JP2003083867A - Physical property measuring device - Google Patents

Physical property measuring device

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JP2003083867A
JP2003083867A JP2001279406A JP2001279406A JP2003083867A JP 2003083867 A JP2003083867 A JP 2003083867A JP 2001279406 A JP2001279406 A JP 2001279406A JP 2001279406 A JP2001279406 A JP 2001279406A JP 2003083867 A JP2003083867 A JP 2003083867A
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多加志 目黒
Katsunobu Aoyanagi
克信 青柳
Satoshi Hida
聡 飛田
Koji Maeda
康二 前田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow the local measurement of physical property of a measuring matter such as semiconductor. SOLUTION: In this device, the physical property of the measuring matter is measured according to modulation spectroscopy by allowing the local modulation of the measuring matter by local application of electric field to the surface of the measuring matter, application of distortion, or irradiation with pulse-like light to detect a modulation signal (e.g. the reflected light from the measuring matter) generated by the modulation in the local region of the measuring matter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物性測定装置に関
し、さらに詳細には、半導体などの固体の被測定物の物
性を測定する際に用いて好適な物性測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical property measuring device, and more particularly to a physical property measuring device suitable for use in measuring the physical properties of a solid object such as a semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体などの物性、例えば、
エネルギーバンド構造などを変調分光法により測定する
ことが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, physical properties of semiconductors, for example,
It is known to measure the energy band structure and the like by modulation spectroscopy.

【0003】こうした変調分光法による物性の測定装置
においては、例えば、測定試料たる半導体に電極を配設
して交流電界を加えたり、または、ピエゾ素子を配設し
て歪みを加えたり、あるいは、半導体に光をパスル的に
照射するなどして、半導体を変調する。そして、変調に
よる半導体の反射率の変化などを波長の関数(スペクト
ル)として記録することにより、測定試料たる半導体の
物性が測定されるようになされている。
In such a physical property measuring apparatus using modulation spectroscopy, for example, an electrode is provided on a semiconductor as a measurement sample to apply an alternating electric field, or a piezo element is provided to apply distortion, or The semiconductor is modulated by irradiating the semiconductor with light in a pulsed manner. Then, by recording the change in the reflectance of the semiconductor due to the modulation as a function (spectrum) of the wavelength, the physical properties of the semiconductor as the measurement sample are measured.

【0004】しかしながら、こうした変調分光法により
半導体の物性の測定を行う従来の測定装置においては、
測定試料たる半導体全体に、交流電界や歪みが加えられ
たり、あるいは光照射が行われてしまうので、測定試料
全体の平均値しか得ることができず、測定試料の微小な
領域における測定、即ち、測定試料の局所的な物性を測
定する行うことができないという問題点があった。
However, in the conventional measuring apparatus for measuring the physical properties of semiconductors by such modulation spectroscopy,
Since an AC electric field or strain is applied to the entire semiconductor as a measurement sample or light irradiation is performed, only an average value of the entire measurement sample can be obtained, that is, measurement in a minute region of the measurement sample, that is, There is a problem that the local physical properties of the measurement sample cannot be measured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する上記したような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、半導体などの被測定物
の局所的な物性を測定することができるようにした物性
測定装置を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to locally measure an object to be measured such as a semiconductor. An object of the present invention is to provide a physical property measuring device capable of measuring physical properties.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被測定物の表面に局所的に電界を加えた
り、または、歪みを加えたり、あるいは、光をパスル的
に照射するなどして、被測定物を変調し、プローブを用
いて当該被測定物の局所的領域における変調によって生
ずる変調信号(例えば、被測定物からの反射光)を検出
することができるようにして、変調分光法に従って被測
定物の物性を測定するという原理に基づいてなされたも
のである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is to apply an electric field locally to the surface of an object to be measured, or to apply a strain, or to irradiate light in a pulsed manner. By modulating the object to be measured, the probe can be used to detect the modulation signal (for example, the reflected light from the object to be measured) generated by the modulation in the local region of the object to be measured. , Is based on the principle of measuring the physical properties of the object to be measured according to the modulation spectroscopy.

【0007】即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明
は、被測定物の局所的領域において該被測定物を変調す
るプローブと、上記プローブによる上記被測定物の変調
によって生ずる変調信号を検出する検出手段とを有する
ようにしたものである。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention provides a probe for modulating the object to be measured in a local region of the object to be measured, and a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured by the probe. And a detecting means for detecting.

【0008】従って、本発明のうち請求項1に記載の発
明によれば、プローブによって被測定物が局所的に変調
され、検出手段によって被測定物の局所的領域における
変調によって生ずる変調信号を検出することができるの
で、変調分光法に従って被測定物の物性を測定すること
ができる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the object to be measured is locally modulated by the probe, and the detection means detects the modulation signal generated by the modulation in the local region of the object to be measured. Therefore, the physical properties of the object to be measured can be measured according to the modulation spectroscopy.

【0009】また、本発明のうち請求項2に記載の発明
のようにして、被測定物の局所的領域に光を照射するプ
ローブと、上記プローブが上記被測定物に照射した光の
反射光に基づいて、上記被測定物の変調によって生ずる
変調信号を検出する検出手段とを有するようにしてもよ
い。
According to the second aspect of the present invention, a probe for irradiating a local region of the object to be measured with light, and a reflected light of the light with which the probe irradiates the object to be measured. And a detection means for detecting a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured.

【0010】また、本発明のうち請求項3に記載の発明
のようにして、被測定物の局所的領域からの光を受光す
るプローブと、上記プローブが受光した光に基づいて、
上記被測定物の変調によって生ずる変調信号を検出する
検出手段とを有するようにしてもよい。
According to a third aspect of the present invention, based on the probe which receives the light from the local region of the object to be measured and the light which is received by the probe,
It may be provided with a detection means for detecting a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured.

【0011】また、本発明のうち請求項4に記載の発明
のようにして、被測定物の局所的領域に光を照射すると
ともに上記被測定物の局所的領域からの光を受光するプ
ローブと、上記プローブが受光した光に基づいて、上記
被測定物の変調によって生ずる変調信号を検出する検出
手段とを有するようにしてもよい。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a probe for irradiating light to a local region of the object to be measured and receiving light from the local region of the object to be measured. , Detecting means for detecting a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured based on the light received by the probe.

【0012】また、本発明のうち請求項5に記載の発明
のように、請求項1、請求項2、請求項3または請求項
4のいずれか1項に記載の発明において、上記プローブ
は先端部を鋭く尖らせた光ファイバーからなるものとし
てもよい。こうしたプローブを用いることにより、被測
定物の表面に局所的に歪みを加えたり、または、光に照
射するなどして、被測定物を局所的に変調することがで
きる。
Further, in the invention according to any one of claims 1, 2, 3 and 4, like the invention according to claim 5 in the present invention, the probe is a tip. It may be made of an optical fiber whose portion is sharply pointed. By using such a probe, the object to be measured can be locally modulated by locally applying strain to the surface of the object to be measured or irradiating light.

【0013】また、本発明のうち請求項6に記載の発明
のように、請求項1に記載の発明において、上記プロー
ブは先端部を鋭く尖らせた金属からなるものとしてもよ
い。こうしたプローブを用いることにより、被測定物の
表面に局所的に電界を加えたり、または、歪みを加えた
りするなどして、被測定物を局所的に変調することがで
きる。
Further, like the invention according to claim 6 of the present invention, in the invention according to claim 1, the probe may be made of a metal having a sharp tip. By using such a probe, it is possible to locally modulate the object to be measured by locally applying an electric field or applying a distortion to the surface of the object to be measured.

【0014】また、本発明のうち請求項7に記載の発明
のように、請求項1、請求項2、請求項3または請求項
4のいずれか1項に記載の発明において、上記プローブ
は外周側に金属がコーティングされ先端部を鋭く尖らせ
た光ファイバーからなるものとしてもよい。こうしたプ
ローブを用いることにより、被測定物の表面に局所的に
電界を加えたり、または、歪みを加えたり、あるいは、
光をパスル的に照射するなどして、被測定物を局所的に
変調することができる。
Further, in the invention according to any one of claims 1, 2, 3 and 4, like the invention according to claim 7 in the present invention, the probe is an outer periphery. It may be composed of an optical fiber whose side is coated with metal and whose tip is sharply pointed. By using such a probe, an electric field is locally applied to the surface of the object to be measured, or strain is applied, or
The object to be measured can be locally modulated by irradiating light with a pulse.

【0015】また、本発明のうち請求項8に記載の発明
のように、請求項1、請求項4、請求項6または請求項
7のいずれか1項に記載の発明において、上記プローブ
は上記被測定物の局所的領域に電界を加えて上記被測定
物を変調するようにしてもよい。
Further, in the invention according to any one of claims 1, 4, 6, and 7, the probe is the above-mentioned, like the invention according to claim 8 of the present invention. An electric field may be applied to a local area of the device under test to modulate the device under test.

【0016】また、本発明のうち請求項9に記載の発明
のように、請求項1、請求項4、請求項5、請求項6ま
たは請求項7のいずれか1項に記載の発明において、上
記プローブは上記被測定物の局所的領域に当接して振動
し、上記局所的領域に歪みを加えて上記被測定物を変調
するようにしてもよい。
Further, in the invention according to any one of claims 1, 4, 5, 6 or 7, like the invention according to claim 9 of the present invention, The probe may vibrate by contacting a local area of the object to be measured, and distort the local area to modulate the object to be measured.

【0017】また、本発明のうち請求項10に記載の発
明のように、請求項1、請求項5または請求項7のいず
れか1項に記載の発明において、上記プローブは上記被
測定物の局所的領域に光を照射して上記被測定物を変調
するようにしてもよい。
Further, in the invention according to any one of claims 1, 5 and 7, like the invention according to claim 10 in the present invention, the probe is the object to be measured. The local area may be irradiated with light to modulate the object to be measured.

【0018】また、検出手段は、プローブが被測定物を
変調したときの被測定物からの反射光を検出するように
してもよいし、または、プローブが被測定物を変調した
ときの被測定物の吸収係数の変化を検出するようにして
もよいし、あるいは、プローブが被測定物を変調したと
きの被測定物の発光を検出するようにしてもよい。
The detecting means may detect the reflected light from the object to be measured when the probe modulates the object to be measured, or the object to be measured when the probe modulates the object to be measured. The change in the absorption coefficient of the object may be detected, or the light emission of the measured object when the probe modulates the measured object may be detected.

【0019】また、本発明のうち請求項14に記載の発
明は、光を出射する光源と、外周側に金属がコーティン
グされ先端部を鋭く尖らせた光ファイバーからなり、上
記光源から出射された光が導入されると該光を被測定物
の表面に照射するプローブと、上記プローブに電圧を印
加する電源と、上記プローブが受光した上記被測定物の
表面からの反射光を、上記プローブに印加された電圧の
周波数と同期して検出する検出手段とを有するようにし
たものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, a light source for emitting light and an optical fiber having a sharply pointed tip with a metal coating on the outer peripheral side are provided. A probe for irradiating the surface of the object to be measured when the light is introduced, a power source for applying a voltage to the probe, and reflected light from the surface of the object to be measured received by the probe is applied to the probe. And a detecting means for detecting in synchronization with the frequency of the generated voltage.

【0020】また、本発明のうち請求項15に記載の発
明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求
項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求
項10、請求項11、請求項12、請求項13または請
求項14のいずれか1項に記載の発明において、上記プ
ローブの上記先端部の略円形の開口部の直径は3μm以
下であるようにしたものである。
The invention according to claim 15 of the present invention includes claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, and claim 8, In the invention according to any one of claims 9, 10, 11, 12, 13 and 14, the diameter of the substantially circular opening of the tip of the probe is 3 μm. This is done as follows.

【0021】また、本発明のうち請求項16に記載の発
明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求
項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求
項10、請求項11、請求項12、請求項13、請求項
14または請求項15のいずれか1項に記載の発明にお
いて、上記プローブを上記被測定物の表面に近づけて走
査する走査手段を有するようにしたものである。
In addition, the invention according to claim 16 of the present invention is claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, and claim 8, In the invention according to any one of claim 9, claim 10, claim 11, claim 12, claim 13, claim 14 or claim 15, the probe is brought close to the surface of the object to be measured. A scanning means for scanning is provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による物性測定装置の実施の形態の一例を詳細に説
明するものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an example of an embodiment of a physical property measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1には、本発明による物性測定装置の実
施の形態の一例を示す概略構成説明図が示されている。
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an example of an embodiment of a physical property measuring apparatus according to the present invention.

【0024】即ち、図1には本発明による物性測定装置
の実施の形態の一例の概念構成説明図が示されており、
この物性測定装置10は、白色光を出射する光源12
と、光源12から出射された白色光がレンズ14によっ
て集光されて導入される光ファイバー16と、光ファイ
バー16から出射された光線がレンズ18によって集光
されて導入されるプローブ20と、プローブ20と対向
する位置に配設される半導体などの固体である被測定物
の測定試料100と、所定の信号に基づいてプローブ2
0を測定試料100の表面100aに近づけて表面を走
査させるプローブ走査駆動装置22と、プローブ20に
所定の信号(以下、「波形信号」と称する。)を出力す
る波形発生器24と、プローブ20が受光した測定試料
100からの反射光が導入される分光器26と、分光器
26から出力された信号(以下、「測定信号」と称す
る。)を波形発生器24と同期させて増幅して出力する
ロックインアンプ28と、ロックインアンプ28から出
力された測定信号を処理して測定試料100の表面10
0aにおける反射率の変化データなどを出力する制御コ
ンピューター30とを有して構成されている。
That is, FIG. 1 shows a conceptual configuration explanatory view of an example of an embodiment of a physical property measuring apparatus according to the present invention.
This physical property measuring device 10 includes a light source 12 that emits white light.
An optical fiber 16 into which the white light emitted from the light source 12 is condensed and introduced by the lens 14, a probe 20 into which the light beam emitted from the optical fiber 16 is condensed and introduced by the lens 18, and a probe 20. A measurement sample 100, which is a solid such as a semiconductor, arranged at opposing positions, and a probe 2 based on a predetermined signal.
A probe scanning drive device 22 that brings 0 into proximity to the surface 100a of the measurement sample 100 to scan the surface, a waveform generator 24 that outputs a predetermined signal (hereinafter referred to as “waveform signal”) to the probe 20, and the probe 20. The spectroscope 26 into which the reflected light from the measurement sample 100 received by is introduced, and the signal output from the spectroscope 26 (hereinafter referred to as “measurement signal”) is amplified in synchronization with the waveform generator 24. The lock-in amplifier 28 to be output and the surface 10 of the measurement sample 100 by processing the measurement signal output from the lock-in amplifier 28.
The control computer 30 outputs the change data of the reflectance at 0a and the like.

【0025】なお、上記した制御コンピューター30
は、上記した制御信号の処理を含む物性測定装置10全
体の動作の制御も行うものである。
The above-mentioned control computer 30
Also controls the operation of the entire physical property measuring apparatus 10 including the processing of the control signal described above.

【0026】また、この実施の形態においては、固体で
ある測定試料100として、量子ドット(QD)構造あ
るいは量子井戸(QW)構造を有する半導体を用いるも
のとして、以下の説明を行うこととする。
Further, in the present embodiment, the following description will be made assuming that a semiconductor having a quantum dot (QD) structure or a quantum well (QW) structure is used as the solid measurement sample 100.

【0027】ここで、図2に示すように、プローブ20
は、先端部20cが尖鋭化された光ファイバー20aの
外周側に金属20bをコーティングすることにより形成
されている。
Here, as shown in FIG.
Is formed by coating a metal 20b on the outer peripheral side of an optical fiber 20a having a sharpened tip 20c.

【0028】なお、金属20bとしては、例えば、金
(Au)あるいは白金(Pt)などを用いることができ
る。
As the metal 20b, for example, gold (Au) or platinum (Pt) can be used.

【0029】そして、金属20bの先端の略円形の開口
部の直径R(図2ならびに図3(a)参照)は、2μm
〜3μm以下であることが好ましい。
The diameter R (see FIGS. 2 and 3 (a)) of the substantially circular opening at the tip of the metal 20b is 2 μm.
It is preferably ˜3 μm or less.

【0030】このため、測定試料100の表面100a
におけるプローブ20から出射された白色光の照射領域
は、実効的な直径がおよそ300nmの略円形の領域と
なり、測定試料100の表面100の極めて局所的な領
域に白色光が照射されることになる。従って、プローブ
20における測定試料100の表面100aからの反射
光の受光領域も、実効的な直径がおよそ300nmの略
円形の領域となり、測定試料100の表面100の極め
て局所的な領域における反射光がプローブ20に受光さ
れることになる。
Therefore, the surface 100a of the measurement sample 100 is
The irradiation area of the white light emitted from the probe 20 is a substantially circular area having an effective diameter of about 300 nm, and the extremely local area of the surface 100 of the measurement sample 100 is irradiated with the white light. . Therefore, the light receiving area of the reflected light from the surface 100a of the measurement sample 100 in the probe 20 is also a substantially circular area having an effective diameter of about 300 nm, and the reflected light in the extremely local area of the surface 100 of the measurement sample 100 is The light is received by the probe 20.

【0031】こうした白色光の照射や反射光の受光の他
に、プローブ20には波形発生器24から所定の波形信
号が出力されるようになされている。このため、プロー
ブ20には波形信号に応じた電圧が印加され、金属20
dを有するプローブ20は交流電源たる波形発生器24
の電極として、測定試料100の表面100の極めて局
所的な領域に電界を加わえることができる。
In addition to the irradiation of white light and the reception of reflected light, a predetermined waveform signal is output from the waveform generator 24 to the probe 20. Therefore, a voltage corresponding to the waveform signal is applied to the probe 20, and the metal 20
The probe 20 having d is a waveform generator 24 that is an AC power source.
As an electrode of, the electric field can be applied to a very local region of the surface 100 of the measurement sample 100.

【0032】なお、波形発生器24にから出力される波
形信号の周波数などは、制御コンピューター30によっ
て制御されるようになされている。
The frequency of the waveform signal output from the waveform generator 24 is controlled by the control computer 30.

【0033】プローブ走査駆動装置22としては、例え
ば、一般のSTM駆動装置あるいはAFM駆動装置を用
いることができる。
As the probe scanning driving device 22, for example, a general STM driving device or AFM driving device can be used.

【0034】分光器26には、プローブ20が受光した
反射光が導入され、反射光を分光検出した測定信号をロ
ックインアンプ28に出力するものである。なお、この
分光器26には、測定信号の送信のための光電子増倍管
(PMT)やあるいはアバランシフォトダイオード(A
PD)、また、CCDなどを配設するようにしてもよ
い。
Reflected light received by the probe 20 is introduced into the spectroscope 26, and a measurement signal obtained by spectrally detecting the reflected light is output to the lock-in amplifier 28. The spectroscope 26 includes a photomultiplier tube (PMT) for transmitting a measurement signal or an avalanche photodiode (A).
PD), CCD, or the like may be provided.

【0035】以上の構成において、物性測定装置10を
用いて測定試料100の物性を測定するには、まず、プ
ローブ走査駆動装置32によってプローブ20を測定試
料100の表面100a上に沿って走査させ、プローブ
20の先端部20cを測定試料100の表面100aの
所定の位置に対向させる。この際、プローブ20の先端
部20cは、測定試料100の表面100aと所定の間
隔H(例えば、0.1nm〜10nm)を有した状態で
位置させる。
In the above structure, in order to measure the physical properties of the measurement sample 100 using the physical property measuring device 10, first, the probe 20 is driven by the probe scanning driving device 32 to scan the surface 100a of the measurement sample 100, The tip portion 20c of the probe 20 is opposed to a predetermined position on the surface 100a of the measurement sample 100. At this time, the tip portion 20c of the probe 20 is positioned so as to have a predetermined distance H (for example, 0.1 nm to 10 nm) from the surface 100a of the measurement sample 100.

【0036】それから、測定試料100の表面100a
の所定の位置に対向しているプローブ20に対して、波
形発生器24から所定の波形信号を出力し、プローブ2
0に波形信号に応じた電圧を印加する。その結果、プロ
ーブ20の先端部20cが対向している測定試料100
の表面100a、即ち、測定試料100の表面100a
の極めて局所的な領域に電界が加わえられ、測定試料1
00の表面100aの極めて局所的な領域のみが変調さ
れる。
Then, the surface 100a of the measurement sample 100 is measured.
To the probe 20 facing a predetermined position of the probe 20, a predetermined waveform signal is output from the waveform generator 24,
A voltage corresponding to the waveform signal is applied to 0. As a result, the measurement sample 100 in which the tip portion 20c of the probe 20 faces
Surface 100a, that is, the surface 100a of the measurement sample 100
The electric field is applied to the extremely local area of the
Only a very local area of the 00 surface 100a is modulated.

【0037】こうしてプローブ20により測定試料10
0の表面100aの極めて局所的な領域を変調せなが
ら、光源12より白色光を出射させ、出射された白色光
をレンズ14によって集光して光ファイバー16へ導入
する。
In this way, the measurement sample 10 is measured by the probe 20.
The white light is emitted from the light source 12 while modulating the extremely local area of the surface 100a of 0, and the emitted white light is condensed by the lens 14 and introduced into the optical fiber 16.

【0038】さらに、光ファイバー16に導入された白
色光は、光ファイバー16から出射され、レンズ18に
よって集光されてプローブ20に導入される。
Further, the white light introduced into the optical fiber 16 is emitted from the optical fiber 16, condensed by the lens 18, and introduced into the probe 20.

【0039】こうしてプローブ20に導入された白色光
は、測定試料100の表面100aと所定の間隔Hを有
して対向しているプローブ20の先端部20cから、測
定試料100の表面100aに向けて照射される(図3
(a)における破線矢印参照)。
The white light thus introduced into the probe 20 is directed from the tip portion 20c of the probe 20 facing the surface 100a of the measurement sample 100 with a predetermined distance H toward the surface 100a of the measurement sample 100. Irradiated (Fig. 3
(See dashed arrow in (a)).

【0040】ここで、プローブ20においては、例え
ば、直径Rが2μm〜3μm以下の先端部20cのみか
ら白色光が出射されるものであるので、プローブ20が
対向する測定試料100の表面100aにおける実効的
な直径がおよそ300nmの略円形の局所的な領域のみ
に白色光が照射される。
Here, in the probe 20, for example, the white light is emitted only from the tip portion 20c having the diameter R of 2 μm to 3 μm, and therefore, the effective surface 100a of the measurement sample 100 facing the probe 20 is effective. The white light is emitted only to a substantially circular local region having a typical diameter of about 300 nm.

【0041】そして、この測定試料100の表面100
aにおける白色光が照射された局所的な領域からのみの
反射光が、プローブ20に受光される(図3(b)にお
ける破線矢印参照)。
Then, the surface 100 of this measurement sample 100
The reflected light only from the local area irradiated with the white light in a is received by the probe 20 (see the dashed arrow in FIG. 3B).

【0042】つまり、プローブ20が波形発生器24の
電極として電界を加えて変調させている測定試料100
の表面100の極めて局所的な領域に対して、プローブ
20の先端部20cから局所的に白色光が照射され、さ
らに、照射された白色光の反射光がプローブ20に受光
される。
That is, the probe 20 serves as an electrode of the waveform generator 24 and is modulated by applying an electric field.
White light is locally emitted from the tip portion 20c of the probe 20 to a very local region of the surface 100 of the probe 20, and the reflected light of the emitted white light is received by the probe 20.

【0043】こうしてプローブ20に受光された測定試
料100の表面100aからの反射光は、分光器26に
導入される。そして、分光器26において、測定試料1
00の表面100aからの反射光を分光検出した測定信
号がロックインアンプ28に出力される。
The reflected light from the surface 100a of the measurement sample 100 thus received by the probe 20 is introduced into the spectroscope 26. Then, in the spectroscope 26, the measurement sample 1
A measurement signal obtained by spectrally detecting the reflected light from the surface 100 a of No. 00 is output to the lock-in amplifier 28.

【0044】分光器26から出力された測定信号はロッ
クインアンプ28に入力されると、波形発生器24から
プローブ20に出力された波形信号の周波数と同期して
増幅されて、制御コンピューター30に出力される。
When the measurement signal output from the spectroscope 26 is input to the lock-in amplifier 28, the measurement signal is amplified in synchronization with the frequency of the waveform signal output from the waveform generator 24 to the probe 20, and the control computer 30 receives the amplified signal. Is output.

【0045】そして、制御コンピューター30において
は、入力された測定信号が処理されて測定試料100の
表面100aにおける反射率の変化データなどが算出さ
れる。
In the control computer 30, the input measurement signal is processed to calculate change data of reflectance on the surface 100a of the measurement sample 100 and the like.

【0046】上記したように、本発明による物性測定装
置10においては、プローブ20によって、測定試料1
00の表面100aにおける局所的な領域にのみ電界が
加えられるようにしたため、測定試料100が局所的に
変調されて、当該変調された測定試料100の表面10
0aの局所的な領域からの反射光に基づいて、半導体な
どの固体の測定試料100の局所的な物性を変調分光法
に従って測定することができる。
As described above, in the physical property measuring apparatus 10 according to the present invention, the measurement sample 1 is measured by the probe 20.
Since the electric field is applied only to a local region on the surface 100a of the measurement sample 100, the measurement sample 100 is locally modulated, and the modulated surface 10 of the measurement sample 100.
Based on the reflected light from the local region of 0a, the local physical properties of the solid measurement sample 100 such as a semiconductor can be measured according to the modulation spectroscopy.

【0047】また、本発明による物性測定装置10にお
いては、プローブ20が測定試料100の表面100a
と所定の間隔H(図3(a)参照)を有した状態で、測
定試料100の表面100aの極めて局所的な領域に電
界を加わえて変調することができるので、電極を測定試
料110の表面100aに直接配設する必要がない。こ
のため、本発明による物性測定装置10によれば、電極
の取り付けが困難な測定試料、例えば、基板上に単分子
などの薄膜が形成された測定試料の物性の測定を行うこ
とができる。
In the physical property measuring apparatus 10 according to the present invention, the probe 20 is the surface 100a of the measurement sample 100.
With a predetermined distance H (see FIG. 3 (a)), an electric field can be applied to a very local region of the surface 100a of the measurement sample 100 to modulate it, so that the electrodes can be applied to the surface of the measurement sample 110. It is not necessary to dispose directly on 100a. Therefore, according to the physical property measuring apparatus 10 of the present invention, it is possible to measure the physical properties of a measurement sample in which electrodes are difficult to attach, for example, a measurement sample in which a thin film such as a single molecule is formed on a substrate.

【0048】さらに、本発明による物性測定装置10に
おいては、プローブ20は電界を加えて測定試料100
を変調させる電極として機能するとともに、当該変調さ
れた被測定物100の反射率の変化を測定するための白
色光の照射とその反射光の受光とを行うので、測定試料
を変調する手段と変調による測定試料の反射率の変化を
測定するための手段とを個別に配設する必要がなく、装
置の簡略化、コストの低減、ならびに装置全体の小型化
を実現することができる。
Further, in the physical property measuring apparatus 10 according to the present invention, the probe 20 applies an electric field to the measurement sample 100.
Function as an electrode that modulates the light, and performs irradiation of white light for measuring the change in the reflectance of the modulated DUT 100 and reception of the reflected light. Since it is not necessary to separately provide a means for measuring the change in reflectance of the measurement sample due to, it is possible to realize simplification of the device, cost reduction, and downsizing of the entire device.

【0049】さらにまた、本発明による物性測定装置1
0においては、プローブ走査駆動装置32によってプロ
ーブ20を測定試料100の表面100a全面にわたっ
て走査させることができる。このため、プローブ20の
先端部20cが対向する位置を、測定試料100の表面
100aの極めて局所的な領域毎に変更するようにし
て、プローブ走査駆動装置32がプローブ20を移動す
ることにより、測定試料100の表面100a全面にわ
たる物性値のマッピングを行うことができる。しかも、
こうして得られた物性値のマッピング結果は、プローブ
20により極めて局所的な領域毎での物性の測定結果の
集積となるので高精度なものとなる。
Furthermore, the physical property measuring apparatus 1 according to the present invention
In 0, the probe 20 can be scanned by the probe scanning driving device 32 over the entire surface 100a of the measurement sample 100. Therefore, the probe scanning drive device 32 moves the probe 20 so that the position where the tip portion 20c of the probe 20 faces is changed for each extremely local region of the surface 100a of the measurement sample 100, and the measurement is performed. It is possible to perform mapping of physical property values over the entire surface 100a of the sample 100. Moreover,
The mapping result of the physical property values obtained in this manner is highly accurate because it is the accumulation of the measurement results of the physical properties in each extremely local region by the probe 20.

【0050】また、本発明による物性測定装置10にお
いては、プローブ20をナノプローブとして用いること
により物性の測定とは異なる他の測定を行うことがで
き、例えば、フォトルミネセンスの比較対照やトンネル
電流の大きさの比較対照などもできる。
Further, in the physical property measuring apparatus 10 according to the present invention, by using the probe 20 as a nanoprobe, another measurement different from the physical property measurement can be performed. For example, comparison of photoluminescence or tunnel current can be performed. You can also compare and control the size of.

【0051】なお、上記した実施の形態は、以下の
(1)乃至(6)に説明するように変形することができ
る。
The above-described embodiment can be modified as described in (1) to (6) below.

【0052】(1)上記した実施の形態においては、プ
ローブ20により測定試料100の表面100aの極め
て局所的な領域に電界が加わえられて測定試料100が
変調されるようにしたが、これに限られるものではない
ことは勿論であり、プローブ20により測定試料100
に歪みを加えたり、あるいは、プローブ20により測定
試料100にレーザー光の光照射を行うなどして、プロ
ーブ20により測定試料100の表面100aの極めて
局所的な領域のみを変調するようにしてもよい。
(1) In the above-described embodiment, the electric field is applied by the probe 20 to the extremely local region of the surface 100a of the measurement sample 100 so that the measurement sample 100 is modulated. It is needless to say that the measurement sample 100 is not limited by the probe 20.
May be applied to the measurement sample 100, or the probe 20 may irradiate the measurement sample 100 with a laser beam so that the probe 20 modulates only a very local region of the surface 100a of the measurement sample 100. .

【0053】具体的には、図4(a)に示すようにし
て、プローブ走査駆動装置32によってプローブ20を
測定試料100の表面100a上に沿って走査させ、プ
ローブ20の先端部20cを測定試料100の表面10
0aの所定の位置に当接させる。 こうして測定試料1
00の表面100aに当接している状態のプローブ20
を振動させることにより、プローブ20が当接している
測定試料100の表面100aの極めて局所的な領域の
みに歪みを加えることができる。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the probe scanning driving device 32 causes the probe 20 to scan along the surface 100a of the measurement sample 100, and the tip 20c of the probe 20 is measured. Surface 10 of 100
It is brought into contact with a predetermined position of 0a. Thus measurement sample 1
Probe 20 in contact with the surface 100a of 00
By vibrating, the strain can be applied only to a very local region of the surface 100a of the measurement sample 100 with which the probe 20 is in contact.

【0054】なお、プローブ20によって歪みを加えて
測定試料100を変調する場合には、プローブ20によ
って測定試料100に電界を加える必要はないので、上
記した実施の形態におけるプローブ20に限られること
なしに、例えば、図5(a)(b)に示すような外周側
に金属によるコーティングがなされていない先端部を鋭
く尖らせた光ファイバーからなるプローブ(図5(a)
参照)や、あるいは、先端部を鋭く尖らせた注射針様の
中空のメタルチップからなるプローブ(図5(b)参
照)などを用いることができる。
When the measurement sample 100 is modulated by applying a strain by the probe 20, it is not necessary to apply an electric field to the measurement sample 100 by the probe 20, and therefore the probe 20 is not limited to the above-described embodiment. In addition, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a probe composed of an optical fiber whose tip is sharply sharpened without metal coating on the outer peripheral side (FIG. 5A)
Alternatively, a probe formed of a hollow metal tip like an injection needle with a sharply pointed tip (see FIG. 5B) can be used.

【0055】一方、プローブ20により測定試料100
に光をパルス的に照射して、測定試料100の表面10
0aの極めて局所的な領域のみを変調する場合には、例
えば、チョッパーによってレーザーから出力されたレー
ザー光を断続させ、さらに、この断続されたレーザー光
をレンズによって集光してプローブ20へ導入するよう
にする。
On the other hand, the measurement sample 100 is measured by the probe 20.
The surface 10 of the measurement sample 100 is irradiated with a pulsed light on the surface.
In the case of modulating only the extremely local area of 0a, for example, the laser light output from the laser is interrupted by the chopper, and the interrupted laser light is condensed by the lens and introduced into the probe 20. To do so.

【0056】その結果、プローブ20から連続光が照射
されるのに代わって、プローブ20からはパルスレーザ
ー光(図4(b)における実線矢印参照)が断続して照
射される。こうしたパルスレーザー光の断続の周波数に
応じて、プローブ20が対向している測定試料100の
表面100aの極めて局所的な領域のみを変調すること
ができる。
As a result, instead of the continuous light being emitted from the probe 20, the pulse laser light (see the solid line arrow in FIG. 4B) is intermittently emitted from the probe 20. Depending on the intermittent frequency of such pulsed laser light, it is possible to modulate only a very local region of the surface 100a of the measurement sample 100 facing the probe 20.

【0057】この際、プローブ20から照射されたレー
ザー光によって、極めて局所的な領域のみが変調されて
いる測定試料100の表面100aに、当該変調された
被測定物100の反射率の変化を測定するための白色光
(図4(b)における破線矢印参照)をプローブ20か
らではなく外部から照射して、測定試料100の表面1
00aからの反射光(図4(b)における破線矢印参
照)をプローブ20以外の受光手段によって受光するよ
うに変更する。
At this time, the change in the reflectance of the DUT 100 that has been modulated is measured on the surface 100a of the measurement sample 100 in which only a very local region is modulated by the laser light emitted from the probe 20. The surface 1 of the measurement sample 100 is irradiated with the white light (see the dashed arrow in FIG. 4B) for
The reflected light from 00a (see the broken line arrow in FIG. 4B) is changed to be received by the light receiving means other than the probe 20.

【0058】上記したようにして測定試料100の変調
のために光(即ち、プローブ20から照射されたレーザ
ー光)を用いるとともに、反射率の変化の測定のために
も光(即ち、プローブ20以外から照射された白色光)
を用いるフォトレフレクタンス法(変調分光法の一種で
ある。)によっても、本発明による物性測定装置10に
おいては物性の測定を行うことができる。
As described above, the light (that is, the laser light emitted from the probe 20) is used for modulation of the measurement sample 100, and the light (that is, other than the probe 20) is also used for measuring the change in reflectance. (White light emitted from)
The physical properties can be measured in the physical property measuring apparatus 10 according to the present invention also by the photoreflectance method (which is a kind of modulation spectroscopy) using the.

【0059】なお、プローブ20によってレーザー光の
光照射を行って測定試料100を変調する場合には、プ
ローブ20によって測定試料100に電界を加える必要
はないので、上記した実施の形態におけるプローブ20
に限られることなしに、例えば、図5(a)に示すよう
な外周側に金属によるコーティングがなされていない先
端部を鋭く尖らせた光ファイバーからなるプローブなど
を用いるようにしてもよい。
When the measurement sample 100 is modulated by irradiating the laser light with the probe 20, it is not necessary to apply an electric field to the measurement sample 100 by the probe 20, and therefore the probe 20 in the above-described embodiment.
The present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 5A, a probe formed of an optical fiber having a sharply pointed tip end not coated with metal on the outer peripheral side may be used.

【0060】(2)上記した実施の形態においては、プ
ローブ20が電界を加えて局所的に変調した測定試料1
00の表面100aの極めて局所的な領域に白色光(図
6(a)に示す測定のための光A参照)を照射し、その
反射光(図6(a)に示す測定のための光B参照)をプ
ローブ20が受光するようにしたが、これに限られるも
のではないことは勿論であり、白色光のような測定のた
めの光Aや反射光のような測定のための光Bがプローブ
以外の手段によって照射あるいは受光されるようにして
もよい。
(2) In the above-described embodiment, the measurement sample 1 in which the probe 20 locally modulates by applying an electric field.
No. 00 surface 100a is irradiated with white light (see light A for measurement shown in FIG. 6A) and its reflected light (light B for measurement shown in FIG. 6A) is irradiated. Although the probe 20 receives the light A), the light A for measurement such as white light and the light B for measurement such as reflected light are not limited to this. Irradiation or light reception may be performed by means other than the probe.

【0061】具体的には、図6(b)に示すように、測
定のための光A(即ち、白色光)はプローブから照射す
るが、測定のための光B(即ち、反射光)はプローブが
受光せずに他の受光手段によって受光する場合において
も、プローブが測定のための光Aを照射する領域が測定
試料の表面における局所的な領域なので、測定試料の局
所的な物性を測定することができる。
Specifically, as shown in FIG. 6B, light A for measurement (that is, white light) is emitted from the probe, while light B for measurement (that is, reflected light) is emitted. Even when the probe does not receive light but receives it by another light receiving means, the region where the probe irradiates the measurement light A is a local region on the surface of the measurement sample, and therefore the local physical property of the measurement sample is measured. can do.

【0062】また、図6(c)に示すように、測定のた
めの光A(即ち、白色光)はプローブから照射せずに他
の照射手段によって照射し、測定のための光B(即ち、
反射光)をプローブが受光する場合においても、プロー
ブが測定試料の表面における局所的な領域から測定のた
めの光Bを受光するので、測定試料の局所的な物性を測
定することができる。
Further, as shown in FIG. 6C, the light A for measurement (that is, white light) is not emitted from the probe but is emitted by another irradiation means, and the light B for measurement (ie, white light) is emitted. ,
Even when the probe receives (reflected light), the probe receives the light B for measurement from a local region on the surface of the measurement sample, so that the local physical property of the measurement sample can be measured.

【0063】さらに、図6(d)に示すように、測定の
ための光A(即ち、白色光)はプローブから照射せずに
他の照射手段によって照射するとともに、測定のための
光B(即ち、反射光)はプローブが受光せずに他の受光
手段によって受光する場合においても、測定試料の表面
における局所的な領域のみをプローブが電界を加えて変
調しているので、測定試料100の局所的な物性を測定
することができる。
Further, as shown in FIG. 6 (d), the light A for measurement (that is, white light) is not emitted from the probe but is emitted by another irradiation means, and the light B (for measurement) is emitted. That is, even when the probe does not receive the reflected light) by another light receiving means, the probe modulates only a local region on the surface of the measurement sample by applying the electric field, and thus the measurement sample 100 Local physical properties can be measured.

【0064】ここで、図6(d)に示す状態は、上記
(1)において図4(b)を用いて説明したようにし
て、プローブから変調のための光(即ち、レーザー光)
を照射して、フォトレフレクタンス法により測定試料の
局所的な物性を測定する場合に対応するものである。
Here, in the state shown in FIG. 6D, the light for modulation (that is, laser light) is emitted from the probe as described in (1) above with reference to FIG. 4B.
Is applied to measure the local physical properties of the measurement sample by the photoreflectance method.

【0065】さらに、図4(b)を用いて説明したよう
にして、プローブ20により測定試料100に歪みを加
えることにより測定試料100の表面100aの極めて
局所的な領域のみを変調する場合においても、プローブ
が電界を加える場合と同様に、図6(a)〜(d)に示
す各種タイプの測定が可能である。
Further, as described with reference to FIG. 4B, even when only the extremely local region of the surface 100a of the measurement sample 100 is modulated by applying the strain to the measurement sample 100 by the probe 20, As in the case where the probe applies an electric field, various types of measurement shown in FIGS. 6A to 6D are possible.

【0066】また、図6(a)、(b)ならびに(c)
に示す場合はいずれも、プローブが測定のための光Aを
照射する領域が測定試料の表面における局所的な領域で
あったり、あるいは、プローブが測定試料の表面におけ
る局所的な領域から測定のための光Bを受光する。この
ため、測定試料の全体に交流電界や歪みが加えられた
り、あるいは光照射が行われている場合においても、測
定試料の局所的な物性を測定することができる(図7
(a)(b)(c)参照)。
Further, FIGS. 6 (a), 6 (b) and 6 (c)
In any of the cases, the region where the probe irradiates the light A for measurement is a local region on the surface of the measurement sample, or the probe is used for measurement from the local region on the surface of the measurement sample. The light B is received. Therefore, the local physical properties of the measurement sample can be measured even when an AC electric field or strain is applied to the entire measurement sample, or when light irradiation is performed (FIG. 7).
(See (a) (b) (c)).

【0067】(3)上記した実施の形態においては、プ
ローブ20によって受光された測定試料100の表面1
00aからの反射光が分光器26において分光されるよ
うにしたが、これに限られるものではないことは勿論で
あり、分光器26をプローブ20の前段に配設するよう
にして、光源12から出射された白色光を分光器26に
よって分光した後、分光された光がプローブ20に導入
されるようにしてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the surface 1 of the measurement sample 100 received by the probe 20.
Although the reflected light from 00a is dispersed in the spectroscope 26, the spectroscope 26 is not limited to this, and the spectroscope 26 may be disposed in the front stage of the probe 20 so that the light source 12 emits light. After the emitted white light is separated by the spectroscope 26, the separated light may be introduced into the probe 20.

【0068】さらには、物性測定装置10において分光
器26を配設することなしに、光源12から単色光が出
射されるようにしてもよい。つまり、光源12として
は、白色光を出射する光源に限られるものではなく、単
色光を出射する光源やあるいは連続発振レーザー光を出
射する光源、変調された変調光を出射する光源などを用
いることができる。こうした光源の変更に応じて、プロ
ーブ20には白色光、単色光、連続光あるいは変調光な
どが導入されることになり、こうした各種の光がプロー
ブ20によって測定試料100の表面100の極めて局
所的な領域に照射される。
Further, monochromatic light may be emitted from the light source 12 without disposing the spectroscope 26 in the physical property measuring apparatus 10. That is, the light source 12 is not limited to a light source that emits white light, but a light source that emits monochromatic light, a light source that emits continuous wave laser light, a light source that emits modulated modulated light, or the like is used. You can In response to such a change in the light source, white light, monochromatic light, continuous light, modulated light, or the like is introduced into the probe 20, and these various lights are extremely locally applied to the surface 100 of the measurement sample 100 by the probe 20. Is irradiated to a large area.

【0069】(4)上記した実施の形態においては、測
定試料100を半導体としたが、これに限られるもので
はないことは勿論であり、本発明による物性測定装置1
0においては、例えば、絶縁体、有機薄膜、金属などの
各種の固体あるいは基板に吸着した分子(表面吸着分
子)など被測定物の物性を測定することができる。この
際、被測定物の種類に応じて、被測定物に対してプロー
ブ20により電界を加えるかあるいは歪みを加えるかな
どの各種変更を行うようにするとよい。
(4) Although the measurement sample 100 is a semiconductor in the above-mentioned embodiment, it is needless to say that it is not limited to this, and the physical property measuring apparatus 1 according to the present invention is not limited to this.
At 0, it is possible to measure the physical properties of the object to be measured such as various solids such as insulators, organic thin films, and metals, or molecules adsorbed on the substrate (surface adsorbed molecules). At this time, various changes such as applying an electric field or applying a strain to the measured object by the probe 20 may be performed according to the type of the measured object.

【0070】(5)上記した実施の形態においては、測
定試料100の表面100aにおける反射率の変化を検
出することにより物性の測定が行われるようにしたが、
これに限られるものではないことは勿論であり、例え
ば、測定試料100の表面100aにおける吸収係数の
変化や、あるいは、発光の変化を検出することにより変
調分光法に従って物性の測定を行うことができる。
(5) In the above-described embodiment, the physical properties are measured by detecting the change in reflectance on the surface 100a of the measurement sample 100.
Of course, the present invention is not limited to this, and for example, the physical properties can be measured according to the modulation spectroscopy by detecting the change of the absorption coefficient on the surface 100a of the measurement sample 100 or the change of the light emission. .

【0071】つまり、プローブによって測定試料が変調
されて生ずる変調信号としては、反射光や吸収あるいは
発光などを検出すればよい。さらに、こうした変調信号
の検出は同期検出するようにしてもよいし、あるいは周
波数セレクトするようにしてもよい。
That is, reflected light, absorption, or light emission may be detected as the modulation signal generated by the measurement sample being modulated by the probe. Further, the detection of such a modulation signal may be performed synchronously or may be frequency selected.

【0072】また、測定試料100の表面100aにお
ける反射率の変化などを検出するのに限られることなし
に、測定試料の種類や変調信号の種類などによっては、
測定試料の表面より下層における界面などの反射率の変
化などを検出するようにしてもよい。
Further, the present invention is not limited to the detection of the change in reflectance on the surface 100a of the measurement sample 100, and depending on the type of measurement sample and the type of modulation signal,
You may make it detect the change of the reflectance etc. of the interface in the lower layer than the surface of a measurement sample.

【0073】(6)上記した実施の形態ならびに上記
(1)乃至(5)に示す変形例は、適宜に組み合わせる
ようにしてもよい。
(6) The above-described embodiments and the modifications described in (1) to (5) above may be combined appropriately.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、半導体などの被測定物の局所的な物性を測
定することができるようになるという優れた効果を奏す
る。
Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect that it becomes possible to measure local physical properties of an object to be measured such as a semiconductor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による物性測定装置の実施の形態の一例
の概念構成説明図である。
FIG. 1 is a conceptual configuration explanatory diagram of an example of an embodiment of a physical property measuring apparatus according to the present invention.

【図2】プローブの拡大概略断面説明図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional explanatory view of a probe.

【図3】プローブの先端部の拡大概略断面説明図であ
り、(a)はプローブから照射される白色光を示す説明
図であり、(b)はプローブに受光される白色光を示す
説明図である。
3A and 3B are enlarged schematic cross-sectional explanatory views of a tip portion of a probe, FIG. 3A is an explanatory view showing white light emitted from the probe, and FIG. 3B is an explanatory view showing white light received by the probe. Is.

【図4】本発明による物性測定装置の実施の形態の他の
例を示すプローブの先端部の拡大概略断面説明図であ
り、(a)はプローブによって測定試料に歪みを加える
場合を示す説明図であり、(b)はプローブによって測
定試料にレーザー光を照射する場合を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional explanatory view of a tip portion of a probe showing another example of the embodiment of the physical property measuring device according to the present invention, and FIG. FIG. 3B is an explanatory diagram showing a case where a measurement sample is irradiated with laser light by a probe.

【図5】本発明による物性測定装置の実施の形態の他の
例を示すプローブの拡大概略断面説明図であり、(a)
は外周側に金属によるコーティングがなされていない先
端部を鋭く尖らせた光ファイバーからなるプローブの拡
大概略断面説明図であり、(b)は先端部を鋭く尖らせ
た注射針様の中空のメタルチップからなるプローブの拡
大概略断面説明図である。
FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional explanatory view of a probe showing another example of the embodiment of the physical property measuring apparatus according to the present invention, FIG.
FIG. 4B is an enlarged schematic cross-sectional explanatory view of a probe formed of an optical fiber whose tip is sharply sharpened without a metal coating on the outer peripheral side, and FIG. FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional explanatory view of a probe made of.

【図6】本発明による物性測定装置における各種タイプ
の異なる測定を模式的に示す説明図であり、(a)はプ
ローブが測定のための光の照射と受光とを行う場合を示
す説明図であり、(b)はプローブが測定のための光の
照射のみを行う場合を示す説明図であり、(c)はプロ
ーブが測定のための光の受光のみを行う場合を示す説明
図であり、(d)はプローブが測定のための光の照射と
受光とをいずれも行わない場合を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing various types of different measurements in the physical property measuring device according to the present invention, and FIG. 6 (a) is an explanatory view showing a case where a probe irradiates and receives light for measurement. Yes, (b) is an explanatory view showing a case where the probe only emits light for measurement, and (c) is an explanatory diagram showing a case where the probe only receives light for measurement, (D) is an explanatory view showing a case where the probe neither irradiates or receives light for measurement.

【図7】(a)(b)(c)は、本発明による物性測定
装置の実施の形態の他の例を示す説明図である。
7 (a), (b) and (c) are explanatory views showing another example of the embodiment of the physical property measuring apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 物性測定装置 12 光源 14,18 レンズ 16 光ファイバー 20 プローブ 20a 光ファイバー 20b 金属 20c 先端部 22 プローブ走査駆動装置 24 波形発生器 26 分光器 28 ロックインアンプ 30 制御コンピューター 100 測定試料 100a 表面 10 Physical property measuring device 12 light sources 14,18 lenses 16 optical fiber 20 probes 20a optical fiber 20b metal 20c tip 22 Probe scanning drive 24 waveform generator 26 spectroscope 28 Lock-in amplifier 30 control computer 100 measurement samples 100a surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 克信 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 飛田 聡 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 前田 康二 東京都目黒区自由が丘一丁目19番19号 Fターム(参考) 2G059 AA05 BB08 BB16 EE02 EE06 FF01 GG01 GG08 JJ01 JJ11 JJ17 KK01 KK02 KK04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsunori Aoyagi             2-1, Hirosawa, Wako-shi, Saitama RIKEN             Within (72) Inventor Satoshi Tobita             2-1, Hirosawa, Wako-shi, Saitama RIKEN             Within (72) Inventor Koji Maeda             1-19-19 Jiyugaoka, Meguro-ku, Tokyo F-term (reference) 2G059 AA05 BB08 BB16 EE02 EE06                       FF01 GG01 GG08 JJ01 JJ11                       JJ17 KK01 KK02 KK04

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の局所的領域において該被測定
物を変調するプローブと、 前記プローブによる前記被測定物の変調によって生ずる
変調信号を検出する検出手段とを有する物性測定装置。
1. A physical property measuring apparatus comprising: a probe that modulates an object to be measured in a local region of the object to be measured; and a detection unit that detects a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured by the probe.
【請求項2】 被測定物の局所的領域に光を照射するプ
ローブと、 前記プローブが前記被測定物に照射した光の反射光に基
づいて、前記被測定物の変調によって生ずる変調信号を
検出する検出手段とを有する物性測定装置。
2. A probe for irradiating light to a local region of the object to be measured, and a modulation signal generated by modulation of the object to be measured is detected based on reflected light of the light with which the probe irradiates the object to be measured. And a physical property measuring device having a detecting means.
【請求項3】 被測定物の局所的領域からの光を受光す
るプローブと、 前記プローブが受光した光に基づいて、前記被測定物の
変調によって生ずる変調信号を検出する検出手段とを有
する物性測定装置。
3. A physical property having a probe for receiving light from a local region of the object to be measured, and detection means for detecting a modulation signal generated by the modulation of the object to be measured based on the light received by the probe. measuring device.
【請求項4】 被測定物の局所的領域に光を照射すると
ともに前記被測定物の局所的領域からの光を受光するプ
ローブと、 前記プローブが受光した光に基づいて、前記被測定物の
変調によって生ずる変調信号を検出する検出手段とを有
する物性測定装置。
4. A probe for irradiating a local area of the object to be measured with light and receiving light from the local area of the object to be measured, and the object to be measured based on the light received by the probe. A physical property measuring device having a detecting means for detecting a modulated signal generated by the modulation.
【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3または請
求項4のいずれか1項に記載の物性測定装置において、 前記プローブは先端部を鋭く尖らせた光ファイバーから
なるものである物性測定装置。
5. The physical property measuring device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the probe is an optical fiber having a sharply pointed tip. measuring device.
【請求項6】 請求項1に記載の物性測定装置におい
て、 前記プローブは先端部を鋭く尖らせた金属からなるもの
である物性測定装置。
6. The physical property measuring device according to claim 1, wherein the probe is made of a metal having a sharp tip.
【請求項7】 請求項1、請求項2、請求項3または請
求項4のいずれか1項に記載の物性測定装置において、 前記プローブは外周側に金属がコーティングされ先端部
を鋭く尖らせた光ファイバーからなるものである物性測
定装置。
7. The physical property measuring apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the probe has a metal tip coated on the outer peripheral side and a sharpened tip. A physical property measuring device consisting of an optical fiber.
【請求項8】 請求項1、請求項4、請求項6または請
求項7のいずれか1項に記載の物性測定装置において、 前記プローブは前記被測定物の局所的領域に電界を加え
て前記被測定物を変調するものである物性測定装置。
8. The physical property measuring apparatus according to claim 1, 4, 6, or 7, wherein the probe applies an electric field to a local region of the object to be measured. A physical property measuring device that modulates an object to be measured.
【請求項9】 請求項1、請求項4、請求項5、請求項
6または請求項7のいずれか1項に記載の物性測定装置
において、 前記プローブは前記被測定物の局所的領域に当接して振
動し、前記局所的領域に歪みを加えて前記被測定物を変
調するものである物性測定装置。
9. The physical property measuring device according to claim 1, 4, 5, 6, or 7, wherein the probe touches a local region of the object to be measured. A physical property measuring device which vibrates in contact with each other and applies strain to the local region to modulate the measured object.
【請求項10】 請求項1、請求項5または請求項7の
いずれか1項に記載の物性測定装置において、 前記プローブは前記被測定物の局所的領域に光を照射し
て前記被測定物を変調するものである物性測定装置。
10. The physical property measuring device according to claim 1, wherein the probe irradiates a local region of the object to be measured with light and the object to be measured. A physical property measuring device that modulates.
【請求項11】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求
項9または請求項10のいずれか1項に記載の物性測定
装置において、 前記検出手段は、前記プローブが前記被測定物を変調し
たときの前記被測定物からの反射光を検出するものであ
る物性測定装置。
11. The method according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10. In the physical property measuring apparatus as described above, the detecting means detects the reflected light from the measured object when the probe modulates the measured object.
【請求項12】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求
項9または請求項10のいずれか1項に記載の物性測定
装置において、 前記検出手段は、前記プローブが前記被測定物を変調し
たときの前記被測定物の吸収係数の変化を検出するもの
である物性測定装置。
12. The method according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10. In the physical property measuring apparatus as described above, the detecting unit detects a change in absorption coefficient of the measured object when the probe modulates the measured object.
【請求項13】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求
項9または請求項10のいずれか1項に記載の物性測定
装置において、 前記検出手段は、前記プローブが前記被測定物を変調し
たときの前記被測定物の発光を検出するものである物性
測定装置。
13. The method according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, or claim 10. In the physical property measuring apparatus as described above, the detecting unit detects the light emission of the measured object when the probe modulates the measured object.
【請求項14】 光を出射する光源と、 外周側に金属がコーティングされ先端部を鋭く尖らせた
光ファイバーからなり、前記光源から出射された光が導
入されると該光を被測定物の表面に照射するプローブ
と、 前記プローブに電圧を印加する電源と、 前記プローブが受光した前記被測定物の表面からの反射
光を、前記プローブに印加された電圧の周波数と同期し
て検出する検出手段とを有する物性測定装置。
14. A light source which emits light, and an optical fiber whose outer peripheral side is coated with a metal and whose tip portion is sharply pointed. A probe for irradiating the probe, a power source for applying a voltage to the probe, and a detection means for detecting the reflected light from the surface of the DUT received by the probe in synchronization with the frequency of the voltage applied to the probe. And a physical property measuring device having.
【請求項15】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求
項9、請求項10、請求項11、請求項12、請求項1
3または請求項14のいずれか1項に記載の物性測定装
置において、 前記プローブの前記先端部の略円形の開口部の直径は3
μm以下である物性測定装置。
15. A claim 1, a claim 2, a claim 3, a claim 4, a claim 5, a claim 6, a claim 7, a claim 8, a claim 9, a claim 10, a claim 11, and a claim. Item 12, claim 1
The physical property measuring apparatus according to claim 3 or 14, wherein the diameter of the substantially circular opening of the tip of the probe is 3
A physical property measuring device having a size of μm or less.
【請求項16】 請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求
項9、請求項10、請求項11、請求項12、請求項1
3、請求項14または請求項15のいずれか1項に記載
の物性測定装置において、 前記プローブを前記被測定物の表面に近づけて走査する
走査手段を有する物性測定装置。
16. Claim 1, Claim 2, Claim 3, Claim 4, Claim 5, Claim 6, Claim 7, Claim 8, Claim 9, Claim 10, Claim 11, and Claim 6. Item 12, claim 1
3. The physical property measuring device according to claim 1, wherein the probe has a scanning unit that scans the probe by bringing the probe close to the surface of the object to be measured.
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