JP2002304785A - 走査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表面観察装置 - Google Patents
走査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表面観察装置Info
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- JP2002304785A JP2002304785A JP2001110446A JP2001110446A JP2002304785A JP 2002304785 A JP2002304785 A JP 2002304785A JP 2001110446 A JP2001110446 A JP 2001110446A JP 2001110446 A JP2001110446 A JP 2001110446A JP 2002304785 A JP2002304785 A JP 2002304785A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】温度変化により試料や探針の種類に基づいて生
じる探針・試料間方向の距離変化の差、または温度変化
により生じる探針・試料間の距離変化による情報の検出
結果に及ぼす影響を抑制することが可能となる走査型プ
ローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によっ
て構成した表面観察装置を提供する。 【解決手段】試料上を相対走査する探針を備えたプロー
ブと、これらの探針・試料間方向に積層された該探針・
試料間方向の支持部材を有し、前記プローブで試料上を
相対走査して該試料上の情報を検出する走査型プローブ
による情報検出装置において、前記支持部材は、異なる
線膨張係数を持つ複数の材料からなり、該複数の材料の
前記探針・試料間方向のそれぞれの長さを、該探針・試
料間方向の熱膨張量の差を相殺するように調整して構成
する。
じる探針・試料間方向の距離変化の差、または温度変化
により生じる探針・試料間の距離変化による情報の検出
結果に及ぼす影響を抑制することが可能となる走査型プ
ローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によっ
て構成した表面観察装置を提供する。 【解決手段】試料上を相対走査する探針を備えたプロー
ブと、これらの探針・試料間方向に積層された該探針・
試料間方向の支持部材を有し、前記プローブで試料上を
相対走査して該試料上の情報を検出する走査型プローブ
による情報検出装置において、前記支持部材は、異なる
線膨張係数を持つ複数の材料からなり、該複数の材料の
前記探針・試料間方向のそれぞれの長さを、該探針・試
料間方向の熱膨張量の差を相殺するように調整して構成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は探針で測定試料を相
対走査して該測定試料上の情報を取得する走査型プロー
ブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構
成した表面観察装置に関するものである。
対走査して該測定試料上の情報を取得する走査型プロー
ブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構
成した表面観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、導体の電子構造を直接観察できる
走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略す）の開発
［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ． Ｐｈｙｓ． Ｒｅ
ｖ． Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２）］以来、ＡＦ
Ｍ（原子間力顕微鏡）、ＳＣaＭ（走査型容量顕微
鏡）、ＮＳＯＭ（近接場光学顕微鏡）といった、先端の
尖った探針を走査することにより様々な情報とその分布
を得る顕微鏡装置が、次々と開発されてきた。現在、こ
れらの顕微鏡群は、走査型探針顕微鏡（ＳＰＭ）と総称
され、原子、分子レベルの解像度を持つ、微細構造の観
察手段として、広く用いられるようになっている。これ
らＳＰＭは、一般に、探針と試料の間の距離分解能が非
常に高く、あるいは、探針と試料を接触或いは数１０ｎ
ｍ以内といった非常に近接させた状態で測定動作を行う
ため、装置各部の熱膨張等で探針と試料の間の距離が変
