JPH05172509A - 走査型トンネル顕微鏡装置及びそれによる測定方法 - Google Patents
走査型トンネル顕微鏡装置及びそれによる測定方法Info
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- JPH05172509A JPH05172509A JP35585791A JP35585791A JPH05172509A JP H05172509 A JPH05172509 A JP H05172509A JP 35585791 A JP35585791 A JP 35585791A JP 35585791 A JP35585791 A JP 35585791A JP H05172509 A JPH05172509 A JP H05172509A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＴＭにおいて、サーボスキャン法と退避ス
キャン法とを合理的に切り分けて使うようにしたい。 【構成】 測定点数一定のもとでの測定範囲（又は測定
時間）の大小に応じて、サーボスキャン法と退避スキャ
ン法との切り分けを行い、測定する。
キャン法とを合理的に切り分けて使うようにしたい。 【構成】 測定点数一定のもとでの測定範囲（又は測定
時間）の大小に応じて、サーボスキャン法と退避スキャ
ン法との切り分けを行い、測定する。
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）装置及びそれによる測定方法に係り、特に、
与えられた測定面積と測定点数から求められる測定時間
に応じ、測定モードを切り換えて測定を行えるＳＴＭ及
びそれによる測定方法に関する。
（ＳＴＭ）装置及びそれによる測定方法に係り、特に、
与えられた測定面積と測定点数から求められる測定時間
に応じ、測定モードを切り換えて測定を行えるＳＴＭ及
びそれによる測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＴＭの一般的な構成については、例え
ば、特開昭６１−２２０２６０号公報、特開昭６１−２
０６１４８号公報、又は、Physical Review letter、４
９（１９８２）ＰＰ５７〜６１等の文献に記述されてい
る。
ば、特開昭６１−２２０２６０号公報、特開昭６１−２
０６１４８号公報、又は、Physical Review letter、４
９（１９８２）ＰＰ５７〜６１等の文献に記述されてい
る。
【０００３】ここで、典型的なＳＴＭの構成及び動作原
理を図３、図４を用いて概説する。図３は、ＳＴＭのブ
ロック構成を示す。これは、探針１を装着した圧電素子
からなるＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向に動かすことができる微動
装置３と、コンピュータ８の指令で動くＸ、Ｙ走査回路
７と、Ｚサーボ回路６から構成されていて、測定情報を
コンピュータ８に取り込み、表示装置９に表示するよう
になっている。微動装置３のＸ及びＹ方向の移動は、
Ｘ、Ｙ走査回路７が行い、微動装置３のＺ方向の移動
は、Ｚサーボ回路６が行う。測定原理は以下となる。探
針１と試料２の間のバイアス電圧５を加えた状態で、両
者をオングストローム単位の距離まで接近させると、両
者の間にトンネル電流４が流れる。このトンネル電流４
が探針１と試料２の間の距離に指数関数的に関連するた
め、トンネル電流４が一定となるように探針１と試料２
間の距離Ｚcをサーボ制御する。このサーボ制御は、Ｚ
サーボ回路６が微動装置３を制御することで達成する。
理を図３、図４を用いて概説する。図３は、ＳＴＭのブ
ロック構成を示す。これは、探針１を装着した圧電素子
からなるＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向に動かすことができる微動
装置３と、コンピュータ８の指令で動くＸ、Ｙ走査回路
７と、Ｚサーボ回路６から構成されていて、測定情報を
コンピュータ８に取り込み、表示装置９に表示するよう
になっている。微動装置３のＸ及びＹ方向の移動は、
Ｘ、Ｙ走査回路７が行い、微動装置３のＺ方向の移動
は、Ｚサーボ回路６が行う。測定原理は以下となる。探
針１と試料２の間のバイアス電圧５を加えた状態で、両
