
間に電圧Ｘ、ｘ電極９ｂと共通電極１１間に電圧（−
Ｘ）が印加されると共に、ｙ電極１０ａと共通電極１１
間に電圧Ｙ、ｙ電極１０ｂと共通電極１１間に電圧（−
Ｙ）が印加される。すると、ｘｙ方向走査用円筒型スキ
ャナ６は試料４上をｘｙ方向に走査する。
【００３２】なお、このように各電極間に電圧が印加さ
れたときに、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６がｘｙ方
向に走査されるように、前記円筒型圧電体８は分極され
ている。
れたときに、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６がｘｙ方
向に走査されるように、前記円筒型圧電体８は分極され
ている。
【００３３】そして、このｘｙ方向走査用円筒型スキャ
ナ６の走査に伴って、スキャナ６に連結部材１２を介し
て接続されているｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４はｘ
ｙ方向に走査され、スキャナ１４の下端に取り付けられ
ている探針１８は、試料４上をｘｙ方向に走査する。
ナ６の走査に伴って、スキャナ６に連結部材１２を介し
て接続されているｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４はｘ
ｙ方向に走査され、スキャナ１４の下端に取り付けられ
ている探針１８は、試料４上をｘｙ方向に走査する。
【００３４】ところで、前記探針１８と試料間には所定
のバイアス電圧が印加されていると共に、試料４の凹凸
像取得時には、探針１８と試料４間にトンネル電流が流
れる程度にその間の距離が制御されている。そして、前
記ｚ駆動電源２２は、図示していない制御装置によっ
て、前記トンネル電流が各探針走査位置において所定値
になるように制御される。すなわち、探針１８と試料間
の距離が各探針走査位置において一定になるように、前
記ｚ電極１６と内側電極１７間に印加される電圧が制御
される。
のバイアス電圧が印加されていると共に、試料４の凹凸
像取得時には、探針１８と試料４間にトンネル電流が流
れる程度にその間の距離が制御されている。そして、前
記ｚ駆動電源２２は、図示していない制御装置によっ
て、前記トンネル電流が各探針走査位置において所定値
になるように制御される。すなわち、探針１８と試料間
の距離が各探針走査位置において一定になるように、前
記ｚ電極１６と内側電極１７間に印加される電圧が制御
される。
【００３５】このような電圧印加によって前記円筒型圧
電体１５は伸縮し、ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４は
試料の凹凸に応じてｚ方向に移動される。そして、この
ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の移動制御結果に基づ
いて、試料４の凹凸像が得られる。
電体１５は伸縮し、ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４は
試料の凹凸に応じてｚ方向に移動される。そして、この
ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４の移動制御結果に基づ
いて、試料４の凹凸像が得られる。
【００３６】さて、本発明の課題のとろこで述べたよう
に、図１のスキャナ５においても、ｘｙ方向走査用円筒
型スキャナ６に印加される走査電圧の周期的な変化によ
って、そのｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６の周りに発
生する電場は常に変化している。このため、その電場の
変化によって、前記電気的ノイズが図１のスキャナ５に
おいても発生している。
に、図１のスキャナ５においても、ｘｙ方向走査用円筒
型スキャナ６に印加される走査電圧の周期的な変化によ
って、そのｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６の周りに発
生する電場は常に変化している。このため、その電場の
変化によって、前記電気的ノイズが図１のスキャナ５に
おいても発生している。
【００３７】しかしながら、図１のスキャナ５において
は、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６とｚ方向伸縮用円
筒型スキャナ１４の間に、接地電位に保たれたシールド
体１３が配置されている。このシールド体１３は、上述
した電場の変化によって発生する電気的ノイズを遮断す
る効果を有しているので、その電気的ノイズはシールド
体１３で遮断されて、従来のようにｚ方向伸縮用円筒型
スキャナ１４に混入することはない。
は、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６とｚ方向伸縮用円
筒型スキャナ１４の間に、接地電位に保たれたシールド
体１３が配置されている。このシールド体１３は、上述
した電場の変化によって発生する電気的ノイズを遮断す
る効果を有しているので、その電気的ノイズはシールド
体１３で遮断されて、従来のようにｚ方向伸縮用円筒型
スキャナ１４に混入することはない。
【００３８】この結果、得られた凹凸像信号には、これ
まで問題としてきたノイズ成分は含まれず、ノイズ成分
を含まない良好な試料像を得ることができる。
まで問題としてきたノイズ成分は含まれず、ノイズ成分
を含まない良好な試料像を得ることができる。
【００３９】以上、図１，２および図３を用いて本発明
の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。
の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。
【００４０】たとえば、上記例においては、シールド体
１３を連結部材１２の外面に形成しているが、これに代
えて、シールド体１３を連結部材１２の内面に形成し
て、シールド体１３を連結部材１２とｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４の間に配置するようにしても良い。この
際、シールド体１３は、ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１
４に接触しないように形成される。
１３を連結部材１２の外面に形成しているが、これに代
えて、シールド体１３を連結部材１２の内面に形成し
て、シールド体１３を連結部材１２とｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４の間に配置するようにしても良い。この
