JPH06207819A - 微小ギャップ幅測定方法 - Google Patents
微小ギャップ幅測定方法Info
- Publication number
- JPH06207819A JPH06207819A JP5003139A JP313993A JPH06207819A JP H06207819 A JPH06207819 A JP H06207819A JP 5003139 A JP5003139 A JP 5003139A JP 313993 A JP313993 A JP 313993A JP H06207819 A JPH06207819 A JP H06207819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- sample
- gap width
- conductive
- conductive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気ヘッド等の０．２μｍ以下の従来の光学
的手法では計測不可能な微小なギャップ幅を高精度に計
測することを目的とする。 【構成】 先の鋭く尖った探針１とサンプル５と、探針
１とサンプル５間に加わる圧力を一定にするフィードバ
ック機能と、探針１とサンプル５の位置を相対移動させ
るステージ６と、探針１とサンプル５間にバイアス電圧
を印加する電源３と、探針１とサンプル５間に流れる電
流を検出するアンプ４と、信号処理するコンピュータ１
０とにより構成される。
的手法では計測不可能な微小なギャップ幅を高精度に計
測することを目的とする。 【構成】 先の鋭く尖った探針１とサンプル５と、探針
１とサンプル５間に加わる圧力を一定にするフィードバ
ック機能と、探針１とサンプル５の位置を相対移動させ
るステージ６と、探針１とサンプル５間にバイアス電圧
を印加する電源３と、探針１とサンプル５間に流れる電
流を検出するアンプ４と、信号処理するコンピュータ１
０とにより構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録装置等の磁気ヘ
ッドギャップのギャップ幅測定方法に関し、特に従来の
光学的な測定機では計測不可能であった、０．２μｍ以
下の微小ギャップ幅の計測方法に関するものである。
ッドギャップのギャップ幅測定方法に関し、特に従来の
光学的な測定機では計測不可能であった、０．２μｍ以
下の微小ギャップ幅の計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ、ハードディスク等の磁気記録装
置の記録密度の向上に伴い、磁気ヘッドのギャップ幅は
微小化しており、このために磁気ヘッドの開発、検査工
程において微小なギャップ幅を計測する必要性が高まっ
ている。
置の記録密度の向上に伴い、磁気ヘッドのギャップ幅は
微小化しており、このために磁気ヘッドの開発、検査工
程において微小なギャップ幅を計測する必要性が高まっ
ている。
【０００３】以下図面を参照しながら、上述したギャッ
プ幅測定法の一例について説明する。
プ幅測定法の一例について説明する。
【０００４】図４は従来のギャップ幅測定方法の構成を
示すものである。図４において、１０１は測定サンプ
ル、１０２は対物レンズ、１０３は顕微鏡鏡塔、１０４
は光源、１０５はＣＣＤカメラ、１０６はコンピュー
タ、１０７はＸＹＺステージ、１０８はギャップであ
る。
示すものである。図４において、１０１は測定サンプ
ル、１０２は対物レンズ、１０３は顕微鏡鏡塔、１０４
は光源、１０５はＣＣＤカメラ、１０６はコンピュー
タ、１０７はＸＹＺステージ、１０８はギャップであ
る。
【０００５】以上のように構成されたギャップ幅測定法
について以下その動作の説明をする。
について以下その動作の説明をする。
【０００６】光源１０４により照明されたギャップ１０
８は対物レンズ１０２、鏡塔１０３をへてＣＣＤカメラ
１０５により１０００倍以上の倍率で拡大されて写しだ
される。
８は対物レンズ１０２、鏡塔１０３をへてＣＣＤカメラ
１０５により１０００倍以上の倍率で拡大されて写しだ
される。
【０００７】ここで、ＣＣＤカメラ１０５により拡大さ
れた像をコンピュータ１０６により信号処理することに
よりギャップ幅が計測される。
れた像をコンピュータ１０６により信号処理することに
よりギャップ幅が計測される。
【０００８】また、従来の０．２μｍ以下のギャップ幅
の計測法は以下の通りである。図５にＣＣＤカメラ１０
５により検出されたギャップ方向の信号の模式図を示
す。光源に波長λ＝３５０ｎｍのキセノンランプを用い
た光学系では、ＮＡ＝０．９の対物レンズを用いた場合
でも、分離できる極限幅はλ／（２＊ＮＡ）＝３５０ｎ
ｍ／（２＊０．９）＝１９４ｎｍとなり、図５に示すよ
うに０．２μｍ以下のギャップではギャップ部の信号の
立下がり位置はギャップ幅に依存しなくなり、信号出力
強度が変化するのみとなり、０．２μｍ以下のギャップ
幅を測定するためには表面が光学的に同じ反射率を持つ
ように研磨された標準試料を基準にその信号強度が大き
いか小さいかにより測定を行う。
の計測法は以下の通りである。図５にＣＣＤカメラ１０
５により検出されたギャップ方向の信号の模式図を示
す。光源に波長λ＝３５０ｎｍのキセノンランプを用い