者をオングストローム単位の距離まで接近させると、両
者の間にトンネル電流４が流れる。このトンネル電流４
が探針１と試料２の間の距離に指数関数的に関連するた
め、トンネル電流４が一定となるように探針１と試料２
間の距離Ｚcをサーボ制御する。このサーボ制御は、Ｚ
サーボ回路６が微動装置３を制御することで達成する。
【０００４】その制御量（距離Ｚc相当値）は試料表面
の高さ情報として、コンピュータ８に取り込まれる。同
様にＸ、Ｙ走査回路７を用いて、探針１を試料２の表面
のＸ、Ｙ方向での表面走査を行えば、試料２の表面凹凸
情報が得られ、画像として、表示装置９に表示される。
の高さ情報として、コンピュータ８に取り込まれる。同
様にＸ、Ｙ走査回路７を用いて、探針１を試料２の表面
のＸ、Ｙ方向での表面走査を行えば、試料２の表面凹凸
情報が得られ、画像として、表示装置９に表示される。
【０００５】平面走査法には、サーボスキャン法と退避
スキャン法との２つがある。サーボスキャン法は、探針
１を試料２の表面に沿ってなぞるように、探針１と試料
２間の距離をサーボ制御しながら平面走査を行うスキャ
ン法である。退避スキャン法は、測定点で測定を終えて
から探針を試料表面から十分離れた場所まで退避し、そ
の状態で次の測定点まで直線的に移動し、測定点の上方
から再度探針を試料面に接近して、測定を行うことを繰
り返すようなスキャン法である。（特開平１−１６９３
０４号公報）。
スキャン法との２つがある。サーボスキャン法は、探針
１を試料２の表面に沿ってなぞるように、探針１と試料
２間の距離をサーボ制御しながら平面走査を行うスキャ
ン法である。退避スキャン法は、測定点で測定を終えて
から探針を試料表面から十分離れた場所まで退避し、そ
の状態で次の測定点まで直線的に移動し、測定点の上方
から再度探針を試料面に接近して、測定を行うことを繰
り返すようなスキャン法である。（特開平１−１６９３
０４号公報）。
【０００６】図３は、サーボ制御を行っていることか
ら、サーボスキャン法に好適なものである。退避スキャ
ン法でも測定点への収束にはサーボ制御を行うこともあ
る。この場合には図３は両方法で一部兼用することにな
る。尚、退避スキャン法での測定点への他の収束方法に
は、トンネル電流を検出する瞬間の点を測定点の収束点
とするやり方もある。
ら、サーボスキャン法に好適なものである。退避スキャ
ン法でも測定点への収束にはサーボ制御を行うこともあ
る。この場合には図３は両方法で一部兼用することにな
る。尚、退避スキャン法での測定点への他の収束方法に
は、トンネル電流を検出する瞬間の点を測定点の収束点
とするやり方もある。
【０００７】図４はスキャン法の説明図であり、（ａ）
は、サーボスキャン方法を示し、（ｂ）は退避スキャン
方法を示す。（ａ）のサーボスキャン法においては、探
針１０が試料１１と衝突しないために白丸で示す測定点
Ｒ間に複数の黒丸で示すサーボ点Ｈをもうけ、サーボ制
御を行いながら測定点Ｒ間を移動しつつ、白丸で示した
測定点Ｒ毎に測定を行う。
は、サーボスキャン方法を示し、（ｂ）は退避スキャン
方法を示す。（ａ）のサーボスキャン法においては、探
針１０が試料１１と衝突しないために白丸で示す測定点
Ｒ間に複数の黒丸で示すサーボ点Ｈをもうけ、サーボ制
御を行いながら測定点Ｒ間を移動しつつ、白丸で示した
測定点Ｒ毎に測定を行う。
【０００８】（ｂ）の退避スキャン法においては、測定
点Ｒ1での測定を終了すると探針１０で試料１１の表面
凹凸に比べ十分離れた位置Ｑに一旦退避し、この位置Ｑ
で次の測定点Ｒ2の真上まで水平走査（水平移動）す
る。次に試料１１の表面の測定点Ｒ2に探針１４を接近
させ、測定を行った後、再度探針１０を試料１１から十
分離れた位置Ｑまで退避させる。この動作を繰り返して
平面走査を行う。
点Ｒ1での測定を終了すると探針１０で試料１１の表面
凹凸に比べ十分離れた位置Ｑに一旦退避し、この位置Ｑ
で次の測定点Ｒ2の真上まで水平走査（水平移動）す
る。次に試料１１の表面の測定点Ｒ2に探針１４を接近
させ、測定を行った後、再度探針１０を試料１１から十
分離れた位置Ｑまで退避させる。この動作を繰り返して
平面走査を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】サーボスキャン法と退
避スキャン法とでの測定面積Ｓと測定時間Ｔとの関連図
