JPH04324303A - 走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents
走査型トンネル顕微鏡Info
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- JPH04324303A JPH04324303A JP3094300A JP9430091A JPH04324303A JP H04324303 A JPH04324303 A JP H04324303A JP 3094300 A JP3094300 A JP 3094300A JP 9430091 A JP9430091 A JP 9430091A JP H04324303 A JPH04324303 A JP H04324303A
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- JP
- Japan
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- probe
- sample
- electron beam
- vacuum chamber
- electron gun
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- Pending
Links
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（ＳＴＭ）に関する。
（ＳＴＭ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、走査型トンネル顕微鏡は、試料
とこれに対向配置された探針との間に電圧を印加し、両
者間に流れるトンネル電流が一定になるように両者間の
間隔を制御しながら探針で試料表面を走査することによ
り、試料表面の形状を示すＳＴＭ像を原子レベルの分解
能で観察することができる。
とこれに対向配置された探針との間に電圧を印加し、両
者間に流れるトンネル電流が一定になるように両者間の
間隔を制御しながら探針で試料表面を走査することによ
り、試料表面の形状を示すＳＴＭ像を原子レベルの分解
能で観察することができる。
【０００３】このように、走査型トンネル顕微鏡では、
試料と探針間を流れる微弱なトンネル電流を検出する関
係上、信頼性の高いＳＴＭ像を得るためには、トンネル
電流が常に安定していることが要求される。そして、こ
のトンネル電流の安定性は、探針の形状や表面状態に依
存する。
試料と探針間を流れる微弱なトンネル電流を検出する関
係上、信頼性の高いＳＴＭ像を得るためには、トンネル
電流が常に安定していることが要求される。そして、こ
のトンネル電流の安定性は、探針の形状や表面状態に依
存する。
【０００４】ところで、測定対象となる試料によっては
、その成分（たとえば炭化物）がＳＴＭ像の観察中に探
針側に付着し、そのため、探針が汚染されることがある
。また、探針を大気中に放置していた場合にも油分、酸
素、窒素分子などの不純物が表面に吸着してしまうこと
がある。このように、探針が汚染されたり、不純物が吸
着していた場合には、トンネル電流が安定し難く、鮮明
なＳＴＭ像が得られない。
、その成分（たとえば炭化物）がＳＴＭ像の観察中に探
針側に付着し、そのため、探針が汚染されることがある
。また、探針を大気中に放置していた場合にも油分、酸
素、窒素分子などの不純物が表面に吸着してしまうこと
がある。このように、探針が汚染されたり、不純物が吸
着していた場合には、トンネル電流が安定し難く、鮮明
なＳＴＭ像が得られない。
【０００５】このような場合には、従来は、探針を真空
チャンバから取り出して、同じ探針を電界研磨したり、
別の清浄な探針と交換するなどしている。
チャンバから取り出して、同じ探針を電界研磨したり、
別の清浄な探針と交換するなどしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、探針を真空チャンバから取り出して洗浄したり
交換するのは、それだけ手間がかかるばかりでなく、探
針を再度セットしたときには、探針と試料との相互の位
置関係がずれるため、ＳＴＭ像として観察すべき視野が
失われてしまう。
ように、探針を真空チャンバから取り出して洗浄したり
交換するのは、それだけ手間がかかるばかりでなく、探
針を再度セットしたときには、探針と試料との相互の位
置関係がずれるため、ＳＴＭ像として観察すべき視野が
失われてしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するためになされたものであって、真空チャンバ
内に探針をセットした状態のままでその表面を清浄化で
きるようにして、ＳＴＭ像の視野を失わずに観察でき、
さらに、試料と探針との距離や、探針の先端形状の確認
もできるようにするものである。
を解決するためになされたものであって、真空チャンバ
内に探針をセットした状態のままでその表面を清浄化で
きるようにして、ＳＴＭ像の視野を失わずに観察でき、
さらに、試料と探針との距離や、探針の先端形状の確認
もできるようにするものである。
【０００８】そのため、第１の発明に係る走査型トンネ
ル顕微鏡では、真空チャンバ内に、試料に対して電子ビ
ームを照射する電子銃を配置している。
ル顕微鏡では、真空チャンバ内に、試料に対して電子ビ
ームを照射する電子銃を配置している。
【０００９】また、第２の発明に係る走査型トンネル顕
