JPH03142301A - 走査トンネル顕微鏡 - Google Patents
走査トンネル顕微鏡Info
- Publication number
- JPH03142301A JPH03142301A JP27972289A JP27972289A JPH03142301A JP H03142301 A JPH03142301 A JP H03142301A JP 27972289 A JP27972289 A JP 27972289A JP 27972289 A JP27972289 A JP 27972289A JP H03142301 A JPH03142301 A JP H03142301A
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- light
- illumination
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、光学顕微鏡を備えた走査トンネル顕微鏡、
特に走査電子顕微鏡などの電子線計測装置の真空体内に
組み込んで使用する走査トンネル顕微鏡に関するもので
ある。
特に走査電子顕微鏡などの電子線計測装置の真空体内に
組み込んで使用する走査トンネル顕微鏡に関するもので
ある。
［従来の技術］
走査トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭとも言う）について
は、すでに良く知られており、ここでは詳細な説明は省
略するが、原子そのものの観察が可能で、また探針と試
料とのある間隙におけるトンネル電流の特性を調べるこ
とにより、その試料の電気的特性などの表面分析を行う
ことができ、さらにトンネル電流が一定に保たれるよう
にピエゾ（ＰＺＴ）素子などで９７Ｍ探針を精密に制御
しながら試料表面のＸ−Ｙ方向を走査することにより、
試料表面の凹凸の三次元計測を行うことができるという
優れた利点を有する。
は、すでに良く知られており、ここでは詳細な説明は省
略するが、原子そのものの観察が可能で、また探針と試
料とのある間隙におけるトンネル電流の特性を調べるこ
とにより、その試料の電気的特性などの表面分析を行う
ことができ、さらにトンネル電流が一定に保たれるよう
にピエゾ（ＰＺＴ）素子などで９７Ｍ探針を精密に制御
しながら試料表面のＸ−Ｙ方向を走査することにより、
試料表面の凹凸の三次元計測を行うことができるという
優れた利点を有する。
然しながらＳＴＭは、計測を行う場合に試料表面に対し
Ｚ方向でｌｎｍ以下に探針を近接させておかなければな
らず、ＸＹ方向の測定ではｌｎｍ以下に近接させた探針
を試料表面上で機械的に走査させる必要があり、原理的
に或は構造上の制約から測定領域が微少領域とならざる
を得ない。
Ｚ方向でｌｎｍ以下に探針を近接させておかなければな
らず、ＸＹ方向の測定ではｌｎｍ以下に近接させた探針
を試料表面上で機械的に走査させる必要があり、原理的
に或は構造上の制約から測定領域が微少領域とならざる
を得ない。
このことは例えば結晶学の分野においては、単原子層の
ステップそのものは計測可能であるがステップの配列構
造は測定領域の制限から計測できないという問題がある
。
ステップそのものは計測可能であるがステップの配列構
造は測定領域の制限から計測できないという問題がある
。
また試料表面上の測定すべき箇所の探索が大変難しく容
易に計測できない。すなわち測定すべき箇所がｎｍのオ
ーダーとなるＳＴＭでは、１１１す定すべき箇所へ探針
を一致させることは至難のわざとなる。
易に計測できない。すなわち測定すべき箇所がｎｍのオ
ーダーとなるＳＴＭでは、１１１す定すべき箇所へ探針
を一致させることは至難のわざとなる。
そこで、このような欠点を補うために、光学顕微ＳＡ＜
以下、これをＯＭとも言う）や走査電子顕微鏡などの電
子線計測装置（以下、これらを総称してＳＥＭと言う）
と複合化させたＳ Ｔ Ｍが開発されている。
以下、これをＯＭとも言う）や走査電子顕微鏡などの電
子線計測装置（以下、これらを総称してＳＥＭと言う）
と複合化させたＳ Ｔ Ｍが開発されている。
第３図は従来の光学顕微鏡を備えた走査トンネル顕微鏡
の構成の概略を示す断面図で、図において（１）はＳＴ
Ｍ探針、（２）はＳＴＭ駆動系、（３〉は試料、〈４〉
はＯＭ用対物レンズ、＜５）はＯＭ用照明である。
の構成の概略を示す断面図で、図において（１）はＳＴ
Ｍ探針、（２）はＳＴＭ駆動系、（３〉は試料、〈４〉
はＯＭ用対物レンズ、＜５）はＯＭ用照明である。
ＳＴＭ探針（１）はＳＴＭの性質上、試料（３）の表面
に垂直に配置される必要があり、このＳＴＭ探針（１）
でトンネル電流を測定する試料（３〉上の点く以下、こ
れを測定点という〉にＳＴＭ駆動系（２）の動きを制限
することな（ＯＭの視野を一致させるためには、ＯＭ用
対物レンズ（４）をＳＴＭ探針（１）から所定の角度θ