を図５、図６に示す。図５は、サーボスキャン法の例で
あり、測定点数をパラメータＡ、Ｂ、Ｃ（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）
とした。サーボスキャン法では、測定面積Ｓと測定点数
が大きくなると、測定に要する時間も長くなる。また、
測定点数が一定であれば、測定時間は測定面積Ｓに比例
して大きくなり、測定面積が一定であれば測定時間は測
定点数に比例して大きくなる。
避スキャン法とでの測定面積Ｓと測定時間Ｔとの関連図
を図５、図６に示す。図５は、サーボスキャン法の例で
あり、測定点数をパラメータＡ、Ｂ、Ｃ（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）
とした。サーボスキャン法では、測定面積Ｓと測定点数
が大きくなると、測定に要する時間も長くなる。また、
測定点数が一定であれば、測定時間は測定面積Ｓに比例
して大きくなり、測定面積が一定であれば測定時間は測
定点数に比例して大きくなる。
【００１０】図６は、測定点数をパラメータＡ、Ｂ、Ｃ
（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）とした時の退避スキャン法の例である。
退避スキャン法では、サーボ制御による追従制御の必要
がないため、測定点数が一定であれば、測定面積を変え
ても測定点数が変わらないので、測定面積Ｓが変化して
も、測定に要する時間が一定である。逆に測定面積一定
のもとでは測定時間は測定点数に比例して大きくなる。
（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）とした時の退避スキャン法の例である。
退避スキャン法では、サーボ制御による追従制御の必要
がないため、測定点数が一定であれば、測定面積を変え
ても測定点数が変わらないので、測定面積Ｓが変化して
も、測定に要する時間が一定である。逆に測定面積一定
のもとでは測定時間は測定点数に比例して大きくなる。
【００１１】以上からサーボスキャン方法では、測定点
数一定のもとでは測定面積Ｓが小さいほど測定時間Ｔも
短くなるが、測定面積Ｓが大きくなると、測定時間Ｔも
著しく長くなる。一方、退避スキャン法では、測定点数
一定のもとでは測定時間Ｔが一定であるため、測定面積
Ｓが広くなるほど、測定が有利になり、逆に測定面積Ｓ
が小さいと、測定に長い時間がかかる。更に、ＳＴＭの
測定において、原子レベルのような微細測定を行うた
め、測定時間Ｔが長くなると、熱ドリフトや振動等によ
る影響も受けやすくなるといった問題があった。
数一定のもとでは測定面積Ｓが小さいほど測定時間Ｔも
短くなるが、測定面積Ｓが大きくなると、測定時間Ｔも
著しく長くなる。一方、退避スキャン法では、測定点数
一定のもとでは測定時間Ｔが一定であるため、測定面積
Ｓが広くなるほど、測定が有利になり、逆に測定面積Ｓ
が小さいと、測定に長い時間がかかる。更に、ＳＴＭの
測定において、原子レベルのような微細測定を行うた
め、測定時間Ｔが長くなると、熱ドリフトや振動等によ
る影響も受けやすくなるといった問題があった。
【００１２】本発明の目的は、サーボスキャン法と退避
スキャン法との長所を生かした測定を可能にすると共
に、熱ドリフトや振動等による影響を最大限に小さくす
るようにした走査型トンネル顕微鏡及びそれによる測定
方法を提供するものである。
スキャン法との長所を生かした測定を可能にすると共
に、熱ドリフトや振動等による影響を最大限に小さくす
るようにした走査型トンネル顕微鏡及びそれによる測定
方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、走査型トンネ
ル顕微鏡による被検体表面形状を測定する測定方法にお
いて、測定点数一定のもとでの測定範囲（又は測定時
間）の大小に応じ、サーボスキャン法と退避スキャン法
とを切り換えて測定を行うことを特長とする（請求項
１）。
ル顕微鏡による被検体表面形状を測定する測定方法にお
いて、測定点数一定のもとでの測定範囲（又は測定時
間）の大小に応じ、サーボスキャン法と退避スキャン法
とを切り換えて測定を行うことを特長とする（請求項
１）。
【００１４】更に本発明は、走査型トンネル顕微鏡にお
いて、サーボスキャンを実行する第１の処理及び退避ス
キャンを実行する第２の処理を具備する処理手段と、前
記第１の処理及び前記第２の処理を測定点数一定のもと
での測定範囲（又は測定時間）の大小に応じ切り換える
手段と、を備える（請求項２）。
いて、サーボスキャンを実行する第１の処理及び退避ス
キャンを実行する第２の処理を具備する処理手段と、前
記第１の処理及び前記第２の処理を測定点数一定のもと
での測定範囲（又は測定時間）の大小に応じ切り換える
手段と、を備える（請求項２）。
【００１５】
【作用】本発明によれば、測定範囲（又は測定時間）大
小から自動的にサーボスキャン法と退避スキャン法を選
択して、２つの測定モードを切り換えて、最も短い測定
時間で測定を行う。
小から自動的にサーボスキャン法と退避スキャン法を選
択して、２つの測定モードを切り換えて、最も短い測定
時間で測定を行う。
【００１６】本発明の考え方を述べる。図７は、図５と
図６との合成図である。この図からわかるように、測定
点数と測定面積と測定時間とは種々関連を持っているこ
とがわかる。そこで、こうした特性を利用して、サーボ
スキャン法と退避スキャン法とを切り換えて使うように
した。
図６との合成図である。この図からわかるように、測定
点数と測定面積と測定時間とは種々関連を持っているこ
とがわかる。そこで、こうした特性を利用して、サーボ
スキャン法と退避スキャン法とを切り換えて使うように
した。
【００１７】
【実施例】図２は、本実施例で使用するサーボスキャン
法と退避スキャン法との切り換えを測定面積の大小によ
って行うための、測定点数Ｂでの特性曲線である。ここ
で測定点数とは測定時に与えられる固定値である。横軸
は測定面積Ｓ、縦軸は測定時間Ｔである。この特性曲線
は、図５と図６との特性曲線を合成した図７において、
測定点数Ｂの場合の合成特性曲線であり、特性Ｌ1はサ
ーボスキャン法での特性の一部、Ｌ2は退避スキャン法
での特性の一部である。特性Ｌ1とＬ2との交点Ｐ1は、
両方を切り分けるための基準面積Ｓ0を与える。この基
準面積Ｓ0よりも小さい測定面積であれば、サーボスキ
ャン法の測定法とし、基準面積Ｓ0よりも大きい測定面
積であれば退避スキャン法の測定法とする切り分けを行
う。
法と退避スキャン法との切り換えを測定面積の大小によ
って行うための、測定点数Ｂでの特性曲線である。ここ
で測定点数とは測定時に与えられる固定値である。横軸
は測定面積Ｓ、縦軸は測定時間Ｔである。この特性曲線
は、図５と図６との特性曲線を合成した図７において、
測定点数Ｂの場合の合成特性曲線であり、特性Ｌ1はサ
ーボスキャン法での特性の一部、Ｌ2は退避スキャン法
での特性の一部である。特性Ｌ1とＬ2との交点Ｐ1は、
両方を切り分けるための基準面積Ｓ0を与える。この基
準面積Ｓ0よりも小さい測定面積であれば、サーボスキ
ャン法の測定法とし、基準面積Ｓ0よりも大きい測定面
積であれば退避スキャン法の測定法とする切り分けを行
う。
【００１８】かくして、測定点数としてＢが定まり、図
２の特性曲線が与えられた場合には、測定開始に先だっ
て測定面積Ｓ1を与えて、Ｓ1とＳ0との大小の比較を行
い、Ｓ1＞Ｓ0であれば退避スキャン法を選択し、Ｓ1≦
Ｓ0であればサーボスキャン法を選択する。この選択に
したがってスキャン法を決定した後で、実際の測定を行
う。
２の特性曲線が与えられた場合には、測定開始に先だっ
て測定面積Ｓ1を与えて、Ｓ1とＳ0との大小の比較を行
い、Ｓ1＞Ｓ0であれば退避スキャン法を選択し、Ｓ1≦
Ｓ0であればサーボスキャン法を選択する。この選択に
したがってスキャン法を決定した後で、実際の測定を行
う。
【００１９】本実施例によれば、測定点数と測定面積が
与えられた場合、測定面積が基準面積Ｓ0よりも小さけ
ればその時最短計測時間となるサーボスキャン法を選択
し、基準面積Ｓ0より大きければその時最短計測時間と
なる退避スキャン法を選択する。かくして計測時間を最
低とするスキャン法が必ず選択されるとの効果を持つ。
尚Ｂは一例である。
与えられた場合、測定面積が基準面積Ｓ0よりも小さけ
ればその時最短計測時間となるサーボスキャン法を選択
し、基準面積Ｓ0より大きければその時最短計測時間と
なる退避スキャン法を選択する。かくして計測時間を最
低とするスキャン法が必ず選択されるとの効果を持つ。
尚Ｂは一例である。
【００２０】測定面積の大小ではなく、総測定時間の大
きさで、サーボスキャン法と退避スキャン法との切り分
