JPH08285863A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、制御系を安定させて応答性を速め
ると共に、走査中に探針が試料表面に当たって探針や試
料の表面に損傷を与えないために、圧電体共振点付近の
電流増加量を検出し、この増加量を圧電体にフィードバ
ックして該圧電体に印加する電圧を調節し、圧電体の機
械的な共振ピークを十分に抑圧する。 【構成】プローブ変位検出部１５からカンチレバー１４
の探針の変位を検出して、変位信号ＳｚをＺ変位サーボ
制御部１６へ出力する。このＺ変位サーボ制御部１６で
は、Ｚ制御電圧Ｖｚを印加して円筒型圧電体１３を伸縮
させる。円筒型圧電体１３に流れている電流ｉｚを電流
検出センサ１９で検出し、微分回路２０にて微分して電
流増加量を算出する。そして、比較器２２にて、該電流
増加量を増幅回路２１で増幅した補正電圧△ＶとＺ変位
サーボ制御部１６からの印加電圧指令を比較して、円筒
型圧電体１３に実際に印加する電圧Ｖｚを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は走査型プローブ顕微鏡
に関し、より詳細には圧電体共振点付近の電流増加量を
検出してこの増加量を円筒型圧電体にフィードバックし
て該圧電体のＺ方向の制御を行う走査型プローブ顕微鏡
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電体を用いた３次元走査機構は、微動
変位移動ステージをナノメートルオーダの分解能で駆動
するために、よく使われている。特に、トンネル電流を
利用して試料表面を原子寸度でなぞって画像化する走査
型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：Scanning Tunneling Micro
scope ）や、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic force M
icroscope ）等の原子分解能を必要とする走査型プロー
ブ顕微鏡（ＳＰＭ）に於いては、試料や探針のｘｙｚ方
向の位置決めステージを駆動する機構として広く普及し
ている。

【０００３】一般に、走査型プローブ顕微鏡は、上述し
たＳＴＭを初めとして、多様化している探針と試料を近
接させ、その間に働く物理量を検出し、それを媒体にし
て試料表面の凹凸をなぞり、試料表面の性質の違いを知
る原子サイズオーダで３次元的な測定装置である。

【０００４】また、上述したＡＦＭはＳＴＭに類似して
おり、走査型プローブ顕微鏡の１つとして位置付けられ
ている。ＡＦＭでは、自由端に鋭い探針を有するカンチ
レバーを、試料に対向、近接して設けている。そして、
該カンチレバーの探針の先端の原子と試料原子との間に
働く相互作用力によって、変位するカンチレバーの動き
を電気的或いは光学的にとらえて測定しつつ、試料をＸ
Ｙ方向に走査し、カンチレバーの探針部との位置関係を
相対的に変化させることによって、試料の凹凸情報等を
原子サイズオーダで３次元的に捕らえることができる。

【０００５】走査型プローブ顕微鏡に於いては、画素品
質の劣化を防止するために、高速応答の位置制御技術の
開発が要求されている。特に、生物分野では、ＳＰＭの
高速走査性、且つ試料表面の微細な力変化の検出が求め
られている。

【０００６】走査型プローブ顕微鏡に於ける高速走査、
高速応答を実現するための基本的考え方は、Ｚ軸微動機
構用圧電体の共振周波数をできるだけ高くし、且つ共振
時の振幅（Ｑ値）をできるだけ小さくすることにある。

【０００７】図５は、従来の走査型プローブ顕微鏡の構
成の一例を示したブロック図である。試料走査型プロー
ブ顕微鏡は、測定する試料１を支持する試料台２と、こ
の試料台２を支持して且つ試料台２を移動させる円筒型
圧電体３と、自由端に探針を有するカンチレバー４と、
プローブ変位検出部５と、Ｚ変位サーボ制御部６と、
Ｘ，Ｙ信号走査部７と、画像表示装置８とから構成され
る。

【０００８】上記プローブ変位検出部５は、カンチレバ
ー４の探針と試料１との間の相互作用によって生じるカ
ンチレバー４の変位を、光学的及び電気的に検出し、変
位信号ＳｚをＺ変位サーボ制御部６へ出力する。

