JPH09325079A - 走査型温度顕微鏡 - Google Patents
走査型温度顕微鏡Info
- Publication number
- JPH09325079A JPH09325079A JP8141895A JP14189596A JPH09325079A JP H09325079 A JPH09325079 A JP H09325079A JP 8141895 A JP8141895 A JP 8141895A JP 14189596 A JP14189596 A JP 14189596A JP H09325079 A JPH09325079 A JP H09325079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- temperature
- scanning
- microscope
- detecting
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 観察が容易で、かつ高い分解能でもって微細
温度情報を画像表示しうる顕微鏡を提供する。 【解決手段】 走査型温度顕微鏡１は、探針３と、試料
台８と、探針の走査手段２とを有する。さらに、探針３
の温度を検出する手段５と、検出された試料表面の温度
情報を画像表示する手段７と、を具備することを特徴と
する。探針の温度を検出する手段としては、温度依存性
のある探針の電気抵抗を測定するものや、探針をサーモ
スタット構造とし探針の変形を検知するものがある。
温度情報を画像表示しうる顕微鏡を提供する。 【解決手段】 走査型温度顕微鏡１は、探針３と、試料
台８と、探針の走査手段２とを有する。さらに、探針３
の温度を検出する手段５と、検出された試料表面の温度
情報を画像表示する手段７と、を具備することを特徴と
する。探針の温度を検出する手段としては、温度依存性
のある探針の電気抵抗を測定するものや、探針をサーモ
スタット構造とし探針の変形を検知するものがある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型の顕微鏡に
関する。特には、試料表面の温度情報を検出して画像表
示する走査型温度顕微鏡に関する。
関する。特には、試料表面の温度情報を検出して画像表
示する走査型温度顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の顕微鏡を用いた試料表面の温度観
察方法としては、液晶法や赤外線法等がある。液晶法
は、試料表面に液晶物質を塗布し、この液晶物質の相変
化を観察することにより試料表面の温度情報を得るとい
うものである。赤外線法は、試料表面の温度に応じて強
度の変化する該表面から出る赤外線をモニターするもの
である。
察方法としては、液晶法や赤外線法等がある。液晶法
は、試料表面に液晶物質を塗布し、この液晶物質の相変
化を観察することにより試料表面の温度情報を得るとい
うものである。赤外線法は、試料表面の温度に応じて強
度の変化する該表面から出る赤外線をモニターするもの
である。
【０００３】一方、走査型の顕微鏡の一種として原子間
力顕微鏡がある。原子間力顕微鏡は、非常に小さいカン
チレバー式探針を有し、この探針を走査しながら試料表
面の原子間力情報を得、これを画像表示する。原子間力
顕微鏡の出現によって、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）では基本的に不可能であった絶縁体表面の微細な構
造観察が可能となった。
力顕微鏡がある。原子間力顕微鏡は、非常に小さいカン
チレバー式探針を有し、この探針を走査しながら試料表
面の原子間力情報を得、これを画像表示する。原子間力
顕微鏡の出現によって、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）では基本的に不可能であった絶縁体表面の微細な構
造観察が可能となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の液晶法による観
察では、観察できる温度範囲が液晶として振るまう範囲
だけなので非常に限られていること、また、液晶の塗布
に非常な熟練を要することや、試料表面を液晶物質で汚
してしまうという問題点があった。また、赤外線法で
は、観察が光学顕微鏡によるため、光学顕微鏡並みの分
解能しか得られないという問題点があった。さらに、原
子間力顕微鏡では試料表面の温度情報を検出するという
ことはなされていなかった。
察では、観察できる温度範囲が液晶として振るまう範囲
だけなので非常に限られていること、また、液晶の塗布
に非常な熟練を要することや、試料表面を液晶物質で汚
してしまうという問題点があった。また、赤外線法で
は、観察が光学顕微鏡によるため、光学顕微鏡並みの分
解能しか得られないという問題点があった。さらに、原
子間力顕微鏡では試料表面の温度情報を検出するという
ことはなされていなかった。
【０００５】本発明は、観察が容易で、かつ高い分解能
でもって微細温度情報を画像表示しうる顕微鏡を提供す
ることを目的とする。
でもって微細温度情報を画像表示しうる顕微鏡を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の走査型温度顕微鏡は、 探針と、 この探
針の当てられる試料を載せる試料台と、 探針又は試料
台の走査手段と、 探針の温度を検出する手段と、 検
出された試料表面の温度情報を画像表示する手段と、を
具備することを特徴とする。
め、本発明の走査型温度顕微鏡は、 探針と、 この探
針の当てられる試料を載せる試料台と、 探針又は試料
台の走査手段と、 探針の温度を検出する手段と、 検