化した場合、測定結果に大きく影響する。
走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略す）の開発
［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ． Ｐｈｙｓ． Ｒｅ
ｖ． Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２）］以来、ＡＦ
Ｍ（原子間力顕微鏡）、ＳＣaＭ（走査型容量顕微
鏡）、ＮＳＯＭ（近接場光学顕微鏡）といった、先端の
尖った探針を走査することにより様々な情報とその分布
を得る顕微鏡装置が、次々と開発されてきた。現在、こ
れらの顕微鏡群は、走査型探針顕微鏡（ＳＰＭ）と総称
され、原子、分子レベルの解像度を持つ、微細構造の観
察手段として、広く用いられるようになっている。これ
らＳＰＭは、一般に、探針と試料の間の距離分解能が非
常に高く、あるいは、探針と試料を接触或いは数１０ｎ
ｍ以内といった非常に近接させた状態で測定動作を行う
ため、装置各部の熱膨張等で探針と試料の間の距離が変
化した場合、測定結果に大きく影響する。
【０００３】この問題に対応するため、例えば特開２０
００−２４１３３２号公報ではワイヤーで試料を抑えて
固定し、試料加熱時にワイヤーが回転して試料表面方向
の熱膨張量を逃がすことにより、探針試料間方向に試料
がたわむことを防止している。また、特開平１０−９０
６１０号公報では筐体に断熱材を取り付け、また、部材
に低熱膨張材料を用いることで温度変化による影響を低
減している。
００−２４１３３２号公報ではワイヤーで試料を抑えて
固定し、試料加熱時にワイヤーが回転して試料表面方向
の熱膨張量を逃がすことにより、探針試料間方向に試料
がたわむことを防止している。また、特開平１０−９０
６１０号公報では筐体に断熱材を取り付け、また、部材
に低熱膨張材料を用いることで温度変化による影響を低
減している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−２４１３３２号公報では試料面と垂直な方向の
試料の熱膨張が測定結果に与える影響を抑えることがで
きず、さらに、試料自体の熱膨張係数、厚さ等の差によ
り、その影響にばらつきが出てしまい、測定結果の比較
評価に影響する。また、筐体の熱膨張が測定結果に与え
る影響を抑えることはできない。また、特開平１０−９
０６１０号公報では上述した問題の他、試料の加熱、照
明等、装置内部で生じた熱の影響を抑えることは困難で
ある。
０００−２４１３３２号公報では試料面と垂直な方向の
試料の熱膨張が測定結果に与える影響を抑えることがで
きず、さらに、試料自体の熱膨張係数、厚さ等の差によ
り、その影響にばらつきが出てしまい、測定結果の比較
評価に影響する。また、筐体の熱膨張が測定結果に与え
る影響を抑えることはできない。また、特開平１０−９
０６１０号公報では上述した問題の他、試料の加熱、照
明等、装置内部で生じた熱の影響を抑えることは困難で
ある。
【０００５】そこで、本発明は上記課題を解決し、温度
変化により試料や探針の種類に基づいて生じる探針・試
料間方向の距離変化の差、または温度変化により生じる
探針・試料間の距離変化による情報の検出結果に及ぼす
影響を抑制することが可能となる走査型プローブによる
情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表
面観察装置を提供することを目的とするものである。
変化により試料や探針の種類に基づいて生じる探針・試
料間方向の距離変化の差、または温度変化により生じる
探針・試料間の距離変化による情報の検出結果に及ぼす
影響を抑制することが可能となる走査型プローブによる
情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表
面観察装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの（１）〜（４）のように構成した走
査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置
によって構成した表面観察装置を提供するものである。 （１）試料上を相対走査する探針を備えたプローブと、
これらの探針・試料間方向に積層された該探針・試料間
方向の支持部材を有し、前記プローブで試料上を相対走
査して該試料上の情報を検出する走査型プローブによる
情報検出装置であって、前記支持部材は、異なる線膨張
係数を持つ複数の材料からなり、該複数の材料の前記探
針・試料間方向のそれぞれの長さを、該探針・試料間方
向の熱膨張量の差を相殺するように調整して構成されて
