JPH0458102A - 光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡とその探針の位置合わせ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡と
その探針の位置合せ方法は、走査型トンネル顕微鏡（Ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅ　。

以下、場合により単にＳＴＭとする。）に光学式顕微鏡
を付設すると共に、探針の取付誤差に基づく光学式顕微
鏡と探針との偏差を測定可能とする事で、測定すべき物
質の表面に探針を近接させる作業の容易化を図るもので
ある。

（従来の技術） 大規模集積回路（ＬＳＩ）に関する技術進歩等により、
シリコン、ガリウム砒素等の単結晶材料、或は各種化学
物質等の表面を、原子レベルで）−′□ 観察する必要が生じている。

この様に材料の表面を原子レベルで観察する場合、従来
はＸ線や粒子線の回折像によったり、高分解能の電子顕
微鏡を用いていたが、これら従来の観察方法は、原子が
数十乃至数百個以上規則正しく重なっている状態で、そ
の重なりの影を見る為、単結晶材料の表面しか観察出来
ず、原子像が逆数で描かれる為データ処理が面倒であっ
たり（前者の場合）、鮮明な像を得難く、しかも電子線
による材料の損傷も考えられる（後者の場合）等、必ず
しも満足出来る観察方法とは言えなかった。

この様な不都合を生じる事なく材料表面の単原子層（乃
至３列ぐらい）レベルの凹凸の状態を観察出来る方法と
して、ＳＴＭを用いる方法が近年ン主目されている。

ＳＴＭの原理と作用とは、例えば工業技術院電子技術総
合研究所で発行している電総研ニュース１９８６年６月
号等に記載されているが、先ずこのＳＴＭの原理と作用
とに就いて、上記電総研ニュースの記載をもとに、第１
０〜１１図にヨリ説明する。

第１１図に示す様に、先端に原子が１個程度しか存在し
ない様な掻く尖った金属製の探針１の先端を、表面を観
察すべぎ物質２の表面にｌｎｍ（ナノメートル、ＩＸＩ
Ｏ−９ｍ）程度に迄近付けた場合、探針１の先端に存在
する金属原子１ａの回りに存在する電子と物質２の表面
の原子２ａの回りに存在する電子との波動関数が重なる
。

この様に両原子１ａ、２ａの電子同士の波動関数が重な
った状態に於いて、探針１と物ｘ２との間に１０ｍＶ程
度の電圧を加えると、両者１．２の間に１０ｎＡ（ナノ
アンペア、１ｎＡ＝ＩＸ１０−９Ａ）程度のトンネル電
流が流れる。このトンネル電流の大きさは、上記両原子
１ａ、２ａの距離に応じて指数関数的に変化する為、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針１をＺ方向に上下させ
つつ、この探針１をＸ、Ｘ方向に移動させれば、物質２
の表面の原子配列を求める事が出来る。この場合に於け
る測定精度は、垂直方向（Ｚ方向）で０゜０１ｎｍ程度
、水平方向（ＸＸ方向）で０．２〜０．３ｒｖ程度とな
る。

探針１をＸ、Ｙ、Ｚの三次元方向に駆動するのは、例え
ば互いに直角に配列された３木のピエゾ素子３．４．５
から成る、圧電アクチュエータと呼ばれる駆動装置によ
り行なう。ピエゾ素子とは、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐ
ｂ　（Ｔｉ　、Ｚｒ）　Ｏｓ）又は成る種のセラミック
の様に、電圧を加えると加えた電圧に比例して変形し、
その全長を変えるものである。

上述の様なピエゾ素子３．４．５を組み込んだＳＴＭに
より物ｘ２の表面を観察する場合、ＸＹ走査回路６から
の信号に基づき、Ｘ方向ピエゾ素子３、Ｙ方向ピエゾ素
子４に加える電圧を変化させ、両ピエゾ素子３．４の交
点下側に設けた探針１を二次元方向に移動させる事で、
物質２の表面を走査する。実際の場合は、Ｙ方向ピエゾ
素子４を固定したままＸ方向ピエゾ素子３を伸縮させ、
探針１を一定長さだけ直線的に移動させた後、Ｘ方向ピ
エゾ素子３を固定したままＹ方向ピエゾ素子４を少し伸
縮させる作業を繰り返し行なう。

Ｘ方向、Ｙ方向両ピエゾ素子３．４を二次元方向に移動
させた場合、物質２の表面に凹凸があると、そのままで
は探針１の先端の原子１ａと物質２表面の原子２ａとの
距離が変化し、更には探針１が物質２の表面に衝突する
が、この距離が変化した場合、探針１と物質２との間に
流れるトンネル電流が変化する。このトンネル電流は、
トンネル電流増幅器１１を介してＺ方向ピエゾ素子５に
印加する電流を制御する為のサーボ回路７に入力され、
このサーボ回路７は、Ｚ方向ピエゾ素子５に印加する電
圧を変化させ、このＺ方向ピエゾ素子５を伸縮させる事
で、探針１の先端の原子１ａと物質２表面の原子２ａと
の距離を一定に保つ Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各ピエゾ素子３．４．５に印
加した電圧はメモリ８に記憶され、この記憶値に基づい
てマイクロコンピュータ９が物質２の表面の凹凸を求め
る。この様にして求められた凹凸形状は、ＣＲＴ等の表
示装置１０に表示される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述の様に構成され作用するＳＴＭにより、
物質表面の所望部分を原子レベルで観察する場合、−度
に観察出来る範囲は限られている（例えば１０μｍ角の
範囲）為、探針１の先端を、表面を測定すべき物質２の
表面所望部分に対向させなければならない。

この為、例えば実開昭６４−４８８６２号公報に開示さ
れている様に、光学式顕微鏡とＳＴＭとを組み合わせる
事によって、ＳＴＭの探針を表面を測定すべき物質（以
下試料とする。）表面の所定部分に対向させる試みが為
されているが、光学式顕微鏡が試料表面を斜め方向から
見るものであった為、探針を観察したい部分に厳密に対
向させる事が難しく、必ずしも使い易いものではなかっ
た。

ＳＴＭと光学式顕微鏡とを、試料台に対して平行Ｂ動す
る阜−の移動台に、所定寸法だけ間隔を開けて設置し、
光学式顕微鏡で試料表面を観察してから上記Ｂ動台を所
定寸法だけ平行移動させ、それ迄光学式顕微鏡で観察し
ていた試料表面にＳＴＭを対向させる様にすれば、ＳＴ
Ｍの探針を試料表面の所定部分に対向させる作業が容易
になるが、この場合に於いても、次に述べる様な問題を
生じる。

即ち、ＳＴＭの探針は、その先端が極めて尖った形状で
ある為、傷み易く、度々交換する必要があるが、交換に
伴なって生じる取付誤差に起因して探針の先端位置が、
１０分の１　ｍｍ単位でずれる事が避けられない。

前述の様に、ＳＴＭにより一度に観察出来る範囲は１０
μｍ程度である為、探針の先端位置が１０分の１ｍｍ（
１００μｍ）単位でずれた（変位した）場合、光学式顕
１１１［鏡で観察していた部位と、ＳＴＭで観察する部
位とが完全にずれてしまう。

本発明の光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡とその探
針の位置合わせ方法は、探針の取付誤差に基づく光学式
顕微鏡と探針との偏差を測定可能とする事で、上述の様
な不都合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡とその探
針の位置合わせ方法の内、請求項１に記載された光学式
顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡の発明は、水平なＸ方向
に亙る移動自在な移動テーブルと、この移動テーブル上
に支持され、下端部にピエゾ素子によって三次元方向に
駆動される探針な設けた走査型トンネル顕微鏡と、上記
移動テーブルに支持され、試料表面を観察自在な上部光
学式顕微鏡と、少なくとも水平なＸ方向に亙る移動自在
で、上記探針を下方から観察自在な下部光学式顕微鏡と
、Ｘ方向に亙る移動自在に設けられた試料台と、この試
料台の側部に設けられ、上記上部光学式顕微鏡！鏡の対
物レンズと上記下部光学式顕微鏡の対物レンズとの間に
進入自在で、中央部に基準クロスラインを設けた透明板
と、下部光学式顕微鏡の視野中心と探針との変位を表わ
すＸＹ位置表示カウンターとから構成されている。

又、請求項２に記載された光学式顕微鏡付走査型トンネ
ル顕ｒａ鏡の探針の位置合わせ方法の発明は、上述の様
な請求項１に記載の光学式Ｒ微鏡付走査型トンネル顕微
鏡を使用して試料表面の特定部分を観察する為、上部光
学式顕微鏡の観察中心と探針の先端との偏差を求める方
法であって、透明板を上部光学式顕微鏡の対物レンズと
下部光学式顕微鏡の対物レンズとの間に進入させ、上部
、下部、両光学式顕微鏡の視野中心を上記透明板の基準
クロスラインに一致させる事により、上記両光学式顕微
鏡の光軸を一致させた状態で、ＸＹ位置表示カウンター
を、ｘ＝０、Ｙ＝Ｏとした後、試料台をＸ方向に移動さ
せて、透明板を下部光学式顕微鏡の上方から退避させる
と共に、移動テーブルをＸ方向に移動させる事によって
、走査型トンネル顕微鏡の探針を下部光学式顕微鏡の上
方に移動させた後、Ｘ＝０、Ｙ＝Ｏである下部光学式顕
微鏡の視野中心と探針の先端とのＸ方向の偏差ｘ１とＸ
方向の偏差Ｙ、とを、それぞれ上部光学式顕微鏡の観察
中心と探針との偏差として求め、この偏差を、探針を試
料表面の所定位置に対向させる際の補正項として加える
。

（作　　用） 上述の様に構成される本発明の光学式顕微鏡付走査型ト
ンネル顕微鏡とその位置合わせ方法の場合、探針の取付
誤差に基づく、上部光学式顕微鏡の観察中心と探針の先
端との偏差を求める事が出来る為、探針の取付誤差に拘
らず、試料表面の所定部分を観察する事が出来る。

即ち、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の探針を交換し
た場合、ＳＴＭの使用に先立って予め偏差を求め、その
結果を制御部分に記憶させておく。

試料表面の所定部分を観察する場合には、先ず上部光学
式顕微鏡で試料表面の所定部分を観察した後、移動テー
ブルをＸ方向に、下部光学式顕微鏡とＳＴＭとの間隔分
だけ移動させて、ＳＴＭの探針を上記所定部分のほぼ上
方に移動させる。

但し、車に移動テーブルを上部光学式顕微鏡とＳＴＭと
の間隔分だけＸ方向に移動させただけでは、それ迄上部
光学式顕微鏡により観察していた部位の中心と、ＳＴＭ
の探針の先端とが、探針の取付誤差に伴なう偏差（ｘ＋
　、Ｙｌ　）分だけずれる為、上記移動テーブルの移動
量にＸ＋分だけ補正を゛加えると共に、試料台をＹｌだ
け、Ｘ方向に移動させる。

この結果、それ迄上部光学式顕微鏡により観察していた
部位の中心と、ＳＴＭの探針の先端とが、探針の取付誤
差に拘らず一致し、探針の取付誤差に拘らず、試料表面
の所定部分を観察する事が出来る。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ本発明を更に詳しく説
明する。

第１〜４図は本発明の光学式顕微鏡付ＳＴＭの実施例を
示しており、第１図は正面図、第２図は平面図、第３図
は上部、下部光学式顕微鏡を省略して示す右側面図、第
４図はＳＴＭと試料台とを省略して示す右側面図である
。

１２はＯ動テーブルで、基台１３の上面奥部に水平方向
に互って配設されたガイドレール１４．１４に沿って、
Ｘ方向（第１〜２図の左右方向）に亙る水平移動自在で
ある。又、この移動テープル１２の水平移動は、図示し
ない精密ボール螺子機構、或はリニアモータ等により行
なわれ、その移動量がμｍ単位乃至はサブμｍ単位Ｌ位
で検出され、図示しない制御器に人力される様にしてい
る。この制御器には、下部光学式顕微ｆｉ１７の視野中
心と３７Ｍ１５の探針の先端との変位を表わすＸＹ位置
表示カウンターが付属している。

上記移動テーブル１２の上面には、前述の様な構成を有
し、下端部に探針を設けた３７Ｍ１５と、試料表面を観
察自在な上部光学式顕微鏡１６とが、互いに間隔をあけ
て固定されている。これら３７Ｍ１５の測定位置（探針
の先端位置）と上部光学式顕微鏡１６０光軸との距ｉｎ
　＜第１図）は、μｍ単位乃至はサブμｍ１１１位迄規
制され、その数値は、予め上記制御器に記憶されている
。

又、前記基台１３の上面手前左部には、上記ＳＴＭ１５
の探針を下方から観察自在な下部光学式顕微鏡１７を設
けている。この下部光学式顕微鏡１７は、摘み１８．１
９．２０の操作に基づき、Ｘ方向、Ｙ方向（第１図の表
裏方向、第２図の上下方向）、ｚ方向（鉛直方向）に亙
る移動を自在としている。

又、前記基台１３の上面手前右部には、上面が水平な試
料台２２が、ガイドレール２１．２１に沿ってＹ方向に
亙る移動自在に設けられている。

この試着台２２の水平移動は、やけりモータ２３により
駆動される精密ボール螺子機構等により行なわれ、その
移動量がμｍ単位乃至はサブμｍ単位で検出され、図示
しない制御器に入力される。

上記試料台２２の側部にはガラス板等の透明板２４が、
マイクロメータヘッド２５により若干の昇降自在に設け
られている。この透明板２４には、その中央部に、エツ
チング等により、後述する第５図（ａ）に示す様な基準
クロスライン２６が描かれている。又、この透明板２４
は、試料台２２のＹ方向に亙る移動に伴なって、前記上
部光学式顕微鏡１６の対物レンズ２７と前記下部光学式
顕微鏡１７の対物レンズ２８との間に進入自在である。

更に、前記上部光学式顕微鏡１６と下部光学式顕微鏡１
７との画像は、それぞれ小型テレビカメラにより宇最影
し、それぞれのテレヒ゛カメラにより撮影された画像を
、第５〜９図Ｃａ）（ｂ）に示した様なテレビモニタ２
９．３０に映し出せる様にしている。

上述の様に構成される本発明の光学式顕微鏡付ＳＴＭに
於いて、探針の取付誤差に基づく上部光学式顕微鏡と探
針との偏差を測定する場合、次の様にして行なう。

尚、第５〜９図（ａ）（ｂ）は、偏差測定の際に於ける
、上部、下部光学式顕微鏡１６．１７の視野を示すテレ
ビモニタ２９．３ｏの画面を示しているが、各図（ａ）
は上部光学式顕微鏡１６の視野を、各図（ｂ）は下部光
学式顕微鏡１７の視野を、それぞれ表わしている。

先ず、ガイドレール２１．２１に沿って、試料台２２を
Ｙ方向に移動させる事により、透明板２４を上部光学式
顕微［１６の対物レンズ２７と下部光学式顕微鏡１７の
対物レンズ２８との間に進入させる。

この状態で、先ず、上部光学式顕微鏡１６の視野中心を
上記透明板２４の基準クロスライン２６に一致させる。

この作業は、移動テーブル１２をＸ方向に、試料台２２
を介して透明板２４をＹ方向に、それぞれ水平移動させ
る事により行なう。

この作業は、上部光学式顕微鏡１６の視野を表わすテレ
ビモニタ２９を見ながら行なうが、上部光学式顕微鏡１
６の視野中心と上記透明板２４の基準クロスライン２６
とが一致した状態では、第５図（ａ）に示す様に、上記
基準クロスライン２６が、テレビモニタ２９のカーソル
３１と一致する。尚、上部光学式顕微鏡１６のピントが
基準クロスライン２６に合わない場合、マイクロメータ
ヘッド２５によって透明板２４を昇降させる。

上部光学式顕微鏡１６の視野中心と上記透明板２４の基
準クロスライン２６とを一致させたならば、次いで、透
明板２４を動かす事なく、下部光学式顕微鏡１７の視野
中心を上記透明板２４の基準クロスライン２６に一致さ
せる。この作業は、摘み１８．１９によって、下部光学
式顕微鏡１７をＸＸ方向に移動させる事で行なう。又、
下部光学式顕微鏡１７のピントが基準クロスライン２６
に合わない場合、摘み２０によって下部光学式顕微鏡１
７を昇降させる。

上述の様に、上部光学式顕微鏡１６と下部光学式顕微ｆ
ｉ１７との視野中心を、それぞれ透明板２４の基準クロ
スライン２６に一致させる事により、上記両光学式顕徹
鏡１６．１７の光軸が一致する。この際に於けるテレビ
モニタ２９，３０の画面は、第６図（ａ）（ｂ）の様に
なる。

そこで、この状態で制御器に付属したＸＹ位置表示カウ
ンターをリセットし、ｘ＝０、Ｙ＝Ｏとする。

その後、ガイドレール２１．２１に沿って試料台２２を
Ｘ方向に移動させる事により、第４図に示す様に、透明
板２４を下部光学式顕微鏡１７の上方から退避させると
共に、ガイドレール１４．１４に沿って移動テーブル１
２をＸ方向に、３７Ｍ１５の測定位置（探針の先端位置
）と上部光学式顕微鏡１６の光軸との距１ｌＩｉＩｌ（
第１図）分だけ、厳密に移動させる。

このＢ勅の結果、３７Ｍ１５の探針が、下部光学式顕微
鏡１７の対物レンズ２８の上方に移動する。この際、探
針の取付誤差に基づく上部光学式顕微鏡１６と探針との
変位がなければ、探針は下部光学式顕微鏡１７の視野の
中心に移動するが、実際の場合には、上記取付誤差の存
在に基づぎ、第７図（ｂ）に示す様に、下部光学式顕微
鏡】７の視野の中心（Ｘ＝０、Ｙ＝Ｏ）からずれた位置
に、探針が存在する様になる。

そこで、上記取付誤差に基づく偏差（Ｘ＋Ｙｌ）を求め
るべく、探針を下部光学式顕微鏡１７の視野の中心に移
動させる。

即ち、先ず移動テーブル１２をＸ方向にＸ、たけ移動さ
せる事により、探針をテレビモニタ３０のカーソル３２
のＸ軸上に移動させる。この際の移動量ＸＩは、移動テ
ーブル１２の精密駆動手段からの信号により知る事が出
来る為、この移動量ｘ１をＸＹ位置表示カウンターに記
憶させる。

又、探針のＸ方向へのずれは、テレビモニタ３０の画面
を観察しつつ、摘み１９を勅かし、下部光学式顕微鏡１
７をＸ方向に移動させる事により解消する。

この際、摘み１９によるＸ方向の移動量Ｙ１が解れば、
直ちにその値をＸＹ位置表示カウンターに記憶させれば
良いが、図示の実施例の場合、手動により下部光学式顕
微鏡１７を動かす為、上記移動量Ｙ１を正確に知る事が
難しい。

そこで、図示の実施例の場合、再びガイドレール１４．
１４に沿って移動テーブル１２をＸ方向に、前記圧ｌ１
ｌ（第１図）分だけ厳密に移動させる（戻す）と共に、
透明板２４を下部光学式顕微鏡１７の対物レンズ２８の
上方に移動させる。透明板２４の移動量も厳密に制御し
、上部、下部、両光学式顕徴ｕｔ１６．１７の光軸を一
致させる作業を行なったのと同じ位置に移動させる。

この移動の結果、下部光学式顕微鏡１７の視野中には、
第９図（ｂ）に示す様に、透明板２４の基準クロスライ
ン２６が映り込むが、この基準クロスライン２６の中心
とテレビモニタ３０のカーソル３２とは、探針のＸ方向
へのずれを修正すべく、摘み１９を勅かし、下部光学式
顕微鏡１７をＸ方向に１３動させた７１分だけずれる。

そこでこの状態から、テレビモニタ３０のカーソル３２
を基準クロスライン２６に向けて電気的に移動させ、そ
の際の移動量から上記Ｙ、を求める。

そして、この様にして求めたＸ方向の偏差Ｘ１とＸ方向
の偏差Ｙ１とを、それぞれ上部光学式顕微鏡１６の観察
中心と３７Ｍ１５の探針との偏差として求め、この偏差
を、探針を試料表面の所定位置に対向させる際の補正項
として加える。

上述の様に構成される本発明の光学式顕微鏡付走査型ト
ンネル顕ｍ鏡とその位置合わせ方法の場合、３７Ｍ１５
の探針の取付誤差に基づく、上部光学式顕微鏡１６の観
察中心と３７Ｍ１５の探針の先端との偏差を求める事が
出来る為、探針の取付誤差に拘らず、試料台２２の上面
に載置した試料表面の所定部分を観察する事が出来る。

即ち、３７Ｍ１５の探針を交換した場合、３７Ｍ１５の
使用に先立って予め偏差（ｘＩＹｌ）を求め、その結果
を制御部分に記憶させておく。

試料表面の所定部分を観察する場合には、先ず上部光学
式顕微鏡１６で試料表面の所定部分を観察した後、ガイ
ドレール１４．１４に沿って移動テーブル１２をＸ方向
に、上部光学式顕微鏡１６の光軸と３７Ｍ１５の探針と
の間隔り分だけ移動させて、３７Ｍ１５の探針を上記所
定部分のほぼ上方に移動させる。

但し、単に移動テーブル１２を上部光学式顕微鏡１６の
光軸と３７Ｍ１５の探針との間隔で分だけＸ方向に移動
させただけでは、それ迄上部光学式顕微鏡１６により観
察していた部位の中心と、３７Ｍ１５の探針の先端とが
、探針の取付誤差に基づく偏差（Ｘ＋、Ｙｌ）分だけず
れる。

この為、上記移動テーブル１２の移動量にｘ１分だけ補
正を加え、上部光学式顕微鏡１６による観察後に於ける
移動テーブル１２の移動量をに±Ｘ、とすると共に、試
料台２２をＹｌだけ、Ｙ方向に移動させる。

この結果、それ迄上部光学式顕微鏡１６により観察して
いた部位の中心と、３７Ｍ１５の探針の先端とが、探針
の取付誤差に拘らず一致し、探針の取付誤差に拘らず、
試料表面の所定部分を観察する事が出来る。

（発明の効果） 本発明の光学式顕微鏡付ＳＴＭとその探針の位置合わせ
方法は、以上に述べた通り構成され作用する為、探針の
取付誤差に拘らず、この探針を試料表面の所定部分に対
向させる作業を、高い精度で容易且つ確実に行なう事が
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の光学式顕微鏡付ＳＴＭの実施例を
示しており、第１図は正面図、第２図は平面図、第３図
は上部、下部両光学式顕微鏡を省略して示す右側面図、
第４図はＳＴＭと試料台とを省略して示す右側面図、第
５〜９図（ａ）（ｂ）は、偏差測定の際に於ける、上部
、下部両光学式顕微鏡の視野を示すテレビモニタの画面
を表わしており、各図（ａ）は上部光学式顕微鏡の視野
を、各図（ｂ）は下部光学式顕微鏡の視野を、それぞれ
表わす正面図、第１０図はＳＴＭの原理を示すブロック
図、第１１図は第１０図のＡ部の原子状態を示す超拡大
図である。 １：探針、１ａ：原子、２：物質、２ａ；原子、３；ｘ
方向ピエゾ素子、４：Ｙ方向ピエゾ素子、５：Ｚ方向ピ
エゾ素子、６：ＸＹ走査回路、７：サーボ回路、８：メ
モリ、９：マイクロコンピュータ、１０：表示装置、１
にトンネル電流増幅器、１２：移動テーブル、１３：基
台、１４ニガイドレール、１５　：　ＳＴＭ、１６：上
部光学式顕微鏡、１７：下部光学式顕微鏡、１８．１９
．２０：摘み、２１ニガイドレール、２２：試料台、２
３：モータ、２４：透明板、２５：マイクロメータヘッ
ド、２６：基準クロスライン、２７．２８二対物レンズ
、２９．３０：テレビモニタ、３１．３２：カーソル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平なＸ方向に亙る移動自在な移動テーブルと、
   この移動テーブル上に支持され、下端部にピエゾ素子に
   よって三次元方向に駆動される探針を設けた走査型トン
   ネル顕微鏡と、上記移動テーブルに支持され、試料表面
   を観察自在な上部光学式顕微鏡と、少なくとも水平なＹ
   方向に亙る移動自在で、上記探針を下方から観察自在な
   下部光学式顕微鏡と、Ｙ方向に亙る移動自在に設けられ
   た試料台と、この試料台の側部に設けられ、上記上部光
   学式顕微鏡の対物レンズと上記下部光学式顕微鏡の対物
   レンズとの間に進入自在で、中央部に基準クロスライン
   を設けた透明板と、下部光学式顕微鏡の視野中心と探針
   との変位を表わすＸＹ位置表示カウンターとから成る、
   光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡。
2. （２）請求項１に記載の光学式顕微鏡付走査型トンネル
   顕微鏡を使用して試料表面の特定部分を観察する為、上
   部光学式顕微鏡の観察中心と探針の先端との偏差を求め
   る、光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡の探針の位置
   合わせ方法であって、透明板を上部光学式顕微鏡の対物
   レンズと下部光学式顕微鏡の対物レンズとの間に進入さ
   せ、上部、下部、両光学式顕微鏡の視野中心を上記透明
   板の基準クロスラインに一致させる事により、上記両光
   学式顕微鏡の光軸を一致させた状態で、ＸＹ位置表示カ
   ウンターを、Ｘ＝０、Ｙ＝０とした後、試料台をＹ方向
   に移動させて、透明板を下部光学式顕微鏡の上方から退
   避させると共に、移動テーブルをＸ方向に移動させる事
   によって、走査型トンネル顕微鏡の探針を下部光学式顕
   微鏡の上方に移動させた後、Ｘ＝０、Ｙ＝０である下部
   光学式顕微鏡の視野中心と探針の先端とのＸ方向の偏差
   Ｘ＿１とＹ方向の偏差Ｙ＿１とを、それぞれ上部光学式
   顕微鏡の観察中心と探針との偏差として求め、この偏差
   を、探針を試料表面の所定位置に対向させる際の補正項
   として加える、光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡の
   探針の位置合わせ方法。
3. （３）走査型トンネル顕微鏡の探針を下部光学式顕微鏡
   の上方に移動させた後、Ｘ方向には移動テーブルを移動
   させる事により、Ｙ方向には下部光学式顕微鏡を移動さ
   せる事により、探針の先端を下部光学式顕微鏡の視野中
   心に移動させ、この際に於ける移動テーブルの移動量を
   Ｘ＿１、下部光学式顕微鏡の移動量をＹ＿１とする、請
   求項２に記載の光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡の
   探針の位置合わせ方法。
4. （４）走査型トンネル顕微鏡の探針を下部光学式顕微鏡
   の上方に移動させた後、移動テーブルをＸ方向に移動さ
   せる事によりＸ＿１を求めると共に、下部光学式顕微鏡
   をＹ方向に移動させる事により、探針の先端を下部光学
   式顕微鏡の視野中心に移動させた後、透明板を上部光学
   式顕微鏡の対物レンズと下部光学式顕微鏡の対物レンズ
   との間に進入させ、下部光学式顕微鏡の視野を示すモニ
   タ画面上で基準クロスラインをモニタ画面の中心に移動
   させ、このモニタ画面上での移動量をＹ＿１とする、請
   求項２に記載の光学式顕微鏡付走査型トンネル顕微鏡の
   探針の位置合わせ方法。