際、シールド体１３は、ｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１
４に接触しないように形成される。
【００４１】また、図４は本発明の他の例を示したもの
である。この図４に示す走査形トンネル顕微鏡において
は、図１におけるシールド体１３は設けられていない。
である。この図４に示す走査形トンネル顕微鏡において
は、図１におけるシールド体１３は設けられていない。
【００４２】一方、ｚ駆動電源２２の極性が図１の状態
と逆にされている。すなわち、ｚ駆動電源２２の正極側
は前記内側電極１７に電気的に接続されており、ｚ駆動
電源２２の負極側は前記ｚ電極１６に電気的に接続され
ている。そして、ｚ駆動電源２２の負極側とｘ駆動電源
２０の負極側とｙ駆動電源２１の負極側は電気的に接続
されていて、それらは同電位になっている。
と逆にされている。すなわち、ｚ駆動電源２２の正極側
は前記内側電極１７に電気的に接続されており、ｚ駆動
電源２２の負極側は前記ｚ電極１６に電気的に接続され
ている。そして、ｚ駆動電源２２の負極側とｘ駆動電源
２０の負極側とｙ駆動電源２１の負極側は電気的に接続
されていて、それらは同電位になっている。
【００４３】図４において、その他の構成は図１のもの
と同じである。
と同じである。
【００４４】このような図４の走査形トンネル顕微鏡に
おいても、図１の装置の場合と同様、ｘｙ駆動電源の制
御によってｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６がｘｙ方向
に走査されると共に、ｚ駆動電源２２が制御されて、探
針と試料間の距離が一定となるように探針１８のｚ位置
が制御される。
おいても、図１の装置の場合と同様、ｘｙ駆動電源の制
御によってｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６がｘｙ方向
に走査されると共に、ｚ駆動電源２２が制御されて、探
針と試料間の距離が一定となるように探針１８のｚ位置
が制御される。
【００４５】一方、図４の装置においては、ｘｙ方向走
査用円筒型スキャナ６の共通電極（内側電極）１１の電
位と、その内側電極１１に向き合うｚ方向伸縮用円筒型
スキャナ１４のｚ電極（外側電極）１６の電位が同じに
されているので、探針のｘｙ走査中においてもそれらの
間に電位差は生じない。本件発明者の実験結果によれ
ば、このように、共通電極１１の電位とｚ電極１６の電
位を同電位とすると、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６
とｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４は互いに影響し合う
ことはなく、上述した電気的ノイズがｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４に混入しないことが確認されており、図
４の装置においても、ノイズ成分を含まない良好な試料
像を得ることができる。
査用円筒型スキャナ６の共通電極（内側電極）１１の電
位と、その内側電極１１に向き合うｚ方向伸縮用円筒型
スキャナ１４のｚ電極（外側電極）１６の電位が同じに
されているので、探針のｘｙ走査中においてもそれらの
間に電位差は生じない。本件発明者の実験結果によれ
ば、このように、共通電極１１の電位とｚ電極１６の電
位を同電位とすると、ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６
とｚ方向伸縮用円筒型スキャナ１４は互いに影響し合う
ことはなく、上述した電気的ノイズがｚ方向伸縮用円筒
型スキャナ１４に混入しないことが確認されており、図
４の装置においても、ノイズ成分を含まない良好な試料
像を得ることができる。
【００４６】なお、上記各例においては、スキャナ５に
ＳＴＭ探針が取り付けられているが、これに代えて、Ａ
ＦＭ用のカンチレバや試料を取り付けるようにしても良
い。
ＳＴＭ探針が取り付けられているが、これに代えて、Ａ
ＦＭ用のカンチレバや試料を取り付けるようにしても良
い。
【００４７】また、本発明は原子間力顕微鏡や磁気力顕
微鏡や摩擦力顕微鏡などの走査形プローブ顕微鏡にも適
用することが可能である。
微鏡や摩擦力顕微鏡などの走査形プローブ顕微鏡にも適
用することが可能である。
【００４８】また、前記図１および図４の装置におい
て、ｘ，ｙおよびｚ駆動電源の負極側を接地電位にする
ようにしても良い。
て、ｘ，ｙおよびｚ駆動電源の負極側を接地電位にする
ようにしても良い。
【図１】 本発明の走査形プローブ顕微鏡の一例を示し
た図である。
た図である。
【図２】 ｘｙ方向走査用円筒型スキャナ６を説明する
ために示した図である。
ために示した図である。
【図３】 スキャナ５の断面図である。
【図４】 本発明の走査形プローブ顕微鏡の他の例を示
した図である。
した図である。
１…試料室チャンバ、２…試料室、３…試料ステージ、
４…試料、５…スキャナ、６…ｘｙ方向走査用円筒型ス
キャナ、７…固定部、８、１５…円筒型圧電体、９ａ、
９ｂ…ｘ電極、１０ａ、１０ｂ…ｙ電極、１１…共通電
極、１２…連結部材、１３…シールド体、１４…ｚ方向
伸縮用円筒型スキャナ、１６…ｚ電極、１７…内側電
極、１８…探針、１９…探針ホルダ、２０…ｘ駆動電
源、２１…ｙ駆動電源、２２…ｚ駆動電源
４…試料、５…スキャナ、６…ｘｙ方向走査用円筒型ス
キャナ、７…固定部、８、１５…円筒型圧電体、９ａ、
９ｂ…ｘ電極、１０ａ、１０ｂ…ｙ電極、１１…共通電
極、１２…連結部材、１３…シールド体、１４…ｚ方向
伸縮用円筒型スキャナ、１６…ｚ電極、１７…内側電
極、１８…探針、１９…探針ホルダ、２０…ｘ駆動電
源、２１…ｙ駆動電源、２２…ｚ駆動電源
Claims (6)
- 【請求項１】 二重構造および同軸的に配置された、内
側と外側の円筒型スキャナと、前記内側円筒型スキャナ
の上端部と外側円筒型スキャナの下端部を接続する連結
部材を備え、前記外側円筒型スキャナの上端部が支持さ
れている走査形プローブ顕微鏡において、前記内側と外
側の円筒型スキャナの間に、接地電位にあるシールド体
が配置されていることを特徴とする走査形プローブ顕微
鏡。 - 【請求項２】 前記連結部材は、前記内側と外側の円筒
型スキャナの間に配置された筒状のものであり、前記シ
ールド体は、その連結部材と外側円筒型スキャナの間、
または連結部材と内側円筒型スキャナの間に配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の走査形プローブ顕
微鏡。 - 【請求項３】 前記シールド体は、連結部材の外面また
は内面に形成されていることを特徴とする請求項２記載
の走査形プローブ顕微鏡。 - 【請求項４】 前記外側円筒型スキャナはｘｙ方向走査
用円筒型スキャナであり、一方、前記内側円筒型スキャ