た光学系では、ＮＡ＝０．９の対物レンズを用いた場合
でも、分離できる極限幅はλ／（２＊ＮＡ）＝３５０ｎ
ｍ／（２＊０．９）＝１９４ｎｍとなり、図５に示すよ
うに０．２μｍ以下のギャップではギャップ部の信号の
立下がり位置はギャップ幅に依存しなくなり、信号出力
強度が変化するのみとなり、０．２μｍ以下のギャップ
幅を測定するためには表面が光学的に同じ反射率を持つ
ように研磨された標準試料を基準にその信号強度が大き
いか小さいかにより測定を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、光を用いてギャップ幅を計測することに
より、通常使用可能な波長λ＝３５０ｎｍのキセノンラ
ンプを用いた光学系では、分離できる極限幅は前述の様
に１９４ｎｍとなり、この光の回折限界により０．２μ
ｍ以下のギャップ幅を高精度に測定することはできない
という問題がある。
うな構成では、光を用いてギャップ幅を計測することに
より、通常使用可能な波長λ＝３５０ｎｍのキセノンラ
ンプを用いた光学系では、分離できる極限幅は前述の様
に１９４ｎｍとなり、この光の回折限界により０．２μ
ｍ以下のギャップ幅を高精度に測定することはできない
という問題がある。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、従来の光を用いた計測法では測定が不可能であった
０．２μｍ以下のギャップ幅を高精度に計測するギャッ
プ幅測定法を提供することを目的とする。
で、従来の光を用いた計測法では測定が不可能であった
０．２μｍ以下のギャップ幅を高精度に計測するギャッ
プ幅測定法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のギャップ幅測定法は、先の鋭く尖った導電性
の探針と、前記探針を取り付けられた導電性のカンチレ
バーと、前記探針に対向して設置され導電性材料と非導
電性材料により形成されたギャップを有するサンプル
と、前記サンプルをＸＹＺの３方向に移動させるステー
ジと、前記探針と前記サンプル間に電圧を印加するバイ
アス電源と、前記探針と前記サンプル間に流れる接触電
流を検出するアンプと、前記サンプルが前記探針に接触
することによりたわむ前記カンチレバーのたわみ量を検
出する微小変位検出部と、前記カンチレバーのたわみ量
を前記微小変位検出部により検出し一定たわみ量となる
ように前記サンプルの前記探針方向への位置を変化させ
るように前記ステージにフィードバック制御するサーボ
部と、前記ステージを前記サンプル上の導電性材料と非
導電性材料により形成されたギャップ方向に走査すると
同時に前記接触電流を検出するアンプの出力をサンプリ
ングすることにより走査方向の導電性材料と非導伝性材
料により形成されたギャップ幅を計測するコンピュータ
とを備えたことを特徴とする。
に本発明のギャップ幅測定法は、先の鋭く尖った導電性
の探針と、前記探針を取り付けられた導電性のカンチレ
バーと、前記探針に対向して設置され導電性材料と非導
電性材料により形成されたギャップを有するサンプル
と、前記サンプルをＸＹＺの３方向に移動させるステー
ジと、前記探針と前記サンプル間に電圧を印加するバイ
アス電源と、前記探針と前記サンプル間に流れる接触電
流を検出するアンプと、前記サンプルが前記探針に接触
することによりたわむ前記カンチレバーのたわみ量を検
出する微小変位検出部と、前記カンチレバーのたわみ量
を前記微小変位検出部により検出し一定たわみ量となる
ように前記サンプルの前記探針方向への位置を変化させ
るように前記ステージにフィードバック制御するサーボ
部と、前記ステージを前記サンプル上の導電性材料と非
導電性材料により形成されたギャップ方向に走査すると
同時に前記接触電流を検出するアンプの出力をサンプリ
ングすることにより走査方向の導電性材料と非導伝性材
料により形成されたギャップ幅を計測するコンピュータ
とを備えたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明のギャップ幅測定法は、バイ
アス電圧印加手段に交流電源を用い、アンプの出力のう
ち交流電源に同期した信号を検出しサンプリングするこ
とにより走査方向の導電性材料と非導電性材料により形
成されたギャップ幅を計測することを特徴とする。
アス電圧印加手段に交流電源を用い、アンプの出力のう
ち交流電源に同期した信号を検出しサンプリングするこ
とにより走査方向の導電性材料と非導電性材料により形
成されたギャップ幅を計測することを特徴とする。
【００１３】また、本発明のギャップ幅測定法は、導電
性の探針にＺｎＯ2製のウイスカーを用いたことを特徴
とする。
性の探針にＺｎＯ2製のウイスカーを用いたことを特徴
とする。
【００１４】
【作用】この構成によって、従来の光を用いた計測法で
は測定が不可能であった０．２μｍ以下のギャップ幅を
高精度に計測することができる。また、バイアス電源に
交流電源を用いることにより導電性の探針とサンプル間
にバイアス電圧を加えたことによる引力が連続的に加わ
ることがなく、交流電源に同期した接触電流を検出する
ことにより電気的なＳ／Ｎが改善するので高精度にギャ
ップ幅を測定することができる。さらに、導電性の探針
に原子スケールで先端の鋭く尖ったＺｎＯ 2製のウイス
