JP2000338027A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡Info
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- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
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- G01Q20/02—Monitoring the movement or position of the probe by optical means
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査型プローブ顕微鏡において、視認性を高
め光学顕微鏡観察による位置決めを容易とする。 【解決手段】 探針を備えるカンチレバー６と、試料Ｓ
を探針に対して少なくとも２次元の方向に走査するスキ
ャナー２と、カンチレバーの変位を検出する変位検出系
とを備える走査型プローブ顕微鏡であって、試料に対し
てカンチレバーの位置関係を固定した状態において、変
位検出系のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕
微鏡光路とを分離するビームスプリッター４とレーザー
光保護用のフィルター５の少なくともいずれか一方を、
光学顕微鏡光路から退避させる移動機構３を備える。ビ
ームスプリッターと光保護用のフィルターの両方あるい
は一方を光学顕微鏡光路から退避させることによって、
光学顕微鏡光路から光学像の光量を減少させる要因を除
去し、光学顕微鏡による観察において光量の低減を抑制
して視認性を高める。
め光学顕微鏡観察による位置決めを容易とする。 【解決手段】 探針を備えるカンチレバー６と、試料Ｓ
を探針に対して少なくとも２次元の方向に走査するスキ
ャナー２と、カンチレバーの変位を検出する変位検出系
とを備える走査型プローブ顕微鏡であって、試料に対し
てカンチレバーの位置関係を固定した状態において、変
位検出系のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕
微鏡光路とを分離するビームスプリッター４とレーザー
光保護用のフィルター５の少なくともいずれか一方を、
光学顕微鏡光路から退避させる移動機構３を備える。ビ
ームスプリッターと光保護用のフィルターの両方あるい
は一方を光学顕微鏡光路から退避させることによって、
光学顕微鏡光路から光学像の光量を減少させる要因を除
去し、光学顕微鏡による観察において光量の低減を抑制
して視認性を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡に関する。
微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属，半導体，セラミック，樹脂等の表
面観察やあらさの測定、液晶，高分子，蒸着膜などの薄
膜の観察等のために表面観察が行われる。試料の微細な
表面形状を検査する装置として、探針（プローブ）と試
料表面間に働く原子間力を測定する原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）による走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が知られ
ている。
面観察やあらさの測定、液晶，高分子，蒸着膜などの薄
膜の観察等のために表面観察が行われる。試料の微細な
表面形状を検査する装置として、探針（プローブ）と試
料表面間に働く原子間力を測定する原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）による走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が知られ
ている。
【０００３】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、探針及び探
針を支持するカンチレバーと、このカンチレバーの曲が
りを検出する変位検出系とを備え、探針と試料との間の
原子間力（引力または斥力）を検出し、この原子間力が
一定となるように制御することによって、試料表面の形
状を観察するものであり、生物，有機分子，絶縁物等の
非導電物質の観察を行うことができる。
針を支持するカンチレバーと、このカンチレバーの曲が
りを検出する変位検出系とを備え、探針と試料との間の
原子間力（引力または斥力）を検出し、この原子間力が
一定となるように制御することによって、試料表面の形
状を観察するものであり、生物，有機分子，絶縁物等の
非導電物質の観察を行うことができる。
【０００４】図７は走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の
一構成例を説明するための概略図である。レーザーダイ
オード８の出力光をレンズ９ａやミラー９ｂ等の光学系
９及びビームスプリッター４を介してカンチレバー３に
照射し、その反射光を受光するフォトダイオード１０
と、試料Ｓを支持し走査するスキャナー（ピエゾチュー
ブ）２１を備え、フォトダイオード１０及びスキャナー
２１によって試料Ｓ上に配置したカンチレバー３の変位
を検出して、試料Ｓの表面形状を観察する。また、試料
Ｓ上の分析点の位置決め等を行うために観察窓（図示し
ていない）を介して光学顕微鏡３０やＣＣＤなどが設け
られ、観察窓側へのレーザー光の入射を防止するため
に、レーザー光を低減する青色フィルター５が設けられ
ている。
一構成例を説明するための概略図である。レーザーダイ
オード８の出力光をレンズ９ａやミラー９ｂ等の光学系
９及びビームスプリッター４を介してカンチレバー３に
照射し、その反射光を受光するフォトダイオード１０
と、試料Ｓを支持し走査するスキャナー（ピエゾチュー
ブ）２１を備え、フォトダイオード１０及びスキャナー
２１によって試料Ｓ上に配置したカンチレバー３の変位
を検出して、試料Ｓの表面形状を観察する。また、試料
Ｓ上の分析点の位置決め等を行うために観察窓（図示し
ていない）を介して光学顕微鏡３０やＣＣＤなどが設け
られ、観察窓側へのレーザー光の入射を防止するため
に、レーザー光を低減する青色フィルター５が設けられ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の走査型プローブ
顕微鏡（ＳＰＭ）は、カンチレバー変位測定用のレーザ
ー光と光学顕微鏡用の光路とを分離するビームスプリッ
ター及びレーザー光を低減する青色フィルターが、試料
と光学顕微鏡とを結ぶ光路上に固定された構成であるた
め、試料の光学顕微鏡によって観察する場合に視認性の
点で問題がある。
顕微鏡（ＳＰＭ）は、カンチレバー変位測定用のレーザ
ー光と光学顕微鏡用の光路とを分離するビームスプリッ
ター及びレーザー光を低減する青色フィルターが、試料
と光学顕微鏡とを結ぶ光路上に固定された構成であるた
め、試料の光学顕微鏡によって観察する場合に視認性の
点で問題がある。
【０００６】従来の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）に
おいて、試料を光学顕微鏡で観察し、探針の位置を位置
決めして走査領域や設定する場合、（ａ）試料を斜め方
向から観察したり、（ｂ）試料を上方からビームスプリ
ッターや青色フィルターを通して観察したり、あるいは
（ｃ）探針及び変位検出系と共にビームスプリッターや
青色フィルターが固定されたヘッドを移動する等によっ
て観察している。
おいて、試料を光学顕微鏡で観察し、探針の位置を位置
決めして走査領域や設定する場合、（ａ）試料を斜め方
向から観察したり、（ｂ）試料を上方からビームスプリ
ッターや青色フィルターを通して観察したり、あるいは
（ｃ）探針及び変位検出系と共にビームスプリッターや
青色フィルターが固定されたヘッドを移動する等によっ
て観察している。
【０００７】しかしながら、上記（ａ），（ｂ），
（ｃ）の各観察は、光学顕微鏡の視認性の点で以下に示
すような問題がある。図８は従来の走査型プローブ顕微
鏡の光学顕微鏡観察における問題を説明するための図で
ある。図８（ｄ）は走査型プローブ顕微鏡による測定状
態を示しており、カンチレバー３で反射されたレーザー
光をフォトダイオード１０で検出することによって試料
Ｓの表面形状を測定する。
（ｃ）の各観察は、光学顕微鏡の視認性の点で以下に示
すような問題がある。図８は従来の走査型プローブ顕微
鏡の光学顕微鏡観察における問題を説明するための図で
ある。図８（ｄ）は走査型プローブ顕微鏡による測定状
態を示しており、カンチレバー３で反射されたレーザー
光をフォトダイオード１０で検出することによって試料
Ｓの表面形状を測定する。
【０００８】図８（ａ）に示すように、試料を斜め方向
の視点Ｏから観察すると、試料上の点はカンチレバー３
の探針の先端位置Ｐからずれた位置Ｑとなり、正確な位
置決めがむずかしいという問題がある。また、図８
（ｂ）に示すように、試料を上方からビームスプリッタ
ーや青色フィルターを通して観察すると、試料の光像は
ビームスプリッター及び青色フィルターを通過する間に
光量が減少して光学顕微鏡の集光量が不足がちになり、
素通しの状態で光学顕微鏡観察を行う場合に比べて視認
性が劣るという問題がある。
の視点Ｏから観察すると、試料上の点はカンチレバー３
の探針の先端位置Ｐからずれた位置Ｑとなり、正確な位
置決めがむずかしいという問題がある。また、図８
（ｂ）に示すように、試料を上方からビームスプリッタ
ーや青色フィルターを通して観察すると、試料の光像は
ビームスプリッター及び青色フィルターを通過する間に
光量が減少して光学顕微鏡の集光量が不足がちになり、
素通しの状態で光学顕微鏡観察を行う場合に比べて視認
性が劣るという問題がある。
【０００９】また、図８（ｃ）に示すように、ヘッドを
移動した場合には、ビームスプリッターや青色フィルタ
ーを通すことなく試料を観察することができるが、探針
も移動するため、観察によって定めた位置と探針位置と
の間に位置ずれが生じるという問題がある。
移動した場合には、ビームスプリッターや青色フィルタ
ーを通すことなく試料を観察することができるが、探針
も移動するため、観察によって定めた位置と探針位置と
の間に位置ずれが生じるという問題がある。
【００１０】そこで、本発明は前記した従来の走査型プ
ローブ顕微鏡の問題点を解決し、高い視認性で光学顕微
鏡観察による位置決めを行うことができる走査型プロー
ブ顕微鏡を提供することを目的とする。
ローブ顕微鏡の問題点を解決し、高い視認性で光学顕微
鏡観察による位置決めを行うことができる走査型プロー
ブ顕微鏡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】本発明の走査型プローブ
顕微鏡は、探針を備えるカンチレバーと、試料を探針に
対して少なくとも２次元の方向に走査するスキャナー
と、カンチレバーの変位を検出する変位検出系とを備え
る走査型プローブ顕微鏡であって、試料に対してカンチ
レバーの位置関係を固定した状態において、変位検出系
のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕微鏡光路
とを分離するビームスプリッターとレーザー光保護用の
フィルターの少なくともいずれか一方を、光学顕微鏡光
路から退避させる移動機構を備える。
顕微鏡は、探針を備えるカンチレバーと、試料を探針に
対して少なくとも２次元の方向に走査するスキャナー
と、カンチレバーの変位を検出する変位検出系とを備え
る走査型プローブ顕微鏡であって、試料に対してカンチ
レバーの位置関係を固定した状態において、変位検出系
のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕微鏡光路
とを分離するビームスプリッターとレーザー光保護用の
フィルターの少なくともいずれか一方を、光学顕微鏡光
路から退避させる移動機構を備える。
【００１２】ビームスプリッターはレーザー光測定光路
と光学顕微鏡光路上に配置することによって、レーザー
光源から出力されたレーザー光を試料側に導くレーザー
光測定光路と、試料の光学像を光学顕微鏡に導く光学顕
微鏡光路とを、レーザー光が光学顕微鏡に向かわないよ
うに分離して形成するものである。また、レーザー光保
護用のフィルターはレーザー光を低減するフィルターで
あって、光学顕微鏡光路上にレーザー光が存在する場合
であっても、該レーザー光を低減して光学顕微鏡に対す
る安全を図るものである。ビームスプリッター及びレー
ザー光保護用のフィルターは、何れも光学顕微鏡光路上
にある場合、光学顕微鏡への光学像の光量を減少させる
要因となる。
と光学顕微鏡光路上に配置することによって、レーザー
光源から出力されたレーザー光を試料側に導くレーザー
光測定光路と、試料の光学像を光学顕微鏡に導く光学顕
微鏡光路とを、レーザー光が光学顕微鏡に向かわないよ
うに分離して形成するものである。また、レーザー光保
護用のフィルターはレーザー光を低減するフィルターで
あって、光学顕微鏡光路上にレーザー光が存在する場合
であっても、該レーザー光を低減して光学顕微鏡に対す
る安全を図るものである。ビームスプリッター及びレー
ザー光保護用のフィルターは、何れも光学顕微鏡光路上
にある場合、光学顕微鏡への光学像の光量を減少させる
要因となる。
【００１３】本発明の移動機構は、ビームスプリッター
と光保護用のフィルターの両方あるいは一方を光学顕微
鏡光路から退避させる移動を行うものであり、この退避
移動によって、光学顕微鏡光路から光学像の光量を減少
させる要因を除去し、光学顕微鏡による観察において光
量の低減を抑制して視認性を高める。ビームスプリッタ
ーと光保護用のフィルターの一方を光学顕微鏡光路から
退避させる場合よりも、両方を退避させる場合の方が視
認性をより高めることができるが、一方のみを退避させ
る場合であっても、従来の走査型プローブ顕微鏡と比較
して視認性を高めることができる。
と光保護用のフィルターの両方あるいは一方を光学顕微
鏡光路から退避させる移動を行うものであり、この退避
移動によって、光学顕微鏡光路から光学像の光量を減少
させる要因を除去し、光学顕微鏡による観察において光
量の低減を抑制して視認性を高める。ビームスプリッタ
ーと光保護用のフィルターの一方を光学顕微鏡光路から
退避させる場合よりも、両方を退避させる場合の方が視
認性をより高めることができるが、一方のみを退避させ
る場合であっても、従来の走査型プローブ顕微鏡と比較
して視認性を高めることができる。
【００１４】また、本発明の移動機構は、試料に対して
カンチレバーの位置関係を固定した状態で退避移動を行
うことによって、光学顕微鏡観察とレーザー光測定とに
おいて試料とカンチレバーとの位置関係は不変であるた
め、光学顕微鏡観察による位置決めで定めた位置と探針
位置との間に位置ずれを起こすことなく測定を行うこと
ができる。
カンチレバーの位置関係を固定した状態で退避移動を行
うことによって、光学顕微鏡観察とレーザー光測定とに
おいて試料とカンチレバーとの位置関係は不変であるた
め、光学顕微鏡観察による位置決めで定めた位置と探針
位置との間に位置ずれを起こすことなく測定を行うこと
ができる。
【００１５】また、移動機構は、退避させたビームスプ
リッター及び光保護用のフィルターを光学顕微鏡光路上
に戻し、これによってレーザー光測定を行うことができ
る。移動機構は、ビームスプリッター及び又はレーザー
光保護用フィルターを光学顕微鏡光路に対して移動させ
る形態として、測定部のヘッドに対するスライドあるい
は引き出す形態、測定部のヘッドに対して跳ね上げる形
態、測定部のヘッドして回転させる形態等を採用するこ
とができる。
リッター及び光保護用のフィルターを光学顕微鏡光路上
に戻し、これによってレーザー光測定を行うことができ
る。移動機構は、ビームスプリッター及び又はレーザー
光保護用フィルターを光学顕微鏡光路に対して移動させ
る形態として、測定部のヘッドに対するスライドあるい
は引き出す形態、測定部のヘッドに対して跳ね上げる形
態、測定部のヘッドして回転させる形態等を採用するこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１，２は、本発明の走
査型プローブ顕微鏡の概略を説明するためのブロック図
であり、図２は本発明の移動機構によってビームスプリ
ッターとレーザー光保護用フィルターをヘッドに装着し
た状態を示している。なお、図１，２は走査型プローブ
顕微鏡が備える測定部を示し、走査部については一部の
み示している。
参照しながら詳細に説明する。図１，２は、本発明の走
査型プローブ顕微鏡の概略を説明するためのブロック図
であり、図２は本発明の移動機構によってビームスプリ
ッターとレーザー光保護用フィルターをヘッドに装着し
た状態を示している。なお、図１，２は走査型プローブ
顕微鏡が備える測定部を示し、走査部については一部の
み示している。
【００１７】走査型プローブ顕微鏡は測定部１と走査部
（図１，２ではスキャナー２のみ示している）を備え、
探針を備えるカンチレバー６と、試料（図２中のＳ）を
探針に対して少なくとも２次元の方向に走査するスキャ
ナー２と、カンチレバー６の変位を検出する変位検出系
を備える。
（図１，２ではスキャナー２のみ示している）を備え、
探針を備えるカンチレバー６と、試料（図２中のＳ）を
探針に対して少なくとも２次元の方向に走査するスキャ
ナー２と、カンチレバー６の変位を検出する変位検出系
を備える。
【００１８】変位検出系は、レーザー光を出力するレー
ザーダイオードや、レーザー光を試料Ｓに導くレンズや
ミラー等の光学系、ビームスプリッターや、カンチレバ
ーの反射光を受光するフォトディテクター等を備え、測
定部１のヘッド１１内に収納される。ヘッド１１には、
各構成要素の位置調整を行うために、フォトディテクタ
ー位置調整つまみ１４、レーザーダイオード位置調整つ
まみ１５、ミラー調整つまみ１６等が設けられ、さら
に、試料Ｓの交換を容易に行うためにヘッド１１をステ
ージ２０に対して移動させるレバー１３を備える。カン
チレバー６はホルダ７を利用してヘッド１１の取り付け
られる。また、ヘッド１１には観察窓１２が設けられ、
該観察窓１２を通して光学顕微鏡等によって試料を観察
することができる。
ザーダイオードや、レーザー光を試料Ｓに導くレンズや
ミラー等の光学系、ビームスプリッターや、カンチレバ
ーの反射光を受光するフォトディテクター等を備え、測
定部１のヘッド１１内に収納される。ヘッド１１には、
各構成要素の位置調整を行うために、フォトディテクタ
ー位置調整つまみ１４、レーザーダイオード位置調整つ
まみ１５、ミラー調整つまみ１６等が設けられ、さら
に、試料Ｓの交換を容易に行うためにヘッド１１をステ
ージ２０に対して移動させるレバー１３を備える。カン
チレバー６はホルダ７を利用してヘッド１１の取り付け
られる。また、ヘッド１１には観察窓１２が設けられ、
該観察窓１２を通して光学顕微鏡等によって試料を観察
することができる。
【００１９】本発明の走査型プローブ顕微鏡は、変位検
出系のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕微鏡
光路とを分離するビームスプリッター４と、レーザー光
保護用のフィルター５とをヘッド１１に対して移動し
て、光学顕微鏡光路から退避させる移動機構を備える。
図１，２は引き出し式にスライド移動させる移動機構３
ａの例を示している。移動機構３ａは青色フィルター等
のレーザー光保護用フィルター５にビームスプリッター
４を接着したものを、ヘッド１１の形成した案内溝に沿
って導出入させる構成である。
出系のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕微鏡
光路とを分離するビームスプリッター４と、レーザー光
保護用のフィルター５とをヘッド１１に対して移動し
て、光学顕微鏡光路から退避させる移動機構を備える。
図１，２は引き出し式にスライド移動させる移動機構３
ａの例を示している。移動機構３ａは青色フィルター等
のレーザー光保護用フィルター５にビームスプリッター
４を接着したものを、ヘッド１１の形成した案内溝に沿
って導出入させる構成である。
【００２０】ヘッド１１内において、試料Ｓと観察窓１
２とを結ぶ光路によって光学顕微鏡光路が形成されてい
る。移動機構３ａは、その導出動作によって、ビームス
プリッター４及びレーザー光保護用フィルター５を光学
顕微鏡光路から退避させる。この退避動作によって、ビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
は光学顕微鏡光路上には存在しなくなり、試料Ｓ及びカ
ンチレバー６の探針の光学像は、ビームスプリッター４
及びレーザー光保護用フィルター５を通ることなく光学
顕微鏡側に導かれる。
２とを結ぶ光路によって光学顕微鏡光路が形成されてい
る。移動機構３ａは、その導出動作によって、ビームス
プリッター４及びレーザー光保護用フィルター５を光学
顕微鏡光路から退避させる。この退避動作によって、ビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
は光学顕微鏡光路上には存在しなくなり、試料Ｓ及びカ
ンチレバー６の探針の光学像は、ビームスプリッター４
及びレーザー光保護用フィルター５を通ることなく光学
顕微鏡側に導かれる。
【００２１】また、移動機構３ａは、その導入動作によ
って、ビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィ
ルター５を光学顕微鏡光路上に復帰させる。この復帰動
作によって、ビームスプリッター４及びレーザー光保護
用フィルター５は光学顕微鏡光路上に位置し、ビームス
プリッター４によってレーザー光測定光路が形成され、
レーザー光保護用フィルター５によって光学顕微鏡側に
対するレーザー光の保護を行う。
って、ビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィ
ルター５を光学顕微鏡光路上に復帰させる。この復帰動
作によって、ビームスプリッター４及びレーザー光保護
用フィルター５は光学顕微鏡光路上に位置し、ビームス
プリッター４によってレーザー光測定光路が形成され、
レーザー光保護用フィルター５によって光学顕微鏡側に
対するレーザー光の保護を行う。
【００２２】なお、図１，２の構成例による移動機構３
ａは、ビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィ
ルター５をヘッド１１から引き出し式に取り外すことが
できる構成としているが、ヘッド１１に対して単にスラ
イド移動可能な構成とすることもできる。
ａは、ビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィ
ルター５をヘッド１１から引き出し式に取り外すことが
できる構成としているが、ヘッド１１に対して単にスラ
イド移動可能な構成とすることもできる。
【００２３】試料Ｓの取付けは、図２に示すようにヘッ
ド１１をステージ２０に対して移動させ、ステージ２０
に切り欠き部２１に設置したスキャナー２を露出させ、
該スキャナー２上に試料Ｓを配置することによって行
う。なお、この試料取付けの際には、ヘッド１１を移動
させることによって、試料Ｓは光学顕微鏡光路からずれ
るが、ヘッド１１を元の位置に戻すことによって、試料
Ｓは光学顕微鏡光路上に位置することになる。この試料
Ｓを光学顕微鏡光路上に戻した段階で、移動機構によっ
てビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルタ
ー５を光学顕微鏡光路から退避させることによって、高
い視認性で位置決めを行うことができる。
ド１１をステージ２０に対して移動させ、ステージ２０
に切り欠き部２１に設置したスキャナー２を露出させ、
該スキャナー２上に試料Ｓを配置することによって行
う。なお、この試料取付けの際には、ヘッド１１を移動
させることによって、試料Ｓは光学顕微鏡光路からずれ
るが、ヘッド１１を元の位置に戻すことによって、試料
Ｓは光学顕微鏡光路上に位置することになる。この試料
Ｓを光学顕微鏡光路上に戻した段階で、移動機構によっ
てビームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルタ
ー５を光学顕微鏡光路から退避させることによって、高
い視認性で位置決めを行うことができる。
【００２４】図３，４は本発明の移動機構の動作を説明
するための光路とを示す概略図である。図３（ａ）はビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａから退避させた状態を示し、図３
（ｂ）はビームスプリッター４及びレーザー光保護用フ
ィルター５を光学顕微鏡光路Ａ上の復帰させた状態を示
している。
するための光路とを示す概略図である。図３（ａ）はビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａから退避させた状態を示し、図３
（ｂ）はビームスプリッター４及びレーザー光保護用フ
ィルター５を光学顕微鏡光路Ａ上の復帰させた状態を示
している。
【００２５】図３（ａ）において、移動機構によってビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａから退避させると、光学顕微鏡３０
は試料Ｓを直接に見通すことができ、試料Ｓ及びカンチ
レバー３の探針の光学像を少ない光量減少で観察するこ
とができる。
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａから退避させると、光学顕微鏡３０
は試料Ｓを直接に見通すことができ、試料Ｓ及びカンチ
レバー３の探針の光学像を少ない光量減少で観察するこ
とができる。
【００２６】なお、このとき、レーザーダイオード８か
ら出力されたレーザー光は、ビームスプリッター４が退
避しているため、光学顕微鏡光路Ａと無関係となり、光
学顕微鏡３０に対する影響を全く回避することができ
る。
ら出力されたレーザー光は、ビームスプリッター４が退
避しているため、光学顕微鏡光路Ａと無関係となり、光
学顕微鏡３０に対する影響を全く回避することができ
る。
【００２７】図４はこの時のレーザー光の光路状態を示
している。光学顕微鏡は試料Ｓの測定点Ｐをビームスプ
リッター４及びレーザー光保護用フィルター５を通すこ
となく直接に観察することができ、レーザー光も光学顕
微鏡光路に無関係とすることができる。
している。光学顕微鏡は試料Ｓの測定点Ｐをビームスプ
リッター４及びレーザー光保護用フィルター５を通すこ
となく直接に観察することができ、レーザー光も光学顕
微鏡光路に無関係とすることができる。
【００２８】図３（ｂ）において、移動機構によってビ
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａに復帰させることによって、レーザ
ー光ダイオード８と試料Ｓとを結ぶレーザー光測定光路
Ｂを形成することができ、カンチレバー３の変位検出を
行うことができる。
ームスプリッター４及びレーザー光保護用フィルター５
を光学顕微鏡光路Ａに復帰させることによって、レーザ
ー光ダイオード８と試料Ｓとを結ぶレーザー光測定光路
Ｂを形成することができ、カンチレバー３の変位検出を
行うことができる。
【００２９】このとき、本発明の移動機構において、ビ
ームスプリッター４の移動方向をビームスプリッター４
の反射面４ａと平行とすることによって、ビームスプリ
ッター４の位置合わせが容易となるという効果を奏する
ことができる。図３（ｂ）中のＣ及びＤは、ビームスプ
リッター４を復帰させたときの位置を示している。ビー
ムスプリッター４をビームスプリッター４の反射面４ａ
と平行に移動させると、レーザー光と反射面４ａとの角
度関係は、ビームスプリッター４の位置にかかわらず一
定となる。したがって、ビームスプリッター４を高い位
置決め精度で行う必要がなく、位置合わせを容易とする
ことができる。
ームスプリッター４の移動方向をビームスプリッター４
の反射面４ａと平行とすることによって、ビームスプリ
ッター４の位置合わせが容易となるという効果を奏する
ことができる。図３（ｂ）中のＣ及びＤは、ビームスプ
リッター４を復帰させたときの位置を示している。ビー
ムスプリッター４をビームスプリッター４の反射面４ａ
と平行に移動させると、レーザー光と反射面４ａとの角
度関係は、ビームスプリッター４の位置にかかわらず一
定となる。したがって、ビームスプリッター４を高い位
置決め精度で行う必要がなく、位置合わせを容易とする
ことができる。
【００３０】図５，６は本発明の他の移動機構３ａ及び
移動機構３ｂを説明するための図である。図５に示す移
動機構３ｂ、ビームスプリッター４及びレーザー光保護
用フィルター５を跳ね上げ動作で退避させる機構例であ
る。移動機構３ｂはヘッド１１に対してヒンジ機構等に
よって回動させ、跳ね上げ動作によってビームスプリッ
ター４及びレーザー光保護用フィルター５を光学顕微鏡
光路から退避させる。この退避動作によって、観察窓１
２を通して試料Ｓを直接に観察することができる。
移動機構３ｂを説明するための図である。図５に示す移
動機構３ｂ、ビームスプリッター４及びレーザー光保護
用フィルター５を跳ね上げ動作で退避させる機構例であ
る。移動機構３ｂはヘッド１１に対してヒンジ機構等に
よって回動させ、跳ね上げ動作によってビームスプリッ
ター４及びレーザー光保護用フィルター５を光学顕微鏡
光路から退避させる。この退避動作によって、観察窓１
２を通して試料Ｓを直接に観察することができる。
【００３１】図６に示す移動機構３ｃは、ビームスプリ
ッター４及びレーザー光保護用フィルター５を回転動作
で退避させる機構例である。移動機構３ｃはヘッド１１
に対して軸機構等によって回転させてビームスプリッタ
ー４及びレーザー光保護用フィルター５を光学顕微鏡光
路から退避させる。この退避動作によって、観察窓１２
を通して試料Ｓを直接に観察することができる。
ッター４及びレーザー光保護用フィルター５を回転動作
で退避させる機構例である。移動機構３ｃはヘッド１１
に対して軸機構等によって回転させてビームスプリッタ
ー４及びレーザー光保護用フィルター５を光学顕微鏡光
路から退避させる。この退避動作によって、観察窓１２
を通して試料Ｓを直接に観察することができる。
【００３２】上記した各移動機構では、ビームスプリッ
ター及びレーザー光保護用フィルターと共に移動する構
成例としているが、いずれか一方のみを移動可能とし、
他方を固定する構成とすることもできる。
ター及びレーザー光保護用フィルターと共に移動する構
成例としているが、いずれか一方のみを移動可能とし、
他方を固定する構成とすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、走査型プローブ顕
微鏡によれば、視認性を高め、光学顕微鏡観察による位
置決めを容易とすることができる。
微鏡によれば、視認性を高め、光学顕微鏡観察による位
置決めを容易とすることができる。
【図１】本発明の走査型プローブ顕微鏡の概略を説明す
るためのブロック図である。
るためのブロック図である。
【図２】本発明の走査型プローブ顕微鏡の概略を説明す
るためのブロック図である。
るためのブロック図である。
【図３】本発明の移動機構の動作を説明するための光路
とを示す概略図である。
とを示す概略図である。
【図４】本発明の移動機構の動作を説明するための光路
とを示す概略図である。
とを示す概略図である。
【図５】本発明の他の移動機構を説明するための図であ
る。
る。
【図６】本発明の他の移動機構を説明するための図であ
る。
る。
【図７】走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の一構成例を
説明するための概略図である。
説明するための概略図である。
【図８】従来の走査型プローブ顕微鏡の光学顕微鏡観察
における問題を説明するための図である。
における問題を説明するための図である。
１…測定部、２…スキャナー（走査部）、３…移動機
構、４…ビームスプリッター、４ａ…反射面、５…レー
ザー光保護用フィルター、６…カンチレバー、７…ホル
ダ、８…レーザーダイオード、９…光学系、１０…フォ
トダイオード、１１…ヘッド、１２…観察窓、１３…レ
バー、１４…フォトディクター位置調整つまみ、１５…
レーザーダイオード位置調整つまみ、１６…ミラー調整
つまみ、２０…ステージ、２１…切り欠き部、３０…光
学顕微鏡、Ｓ…試料。
構、４…ビームスプリッター、４ａ…反射面、５…レー
ザー光保護用フィルター、６…カンチレバー、７…ホル
ダ、８…レーザーダイオード、９…光学系、１０…フォ
トダイオード、１１…ヘッド、１２…観察窓、１３…レ
バー、１４…フォトディクター位置調整つまみ、１５…
レーザーダイオード位置調整つまみ、１６…ミラー調整
つまみ、２０…ステージ、２１…切り欠き部、３０…光
学顕微鏡、Ｓ…試料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA04 AA43 CA40 DA01 DA04 DB01 DB06 EA16 EA20 EB15 EB23 FA07 ZA01 2F069 AA04 AA06 AA60 DD24 GG04 GG06 GG07 GG52 GG62 HH05 HH09 HH30 JJ08 JJ15 JJ25 LL03 LL11 MM04 NN02
Claims (1)
- 【請求項１】 探針を備えるカンチレバーと、試料を探
針に対して少なくとも２次元の方向に走査するスキャナ
ーと、カンチレバーの変位を検出する変位検出系とを備
える走査型プローブ顕微鏡であって、試料に対してカン
チレバーの位置関係を固定した状態において、変位検出
系のレーザー光測定光路と試料を観察する光学顕微鏡光
路とを分離するビームスプリッターとレーザー光保護用
のフィルターの少なくともいずれか一方を、光学顕微鏡
光路から退避させる移動機構を備える、走査型プローブ
顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14434899A JP4032272B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14434899A JP4032272B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338027A true JP2000338027A (ja) | 2000-12-08 |
| JP4032272B2 JP4032272B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=15360023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14434899A Expired - Lifetime JP4032272B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 走査型プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4032272B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1322322C (zh) * | 2004-12-02 | 2007-06-20 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 量子相干显微探测装置 |
| KR100873436B1 (ko) * | 2005-03-09 | 2008-12-11 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | 주사형 프로브 현미경 |
| CN107966589A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 株式会社岛津制作所 | 扫描型探针显微镜 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14434899A patent/JP4032272B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1322322C (zh) * | 2004-12-02 | 2007-06-20 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 量子相干显微探测装置 |
| KR100873436B1 (ko) * | 2005-03-09 | 2008-12-11 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | 주사형 프로브 현미경 |
| KR100904390B1 (ko) | 2005-03-09 | 2009-06-26 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | 주사형 프로브 현미경 |
| CN107966589A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 株式会社岛津制作所 | 扫描型探针显微镜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4032272B2 (ja) | 2008-01-16 |
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