JPH10170525A - 走査型プローブ顕微鏡及び該走査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長時間の吸着力測定に於いても探針変位検出セ
ンサ及び機械的なドリフトによる影響を受けることな
く、常にセンサレベル中心位置付近での測定を行って、
長時間の安定した吸着力測定を行うこと。 【解決手段】走査型プローブ顕微鏡は、試料１８表面を
走査しながらマイクロコンピュータ１１が凹凸及びフォ
ースカーブを測定する。この測定によって得られたフォ
ースカーブのデータに基いて、試料１８表面の吸着力、
引力をマイクロコンピュータ１１及びホストコンピュー
タ１２で算出し、それらの量の空間分布を画像化する。
探針１９の位置は、探針微動アクチュエータ２０で微動
制御される。マイクロコンピュータ１１は、荷重値設定
用基準レベルをモニタし、探針微動アクチュエータ２０
への印加電圧等を予測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は走査型プローブ顕
微鏡及び該走査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方
法に関し、より詳細にはプローブの位置調整量を保存し
て画像表示する走査型プローブ顕微鏡及び該走査型プロ
ーブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡は、サンプル表面
の凹凸形状をはじめ様々な特性を原子レベルの分解能で
調べることのできる装置であり、なかでも走査型トンネ
ル顕微鏡（ＳＴＭ）と原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）がよく
知られている。

【０００３】走査型プローブ顕微鏡は、プローブ（探
針）を有しているもので、測定の際、探針をサンプル表
面の極近くに配置し、探針とサンプル表面の間の距離を
制御しながら、探針をサンプル表面に沿って走査するも
のである。

【０００４】上記ＡＦＭに於いて試料表面の測定を行う
場合、探針の試料に対する荷重値を設定するために、フ
ォースカーブ測定は不可欠である。このため、ＡＦＭに
は、フォースカーブ測定機構が付加されているのが一般
的である。

【０００５】本件出願人による特開平６−３０７８５０
号公報に、走査型プローブ顕微鏡による吸着力測定方法
が記載されている。この吸着力測定方法により、フォー
スカーブの空間的な広がりを持った複数回の測定を可能
にし、その測定よって得られた試料表面の情報を画像表
示することが可能な走査型プローブ顕微鏡が提供されて
いる。

【０００６】上記吸着力測定に用いられるフォースカー
ブ測定とは、図４に示されるように、ＡＦＭに於いてＸ
ＹＺ駆動圧電体１を移動させて、図５及び図６に示され
るようなデータ得る測定方法である。

【０００７】図４は、フォースカーブ測定時の試料２及
びカンチレバー３の先端に位置する探針４のｚ方向変位
の経時変化を示したもので、図中ｔ１〜ｔ５は時間の経
過を表している。また、図５は図４に対応した試料２の
ｚ方向の変位（図５の上図）と探針４のｚ方向の変位
（図５の下図）を示した図、図６は試料３表面のｚ方向
の変位に対するカンチレバー３の探針先端のｚ方向の変
位の依存性を表した図である。

【０００８】時刻ｔ１に於いて、試料２及びカンチレバ
ー３が原点（Ｚ１，Ｌｚ１）にあるとする。先ず、時刻
ｔ１から時刻ｔ２までＸＹＺ駆動圧電体１を伸ばし、試
料２と探針４との距離を接近させる。このとき、試料２
と探針４とが接近すると相互作用（例えば、原子間力）
が両者の間に働くため、探針が試料２の方向に引き寄せ
られ、カンチレバー３がｚ負方向に変位する。そして、
探針４と試料２とは吸着する（吸着力Ａ）。その後、時
刻ｔ３に至るまで、試料２の表面と共に探針４もｚ正方
向にＬｚ３まで移動する。

【０００９】次に、時刻ｔ３から試料２表面の移動方向
をｚ負方向に変化すると、試料２と探針４の先端との間
に吸着力（吸着力Ｂ）が作用するため、カンチレバー３
の先端は試料２の表面と共に上記Ｌｚ１よりも下方まで
移動する（Ｌｚ４）。そして、時刻ｔ４に於いて、カン
チレバー３の復元力が吸着力（吸着力Ｂ）よりも大きく
なると、試料２表面と探針４の先端が分離する。

【００１０】この吸着力Ｂは、図６に示されるように、
吸着力Ａよりも大きいと言われている。何故ならば、吸
着力Ａは、例えば原子間力のような非常に小さい力であ
るのに対して、吸着力Ｂは、原子間力に加えて、試料２
の表面に存在する水分の膜等に起因する引力（吸着力）
を含んでいるためである。