カー探針を用いることにより高精度にギャップ幅を計測
することができる。
は測定が不可能であった０．２μｍ以下のギャップ幅を
高精度に計測することができる。また、バイアス電源に
交流電源を用いることにより導電性の探針とサンプル間
にバイアス電圧を加えたことによる引力が連続的に加わ
ることがなく、交流電源に同期した接触電流を検出する
ことにより電気的なＳ／Ｎが改善するので高精度にギャ
ップ幅を測定することができる。さらに、導電性の探針
に原子スケールで先端の鋭く尖ったＺｎＯ 2製のウイス
カー探針を用いることにより高精度にギャップ幅を計測
することができる。
【００１５】
（実施例１）以下本発明のギャップ幅測定法について、
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【００１６】図１において、１は先端半径０．１μｍ以
下に先の鋭く尖った導電性の探針、２は前記探針を取り
付けられた導電性のカンチレバー、３は探針１とサンプ
ル間に電圧を印加するバイアス電源、４は前記探針と前
記サンプル間に流れる接触電流を検出するアンプ、５は
導電性材料と非導電性材料により形成されたギャップを
有するサンプル、６は前記サンプルをＸＹＺの３方向に
移動させるステージ、７は前記サンプルが前記探針に接
触することによりたわむ前記カンチレバーのたわみ量を
検出する微小変位検出部、８は前記カンチレバーのたわ
み量を前記微小変位検出部により検出し一定たわみ量と
なるように前記サンプルの前記探針方向への位置を変化
させるように前記ステージにフィードバック制御するサ
ーボ部、９はＸＹＺステージを駆動するドライバー、１
０は前記ステージを前記サンプル上の導電性材料と非導
電性材料により形成されたギャップ方向に走査すると同
時に前記接触電流を検出するアンプの出力をサンプリン
グすることにより走査方向の導電性材料と非導電性材料
により形成されたギャップ幅を測定するコンピュータ、
１１は表示装置である。
下に先の鋭く尖った導電性の探針、２は前記探針を取り
付けられた導電性のカンチレバー、３は探針１とサンプ
ル間に電圧を印加するバイアス電源、４は前記探針と前
記サンプル間に流れる接触電流を検出するアンプ、５は
導電性材料と非導電性材料により形成されたギャップを
有するサンプル、６は前記サンプルをＸＹＺの３方向に
移動させるステージ、７は前記サンプルが前記探針に接
触することによりたわむ前記カンチレバーのたわみ量を
検出する微小変位検出部、８は前記カンチレバーのたわ
み量を前記微小変位検出部により検出し一定たわみ量と
なるように前記サンプルの前記探針方向への位置を変化
させるように前記ステージにフィードバック制御するサ
ーボ部、９はＸＹＺステージを駆動するドライバー、１
０は前記ステージを前記サンプル上の導電性材料と非導
電性材料により形成されたギャップ方向に走査すると同
時に前記接触電流を検出するアンプの出力をサンプリン
グすることにより走査方向の導電性材料と非導電性材料
により形成されたギャップ幅を測定するコンピュータ、
１１は表示装置である。
【００１７】以上のように構成されたギャップ幅測定法
について、以下図１を用いてその動作を説明する。
について、以下図１を用いてその動作を説明する。
【００１８】探針１はサンプル５に接触し、弱いバネ定
数で構成されたカンチレバー２のたわみ量が一定となる
様に、カンチレバー２のたわみ量を微小変位検出部７に
より検出する。
数で構成されたカンチレバー２のたわみ量が一定となる
様に、カンチレバー２のたわみ量を微小変位検出部７に
より検出する。
【００１９】微小変位検出部７は、カンチレバー７にた
わみがない場合に、レーザ光源から出射した光がカレチ
レバーの背面に焦点を結ぶ様に構成されており、カンチ
レバー７からの反射光はλ／４波長板により偏光方向を
レーザを出射した状態から９０°変えられ、偏光ビーム
スプリッタを直進し、レンズ３により絞られた光はズー
ムスプリッタにより９０°方向を曲げられ、レンズ３の
焦点位置より手前に設置されたピンボール１を通過し光
検出器１により検出され、同じくレンズ３により絞られ
た光はビームスプリッタを通過し、レンズ３の焦点位置
より奥に設置されたピンボール２を通過し光検出器２に
より検出され、光検出器１と光検出器２の信号強度の差
を減算器により求めることにより、カンチレバー２のＺ
方向の変位によるビームスポット位置の変化を求め、光
検出器１と光検出器２の信号強度の和を加算器により求
めることにより、カンチレバー２からの全反射光を求
め、減算器の出力を加算器により割った商を除算器によ
り求めることによりカンチレバー２のサブミクロン以下
の微小変位を求めることができる。
わみがない場合に、レーザ光源から出射した光がカレチ
レバーの背面に焦点を結ぶ様に構成されており、カンチ
レバー７からの反射光はλ／４波長板により偏光方向を
レーザを出射した状態から９０°変えられ、偏光ビーム
スプリッタを直進し、レンズ３により絞られた光はズー
ムスプリッタにより９０°方向を曲げられ、レンズ３の
焦点位置より手前に設置されたピンボール１を通過し光
検出器１により検出され、同じくレンズ３により絞られ
た光はビームスプリッタを通過し、レンズ３の焦点位置
より奥に設置されたピンボール２を通過し光検出器２に
より検出され、光検出器１と光検出器２の信号強度の差
を減算器により求めることにより、カンチレバー２のＺ
方向の変位によるビームスポット位置の変化を求め、光
検出器１と光検出器２の信号強度の和を加算器により求
めることにより、カンチレバー２からの全反射光を求
め、減算器の出力を加算器により割った商を除算器によ
り求めることによりカンチレバー２のサブミクロン以下
の微小変位を求めることができる。
【００２０】この微小変位検出部７の出力をサーボ部８
に入力し、サーボ部８がＸＹＺステージドライバー９の
Ｚ方向位置指令入力に指令を出し、ＸＹＺステージ６の
上に設置されたサンプル５のＺ方向（探針方向）位置を
変化させることによりカンチレバー２のたわみ量を一定
に制御する。
に入力し、サーボ部８がＸＹＺステージドライバー９の
Ｚ方向位置指令入力に指令を出し、ＸＹＺステージ６の
上に設置されたサンプル５のＺ方向（探針方向）位置を
変化させることによりカンチレバー２のたわみ量を一定
に制御する。
【００２１】前記の探針１とサンプル５間に加わる力を
一定に制御しつつ、コンピュータ１０によりＸＹＺ方向
に２次元的にＸＹＺステージを走査しつつ、バイアス電
源３によりバイアス電圧を加えられたサンプル５と探針
１間に流れる接触電流をアンプ４により検出し、アンプ
の出力をサンプリングすることにより走査方向の導電性
材料と非導電性材料により形成されたギャップ幅をコン
ピュータ１０により計測し表示装置１１上に表示するこ
とにより高精度に微小ギャップ幅を測定する。
一定に制御しつつ、コンピュータ１０によりＸＹＺ方向
に２次元的にＸＹＺステージを走査しつつ、バイアス電
源３によりバイアス電圧を加えられたサンプル５と探針
１間に流れる接触電流をアンプ４により検出し、アンプ
の出力をサンプリングすることにより走査方向の導電性
材料と非導電性材料により形成されたギャップ幅をコン
ピュータ１０により計測し表示装置１１上に表示するこ
とにより高精度に微小ギャップ幅を測定する。
【００２２】以上のように本実施例によれば、光によっ
てギャップ幅を直接計測することがないので光の回折限
界以下のギャップ幅を、先端半径０．１μｍ以下に鋭く
尖った探針を用いて、探針とサンプル間の接触圧を一定
に制御し、サンプルの導電性の有無によりギャップ幅を
測定することにより、０．２μｍ以下のギャップ幅を高
精度に測定することができる。
てギャップ幅を直接計測することがないので光の回折限
界以下のギャップ幅を、先端半径０．１μｍ以下に鋭く
尖った探針を用いて、探針とサンプル間の接触圧を一定
に制御し、サンプルの導電性の有無によりギャップ幅を
測定することにより、０．２μｍ以下のギャップ幅を高
精度に測定することができる。
【００２３】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２４】図２は本発明の第２実施例におけるギャッ
プ幅測定法の全体構成を示すものである。図２におい
て、１２はＡＣバイアス電源、１３はロックインアンプ
で、他の構成は第１の実施例と同じである。ＡＣバイア
ス電源１２により探針１とサンプル５間に交流電圧を印
加し、サンプル５と探針１間に流れる接触電流をアンプ
４により検出し、アンプ４の出力をＡＣバイアス電源１
２に同期した電流のみを検出するロックインアンプ１３
に入力するよう構成されている。
プ幅測定法の全体構成を示すものである。図２におい
て、１２はＡＣバイアス電源、１３はロックインアンプ
で、他の構成は第１の実施例と同じである。ＡＣバイア
ス電源１２により探針１とサンプル５間に交流電圧を印
加し、サンプル５と探針１間に流れる接触電流をアンプ
４により検出し、アンプ４の出力をＡＣバイアス電源１
２に同期した電流のみを検出するロックインアンプ１３
に入力するよう構成されている。
【００２５】以上のように構成されたギャップ幅測定法
の動作原理は第一の実施例と同じであるが、ＡＣバイア
ス電源により探針１とサンプル５間に交流電圧を印加す
ることにより探針１とサンプル５の間に連続的な引力が
加わることがないので、探針がＸＹ方向に機械的に曲げ
られることがなく、さらにＡＣバイアス電源に同期した
接触電流を検出することにより電機的なＳ／Ｎが改善
し、より高精度にギャップ幅を測定できる。
の動作原理は第一の実施例と同じであるが、ＡＣバイア
ス電源により探針１とサンプル５間に交流電圧を印加す
ることにより探針１とサンプル５の間に連続的な引力が
加わることがないので、探針がＸＹ方向に機械的に曲げ
られることがなく、さらにＡＣバイアス電源に同期した
接触電流を検出することにより電機的なＳ／Ｎが改善
し、より高精度にギャップ幅を測定できる。
【００２６】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２７】図３は本発明の第３の実施例におけるギャ
ップ幅測定法の探針とサンプルの構成を示すものであ
る。図３において、導電性の探針１に原子スケールで先
端の鋭く尖ったＺｎＯ2製のウイスカー探針を用いる構
成となっている。
ップ幅測定法の探針とサンプルの構成を示すものであ
る。図３において、導電性の探針１に原子スケールで先
端の鋭く尖ったＺｎＯ2製のウイスカー探針を用いる構
成となっている。
【００２８】以上のように構成されたギャップ幅測定法
の動作原理は第１または２の実施例と同じであるが、探
針に先端半径が１０ｎｍ以下に鋭く尖ったＺｎＯ2製の
ウイスカー探針を用いることにより、より高精度にギャ
ップ幅を計測することができる。
の動作原理は第１または２の実施例と同じであるが、探
針に先端半径が１０ｎｍ以下に鋭く尖ったＺｎＯ2製の
ウイスカー探針を用いることにより、より高精度にギャ
ップ幅を計測することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明は、先の鋭く尖った
探針により、導電性材料と非導電性材料により形成され
たギャップを有するサンプル間に加わる力を一定に保
ち、探針とサンプル間のバイアス電圧印加による接解電
流の通電状態を検出し、２次元的に表示することにより
ギャップ幅を計測する構成により、ギャップ幅の計測に
直接光を用いることはないので光の回折限界以下の０．
２μｍ以下微小なギャップ幅を高精度に測定することが
できる。
探針により、導電性材料と非導電性材料により形成され
たギャップを有するサンプル間に加わる力を一定に保
ち、探針とサンプル間のバイアス電圧印加による接解電
流の通電状態を検出し、２次元的に表示することにより
ギャップ幅を計測する構成により、ギャップ幅の計測に
直接光を用いることはないので光の回折限界以下の０．
２μｍ以下微小なギャップ幅を高精度に測定することが
できる。
【００３０】さらに、バイアス電源に交流電源を用い、
アンプの出力をバイアス電源に同期した信号を検出する
構成により、探針とサンプルの間に連続的な引力が加わ
ることがないので、探針がＸＹ方向に機械的に曲げられ
ることがなく、さらにバイアス電源に同期した接触電流
を検出することにより電機的なＳ／Ｎが改善し、より高
精度にギャップ幅を測定することができる。
アンプの出力をバイアス電源に同期した信号を検出する
構成により、探針とサンプルの間に連続的な引力が加わ
ることがないので、探針がＸＹ方向に機械的に曲げられ
ることがなく、さらにバイアス電源に同期した接触電流
を検出することにより電機的なＳ／Ｎが改善し、より高
精度にギャップ幅を測定することができる。
【００３１】また、導電性の探針に原子スケールで先端
の鋭く尖ったＺｎＯ2製ウイスカー探針を用いる構成に
より、より高精度にギャップ幅を計測することができ
る。
の鋭く尖ったＺｎＯ2製ウイスカー探針を用いる構成に
より、より高精度にギャップ幅を計測することができ
る。
【図１】図１は本発明の第１の実施例におけるギャップ
幅測定法の動作原理を示す説明図
幅測定法の動作原理を示す説明図
【図２】図２は本発明の第２の実施例におけるギャップ
幅測定法の動作原理を示す説明図
幅測定法の動作原理を示す説明図
【図３】図３は本発明の第１または２の実施例における
ギャップ幅測定法の探針とサンプルの構成を示す説明図
ギャップ幅測定法の探針とサンプルの構成を示す説明図
【図４】図４は従来のギャップ幅測定法の構成を示す説
明図
明図
【図５】図５は従来のギャップ幅測定法の動作原理を示
す説明図
す説明図
１ 探針 ２ カンチレバー ３ バイアス電源 ４ アンプ ５ サンプル ６ ＸＹＺステージ ７ 微小変位検出部 ８ サーボ部 ９ ＸＹＺステージドライバー １０ コンピュータ
Claims (3)
- 【請求項１】 先の鋭く尖った導電性の探針と、前記探
針を取り付けられた導電性のカンチレバーと、前記探針
に対向して設置され導電性材料と非導電性材料により形
成されたギャップを有するサンプルと、前記サンプルを
ＸＹＺの３方向に移動させるステージと、前記探針と前
記サンプル間に電圧を印加するバイアス電源と、前記探
針と前記サンプル間に流れる接触電流を検出するアンプ
と、前記サンプルが前記探針に接触することによりたわ
む前記カンチレバーのたわみ量を検出する微小変位検出
部と、前記カンチレバーのたわみ量を前記微小変位検出
部により検出し一定たわみ量となるように前記サンプル
の前記探針方向への位置を変化させるように前記ステー
ジにフィードバック制御するサーボ部と、前記ステージ
を前記サンプル上の導電性材料と非導電性材料により形
成されたギャップ方向に走査すると同時に前記接触電流
を検出するアンプの出力をサンプリングすることにより
走査方向の導電性材料と非導伝性材料により形成された
ギャップ幅を計測する計測手段とを備えたことを特徴と
する微小ギャップ幅測定方法。 - 【請求項２】 バイアス電圧印加手段に交流電源を用
い、前記請求項１記載のアンプの出力のうち前記交流電
源に同期した信号を検出しサンプリングすることにより
走査方向の導電性材料と非導電性材料により形成された
ギャップ幅を計測することを特徴とする請求項１記載の
微小ギャップ幅測定方法。 - 【請求項３】 導電性の探針にＺｎＯ2製のウイスカー
を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の微小ギ
ャップ幅測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00313993A JP3161116B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 微小ギャップ幅測定装置及び方法 |
| KR1019940000275A KR0126250B1 (ko) | 1993-01-12 | 1994-01-10 | 미소갭폭측정방법 |
| US08/179,709 US5459939A (en) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | Apparatus and method for measuring width of micro gap |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00313993A JP3161116B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 微小ギャップ幅測定装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207819A true JPH06207819A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3161116B2 JP3161116B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=11549025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00313993A Expired - Fee Related JP3161116B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 微小ギャップ幅測定装置及び方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5459939A (ja) |
| JP (1) | JP3161116B2 (ja) |
| KR (1) | KR0126250B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3075981B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2000-08-14 | 松下電器産業株式会社 | 形状測定装置 |
| DE10321931B4 (de) * | 2003-05-15 | 2005-06-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur berührungslosen Anregung von Torsionsschwingungen in einem einseitig eingespannten Federbalken eines Rasterkraftmikroskops |
| US7043848B2 (en) * | 2003-11-26 | 2006-05-16 | The Micromanipulator Company | Method and apparatus for maintaining accurate positioning between a probe and a DUT |
| US20100295560A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-11-25 | Quan Tran | Scanning Impedance Microscopy (SIM) To Map Local Impedance In A Dielectric Film |
| CN102162726B (zh) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | 亿和精密工业（苏州）有限公司 | 工件的自动检测装置 |
| CN103955006B (zh) * | 2014-03-27 | 2017-01-25 | 珠海联合天润打印耗材有限公司 | 一种硒鼓自动检测设备 |
| CN107588729A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-16 | 上海理工大学 | 一种微量位移装置 |
| CN116000812A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-25 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种非接触抛光中间隙调控与抛光力测量装置及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1479621A (en) * | 1974-08-07 | 1977-07-13 | Rank Organisation Ltd | Measuring apparatus |
| CH588683A5 (ja) * | 1975-07-28 | 1977-06-15 | Concast Ag | |
| FR2458791A1 (fr) * | 1979-06-13 | 1981-01-02 | Seiv Automation | Dispositif de mesure a commande numerique |
| IT1213696B (it) * | 1987-10-09 | 1989-12-29 | Marposs Spa | Apparecchio per il controllo di dimensioni lineari di pezzi |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP00313993A patent/JP3161116B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-10 KR KR1019940000275A patent/KR0126250B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-01-11 US US08/179,709 patent/US5459939A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5459939A (en) | 1995-10-24 |
| JP3161116B2 (ja) | 2001-04-25 |
| KR940018647A (ko) | 1994-08-18 |
| KR0126250B1 (ko) | 1997-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7615738B2 (en) | Scanning probe microscope assembly and method for making spectrophotometric, near-field, and scanning probe measurements | |
| CA2065593C (en) | Cantilever unit and atomic force microscope, magnetic force microscope, reproducing apparatus and information processing apparatus using the cantilever unit | |
| US6232597B1 (en) | Scanning probe microscope assembly and method for making confocal, spectrophotometric, near-field, and scanning probe measurements and associated images | |
| US7323684B2 (en) | Scanning probe microscope and specimen observation method and semiconductor device manufacturing method using said scanning probe microscope | |
| US5496999A (en) | Scanning probe microscope | |
| US5018865A (en) | Photon scanning tunneling microscopy | |
| US5448399A (en) | Optical system for scanning microscope | |
| JP3174465B2 (ja) | 原子間力顕微鏡 | |
| JP3161116B2 (ja) | 微小ギャップ幅測定装置及び方法 | |
| US20140096293A1 (en) | Method and apparatus for inspecting thermal assist type magnetic head | |
| JP3523754B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| JP2008175651A (ja) | 近接場光探針、光学装置、プローブ顕微鏡、及びプローブ顕微鏡型記録再生ヘッド装置 | |
| JP3450460B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| JP3242787B2 (ja) | フォトン走査トンネル顕微鏡 | |
| JPH06258068A (ja) | 原子間力顕微鏡 | |
| JPH07198308A (ja) | 膜厚測定装置 | |
| JP2006276027A (ja) | 走査プローブ顕微鏡 | |
| JP2006337379A (ja) | 走査プローブ顕微鏡 | |
| JPH0743144A (ja) | ３次元表面形状測定装置 | |
| JPH06307848A (ja) | プローブ顕微鏡の探針変位検出装置 | |
| JPH0348111A (ja) | エッジ検出装置 | |
| JPH08146015A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー | |
| JPH06273676A (ja) | 光走査型顕微鏡 | |
| JP2000180522A (ja) | 磁界測定装置 | |
| JPH07191047A (ja) | ニアフィールド顕微鏡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |