JP2002328082A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プローブと試料の目標部位との位置関係を光学
的に確認できる走査型プローブ顕微鏡を提供する。 【解決手段】倒立型光学顕微鏡には、蛍光処理が施され
たカンチレバー１９と、これを用いて試料２５のＳＰＭ
測定を行うＳＰＭ装置２７とが設けられている。照明装
置３５からの励起光は、所定波長の励起光のみを選択的
に透過させるフィルタ３７を透過した後、ダイクロイッ
クミラー３９で反射され、対物レンズ４３を介してステ
ージ２３上の試料２５に照射されると共にカンチレバー
１９に到達する。試料２５及びカンチレバー１９から発
生した蛍光像は、対物レンズ４３によって取り込まれた
後、ダイクロイックミラー３９を透過し、全反射プリズ
ム４５で反射され、カンチレバー１９からの散乱光を除
去するフィルタ４７を透過した後、鏡筒４９上に設けら
れた接眼レンズ５１に導光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料を原子又は分
子オーダーの分解能で観察するために用いられる走査型
プローブ顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料を原子又は分子オーダーの分
解能で観察するための装置として、走査型プローブ顕微
鏡(SPM; Scanning Probe Microscope) が知られてい
る。

【０００３】このようなＳＰＭの一例として、ビニッヒ
（Binnig）やローラー（Rohrer）等によって、走査型ト
ンネル顕微鏡（STM; Scanning Tunneling Microscope)
が発明された。しかし、このＳＴＭでは、観察できる試
料は導電性の試料に限られている。そこで、サーボ技術
を始めとするＳＴＭの要素技術を利用し、絶縁性の試料
を原子又は分子オーダーの分解能で観察できる装置とし
て原子間力顕微鏡(AFM; Atomic Force Microscope)が提
案された。なお、ＡＦＭは、例えば特開昭６２−１３０
３０２に開示されている。

【０００４】ＡＦＭ構造は、ＳＴＭに類似しており、走
査型プローブ顕微鏡の一つとして位置付けられる。この
ようなＡＦＭは、鋭く尖った突起部（探針）を自由端に
持つカンチレバーを備えている。この探針を試料に近づ
けると、探針先端の先端の原子と試料表面の原子との間
に働く相互作用力（原子間力）によりカンチレバーの自
由端が変位する。この自由端の変位を電気的あるいは光
学的に測定しながら、探針を試料表面に沿ってＸＹ方向
に走査することによって、試料の凹凸情報等を三次元的
にとらえることができる。

【０００５】ところで、近年、上述したようなＳＰＭを
組み込んだ光学顕微鏡（例えば、特開平７−４３３７２
号公報参照）が開発されており、明視野検鏡法、暗視野
検鏡法、位相差検鏡法、微分干渉検鏡法等の各種の検鏡
法を用いた光学観察が行われている。

【０００６】図４には、上記のＳＰＭを組み込んだ光学
顕微鏡の構成が概略的に示されており、ステージ１上の
試料３に対してカンチレバー５をアプローチさせてＳＰ
Ｍ測定を行うことができると共に、ステージ１下方の対
物レンズ７を介して導光された観察光を用いて、ステー
ジ１上の試料３の光学観察が行うことができるように構
成されている。

【０００７】このような光学顕微鏡によって試料３に対
する測定を行う場合には、第１又は第２の照明装置９，
１１が用いられる。

【０００８】第１の照明装置９を用いた場合、この第１
の照明装置９から出射された観察光を対物レンズ７を介
してステージ１上の試料３に照射させた際に、試料３及
びカンチレバー５から発生する光学像を接眼レンズ１３
を介して観察しながら、カンチレバー５を試料３にアプ
ローチさせることによって、試料３に対するＳＰＭ測定
が行われると共に試料３に対する光学観察が行われる。

【０００９】一方、第２の照明装置１１を用いた場合、
この第２の照明装置１１から出射された観察光をＳＰＭ
装置１５内の光学系を利用してステージ１上の試料３に
照射させることによって、試料３から発生する光学像を
接眼レンズ１３を介して透過観察することができる。