出された試料表面の温度情報を画像表示する手段と、を
具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しつつ具体的に説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る走査型温度顕
微鏡の全体構成を示すブロック図である。図１の走査型
温度顕微鏡１は、二次元走査駆動装置２によって走査さ
れる探針３を有する。この探針（詳細後述）は、試料台
８上に置かれた試料４の表面の近傍を走査して試料表面
の温度情報を収集するものである。なお、探針を固定と
し、試料台を走査してもよい。探針を走査駆動する場
合、走査駆動装置２はピエゾアクチュエータ式のものを
用いることができる。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る走査型温度顕
微鏡の全体構成を示すブロック図である。図１の走査型
温度顕微鏡１は、二次元走査駆動装置２によって走査さ
れる探針３を有する。この探針（詳細後述）は、試料台
８上に置かれた試料４の表面の近傍を走査して試料表面
の温度情報を収集するものである。なお、探針を固定と
し、試料台を走査してもよい。探針を走査駆動する場
合、走査駆動装置２はピエゾアクチュエータ式のものを
用いることができる。
【０００８】探針３の温度は、温度検出部５（詳細後
述）に検出される。温度検出部５で検出した温度情報
は、コントローラ６を通じてＡ／Ｄ変換等された後、表
示装置７に送られ画像表示される。この画像処理の方法
及び装置としては、ＳＴＭや原子間力顕微鏡において用
いられているのと同様の技術を用いることができる。コ
ントローラ６は、走査駆動装置２の走査動作も制御す
る。表示装置７には、測定条件や測定結果が表示され
る。
述）に検出される。温度検出部５で検出した温度情報
は、コントローラ６を通じてＡ／Ｄ変換等された後、表
示装置７に送られ画像表示される。この画像処理の方法
及び装置としては、ＳＴＭや原子間力顕微鏡において用
いられているのと同様の技術を用いることができる。コ
ントローラ６は、走査駆動装置２の走査動作も制御す
る。表示装置７には、測定条件や測定結果が表示され
る。
【０００９】図２は、探針の温度検出機構の一例（電気
抵抗測定形）を示す図である。この探針３ａは導電性の
材料（例えばタングステン）からなり、原子間力顕微鏡
のカンチレバー探針と同じ形状をしている。探針３ａの
両端には、抵抗検出回路１１が接続されている。抵抗検
出回路１１には微小電圧が印加されており、この回路１
１に流れる電流を電流計で検出する。この電流の値は増
幅器１５で増幅されコントローラ（図１の符号６）へと
送られる。電気抵抗は温度依存性があるので、探針３ａ
の電気抵抗を検出すれば探針３ａの温度を知ることがで
きる。
抵抗測定形）を示す図である。この探針３ａは導電性の
材料（例えばタングステン）からなり、原子間力顕微鏡
のカンチレバー探針と同じ形状をしている。探針３ａの
両端には、抵抗検出回路１１が接続されている。抵抗検
出回路１１には微小電圧が印加されており、この回路１
１に流れる電流を電流計で検出する。この電流の値は増
幅器１５で増幅されコントローラ（図１の符号６）へと
送られる。電気抵抗は温度依存性があるので、探針３ａ
の電気抵抗を検出すれば探針３ａの温度を知ることがで
きる。
【００１０】図３は、探針の温度検出機構の他の一例
（サーモスタット形）を示す図である。この図の探針３
ｂは、図３（Ｂ）に示されているように熱膨張率の異な
る２種類の材料（例えばタングステンとチタン）の薄層
二枚の重ね合せ構造を有する。そして温度の変化に伴
い、その形状が変化する（反る）。
（サーモスタット形）を示す図である。この図の探針３
ｂは、図３（Ｂ）に示されているように熱膨張率の異な
る２種類の材料（例えばタングステンとチタン）の薄層
二枚の重ね合せ構造を有する。そして温度の変化に伴
い、その形状が変化する（反る）。
【００１１】この探針３ｂに、レーザ発光器２３からレ
ーザ光を当てておき、探針３ｂ表面で反射する光を列状
の光センサ２１で検出する。探針３ｂの反りに応じて光
センサ２１に入射する光の位置が変わるため、探針３ｂ
の反りを検出することができる。光センサ２１の信号
は、増幅器２２で増幅されてコントローラに送られ、結
局探針３ｂの温度を表す信号となる。
ーザ光を当てておき、探針３ｂ表面で反射する光を列状
の光センサ２１で検出する。探針３ｂの反りに応じて光
センサ２１に入射する光の位置が変わるため、探針３ｂ
の反りを検出することができる。光センサ２１の信号
は、増幅器２２で増幅されてコントローラに送られ、結
局探針３ｂの温度を表す信号となる。
【００１２】上述の探針は原子間力顕微鏡のカンチレバ
ー式探針を兼ねてもよい。探針の作製方法としては、従
来の原子間力顕微鏡の探針の作製方法を適用できる。サ
ーモスタット構造を作る場合には薄膜形成技術によるこ
とができる。
ー式探針を兼ねてもよい。探針の作製方法としては、従
来の原子間力顕微鏡の探針の作製方法を適用できる。サ
ーモスタット構造を作る場合には薄膜形成技術によるこ
とができる。
【００１３】走査型温度顕微鏡の観察対象となる事象と
しては、例えば半導体集積回路（ＩＣ）のチップ表面を
挙げることができる。観察の分解能は、探針を小さくす
るすることにより、最小１００nm、１，０００Å程度と
することが可能である。
しては、例えば半導体集積回路（ＩＣ）のチップ表面を
挙げることができる。観察の分解能は、探針を小さくす
るすることにより、最小１００nm、１，０００Å程度と