【０００９】Ｚ変位サーボ制御部６は、試料１の表面と
カンチレバー４の探針先端を一定距離に保つようにフィ
ードバック制御するためのものである。上記Ｚ変位サー
ボ制御部６は、Ｚ制御電圧Ｖｚを円筒型圧電体３に印加
して円筒型圧電体３を伸縮させて試料１をＺ方向に移動
させる。それと共に、Ｘ，Ｙ信号走査部７から出力され
るＸ，Ｙ走査信号が円筒型圧電体３に印加されて２次元
方向に走査される。このときのＺ制御信号Ｖｚ、つまり
試料１の凹凸情報が画像表示装置８に転送される。すな
わち、ＸＹ面内を走査するＸ，Ｙ走査制御部に同期し
て、Ｚ変位サーボ制御部６の制御電圧が測定される。

【００１０】画像表示装置８は、転送された測定データ
を格納し、試料表面の凹凸情報の３次元画像形成、及び
試料表面情報分析を行うためのものである。図６は、図
５に示された走査型プローブ顕微鏡のＺサーボ制御部６
及びその周辺部の構成を示すブロック図である。

【００１１】このフィードバック制御系に於いて、下記
（１）式で表される値のリファレンス信号とプローブ変
位検出部５から検出された変位信号Ｓｚとの差が比較器
９で求められる。その後、積分増幅器１０で積分され
て、円筒型圧電体３に印加される電圧Ｖｚが生成され
る。

【００１２】

【数１】

【００１３】図７（ａ）は、従来例の円筒型圧電体のＺ
軸変位量、積分器ゲインと印加電圧周波数の特性を示す
ボード線図である。同図からもわかるように、円筒型圧
電体３は、共振周波数ｆ₀ に於いてピークが現れてい
る。共振点の振幅（尖鋭度Ｑ値）は、かなり大きいもの
であり、走査型プローブ顕微鏡の位置制御は、減衰性が
悪い機械振動系であることがわかる。

【００１４】図６に示される従来のＺ軸サーボ制御系で
は、積分ゲインＫｉの増大と共に不安定となる。したが
って、図７（ａ）に示されるように、Ｚ軸圧電体の第１
次共振周波数付近での影響をできるだけ小さくするよう
に、積分器の時定数Ｔｉ＝１／Ｋｉを大きく設定する必
要がある。つまり、Ｚ制御の周波数特性は、図７（ｂ）
に示されるように、共振点に於ける合成した閉ループの
ゲイン特性のピークを０ｄＢ以下に抑えるように設定し
なければならない。したがって、実用的には、Ｋｉをか
なり小さな値で使わなくてはならない。

【００１５】また、図８は、圧電体の電流−周波数特性
を示したものである。この図８からもわかるように、円
筒型圧電体３には共振周波数ｆ₀ 付近で大きな共振電流
が流れている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】走査型プローブ顕微鏡
は、試料表面と探針先端を一定距離に保つように、試料
１をＺ方向に制御しながらＸＹ２次元方向に走査し、こ
のときの円筒型圧電体３に印加する電圧信号を試料表面
の凹凸情報として画像形成している。

【００１７】しかしながら、円筒型圧電体３の特性とし
て、変位と印加電圧周波数の関係に、図７に示されるよ
うな固有振動特性があるために、Ｚ方向の制御を高速に
行おうとすると、円筒型圧電体３が発振して安定したＺ
方向の制御が行えないという課題を有している。

【００１８】また、図６に示される従来のサーボ制御系
では、円筒型圧電体３の第１次共振ピークの影響を避け
るために、積分器の時定数Ｔｉが大きく設定される。し
かしながら、制御ループのゲインを大きくとることがで
きないため、サーボ系の応答が遅くなり、位置決め精度
が高くできないという課題がある。したがって、大きい
段差がある試料に対しては、高速な２次元走査が行え
ず、高速な測定はできない。

【００１９】更に、凹凸の差の大きい試料の場合、サー
ボの応答が遅いために走査中に探針が試料表面に当たっ
てしまい、探針及び試料の表面に損傷を与える虞れがあ
った。

【００２０】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、制御系を安定させて応答性を速めると共に、走査中
に探針が試料表面に当たって探針や試料の表面に損傷を
与える虞れがない走査型プローブ顕微鏡を提供すること
を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、圧
電体を用いた走査型プローブ顕微鏡に於いて、上記圧電
体のＺ方向の変位を検出するＺ方向変位検出手段と、上
記圧電体のＺ方向の変位を制御すべく所定の印加電圧を
与えるＺ方向変位制御手段と、上記圧電体をＺ方向に駆
動するための駆動電流を検出する電流検出手段と、この
電流検出手段によって検出された共振電流の変化率を算
出して補正電圧を求める算出手段と、この算出手段で求
められた補正電圧に基いて、上記Ｚ方向変位制御手段か
ら圧電体へ供給される印加電圧を調整する調整手段とを
具備することを特徴とする。

【００２２】

【作用】この発明の走査型プローブ顕微鏡では、Ｚ変位
サーボ制御系に於いて、カンチレバーの変位△Ｚと圧電
体に流れる共振電流ｉｚを検出し、上記△Ｚを積分器で
積分して、下記（２）式で表される電圧指令を生成す
る。

【００２３】

【数２】 そして、共振電流信号ｉｚをバンドパスフィルタ或いは
ハイパスフィルタを通し、微分回路に入力して得られる
補正電圧信号△Ｖとゲイン定数Ｋ１から、円筒型圧電体
の印加電圧指令Ｖｚを下記（３）式及び（４）式が成立
するように制御する。

【００２４】

【数３】

【００２５】

【数４】

【００２６】すなわち、図８に示されるように、圧電体
の共振点付近での電流が大きく変化するという特性を利
用して、円筒型圧電体の機械振動系の固有周波数ｆ₀ 付
近で圧電体に印加する電圧Ｖｚを減少させることによっ
て、共振ピーク振幅値を下げる。

【００２７】このように、この発明の走査型プローブ顕
微鏡に於いては、円筒型圧電体共振点付近の電流増加量
を検出し、この増加量を円筒型圧電体にフィードバック
することによって、円筒型圧電体に印加する電圧を調節
し、圧電体の機械的な共振ピークを十分に抑圧する。そ
の結果、制御帯域が拡大されて、制御ループのゲインを
高く設定することができるので、サーボ制御系の応答を
速くすると共に、精度を高め、圧電体のＸＹ２次元走査
速度及びＺ方向の制御速度及びＺ方向の制御速度を遅く
せずに、安定で且つ高速な試料表面の微細な力の変化を
検出することが可能となる。特に、凹凸の大きい場合、
走査中に、探針及び試料表面に大きな損傷を与える虞れ
もなくなる。

【００２８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１は、この発明の第１の実施例で、走査型プ
ローブ顕微鏡による位置制御系の構成を示すブロック図
である。

【００２９】図１に於いて、走査型プローブ顕微鏡は、
測定する試料１１を支持する試料台１２と、この試料台
１２を支持して且つ試料台１２を移動させる円筒型圧電
体１３と、自由端に探針を有するカンチレバー１４と、
プローブ変位検出部１５と、Ｚ変位サーボ制御部１６
と、Ｘ，Ｙ信号走査部１７と、画像表示装置１８と、電
流検出部（電流検出センサ）１９と、共振電流の増加率
算出部を構成する微分回路２０、増幅回路２１及び比較
器２２とを有して構成される。

【００３０】上記プローブ変位検出部１５は、カンチレ
バー１４の探針と試料１１との間の相互作用によって生
じるカンチレバー１４の探針の変位を、光学的及び電気
的に検出し、変位信号ＳｚをＺ変位サーボ制御部１６へ
出力する。

【００３１】このＺ変位サーボ制御部１６は、試料１１
の表面とカンチレバー１４の探針先端を一定距離保つよ
うにフィードバック制御するためのものであり、Ｚ制御
電圧Ｖｚを円筒型圧電体１３に印加してこの円筒型圧電
体１３を伸縮させる。

【００３２】上記電流検出部１９は、電流検出センサか
ら円筒型圧電体１３に流れている電流ｉｚを検出するた
めのものである。そして、検出された電流から、共振電
流増加量算出部の微分回路２０及び増幅器回路２１にて
電流増加量が算出され、補正電圧△Ｖが得られる。この
補正電圧△Ｖは、比較器２２に出力される。

【００３３】このような構成に於いて、上記プローブ変
位検出部１５により、カンチレバー１４の探針の変位が
検出されると、変位信号ＳｚがＺ変位サーボ制御部１６
へ出力される。すると、Ｚ変位サーボ制御部１６では、
Ｚ制御電圧Ｖｚを円筒型圧電体１３に印加してこの円筒
型圧電体１３を伸縮させる。

