JP5269725B2 - 液中電位計測方法 - Google Patents
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Images
Description
Gr=Gr0×sin(2×π×fr×t)・・(1)
Dr=Ar1×sin(2×π×fr×t)・・(2)
Va=Va0×sin(2×π×fe×t)・・(3)
Vp=Va0×sin(2×π×fe×t)+Vd・・(4)
Fe=−1/2×(∂C/∂z)×(Vp−Vs)2・・(5)
Fe=−1/2×(∂C/∂z)×[{(Vd−Vs)2+(Va0)2}+2×Va0×(Vd−Vs)×sin(2×π×fe×t)−1/2×(Va0)2×cos(2×2×π×fe×t)]・・(6)
Fe=Fe0+Fe1×sin(2×π×fe×t)+Fe2×cos(2×2×π×fe×t)・・(7)
De=Ae0+Ae1×sin(2×π×fe×t)+Ae2×cos(2×2×π×fe×t)・・(8)
D=Dr+De=Ar1×sin(2×π×fr×t)+Ae0+Ae1×sin(2×π×fe×t)+Ae2×cos(2×2×π×fe×t)・・(9)
E=Er+Ee=Er1×sin(2×π×fr×t)+Ee0+Ee1×sin(2×π×fe×t)+Ee2×cos(2×2×π×fe×t)・・(10)
Er=Er1×sin(2×π×fr×t)・・(11)
Ee=Ee0+Ee1×sin(2×π×fe×t)+Ee2×cos(2×2×π×fe×t)・・(12)
図9−1〜図9−5は、本実施形態に係る液中電位計測装置を構成する装置本体の変形例を示す図である。図9−1に示す信号検出装置101aは、ステージ2に載置された計測対象SAと外部接地GNDとの間に、直流電位発生装置(DC)30を接続する。これによって、信号検出装置101aでは、直流電位発生装置30が、外部接地GNDを基準とした直流電位を、液体容器3内の計測対象SAに印加する。
2 ステージ
3 液体容器
4 カンチレバー
5 探針
6 振動子
7、7e 光透過窓
8 XYZ走査装置
9 発光素子
10 受光素子
11 変位検出装置
12 第1ロックイン増幅器
13 第1振動検出器
14 発振器
15 第1FB回路
16 Z走査駆動装置
17 X走査駆動装置
18 Y走査駆動装置
19 第2ロックイン増幅器
20 第2振動検出器
21 AC電位生成装置
22 DC電位生成装置
23 加算演算器
24 第2FB回路
40 電荷固定層
41 電荷拡散層
42 表面電荷
43 対イオン
50 計測制御装置
51 処理部
51a 制御部
51b 表面検出部
51c 電位計測部
51d 位置情報取得部
52 記憶部
53 入出力部
54 描画装置
55 入力装置
100 計測装置本体
101、101a、101b、101c、101d、101e 信号検出装置
102 動作制御・情報検出系統
Claims (3)
- 液体中に計測対象を保持した状態で、自由端側に探針を有するカンチレバーを第1周波数で振動させるとともに、前記探針に、直流電位及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の交流電位を重畳して印加する電位印加手順と、
前記探針が前記計測対象に接触していない状態で前記第1周波数の振動振幅を検出し、その後、前記第1周波数の振動振幅を検出しつつ前記探針を前記計測対象へ接近させ、前記第1周波数の振動振幅を所定の一定値に保つように前記探針と前記計測対象との距離を制御して、前記第1周波数の振動振幅が前記所定の一定値に保たれたときに前記探針と前記計測対象とが接触したと判定する接触判定手順と、
前記探針と前記計測対象とが接触したと判定された状態で、前記第2周波数の振動成分が0になるように前記直流電位を制御して、前記第2周波数の振動成分が0になったときの前記直流電位を前記計測対象の表面における電位として求める表面電位測定手順と、
前記探針を前記計測対象から離れた位置に移動させる探針移動手順と、
前記探針が前記計測対象から離れたその位置において、前記第2周波数の振動成分が0になるように前記直流電位を制御して、前記第2周波数の振動成分が0になったときの前記直流電位を求め、その電位をその離れた位置における液体中の電位とする液中電位測定手順と、
を含むことを特徴とする液中電位計測方法。 - 前記探針が前記計測対象から離れた位置において前記第2周波数の振動成分が0になったときの前記直流電位と、前記探針と前記計測対象とが接触したと判定された状態で前記第2周波数の振動成分が0になったときの前記直流電位との差を、前記探針が前記計測対象から離れた位置における前記液体中の電位とする請求項1に記載の液中電位計測方法。
- 前記液体中において2点以上の電位を計測する場合、前記電位印加手順と、前記接触判定手順と、前記表面電位測定手順と、前記探針移動手順と、前記液中電位測定手順とを繰り返し、
前記液体中における2点以上の電位の計測結果から、前記液体中の電位と、当該電位の位置との関係を求め、
前記関係の一次関数部分と、前記関係の指数関数部分と、前記一次関数部分及び前記指数関数部分の接続部と、のうちの少なくとも一つを用いて、前記液体中の電荷固定層の厚さと、前記液体中の電荷拡散層の実効厚さと、対イオンの符号と、電荷固定層と電荷拡散層との境界に存在する対イオンの過不足と、のうちの少なくとも一つを求める請求項1又は2に記載の液中電位計測方法。
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