することが可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の走査型温度顕微鏡は以下の効果を発揮する。 従来の赤外線法における光顕レベルを越えた分解能
で試料表面の温度情報を表示することができる。 従来の液晶法のような高度な熟練を要することや試
料表面汚染といった問題点のない観察ができる。 半導体集積回路（ＩＣ）のチップ表面の観察を行
い、それらの故障解析（発熱箇所の特定）に貢献でき
る。
の走査型温度顕微鏡は以下の効果を発揮する。 従来の赤外線法における光顕レベルを越えた分解能
で試料表面の温度情報を表示することができる。 従来の液晶法のような高度な熟練を要することや試
料表面汚染といった問題点のない観察ができる。 半導体集積回路（ＩＣ）のチップ表面の観察を行
い、それらの故障解析（発熱箇所の特定）に貢献でき
る。
【図１】本発明の一実施例に係る走査型温度顕微鏡の全
体構成を示すブロック図である。
体構成を示すブロック図である。
【図２】探針の温度検出機構の一例（電気抵抗測定形）
を示す図である。
を示す図である。
【図３】探針の温度検出機構の他の一例（サーモスタッ
ト形）を示す図である。
ト形）を示す図である。
１…走査型温度顕微鏡、２…二次元走査駆動装置、３…
探針、４…試料、５…温度検出部、６…コントローラ、
７…表示装置、８…試料台、１１…抵抗検出回路、１５
…増幅器、２１…光センサ、２２…増幅器、２３…レー
ザ発光器
探針、４…試料、５…温度検出部、６…コントローラ、
７…表示装置、８…試料台、１１…抵抗検出回路、１５
…増幅器、２１…光センサ、２２…増幅器、２３…レー
ザ発光器
Claims (4)
- 【請求項１】 探針と、 この探針の当てられる試料を載せる試料台と、 探針又は試料台の走査手段と、 探針の温度を検出する手段と、 検出された試料表面の温度情報を画像表示する手段と、 を具備することを特徴とする走査型温度顕微鏡。
- 【請求項２】 上記探針の温度を検出する手段が、上記
探針の電気抵抗を測定することにより上記探針の温度を
検出する請求項１記載の走査型温度顕微鏡。 - 【請求項３】 上記探針が熱膨張率の異なる材料の板を
貼り合わせたサーモスタット構造を有し、 上記探針の温度を検出する手段が、この探針の変形を検
知する手段を有する請求項１記載の走査型温度顕微鏡。 - 【請求項４】 上記探針が原子間力顕微鏡のカンチレバ
ー式探針を兼ねる請求項１〜３いずれか１項記載の走査
型温度顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8141895A JPH09325079A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 走査型温度顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8141895A JPH09325079A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 走査型温度顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09325079A true JPH09325079A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15302670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8141895A Pending JPH09325079A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 走査型温度顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09325079A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552556B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-04-22 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Prober for electrical measurement of potentials in the interior of ultra-fine semiconductor devices, and method of measuring electrical characteristics with said prober |
| WO2012165791A2 (ko) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | 고려대학교 산학협력단 | 주사탐침열현미경 및 이를 이용한 온도 프로파일링 방법 |
| KR20150005565A (ko) * | 2012-04-02 | 2015-01-14 | 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 | Spm 캔틸레버들의 기계적 특성의 보정 |