ナはｚ方向伸縮用円筒型スキャナであることを特徴とす
る請求項１から３の何れかに記載の走査形プローブ顕微
鏡。 - 【請求項５】 二重構造および同軸的に配置された、内
側と外側の円筒型スキャナと、前記内側円筒型スキャナ
の上端部と外側円筒型スキャナの下端部を接続する連結
部材を備え、前記外側円筒型スキャナの上端部が支持さ
れている走査形プローブ顕微鏡において、前記外側円筒
型スキャナの内側電極の電位と、前記内側円筒型スキャ
ナの外側電極の電位が同電位とされていることを特徴と
する走査形プローブ顕微鏡。 - 【請求項６】 前記外側円筒型スキャナはｘｙ方向走査
用円筒型スキャナであり、一方、前記内側円筒型スキャ
ナはｚ方向伸縮用円筒型スキャナであることを特徴とす
る請求項５記載の走査形プローブ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241193A JP2002055038A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241193A JP2002055038A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002055038A true JP2002055038A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=18732416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000241193A Withdrawn JP2002055038A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002055038A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1303399C (zh) * | 2003-03-22 | 2007-03-07 | 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 | 探测系统 |
| WO2022250049A1 (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 試料ホルダ及びインピーダンス顕微鏡 |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000241193A patent/JP2002055038A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1303399C (zh) * | 2003-03-22 | 2007-03-07 | 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 | 探测系统 |
| WO2022250049A1 (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 試料ホルダ及びインピーダンス顕微鏡 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0071666B1 (en) | Electric travelling support | |
| JP2966189B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| US5214342A (en) | Two-dimensional walker assembly for a scanning tunneling microscope | |
| US5103094A (en) | Compact temperature-compensated tube-type scanning probe with large scan range | |
| JPH06187901A (ja) | 静電レンズおよびその製造方法 | |
| JP2002055038A (ja) | 走査形プローブ顕微鏡 | |
| US7765606B2 (en) | Scanning probe apparatus | |
| US5831264A (en) | Electrostrictive actuator for scanned-probe microscope | |
| Tsunemi et al. | Development of multi-environment dual-probe atomic force microscopy system using optical beam deflection sensors with vertically incident laser beams | |
| EP0413397B1 (en) | Electro-mechanical transducer and positioning device comprising such an electro-mechanical transducer | |
| JPH02239562A (ja) | チューブ型プローブスキャナ | |
| JP2711311B2 (ja) | 走査トンネル顕微鏡 | |
| Niedermann et al. | Application of a scanning tunneling microscope to field emission studies | |
| JPH06331309A (ja) | カーボンナノチューブを用いた陰極 | |
| JPH01187402A (ja) | 走査トンネル顕微鏡 | |
| JP2691460B2 (ja) | トンネル電流検出装置 | |
| Golubok et al. | STM combined with SEM without SEM capability limitations | |
| JP2001028250A (ja) | 高電圧導入機構 | |
| JP2598665B2 (ja) | 微動素子 | |
| US11073535B2 (en) | Scanning probe microscope with case and elastic body | |
| JPH0330250A (ja) | 走査トンネル顕微鏡 | |
| JP2670448B2 (ja) | 記録再生装置 | |
| JPH03205501A (ja) | 探針走査機構 | |
| JP3825591B2 (ja) | 微小領域走査装置 | |
| JPH07287022A (ja) | 顕微鏡用探針微動機構 |
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: 20071106 |