【００１０】なお、ＳＰＭ装置１５には、ＳＰＭ測定時
に生じるカンチレバー５の変位を光学的に測定可能な光
学系及び信号処理系等（図示しない）が内蔵されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カンチ
レバー５の先端に設けられた探針１７の径寸法は、約１
０ｎｍ程度であるため、試料３の測定場所までカンチレ
バー５の探針１７を位置付けることは困難である。ま
た、カンチレバーの変位を光学的に測定可能な光学系
（変位検出光学系）から、カンチレバーに変位検出用レ
ーザーが照射された際、カンチレバーからは散乱光が発
生する。この結果、試料３の目標部位をＳＰＭで観察又
は測定することができなくなってしまったり、小さな試
料の場合、プローブを十分に試料に近づけられないとい
った問題が生じる。また、試料を透過した透過光又は散
乱光等の外乱光が変位検出光学系に伝播した場合には、
試料に対するカンチレバーの変位を高精度に検出するこ
とが出来なくなってしまう。

【００１２】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされており、その目的は、プローブを試料に対し
て高精度に位置決め可能な走査型プローブ顕微鏡を提供
することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、試料に対する
カンチレバーの変位を高精度に検出することができる走
査型プローブ顕微鏡を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による走査型プローブ顕微鏡は、探針
を有するカンチレバー型プローブと、前記カンチレバー
型プローブに変位測定用レーザー光を照射し、反射され
た前記変位測定用レーザー光を検出することにより前記
カンチレバーの変位を検出する変位検出光学系と、前記
カンチレバー型プローブに前記変位検出用レーザー光が
照射された際に、前記カンチレバー型プローブから発生
する散乱光を除去するフィルタと、前記散乱光が除去さ
れた前記カンチレバー型プローブと試料の蛍光像を光学
的に検鏡する光学系とを備えている。

【００１５】本発明による別の走査型プローブ顕微鏡
は、探針を有するカンチレバー型プローブと、前記カン
チレバー型プローブに変位測定用レーザー光を照射し、
反射された前記変位測定用レーザー光を検出することに
より前記カンチレバーの変位を検出する変位検出光学系
と、前記カンチレバー型プローブで反射された前記変位
検出用レーザー光のみを前記変位検出光学系に伝播する
外乱光除去フィルタとを備えている。

【００１６】

【作用】本発明による走査型プローブ顕微鏡は、カンチ
レバー型プローブから発生する散乱光を除去するフィル
タを備えることで、プローブと試料の目標部位との位置
関係を光学的に確認することができる。

【００１７】本発明による別の走査型プローブ顕微鏡
は、カンチレバー型プローブで反射された変位検出用レ
ーザー光のみを変位検出光学系に伝播する外乱光除去フ
ィルタを備えることで、試料に対するカンチレバー型プ
ローブの変位を高精度に検出することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る光学顕微
鏡について、図１を参照して説明する。本実施例の光学
顕微鏡には、倒立型光学顕微鏡（例えば、商品名「オリ
ンパスＩＸ」）が適用されており、この倒立型光学顕微
鏡には、所定の蛍光処理が施されたプローブを備えた走
査型プローブ顕微鏡が組み込まれている。

【００１９】本実施例に用いられた走査型プローブ顕微
鏡は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、走査型トンネル顕微
鏡（ＳＴＭ）、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）等を含んだ広義
の概念であり、この場合、プローブとは、単に探針のみ
を示す場合、先端に探針を有するカンチレバーを示す場
合、あるいは、先端に探針を有しないカンチレバーを示
す場合がある。

【００２０】図１（ａ）の倒立型光学顕微鏡には、その
一例として、シリコン製のカンチレバー１９の先端に探
針２１を備えたカンチレバータイプのプローブを有する
走査型プローブ顕微鏡が組み込まれている。

【００２１】このようなプローブ（本実施例では、探針
２１を備えたカンチレバー１９）の蛍光処理方法におい
て、洗浄処理が施されたカンチレバー１９に対してシラ
ン処理を施してカンチレバー１９の表面にアミノ基を付
着させた後、アミノ基が付着したカンチレバー１９をＦ
ＩＴＣ(Fluorescein Isothiocyanate)溶液に浸漬させて
ＦＩＴＣをアミノ基に結合させる。そして、シラン処理
後、カンチレバー１９に対する純水流洗浄処理を施すこ
とによって、カンチレバー１９の蛍光処理が完了する。

【００２２】この実施例におけるプローブの蛍光処理方
法を詳述する。

【００２３】洗浄処理では、カンチレバー１９をアンモ
ニア過酸化水素水（アンモニアと過酸化水素と水の割合
を１対１対４の重量比で混合した溶液）に浸漬させた状
態で約３０分間沸騰処理を施した後、沸騰処理が施され
たカンチレバー１９に対して約１５０℃で乾燥処理を施
す。乾燥処理が施されたカンチレバー１９に対して酸素
（Ｏ₂ ；酸素量３０ｍｌ／分）を用いたプラズマ処理を
施すと同時に紫外線ランプ（１００Ｗ／分）によって紫
外線を照射して酸素をオゾン化させる。

【００２４】続いて、シラン処理では、上記洗浄処理が
施されたカンチレバー１９をシランカップリング剤に浸
漬させる。このとき用いられるシランカップリング剤と
しては、例えば、信越シリコン社製のＫＢＭ６０２；Ｎ
−（アミノエチル）γ−プロピルメチルジメトキシシラ
ン、ＫＢＭ６０３；Ｎ−（アミノエチル）γ−プロピル
メチルジメトキシシラン、ＫＢＭ９０２；γ−アミノプ
ロピルメチルジエトキシシラン、ＫＢＭ９０３；γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。具体
的には、カンチレバー１９を１重量％のＫＢＭ６０２水
溶液中に浸漬させた状態で約２時間放置することによっ
て、カンチレバー１９の表面にアミノ基を付着させる。

【００２５】この後、アミノ基が付着したカンチレバー
１９をＦＩＴＣ(Fluorescein Isothiocyanate)溶液に浸
漬させてＦＩＴＣをアミノ基に結合させる。

【００２６】純水流洗浄処理では、上記の各処理が施さ
れたカンチレバー１９に対して純水を約１０分間流して
洗浄処理を施した後、洗浄処理が施されたカンチレバー
１９に対して約１１５℃で４時間程度熱処理を施す。

【００２７】この結果、表面に蛍光標識が施されたカン
チレバー１９が完成する。

【００２８】図１（ａ）に示すように、本実施例に適用
された倒立型光学顕微鏡には、上記蛍光処理が施された
カンチレバー１９と、このカンチレバー１９を用いてス
テージ２３上の試料２５に対するＳＰＭ測定を行うＳＰ
Ｍ装置２７とが設けられており、このＳＰＭ装置２７に
よって検出された試料２５の表面測定データは、コント
ローラ２９によって画像処理された後、コンピュータ３
１上に３次元画像として表示される。

【００２９】次に、本実施例に適用された倒立型光学顕
微鏡の動作について説明する。

【００３０】本実施例の倒立型光学顕微鏡には、その基
台３３側に例えば水銀ランプ（図示しない）が内蔵され
た照明装置３５が取り付けられており、この照明装置３
５は、所定波長を含む励起光を出射可能に構成されてい
る。なお、励起光としては、例えば、波長３３０〜３８
５ｎｍのＵ励起光、波長４５０〜４８０ｎｍのＢ励起
光、波長５１０〜５５０ｎｍのＧ励起光等の種々の励起
光を選択することが可能である。

【００３１】このような照明装置３５から出射された励
起光は、所定波長の励起光のみを選択的に透過させるフ
ィルタ３７（例えば、金属膜干渉フィルタ）を透過した
後、ダイクロイックミラー３９に導光される。

【００３２】ダイクロイックミラー３９に導光された励
起光は、このダイクロイックミラー３９から反射した
後、回転式レボルバー４１に取り付けられた対物レンズ
４３を介してステージ２３上の試料２５に照射されると
共に、この試料２５を透過してカンチレバー１９に到達
する。

【００３３】励起光が照射された試料２５及びカンチレ
バー１９から発生した蛍光像は、対物レンズ４３によっ
て取り込まれた後、ダイクロイックミラー３９を介して
全反射プリズム４５に導光される。

【００３４】このとき、全反射プリズム４５から反射し
た蛍光像は、後述するフィルタ４７を透過した後、鏡筒
４９上に設けられた接眼レンズ５１に導光される。

【００３５】なお、本実施例に適用される試料２５とし
ては、一般的な試料及び細胞、細胞内のオルガネラ、蛋
白質分子等の試料２５が適用可能であって、このような
試料２５は、所定の励起光によって蛍光を発するよう
に、予め所定の蛍光処理が施されているか、又は、自家
蛍光を有するものが好ましい。

【００３６】この結果、図１（ｂ）に示すように、例え
ば試料２５が蛋白質分子の場合には、接眼レンズ５１を
介して観察可能な観察視野内には、カンチレバー１９と
蛋白質分子２５との位置関係が目視観察可能な状態で呈
示されることになる。

【００３７】この状態で、ステージ２３上に配置された
位置調整装置５３を介してカンチレバー１９と試料２５
との間の相対位置を調整することによって、カンチレバ
ー１９を試料２５の測定部位に対して高精度に粗動及び
微動アプローチさせることが可能となる。

【００３８】この後、試料２５に対するカンチレバー１
９の変位を検出することによって、試料２５の表面情報
をＳＰＭ測定することになる。

【００３９】カンチレバー１９の変位を検出する場合、
ＳＰＭ装置２７に内蔵された変位検出光学系５５から変
位検出用レーザが出射され、このとき、カンチレバー１
９から反射した反射光を変位検出光学系５５によって検
出することによって、カンチレバー１９の変位が検出さ
れることになる。

【００４０】ところで、ＳＰＭ装置２７の変位検出光学
系５５からカンチレバー１９に変位検出用レーザが照射
された際、カンチレバー１９からは、散乱光が発生す
る。

【００４１】この散乱光は、試料２５を透過した後、対
物レンズ４３からダイクロイックミラー３９を介して全
反射ミラー４５に導光され、この全反射ミラー４５から
接眼レンズ５１及び撮像装置５７の視野内に導光される
ことになる。

【００４２】そこで、本実施例の倒立型光学顕微鏡に
は、カンチレバー１９からの散乱光を除去するフィルタ
４７が全反射ミラー４５と接眼レンズ５１との間の光路
中に配置されている。

【００４３】この結果、観察視野内には、図１（ｂ）に
示すように、カンチレバー１９と試料２５（例として、
蛋白質分子）の蛍光像のみが鮮明に呈示されるため、試
料２５の目標部位に対してカンチレバー１９を簡単且つ
高精度に位置決めすることができる。この結果、試料２
５に対する蛍光観察を行いながら同時にカンチレバー１
９を用いたＳＰＭ測定を行うことが可能となる。この場
合、蛍光観察像は、基台３３に設けられた撮像装置５７
を介してモニタ５９上に写し出されると同時にＳＰＭ測
定像は、コントローラ２９を介してコンピュータ３１上
に３次元的に画像表示されることになる。なお、この場
合のＳＰＭ測定は、例えばＡＦＭ測定やＭＦＭ測定の場
合を想定している。

【００４４】これに対して、蛍光観察と同時にＳＴＭ測
定を行う場合には、変位検出光学系５５から変位検出用
レーザを出射させる必要はないので、カンチレバー１９
から散乱光が発生することはない。この場合、カンチレ
バー１９と試料２５との間にトンネル電流検出回路（図
示しない）を構成して、試料２５と探針２１との間に流
れるトンネル電流を検出することによって、試料２５に
対する蛍光観察と同時にＳＴＭ測定を行うことが可能と
なる。

【００４５】上述した実施例では、蛍光物質としてＦＩ
ＴＣを使用しているが、蛍光物質は特にこれに限らず一
般的な蛍光物質が広く使用可能である。例えば、ローダ
ミン、ハイパーイエロー、Ｃｙ３（サイスリー）等が挙
げられる。

【００４６】また、上述した実施例では、カンチレバー
１９の表面に蛍光処理を施したが、カンチレバー１９の
一部、例えば探針２１先端或いはカンチレバー１９先端
にのみ蛍光処理を施した場合も上記同様の作用効果を奏
することは言うまでもない。この場合には、探針２１先
端又はカンチレバー１９先端が観察視野内で強調される
ことになるため、試料２５に対する探針２１先端又はカ
ンチレバー１９先端の位置合わせの精度を更に向上させ
ることが可能となる。

【００４７】なお、上述した実施例に適用された倒立型
光学顕微鏡には、基台３３から延出したアーム６１に透
過照明装置６３が取り付けられており、この透過照明装
置６３からの照明光をステージ２３上の試料２５に照射
させることによって、接眼レンズ５１を介して試料２５
に対する透過観察を行うこともできる。

【００４８】このように本実施例によれば、カンチレバ
ー１９を試料２５に対して高精度に位置決めすることが
できる。この結果、試料２５に対する蛍光観察と同時に
所定のＳＰＭ測定を行うことが可能な光学顕微鏡を実現
することが可能となる。

【００４９】なお、上述した第１の実施例では、カンチ
レバー１９即ちプローブへの蛍光物質の固定化は、共有
結合法によって行ったが、物理的吸着法でもよい。この
物理的吸着法によれば、プローブを蛍光物質の懸濁液中
に一定時間浸漬することによって、プローブに蛍光物質
が固定化される。

【００５０】共有結合法又は物理的吸着法のいずれを用
いるかは、プローブの材質によって適宜選択するればよ
い。

【００５１】第１の実施例では、カンチレバータイプの
プローブを用いたが、このようなプローブは半導体プロ
セスを経て製造されるため、プローブの表面にシリコン
基（Ｓｉ基）又は水酸基（ＯＨ基）が存在する。このた
め、共有結合法を用いることによって、容易に蛍光物質
をプローブに共有結合させることができる。

【００５２】このような共有結合法には、カップリング
剤が用いられるが、カップリング剤としては、下記の化
学式で表されるシランカップリング剤が使用できる。

【００５３】（Ｙ’Ｒ’）ｎＳｉＲ_4-n この化学式において、Ｙ’は、アミノ基、カルボニル
基、カルボキシル基、イソシアノ基、ニトロ基、ジアゾ
基、イソチオシアノ基、スルフィドリル基及びハロカル
ボニル基から成り、Ｒ’は、低級アルキル基、低級アル
キルフェニル基及びフェニル基から成り、Ｒは、低級ア
ルコキシ基、フェノキシ基及びハロゲン基から成り、ｎ
は、自然数１，２，３の値をとる。

【００５４】シランカップリング剤を用いた場合には、
上記Ｙ’に蛍光物質が結合することが知られている。こ
のため、共有結合によってプローブに蛍光物質を結合す
る際には、シランカップリング剤を使用することが好ま
しい。

【００５５】また、金属製プローブを用いた場合には、
金属製プローブの表面にシランカップリング剤をコーテ
ィングした後に蛍光物質を固定させる方法や、金属製プ
ローブの表面を酸化させた後、シランカップリング剤を
用いて蛍光物質を固定させる方法を適用することができ
る。

【００５６】次に、本発明の第２の実施例に係る光学顕
微鏡について、図２を参照して説明する。本実施例の光
学顕微鏡には、共焦点レーザースキャン顕微鏡（例え
ば、商品名「オリンパスＬＳＭ−ＧＢ２００」）が適用
されており、この共焦点レーザースキャン顕微鏡には、
所定の蛍光処理が施されたプローブを備えた走査型プロ
ーブ顕微鏡が組み込まれている。

【００５７】なお、本実施例の説明に際し、上述した第
１の実施例と同一の構成には、同一符号を付して、その
説明を省略する。

【００５８】図２に示すように、本実施例の光学顕微鏡
は、所定のレーザー光を試料２５に走査して、その際に
発生する試料２５及びカンチレバー１９からの蛍光像を
目視観察することによって、試料２５に対するカンチレ
バー１９の位置合わせを行うように構成されている。な
お、本実施例に適用されるカンチレバー１９にも蛍光処
理が施されているが、この蛍光処理方法は、第１の実施
例と同様であるため、その説明は省略する。

【００５９】本実施例の動作において、レーザー発振器
６５から発振された所定波長のレーザー光は、ガルバノ
メータ６７から反射した後、ダイクロイックミラー６９
及び対物レンズ４３を介してステージ２３上の試料２５
に照射されると共に、この試料２５を透過してカンチレ
バー１９に到達する。

【００６０】このとき、ガルバノメータ６７を図中矢印
方向に所定角度だけ回動させることによって、レーザー
光は、試料２５及びカンチレバー１９上に走査されるこ
とになる。

【００６１】レーザー光が走査された試料２５及びカン
チレバー１９から発生した蛍光像は、対物レンズ４３に
よって取り込まれた後、ダイクロイックミラー６９に導
光される。

【００６２】このとき、ダイクロイックミラー６９から
反射した蛍光像は、後述するフィルタ７１を透過した
後、共焦点用ピンホール７３を通過して光センサ７５に
導光され、所定の信号に変換される。

【００６３】光センサ７５から出力された信号は、コン
トローラ７７によって画像処理された後、モニタ７９上
に蛍光像として写し出されることになる。この結果、モ
ニタ７９内には、図１（ｂ）に示すように、カンチレバ
ー１９と試料２５の蛍光像が呈示されることになり、試
料２５に対する蛍光観察を行いながら同時にカンチレバ
ー１９を用いたＳＰＭ測定を行うことが可能となる。

【００６４】なお、この場合、接眼レンズ５１の観察視
野にも、図１（ｂ）と同様の蛍光像が呈示されているこ
とは言うまでもない。

【００６５】上述した本実施例の動作において、レーザ
ー発振器６５からのレーザー光は、その一部が試料２５
を透過した透過光又は試料２５からの散乱光となって、
ＳＰＭ装置２７内の変位検出光学系５５に伝波されてし
まう。このような透過光又は散乱光等の外乱光が変位検
出光学系５５に伝波した場合には、試料２５に対するカ
ンチレバー１９の変位を高精度に検出することができな
くなってしまう。

【００６６】そこで、本実施例に適用されたＳＰＭ装置
２７には、上記外乱光のみを除去する外乱光除去フィル
タ８１が内蔵されている。この結果、変位検出光学系５
５には、上記外乱光が除去されたカンチレバー１９から
の反射光のみが伝波されることになる。

【００６７】また、上記第１の実施例と同様に、ＳＰＭ
装置２７の変位検出光学系５５からカンチレバー１９に
変位検出用レーザが照射された際、カンチレバー１９か
らは、散乱光が発生する。

【００６８】この散乱光は、試料２５を透過した後、対
物レンズ４３からダイクロイックミラー６９及び共焦点
用ピンホール７３を介して光センサ７５に導光され、こ
の光センサ７５から出力される信号にノイズとなって表
れることになる。

【００６９】そこで、本実施例には、カンチレバー１９
からの散乱光を除去するように、上記フィルタ７１がダ
イクロイックミラー６９と共焦点用ピンホール７３との
間の光路中に配置されている。

【００７０】この結果、モニタ７９内には、図１（ｂ）
に示すように、カンチレバー１９と試料２５の蛍光像の
みが鮮明に呈示されることになり、試料２５に対する蛍
光観察を行いながら同時にカンチレバー１９を用いたＳ
ＰＭ測定を行うことが可能となる。

【００７１】このように本実施例によれば、上記第１の
実施例と同様に、カンチレバー１９を試料２５に対して
高精度に位置決めすることができる。この結果、試料２
５に対する蛍光観察と同時に所定のＳＰＭ測定を行うこ
とが可能な光学顕微鏡を実現することが可能となる。

【００７２】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
例の構成に限定されることはなく、新規事項を追加する
ことなく種々変更することができる。例えば、図３
（ａ）に示すように、プローブとしてＳＴＭ用の探針２
１を適用した場合には、この探針２１の先端部分に蛍光
処理を施すことも好ましい。この場合、探針２１先端に
付着した蛍光物質８３は、相互にある程度の間隙を有し
ているため、トンネル電流ｉは、蛍光物質８３相互の間
隙を介して試料（図示しない）と探針２１との間を流れ
ることが可能となる。

【００７３】また、例えば、図３（ｂ）に示すように、
プローブとしてニアフィールド顕微鏡用の探針２１を適
用した場合には、この探針２１の先端部分に蛍光処理を
施すことも好ましい。具体的には、ニアフィールド顕微
鏡用の探針２１は、ガラスファイバ２１ａの外周に金属
コート２１ｂが施されて構成されており、蛍光物質３８
は、金属コート２１ｂの外面に付着されている。この場
合、蛍光物質３８から発生する蛍光像を観察しながら探
針２１を試料上に走査させることができると共に、試料
近傍に発生したエバネッセント光を検出することによっ
て、試料の表面情報を測定することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、プローブを試料に対し
て高精度に位置決めできる走査型プローブ顕微鏡が提供
される。

【００７５】また本発明によれば、試料に対するカンチ
レバーの変位を高精度に検出できる走査型プローブ顕微
鏡が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る光学顕
微鏡の構成を示す図、（ｂ）は、カンチレバーと試料と
の間の位置関係が観察視野内に光学的に表示された状態
を示す図。

【図２】本発明の第２の実施例に係る光学顕微鏡の構成
を示す図。

【図３】（ａ）は、プローブとしてＳＴＭ用の探針を適
用した場合において、この探針の先端部分に蛍光処理が
施された状態を示す図、（ｂ）は、プローブとしてニア
フィールド顕微鏡用の探針を適用した場合において、こ
の探針の先端部分に蛍光処理が施された状態を示す図。

【図４】ＳＰＭが組み込まれた従来の光学顕微鏡の構成
を示す図。

【符号の説明】

１９…カンチレバー、２３…ステージ、２５…試料、２
７…ＳＰＭ装置、３５…照明装置、５１…接眼レンズ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA17 AA60 DD24 GG04 GG07 GG62 HH04 HH09 HH30 2H052 AA08 AA09 AC15 AC27 AC34 AD03 AD34 AF02 AF11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探針を有するカンチレバー型プローブ
   と、 前記カンチレバー型プローブに変位測定用レーザー光を
   照射し、反射された前記変位測定用レーザー光を検出す
   ることにより前記カンチレバーの変位を検出する変位検
   出光学系と、 前記カンチレバー型プローブに前記変位検出用レーザー
   光が照射された際に、前記カンチレバー型プローブから
   発生する散乱光を除去するフィルタと、 前記散乱光が除去された前記カンチレバー型プローブと
   試料の蛍光像を光学的に検鏡する光学系とを備えている
   走査型プローブ顕微鏡。
2. 【請求項２】 探針を有するカンチレバー型プローブ
   と、 前記カンチレバー型プローブに変位測定用レーザー光を
   照射し、反射された前記変位測定用レーザー光を検出す
   ることにより前記カンチレバーの変位を検出する変位検
   出光学系と、 前記カンチレバー型プローブで反射された前記変位検出
   用レーザー光のみを前記変位検出光学系に伝播する外乱
   光除去フィルタとを備えている走査型プローブ顕微鏡。
3. 【請求項３】 共焦点レーザースキャン顕微鏡に組み込
   まれている請求項２に記載の走査型プローブ顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記共焦点レーザー顕微鏡は、 前記カンチレバー型プローブに前記変位検出用レーザー
   光が照射された際に、前記カンチレバー型プローブから
   発生する散乱光を除去するフィルタと、 前記散乱光が除去された、前記カンチレバー型プローブ
   と試料との蛍光像を光学的に検鏡する光学系とを備えて
   いることを特徴とする請求項３に記載の走査型プローブ
   顕微鏡。