JP3090295B2 - 針状体先端形状計測装置、標準試料、および針状体先端形状計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は針状体先端形状計測装
置、標準試料、および針状体先端形状計測方法に関し、
特に、走査型探針顕微鏡に利用される探針やその他の鋭
く尖った針状体の先端形状を詳細に測定するのに好適な
計測装置、およびこの装置に専用に使用される標準試
料、さらに計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型探針顕微鏡は、一般的に、試料の
測定対象領域に対し極めて小さい間隔で接近させた探針
を有し、探針と試料表面の間に作用する物理量を検出
し、試料表面の微細凹凸形状を測定することに利用され
る。走査型探針顕微鏡では利用する物理量によって各種
のタイプが存在し、例えばトンネル電流を利用する走査
型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭという）や原子間力を利
用する原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭという）が代表的な
装置である。以下では、便宜上ＳＴＭの例で説明する。
ＳＴＭでは、凹凸像を作成するための測定データが、使
用される探針の形状に依存し、精度の高い測定データを
得るためには探針の先端は所望の形状を有していること
が必要となる。従って、ＳＴＭで測定を開始する前に探
針の先端形状を正確に把握する必要がある。従来のＳＴ
Ｍでは、探針の先端形状を観察するために走査型電子顕
微鏡等のごときＳＴＭに比較し分解能の低い顕微鏡を用
いていた。またその他に、観察対象である探針とは別の
探針を用意し、この探針を利用しＳＴＭそのものを用い
て、観察対象である探針を試料として測定することが行
われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の観察方
法において、ＳＥＭを用いる方法では、三次元的な形状
を正確に測定できないため、外観形状の観察にとどまっ
ている。さらに、ＳＥＭで得られた信号に適当な処理を
施して三次元的な情報を得るように構成した装置もある
が、或る特定の方向から観察した像に基づいて信号処理
を行うため、探針の先端の全体的な形状をナノメートル
の精度で得ることは困難であった。また探針の表面状
態、組成などによって測定結果に誤差が生じる問題があ
った。

【０００４】ＳＴＭ自体を使用して、試料としての探針
すなわち針状体を測定する方法もあるが、この場合には
試料に関し特定の方向からの像が得られるのみであり、
針状体の先端の全体的な形状を得ることは困難であっ
た。またＳＴＭで使用される針状体観察用の探針の形状
に依存して、測定される針状体の形状データに誤差が生
じるため、結局正確な形状を測定することはできなかっ
た。