いることを特徴とする走査型プローブによる情報検出装
置。 （２）前記支持部材が、前記複数の材料の前記探針・試
料間方向のそれぞれの長さが、前記試料及び／または前
記探針の線膨張係数及び／または探針試料間方向の長さ
に応じて、該探針・試料間方向の熱膨張量の差を相殺す
るように調整されていることを特徴とする上記（１）に
記載の走査型プローブによる情報検出装置。 （３）前記支持部材が、前記試料を含む試料側と前記探
針を含む探針側を支持する試料・探針側支持部材、及び
前記試料側を支持する試料側ベースと前記探針側を支持
する探針側ベースとに接続されたベース側支持部材であ
り、前記各支持部材を構成する前記複数の材料の前記探
針・試料間方向のそれぞれの長さが、前記各支持部材の
線膨張係数に応じて、前記試料・探針側支持部材とベー
ス側支持部材の熱膨張量の差を相殺するように調整され
ていることを特徴とする上記（１）または上記（２）に
記載の走査型プローブによる情報検出装置。 （４）探針で試料上を相対走査して該試料上の情報を検
出する走査型プローブを備えた情報検出装置を有し、該
情報検出装置のプローブによって前記試料表面を観察す
る表面観察装置において、前記情報検出装置を上記
（１）〜（３）のいずれかに記載の情報検出装置によっ
て構成したことを特徴とする表面観察装置。
成するため、つぎの（１）〜（４）のように構成した走
査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置
によって構成した表面観察装置を提供するものである。 （１）試料上を相対走査する探針を備えたプローブと、
これらの探針・試料間方向に積層された該探針・試料間
方向の支持部材を有し、前記プローブで試料上を相対走
査して該試料上の情報を検出する走査型プローブによる
情報検出装置であって、前記支持部材は、異なる線膨張
係数を持つ複数の材料からなり、該複数の材料の前記探
針・試料間方向のそれぞれの長さを、該探針・試料間方
向の熱膨張量の差を相殺するように調整して構成されて
いることを特徴とする走査型プローブによる情報検出装
置。 （２）前記支持部材が、前記複数の材料の前記探針・試
料間方向のそれぞれの長さが、前記試料及び／または前
記探針の線膨張係数及び／または探針試料間方向の長さ
に応じて、該探針・試料間方向の熱膨張量の差を相殺す
るように調整されていることを特徴とする上記（１）に
記載の走査型プローブによる情報検出装置。 （３）前記支持部材が、前記試料を含む試料側と前記探
針を含む探針側を支持する試料・探針側支持部材、及び
前記試料側を支持する試料側ベースと前記探針側を支持
する探針側ベースとに接続されたベース側支持部材であ
り、前記各支持部材を構成する前記複数の材料の前記探
針・試料間方向のそれぞれの長さが、前記各支持部材の
線膨張係数に応じて、前記試料・探針側支持部材とベー
ス側支持部材の熱膨張量の差を相殺するように調整され
ていることを特徴とする上記（１）または上記（２）に
記載の走査型プローブによる情報検出装置。 （４）探針で試料上を相対走査して該試料上の情報を検
出する走査型プローブを備えた情報検出装置を有し、該
情報検出装置のプローブによって前記試料表面を観察す
る表面観察装置において、前記情報検出装置を上記
（１）〜（３）のいずれかに記載の情報検出装置によっ
て構成したことを特徴とする表面観察装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用して、異なる線膨張係数を持つ複数の材
料を測定試料や探針の線膨張係数と探針試料間方向長さ
に応じて探針試料間方向長さを調整して探針試料間方向
に積層し、同方向の支持部材として使用することによ
り、試料に依存した温度変化による探針試料間の距離変
化の差を抑制することができる。さらに、前記構成に加
え、探針、移動機構等他の構成要素を総合した状態で、
異なる線膨張係数を持つ複数の材料を探針試料間方向長
さを調整して探針試料間方向に積層し、同方向の支持部
材として使用することにより、温度変化による探針試料
間距離の変化を抑制することができる。
上記構成を適用して、異なる線膨張係数を持つ複数の材
料を測定試料や探針の線膨張係数と探針試料間方向長さ
に応じて探針試料間方向長さを調整して探針試料間方向
に積層し、同方向の支持部材として使用することによ
り、試料に依存した温度変化による探針試料間の距離変
化の差を抑制することができる。さらに、前記構成に加
え、探針、移動機構等他の構成要素を総合した状態で、
異なる線膨張係数を持つ複数の材料を探針試料間方向長
さを調整して探針試料間方向に積層し、同方向の支持部
材として使用することにより、温度変化による探針試料