けの実施例の処理フローを図１に示す。図の処理フロー
は図３でみるに、コンピュータ８のソフトウェア及び操
作員のマンマシン操作（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）とによって
実現できる。先ず、サーボスキャン法に必要とするサー
ボ制御条件を設定する（フローＦ１）。この処理はＺサ
ーボ回路６の伝達関数の係数ＫP、ＫI、ＫDを入力する
部分であり、制御系全体の安定化のために設けた。即
ち、ＳＴＭでは、探針と試料間に流れるトンネル電流を
フィードバックし、この電流が基本となって制御、測定
を行っているため、図３に示したように探針１と試料２
とＺサーボ回路６とを含めた形で１つの制御系が成り立
っている。従って、試料と探針が変われば上記制御系の
伝達関数が変わる。制御系を安定させた状態で測定を行
うためにはＺサーボ回路６の入力から出力までの関数に
ある制御係数ＫP、ＫI、ＫDをかけて、この係数を変化
させることによって、安定な制御系を求める。ここでＫ
Pは比例制御係数、ＫIは積分制御係数、ＫDは微分制御
係数である。
きさで、サーボスキャン法と退避スキャン法との切り分
けの実施例の処理フローを図１に示す。図の処理フロー
は図３でみるに、コンピュータ８のソフトウェア及び操
作員のマンマシン操作（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）とによって
実現できる。先ず、サーボスキャン法に必要とするサー
ボ制御条件を設定する（フローＦ１）。この処理はＺサ
ーボ回路６の伝達関数の係数ＫP、ＫI、ＫDを入力する
部分であり、制御系全体の安定化のために設けた。即
ち、ＳＴＭでは、探針と試料間に流れるトンネル電流を
フィードバックし、この電流が基本となって制御、測定
を行っているため、図３に示したように探針１と試料２
とＺサーボ回路６とを含めた形で１つの制御系が成り立
っている。従って、試料と探針が変われば上記制御系の
伝達関数が変わる。制御系を安定させた状態で測定を行
うためにはＺサーボ回路６の入力から出力までの関数に
ある制御係数ＫP、ＫI、ＫDをかけて、この係数を変化
させることによって、安定な制御系を求める。ここでＫ
Pは比例制御係数、ＫIは積分制御係数、ＫDは微分制御
係数である。
【００２１】フローＦ２では、退避スキャン法に必要と
する接近退避条件の設定を行う。接近退避条件とは、退
避位置Ｑ、測定点間の距離（測定ピッチであり、図４に
おけるＲ1とＲ2との距離を云う）等の条件、及びこの条
件を実現するための制御系のパラメータを与える。フロ
ーＦ３では、測定範囲（面積）及びこの範囲における測
定点数を設定する。測定範囲は、試料の大きさ及び測定
目的によって定まり、測定点数は、測定ピッチが定まれ
ば、測定範囲と測定ピッチとから自動的に定まる。尚、
試料の形状（凹凸の具合いや、傾きがあるとか）によっ
ては測定ピッチをその形状に合わせて可変化することも
ありうる。
する接近退避条件の設定を行う。接近退避条件とは、退
避位置Ｑ、測定点間の距離（測定ピッチであり、図４に
おけるＲ1とＲ2との距離を云う）等の条件、及びこの条
件を実現するための制御系のパラメータを与える。フロ
ーＦ３では、測定範囲（面積）及びこの範囲における測
定点数を設定する。測定範囲は、試料の大きさ及び測定
目的によって定まり、測定点数は、測定ピッチが定まれ
ば、測定範囲と測定ピッチとから自動的に定まる。尚、
試料の形状（凹凸の具合いや、傾きがあるとか）によっ
ては測定ピッチをその形状に合わせて可変化することも
ありうる。
【００２２】フローＦ４では、フローＦ３で与えられた
測定面積及び測定点数とから、サーボスキャン法と退避
スキャン法とのそれぞれでの総測定時間Ｔ1、Ｔ2を計算
する。Ｔ1、Ｔ2の計算法は以下となる。
測定面積及び測定点数とから、サーボスキャン法と退避
スキャン法とのそれぞれでの総測定時間Ｔ1、Ｔ2を計算
する。Ｔ1、Ｔ2の計算法は以下となる。
【００２３】（イ）、先ず、探針が試料に衝突しない距
離として、サーボ間隔を設ける必要が有るか否かを測定
点間隔の大小から判断する。ここで、サーボ間隔とは、
図４（ａ）に示した如き少なくとも一点以上のサーボ点
Ｈが存在できるような間隔を云う。
離として、サーボ間隔を設ける必要が有るか否かを測定
点間隔の大小から判断する。ここで、サーボ間隔とは、