【０００５】本発明の目的は、針状体の三次元的な先端
形状をナノメートルの精度で計測できる針状体先端形状
計測装置、標準試料、および針状体先端形状計測方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る針状体先端
形状計測装置は、ＳＴＭやＡＦＭ等の走査型探針顕微鏡
に適用されるものであり、微動機構に装着された針状体
を被計測物とし、ナイフエッジの縁すなわち鋭角の縁を
有する凹部とこの凹部の底部における中心位置に設けら
れた基点部を備える標準試料と、微動機構を制御し針状
体で前記標準試料を繰り返し放射状に走査して針状体に
凹部を含む上面部を測定させる針状体走査制御手段と、
前記測定によって得られたデータに基づき針状体の先端
形状を合成する探針形状合成手段と、合成された形状デ
ータと標準試料の既知の形状データを比較して針状体の
先端形状を評価する評価手段とを有するように構成され
る。前記の構成において、好ましくは、標準試料は一方
向にのみライン走査可能な形態を有し、かつ針状体の走
査方向の変更に伴って標準試料を回転させる回転機構を
有する。前記の構成において、好ましくは、標準試料は
凹部の底部に等間隔の複数の溝を設け、針状体による測
定走査を往復で行い、往路および復路の各走査で得られ
た測定データを用いかつ前記溝を利用して補正を行い、
測定データに含まれる微動機構のヒステリシスの影響を
除くように構成される。微動機構が圧電素子を含み、当
該圧電素子のヒステリシス特性が顕著であるときに有効
である。本発明に係る標準試料は、前記針状体先端形状
計測装置に専用に使用されるものであり、針状体に臨む
上面部に凹部を有し、この凹部の開口部周囲はナイフエ
ッジの縁で形成され、かつ凹部の底部の中心位置に基点
部を形成するように構成される。前記の構成において、
好ましくは、凹部は穴であり、その開口部は円形である
ことを特徴とする。前記の構成において、好ましくは、
開口部の形状は、円形の代わりに、測定対象である針状
体の形状に対応した多角形である。前記の各構成におい
て、好ましくは、凹部または穴の底部には、等間隔で複
数のヒステリシス補正用溝が形成される。これにより微
動機構に含まれる圧電素子のヒステリシスの影響を排除
できる。本発明に係る針状体先端形状計測方法は、開口
部の縁がナイフエッジである凹部が形成されかつこの凹
部の底部中心位置に基点部が形成された標準試料を、微
動機構によってその位置が変位される針状体で走査しな
がらその表面形状を測定する方法であり、前記針状体に
よる走査は、基点部と縁を通過する直線的な走査であり
かつ所定角度ごとずらせて放射状に繰り返し行われ、こ
れらの直線的走査のそれぞれで得られる前記標準試料の
測定データを用いて針状体の先端部の外周囲の形状を合
成的に求め、評価することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明では、ＳＴＭやＡＦＭ等の走査型探針顕
微鏡において探針等の先端の３次元形状を測定するにあ
たり、ナイフエッジ等の特殊な形状を有する専用の標準
試料を準備し、測定対象である探針等を用いて標準試料
を走査し、或る決められた測定の仕方、すなわち探針に
よる走査の方向を所定角度ごと回転させながら標準試料
の形状を測定を行うと、その測定データを利用し、当該
測定データに所要の処理を施すことにより、逆に探針等
の先端形状に関するデータを得ることができる。この先
端形状に関するデータを利用すれば、合成処理により探
針等の先端形状の三次元的に求めることができる。さら
に合成データを用いて探針等の先端形状を評価すること
が可能となる。望ましい標準試料としては、上面部にナ
イフエッジを有する円形開口部を有した穴を設け、かつ
穴の底部には基点部となる突起を設けている。標準試料
の上面部を探針等が走査しながら通過するときに、探針
等の先端頂点からその側面部に至る形状を、穴のナイフ
エッジが忠実になぞることになり、探針等の移動軌跡が
探針の先端部の形状を表す結果になる。かかる測定方法
で、標準試料の突起を中心として放射状に少しづつ角度
を変えて何度も測定を行えば、探針等の先端部の全体形
状を把握できる。また探針を移動させるためにヒステリ
シスを有する圧電素子を利用する場合には、等間隔に形
成された複数の溝を往復で測定走査することで、補正を
行い、ヒステリシスの影響を除くようにしている。ナイ
フエッジを有する開口部と中心部の突起によって特徴づ
けられる標準試料によって、探針等の先端各部の形状を
知ることができる。得られた測定データを用いて探針形
状合成手段で一つの画像として合成し、その先端部の形
状評価に使用する。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１において１は標準試料、１ａは標準試
料１の円形開口部を有する穴の周囲に設けられたナイフ
エッジすなわちナイフの刃のごとき鋭い角度を有する縁
（以下ナイフエッジという）、１ｂは標準試料１の穴底
部の中心に設けられた例えば円錐形の突起である。標準
試料１は試料ステージ２の上に配置される。３は導電性
を有する探針であり、その先端形状が測定すべき対象で
ある。図１では探針３は、測定対象である先端部の外観
形状が明確になるように誇張して描かれている。初期の
セット状態では、探針３は試料ステージ２の載置面に対
して垂直であり、例えば探針３の最先端部と標準試料１
の突起１ｂの頂点とが一致させられる。この標準試料１
は、試料ステージ上固定状態に保持される。

【０００９】４は標準試料１と探針３との間に数ボルト
のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段、５は
バイアス電圧印加手段４によって標準試料１と探針３の
間に流れるトンネル電流を検出するトンネル電流検出手
段である。バイアス電圧印加手段４によって探針３と標
準試料１の間に電圧を印加した状態で、探針と標準試料
の間の距離を極めて小さくすると、探針３と標準試料１
の間にトンネル電流が流れる。トンネル電流検出手段５
によって検出されたトンネル電流は、トンネル電流・距
離変換手段６によって探針３と標準試料１の間の距離に
変換される。探針・試料間の距離は電圧で表現される。