間距離の変化を抑制することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例につい
て説明する。まず、本発明の実施例における表面観察装
置と、その動作について説明する。図１に示すように、
測定対象となる試料１０１が探針１０５と対向するよう
に配置される。試料１０１は探針試料間方向１１２に積
層された線膨張係数の異なる第一の試料支持部材１０
２、第二の試料支持部材１０３からなる試料ホルダ１０
４に取り付けられ、試料ホルダ１０４は試料側ベース１
０９に取り付けられる。探針１０５はｘｙｚ移動機構１
０６に取り付けられ、ｘｙｚ移動機構１０６は探針側ベ
ース１１０に接続される。試料側ベース１０９と探針側
ベース１１０は探針試料間方向１１２に積層された線膨
張係数の異なる第一の探針試料間方向支持部材１０７、
第二の探針試料間方向支持部材１０８と共に筐体１１１
を構成する。以上説明した各構成部品の接続面は、図１
中に示す探針試料間方向１１２と垂直な平面となってお
り、特に第二の試料支持部材１０３と第二の探針試料間
方向支持部材１０８が試料側ベース１０９と接続される
面、ｘｙｚ移動機構１０６と第一の探針試料間方向支持
部材１０７が探針側ベース１１０と接続される面は、そ
れぞれ同一平面をなしている。
て説明する。まず、本発明の実施例における表面観察装
置と、その動作について説明する。図１に示すように、
測定対象となる試料１０１が探針１０５と対向するよう
に配置される。試料１０１は探針試料間方向１１２に積
層された線膨張係数の異なる第一の試料支持部材１０
２、第二の試料支持部材１０３からなる試料ホルダ１０
４に取り付けられ、試料ホルダ１０４は試料側ベース１
０９に取り付けられる。探針１０５はｘｙｚ移動機構１
０６に取り付けられ、ｘｙｚ移動機構１０６は探針側ベ
ース１１０に接続される。試料側ベース１０９と探針側
ベース１１０は探針試料間方向１１２に積層された線膨
張係数の異なる第一の探針試料間方向支持部材１０７、
第二の探針試料間方向支持部材１０８と共に筐体１１１
を構成する。以上説明した各構成部品の接続面は、図１
中に示す探針試料間方向１１２と垂直な平面となってお
り、特に第二の試料支持部材１０３と第二の探針試料間
方向支持部材１０８が試料側ベース１０９と接続される
面、ｘｙｚ移動機構１０６と第一の探針試料間方向支持
部材１０７が探針側ベース１１０と接続される面は、そ
れぞれ同一平面をなしている。
【０００９】ｘｙｚ移動機構１０６は試料１０１と探針
１０５とを相対走査し、その間、試料１０１と探針１０
５との間の物理的相互作用を検出することで試料１０１
の表面を測定する。例えば試料１０１と探針１０５との
間に電圧を印加し、両者の間に流れるトンネル電流を検
出すれば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）となり、試料
１０１と探針１０５先端との原子間力を検出することに
より原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）となる。
１０５とを相対走査し、その間、試料１０１と探針１０
５との間の物理的相互作用を検出することで試料１０１
の表面を測定する。例えば試料１０１と探針１０５との
間に電圧を印加し、両者の間に流れるトンネル電流を検
出すれば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）となり、試料
１０１と探針１０５先端との原子間力を検出することに
より原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）となる。
【００１０】線膨張係数の異なる材料として本実施例で
は、一般的な構造材料として、窒化ホウ素（以下ＢＮ）
（線膨張係数ρ＝３．１×１０-6／Ｋ）を第一の試料支
持部材１０２、第一の探針試料間方向支持部材１０７
に、ＳＵＳ（線膨張係数ρ＝１７．３×１０-6／Ｋ）を
第二の試料支持部材１０３、第二の探針試料間方向支持
部材１０８に使用する。もちろん、材料の組み合わせは
線膨張係数さえ異なればこれらに限定されるものではな
く、また、３種類以上の材料を組み合わせても構わな
い。
は、一般的な構造材料として、窒化ホウ素（以下ＢＮ）
（線膨張係数ρ＝３．１×１０-6／Ｋ）を第一の試料支
持部材１０２、第一の探針試料間方向支持部材１０７
に、ＳＵＳ（線膨張係数ρ＝１７．３×１０-6／Ｋ）を
第二の試料支持部材１０３、第二の探針試料間方向支持
部材１０８に使用する。もちろん、材料の組み合わせは
線膨張係数さえ異なればこれらに限定されるものではな
く、また、３種類以上の材料を組み合わせても構わな
い。
【００１１】次に、試料の材料と探針試料間方向の長さ