微鏡では、電子銃が電子ビーム探針および試料を共に見
込むように設定配置される一方、電子銃の略対向位置に
は蛍光スクリーンを設けている。
微鏡では、電子銃が電子ビーム探針および試料を共に見
込むように設定配置される一方、電子銃の略対向位置に
は蛍光スクリーンを設けている。
【００１０】
【作用】上記構成において、電子銃から放射される電子
ビームが探針に照射されることにより、探針先端の温度
が上昇して、探針に吸着している不純物が除かれる。
ビームが探針に照射されることにより、探針先端の温度
が上昇して、探針に吸着している不純物が除かれる。
【００１１】このとき、蛍光スクリーンには、探針と試
料の像が映し出されるので、試料と探針との距離や、探
針の先端形状の確認を行うことができる。
料の像が映し出されるので、試料と探針との距離や、探
針の先端形状の確認を行うことができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例に係る走査型トンネル
顕微鏡の概略構成を示す斜視図である。
顕微鏡の概略構成を示す斜視図である。
【００１３】同図において、符号１は走査型トンネル顕
微鏡の全体を示し、２は真空チャンバである。この真空
チャンバ２内には、試料４が装着される試料ホルダ６と
、試料４との間でトンネル電流を流すための探針８が取
り付けられる探針保持台１０とが配置されている。
微鏡の全体を示し、２は真空チャンバである。この真空
チャンバ２内には、試料４が装着される試料ホルダ６と
、試料４との間でトンネル電流を流すための探針８が取
り付けられる探針保持台１０とが配置されている。
【００１４】そして、探針保持台１０には、探針８をＸ
，Ｙ，Ｚの３軸方向に微量変位させるための３軸微動系
（図示省略）が設けられる一方、試料ホルダ６には、試
料４を探針８に対して近接、離間させるためのＺ軸粗動
系（図示省略）が設けられている。
，Ｙ，Ｚの３軸方向に微量変位させるための３軸微動系
（図示省略）が設けられる一方、試料ホルダ６には、試
料４を探針８に対して近接、離間させるためのＺ軸粗動
系（図示省略）が設けられている。
【００１５】さらに、この実施例では、真空チャンバ２
内に、試料４に対して電子ビームを照射する電子銃１２
が、探針８および試料４を共に見込むように設定配置さ
れており、さらに、電子銃１２の略対向位置には蛍光ス
クリーン１４が設けられている。
内に、試料４に対して電子ビームを照射する電子銃１２
が、探針８および試料４を共に見込むように設定配置さ
れており、さらに、電子銃１２の略対向位置には蛍光ス
クリーン１４が設けられている。
【００１６】上記構成において、電子銃１２のフィラメ
ント１２ａから発射された電子ビームは、探針８の先端
部および試料４に向けて照射される。電子ビームが探針
８の先端部に照射されると、その部分の温度が上昇して
、探針８に吸着している不純物が除かれる。
ント１２ａから発射された電子ビームは、探針８の先端
部および試料４に向けて照射される。電子ビームが探針
８の先端部に照射されると、その部分の温度が上昇して
、探針８に吸着している不純物が除かれる。
【００１７】したがって、探針保持台１０から取り外さ
なくても探針８の清浄化ができる。電子ビームの照射中
は、トンネル電流とともに電子ビームによる吸収電流が
検出されるので、ＳＴＭ像の観察を行えないが、３軸微
動系により探針保持台１０の走査を続行することは可能
であるから、観察すべき試料表面の位置から探針８が大
きく位置ずれすることはなく、所要の観察視野は常に確
保される。
なくても探針８の清浄化ができる。電子ビームの照射中
は、トンネル電流とともに電子ビームによる吸収電流が
検出されるので、ＳＴＭ像の観察を行えないが、３軸微
動系により探針保持台１０の走査を続行することは可能
であるから、観察すべき試料表面の位置から探針８が大
きく位置ずれすることはなく、所要の観察視野は常に確
保される。
【００１８】また、このとき、蛍光スクリーン１４には
、探針８と試料４の像が映し出されるので、試料ホルダ
６の粗動時において試料４と探針８との距離を確認する
ことができる。また、探針８の先端形状が適正なものか
を調べることもできる。
、探針８と試料４の像が映し出されるので、試料ホルダ
６の粗動時において試料４と探針８との距離を確認する
ことができる。また、探針８の先端形状が適正なものか
を調べることもできる。
【００１９】図２は、本発明の他の実施例に係る走査型
トンネル顕微鏡の概略構成図であるこの実施例では、真
空チャンバ２内に配置された電子銃１２から放射される
電子ビームを二次元走査するための走査コイル１６が設
けられ、さらに、二次電子検出器１８が設けられている
。
トンネル顕微鏡の概略構成図であるこの実施例では、真
空チャンバ２内に配置された電子銃１２から放射される
電子ビームを二次元走査するための走査コイル１６が設
けられ、さらに、二次電子検出器１８が設けられている
。
【００２０】この構成においては、いわゆる走査型電子
顕微鏡（ＳＥＭ）が並設されたことになり、探針８の清
浄化だけでなく、探針８および試料４を含めた観察が可
能となる。
顕微鏡（ＳＥＭ）が並設されたことになり、探針８の清
浄化だけでなく、探針８および試料４を含めた観察が可
能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、真空チャンバ内に探針
をセットした状態のままでその表面を清浄化できるので
、ＳＴＭ像の視野を失わずに観察を続行することができ
る。
をセットした状態のままでその表面を清浄化できるので
、ＳＴＭ像の視野を失わずに観察を続行することができ
る。
【００２２】さらに、蛍光スクリーンに映し出される試
料と探針の像を見ることによって、粗動時に試料と探針
との距離が適正であるか否かの判断や、探針の先端形状
の確認も可能となる。
料と探針の像を見ることによって、粗動時に試料と探針
との距離が適正であるか否かの判断や、探針の先端形状
の確認も可能となる。
【図１】本発明の実施例に係る走査型トンネル顕微鏡の
概略構成を示す斜視図である。
概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る走査型トンネル顕微
鏡の概略構成図である。
鏡の概略構成図である。
１…走査型トンネル顕微鏡、２…真空チャンバ、４…試
料、６…試料ホルダ、８…探針、１０…探針保持台、１
２…電子銃、１４…蛍光スクリーン。
料、６…試料ホルダ、８…探針、１０…探針保持台、１
２…電子銃、１４…蛍光スクリーン。
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバ（２）内に、試料（４）
が装着される試料ホルダ（６）と、前記試料（４）との
間でトンネル電流を流すための探針（８）が取り付けら
れる探針保持台（１０）とが配置されている走査型トン
ネル顕微鏡において、前記真空チャンバ（２）内に、前
記試料（４）に対して電子ビームを照射する電子銃（１
２）を配置したことを特徴とする走査型トンネル顕微鏡
。 - 【請求項２】 請求項１記載の走査型トンネル顕微鏡
において、電子銃（１２）は探針（８）および試料（４
）を共に見込むように設定配置される一方、電子銃（１
２）の略対向位置には蛍光スクリーン（１４）を設けた
ことを特徴とする走査型トンネル顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094300A JPH04324303A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094300A JPH04324303A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324303A true JPH04324303A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14106423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094300A Pending JPH04324303A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324303A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101009939B1 (ko) * | 2008-10-29 | 2011-01-21 | 포항공과대학교 산학협력단 | 전자에너지 손실 분광법에서 발생하는 탄소오염 제거방법 |
| DE10339745B4 (de) * | 2003-08-28 | 2016-01-14 | Polaris Innovations Ltd. | Verfahren zum Beseitigen einer Verunreinigung von einem Sondenendbereich eines Rastersondengeräts und Rastersondengerät |
| EP3964841A1 (de) * | 2020-09-02 | 2022-03-09 | Siltronic AG | Messapparatur und verfahren zum untersuchen eines bereichs einer oberfläche eines substrats mit hilfe einer kraft-messsonde |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3094300A patent/JPH04324303A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10339745B4 (de) * | 2003-08-28 | 2016-01-14 | Polaris Innovations Ltd. | Verfahren zum Beseitigen einer Verunreinigung von einem Sondenendbereich eines Rastersondengeräts und Rastersondengerät |
| KR101009939B1 (ko) * | 2008-10-29 | 2011-01-21 | 포항공과대학교 산학협력단 | 전자에너지 손실 분광법에서 발생하는 탄소오염 제거방법 |
| EP3964841A1 (de) * | 2020-09-02 | 2022-03-09 | Siltronic AG | Messapparatur und verfahren zum untersuchen eines bereichs einer oberfläche eines substrats mit hilfe einer kraft-messsonde |
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