傾斜させて配置する必要がある。
に垂直に配置される必要があり、このＳＴＭ探針（１）
でトンネル電流を測定する試料（３〉上の点く以下、こ
れを測定点という〉にＳＴＭ駆動系（２）の動きを制限
することな（ＯＭの視野を一致させるためには、ＯＭ用
対物レンズ（４）をＳＴＭ探針（１）から所定の角度θ
傾斜させて配置する必要がある。
またＯＭの照明として、すなわち試料（３）上の平坦な
測定点を照射し、この測定点で反射してＯＭ用対物レン
ズ（４）の視野へ反射光を入射させるような照明を設け
るためには、ＳＴＭ探針（１）を軸として、ＯＭ用対物
レンズ（４）とは反対側へ同角度θ傾斜させたＯＭ用照
明（５）を配置しなければならない。
測定点を照射し、この測定点で反射してＯＭ用対物レン
ズ（４）の視野へ反射光を入射させるような照明を設け
るためには、ＳＴＭ探針（１）を軸として、ＯＭ用対物
レンズ（４）とは反対側へ同角度θ傾斜させたＯＭ用照
明（５）を配置しなければならない。
すなわち光学顕微鏡を備えた走査トンネル顕微鏡におい
て、測定点にＯＭの視野を一致させ、且つ測定点を照射
した光が測定点で反射し、ＯＭの視野へ入射するような
照明を設けるためには、Ｓ］゛Ｍ探針（１）を軸として
角度θ傾斜させた対称な位置で、ＳＴＭ探針（１）の直
ぐ近くに、ＯＭ用対物レンズ（４〉とＯＭ用照明（５〉
とを、それぞれ個別に設ける必要がある。
て、測定点にＯＭの視野を一致させ、且つ測定点を照射
した光が測定点で反射し、ＯＭの視野へ入射するような
照明を設けるためには、Ｓ］゛Ｍ探針（１）を軸として
角度θ傾斜させた対称な位置で、ＳＴＭ探針（１）の直
ぐ近くに、ＯＭ用対物レンズ（４〉とＯＭ用照明（５〉
とを、それぞれ個別に設ける必要がある。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の走査トンネル顕微鏡は以上のように
構成されているので、例えばＯＭで測定点のステレオ観
察を行いたいような場合やＣＯＤカメラを用い０Ｍで同
時に倍率の異なる画像を描画するような場合には、ＯＭ
用対物レンズとＯＭ用照明とをそれぞれ個別に複数組み
設ける必要があるが、このようなｆａｔとするとスペー
スの問題からＳＴＭ駆動系の動きを著しく制限してしま
う。
構成されているので、例えばＯＭで測定点のステレオ観
察を行いたいような場合やＣＯＤカメラを用い０Ｍで同
時に倍率の異なる画像を描画するような場合には、ＯＭ
用対物レンズとＯＭ用照明とをそれぞれ個別に複数組み
設ける必要があるが、このようなｆａｔとするとスペー
スの問題からＳＴＭ駆動系の動きを著しく制限してしま
う。
特に、ＳＥＭの真空体内に組み込むような場合には、設
置°スペースが一層制約されてしまうため、ＯＭ用対物
レンズとＯＭ用照明とをそれぞれ個別に複数組み設ける
ことは事実上不可能となる。
置°スペースが一層制約されてしまうため、ＯＭ用対物
レンズとＯＭ用照明とをそれぞれ個別に複数組み設ける
ことは事実上不可能となる。
然しながら例えばステレオ観察を例にとれば、ＳＴＭ、
ＳＥＭともに三次元計測を行うことができ、ＯＭで三次
元の観察ができないとすれば、０Ｍを備える意味が半減
してしまうことになるという問題点があった。
ＳＥＭともに三次元計測を行うことができ、ＯＭで三次
元の観察ができないとすれば、０Ｍを備える意味が半減
してしまうことになるという問題点があった。
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、従来の装置の半分のスペースで照明効果を備えたＯＭ
用対物レンズを複数組み設けることができ、容易にステ
レオ観察や同時に倍率の異なる画像を描画することがで
きる光学顕微鏡を備えた走査トンネル顕微鏡を得ること
を目的としている。
、従来の装置の半分のスペースで照明効果を備えたＯＭ
用対物レンズを複数組み設けることができ、容易にステ
レオ観察や同時に倍率の異なる画像を描画することがで
きる光学顕微鏡を備えた走査トンネル顕微鏡を得ること
を目的としている。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる走査トンネル顕微鏡は、光源と一体化
させたＯＭ用対物レンズ２個を１対とし、それぞれをＳ
ＴＭ探針から所定の角度θ傾斜させて対称的に配置し、
それぞれの光源から出射した光がそれぞれ測定点で反射
し、他方のＯＭ用対物レンズの視野へ入射するように構
成したものである。
させたＯＭ用対物レンズ２個を１対とし、それぞれをＳ
ＴＭ探針から所定の角度θ傾斜させて対称的に配置し、
それぞれの光源から出射した光がそれぞれ測定点で反射
し、他方のＯＭ用対物レンズの視野へ入射するように構
成したものである。
［作用］
この発明においては、それぞれの光源から出射した光が
それぞれ測定点で反射し、他方のＯＭ用対物レしスの視
野へ入射するようにしたので、設置スペースを半減する
ことが可能となる。
それぞれ測定点で反射し、他方のＯＭ用対物レしスの視
野へ入射するようにしたので、設置スペースを半減する
ことが可能となる。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図面について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す断面図で、図において第
３図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（１０〉は
光フアイバーライトガイド、（１１）は！＜（引用レン
ズ、（１２）は照明用レンズ調節装置、（４０〉はこの
実施例における光源と一体化したＯＭ用対物レンズを示
す。
図はこの発明の一実施例を示す断面図で、図において第
３図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（１０〉は
光フアイバーライトガイド、（１１）は！＜（引用レン
ズ、（１２）は照明用レンズ調節装置、（４０〉はこの
実施例における光源と一体化したＯＭ用対物レンズを示
す。
また第２図は光源と一体化したＯＭ用対物レンズ（４０
）全体の構成を示す断面図で、図（Ａ）は照明用レンズ
（１１）および照明用レンズ調節装置（１２）を装着し
た状態、図（Ｂ）はそれらを外した状態を示す。
）全体の構成を示す断面図で、図（Ａ）は照明用レンズ
（１１）および照明用レンズ調節装置（１２）を装着し
た状態、図（Ｂ）はそれらを外した状態を示す。
第１図、第２図に示すように、この実施例ではＯＭ用対
物レンズ（４）の外周へ光フアイバーライトガイド（１
０〉を巡らせ、この光フアイバーライトガイド（１０）
で光を導入することにより照明用の光源とし、光源と一
体化したＯＭ用対物レンズ（４０〉を形成している。
物レンズ（４）の外周へ光フアイバーライトガイド（１
０〉を巡らせ、この光フアイバーライトガイド（１０）
で光を導入することにより照明用の光源とし、光源と一
体化したＯＭ用対物レンズ（４０〉を形成している。
そして第１図に示すように、光源と一体化したＯＭ用対
物レンズ（４０）２個を１対として、それぞれをＳ Ｔ
Ｍ探針（１）から所定の角度θ傾斜させて対称的に配
置し、それぞれの光源から出射した光がそれぞれ測定点
で反射し、他方のＯＭ用対物レンズ（４）の視野へ入射
するように配置している。
物レンズ（４０）２個を１対として、それぞれをＳ Ｔ
Ｍ探針（１）から所定の角度θ傾斜させて対称的に配
置し、それぞれの光源から出射した光がそれぞれ測定点
で反射し、他方のＯＭ用対物レンズ（４）の視野へ入射
するように配置している。
そして光源の調節は、照明用レンズ調節装置（１２）で
照明用レンズ（１１）を駆動して行うようになっている
。
照明用レンズ（１１）を駆動して行うようになっている
。
以上のような構成とすることにより、例えばＯＭで測定
点のステレオ観察を行いたいような場合やＣＯＤカメラ
を用いＯＭで同時に倍率の異なる画像を描画するような
場合でも、それぞれ個別にＯＭ用照明（５）を設ける必
要がなくなり、設置スペースを半減させることができる
。
点のステレオ観察を行いたいような場合やＣＯＤカメラ
を用いＯＭで同時に倍率の異なる画像を描画するような
場合でも、それぞれ個別にＯＭ用照明（５）を設ける必
要がなくなり、設置スペースを半減させることができる
。
なお光源と一体化したＯＭ用対物レンズ（４０）として
、例えば市販されているマイクロハイスコープを用いる
ことにより、高倍率で深い被写界深度を持つ照明付きＯ
Ｍを構成することができ、且つ、このマイクロハイスコ
ープを用いることによりワーキングデイスタンスを長く
取ることが可能となるので、３７Ｍ探針（１〉や３７Ｍ
駆動系（２〉の動きを全く制限することがなくなる。
、例えば市販されているマイクロハイスコープを用いる
ことにより、高倍率で深い被写界深度を持つ照明付きＯ
Ｍを構成することができ、且つ、このマイクロハイスコ
ープを用いることによりワーキングデイスタンスを長く
取ることが可能となるので、３７Ｍ探針（１〉や３７Ｍ
駆動系（２〉の動きを全く制限することがなくなる。
上記実施間では、光源と一体化したＯＭ用対物レしズク
４０〉として、ＯＭ用対物レンズ（４〉の外周へ光フア
イバーライトガイド（１０〉を巡らせ、この光フアイバ
ーライトガイド（１０）から光を導入することにより照
明用の光源とする構造を示したが、ＯＭ用対物レンズに
光源が一体化したものであれば、この構造に限定される
ものではない。
４０〉として、ＯＭ用対物レンズ（４〉の外周へ光フア
イバーライトガイド（１０〉を巡らせ、この光フアイバ
ーライトガイド（１０）から光を導入することにより照
明用の光源とする構造を示したが、ＯＭ用対物レンズに
光源が一体化したものであれば、この構造に限定される
ものではない。
［発明の効果］