【００１１】このように、吸着力測定では各測定ポイン
ト毎のフォースカーブデータ（図５、図６）を基にして
吸着力Ａ、及び吸着力Ｂを算出する。これらの吸着力
Ａ、吸着力Ｂは、図６に示されるデータを基に、それぞ
れのカンチレバー変位量にカンチレバーのばね定数を乗
じることにより求められる。すなわち、 ｆ＝ｋΔｚ …（１） により、求められる。

【００１２】吸着力Ａは図６のＬｚ１、Ｌｚ２よりΔｚ
を算出し、上記（１）式に代入することにより算出され
る。 Δｚ＝Ｌｚ１−Ｌｚ２ 吸着力Ａ＝（Ｌｚ１−Ｌｚ２）×探針のばね定数 …（２） また、吸着力Ｂは、図６のＬｚ１、Ｌｚ４によりΔｚを
算出し、上記（１）式に代入することにより算出され
る。

【００１３】 Δｚ＝Ｌｚ１−Ｌｚ４ 吸着力Ｂ＝（Ｌｚ１−Ｌｚ４）×探針のばね定数 …（３） ここで、吸着力ＡはＸＹＺ駆動圧電体１の上下、すなわ
ちｚ方向の動作により、試料２が探針４に接近するとき
の吸着力の値を表し、吸着力Ｂは試料２が探針４より離
れる時の吸着力の値を表している。

【００１４】この測定結果は、例えば図示されないホス
トコンピュータ上に、例えば図７のように表示される。
すなわち、ホストコンピュータ上には、画像化された吸
着力Ａ５、吸着力Ｂ６、測定時の測定条件７、これらの
データを基にしたフオースカーブ８及びセンサ最大値設
定カーソル９が表示される。

【００１５】ところで、上記吸着力測定に於いて、荷重
値一定モードという測定方法が提案されている。この荷
重値一定モード測定方法は、上記吸着力測定に於ける各
フォースカーブ測定に於いて、押込み量を一定にしなが
ら測定する測定モードである。そして、このような荷重
値一定モードに於ける探針変位検出は、光学変位センサ
（例えば光てこ方式）を用いた測定が一般的である。し
かし、この光学変位センサは、測定環境の影響を受けて
出力信号がドリフトするため、長時間測定すると、荷重
値を一定にする機構が正常に動作しなくなってしまう。
そこで、測定者がフォースカーブ画面に於いて設定した
センサ最大量から、基準レベルを差引いた量を有効荷重
値として保存しておく手法が提案されている（図６参
照）。

【００１６】このような測定は、フォースカーブ測定時
の押し込み量を、基準レベルに有効荷重値を加えた量に
設定し、測定する。次に、このフォースカーブ測定デー
タから基準レベルを求め、次ステップのフォースカーブ
測定時の押し込み量を求めるのに使用する。１ステップ
終了後、次の測定点に探針を移動し、前ステップと同様
に、有効荷重値を用いて押し込み量を設定してフォース
カーブ測定を行う。

【００１７】以上を試料の前測定点で行い、測定結果は
ホストコンピュータ上に表示される。この方法により、
フォースカーブの変位センサ出力信号のドリフトに基く
基準レベルの変動をモニタし、フォースカーブ測定に反
映させているので、センサ信号のドリフトの影響で押し
込み量が変わることがなく、常に設定通りの押し込み量
での吸着力測定が可能となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、探針設置時の
微少なずれや測定環境の変化による探針変位検出センサ
のドリフト等を簡単に補正できるように、探針位置の微
動制御を行う探針位置制御手段を有した走査型プローブ
顕微鏡の場合、測定環境の影響を受け、探針変位検出セ
ンサ及び探針位置制御手段に於いてドリフトが発生す
る。このため、長時間の測定の場合、図６にＬｚ１で示
す荷重値設定用基準レベルがセンサレベル中心位置から
ずれてしまい、測定終了付近では、例えば、Ｌｚ３付近
になってしまい、探針変位検出センサレンジの端での測
定となり、有効荷重値の信頼性に欠けた、誤差の大きい
ものとなってしまうと考えられる。

【００１９】特に、荷重値設定用基準レベルが探針変位
検出センサレンジを外れた場合、測定が不可能になって
しまうという課題を有している。この発明は上記課題に
鑑みてなされたものであり、測定環境の影響を受けにく
い走査型プローブ顕微鏡及び該走査型プローブ顕微鏡を
用いた吸着力測定方法を提供することを目的とする。

【００２０】更に詳しくは、一例として、荷重値設定用
基準レベルに関する予測等により探針位置制御手段を制
御し、荷重値設定用基準レベルを常にセンサレベル中心
位置付近として測定することが可能となり、長時間の吸
着力測定に於いても探針変位検出センサ及び探針位置制
御手段のドリフトによる影響を受けることのない走査型
プローブ顕微鏡及び該走査型プローブ顕微鏡を用いた吸
着力測定方法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、探
針と、この探針を支持する支持部材と、上記探針を３次
元方向に移動させる探針移動手段と、上記探針に対向し
て配置される試料を保持する試料載置台と、この試料載
置台を３次元方向に移動する試料移動手段と、上記探針
と上記試料との間に働く力の変化を光学的に検出する検
出手段と、この検出手段で検出される上記探針と上記試
料との間に働く力に基く変化とは異なる変化に対する制
御を行う制御手段とを有し、上記制御手段の制御に基き
上記検出手段を検出に適した状態に保つことを特徴とす
る。

【００２２】またこの発明は、探針を試料表面に近接さ
せて走査することにより該試料表面の吸着力情報を測定
する走査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法に於
いて、予め測定されたフォースカーブのデータから、上
記試料に上記探針を押し込む有効荷重値を含む押し込み
量を設定する第１のステップと、実際にフォースカーブ
測定を行う測定開始点からそのステップ分手前に上記探
針を移動する第２のステップと、この第２のステップに
より移動された位置から測定の開始位置まで上記探針を
移動させてフォースカーブの空測定を行う第３のステッ
プと、上記測定開始点へ上記探針を移動して吸着力測定
を開始する第４のステップと、前測定点からの上記探針
の移動中若しくは１ステップのフォースカーブ測定の最
初に、現ステップでの印可電圧を予測する第５のステッ
プと、上記予測印可電圧に従って上記探針が制御されて
フォースカーブ測定を行う第６のステップと、上記デー
タを用いて上記センサの感度との対応から補正を施す第
７のステップとを具備し、上記第３のステップのフォー
スカーブの空測定は、初回の押し込み量は初回設定通り
で、２回目以降は上記有効荷重値より算出されることを
特徴とする。

【００２３】前測定点からの探針の移動中、または１ス
テップのフォースカーブ測定の最初に、荷重値設定用基
準レベルがセンサレベル中心位置と等しくなるように探
針位置制御手段を制御した後、フォースカーブ測定を行
う。測定終了後は実際の荷重値測定用基準レベルデー
タ、制御データ等は次ステップのフォースカーブ測定へ
反映させる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態
を示すもので、走査型プローブ顕微鏡としてのＡＦＭの
構成図である。

【００２５】図１に於いて、測定手段としてのマイクロ
コンピュータ１１は、本装置の各機能を制御しながら測
定を行い、測定したデータをホストコンピュータ１２に
転送する。表示手段としてのホストコンピュータ１２は
測定データを記憶表示するためのものである。

【００２６】上記マイクロコンピュータ１１からは、Ｄ
／Ａコンバータ１３及びＤ／Ａコンバータ１４を介し
て、ＸＹＺ駆動圧電体１５を２次元駆動するためのＸ走
査信号及びＹ走査信号が出力される。また、マイクロコ
ンピュータ１１から、Ｄ／Ａコンバータ１６、信号切換
回路１７を介してＸＹＺ駆動圧電体１５をＺ方向に動か
すためのＺ駆動信号が出力される。

【００２７】ＸＹＺ駆動圧電体１５上には試料１８が載
置されるようになっている。この試料１８上には、カン
チレバー先端に形成された探針１９が配されている。そ
して、この探針１９の動きは、探針変位検出回路２１よ
り検出され、探針変位検出回路２１が探針１９の変位を
検出すると、探針変位信号が出力される。

【００２８】信号切換回路２２には、上記探針変位信号
が直接、及びＺサーボ制御回路２３を介してＺサーボ信
号が入力される。そして、この信号切換回路２２の出力
は、Ａ／Ｄコンバータ２４を介してマイクロコンピュー
タ１１に供給される。尚、上記Ｚサーボ制御回路２３の
出力は、信号切換回路１７にも供給される。

【００２９】また、上記探針微動アクチュエータ２０
は、Ｄ／Ａコンバータ２５を介してマイクロコンピュー
タ１１により制御される。上記探針微動アクチュエータ
２０は、試料表面形状等の測定時の探針位置を微動制御
するためのものである。すなわち、試料１８と探針１９
との間に相互作用（例えば、原子間力）が働いた場合、
カンチレバーが変位し、探針変位検出回路２１へ変位信
号が出力される。この探針変位信号を元に、マイクロコ
ンピュータ１１またはホストコンピュータ１２にて探針
微動アクチュエータ２０の印加電圧が算出され、マイク
ロコンピュータ１１から出力される。この出力がＤ／Ａ
コンバータ２５でＤ／Ａ変換され、探針微動アクチュエ
ータ２０へ電圧が印加されるようになっている。

【００３０】次に、このように構成された走査型プロー
ブ顕微鏡を用いた測定方法を、図２のフローチャートを
参照して説明する。初めに、図示されないセンサ、例え
ば２分割フォトディテクタの中心位置にレーザ光が照射
されるように設定される。

【００３１】そして、第１回目のフォースカーブ測定が
行われて（ステップＳ１）、荷重値設定用基準レベルの
算出、センサ最大値の設定、有効荷重値の算出が行われ
て（ステップＳ２）、試料１８に探針１９が押し込まれ
る押し込み量が設定される。ここで算出されて設定され
る数値が、今後の吸着力測定の全ての基準となる。

【００３２】次に、初回の探針微動アクチュエータ２０
への印加電圧予測に用いられるデータを収集するため
に、数ステップのフォースカーブ空測定が行われるの
で、実際にフォースカーブ測定が行われる測定開始点か
ら、そのステップ分手前に探針１９が移動される（ステ
ップＳ３）。この位置から、探針微動アクチュエータ２
０への印加電圧を記憶しながら、測定の開始位置までフ
ォースカーブ空測定が行われる。したがって、探針１９
は、空測定終了時に測定開始位置へ移動されている。

【００３３】こうして、数ステップのフォースカーブ空
測定が行われて、探針微動アクチュエータ２０への印可
電圧データが収集される。このときの初回のフォースカ
ーブ空測定の押し込み量は設定通りであるが、２回目以
降は有効荷重値より算出される（ステップＳ４〜Ｓ
７）。

【００３４】続いて、設定開始点へ探針１９が移動され
て、吸着力測定が開始される（ステップＳ８）。前測定
点からの探針の移動中、または１ステップのフォースカ
ーブ測定の最初に、前ステップまでの最新の数ステップ
の探針微動アクチュエータ２０への印可電圧データか
ら、現ステップでの探針微動アクチュエータ２０への印
可電圧が予測される（ステップＳ９）。そして、この予
測印可電圧が探針微動アクチュエータ２０に印加されて
（ステップＳ１０）、探針が制御された後、フォースカ
ーブ測定が行われる（ステップＳ１１）。このフォース
カーブについては、一例を後述する。

【００３５】フォースカーブ測定時の押し込み量は、有
効荷重値より算出される。現ステップでの実際の荷重値
設定用基準レベルはモニタされ（ステップＳ１２）、実
際の荷重値設定用基準レベルとセンサレベル中心位置と
の差が、次ステップのためのデータへ反映される（ステ
ップＳ１３）。

【００３６】こうして、全測定点での測定が終了するま
で（ステップＳ１４）、測定点が移動される（ステップ
Ｓ１５）。そして、上述したステップＳ９〜Ｓ１５が繰
り返される。

【００３７】実際の荷重値設定用基準レベルとセンサレ
ベル中心位置との差が保存されて、上記ステップＳ１４
にて全測定点での測定が終了したならば、測定終了後、
上記データを用いてセンサ感度との対応から補正が施さ
れる（ステップＳ１６）。これにより、正確なデータが
求められてホストコンピュータ１２上に表示される。

【００３８】次に、このような予測測定方法について、
例として図３を用いて説明する。この図３に示される例
では、前３ステップの探針微動アクチュエータ２０の印
可電圧データの直線近似により予測している。

【００３９】先ず、図３（ａ）に示されるように、前３
ステップのデータをｐ１〜ｐ３とすると、直線近似によ
り、現ステップでのデータはｐ４と予測することができ
る。また、図３（ｂ）に示されるように、ｐ４を用いて
フォースカーブ測定が行われ、モニタしている実際の荷
重値設定用基準レベルとセンタレベル中心位置との差か
ら、ｐ４データの補正が行われる。このｐ４データの補
正値は保存しておき、全測定点での測定終了後、像への
補正をかける際に使用される。

【００４０】更に、図３（ｃ）に示されるように、次ス
テップに移り、ｐ１を除いたｐ２〜ｐ４データを用い
て、ｐ５が予測される。以下、図３（ａ）〜（ｃ）に、
上述した補正動作が繰り返される。

【００４１】探針微動アクチュエータ２０への印可電圧
の予測は、直線近似のみでなく、前回までの数ステップ
のデータの最小二乗近似、スプライン近似等の各種方法
を用いてもよい。この際、より正確に予測するために
は、可能な限り多くのデータを用いて予測を行った方が
良い。予測は、マイクロコンピュータ１１、ホストコン
ピュータ１２の何れを用いて行っても良い。

【００４２】また、探針微動アクチュエータ２０への印
可電圧を予測する代わりに、荷重値設定用基準レベルを
予測することにより、センサレベル中心位置と予測基準
レベルとの差と、以下のような比較を用いて探針微動ア
クチュエータへの印可電圧を算出することも可能であ
る。

【００４３】センサレベル中心位置＞基準レベル→アク
チュエータを縮める電圧 センサレベル中心位置＜基準レベル→アクチュエータを
伸ばす電圧 荷重値設定用基準レベルを予測した場合、この予測基準
レベルをフォースカーブ測定時の押し込み量の算出に用
い、測定終了後補正を加えるという方法を併用しても良
い。

【００４４】尚、上述した実施の形態に対して、前ステ
ップまでの最新の数ステップの探針微動アクチュエータ
２０への印可電圧データから、現ステップでの探針微動
アクチュエータ２０への印加電圧を予測するまでは同様
とする。その後、フォースカーブ測定時のＸＹＺ駆動圧
電体１５の待避量を増やし、１ステップの最初に、予測
された探針微動アクチュエータ２０への印可電圧を用い
てフォースカーブ測定を開始し、実際の荷重値設定用基
準レベルとセンサレベル中心位置との差を検出する。ま
た、ＸＹＺ駆動圧電体１５が伸びている途中に、探針微
動アクチュエータ２０への真の印可電圧を求め、補正分
を探針微動アクチュエータ２０へ印可し、荷重値設定用
基準レベルとセンサレベル中心位置とが等しくなるよう
にして、フォースカーブ測定を行う方法もある。次ステ
ップの探針微動アクチュエータへの印加電圧予測は、真
のデータを用いて行う。この場合、全測定点でのフォー
スカーブ測定終了後、補正処理を行う必要がない。

【００４５】更に、全く予測は行わず、フォースカーブ
測定時のＸＹＺ駆動圧電体１５の待避量を増やし、１ス
テップの最初にセンサレベル中心位置と荷重値設定用基
準レベルが等しくなるような探針微動アクチュエータ２
０への印可電圧を求め、ＸＹＺ駆動圧電体１５が伸びて
いる途中に探針微動アクチュエータ２０へその印加電圧
を出力し、探針位置を制御した後、測定を行う方法もあ
る。

【００４６】以上述べた吸着力測定方法によれば、測定
環境の影響を受けにくい走査型プローブ顕微鏡及び該走
査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法を提供する
ことができる。詳しくは、荷重値設定用基準レベルを常
にセンサレベル中心位置付近として測定することが可能
となり、長時間の吸着力測定に於いても、ドリフトによ
る探針変位検出センサ及び探針位置制御手段の変化の影
響を受けることのない走査型プローブ顕微鏡を、測定時
間を大きく変化させることなく、また機械的にほとんど
修正を加えることなく提供することができる。

【００４７】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成を得ることができる。 （１） 探針と、この探針を支持する支持部材と、上記
探針を３次元方向に移動させる探針移動手段と、上記探
針に対向して配置される試料を保持する試料載置台と、
この試料載置台を３次元方向に移動する試料移動手段
と、上記探針と上記試料との間に働く力の変化を光学的
に検出する検出手段と、この検出手段で検出される上記
探針と上記試料との間に働く力に基く変化とは異なる変
化に対する制御を行う制御手段とを有し、上記制御手段
の制御に基き上記検出手段を検出に適した状態に保つこ
とを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。

【００４８】（２） 探針を試料表面に近接させて走査
することにより該試料表面の吸着力情報を測定する走査
型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法に於いて、予
め測定されたフォースカーブのデータから、上記試料に
上記探針を押し込む有効荷重値を含む押し込み量を設定
する第１のステップと、実際にフォースカーブ測定を行
う測定開始点からそのステップ分手前に上記探針を移動
する第２のステップと、この第２のステップにより移動
された位置から測定の開始位置まで上記探針を移動させ
てフォースカーブの空測定を行う第３のステップと、上
記測定開始点へ上記探針を移動して吸着力測定を開始す
る第４のステップと、前測定点からの上記探針の移動中
若しくは１ステップのフォースカーブ測定の最初に、現
ステップでの印可電圧を予測する第５のステップと、上
記予測印可電圧に従って上記探針が制御されてフォース
カーブ測定を行う第６のステップと、上記データを用い
て上記センサの感度との対応から補正を施す第７のステ
ップとを具備し、上記第３のステップのフォースカーブ
の空測定は、初回の押し込み量は初回設定通りで、２回
目以降は上記有効荷重値より算出されることを特徴とす
る走査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法。

【００４９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、測定環
境の影響を受けにくい走査型プローブ顕微鏡及び該走査
型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示すもので、走査型プ
ローブ顕微鏡としてのＡＦＭの構成図である。

【図２】図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた吸着力測
定方法の処理動作を説明するフローチャートである。

【図３】印可電圧を予測する際の概念図で、（ａ）は１
ステップ目の予測を示す図、（ｂ）は１ステップ目のフ
ォースカーブ測定終了後センサレベル中心位置と荷重値
設定用基準レベルの差から予測値に補正をかけることを
示す図、（ｃ）は２ステップ目の予測を示す図である。

【図４】フォースカーブ測定時の試料とカンチレバーの
状態の経時変化を示した図である。

【図５】図４に対応した試料のｚ方向の変位とカンチレ
バーの探針先端のｚ方向の変位を示した図である。

【図６】試料表面のｚ方向の変位に対するカンチレバー
の探針先端のｚ方向の変位の依存性を表した図である。

【図７】従来の吸着力測定に於ける解析結果のホストコ
ンピュータ上での表示例を示す図である。

【符号の説明】

１１ マイクロコンピュータ、 １２ ホストコンピュータ、 １３、１４、１６、２５ Ｄ／Ａコンバータ、 １５ ＸＹＺ駆動圧電体、 １７、２２ 信号切換回路、 １８ 試料、 １９ 探針、 ２０ 探針微動アクチュエータ、 ２１ 探針変位検出回路、 ２３ サーボ制御回路、 ２４ Ａ／Ｄコンバータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探針と、 この探針を支持する支持部材と、 上記探針を３次元方向に移動させる探針移動手段と、 上記探針に対向して配置される試料を保持する試料載置
   台と、 この試料載置台を３次元方向に移動する試料移動手段
   と、 上記探針と上記試料との間に働く力の変化を光学的に検
   出する検出手段と、 この検出手段で検出される上記探針と上記試料との間に
   働く力に基く変化とは異なる変化に対する制御を行う制
   御手段とを有し、 上記制御手段の制御に基き上記検出手段を検出に適した
   状態に保つことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
2. 【請求項２】 探針を試料表面に近接させて走査するこ
   とにより該試料表面の吸着力情報を測定する走査型プロ
   ーブ顕微鏡を用いた吸着力測定方法に於いて、 予め測定されたフォースカーブのデータから、上記試料
   に上記探針を押し込む有効荷重値を含む押し込み量を設
   定する第１のステップと、 実際にフォースカーブ測定を行う測定開始点からそのス
   テップ分手前に上記探針を移動する第２のステップと、 この第２のステップにより移動された位置から測定の開
   始位置まで上記探針を移動させてフォースカーブの空測
   定を行う第３のステップと、 上記測定開始点へ上記探針を移動して吸着力測定を開始
   する第４のステップと、 前測定点からの上記探針の移動中若しくは１ステップの
   フォースカーブ測定の最初に、現ステップでの印可電圧
   を予測する第５のステップと、 上記予測印可電圧に従って上記探針が制御されてフォー
   スカーブ測定を行う第６のステップと、 上記データを用いて上記センサの感度との対応から補正
   を施す第７のステップとを具備し、 上記第３のステップのフォースカーブの空測定は、初回
   の押し込み量は初回設定通りで、２回目以降は上記有効
   荷重値より算出されることを特徴とする走査型プローブ
   顕微鏡を用いた吸着力測定方法。