に対する探針試料間方向の熱膨張量の調整方法について
示す。図２において、試料１０１、第一の試料支持部材
１０２、第二の試料支持部材１０３の探針試料間方向長
さをそれぞれｄs、ｄ1、ｄ2とし、探針試料間方向の線
膨張係数をそれぞれρs、ρ1、ρ2とし、これら３部材
の探針試料間方向長さの和をＤとすると、 Ｄ＝ｄs＋ｄ1＋ｄ2 であり、温度変化Ｔに対するＤの変化率は ΔＤ＝ｄＤ／ｄＴ＝ρsｄs＋ρ1ｄ1＋ρ2ｄ2 である。観察対象となる試料１０１すべてに対してＤ，
ΔＤが等しく、かつｄ1，ｄ2＞０となる様に、試料１０
１の種類毎にｄ1、ｄ2を定めることで、試料毎の探針試
料間方向の熱膨張量の差を相殺し、温度変化による探針
試料間の距離変化を試料によらず一定とすることができ
る。
に対する探針試料間方向の熱膨張量の調整方法について
示す。図２において、試料１０１、第一の試料支持部材
１０２、第二の試料支持部材１０３の探針試料間方向長
さをそれぞれｄs、ｄ1、ｄ2とし、探針試料間方向の線
膨張係数をそれぞれρs、ρ1、ρ2とし、これら３部材
の探針試料間方向長さの和をＤとすると、 Ｄ＝ｄs＋ｄ1＋ｄ2 であり、温度変化Ｔに対するＤの変化率は ΔＤ＝ｄＤ／ｄＴ＝ρsｄs＋ρ1ｄ1＋ρ2ｄ2 である。観察対象となる試料１０１すべてに対してＤ，
ΔＤが等しく、かつｄ1，ｄ2＞０となる様に、試料１０
１の種類毎にｄ1、ｄ2を定めることで、試料毎の探針試
料間方向の熱膨張量の差を相殺し、温度変化による探針
試料間の距離変化を試料によらず一定とすることができ
る。
【００１２】本実施例においては、ＨＯＰＧ、Ｓｉ
Ｏ2、Ｓｉの３種類の試料１０１を観察対象とする。こ
れらの試料１０１の探針試料間方向の線膨張係数、及び
探針試料間方向長さを図３に示す。これらの値を上記の
条件に当てはめ、さらに、剛性、共振周波数等、機械特
性向上のためＤを最小とした結果を図４に示す。参考の
ため、同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合を図５に示す
が、図４では試料毎の温度変化による探針試料間の距離
変化の差が抑えられていることがわかる。また、本実施
例においては、試料ホルダ１０４に線膨張係数の異なる
材料を積層して使用したが、例えば探針１０５の支持部
材等、他の部分を同様の構成にした場合でも同様の効果
が得られることは明らかである。さらに、試料１０１の
みならず、探針１０５の材質、長さ等を変更する場合に
おいても同様の構成を適用することで、同様の効果が得
られる。
Ｏ2、Ｓｉの３種類の試料１０１を観察対象とする。こ
れらの試料１０１の探針試料間方向の線膨張係数、及び
探針試料間方向長さを図３に示す。これらの値を上記の
条件に当てはめ、さらに、剛性、共振周波数等、機械特
性向上のためＤを最小とした結果を図４に示す。参考の
ため、同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合を図５に示す
が、図４では試料毎の温度変化による探針試料間の距離
変化の差が抑えられていることがわかる。また、本実施
例においては、試料ホルダ１０４に線膨張係数の異なる
材料を積層して使用したが、例えば探針１０５の支持部
材等、他の部分を同様の構成にした場合でも同様の効果
が得られることは明らかである。さらに、試料１０１の
みならず、探針１０５の材質、長さ等を変更する場合に
おいても同様の構成を適用することで、同様の効果が得
られる。
【００１３】次に温度変化による探針試料間の距離変化
を抑制する方法について説明する。本装置構成において
探針試料間の距離に寄与するのは、試料側ベース１０９
と探針側ベース１１０以外の部材であるが、以下説明の
ため、第一の探針試料間方向支持部材１０７と第二の探
針試料間方向支持部材１０８を支持系、試料１０１、第
一の試料支持部材１０２、第二の試料支持部材１０３、
探針１０５、ｘｙｚ移動機構１０６を探針試料系と呼ぶ
ことにする。
を抑制する方法について説明する。本装置構成において
探針試料間の距離に寄与するのは、試料側ベース１０９
と探針側ベース１１０以外の部材であるが、以下説明の
ため、第一の探針試料間方向支持部材１０７と第二の探
針試料間方向支持部材１０８を支持系、試料１０１、第
一の試料支持部材１０２、第二の試料支持部材１０３、
探針１０５、ｘｙｚ移動機構１０６を探針試料系と呼ぶ
ことにする。
【００１４】探針試料系の探針試料間方向長さの総和を
Ｄall、同長さの温度変化に対する変化率をΔＤall、第
一の探針試料間方向支持部材１０７と第二の探針試料間
方向支持部材１０８、支持系全体の探針試料間方向の長
さをそれぞれｌ1、ｌ2、Ｌ、支持系全体の探針試料間方