この発明は以上説明したように、光源と一体化したＯＭ
用対物レンズ２個を１対とし、それぞれを３７Ｍ探針か
ら所定の角度θ傾斜させて対称的に配置し、それぞれの
光源から出射した光がそれぞれ測定点で反射し、他方の
ＯＭ用対物レンズの視野へ入射するように構成すること
により、ＯＭ用対物レンズを複数個設置する場合に、そ
の対称な位置に照明を個別に設置する必要がなくなり、
設置スペースを半減することができるという効果がある
。
用対物レンズ２個を１対とし、それぞれを３７Ｍ探針か
ら所定の角度θ傾斜させて対称的に配置し、それぞれの
光源から出射した光がそれぞれ測定点で反射し、他方の
ＯＭ用対物レンズの視野へ入射するように構成すること
により、ＯＭ用対物レンズを複数個設置する場合に、そ
の対称な位置に照明を個別に設置する必要がなくなり、
設置スペースを半減することができるという効果がある
。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は光
源と一体化したＯＭ用対物レンズの一例を示す断面図、
第３図は従来の装置を示す断面図。 （１〉は３７Ｍ探針、（２）は３７Ｍ駆動系、（３）は
試料、（４〉はＯＭ用対物レンズ、（１０）は光フアイ
バーライトガイド、（１１〉は照明用レンズ、（１２）
は照明用レンズ調節装置、１４０）は光源と一体化した
ＯＭ用対物レンズ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。 ＼ご公 第 １ 図 Ｕ５’ｌ用メゴａレンズ 第２ 図 （Ａ） （Ｂ）
源と一体化したＯＭ用対物レンズの一例を示す断面図、
第３図は従来の装置を示す断面図。 （１〉は３７Ｍ探針、（２）は３７Ｍ駆動系、（３）は
試料、（４〉はＯＭ用対物レンズ、（１０）は光フアイ
バーライトガイド、（１１〉は照明用レンズ、（１２）
は照明用レンズ調節装置、１４０）は光源と一体化した
ＯＭ用対物レンズ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。 ＼ご公 第 １ 図 Ｕ５’ｌ用メゴａレンズ 第２ 図 （Ａ） （Ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 試料表面上のトンネル電流を測定する点（以下、これを
測定点という）を通り試料表面に垂直な軸をＺ軸とする
場合、このＺ軸上に設けられた走査トンネル顕微鏡（以
下、ＳＴＭとも言う）用探針、先端前方を照射する光源
と一体化して形成され、２個で１対となる光学顕微鏡（
以下、ＯＭと言う）用対物レンズ、 上記１対のＯＭ用対物レンズを、１対あるいは複数対用
い、それぞれ測定点を通りＺ軸から所定の同角度θ傾け
た位置でＺ軸にそれぞれ対称に配置する手段を備え、 各対のＯＭ用対物レンズそれぞれの光源から出射した光
がそれぞれ測定点で反射し、各対の他方のＯＭ用対物レ
ンズの視野へ入射するように調整したことを特徴とする
走査トンネル顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27972289A JPH03142301A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 走査トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27972289A JPH03142301A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 走査トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142301A true JPH03142301A (ja) | 1991-06-18 |
Family
ID=17614967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27972289A Pending JPH03142301A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 走査トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03142301A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05126516A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Kurabo Ind Ltd | 走査型トンネル顕微鏡用拡大鏡 |
| JPH05231863A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-09-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 限界寸法測定装置及び方法 |