【００３４】このとき、電流検出センサ１９では、円筒
型圧電体１３に流れている電流ｉｚが検出される。高い
周波数の電圧が印加されると、円筒型圧電体１３の共振
を引起こし、圧電体１３の機械変位は急激的に増加され
ると共に、電流も急激的に大きく増加されるが、その電
流は上記電流検出センサ１９で検出された後、共振電流
増加量算出部に出力される。

【００３５】この共振電流増加量算出部では、上記電流
検出センサ１９で検出された電流が微分回路２０にて微
分されて電流増加量が算出される。この電流増加量が増
幅回路２１で適当に増幅されて、補正電圧△Ｖが生成さ
れる。そして、比較器２２に於いて、この補正電圧△Ｖ
が上記（２）式で表される印加電圧指令との間で引算さ
れることにより、円筒型圧電体１３に実際に印加される
電圧Ｖｚが生成される。すなわち、共振点付近で円筒型
圧電体１３に印加される電圧が減少されて、円筒型圧電
体１３の機械的な共振ピークの影響が抑えられる。

【００３６】このように、円筒型圧電体共振点付近の電
流増加量が検出され、この電流増加量が円筒型圧電体に
フィードバックされることによって、円筒型圧電体に印
加される電圧が調節され、圧電体の機械的な共振ピーク
が十分に抑圧される。その結果、図２（ａ）及び（ｂ）
に太線で示されるように、制御ループのゲインＫｉ´を
高く設定することができるので、制御帯域が従来の０〜
Ａの範囲から０〜Ａ´の範囲にまで広げられる。

【００３７】その結果、制御帯域が拡大され、制御ルー
プのゲインを高く設定することができるので、サーボ制
御系の応答を速くすると共に、精度を高め、円筒型圧電
体のＸＹ２次元走査速度及びＺ方向の制御速度を遅くせ
ずに、安定で且つ高速な試料表面の微細な力の変化を検
出することが可能となる。

【００３８】また、凹凸の差の大きい試料の場合、走査
中に探針及び試料表面に大きな損傷を与える虞れがなく
なる。更に、上述した実施例に於いて、電流検出部とし
て電流検出センサ１９の後段にハイパスフィルタを挿入
してもよいものである。

【００３９】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。図３は、この発明の第２の実施例で、カンチレ
バー走査型の走査型プローブ顕微鏡による位置制御系の
構成を示すブロック図である。

【００４０】第２の実施例による走査型プローブ顕微鏡
は、図３に示されるように、測定する試料１１を支持す
る試料台１２′と、自由端に探針を有するカンチレバー
１４′と、このカンチレバー１４′の基板を支持する基
板を移動させる円筒型圧電体１３′と、探針と試料との
間の相互作用によって生じるカンチレバーの変位を光学
的に検出する光てこ変位検出部２３と、Ｚ変位サーボ制
御部１６と、Ｘ，Ｙ信号走査部１７と、画像表示装置１
８と、電流検出部を構成する電流検出センサ１９及びバ
ンドパスフィルタ２４と、共振電流の増加率算出部を構
成する微分回路２０、増幅回路２１及び比較器２２とを
有して構成される。

【００４１】このような構成に於いて、上記光てこ変位
検出部２３にて、カンチレバー１４′の変位が検出され
ると、変位信号ＳｚがＺ変位サーボ制御部１６へ出力さ
れる。このＺ変位サーボ制御部１６では、試料１１の表
面とカンチレバー１４′の探針先端を一定距離に保つよ
うにフィードバック制御され、Ｚ制御電圧Ｖが円筒型圧
電体１３′に印加されて円筒型圧電体１３が伸縮され
る。

【００４２】そして、電流検出センサ１９に於いて、円
筒型圧電体１３３に流れている電流ｉｚが検出され、こ
の検出された電流信号ｉｚがバンドパスフィルタ２４に
入力される。

【００４３】カンチレバー走査型プローブ顕微鏡では、
円筒型圧電体１３に乗る荷重が一定で、円筒型圧電体１
３の共振点が変動しないため、バンドパスフィルタ２４
の中心周波数を円筒型圧電体１３の機械共振周波数に合
わせるのは容易である。

【００４４】図４に示されるように、バンドパスフィル
タ２４の中心周波数は、円筒型圧電体１３の共振周波数
と同じものを選択する。すなわち、高い周波数の電圧を
円筒型圧電体１３に印加すると、円筒型圧電体１３の共
振が生じて共振電流が流れている。その共振電流は、電
流検出センサ１９及びバンドパスフィルタ２４によって
検出され、電流増加量算出部に入力される。