【００１０】探針３の位置を変位させるアクチュエータ
として微動機構７と粗動機構８が設けられる。微動機構
７は、Ｚ方向駆動用圧電素子７ａとＸＹ方向駆動用圧電
素子７ｂからなる。Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向については、
図１中、符号９で示す座標系で示される。Ｚ方向圧電素
子７ａは探針３の高さを変化させるためのアクチュエー
タであり、ＸＹ方向圧電素子７ｂは探針３を試料面に沿
って走査させるためのアクチュエータである。また粗動
機構８は、探針３が試料から遠く離れているときに、ト
ンネル電流が流れる程度の微小距離にて探針３を試料に
接近させるためのアクチュエータである。従って粗動機
構８は、探針３をＺ方向に相対的に大きな距離で移動さ
せる機能を有する。

【００１１】１０はサーボ制御手段であり、トンネル電
流・距離変換手段６の出力信号を入力し、Ｚ方向圧電素
子７ａに対し伸縮を行わせるための駆動信号を与える。
サーボ制御手段１０は、内部に探針・試料間の距離を一
定距離に定める基準値が設定され、トンネル電流・距離
変換手段６から与えられる実際の探針・試料間の距離と
前記基準値とを比較し、実際の探針・試料間の距離が設
定された一定距離に保持されるように、すなわち検出さ
れるトンネル電流が一定値に保持されるようにＺ方向圧
電素子７ａの伸縮動作を制御する機能を有する。

【００１２】走査用のＸＹ方向圧電素子７ｂの伸縮動作
は、走査機構１１から与えられる駆動信号によって行わ
れる。走査機構１１の出力する駆動信号によって、ＸＹ
方向圧電素子７ｂは伸縮し、探針３をＸＹ平面内で任意
の方向に移動させる。ＸＹ平面内における探針３の走査
に関する制御信号は、走査制御手段１２から出力され
る。走査機構１１は、走査制御手段１２から与えられる
制御信号を駆動信号に変換する。

【００１３】１３は測定データ記録手段である。測定デ
ータ記録手段１３は、探針３をＸ，Ｙ，Ｚの各方向に移
動させるための駆動信号の量を測定データとして記録す
る。従って測定データ記録手段１３は、サーボ制御手段
１０からＺ方向圧電素子７ａに与えられる駆動信号量
と、走査機構１１からＸＹ方向圧電素子７ｂに与えられ
る駆動信号量とをそれぞれを入力し、記録する。これら
の測定データを用いることにより、例えば、探針３の試
料表面上での移動に関する空間座標を作成することが可
能となる。

【００１４】上記の構成に、さらに、測定データ記録手
段１３に記録されているデータより探針３の先端形状を
合成して作成する探針形状合成手段１４と、得られた探
針の先端形状の立体像や断面像を表示すると共に、探針
の先端形状を特定の関数で近似し先端部の曲率半径を求
める等の探針の先端形状の評価を行う表示・評価手段１
５が設けられる。探針形状合成手段１４と表示・評価手
段１５の各機能は、マイクロコンピュータ等の演算・制
御手段を利用することによって実現される。なお、表示
・評価手段１５は、表示装置を含むものとする。

【００１５】図１における特徴的な構成は、探針３の先
端形状を観察するために専用に使用されるナイフエッジ
１ａと突起１ｂを有する標準試料１と、探針３に放射状
の走査を行わせる走査制御手段１２と、探針３を用いて
標準試料１を測定し、その表面形状に関する測定データ
を利用して探針３の先端形状を作成する探針形状合成手
段１４と、作成された探針先端形状を表示しかつ評価す
る表示・評価手段１５を設けた点である。なお探針３に
ついては、ＳＴＭ用の探針である必要はなく、導電性を
有する針状体であればどのようなものでも測定可能であ
る。非導電性の針状体に関しては先端部に金、白金など
の蒸着を行い、導電性の薄膜を付着させれば測定可能と
なる。

【００１６】次に、標準試料１の構造について詳しく説
明する。図２は標準試料１の上方から見た斜視図であ
り、図３は標準試料１の平面図である。標準試料１のナ
イフエッジ１ａからなる穴開口部を形成する円の大きさ
は、測定すべき探針３の先端形状に応じて自由に選択で
きる。実際は、それぞれさまざまな大きさの穴を有する
複数の標準試料が用意される。通常、ＳＴＭに使用して
いる探針であるならば、先端付近の曲率半径が数十から
数百ｎｍ（ナノメートル）であるので、かかる探針に対
応する穴を有する標準試料は電解研磨法によって比較的
容易に作ることができる。またＳＴＭでは、探針３の軸
方向への移動が数μｍ（ミクロン）に及ぶことが一般的
である。このような探針の先端形状を測定するには、標
準試料１の円形の穴の径及び深さは、探針の先端角度が
４５°であると仮定すると、各々数μｍ必要である。探
針の先端角度は通常もっと小さいため、それに応じて穴
の径も小さくて良い。すなわち探針３の先端が穴の底部
に到達するだけの穴径があれば良い。また探針３の最先
端周辺部の形状のみに興味がある場合は、穴の深さはも
っと浅くても構わない。

【００１７】また穴の底部には同心円状の複数の溝１ｃ
が形成される。複数の円形の溝１ｃの共通の中心は、突
起１ｂの頂点に対応する点である。複数の溝１ｃの数は
任意に設定することができる。また複数の円形溝１ｃの
各々の間隔は、等間隔に設定される。溝幅および溝間隔
はそれぞれ任意に設定することができる。

【００１８】標準試料１の穴の開口形状も円形に限定さ
れない。形状を測定しようとする針状体の先端部が角錐
形である場合には、それと一致した多角形とすることが
測定上望ましい。この場合は、針状体と標準試料１の多
角形の穴との各辺が対向するように、相互の角度を合わ
せる必要がある。この位置合せには、針状体に対応する
ように標準試料１を回転させるために回転機構を設ける
ことで実現できる。回転機構の回転軸は、針状体の対称
軸の延長線と一致させる。相互に角度を正しく合わせる
ことができたか否かを確かめるには、光学顕微鏡や電子
顕微鏡等で観察することが望ましい。

【００１９】また測定対象の針状体は必ずしも直線状の
形態である必要はない。例えば先端部が「くの字型」の
形状を有する場合であっても構わない。この場合は、針
状体の真に測定したい先端部の対称軸が、標準試料１の
対称軸と一致するように、標準試料側または針状体側の
姿勢制御を行う必要がある。このためには、所要の姿勢
制御機構が設けられる。

【００２０】次に、探針３の先端形状を測定するため、
探針３を走査させる走査制御手段１２の制御に基づい
て、標準試料１の円形の穴を探針３で放射状に走査する
方法について説明する。探針３の走査は、図３の符号１
６で示されるように、標準試料１の中央の突起１ｂすな
わち同一地点を必ず通過するように直線的に往復移動の
走査を１回行うと共に、この直線的往復走査を所定角度
ずつ回転させることにより全体として放射状に行われ
る。かかる走査を行うため、前述の通り、突起１ｂの頂
点位置に探針３の先端部を一致させ、探針３と標準試料
１の位置合わせを行う。この状態を図１に示す。突起１
ｂは形状的には特異点になっているため、光学顕微鏡等
で粗く位置決めし、さらに標準試料１の穴の付近を、通
常のＳＴＭ測定方法で測定することにより、容易に検出
できる。この突起１ｂの位置を原点とし、微動機構７の
ＸＹ方向圧電素子７ｂとＺ方向圧電素子７ａの各伸縮動
作を、走査制御手段１２およびサーボ制御手段１０のそ
れぞれの制御指令で制御し、探針３を放射状に走査す
る。突起１ｂは、測定の原点としての印の役割を果たす
ものであれば、同様の大きさの穴でも良く、また×印な
どの溝または突起でも良い。突起１ｂを用いれば、その
頂点の位置にＳＴＭを位置決めする場合において、他の
印より高い精度が得られるという利点がある。

【００２１】前述の通りＳＴＭでは、通常、探針３の走
査をＸＹ方向圧電素子７ｂの伸縮動作で行う。ところが
圧電素子７ｂはヒステリシスを有するため、各走査線に
おいて中心から外側へ走査した場合と、逆に外側から中
心へ走査した場合とでは、測定データにおいて差異が生
じる場合がある。ヒステリシスが比較的小さい圧電素子
を利用することで測定結果に問題が生じない場合は必要
でないが、ヒステリシスが特に問題になる場合には、さ
まざまな方法による補正が提案されている。本実地例で
は、標準試料１の円形の穴の底部に等間隔に同心円状の
複数の溝１ｃを設けることにより、双方の走査方向によ
って得られたデータにおいてこれらの溝１ｃの位置が重
なるようにデータ補正を行っている。かかる補正のた
め、放射状走査では同一線上をそれぞれ２回走査するこ
とになる。すなわち、まず中心の突起１ｂから出発し、
中心から外側に向かって走査してナイフエッジ１ａを乗
り越え、再び中心に向って移動し中心を通過して反対側
のナイフエッジ１ａを乗り越え、再び中心へ戻るように
する。次に、走査方向を前回と異なる或る一定角度だけ
変化させて、同じことを繰り返す。探針３の中心軸に対
して両側の外形を一度に測定しているため、走査方向の
角度を総計で１８０°回転させれば測定は終了である。
従って走査方向の一回の回転角度は、１８０°を自然数
で除した角度とすれば良い。具体的な回転角度は、探針
３の形状をどの程度の精度で測定するかによって決ま
る。

【００２２】図４を参照して、標準試料１の作用と、探
針３の先端形状データの合成方法について説明する。図
４は探針がＳＴＭのサーボ制御状態にて標準試料１のナ
イフエッジ１ａの箇所を通過する際の先端部が推移して
いく状態と探針頂点（最先端部）の描く軌跡を示した図
であり、図４（Ａ）は先端部の曲率半径が大きい探針３
１について描いた図、図４（Ｂ）は先端部の曲率半径が
小さい探針３２について描いた図である。各図中破線１
７，１８で示したのが、探針の頂点の軌跡である。探針
の頂点がナイフエッジ１ａから標準試料１の底面にいた
るまでの軌跡は、探針先端部の形状を表している。すな
わち図中の探針３１，３２の左半分の形状を、紙面内で
１８０°回転したものが、軌跡として測定されたことに
なる。探針３１，３２の右半分については、図示されて
いない右側のナイフエッジ１ａにより同様にして測定で
きる。この時の測定精度はＳＴＭの精度であり、ナノメ
ートルの精度を有する。探針３１，３２の１つの断面に
関する外形の輪郭は、１回の直線的な往復走査で測定デ
ータとして得られた軌跡１７，１８におけるナイフエッ
ジ部の通過データに基づき求められる。直線的な往復走
査を角度を異ならせて放射状に行うことにより、往復走
査の回数に対応する数の断面に関する探針先端部の外形
輪郭の測定データを得ることができる。これらの測定デ
ータは、測定データ記録手段１３に格納される。

【００２３】このようにして得られた多数の探針断面形
状の測定データを用いて、探針形状合成手段１４は探針
の形状を合成して作成する。この合成の際には、軌跡１
７，１８のどの位置が探針３１，３２の頂点に対応する
かを正確に知る必要がある。このことは、測定の際に得
られる各走査に対応するデータには必ず中心点の突起１
ｂが含まれており、かつナイフエッジ１ａの円の直径が
既知であることに基づいて知ることができる。すなわ
ち、中心である突起１ｂから既知のナイフエッジ１ａの
半径分だけ離れた位置のデータが、探針３１，３２の頂
点である。以上の情報に基づき、探針形状合成手段１４
は、探針３１，３２の先端形状を合成することができ
る。

【００２４】探針の先端形状を表す合成されたデータか
ら、探針の先端形状を評価するために知りたいのは、先
端部の詳細な形状の図、曲率半径などである。このた
め、表示・評価手段１５は、得られた探針形状の立体像
や断面像を表示し、二次関数をはじめとする任意の関数
で形状を近似し、先端部の曲率半径を求めるなど、探針
形状の評価を行う。

【００２５】前記の実施例ではＳＴＭについて説明した
が、ＡＦＭの探針でも、標準試料を利用して同様にその
先端形状を測定することができる。この場合には、探針
は導電性を有する必要はない。

【００２６】図５は標準試料の他の実施例を示す。図５
に示される標準試料２０は全体として例えば直方体形状
を有する、前述の穴に相当する凹部２１を有する。凹部
２１は、ナイエッジ２０ａと突条部２０ｂを備える。ま
た凹部２１の底部には、等間隔の複数の直線状の溝２０
ｃが形成されている。標準試料２０の上方には探針３が
配置される。破線２２は、探針３で標準試料２０を走査
する時の探針の最先端の移動軌跡である。かかる構造を
有する標準試料２０は、例えば収束イオンビームを用い
たエッチングにより作製される。ただし、前記実施例で
述べた通り、探針３は、走査方向を所定角度ずつ変更さ
せる必要があるため、標準試料２０も走査方向の変更に
対応させて回転させる必要がある。そのため、標準試料
２０は、回転駆動装置２３で回転するステージ２４上に
配置される。回転駆動装置２３の回転動作は、探針３の
走査方向の回転と同期がとられている。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、専用の標準試料によって得られた針状体先端付近
のナノメートル精度の形状データを、探針形状合成手段
によって画像として合成し表示・評価手段で先端部に関
する合成画像を表示・評価するように構成したため、針
状体先端付近の形状を三次元形状としてかつナノメート
ルの精度で計測・評価できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る針状体先端形状計測装置が適用さ
れた走査型探針顕微鏡の一例としてＳＴＭの構成を示す
構成図である。

【図２】標準試料の一例を示す斜視図である。

【図３】標準試料の一例を示す平面図である。

【図４】探針によって標準試料を測定走査する時の移動
状態を示す図である。

【図５】他の標準試料の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，２０ …標準試料 １ａ，２０ａ …ナイフエッジ １ｂ，２０ｂ …突起 １ｃ，２０ｃ …溝 ２ …試料ステージ ３，３１，３２ …探針 ４ …バイアス電圧印加手段 ５ …トンネル電流検出手段 ７ …微動機構 ８ …粗動機構 １０ …サーボ制御手段 １１ …走査機構 １２ …走査制御手段 １３ …測定データ記録手段 １４ …探針形状合成手段 １５ …表示・評価手段 ２１ …凹部 ２３ …回転駆動装置 ２４ …ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 7/00 - 7/34 102 G01N 37/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査型探針顕微鏡において、微動機構に
   装着された針状体と、ナイフエッジの縁を有する凹部と
   この凹部の底部における中心位置に設けられた基点部を
   備える標準試料と、前記微動機構を制御し前記針状体で
   前記標準試料を繰り返し放射状に走査して前記針状体に
   前記凹部を測定させる針状体走査制御手段と、前記測定
   によって得られたデータに基づき前記針状体の先端形状
   を合成する探針形状合成手段と、合成された形状データ
   と前記標準試料の既知の形状データを比較して前記針状
   体の先端形状を評価する評価手段とを有することを特徴
   とする針状体先端形状計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の針状体先端形状計測装置
   において、前記標準試料は一方向にのみライン走査可能
   な形態を有し、かつ前記針状体の走査方向の変更に伴っ
   て前記標準試料を回転させる回転機構を有することを特
   徴とする針状体先端形状計測装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の針状体先端形状
   計測装置において、前記標準試料は前記凹部の底部に等
   間隔の複数の溝を設け、前記針状体による測定走査を往
   復で行い、往路および復路の各走査で得られた測定デー
   タを用いかつ前記溝を利用して補正を行い、測定データ
   に含まれる前記微動機構のヒステリシスの影響を除くこ
   とを特徴とする針状体先端形状計測装置。
4. 【請求項４】 上面部に凹部を有し、この凹部の開口部
   周囲はナイフエッジの縁で形成され、かつ前記凹部の底
   部の中心位置に基点部を形成したことを特徴とする標準
   試料。
5. 【請求項５】 請求項４記載の標準試料において、前記
   凹部は穴であり、前記開口部は円形であることを特徴と
   する標準試料。
6. 【請求項６】 請求項５記載の標準試料において、前記
   開口部の形状は、円形の代わりに、測定対象である針状
   体の形状に対応した多角形であることを特徴とする標準
   試料。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１項に記載の標
   準試料において、前記凹部または前記穴の底部には、等
   間隔で複数のヒステリシス補正用溝が形成されることを
   特徴とする標準試料。
8. 【請求項８】 開口部の縁がナイフエッジである凹部が
   形成されかつこの凹部の底部中心位置に基点部が形成さ
   れた標準試料を、微動機構によってその位置が変位され
   る針状体で走査しながらその表面形状を測定する方法で
   あり、前記針状体による走査は、前記基点部と前記縁を
   通過する直線的な走査でありかつ所定角度ごとずらせて
   放射状に繰り返し行われ、前記各直線的走査で得られる
   前記標準試料の測定データを用いて前記針状体の先端部
   の外周囲の形状を合成的に求め、評価することを特徴と
   する針状体先端形状計測方法。