| WO1994008205A1 (de) * | 1992-09-25 | 1994-04-14 | Carl Zeiss | Verfahren zur koordinatenmessung an werkstücken |
| GB2416404A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-25 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Microscope objective with illumination with lower aperture |
| GB2416403A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-25 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Microscope objective with illumination with lower aperture |
| CN104655886A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-05-27 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 手动探针结构 |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP27972289A patent/JPH03142301A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05231863A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-09-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 限界寸法測定装置及び方法 |
| JPH0774735B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1995-08-09 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | サンプルの表面構造の寸法の測定装置及び方法 |
| JPH05126516A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Kurabo Ind Ltd | 走査型トンネル顕微鏡用拡大鏡 |
| WO1994008205A1 (de) * | 1992-09-25 | 1994-04-14 | Carl Zeiss | Verfahren zur koordinatenmessung an werkstücken |
| US5615489A (en) * | 1992-09-25 | 1997-04-01 | Carl-Zeiss-Stiftung | Method of making coordinate measurements on workpieces |
| GB2416404A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-25 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Microscope objective with illumination with lower aperture |
| GB2416403A (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-25 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Microscope objective with illumination with lower aperture |
| US7796328B2 (en) | 2004-07-16 | 2010-09-14 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Laser scanning microscope with illumination perpendicular to the optical axis |
| CN104655886A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-05-27 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 手动探针结构 |
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