| JP2017067755A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 国立大学法人 新潟大学 | Ｍｅｍｓセンサ |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP8141895A patent/JPH09325079A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552556B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-04-22 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Prober for electrical measurement of potentials in the interior of ultra-fine semiconductor devices, and method of measuring electrical characteristics with said prober |
| WO2012165791A2 (ko) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | 고려대학교 산학협력단 | 주사탐침열현미경 및 이를 이용한 온도 프로파일링 방법 |
| WO2012165791A3 (ko) * | 2011-05-30 | 2013-01-17 | 고려대학교 산학협력단 | 주사탐침열현미경 및 이를 이용한 온도 프로파일링 방법 |
| KR20150005565A (ko) * | 2012-04-02 | 2015-01-14 | 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 | Spm 캔틸레버들의 기계적 특성의 보정 |
| JP2017067755A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 国立大学法人 新潟大学 | Ｍｅｍｓセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6232597B1 (en) | Scanning probe microscope assembly and method for making confocal, spectrophotometric, near-field, and scanning probe measurements and associated images | |
| US6339217B1 (en) | Scanning probe microscope assembly and method for making spectrophotometric, near-field, and scanning probe measurements | |
| US6265711B1 (en) | Scanning probe microscope assembly and method for making spectrophotometric near-field optical and scanning measurements | |
| US5047637A (en) | Atomic probe type microscope apparatus | |
| JP2516292B2 (ja) | 原子間力顕微鏡 | |
| JPH0734032B2 (ja) | 磁力測定装置及び方法 | |
| JPH02287246A (ja) | 吸収測定装置及び方法 | |
| CN106645807B (zh) | 一个光电耦合环境可控原子力显微测试系统 | |
| AU2517100A (en) | Prober for electrical measurement and method of measuring electrical characteristics with said prober | |
| JPH09325079A (ja) | 走査型温度顕微鏡 | |
| JPH06323845A (ja) | 走査型力顕微鏡用薄膜式力検出プローブ | |
| EP0449221A2 (en) | Scanning probe microscope | |
| JPH0549921B2 (ja) | ||
| JPH0850872A (ja) | 試料表面の観察方法、原子間力顕微鏡、微細加工方法および微細加工装置 | |
| JPH0783607A (ja) | 走査型探針顕微鏡の制御方法 | |
| JPH0293304A (ja) | 顕微鏡装置 | |
| JPH09329605A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| JP2006275875A (ja) | 走査形プローブ顕微鏡 | |
| JPH06148400A (ja) | 表面凹凸像とｘ線透過像の観察装置及び観察方法 | |
| JPH11248723A (ja) | 原子間力顕微鏡及びこれにおけるプローブの接近方法 | |
| JP2002195928A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡、走査用プローブ及び走査型プローブ顕微鏡を用いた測定方法 | |
| JPH08233833A (ja) | 歪顕微鏡 | |
| JPH07198730A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡装置 | |
| Gaitas | A preliminary study of spatial resolution enhancement of confocal and triangulation displacement meters using contact mode scanning probes | |
| JPH10267942A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |