JPH06221845A - Device for detecting deformation of cantilever of microscope, etc., of force between atoms - Google Patents

Device for detecting deformation of cantilever of microscope, etc., of force between atoms

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JPH06221845A
JPH06221845A JP1075693A JP1075693A JPH06221845A JP H06221845 A JPH06221845 A JP H06221845A JP 1075693 A JP1075693 A JP 1075693A JP 1075693 A JP1075693 A JP 1075693A JP H06221845 A JPH06221845 A JP H06221845A
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cantilever
electron
electron beam
deformation
detecting
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Masashi Iwatsuki
岩槻正志
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Jeol Ltd
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Abstract

PURPOSE:To detect the amount of deformation such as displacement and twisting at atom level of a cantilever in ultra-high-vacuum AFM, etc., using the reflection high-speed electron analysis method with a high accuracy and sensitivity. CONSTITUTION:The title device such as AFM detects force, etc., which is operated between the surface of a sample 3 and the needle at the tip of a cantilever 2 by three-dimensionally driving the relative position between them. It is provided with an electron gun 11 for generation electron rays, an electron lens 6 for converging electron rays 9 on the rear surface of the cantilever 2, an electron ray polarizer 7 for applying electron rays onto the rear surface of the cantilever 2 accurately, and a fluorescent screen 8 for detecting the image position of reflection diffraction electron rays 10 which are reflected and refracted from the rear surface of the cantilever 2, thus detecting the deformation of the cantilever 2 from the position of the detected reflection diffraction electron ray image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原子間力顕微鏡等のカ
ンチレバーの変形検出装置に関し、特に、セラミックス
や高分子材料等の絶縁性試料の高分解能表面像を観察す
るために、原子間力によって生ずる表面変位信号を検出
するためのカンチレバーを近づけてカンチレバー又は試
料を3次元的に駆動することにより、表面の凹凸を検出
する原子間力顕微鏡等において、カンチレバーの変形を
ナノメータスケールで検出するカンチレバーの変形検出
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting deformation of a cantilever such as an atomic force microscope, and in particular, for observing a high resolution surface image of an insulating sample such as ceramics or polymer material, atomic force Atomic force microscope, etc. that detects surface irregularities by moving the cantilever or the sample three-dimensionally by bringing the cantilever closer to detect the surface displacement signal generated by the cantilever and detecting the deformation of the cantilever on the nanometer scale. The present invention relates to the deformation detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料表面の凹凸を検出する方式として
は、先端を鋭利に研磨した探針先端の原子と試料表面の
原子の電子雲が重なり合うナノメータオーダまで探針の
先端を試料表面に近づけ、この状態で探針と試料との間
に電圧をかけると、両者間にトンネル電流が流れる。こ
のトンネル電流は、特に、探針と試料との間の距離(探
針の高さ)に敏感であるため、トンネル電流の大きさを
測定することにより、試料と探針との間の距離を超精密
に測定することができる。
2. Description of the Related Art As a method for detecting irregularities on a sample surface, the tip of the probe is brought close to the sample surface up to the nanometer order where the atom at the tip of the sharply polished tip and the electron cloud of atoms on the sample surface overlap. When a voltage is applied between the probe and the sample in this state, a tunnel current flows between them. Since this tunnel current is particularly sensitive to the distance between the probe and the sample (height of the probe), the distance between the sample and the probe can be measured by measuring the magnitude of the tunnel current. It can be measured very precisely.

【0003】走査トンネル顕微鏡(STM)は、上記ト
ンネル電流が一定になるように、探針の高さを制御しな
がら探針を水平方向に走査した時の探針の高さ軌跡によ
り試料表面の凹凸形状を観察するものであり、表面原子
配列を解析する上で注目されている装置である。また、
STMは、表面分析の手段として定着しつつあり、さら
にその応用分野も、表面の原子位置を調べる顕微鏡法の
みならず、表面の電子状態を局所的に調べる分光法の分
野にも広がってきている。しかも、STMは、その原
理、機構の簡便さ、さらに、装置サイズも小さいことか
ら、短期間に各種の分野に普及してきている。
A scanning tunneling microscope (STM) uses a height locus of the probe when the probe is horizontally scanned while controlling the height of the probe so that the tunnel current is constant. It is a device that observes uneven shapes and has attracted attention in analyzing surface atomic arrangements. Also,
STM is becoming established as a means of surface analysis, and its application field is expanding not only to the microscope method for examining atomic positions on the surface but also to the field of spectroscopy for locally examining the electronic state of the surface. . Moreover, the STM has been popularized in various fields in a short period of time because of its principle, simple mechanism, and small device size.

【0004】しかしながら、STMの基本的な欠陥とし
て、量子効果によるトンネル現象をその原理に使用して
いることである。そのため、導電性の探針と導電性の試
料についてのみ適用できることである。このため、絶縁
物には応用できないという大きな制約があった。この問
題を解決するため考案された原理が、原子間力顕微鏡
(AFM)の手法である。この方式は、鋭利に研磨した
探針をバネ定数の小さな片持ちバネ(カンチレバー)の
先端に取り付け、試料に数オングストロームまで近づけ
たときに生ずる原子間力を利用するものであり、基本的
にはSTM技術の変形である。しかし、この方法は、生
体高分子を含む多くの絶縁材料に適応可能なため、ST
Mの応用分野が大幅に拡大することになった。
However, as a fundamental defect of STM, the tunnel phenomenon due to the quantum effect is used in its principle. Therefore, it can be applied only to a conductive probe and a conductive sample. For this reason, there is a big limitation that it cannot be applied to an insulator. The principle devised to solve this problem is the atomic force microscope (AFM) technique. In this method, a sharply polished probe is attached to the tip of a cantilever, which has a small spring constant, and the atomic force generated when the probe is brought up to several angstroms is basically used. It is a modification of STM technology. However, since this method can be applied to many insulating materials including biopolymers, ST
The field of application of M has expanded significantly.

【0005】従来、このAFMで問題となったのは、そ
のカンチレバーの位置の検出方式と検出感度に関するも
のである。この検出方式としては、光テコ方式、光干渉
方式、また、キャパシタンス方式等が考案されている。
光テコ方式は、半導体レーザー光を原子間力を検出する
カンチレバーの背面に当てて、その反射光を半導体検出
器で検出するものであり、カンチレバーのわずかな変位
を光のズレ(強度の変化)として検出するものであり、
大気圧AFMにおいて実用化されている。この光テコ方
式を図5を用いて簡単に説明する。同図において、1は
レーザー光を発する半導体レーザー、2は原子間力を検
出するカンチレバー、3は試料、4は3次元圧電駆動素
子、5は半導体光検出器を示す。この方式いおいては、
半導体レーザー1から放射されたレーザー光は、カンチ
レバー2の背面に照射され、カンチレバー2の背面にて
反射された光aは、予め位置調整された半導体光検出器
5に入射される。3次元圧電駆動素子4に固定された試
料3はカンチレバー2に対向しており、この間の距離は
数オングストロームに調整されながら2次元平面内で走
査される。半導体光検出器5はその検出面が二分割又は
四分割されており、例えばカンチレバー2が原子間力の
変化(表面の凹凸)により動くと、反射光が変位角θだ
け動き、反射光がbになったとすると、半導体光検出器
5での検出量が変化する。この変化をz軸変化として換
算することにより、試料3表面の凹凸形状を観察するこ
とができる。
Conventionally, the problem with this AFM is related to the detection method and the detection sensitivity of the cantilever position. As the detection method, an optical lever method, an optical interference method, a capacitance method and the like have been devised.
The optical lever method applies semiconductor laser light to the back surface of a cantilever that detects atomic force, and detects the reflected light with a semiconductor detector. A slight displacement of the cantilever causes a light shift (change in intensity). Is detected as
It has been put to practical use in atmospheric pressure AFM. This optical lever method will be briefly described with reference to FIG. In the figure, 1 is a semiconductor laser that emits laser light, 2 is a cantilever that detects an atomic force, 3 is a sample, 4 is a three-dimensional piezoelectric drive element, and 5 is a semiconductor photodetector. In this method,
The laser light emitted from the semiconductor laser 1 is applied to the back surface of the cantilever 2, and the light a reflected by the back surface of the cantilever 2 is incident on the semiconductor photodetector 5 whose position has been adjusted in advance. The sample 3 fixed to the three-dimensional piezoelectric driving element 4 faces the cantilever 2, and the distance between them is scanned within a two-dimensional plane while adjusting the distance to several angstroms. The detection surface of the semiconductor photodetector 5 is divided into two or four parts. For example, when the cantilever 2 moves due to a change in atomic force (irregularities on the surface), the reflected light moves by a displacement angle θ and the reflected light b Then, the detection amount of the semiconductor photodetector 5 changes. By converting this change as a change in the z-axis, the uneven shape of the surface of the sample 3 can be observed.

【0006】また、光干渉方式は、カンチレバーの背面
に入射光を垂直に照射し、反射光と入射光を干渉させて
その干渉縞の移動からカンチレバーの変位を検出するも
のである。また、キャパシタンス方式は、カンチレバー
とその背後に配置された電極の間のキャパシタンスの変
化からカンチレバーの変位を検出するものである。
In the optical interference method, incident light is vertically irradiated on the back surface of the cantilever, the reflected light and the incident light are interfered with each other, and the displacement of the cantilever is detected from the movement of the interference fringes. Further, the capacitance method detects displacement of the cantilever based on a change in capacitance between the cantilever and an electrode arranged behind it.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光テコ
方式は、半導体光検出器が100℃以下の温度でしか使
用できず、その耐熱性に限界があり、超高真空装置のよ
うに超高真空を得るために高温で加熱しなければならな
いような装置には適応できない。また、半導体レーザー
からの光を小さなカンチレバーの背面に照射しなければ
ならず、その調節が難しく、振動の多い装置においては
適用できないといった問題もある。さらに、AFMの一
種であるラテラル・フォース顕微鏡(LFM)において
問題となるカンチレバーの捩じれを検出することも困難
である。
However, in the optical lever method, the semiconductor photodetector can be used only at a temperature of 100 ° C. or lower, and its heat resistance is limited, so that the ultrahigh vacuum device like an ultrahigh vacuum device can be used. It cannot be applied to equipment that must be heated at high temperatures to obtain There is also a problem that the light from the semiconductor laser has to be applied to the back surface of the small cantilever, which is difficult to adjust and cannot be applied to a device with a lot of vibration. Further, it is difficult to detect the twist of the cantilever which is a problem in a lateral force microscope (LFM) which is a kind of AFM.

【0008】また、光干渉方式、キャパシタンス方式
は、現在種々の方法が試みられているが、安定性等の問
題により、未だ実用化できる段階までは達していない。
Various methods are currently being attempted for the optical interference method and the capacitance method, but due to problems such as stability, they have not yet reached the stage where they can be put to practical use.

【0009】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、例えば超高真空走査型
原子間力顕微鏡において問題となるカンチレバーの原子
レベルでの変位、捩じれ等の変形量を反射高速電子回折
(RHEED)法を利用して高精度、高感度で検出する
全く新しい方式を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and its object is, for example, the displacement or twisting of the cantilever at the atomic level, which is a problem in an ultrahigh vacuum scanning atomic force microscope. It is an object of the present invention to provide a completely new method for detecting the amount of deformation of (1) with high precision and high sensitivity using the reflection high-energy electron diffraction (RHEED) method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の原子間力顕微鏡等のカンチレバーの変形検出装置
は、試料表面とカンチレバー先端の探針との間の相対位
置を3次元的に駆動して両者間に作用する力等をカンチ
レバーの変形として検出する原子間力顕微鏡等のカンチ
レバーの変形検出装置において、電子線を発生するため
の電子銃と、電子線を前記カンチレバーの何れかの変形
位置上に収束するための電子レンズと、電子線を精度良
く前記変形位置上に照射するための電子線偏向手段とを
備え、さらに、前記変形位置から反射回折された反射回
折電子線像の位置を検出するための手段を備え、検出さ
れた反射回折電子線像の位置から前記カンチレバーの変
形を検出することを特徴とするものである。
A cantilever deformation detecting device for an atomic force microscope or the like according to the present invention that achieves the above object drives a relative position between a sample surface and a probe at the tip of the cantilever three-dimensionally. Then, in a deformation detecting device of a cantilever such as an atomic force microscope that detects a force acting between the two as deformation of the cantilever, an electron gun for generating an electron beam and a deformation of one of the cantilevers An electron lens for converging on a position, and an electron beam deflecting means for irradiating an electron beam on the deformed position with high accuracy, and a position of a reflection diffraction electron beam image reflected and diffracted from the deformed position. Is provided, and the deformation of the cantilever is detected from the detected position of the reflected diffraction electron beam image.

【0011】[0011]

【作用】本発明においては、電子線を発生するための電
子銃と、電子線をカンチレバーの何れかの変形位置上に
収束するための電子レンズと、電子線を精度良く変形位
置上に照射するための電子線偏向手段とを備え、さら
に、変形位置から反射回折された反射回折電子線像の位
置を検出するための手段を備え、検出された反射回折電
子線像の位置からカンチレバーの変形を検出するので、
反射回折電子線像の原子レベルでの高感応性により、カ
ンチレバーの変形を高精度、高感度で検出することがで
きる。また、高温に加熱する超高真空装置内でも検出可
能になり、入射電子線の位置調節が容易になる。さら
に、電子線を試料位置から離れた位置から入射でき、ま
た、検出手段を遠隔の位置に設置可能であるので、より
高感度で検出でき、また、装置の配置の自由度も大きく
なる。
According to the present invention, the electron gun for generating the electron beam, the electron lens for converging the electron beam on any one of the deformed positions of the cantilever, and the electron beam for irradiating the deformed position with high accuracy. And a means for detecting the position of the reflected diffraction electron beam image reflected and diffracted from the deformed position, and the cantilever is deformed from the detected position of the reflected diffraction electron beam image. Because it detects
Due to the high sensitivity of the reflected diffraction electron beam image at the atomic level, the deformation of the cantilever can be detected with high accuracy and high sensitivity. Further, it becomes possible to detect even in an ultra-high vacuum device that is heated to a high temperature, and the position of the incident electron beam can be easily adjusted. Further, since the electron beam can be incident from a position apart from the sample position and the detecting means can be installed at a remote position, the detection can be performed with higher sensitivity, and the degree of freedom in the arrangement of the device is increased.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の原子間力顕
微鏡等のカンチレバーの変形検出装置の実施例について
説明する。図4は、反射高速電子回折(RHEED)法
で得られる時間に対する検出強度の振動を示すグラフで
ある。この振動の強弱1個は、試料表面に蒸着を行った
ときの原子層の1層に対応する。このように、RHEE
Dや反射電子顕微鏡(REM)法においては、電子線の
反射回折の表面層の変化に対する感度は、原子レベルで
高いことが分かる。本発明は、この電子線の反射回折の
高感度性を利用して、AFM等のカンチレバーの変形を
高感度、高精度で検出しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cantilever deformation detecting device of an atomic force microscope or the like according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a graph showing the vibration of the detected intensity with respect to time obtained by the reflection high-energy electron diffraction (RHEED) method. One intensity of this vibration corresponds to one atomic layer when vapor deposition is performed on the sample surface. Thus, RHEE
It can be seen that in D and the backscattered electron microscope (REM) method, the sensitivity of electron beam reflection diffraction to changes in the surface layer is high at the atomic level. The present invention is intended to detect the deformation of a cantilever such as an AFM with high sensitivity and accuracy by utilizing the high sensitivity of the reflection diffraction of an electron beam.

【0013】図1に本発明の1実施例の構成を示す。同
図において、11は電子線を発する電子銃、6は電子線
を絞るための電子レンズ、7は電子線を精度良くカンチ
レバー2に照射するための偏向コイル、2は原子間力を
検出するカンチレバー、3は試料、4は3次元圧電駆動
素子、8は蛍光スクリーン、チャンネルプレート等の電
子線検出器、9は入射電子線、10はカンチレバー2か
ら反射回折電子線である。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is an electron gun for emitting an electron beam, 6 is an electron lens for narrowing the electron beam, 7 is a deflection coil for irradiating the cantilever 2 with the electron beam with high precision, and 2 is a cantilever for detecting an atomic force. 3 is a sample, 4 is a three-dimensional piezoelectric drive element, 8 is an electron beam detector such as a fluorescent screen and a channel plate, 9 is an incident electron beam, and 10 is a reflected diffraction electron beam from the cantilever 2.

【0014】このような配置において、偏向コイル7を
調節することにより、電子銃11から出て電子レンズ6
により絞られた電子線9は、カンチレバー2の背面に小
さい角度で入射され、カンチレバー2背面の結晶で反射
回折した反射回折電子線10は、その結晶構造を反映し
た回折像を蛍光スクリーン8上に投影する。したがっ
て、この回折像の注目のスポットの強度を測定すると、
図5の光テコ方式の場合と同じように、カンチレバー2
の変位量を反映する。カンチレバー2背面の結晶性が良
くないと、回折像は、中心スポットの周りに半円リング
状に広がるラウエリングになるので、図2に示すよう
に、カンチレバー2背面の電子線入射面に結晶12を貼
り付けるとよい。この場合、結晶12を特定のものに選
択すると、回折像もそれ特有なものとなるので、回折像
から容易にカンチレバー2位置が検出でき、入射電子線
9の位置が容易に調節でき、そのため、カンチレバー2
と電子銃11の間の距離を離すことができ、配置の自由
度等の上で望ましい。カンチレバー2背面の結晶性が良
い場合の蛍光スクリーン8上の回折像の1例を図3に示
す。このように、カンチレバー2背面の結晶性が良い場
合には、回折像は規則的な回折スポットとなるので、カ
ンチレバー2の変位量の測定は、中心のダイレクトスポ
ットのみならず、高次の回折スポットの移動に注目して
測定することもできる。また、回折スポットのズレは、
カンチレバーの上下方向のみならず、捩じれの動作も反
映している。したがって、ラテラル・フォース顕微鏡
(LFM)のように、カンチレバーの捩じれの検出が重
要なものにおいても使用できる。この場合は、例えばダ
イレクトスポットと高次スポットの信号を同時にモニタ
ーし、その強度比をとることによってカンチレバーの捩
じれが検出できる。
In such an arrangement, adjusting the deflection coil 7 causes the electron lens 11 to exit from the electron gun 11.
The electron beam 9 focused by is incident on the back surface of the cantilever 2 at a small angle, and the reflected diffraction electron beam 10 reflected and diffracted by the crystal on the back surface of the cantilever 2 shows a diffraction image reflecting the crystal structure on the fluorescent screen 8. To project. Therefore, when measuring the intensity of the spot of interest in this diffraction image,
As in the case of the optical lever method of FIG. 5, the cantilever 2
Reflects the displacement amount of. If the crystallinity of the back surface of the cantilever 2 is not good, the diffraction image will be Laue ring that spreads in a semicircular ring shape around the central spot. Therefore, as shown in FIG. Good to stick. In this case, if the crystal 12 is selected to be a specific one, the diffraction image also becomes unique, so the position of the cantilever 2 can be easily detected from the diffraction image and the position of the incident electron beam 9 can be easily adjusted. Cantilever 2
The distance between the electron gun 11 and the electron gun 11 can be increased, which is desirable in terms of the degree of freedom of arrangement and the like. FIG. 3 shows an example of a diffraction image on the fluorescent screen 8 when the back surface of the cantilever 2 has good crystallinity. As described above, when the back surface of the cantilever 2 has good crystallinity, the diffraction image becomes a regular diffraction spot. Therefore, the displacement amount of the cantilever 2 can be measured not only in the center direct spot but also in the higher-order diffraction spot. It is possible to measure by paying attention to the movement of. Also, the deviation of the diffraction spot is
It reflects not only the vertical direction of the cantilever but also the twisting motion. Therefore, it can be used also in a lateral force microscope (LFM) in which detection of a cantilever twist is important. In this case, for example, the twist of the cantilever can be detected by simultaneously monitoring the signals of the direct spot and the high-order spot and taking the intensity ratio thereof.

【0015】なお、回折スポットの強度の測定は、蛍光
スクリーン8に投影された輝度を真空外からTV等の手
段で測定してもよいし、真空内にチャンネルプレート等
を8の位置に設置して直接測定することも可能である。
The intensity of the diffracted spot may be measured by measuring the brightness projected on the fluorescent screen 8 from outside the vacuum by means such as a TV, or by setting a channel plate or the like at the position of 8 in the vacuum. It is also possible to directly measure it.

【0016】以上は、カンチレバーの変形を利用する顕
微鏡としてAFMを想定していたが、本発明のカンチレ
バーの変形検出装置はこれに限らず、磁気力顕微鏡(M
FM)、スキャンニング・サーマル・プロファイラー
(STP)等のカンチレバーの変形を利用する他の顕微
鏡においても使用可能である。ここで、MFMとは探針
と試料表面の間の磁気力によるカンチレバーの変形を測
定して磁力分布を観察するものであり、STPは、バイ
メタル等を用い、試料表面の温度に応じて探針と試料表
面の間の距離を制御して温度分布を観察するものであ
る。
Although the AFM is assumed as a microscope utilizing the deformation of the cantilever, the cantilever deformation detecting device of the present invention is not limited to this, and a magnetic force microscope (M
It can also be used in other microscopes that utilize the deformation of the cantilever, such as FM) and scanning thermal profiler (STP). Here, the MFM is for observing the magnetic force distribution by measuring the deformation of the cantilever due to the magnetic force between the probe and the sample surface, and the STP is made of bimetal or the like, and the probe is used according to the temperature of the sample surface. The temperature distribution is observed by controlling the distance between the sample and the sample surface.

【0017】以上、本発明の原子間力顕微鏡等のカンチ
レバーの変形検出装置をいくつかの実施例について説明
してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の
変形が可能である。
Although the cantilever deformation detecting device for the atomic force microscope and the like according to the present invention has been described with reference to some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の原子間力顕微鏡等のカンチレバーの変形検出装置によ
ると、例えば原子間力顕微鏡において、 超高真空原子間力顕微鏡を開発するに当たり、高感
度、高精度な変位検出技術開発が図られた。 回折スポットの位置の測定により、高さ方向に変位の
みならず、カンチレバーの捩じれの測定が可能になっ
た。 電子線の位置を調整するだけで、同一電子銃を用い
て、試料への蒸着過程のモニターと原子間力顕微鏡の検
出手段とに兼用することが可能となった。
As is apparent from the above description, according to the deformation detecting device for a cantilever such as the atomic force microscope of the present invention, in developing an ultra-high vacuum atomic force microscope in an atomic force microscope, for example, Highly sensitive and highly accurate displacement detection technology was developed. By measuring the position of the diffraction spot, not only the displacement in the height direction but also the torsion of the cantilever can be measured. Only by adjusting the position of the electron beam, it is possible to use the same electron gun as a monitor of the vapor deposition process on the sample and a detecting means of the atomic force microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のカンチレバーの変形検出装置を原子間
力顕微鏡に適用した場合の1実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment in which a deformation detecting device for a cantilever of the present invention is applied to an atomic force microscope.

【図2】変形例のカンチレバー先端形状を示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing a cantilever tip shape of a modified example.

【図3】蛍光スクリーン上の回折像の1例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a diffraction image on a fluorescent screen.

【図4】電子線を使用したRHEEDの強度モジュレー
ションを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing intensity modulation of RHEED using an electron beam.

【図5】従来の光テコ方式を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional optical lever system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…カンチレバー 3…試料 4…3次元圧電駆動素子 6…電子レンズ 7…偏向コイル 8…蛍光スクリーン又はチャンネルプレート(電子線検
出器) 9…入射電子線 10…反射回折電子線 11…電子銃 12…結晶
2 ... Cantilever 3 ... Sample 4 ... Three-dimensional piezoelectric drive element 6 ... Electron lens 7 ... Deflection coil 8 ... Fluorescent screen or channel plate (electron beam detector) 9 ... Incident electron beam 10 ... Reflection diffraction electron beam 11 ... Electron gun 12 …crystal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料表面とカンチレバー先端の探針との
間の相対位置を3次元的に駆動して両者間に作用する力
等をカンチレバーの変形として検出する原子間力顕微鏡
等のカンチレバーの変形検出装置において、電子線を発
生するための電子銃と、電子線を前記カンチレバーの何
れかの変形位置上に収束するための電子レンズと、電子
線を精度良く前記変形位置上に照射するための電子線偏
向手段とを備え、さらに、前記変形位置から反射回折さ
れた反射回折電子線像の位置を検出するための手段を備
え、検出された反射回折電子線像の位置から前記カンチ
レバーの変形を検出することを特徴とする原子間力顕微
鏡等のカンチレバーの変形検出装置。
1. Deformation of a cantilever such as an atomic force microscope that three-dimensionally drives the relative position between the sample surface and the probe at the tip of the cantilever to detect the force acting between the two as the deformation of the cantilever. In the detection device, an electron gun for generating an electron beam, an electron lens for converging the electron beam on one of the deformed positions of the cantilever, and an electron beam for irradiating the electron beam onto the deformed position with high accuracy. Electron beam deflecting means, and means for detecting the position of the reflected diffraction electron beam image reflected and diffracted from the deformed position, and the cantilever is deformed from the detected position of the reflected diffraction electron beam image. A cantilever deformation detection device for an atomic force microscope or the like, which is characterized by detecting.
JP1075693A 1993-01-26 1993-01-26 Device for detecting deformation of cantilever of microscope, etc., of force between atoms Withdrawn JPH06221845A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212182A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Kagawa Univ Probe device, manufacturing method of the probe device, and stylus-type surface measuring device

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