向の長さの温度変化に対する変化率をΔＬとすると、 Ｌ＝ｌ1＋ｌ2 ΔＬ＝ρ1ｌ1＋ρ2ｌ2 であるが、ｌ1、ｌ2を、 Ｌ＝Ｄall かつ ΔＬ＝ΔＤall となるように定めることで温度変化に対する支持系と探
針試料系の熱膨張量の差を相殺し、また、上述したよう
に、試料間の熱膨張量の差を抑えてあるため、測定対象
として想定したすべての試料に対して温度変化による探
針試料間の距離変化を抑えることができる。
Ｄall、同長さの温度変化に対する変化率をΔＤall、第
一の探針試料間方向支持部材１０７と第二の探針試料間
方向支持部材１０８、支持系全体の探針試料間方向の長
さをそれぞれｌ1、ｌ2、Ｌ、支持系全体の探針試料間方
向の長さの温度変化に対する変化率をΔＬとすると、 Ｌ＝ｌ1＋ｌ2 ΔＬ＝ρ1ｌ1＋ρ2ｌ2 であるが、ｌ1、ｌ2を、 Ｌ＝Ｄall かつ ΔＬ＝ΔＤall となるように定めることで温度変化に対する支持系と探
針試料系の熱膨張量の差を相殺し、また、上述したよう
に、試料間の熱膨張量の差を抑えてあるため、測定対象
として想定したすべての試料に対して温度変化による探
針試料間の距離変化を抑えることができる。
【００１５】本実施例における探針試料系のうち探針１
０５とｘｙｚ移動機構１０６の材料、探針試料間方向長
さとその温度変化に対する変化率を図６に示す。これら
の値を上記の条件に当てはめた結果を図７に示す。参考
のため、探針試料系，支持系を同寸法ですべてＳＵＳを
用いた場合等を図８に示すが、どの試料を用いた場合に
おいても、図７では探針試料間の温度変化による距離変
化が抑えられていることがわかる。
０５とｘｙｚ移動機構１０６の材料、探針試料間方向長
さとその温度変化に対する変化率を図６に示す。これら
の値を上記の条件に当てはめた結果を図７に示す。参考
のため、探針試料系，支持系を同寸法ですべてＳＵＳを
用いた場合等を図８に示すが、どの試料を用いた場合に
おいても、図７では探針試料間の温度変化による距離変
化が抑えられていることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、温度変化により試料や探針の種類に基づいて生じる
探針・試料間方向の距離変化の差、または温度変化によ
り生じる探針・試料間の距離変化による情報の検出結果
に及ぼす影響を抑制することが可能となる走査型プロー
ブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構
成した表面観察装置を実現することができる。
ば、温度変化により試料や探針の種類に基づいて生じる
探針・試料間方向の距離変化の差、または温度変化によ
り生じる探針・試料間の距離変化による情報の検出結果
に及ぼす影響を抑制することが可能となる走査型プロー
ブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構
成した表面観察装置を実現することができる。
【図１】本発明の実施例における装置構成を説明する
図。
図。
【図２】本発明の実施例における原理を説明する図。
【図３】本発明の実施例における試料の例を説明する
図。
図。
【図４】本発明の実施例における温度変化による探針試
料間距離の変化の差を抑えることができるようにした例
を説明する図。
料間距離の変化の差を抑えることができるようにした例
を説明する図。
【図５】本発明の実施例において、探針試料系，支持系
を同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合等の例を示す図。
を同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合等の例を示す図。
【図６】本発明の実施例における探針，ｘｙｚ移動機構
の使用材料等を示す図。
の使用材料等を示す図。
【図７】本発明の実施例における温度変化による探針試
料間距離の変化を抑えることができるようにした例を説
明する図。
料間距離の変化を抑えることができるようにした例を説
明する図。
【図８】本発明の実施例において、探針試料系，支持系
を同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合等の例を示す図。
を同寸法ですべてＳＵＳを用いた場合等の例を示す図。
１０１：試料 １０２：第一の試料支持部材 １０３：第二の試料支持部材 １０４：試料ホルダ １０５：探針 １０６：ｘｙｚ移動機構 １０７：第一の探針試料間方向支持部材 １０８：第二の探針試料間方向支持部材 １０９：試料側ベース １１０：探針側ベース １１１：筐体 １１２：探針試料間方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA04 AA60 EE02 EE26 GG04 GG06 GG20 GG62 HH04 HH30 JJ25 LL03 MM01 MM02 MM04 RR03
Claims (4)
- 【請求項１】試料上を相対走査する探針を備えたプロー
ブと、これらの探針・試料間方向に積層された該探針・
試料間方向の支持部材を有し、前記プローブで試料上を
相対走査して該試料上の情報を検出する走査型プローブ
による情報検出装置であって、 前記支持部材は、異なる線膨張係数を持つ複数の材料か
らなり、該複数の材料の前記探針・試料間方向のそれぞ
れの長さを、該探針・試料間方向の熱膨張量の差を相殺
するように調整して構成されていることを特徴とする走
査型プローブによる情報検出装置。 - 【請求項２】前記支持部材が、前記複数の材料の前記探
針・試料間方向のそれぞれの長さが、前記試料及び／ま
たは前記探針の線膨張係数及び／または探針試料間方向
の長さに応じて、該探針・試料間方向の熱膨張量の差を
相殺するように調整されていることを特徴とする請求項
１に記載の走査型プローブによる情報検出装置。 - 【請求項３】前記支持部材が、前記試料を含む試料側と
前記探針を含む探針側を支持する試料・探針側支持部
材、及び前記試料側を支持する試料側ベースと前記探針
側を支持する探針側ベースとに接続されたベース側支持
部材であり、 前記各支持部材を構成する前記複数の材料の前記探針・
試料間方向のそれぞれの長さが、前記各支持部材の線膨
張係数に応じて、前記試料・探針側支持部材とベース側
支持部材の熱膨張量の差を相殺するように調整されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走
査型プローブによる情報検出装置。 - 【請求項４】探針で試料上を相対走査して該試料上の情
報を検出する走査型プローブを備えた情報検出装置を有
し、該情報検出装置のプローブによって前記試料表面を
観察する表面観察装置において、前記情報検出装置を請
求項１〜３のいずれか１項に記載の情報検出装置によっ
て構成したことを特徴とする表面観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110446A JP2002304785A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 走査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表面観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110446A JP2002304785A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 走査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表面観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002304785A true JP2002304785A (ja) | 2002-10-18 |
Family
ID=18962212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110446A Pending JP2002304785A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 走査型プローブによる情報検出装置、及び該情報検出装置によって構成した表面観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002304785A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017149727A1 (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-08 | 株式会社 東芝 | 測定装置 |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001110446A patent/JP2002304785A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017149727A1 (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-08 | 株式会社 東芝 | 測定装置 |
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