図４（ａ）に示した如き少なくとも一点以上のサーボ点
Ｈが存在できるような間隔を云う。
【００２４】（ロ）、サーボ間隔を設ける必要がない場
合（即ち、隣合う測定点の間隔が狭い場合）には、
Ｔ1、Ｔ2の計算をすることなく、サーボスキャン法を選
択する。
合（即ち、隣合う測定点の間隔が狭い場合）には、
Ｔ1、Ｔ2の計算をすることなく、サーボスキャン法を選
択する。
【００２５】（ハ）、サーボ間隔を設ける必要がある場
合には、測定点間に挿入すべきサーボ点数を、サーボ間
隔の大きさに従って自動的に求める。次にサーボスキャ
ン法による総測定時間Ｔ1（測定点における測定時間も
含む）を下式から算出する。
合には、測定点間に挿入すべきサーボ点数を、サーボ間
隔の大きさに従って自動的に求める。次にサーボスキャ
ン法による総測定時間Ｔ1（測定点における測定時間も
含む）を下式から算出する。
【数１】Ｔ1＝（Ｘ1＋Ｘ0）・（Ｙ1＋Ｙ0）・τ0 ここで、τ0: 一点におけるサーボの時間、 Ｘ0: Ｘ方向の測定点数、 Ｙ0: Ｙ方向の測定点数、 Ｘ1: Ｘ方向の測定点から次の測定点までのサーボ点
数、 Ｙ1: Ｙ方向の測定点から次の測定点までのサーボ点
数、 である。尚、測定点は、Ｘ方向、Ｙ方向にマトリックス
状に規則的に配列した位置とした。測定点数Ｘ0、Ｙ0は
フローＦ３で設定された値であり、総数としてはＸ0・
Ｙ0である。
数、 Ｙ1: Ｙ方向の測定点から次の測定点までのサーボ点
数、 である。尚、測定点は、Ｘ方向、Ｙ方向にマトリックス
状に規則的に配列した位置とした。測定点数Ｘ0、Ｙ0は
フローＦ３で設定された値であり、総数としてはＸ0・
Ｙ0である。
【００２６】（ニ）、退避スキャン法による総測定時間
Ｔ２を下式で求める。
Ｔ２を下式で求める。
【数２】Ｔ2＝Ｘ0・Ｙ0・Ｔ0 ここで、Ｘ0: Ｘ方向の測定点数、 Ｙ0: Ｙ方向の測定点数、 Ｔ0: 探針と試料面に接近する時間と、測定時間と、探
針の退避時及び探針を次の測定点の上方に移動する時間
との総和、である。
針の退避時及び探針を次の測定点の上方に移動する時間
との総和、である。
【００２７】フローＦ５では、Ｔ1とＴ2との大小を比較
し、Ｔ2≧Ｔ1であればサーボスキャン法を選択し、Ｔ2
＜Ｔ1であれば退避スキャン法を選択する（フローＦ
６、Ｆ７）。この選択によって、測定時間の短いスキャ
ン法が選ばれる。この選択後に、選択したスキャン法に
従って実際の測定を行う。
し、Ｔ2≧Ｔ1であればサーボスキャン法を選択し、Ｔ2
＜Ｔ1であれば退避スキャン法を選択する（フローＦ
６、Ｆ７）。この選択によって、測定時間の短いスキャ
ン法が選ばれる。この選択後に、選択したスキャン法に
従って実際の測定を行う。
【００２８】以上の処理フローによれば、同一測定面
積、測定点数が与えられた場合、最小の測定時間で測定
するスキャン法が必ず選択され、熱ドリフトや振動等の
影響の少ないＳＴＭを実現できた。
積、測定点数が与えられた場合、最小の測定時間で測定
するスキャン法が必ず選択され、熱ドリフトや振動等の
影響の少ないＳＴＭを実現できた。
【００２９】尚、フローＦ４、Ｆ５の処理は、人間の判
断のもとにマニュアルによって設定可能である。尚、測
定面積と測定時間との２つの区分による切り分け例を図
１、図２に示したが、測定時間とは測定点数と測定面積
とスキャン法とによって決定できる故に、切り分けパラ
メータとしては、測定点数を入れてもよい。更に、測定
点数一定のもとでの切り分け例としたが、両スキャン法
で測定点数が変更の例でも適用可能である。
断のもとにマニュアルによって設定可能である。尚、測
定面積と測定時間との２つの区分による切り分け例を図
１、図２に示したが、測定時間とは測定点数と測定面積
とスキャン法とによって決定できる故に、切り分けパラ
メータとしては、測定点数を入れてもよい。更に、測定
点数一定のもとでの切り分け例としたが、両スキャン法
で測定点数が変更の例でも適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明で明らかに本発明によれば、
サーボスキャン法と退避スキャン法の測定時間の長さに
よって、測定モードを切り分ける場合、測定面積及び測
定点数から算出する測定時間の大、小、又は、測定面積
の大、小を管理することによって、測定時間を短縮し、
最も効果的な測定が実現でき、更に、測定時の熱ドリフ
トや振動等による影響を最大限に軽減することができ
る。
サーボスキャン法と退避スキャン法の測定時間の長さに
よって、測定モードを切り分ける場合、測定面積及び測
定点数から算出する測定時間の大、小、又は、測定面積
の大、小を管理することによって、測定時間を短縮し、
最も効果的な測定が実現でき、更に、測定時の熱ドリフ
トや振動等による影響を最大限に軽減することができ
る。
【図１】本発明の処理フローの実施例図である。
【図２】本発明の実施例のスキャン切り分け用の特性図
である。
である。
【図３】ＳＴＭの全体の構成図である。
【図４】サーボスキャン法と退避スキャン法とを説明す
る図である。
る図である。
【図５】サーボスキャン法での、測定面積と測定時間と
の関係を測定点数をパラメータとして示した図である。
の関係を測定点数をパラメータとして示した図である。
【図６】退避スキャン法での、測定面積と測定時間との
関係を測定点数をパラメータとして示した図である。
関係を測定点数をパラメータとして示した図である。
【図７】図５と図６との合成図である。
１、１０ 探針 ２、１１ 試料 ３ 微動装置 ６ Ｚサーボ回路 ７ Ｘ、Ｙ走査回路 ８ コンピュータ ９ 表示装置
Claims (2)
- 【請求項１】 走査型トンネル顕微鏡による被検体表面
形状を測定する測定方法において、測定点数一定のもと
での測定範囲（又は測定時間）の大小に応じ、サーボス
キャン法と退避スキャン法とを切り換えて測定を行うこ
とを特長とする走査型トンネル顕微鏡装置による測定方
法。 - 【請求項２】 走査型トンネル顕微鏡において、サーボ
スキャンを実行する第１の処理及び退避スキャンを実行
する第２の処理を具備する処理手段と、前記第１の処理
及び前記第２の処理を測定点数一定のもとでの測定範囲
（又は測定時間）の大小に応じ切り換える手段と、を備
えることを特長とする走査型トンネル顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35585791A JPH05172509A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 走査型トンネル顕微鏡装置及びそれによる測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35585791A JPH05172509A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 走査型トンネル顕微鏡装置及びそれによる測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172509A true JPH05172509A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18446086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35585791A Pending JPH05172509A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 走査型トンネル顕微鏡装置及びそれによる測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012167928A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-09-06 | Sii Nanotechnology Inc | 表面性状測定装置及びその走査方法 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP35585791A patent/JPH05172509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012167928A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-09-06 | Sii Nanotechnology Inc | 表面性状測定装置及びその走査方法 |
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