JP2017181135A5 - - Google Patents
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Description
また、本発明の一態様は、上述の走査型プローブ顕微鏡であって、前記変位検出部により検出された前記ねじれ量又は前記たわみ量が所定の境界値を維持し、他方は所定の範囲を維持するように制御を行う、前記プローブで走査する移動駆動部をさらに備える。
図8は、本実施形態における試料Sの測定点(4)に、プローブ2aが接触したときのカンチレバー2の変位を示す図である。図8(a)は、測定点(4)にプローブ2aが接触した状態における−Y方向から見たカンチレバー2の側面図を示し、図8(b)は、測定点(4)にプローブ2aが接触した状態における−X方向から見たカンチレバー2の側面図を示す。図8(c)は、測定点(4)にプローブ2aが接触してから、さらに押し込んだ状態における−Y方向から見たカンチレバー2の側面図を示し、図8(d)は、測定点(4)にプローブ2aが接触してから、さらに押し込んだ状態における−X方向から見たカンチレバー2の側面図を示す。
図9は、試料Sの測定点(5)に、プローブ2aが接触したときのカンチレバー2の変位を示す図である。図9(a)は、測定点(5)にプローブ2aが接触した状態における−Y方向から見たカンチレバー2の側面図を示し、図9(b)は、測定点(5)にプローブ2aが接触した状態における−X方向から見たカンチレバー2の側面図を示す。図9(c)は、測定点(5)にプローブ2aが接触してから、さらに押し込んだ状態における−Y方向から見たカンチレバー2の側面図を示し、図9(d)は、測定点(5)にプローブ2aが接触してから、さらに押し込んだ状態における−X方向から見たカンチレバー2の側面図を示す。
従来の走査型プローブ顕微鏡は、+Z方向のたわみ量が一定値を超えた場合にのみ、プローブ2aが試料Sの表面に接触したと判定するため、測定点(7)にプローブ2aが接触した一次の接触状態(図11(a),(b))では、プローブ2aと試料Sとの接触を判定することができない。したがって、上述したように、従来の走査型プローブ顕微鏡は、より大きな押し付け力で試料Sを押し付け、カンチレバー2が+Z方向にたわんだ二次の接触状態(図11(c),(d))のときに、プローブ2aと試料Sとの接触を検出することになる。そのため、プローブ2aの摩耗や試料Sの変形を引き起こす場合がある。本実施形態の走査型プローブ顕微鏡1は、カンチレバー2のたわみ量が第1の範囲を超えた場合に、プローブ2aが試料Sの表面に接触したと判定するため、たわみ方向にかかわらず、プローブ2aと試料Sとの一次の接触状態を判定することができる。そのため、プローブ2aの摩耗や試料Sの変形を抑制できる。
以下に、本実施形態の制御装置7におけるプローブ2aと試料Sの表面との接触を検出する接触検出処理の流れについて、説明する。図12は、本実施形態の制御装置7におけるプローブ2aと試料Sの表面との接触を検出する接触検出処理の流れを示す図である。なお、初期条件として、所定の測定点における測定下降位置にプローブ2aが位置している場合とする。
このように、本実施形態における並列測定は、カンチレバー2を停止させずに、カンチレバーのプローブ2aが試料Sに接触したときの相対距離を測定することができる。カンチレバー2を停止させてから、相対距離を測定すると、カンチレバー2を停止するまでのわずかな時間、オーバーランすることになり、測定部44の測定値の誤差が増加し、試料Sへの力が誤差分だけ強く押込まれる場合がある。
本実施形態の走査型プローブ顕微鏡1は、プローブ2aと試料Sとの接触の検出と、その接触時の相対距離の測定とを同時に行うことができるため、カンチレバー2のオーバーランを抑制し、測定部44の測定値の誤差の増加を抑制することができる。したがって、走査型プローブ顕微鏡1は、試料Sへの力が強く押込まれることを低減することができる。
本実施形態の走査型プローブ顕微鏡1は、プローブ2aと試料Sとの接触の検出と、その接触時の相対距離の測定とを同時に行うことができるため、カンチレバー2のオーバーランを抑制し、測定部44の測定値の誤差の増加を抑制することができる。したがって、走査型プローブ顕微鏡1は、試料Sへの力が強く押込まれることを低減することができる。
Claims (8)
- 試料表面にプローブを接触させて、前記試料表面を前記プローブで走査する走査型プローブ顕微鏡であって、
先端に前記プローブを備えるカンチレバーと、
前記カンチレバーのたわみ量とねじれ量とを検出する変位検出部と、
前記変位検出部により検出された、無変形のカンチレバーにおける全方位のたわみ量とねじれ量とに基づいて前記プローブの前記試料表面への一次の接触を判定する接触判定部と、
を備える走査型プローブ顕微鏡。 - 前記接触判定部は、前記たわみ量と前記ねじれ量との少なくともいずれか一方が所定の範囲を超えた場合に、前記プローブが前記試料表面に接触したと判定する請求項1に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記プローブと前記試料表面とを接触させる際に、いずれか一方を相対的に他方に対して移動させた距離である相対距離を測定する測定部をさらに備える請求項1又は請求項2に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記測定部により前記相対距離が測定された後、前記プローブを前記試料から離れる方向に退避させ、前記試料の次の測定位置に移動する移動駆動部をさらに備える請求項3に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記たわみ量及び前記ねじれ量に基づいて、前記プローブを前記試料から離れる方向への退避距離の算出部をさらに備える請求項4に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記移動駆動部は、上記退避後に、前記プローブに接触しない前記次の測定位置の直上に位置する測定下降位置に移動し、前記測定下降位置から前記測定位置まで前記プローブを下降させる請求項4又は請求項5に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 前記変位検出部により検出された前記ねじれ量又は前記たわみ量が所定の境界値を維持し、他方は所定の範囲を維持するように制御を行う、前記プローブで走査する移動駆動部をさらに備える請求項2又は3に記載の走査型プローブ顕微鏡。
- 試料表面にプローブを接触させて、前記試料表面を前記プローブで走査する走査型プローブ顕微鏡のプローブ接触検出方法であって、
先端に前記プローブを備えるカンチレバーのたわみ量とねじれ量とを検出する変位検出ステップと、
前記変位検出ステップにより検出された、無変形のカンチレバーにおける全方位のたわみ量とねじれ量とに基づいて前記プローブの前記試料表面への一次の接触を判定する接触判定ステップと、
を備える走査型プローブ顕微鏡のプローブ接触検出方法。
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