JP2021060310A - 走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトディテクタの位置の調整にかかる時間を短縮できる走査型プローブ顕微鏡を提供する。【解決手段】カンチレバーは、先端部に探針を有する。照射部は、レーザ光をカンチレバーに照射する。検出部は、カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、受光面におけるレーザ光のスポットを検出する。駆動部は、検出部の位置を調整する。レーザ光調整部は、カンチレバーに照射するレーザ光を調整する。試料の特性の測定時にカンチレバーが変位したときに、受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、受光面において第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、レーザ光調整部は、検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの第２の方向の長さが、試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの第１の方向の長さより長くなるように、レーザ光を調整する。【選択図】図５

Description

本発明は、走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法に関する。

走査型プローブ顕微鏡では、カンチレバーと呼ばれる探針が形成された片持ち梁を使用する。走査型プローブ顕微鏡では、カンチレバーの反りまたは振動の変化を、カンチレバー背面に照射したレーザの反射光の変化に変換してフォトディテクタによって検出する。フォトディテクタでは、反射光の位置、強度、および位相等の変化を検出して、様々な物理情報に変換をする（たとえば、特許文献１（特開２０００−３４６７８２号公報）を参照）。

特開２０００−３４６７８２号公報

走査型プローブ顕微鏡では、試料の測定に先だって、カンチレバーの反射光が正しくフォトディテクタに入射され、反射光のスポットがフォトディテクタの中央に位置するように、フォトディテクタの位置を調整することが必要である。このフォトディテクタの位置の調整は、カンチレバーを交換した場合に必ず行なわれる作業であるため、短時間で行なわれることが望ましい。

走査型プローブ顕微鏡は、一般に、このフォトディテクタの位置の調整において、レーザの反射光の少なくとも一部がフォトディテクタに入射している場合、反射光の入射位置を基に反射光に対するフォトディテクタの方向を推測し、当該方向にフォトディテクタを移動させることができるように構成される。

しかし、レーザの反射光がフォトディテクタの外に入射している場合、反射光に対するフォトディテクタの方向が推測できない。すなわち、フォトディテクタをどちらの方向に移動すればレーザの反射光をフォトディテクタに入射できるかが特定できないので、レーザの反射光がフォトディテクタに入射するまで、フォトディテクタをランダムに動かす必要があり、フォトディテクタの位置の調整に時間がかかる要因となっていた。

それゆえに、本発明の目的は、フォトディテクタの位置の調整にかかる時間を短縮できる走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法を提供することである。

この発明のある局面に従う走査型顕微鏡は、カンチレバー、照射部、検出部、駆動部、測定部およびレーザ光調整部を備える。カンチレバーは、先端部に探針を有する。照射部は、レーザ光をカンチレバーに照射する。検出部は、カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、受光面におけるレーザ光のスポットを検出する。駆動部は、検出部の位置を調整する。測定部は、受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出されるカンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成される。レーザ光調整部は、カンチレバーに照射するレーザ光を調整する。試料の特性の測定時にカンチレバーが変位したときに、受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、受光面において第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、レーザ光調整部は、検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの第２の方向の長さが、試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの第１の方向の長さより長くなるように、レーザ光を調整する。

本発明によれば、フォトディテクタの位置の調整にかかる時間を短縮できる走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法を提供することができる。

実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。 探針、カンチレバーおよびホルダを示す図である。 試料測定時のフォトディテクタにおけるレーザスポットの変位を説明する図である。 比較例に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。 実施の形態１に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。 実施の形態１の変形例に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。 実施の形態１の変形例に係るフォトディテクタの位置調整の制御を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。 実施の形態２に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。 レーザ光のビームのスポット径と、レーザ光の強度との関係を表わす図である。 実施の形態２に係るフォトディテクタの位置調整の制御を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。 実施の形態３に係るフォトディテクタの位置調整の制御を説明するフローチャートである。 実施の形態１〜３に係るレーザスポットのサイズおよび形状の調整の制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡１００の構成を表わす図である。

図１を参照して、実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡１００は、光学系８０と、カンチレバー２と、測定部１４と、駆動部１１，４４と、スキャナ４３と、レーザ光調整部２０と、操作部１３とを備える。

カンチレバー２は、表面の自由端部である先端に探針７を有する。試料９は、探針７に対向してスキャナ４３上に配置されている。探針７と試料９との間の原子間力（引力または斥力）によって、カンチレバー２が変位する。

光学系８０は、レーザ光をカンチレバー２の裏面に照射し、カンチレバー２の裏面で反射されたレーザ光を検出する。光学系８０は、カンチレバー２のたわみによる変位を検出することができる。光学系８０は、レーザ光源３０と、第１のミラーであるビームスプリッタ３と、第２のミラーである反射鏡４と、フォトディテクタ５とを備える。

レーザ光源３０は、レーザ光を発射するレーザ発振器、コリメートレンズおよびフォーカスレンズ等によって構成される。フォトディテクタ５は、入射されるレーザ光を検出するフォトダイオードなどによって構成される。レーザ光源３０から発射されたレーザ光は、ビームスプリッタ３で反射されて、カンチレバー２に入射される。レーザ光源３０およびビームスプリッタ３は「照射部」の一実施例に対応する。

レーザ光は、カンチレバー２で反射され、さらに反射鏡４によって反射されて、フォトディテクタ５の受光面５０に入射される。カンチレバー２が変位すると、フォトディテクタ５の受光面５０に入射するレーザ光の位置も変位する。すなわち、走査型プローブ顕微鏡１００ではフォトディテクタ５の受光面５０におけるレーザ光のスポットの変位によって、カンチレバー２の変位を測定することができる。フォトディテクタ５は「検出部」の一実施例に対応する。以下、レーザ光のスポットを、単に「スポット」または「レーザスポット」とも称する。

レーザ光調整部２０は、レーザ光源３０のコリメートレンズおよびフォーカスレンズを調整することで、レーザ光源３０のレーザ光のビームのスポットのサイズ、形状、強度等を調整する。

測定部１４は、光学系８０で検出されるレーザ光の検出信号に基づいて、フォトディテクタ５に入射するレーザ光の位置を算出する。測定部１４は、当該算出したレーザ位置の変化によって得られるカンチレバー２の変位に基づいて、試料９の特性を測定する。たとえば、測定部１４は、カンチレバー２の変位の時間変化から作用力の時間変化を表わすフォースカーブなどを作成する。測定部１４は、スキャナ４３を駆動するための制御信号を駆動部４４へ送る。

表示部１６は、測定部１４の算出結果および測定結果を表示する。表示部１６は、例えば、フォトディテクタ５におけるレーザスポットの位置を表示する。表示部１６は、例えば、液晶ディスプレイである。

駆動部１１は、フォトディテクタ５の位置を調整するための機構である。駆動部１１は、たとえばねじである。

操作部１３は、分析者が駆動部１１を駆動するために使用される。操作部１３は、例えば、調節ねじである。

表示部１６、駆動部１１および操作部１３は、試料の測定を開始する前に、フォトディテクタ５にレーザ光のビームが適切に入射するように調整するために用いられる。具体的には、分析者は、表示部１６に表示されるフォトディテクタ５におけるレーザスポットの位置を確認しながら、操作部１３を操作することで、駆動部１１を動かし、フォトディテクタ５の位置を調整する。

駆動部４４は、スキャナ４３を駆動することによって、スキャナ４３に載置された試料９と探針７との間の相対的な位置関係を変化させる。

図２は、探針７、カンチレバー２およびホルダ１５を表わす図である。図２に示すように、探針７は、カンチレバー２の先端に取り付けられる。ホルダ１５は、カンチレバー２を支持する部材である。ビームスプリッタ３からのレーザ光は、たとえば、カンチレバー２における探針７の裏側の領域に入射され、入射したレーザ光はカンチレバー２で反射される。反射光は反射鏡４により反射されてフォトディテクタ５に入射される。

図３は、試料測定時のフォトディテクタ５におけるレーザスポットの変位を説明する図である。受光面５０は、フォトディテクタ５における、カンチレバー２で反射されたレーザ光のスポットを検出するための面である。図２に示したカンチレバー２で反射されたレーザ光は、受光面５０上に略円形状のレーザスポットｓ０を形成する。受光面５０は、一辺の長さｄ２の正方形の形状を有する。受光面５０は４分割されている。フォトディテクタ５は、レーザスポットｓ０の各分割された受光面で検出された割合を比較することで、レーザスポットｓ０の位置を検出するように構成される。

より詳細には、試料測定前には、カンチレバー２が変位していない状態で、レーザスポットｓ０が受光面５０の中央に位置するように、フォトディテクタ５の位置が調整される。試料測定時にカンチレバー２が変位すると、レーザスポットｓ０の位置は、カンチレバーの変位方向（すなわちたわみ方向）に対応する方向（矢印ａ１の方向）に変位する。矢印ａ１の方向は、「第１の方向」に対応する。レーザスポットｓ０の直径ｄ１は、レーザ光調整部２０により、試料の測定に適した直径に調節されている。

以下、フォトディテクタ５の位置調整について説明する。最初に比較例に係るフォトディテクタ５の位置調整を説明する。

図４は、比較例に係るフォトディテクタ５の位置調整の一例を説明する図である。試料の測定に先立って、フォトディテクタ５の位置は、図４（３）で示したようにレーザスポットｓ１が受光面５０の中央に位置するように調整される。図４（１）、図４（２）は、当該適切な位置に調整する過程を示す図である。

図４（１）は、レーザ光の照射範囲が受光面５０の外で、スポットｓ１が受光面５０の中にない状態を示す。この状態では、フォトディテクタ５はレーザ光を検出できないため、レーザスポットｓ１が受光面５０のどちらの方向にあるかが判別できない。よって分析者は、フォトディテクタ５を矢印ａ２で示された方向（以下、方向ａ２とも称する）、および、矢印ａ３で示された方向（以下、方向ａ３とも称する）に動かしながら、受光面５０にレーザスポットｓ１の少なくとも一部が含まれるようになるまでフォトディテクタ５を移動し続ける。なお、方向ａ２は、図３の方向ａ１と同じ方向である。よって、方向ａ３は、方向ａ１と直交する「第２の方向」に対応する。スポットｓ１の中心ｃ１、および、スポットｓ１と受光面５０との距離ｄ３については、後述する。

図４（２）は、受光面５０にレーザスポットｓ１の少なくとも一部が含まれる状態を示す。この状態では、分析者は、受光面５０に対するレーザスポットｓ１の方向を推測できる。よって、分析者は、操作部１３を操作し、推測したレーザスポットｓ１の方向にフォトディテクタ５を駆動し、分析者は、レーザスポットｓ１が受光面５０の中央に位置するように調整する。

図４（３）は、推測されたレーザスポットｓ１の方向にフォトディテクタ５を移動させた結果、レーザスポットｓ１が受光面５０の中央に位置するように調整された状態を示す。

このようにして、比較例ではレーザスポットｓ１を受光面５０の中央に位置するように、フォトディテクタ５の位置を調整する。しかし、比較例においては、フォトディテクタ５の位置調整の開始時にレーザ光が受光面５０の外にある場合に、レーザスポットｓ１の少なくとも一部を受光面５０に含まれる状態にするまでに時間がかかることが懸念される。すなわち図４（１）から図４（２）に至るまでの時間が長くなることが懸念される。

そこで、本実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡１００では、レーザ光のスポットの形状および／またはサイズを調整することで、レーザスポットが受光面に入りやすくする。これにより、レーザスポットの少なくとも一部が受光面５０に含まれるまでの時間を短縮する。実施の形態１では、レーザスポットのａ２方向の長さは変えずに、ａ３方向の長さを広げる場合の例について説明する。

図５は、実施の形態１に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。図５は図４と対比される図であり、図５においてはレーザ光のスポットｓ２が図４のレーザ光のスポットｓ１と異なる。

図５において、レーザスポットｓ２のａ２方向（すなわち、カンチレバーの変位（たわみ）によりスポットｓ２が変位する方向）の長さｄ１は、図４（１）のレーザスポットｓ１のａ２方向の長さｄ１と同じである。レーザスポットｓ２のａ３方向の長さｄ２は、ｄ１より大きく、受光面５０のａ３方向の長さｄ２と同じになるように調整されている。すなわち、レーザスポットｓ２は、長径ｄ２、短径ｄ１の楕円状を有する。

図５（１）における受光面５０に対するスポットｓ２の中心ｃ２の位置は、図４（１）における受光面５０に対するスポットｓ１の中心ｃ１の位置と同じである。しかし、図５（１）におけるスポットｓ２と受光面５０との距離ｄ４は、図４（１）におけるスポットｓ１と受光面５０との距離ｄ３より小さい。

図５（１）の状態では、レーザスポットｓ２が受光面５０の外側にあるので、レーザスポットｓ２が受光面５０に対してどちらの方向にあるかが判別できない。よって、分析者は受光面５０にレーザスポットｓ２の少なくとも一部が含まれる状態、すなわち図５（２）の状態になるまで、方向ａ２および方向ａ３にフォトディテクタ５を動かす。ここで、上述の通り、図５（１）におけるスポットｓ２と受光面５０の距離ｄ４は、図４（１）におけるスポットｓ１と受光面５０の距離ｄ３より小さい。よって、レーザスポットの少なくとも一部が受光面５０に含まれる状態になるまでにかかる時間が短縮される可能性が高いと考えられる。

図５（２）の状態になると、分析者は、受光面５０に対するレーザスポットｓ２の方向を推測できる。よって、分析者は推測したレーザスポットｓ２の方向にフォトディテクタ５を移動させ、レーザスポットｓ２が受光面５０の中央に位置するように、操作部１３を操作する。その結果、図５（３）のように、レーザスポットｓ２は受光面５０の中央に位置するように調整される。

図５（３）において、カンチレバーの変位方向に対応する方向ａ１の向きの長さｄ１は、比較例と同じである。よって、図５（３）の状態で試料の測定を行なっても、図４（３）で試料の測定を行なったときと同じ測定精度を実現することができる。そのため、フォトディテクタ５の位置調整の後、試料の測定の前にレーザスポットを調整する必要がないので、余分な時間がかからない。

さらに、上記の図４および図５の説明においては、フォトディテクタ５の位置調整の開始時に、レーザスポットｓ１，ｓ２が受光面５０の外にある状態（すなわち図４（１）、図５（１））を考えたが、実際には、フォトディテクタ５の位置調整の開始時に、レーザスポットｓ１，ｓ２の少なくとも一部が受光面５０に含まれる状態（すなわち図４（２）、図５（２））となる場合もある。ここで、位置調整の開始時に、フォトディテクタ５とレーザスポットｓ１，ｓ２の中心ｃ１，ｃ２との位置関係が同じであっても、スポットｓ２の方がａ３方向の幅が広いため、レーザスポットｓ１，ｓ２の少なくとも一部が受光面５０に含まれる状態である可能性は、スポットｓ１よりもスポットｓ２の方が高い。すなわち、比較例に係るレーザスポットｓ１より実施の形態１に係るレーザスポットｓ２を使用した方が、フォトディテクタ５の位置調整の開始時にレーザスポットの一部が受光面５０に含まれる可能性が高い。よって、実施の形態１においては、そもそも受光面５０外のレーザスポットを探索することが必要ない可能性も高くなり、フォトディテクタ５の位置調整の時間の短縮が見込まれる。

なお、図５では受光面５０を正方形で表したが、受光面５０の形状はこれに限定されず、例えば長方形または円形でも良い。また、レーザスポットｓ２のａ３方向の長さを受光面５０の一辺と同じｄ２としたが、レーザスポットｓ２のａ３方向の長さはこれに限定されず、受光面５０において検出される充分な強度が確保できる範囲で、比較例のレーザスポットｓ１のａ３方向の長さより長ければよい。

以上のように、実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡１００は、比較例に係る従来の走査型プローブ顕微鏡に比べ、スポットｓ２のａ２方向の長さを変えずにａ３方向の長さを広げることで、フォトディテクタ５の位置調整において、レーザスポットが受光面５０の外にある場合、レーザスポットの少なくとも一部がフォトディテクタ５の受光面５０に含まれるまでの時間を短縮できる。さらに、フォトディテクタ５の位置調整の開始時に、レーザスポットの少なくとも一部が、フォトディテクタ５の受光面５０に含まれる確率を高くすることができる。よって、フォトディテクタ５の位置の調整にかかる時間を短縮できる。加えて、実施の形態１に係る走査型プローブ顕微鏡１００は、カンチレバーの変位方向に対応するスポットの寸法が従来の操作型プローブ顕微鏡と同じであるため、位置調整後にレーザスポットの調整を行なわなくとも、従来の走査型プローブ顕微鏡と同じ精度で試料の測定が可能である。したがって、試料の解析前にも余分な時間がかからないという利点がある。

［実施の形態１の変形例］
図６は実施の形態１の変形例に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｂの構成を示す概略図である。図６は図１と比較される図であり、図６では駆動部１１Ｂ、駆動制御部１２および操作部１３Ｂが追加されている点が図１と異なる。走査型プローブ顕微鏡１００Ｂは操作部１３Ｂの指令により、駆動制御部１２により駆動部１１Ｂを制御することで、フォトディテクタ５の位置調整を自動で行なうことができる。

駆動部１１Ｂは、フォトディテクタ５の位置を移動するための機構である。駆動部１１Ｂは、モータ等の駆動部１１を動かすための機構を駆動部１１に加えたものである。

操作部１３Ｂは、分析者が駆動制御部１２に対し、フォトディテクタ５の位置調整の開始を指令するために用いられる。操作部１３Ｂは、例えば、タッチパネル、ボタン等である。

駆動制御部１２は、実施の形態１で分析者が制御したフォトディテクタ５の位置の制御を、自動で行なうように構成される。駆動制御部１２は、操作部１３Ｂからフォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信する。駆動制御部１２は、測定部１４からフォトディテクタ５の検出信号を受信し、当該信号に基づいて、駆動部１１を制御することによって、フォトディテクタ５の位置調整を行なう。具体的には、駆動制御部１２は、フォトディテクタ５の検出信号に基づいて、フォトディテクタ５の移動する方向および距離を決定し、駆動部１１を制御してフォトディテクタ５を移動させる。

図７は、実施の形態１の変形例に係るフォトディテクタ５の位置調整の制御を説明するフローチャートである。図７のフローチャートは、駆動制御部１２によって、駆動制御部１２が、操作部１３Ｂから、フォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信した時に実行される。

ステップＳ０１において、駆動制御部１２は、操作部１３Ｂから、フォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信したか否かを判定する。操作部１３Ｂからフォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信していない場合（ステップＳ０１においてＮＯ）、駆動制御部１２はステップＳ０１を繰り返す。操作部１３Ｂから、フォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信した場合（ステップＳ０１においてＹＥＳ）、ステップＳ０２において、駆動制御部１２は、フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ２の探索を実行する。フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ２探索のための動作とは、例えば、図５（１）の方向ａ２および方向ａ３にフォトディテクタ５を順次移動するような動作である。

ステップＳ０３において、駆動制御部１２は、受光面５０においてレーザスポットｓ２の少なくとも一部が検出されたことを示すスポット検出信号を測定部１４から受信したか否かを判定する。受光面５０においてレーザスポットｓ２のスポット検出信号を測定部１４から受信していない場合（ステップＳ０３にてＮＯ）、駆動制御部１２は、ステップＳ０２に処理を戻し、フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ２の探索を継続する。

一方、受光面５０においてレーザスポットｓ２のスポット検出信号を測定部１４から受信した場合（ステップＳ０３にてＹＥＳ）、ステップＳ０４において、駆動制御部１２は、フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ２の探索を停止する。

ステップＳ０５において、駆動制御部１２は、受光面５０上のレーザスポットｓ２の位置から、受光面に対するレーザスポットｓ２の方向を演算する。ステップＳ０６において、駆動制御部１２は、フォトディテクタ５をレーザスポットｓ２の方向に移動させ、レーザスポットｓ２の位置が受光面５０の中央になるように調整する。

以上のように、実施の形態１の変形例に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｂは実施の形態１と同様の作用効果を得られることに加え、フォトディテクタ５の位置調整を自動で行なうことができるため、分析者の負担を軽減することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｃでは、比較例に係る走査型プローブ顕微鏡よりもフォトディテクタ５の位置調整の時間を短縮するため、試料の測定時のスポット径よりも、フォトディテクタ５の位置調整時のスポット径を大きくする。図８は、実施の形態２に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。図８は図６と比較される図であり、装置制御部１７および操作部１３Ｃが追加されている点が図６と異なる。走査型プローブ顕微鏡１００Ｃは、操作部１３Ｃの指令により、装置制御部１７がレーザ光調整部２０および駆動制御部１２を制御することで、フォトディテクタ５の位置調整とそれに伴うレーザ光の調整を行なうことができる。

操作部１３Ｃは、分析者が装置制御部１７に対し、フォトディテクタ５の位置調整の開始を指令するために用いられる。操作部１３Ｃは、例えば、タッチパネル、ボタン等である。

装置制御部１７は、フォトディテクタ５の位置調整において、レーザ光調整部２０および駆動制御部１２を適宜制御する。そのために、装置制御部１７は、レーザ光調整部２０および駆動制御部１２との間で有線または無線により信号を送受信する。

図９は、実施の形態２に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。図９は図４と対比される図であり、レーザ光のスポットが図４と異なる。図９（１）〜（３）の図において、レーザスポットｓ３は、受光面５０の一辺と同じ長さｄ２の直径を有する円形である。なお、レーザスポットｓ３が円形であるとは、レーザスポットｓ３の状態が略円形の状態も含むとする。

図１０は、レーザ光のビームのスポット径と、レーザ光の強度との関係を表わす図である。図１０に示すように、ビームのスポット径を大きくするほど、レーザ光の強度が低下する。レーザスポットｓ３は、その感度限界以上の強度を有する範囲が直径ｄ２となる条件を満たすレーザスポットである。

図９（１）の状態では、レーザスポットｓ３が受光面５０の外側にあるので、レーザスポットｓ３が受光面５０のどちらの方向にあるかが判別できない。よって、駆動制御部１２は方向ａ２および方向ａ３にフォトディテクタ５を動かし、受光面５０にレーザスポットｓ３の少なくとも一部が含まれる状態、すなわち図９（２）の状態にする。ここで、図９（１）におけるスポットｓ３の直径は、図４（１）におけるスポットｓ１の直径より大きい。よって、図４の比較例に比べてスポットが受光面に入る状態になるまでにかかる時間を短縮することができる。また、フォトディテクタ５の位置調整の開始時に、既にレーザスポットの一部が受光面５０に含まれている確率を高くすることができる。

図９（２）の状態になると、駆動制御部１２は、受光面５０に対するレーザスポットｓ２の方向を推測できる。よって、駆動制御部１２はフォトディテクタ５を推測したレーザスポットｓ２の方向に移動させ、レーザスポットｓ２が受光面５０の中央に位置するように駆動部１１を制御する。その結果、図９（３）のように、レーザスポットｓ３が受光面５０の中央に位置するように調整された状態になる。

図９（３）の状態になると、レーザ光調整部２０は、レーザスポットｓ３の直径が、試料の測定に適した直径ｄ１になるようにレーザ光のサイズを調整する（図９（４））。

図１１は、実施の形態２に係るフォトディテクタの位置調整の制御を説明するフローチャートである。図１１のフローチャートは、装置制御部１７および駆動制御部１２によって、装置制御部１７がフォトディテクタ５の位置合わせ開始の指令を受信した時に実行される。

ステップＳ２１において、装置制御部１７は、操作部１３Ｃから、フォトディテクタ５の位置合わせ開始の指令を受信したか否かを判定する。操作部１３Ｃからフォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信していない場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、装置制御部１７はステップＳ２１を繰り返す。操作部１３Ｃからフォトディテクタ５の位置調整の開始の指令を受信した場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）ステップＳ２２において、装置制御部１７は、レーザ光調整部２０を制御して、レーザスポットｓ３の直径をｄ３になるようにレーザ光源３０のフォーカスレンズおよび／またはコリメートレンズを調整する。ステップＳ２３において、装置制御部１７はレーザ光調整部２０からレーザ光を照射させる。

ステップＳ２４において、装置制御部１７は、駆動制御部１２を制御して、フォトディテクタ５においてレーザスポットｓ３の探索を実行する。具体的には、装置制御部１７は、例えば、図９（１）の方向ａ２および方向ａ３にフォトディテクタ５を順次移動するような動作である。

ステップＳ２５において、装置制御部１７は、受光面５０においてレーザスポットｓ３の少なくとも一部が検出されたことを示すスポット検出信号を駆動制御部１２から受信したか否かを判定する。受光面５０においてレーザスポットｓ３のスポット検出信号を駆動制御部１２から受信していない場合（ステップＳ２５にてＮＯ）、装置制御部１７は、ステップＳ２４に処理を戻し、フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ３の探索を継続する。

一方、受光面５０においてレーザスポットｓ３のスポット検出信号を駆動制御部１２から受信した場合（ステップＳ２５にてＹＥＳ）、ステップＳ２６において、装置制御部１７は、フォトディテクタ５におけるレーザスポットｓ３の探索を停止する。

ステップＳ２７において、駆動制御部１２は、受光面５０において検出されたレーザスポットの位置から、受光面に対するレーザスポットの方向を演算する。ステップＳ２８において、駆動制御部１２は、演算結果に基づいて、フォトディテクタ５をレーザスポットの方向に移動させ、レーザスポットの位置を受光面５０の中央になるように調整する。その後、当該調整が終了したことを示す信号を、装置制御部１７に送信する。

ステップＳ２９において、装置制御部１７は、レーザ光調整部２０を制御して、レーザスポットｓ３の直径がｄ１になるようにレーザ光源３０のフォーカスレンズを調整する。

以上のように、実施の形態２に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｃは、フォトディテクタ５の位置調整時のレーザスポットの直径を試料測定時のレーザスポットの直径よりも大きくすることで、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

［実施の形態３］
図１２は、実施の形態３に係るフォトディテクタの位置調整の一例を説明する図である。図１２は図４と対比される図であり、図１２においてはレーザ光のスポットｓ４が図４のレーザ光のスポットｓ３とそのサイズが異なる。

図１２（１）〜（３）の図において、レーザスポットｓ４は、受光面５０の一辺より長い直径ｄ５を有する円形である。なお、レーザスポットｓ４が円形であるとは、レーザスポットｓ４の状態が略円形の状態も含むとする。ｄ５は、例えば、感度限界以上の強度を確保できる領域が最大となる直径である（図１０参照）。

図１２（１）の状態では、レーザスポットｓ４が受光面５０の外側にあるので、レーザスポットｓ４が受光面５０のどちらの方向にあるかが判別できない。よって、受光面５０にレーザスポットｓ４の少なくとも一部が含まれるまで、すなわち図１２（２）の状態になるまで、駆動制御部１２は方向ａ２および方向ａ３にフォトディテクタ５を動かす。ここで、図１２（２）におけるスポットｓ４の直径は、図４（１）におけるスポットｓ１の直径より大きい。よって、受光面５０にスポットｓ１の少なくとも一部が含まれる状態になるまでにかかる時間が短縮される。また、フォトディテクタ５の位置調整の開始時に、既にレーザスポットｓ４の一部が受光面５０に含まれている確率も高い。

図１２（２）の状態になると、駆動制御部１２は、受光面５０に対するレーザスポットｓ４の方向を推測できる。よって、駆動制御部１２はフォトディテクタ５を推測したレーザスポットｓ４の方向に移動させ、レーザスポットｓ４を受光面５０の中央に位置させる。レーザスポットｓ４は受光面５０より大きいので、図１２（３）のように、受光面５０全体がレーザスポットｓ４に内包された段階で、駆動制御部１２はレーザスポットｓ４の方向が認識できなくなる。

図１２（３）の状態になると、レーザ光調整部２０は、レーザスポットｓ４の直径を、レーザスポットｓ４の少なくとも一部が受光面５０に含まれる範囲、かつ、試料の測定時のレーザスポットｓ４の直径ｄ１より大きくなる範囲で、できるだけ小さくなるようにレーザ光源３０のフォーカスレンズを調整する。その結果、レーザスポットｓ４は図１２（４）の状態となる。

レーザスポットｓ４が、図１２（４）の状態になると、駆動制御部１２は、再び受光面５０に対するレーザスポットｓ４の方向を推測できる。よって、駆動制御部１２はフォトディテクタ５を推測したレーザスポットｓ４の方向に移動させ、レーザスポットｓ４が受光面５０の中央に位置することを目指して、操作部１３Ｃを操作する。このときに、図１２（３）のように受光面５０全体がレーザスポットｓ４の範囲内となる場合、図１２（４）〜図１２（５）の動作が繰り返される。

受光面５０の中央にレーザスポットｓ４が位置されると、レーザ光調整部２０は、レーザスポットｓ４の直径を、試料の測定に適した直径ｄ１になるようにレーザ光を調整する（図１２（６））。

図１３は、実施の形態３に係るフォトディテクタ５の位置調整制御を説明するためのフローチャートである。図１３のフローチャートは、装置制御部１７および駆動制御部１２によって、装置制御部１７がフォトディテクタ５の位置合わせ開始の指令を受信した時に実行される。

ステップＳ４１〜Ｓ４７は、図１３のステップＳ２１〜Ｓ２７に相当するので、説明を省略する。

ステップＳ４８において、駆動制御部１２は、フォトディテクタ５をレーザスポットｓ４の方向に移動させ、レーザスポットの位置を受光面５０の中央になるように調整する。

ステップＳ４９において、駆動制御部１２は、受光面５０全体でレーザスポットｓ４が検出されたか否かを判定し、判定結果を装置制御部１７に送信する。受光面５０全体でレーザスポットｓ４が検出された場合（ステップＳ４９にてＹＥＳ）、装置制御部１７は、レーザスポットｓ４の少なくとも一部が受光面５０に含まれる範囲でレーザスポットｓ４を縮小し、処理をステップＳ４８に戻す。

受光面５０の一部でレーザスポットｓ４が検出された場合（ステップＳ４９にてＮＯ）、ステップＳ５１において装置制御部１７は、レーザ光調整部２０に指令して、レーザスポットｓ４の直径がｄ１になるようにレーザ光を調整する。

以上のように、実施の形態３に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｃは、フォトディテクタ５の位置調整時のレーザスポットの直径を試料測定時のレーザスポットの直径よりも大きくすることで、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

実施の形態１およびその変形例に係る走査型プローブ顕微鏡１００，１００Ｂにおいては、フォトディテクタ５の位置調整時および試料測定時を通じて、レーザスポットｓ２が楕円形の形状を有している構成について説明した。ここで、レーザスポットｓ２は、常に楕円形の形状を有するように構成してもよい。また、レーザスポットｓ２は、フォトディテクタ５の位置調整の開始前に楕円形に調整されるように構成してもよい。その場合には、レーザスポットｓ２の形状の調整は、図１４に示すように、分析者からの指令を受けたことに応じて、実行されるように構成してもよい。

また、実施の形態２および３に係る走査型プローブ顕微鏡１００Ｃでは、レーザスポットｓ３，ｓ４が、フォトディテクタ５の位置調整時において、試料測定時よりも大きなスポット径を有する略円形に調整される構成について説明した。上記構成においては、レーザスポットｓ３，ｓ４の形状の調整は、図１４に示すように、分析者からの指令を受けたことに応じて実行する構成とすることができる。

図１４は、実施の形態１〜３に係るレーザスポットのサイズおよび形状の調整の制御の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳ６１において、走査型プローブ顕微鏡１００，１００Ｂ，１００Ｃは、分析者からレーザスポットのサイズおよび形状の調整を開始する信号を受信したか否かを判定する。これは例えば分析者が、走査型プローブ顕微鏡１００，１００Ｂ，１００Ｃに配設された操作ボタンを押下げることで実現される。特に実施の形態１の変形例１、実施の形態２、実施の形態３に従う走査型プローブ顕微鏡１００Ｂ，１００Ｃにおいては、操作部１３Ｂ，１３Ｃに当該操作ボタンを設けることができる。

分析者からレーザスポットのサイズおよび形状の調整を開始する信号を受信しない場合（ステップＳ６１においてＮＯ）、走査型プローブ顕微鏡１００，１００Ｂ，１００Ｃは、ステップＳ６１を繰り返す。

走査型プローブ顕微鏡１００，１００Ｂ，１００Ｃが分析者からレーザスポットのサイズおよび形状の調整を開始する信号を受信した場合（ステップＳ６１においてＹＥＳ）、ステップＳ６２において、レーザ光調整部２０にレーザスポットのサイズおよび形状の調整の開始を指令する信号が送信される。

ステップＳ６３において、レーザ光調整部２０は、レーザスポットのサイズおよび形状の調整の開始を指令する信号を受信すると、レーザ光源３０のコリメートレンズおよび／またはフォーカスレンズを動作して、レーザスポットｓ２を楕円形に調整する、または、レーザスポットｓ３，ｓ４を試料の測定時より大きなスポット径を有する略円形に調整する。

走査型プローブ顕微鏡での試料の測定時には、カンチレバー２のたわみ方向に対応する方向であるａ２方向（図５参照）のレーザスポットの変位に基づいて、試料の形状を観測することができる。一方、ａ２方向に直交するａ３方向（図５参照）のレーザスポットの変位に基づいて、試料の摩擦力を観測することができる。

よって、実施の形態１に係る走査型顕微鏡１００は、楕円形のレーザスポットｓ２によりフォトディテクタ５の位置を調整した後、レーザスポットｓ２のａ３方向を短く調整し略真円系としてから試料の測定を行なうことも可能に構成される。これにより、走査型顕微鏡１００において、試料の形状に加え、試料の摩擦力も精度良く観測することができる。

レーザスポットのａ３方向（図５参照）の長さは、コリメートレンズを光軸に沿って前後に動かす（すなわち、レーザ発振器側に近づけたり、フォーカスレンズ側に近づけたりする）ことで調整可能である。これにより実施の形態１におけるレーザスポットｓ２を楕円形に形成できる。また、当該レーザスポットｓ２を形成後にも、ａ３方向の長さが調整できる。

なお、本実施の形態１〜３ではレーザスポットの形状として円形（略円形を含む）または楕円形の例を示したが、レーザスポットの形状はこれに限定されず、例えば矩形でもよい。

また、実施の形態２および３では、フォトディテクタ５の位置調整開始時のレーザスポットｓ３，ｓ４をそれぞれ直径ｄ２の円、直径ｄ５の円としたが、これに限定されず、スポット径が試料の特性の測定時のスポット径より大きい円であればよい。また、実施の形態２および３のレーザスポットｓ３，ｓ４は、そのａ２方向の長さがｄ１より大きく、そのａ３方向の長さがｄ１より大きい条件を満たすスポットであってもよい。ただし、実施の形態２のように、スポットが受光面５０に入射された際に、サイズ調整をしなくてもスポットが受光面５０の中央に調整されたことが分かる半径であれば、スポットのサイズ調整が１回で済むという利点がある。一方、実施の形態３のように、スポット径を感度限界以上の強度を確保できる領域が最大となる直径とすると、レーザスポットの少なくとも一部が受光面５０に含まれるようになるまでの時間をより一層短縮できるという利点がある。

以上のように、本明細書の実施の形態では、レーザスポットの調整により、フォトディテクタの位置の調整にかかる時間を短縮できる走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法を提供することができる。

［態様］
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡は、先端部に探針を有するカンチレバーと、
レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
前記試料の特性の測定時に前記カンチレバーが変位したときに、前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、
前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第２の方向の長さが、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くなるように、レーザ光を調整してよい。

第１項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。

（第２項）第１項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さを、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さと同じにしてよい。

第２項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。また、検出部の位置調整後にレーザスポットの調整を行なわなくとも、精度を落とさず試料の解析が可能である。したがって、試料の解析前にも余分な時間がかからない。

（第３項）第１項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時のレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さを、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くしてよい。

第３項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。

（第４項）第１項〜第３項のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡において、前記駆動部を制御する駆動制御部をさらに備え、
前記検出部の位置の調整時に、前記受光面にレーザ光の少なくとも一部が入射した場合、前記駆動制御部は、レーザ光が前記受光面の中央に入射するように、前記検出部を移動させるように構成してもよい。

第４項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できることに加え、検出部の位置調整を自動で行えるので、分析者の負担を軽減することができる。

（第５項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡は、先端部に探針を有するカンチレバーと、
レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
前記試料の特性の測定時に前記カンチレバーが変位したときに、前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、
前記レーザ光調整部は、レーザ光のスポットの前記第２の方向の長さを、レーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くしてよい。

第５項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。また、検出部の位置調整後にレーザスポットの調整を行なわなくとも、精度を落とさず試料の解析が可能である。したがって、試料の解析前にも余分な時間がかからない。

（第６項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡は、先端部に探針を有するカンチレバーと、
レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時のレーザ光のスポット径を前記試料の特性の測定時のスポット径よりも大きくするように構成してよい。

第６項に記載の走査型プローブ顕微鏡によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。

（第７項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法において、前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
前記走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法は、
前記試料の特性の測定時に前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、前記レーザ光は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第２の方向の長さが、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くなるように調整され、
前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備えてよい。

第７項に記載の走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。

（第８項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法において、前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
前記走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法は、
前記試料の特性の測定時に前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、前記レーザ光は、前記レーザ光のスポットの前記第２の方向の長さを、レーザ光のスポットの前記第１の方向の長さよりも長くなるように調整され、
前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備えてよい。

第８項に記載の走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。また、検出部の位置調整後にレーザスポットの調整を行なわなくとも、精度を落とさず試料の解析が可能である。したがって、試料の解析前にも余分な時間がかからない。

（第９項）一態様に係る走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法において、前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
前記走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法は、
レーザ光のスポット径を前記試料の特性の測定時のスポット径よりも大きくするようにレーザ光を調整するステップと、
前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
前記受光面に含まれるレーザ光のスポットの少なくとも一部を基に、前記受光面に対するレーザ光のスポットの方向に前記検出部を移動させるステップと、
レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備えてよい。

第９項に記載の走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法によれば、検出部の位置の調整にかかる時間を短縮できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ カンチレバー、３ ビームスプリッタ、４ 反射鏡、５ フォトディテクタ、７ 探針、９ 試料、１１，１１Ｂ，４４ 駆動部、１２ 駆動制御部、１３，１３Ｂ，１３Ｃ 操作部、１４ 測定部、１５ ホルダ、１６ 表示部、１７ 装置制御部、２０ レーザ光調整部、３０ レーザ光源、４３ スキャナ、５０ 受光面、８０ 光学系、１００，１００Ｂ，１００Ｃ 走査型プローブ顕微鏡。

Claims (9)

1. 先端部に探針を有するカンチレバーと、
   レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
   前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
   前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
   前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
   前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
   前記試料の特性の測定時に前記カンチレバーが変位したときに、前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、
   前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第２の方向の長さが、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くなるように、レーザ光を調整する、走査型プローブ顕微鏡。
2. 前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さを、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さと同じにする、請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
3. 前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時のレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さを、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くする、請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
4. 前記駆動部を制御する駆動制御部をさらに備え、
   前記検出部の位置の調整時に、前記受光面にレーザ光の少なくとも一部が入射した場合、前記駆動制御部は、レーザ光が前記受光面の中央に入射するように、前記検出部を移動させるように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡。
5. 先端部に探針を有するカンチレバーと、
   レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
   前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
   前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
   前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
   前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
   前記試料の特性の測定時に前記カンチレバーが変位したときに、前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、
   前記レーザ光調整部は、レーザ光のスポットの前記第２の方向の長さを、レーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くする、走査型プローブ顕微鏡。
6. 先端部に探針を有するカンチレバーと、
   レーザ光を前記カンチレバーに照射する照射部と、
   前記カンチレバーで反射されたレーザ光を受けるための受光面を含み、前記受光面におけるレーザ光のスポットを検出する検出部と、
   前記検出部の位置を調整するための駆動部と、
   前記受光面におけるレーザ光のスポットの変位から算出される前記カンチレバーの変位に基づいて試料の特性を測定するように構成された測定部と、
   前記カンチレバーに照射するレーザ光を調整するレーザ光調整部とを備え、
   前記レーザ光調整部は、前記検出部の位置の調整時のレーザ光のスポット径を前記試料の特性の測定時のスポット径よりも大きくするように構成される、走査型プローブ顕微鏡。
7. 走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法であって、
   前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
   前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
   前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
   試料の特性の測定時に前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、前記レーザ光は、前記検出部の位置の調整時におけるレーザ光のスポットの前記第２の方向の長さが、前記試料の特性の測定時におけるレーザ光のスポットの前記第１の方向の長さより長くなるように調整され、
   前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
   レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備える、走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法。
8. 走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法であって、
   前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
   前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
   前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
   試料の特性の測定時に前記受光面においてレーザ光のスポットが変位する方向を第１の方向とし、前記受光面において前記第１の方向と直交する方向を第２の方向とすると、前記レーザ光は、前記レーザ光のスポットの前記第２の方向の長さが、レーザ光のスポットの前記第１の方向の長さよりも長くなるように調整され、
   前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
   レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備える、走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法。
9. 走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法であって、
   前記走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、照射部と、検出部とを含み、
   前記照射部はレーザ光を前記カンチレバーに照射し、
   前記検出部は、前記カンチレバーで反射されたレーザ光のスポットを検出するための受光面を有し、
   レーザ光のスポット径を試料の特性の測定時のスポット径よりも大きくするようにレーザ光を調整するステップと、
   前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
   前記調整したレーザ光のスポットの少なくとも一部が、前記受光面に含まれるように前記検出部を移動させるステップと、
   レーザ項のスポットが前記受光面の中央に位置するように前記検出部を移動させるステップとを備える、走査型プローブ顕微鏡の位置調整方法。
   

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