【００４５】電流増加量算出部では、検出された共振電
流が微分回路２０で微分されて電流増加量が算出され
る。この電流増加量が、増幅回路２１にて適当に増幅さ
れて補正電圧△Ｖが生成される。そして、この補正電圧
ΔＶが比較器２２に出力されて下記（５）式で表される
印加電圧指令との間で引算される。

【００４６】

【数５】

【００４７】すなわち、共振点付近で印加する電圧が減
少されて共振ピークの影響が抑えられる。このように、
円筒型圧電体１３の共振点付近の電流増加量が検出さ
れ、この増加量が円筒型圧電体１３にフィードバックさ
れることによって、円筒型圧電体１３に印加される電圧
が調節され、円筒型圧電体１３の機械的な共振ピークが
十分に抑圧される。その結果、図２（ａ）及び（ｂ）に
太線で示されるように、制御ループのゲインＫｉ´を高
く設定することができるので、制御帯域が従来の０〜Ａ
の範囲から０〜Ａ´の範囲にまで広げられる。

【００４８】その結果、制御帯域が拡大され、制御ルー
プのゲインを高く設定することができるので、サーボ制
御系の応答を速くすると共に、精度を高め、円筒型圧電
体のＸＹ２次元走査速度及びＺ方向の制御速度を遅くせ
ずに、安定で且つ高速な試料表面の微細な力の変化を検
出することが可能となる。

【００４９】また、凹凸の差の大きい試料の場合、走査
中に探針及び試料表面に大きな損傷を与える虞れがなく
なる。上述したように、従来は、走査型プローブ顕微鏡
の位置制御系の振動Ｑ値が高いため、制御ゲインを高め
ると制御系の振動が発生する虞れがあった。この振動の
振幅は、位置制御系の応答を速くするほど大きくなり、
測定に悪影響を及ぼすため、高速走査は望めないもので
あった。

【００５０】しかしながら、上述した制御を適用するこ
とにより、共振ピークは大幅に抑圧され、且つ制御ゲイ
ンも大きくすることができるため、サーボ制御系の応答
を速くすると共に、精度を高め、安定で且つ高速な試料
凹凸測定が可能となった。また、凹凸の差の大きい試料
の場合、走査中に探針及び試料表面に大きな損傷を与え
る虞れがなくなる。

【００５１】この発明によれば、圧電体の電流を検出
し、検出された電流を機械振動系の固有周波数ｆ₀ 付近
で微分した量を圧電体にフィードバックすることによっ
て、圧電体に印加する電圧を調節し、圧電体の機械的な
共振ピークを十分に抑圧するので、制御帯域が拡大さ
れ、制御ループのゲインを高く設定することができるた
め、サーボ制御系の応答を速くすると共に、精度を高め
ることができる。

【００５２】また、圧電体の微動手段を走査型プローブ
顕微鏡の位置制御応用することによって、走査型プロー
ブ顕微鏡の圧電体のＸＹ２次元走査速度及びＺ方向の制
御速度を遅くせずに、安定で且つ高速な試料表面の微細
な力の変化を検出することが可能となる。

【００５３】尚、上述した実施例では、走査型プローブ
顕微鏡のＺ方向のサーボ制御に用いていたが、ＸＹ走査
制御にも本発明を用いることが可能である。また、圧電
体は、上述したように円筒型圧電体を用いたが、積層型
圧電体、ユニモルフ構造の圧電体、バイモルフ構造の圧
電体、単板素子の圧電体にも適用可能である。

【００５４】更に、上述した実施例では走査型プローブ
顕微鏡として用いたが、半導体構造に於ける露光装置の
位置決め装置にもこの発明が適用可能であるのは勿論で
ある。

【００５５】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成が得られる。 （１） 圧電体を用いた走査型プローブ顕微鏡に於い
て、上記圧電体のＺ方向の変位を検出するＺ方向変位検
出手段と、上記圧電体のＺ方向の変位を制御すべく所定
の印加電圧を与えるＺ方向変位制御手段と、上記圧電体
をＺ方向に駆動するための駆動電流を検出する電流検出
手段と、この電流検出手段によって検出された共振電流
の変化率を算出して補正電圧を求める算出手段と、この
算出手段で求められた補正電圧に基いて、上記Ｚ方向変
位制御手段から圧電体へ供給される印加電圧を調整する
調整手段とを具備することを特徴とする走査型プローブ
顕微鏡。

【００５６】（２） 上記電流検出手段は、電流検出セ
ンサで構成されることを特徴とする上記（１）に記載の
走査型プローブ顕微鏡。 （３） 上記電流検出手段は、更にハイパスフィルタ若
しくはバンドパスフィルタを備えることを特徴とする上
記（２）に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【００５７】（４） 上記算出手段は、微分回路及び増
幅回路で構成されることを特徴とする上記（１）に記載
の走査型プローブ顕微鏡。 （５） 上記調整手段は、上記Ｚ方向変位制御手段から
圧電体へ供給される印加電圧から上記補正電圧を減算し
て該印加電圧を調整することを特徴とする上記（１）に
記載の走査型プローブ顕微鏡。

【００５８】上記（１）〜（５）の構成によれば、圧電
体の電流を検出し、検出した電流を機械振動系の固有周
波数付近で微分した量を圧電体にフィードバックするこ
とによって、圧電体に印加する電圧を調節し、圧電体の
機械的な共振ピークを十分に抑圧するので、制御帯域が
拡大され、制御ループのゲインを高く設定することがで
きる。したがって、サーボ制御系の応答を速くすると共
に、精度を高めることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、制御系
を安定させて応答性を速めると共に、走査中に探針が試
料表面に当たって探針や試料の表面に損傷を与える虞れ
がない走査型プローブ顕微鏡を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例で、走査型プローブ顕
微鏡による位置制御系の構成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）は印加電圧周波数に対する第１の実施例
による走査型プローブ顕微鏡の圧電体のＺ軸変位量及び
積分器ゲインの特性を示すボード線図、（ｂ）は同図
（ａ）の各要素を合成した閉ループ周波数特性を示した
ボード線図である。

【図３】この発明の第２の実施例で、カンチレバー走査
型の走査型プローブ顕微鏡による位置制御系の構成を示
すブロック図である。

【図４】第２の実施例による走査型プローブ顕微鏡の圧
電体の共振電流及びバンドパスフィルタの印加電圧周波
数特性を示した図である。

【図５】従来の走査型プローブ顕微鏡の構成の一例を示
したブロック図である。

【図６】図５の走査型プローブ顕微鏡のＺサーボ制御部
６及びその周辺部の構成を示すブロック図である。

【図７】（ａ）は印加電圧周波数に対する従来例の円筒
型圧電体のＺ軸変位量、積分器ゲインの特性を示すボー
ド線図、（ｂ）は同図（ａ）の各要素を合成した閉ルー
プ周波数特性を示したボード線図である。

【図８】従来の走査型プローブ顕微鏡の圧電体の共振時
の機械変位及び電流特性を示した図である。

【符号の説明】

１１…試料、１２、１２′…試料台、１３、１３′…円
筒型圧電体、１４、１４′…カンチレバー、１５…プロ
ーブ変位検出部、１６…Ｚ変位サーボ制御部、１７…
Ｘ，Ｙ信号走査部、１８…画像表示装置、１９…電流検
出センサ、２０…微分回路、２１…増幅回路、２２…比
較器、２３…光てこ変位検出部、２４…バンドパスフィ
ルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電体を用いた走査型プローブ顕微鏡に
   於いて、 上記圧電体のＺ方向の変位を検出するＺ方向変位検出手
   段と、 上記圧電体のＺ方向の変位を制御すべく所定の印加電圧
   を与えるＺ方向変位制御手段と、 上記圧電体をＺ方向に駆動するための駆動電流を検出す
   る電流検出手段と、 この電流検出手段によって検出された共振電流の変化率
   を算出して補正電圧を求める算出手段と、 この算出手段で求められた補正電圧に基いて、上記Ｚ方
   向変位制御手段から圧電体へ供給される印加電圧を調整
   する調整手段とを具備することを特徴とする走査型プロ
   ーブ顕微鏡。
2. 【請求項２】 上記電流検出手段は、電流検出センサで
   構成されることを特徴とする請求項１に記載の走査型プ
   ローブ顕微鏡。
3. 【請求項３】 上記電流検出手段は、更にハイパスフィ
   ルタ若しくはバンドパスフィルタを備えることを特徴と
   する請求項２に記載の走査型プローブ顕微鏡。