JPH04171646A - Interatomic force microscope device - Google Patents

Interatomic force microscope device

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Publication number
JPH04171646A
JPH04171646A JP2300189A JP30018990A JPH04171646A JP H04171646 A JPH04171646 A JP H04171646A JP 2300189 A JP2300189 A JP 2300189A JP 30018990 A JP30018990 A JP 30018990A JP H04171646 A JPH04171646 A JP H04171646A
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JP
Japan
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half mirror
cantilever
sample
light
sensor head
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Pending
Application number
JP2300189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumihiko Ishida
文彦 石田
Masakazu Hayashi
正和 林
Tamiyoshi Yasunaga
安永 民好
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04171646A publication Critical patent/JPH04171646A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q20/00Monitoring the movement or position of the probe
    • G01Q20/02Monitoring the movement or position of the probe by optical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate the positioning of a measurement position and obtain a clear optical microscope image without requiring professional knowledge by forming a specific optical displacement detecting means. CONSTITUTION:A sensor head 8 is constituted of a mirror 82, the first half mirror 84, the second half mirror 85, a reflection objective lens 86, the third half mirror 87, a CCD camera 88, and a photo-diode 89. The white light 83 is radiated from a white light source, and the sensor head 8 is vertically moved by a sensor head vertical movement system to focus an optical microscope image on a sample 6. The sample 6 is horizontally moved to the measurement position by an XY rough movement system in the focused state. The measurement position on the sample 6 is positioned. The positioning of the measurement position can be easily performed, and a clear optical microscope image can be obtained without requiring professional knowledge.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は原子間力を用いて試料表面の三次元形状を測定
する原子間力顕微鏡装置に係り、特に測定箇所の位置決
め(選択)を容易に行なうと共に、鮮明な光学顕微鏡像
を専門的知識を必要とすることなく得るようにした原子
間力顕微鏡装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an atomic force microscope device that measures the three-dimensional shape of a sample surface using atomic force, and particularly relates to an atomic force microscope device that measures the three-dimensional shape of a sample surface using atomic force. The present invention relates to an atomic force microscope device that allows for easy selection and to obtain clear optical microscope images without requiring specialized knowledge.

(従来の技術) 一般に、原子間力顕微鏡装置(AFM)は、カンチレバ
ーを試料に対してオングストロームオーダまで接近させ
た時、試料とカンチレバー先端との間に生じる原子間力
によるカンチレバー先端の変位または振動を検出して、
試料の表面形状を測定するものである。この場合、カン
チレバーは薄い金属箔から形成され、その先端に原子間
力検出用のチップが配設されると共に、終端側力に原子
間力顕微鏡装置本体に固定されている。
(Prior Art) In general, an atomic force microscope (AFM) is capable of displacing or vibrating the tip of the cantilever due to the atomic force generated between the sample and the tip of the cantilever when the cantilever is brought close to the sample on the order of angstroms. Detect and
This is used to measure the surface shape of a sample. In this case, the cantilever is formed from a thin metal foil, has a tip for detecting atomic force disposed at its tip, and is fixed to the main body of the atomic force microscope device by force on its terminal end.

ところで、この種の原子間力顕微鏡装置においては、カ
ンチレバーの変位または振動を検出する方式として、カ
ンチレバーの変位または振動を検出するために、光ビー
ムをカンチレバーに照射してその反射光を受光する、い
わゆる光テコ方式が−多く用いられている。また、他の
方式として、光ビームをカンチレバーに照射して、その
結果カンチレバーから与えられた光の位相変化を検出す
る光ヘテロダイン方式が用いられている。さらに、最近
では、光学式検出手法として先触針(臨界角法)を用い
た方法では、光学顕微鏡と組み合せた装置が提案されて
きている。
By the way, in this type of atomic force microscope device, the method for detecting the displacement or vibration of the cantilever is to irradiate the cantilever with a light beam and receive the reflected light, in order to detect the displacement or vibration of the cantilever. The so-called optical lever method is often used. Furthermore, as another method, an optical heterodyne method is used in which a light beam is irradiated onto a cantilever and a phase change of the light applied from the cantilever is detected as a result. Furthermore, recently, in a method using a tip probe (critical angle method) as an optical detection method, an apparatus combined with an optical microscope has been proposed.

しかしながら、カンチレバーの変位を検出する光学的手
法の多くは、カンチレバーの変位検出のみに用いている
ため、試料の測定箇所を位置決めする際には、他の光学
顕微鏡などによって行なう必要があった。この場合、カ
ンチレバーや試料に対して斜めから観察することから、
位置決めは極く粗いものとなっていた。
However, most of the optical methods for detecting the displacement of a cantilever are used only for detecting the displacement of the cantilever, and therefore, when positioning a measurement point on a sample, it is necessary to use another optical microscope or the like. In this case, since the cantilever and sample are observed obliquely,
Positioning was extremely rough.

また、光学顕微鏡と先触針式カンチレバー変位検出系と
を組み合せた装置では、同一光路で試料の位置を観察し
ようとすると、ガラスで製作された対物レンズを用いて
いるために収差が生じ、鮮明な光学顕微鏡像を得ようと
すると光学的に専門的知識を必要とし、先触針弐表面粗
さ計では一般に光学顕微鏡と先触針は2つの光路を用い
ている。
In addition, with a device that combines an optical microscope and a tip-type cantilever displacement detection system, when attempting to observe the position of a sample using the same optical path, aberrations occur due to the use of an objective lens made of glass, resulting in sharp images. Obtaining a clear optical microscope image requires specialized optical knowledge, and tip probe two surface roughness meters generally use two optical paths for the optical microscope and the tip probe.

しかしながら、このようなものでは、光学系が2系統必
要であり、結果として光学系自体も複雑な構成となって
しまう。
However, in such a device, two optical systems are required, and as a result, the optical system itself has a complicated configuration.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の原子間力顕微鏡装置においては、
測定箇所の位置決め(選択)を行なうのが困難であるば
かりでなく、鮮明な光学顕微鏡像を得るのに専門的知識
が必要であるという問題があった。
(Problem to be solved by the invention) As described above, in the conventional atomic force microscope device,
There are problems in that it is not only difficult to position (select) a measurement point, but also that specialized knowledge is required to obtain a clear optical microscope image.

本発明の目的は、測定箇所の位置決め(選択)を容易に
行なうと共に、鮮明な光学顕微鏡像を専門的知識を必要
とすることなく得ることが可能で構成も簡単な原子間力
顕微鏡装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an atomic force microscope device with a simple configuration, which allows easy positioning (selection) of measurement points, and can obtain clear optical microscope images without requiring specialized knowledge. It's about doing.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明では、所定の間隔を
存して設けられた試料との間に生じる原子間力を検出す
るカンチレバーと、カンチレバーの反試料面側に対向し
て配設され、当該カンチレバーの変位または振動を検出
する光学的変位検出手段とから構成される原子間力顕微
鏡装置において、 白色光源から出力される白色光、およびレーザ光源から
出力されるレーザ光の一部を反射する第1のハーフミラ
−と、第1のノーーフミラーで反射される光の一部を反
射する第2のノ1−フミラーと、第2のハーフミラ−で
反射される光を前記カンチレバーに入射させると共に、
当該カンチレバーで反射される光を受光する反射対物レ
ンズと、反射対物レンズで受光される光を第2のハーフ
ミラ−を介して受光し2つに分岐する第3のハーフミラ
−と、第3のハーフミラ−からの一方の光を受光して撮
像するカメラと、第3のハーフミラ−からの他方の光を
受光してその光量を検出する光量検出手段とを備えて、
光学的変位検出手段を構成している。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention includes a cantilever that detects the atomic force generated between the sample and the sample that is provided at a predetermined distance. , an atomic force microscope device comprising: an optical displacement detection means disposed opposite to the side of the cantilever opposite to the sample and detecting displacement or vibration of the cantilever; white light output from a white light source; and a first half mirror that reflects a part of the laser light output from the laser light source, a second half mirror that reflects a part of the light reflected by the first nof mirror, and a second half mirror. - while making the light reflected by the cantilever enter the cantilever,
a reflective objective lens that receives light reflected by the cantilever; a third half mirror that receives the light received by the reflective objective lens via a second half mirror and branches it into two; and a third half mirror that receives the light that is reflected by the cantilever. - a camera that receives one light from the third half mirror and captures an image, and a light amount detection means that receives the other light from the third half mirror and detects the amount of light,
It constitutes an optical displacement detection means.

(作 用) 従って、本発明の原子開力顕微゛鏡装置においては、従
来の光学顕微鏡のない装置と比べて、試料の測定箇所の
位置決めを容易に行なうことができる。また、同一の光
学顕微鏡でカンチレバーへのレーザ光の照射位置の確認
が行なえるため、測定を容易に行なうことができる。さ
らに、光学顕微鏡と先触針式カンチレバー変位検出系と
を組み合わせた従来の装置と比べて、光学系を簡素なも
ので組み立てることができるため、光学的な専門的知識
を必要としない。
(Function) Therefore, in the atomic aperture force microscope apparatus of the present invention, it is possible to more easily position the measurement point of the sample than in the conventional apparatus without an optical microscope. Furthermore, since the irradiation position of the laser beam on the cantilever can be confirmed using the same optical microscope, the measurement can be easily performed. Furthermore, compared to a conventional device that combines an optical microscope and a probe-type cantilever displacement detection system, the optical system can be assembled with a simple one, so no specialized optical knowledge is required.

(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明による原子間力顕微鏡装置の全体構成
例を示す概要図である。第1図において、ベース1には
、2粗動機構2、xyz粗動機構3、およびxyz微動
機構4を設けている。また、xyz微動機構4には試料
台5を配設し、その上に試料6を載置し、試料6を三次
元方向に移動できるようにしている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an atomic force microscope apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a base 1 is provided with two coarse movement mechanisms 2, an xyz coarse movement mechanism 3, and an xyz fine movement mechanism 4. Further, the xyz fine movement mechanism 4 is provided with a sample stage 5 on which a sample 6 is placed so that the sample 6 can be moved in three dimensions.

一方、ベース1には、センサーヘッド上下動機構7を設
け、このセンサーヘット上下動機構7には、光学的変位
検出手段であるセンサーヘッド8を設け、センサーヘッ
ド8をベース1に対して上下に移動できるようにしてい
る。また、ベース1には、レバー用XY移動機構9を設
け、このレバー用XY移動機構9にはレバーホルダー1
0を設け、さらにレバーホルダー10にはカンチレバー
11を設け、カンチレバー11をベース1に対して水平
に移動できるようにしている。ここで、カンチレバー1
1は、一方の面(試料4側面)に原子間力検出用のチッ
プ12が設けられ、試料6とセンサーヘッド8との間に
配置して、試料6との間に生じる原子間力を検出するよ
うにしている。
On the other hand, the base 1 is provided with a sensor head vertical movement mechanism 7, and the sensor head vertical movement mechanism 7 is provided with a sensor head 8 which is an optical displacement detection means, and the sensor head 8 is moved vertically with respect to the base 1. It allows you to move. Further, the base 1 is provided with an XY moving mechanism 9 for the lever, and the lever holder 1 is attached to the XY moving mechanism 9 for the lever.
Further, a cantilever 11 is provided on the lever holder 10 so that the cantilever 11 can be moved horizontally with respect to the base 1. Here, cantilever 1
1 is provided with a chip 12 for detecting atomic force on one surface (side surface of the sample 4), and is placed between the sample 6 and the sensor head 8 to detect the atomic force generated between the sample 6 and the sensor head 8. I try to do that.

第2図は、上記センサーヘッド8の詳細な構成例を示す
概要図である。なお、変位検出手段として、光テコ方式
を用いている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration example of the sensor head 8. As shown in FIG. Note that an optical lever method is used as the displacement detection means.

第2図において、センサーヘッド8は、後述するレーザ
光源から出力されるレーザ光81を反射するミラー82
と、後述する白色光源から出力される白色光83、およ
びミラー82て反射されるレーザ光81の一部を反射す
る第1のハーフミラ−84と、第1のハーフミラ−84
て反射される光の一部を反射する第2のハーフミラ−8
5と、第2のハーフミラ−85で反射される光を上記カ
ンチレバー11に入射させると共に、当該カンチレバー
11で反射される光を受光する反射対物レンズ86と、
反射対物レンズ86で受光される光を上記第2のハーフ
ミラ−85を介して受光し、2つに分岐する第3のハー
フミラ−87と、第3のハーフミラ−87からの一方の
光を受光して撮像するCCDカメラ88と、第3のハー
フミラ−87からの他方の光を受光してその光量を検出
する光量検出手段であるホトダイオード89とから構成
している。ここで、レーザ光81、およびホトダイオー
ド89を除いた各要素により、光学顕微鏡を構成してい
る。
In FIG. 2, the sensor head 8 includes a mirror 82 that reflects laser light 81 output from a laser light source, which will be described later.
and a first half mirror 84 that reflects white light 83 output from a white light source, which will be described later, and a portion of the laser beam 81 reflected by the mirror 82;
a second half mirror 8 that reflects a part of the light reflected by the
5, a reflective objective lens 86 that allows the light reflected by the second half mirror 85 to enter the cantilever 11 and receives the light reflected by the cantilever 11;
The light received by the reflective objective lens 86 is received through the second half mirror 85, the third half mirror 87 splits into two, and one of the lights from the third half mirror 87 is received. The photodiode 89 is a light amount detection means that receives the other light from the third half mirror 87 and detects the amount of light. Here, each element except the laser beam 81 and the photodiode 89 constitutes an optical microscope.

なお、上記センサーヘッド8における各要素の制御・駆
動・表示は、第3図に示す構成の制御・駆動・表示装置
により行なうようにしている。第3図において、31は
白色光源、32はレーザ光源、33はCRTモニタ、3
4はデータ表示・記録装置、35は制御回路をそれぞれ
示している。
The control, drive, and display of each element in the sensor head 8 is performed by a control, drive, and display device configured as shown in FIG. 3. In FIG. 3, 31 is a white light source, 32 is a laser light source, 33 is a CRT monitor, 3
Reference numeral 4 indicates a data display/recording device, and reference numeral 35 indicates a control circuit.

すなわち、CCDカメラ88て得られる像を、CRTモ
ニタ33上に表示するようにしている。
That is, an image obtained by the CCD camera 88 is displayed on the CRT monitor 33.

また、ホトダイオード89からの検出信号を基に、制御
回路35でカンチレバー11と試料6との間隔か一定と
なるような制御信号を、XYZ微動機構4に出力し、さ
らに同じ信号をデータ表示・記録装置34に出力してデ
ータの保存・表示を行なうようにしている。
Furthermore, based on the detection signal from the photodiode 89, the control circuit 35 outputs a control signal to the XYZ fine movement mechanism 4 to keep the distance between the cantilever 11 and the sample 6 constant, and the same signal is also used to display and record data. The data is output to a device 34 for storage and display.

次に、以上のように構成した本実施例の原子間力顕微鏡
装置の作用について説明する。
Next, the operation of the atomic force microscope apparatus of this embodiment configured as described above will be explained.

最初に、試料6の測定箇所を位置決めする操作について
述べる。
First, the operation for positioning the measurement point on the sample 6 will be described.

まず、白色光源゛31から白色光83を照射し、試料6
上に光学顕微鏡像の焦点を合わせるために、センサヘッ
ド8をセンサヘッド上下動機構7により上下移動させる
。そして、焦点を合わせた状態で、試料6を測定箇所に
なるように、XY粗動機構3により水平移動させる。以
上の操作により、試料6上の測定箇所が位置決め(選択
)される。
First, white light 83 is irradiated from the white light source 31, and the sample 6 is
In order to focus the optical microscope image upward, the sensor head 8 is moved up and down by the sensor head up and down movement mechanism 7. Then, in a focused state, the sample 6 is horizontally moved by the XY coarse movement mechanism 3 to a measurement location. Through the above operations, the measurement location on the sample 6 is positioned (selected).

また、この際、反射対物レンズ86を用いているので、
収差の無い鮮明な光学顕微鏡像が容易に得られる。
Also, at this time, since the reflective objective lens 86 is used,
A clear optical microscope image without aberrations can be easily obtained.

次に、センサヘッド8をセンサヘッド上下動機構7によ
り上に移動し、カンチレバー11を光学顕微鏡の像の視
野中心に入るように、レバー用XY移動機構9で水平移
動する。しかる後に、センサヘッド8を移動して、カン
チレバー11に焦点を合わせる。そして、この状態をC
RTモニタ33で確認し、容易にカンチレバー11への
光路−10= の調整が行なえる。
Next, the sensor head 8 is moved upward by the sensor head vertical movement mechanism 7, and the cantilever 11 is moved horizontally by the lever XY movement mechanism 9 so that it enters the center of the field of view of the image of the optical microscope. Thereafter, the sensor head 8 is moved to focus on the cantilever 11. And this state is C
This can be checked on the RT monitor 33 and the optical path -10= to the cantilever 11 can be easily adjusted.

次に、レーザ光?R32からレーザ光81も照射し、カ
ンチレバー11とレーザ光81の照射位置をCRTモニ
タ33で確認しながら、カンチレバー11の位置をレバ
ー用XY移動−機構9により調整する。この場合、CC
Dカメラ88とホトダイオード89との相対位置が一定
であるため、この状態でホトダイオード89にレーザ光
81がうまく入射する。
Next, laser light? A laser beam 81 is also irradiated from R32, and the position of the cantilever 11 is adjusted by the lever XY movement mechanism 9 while checking the irradiation position of the cantilever 11 and the laser beam 81 on the CRT monitor 33. In this case, C.C.
Since the relative position between the D camera 88 and the photodiode 89 is constant, the laser beam 81 is successfully incident on the photodiode 89 in this state.

次に、白色光源31をオフにして、白色光83の照射を
止める。そして、ホトダイオード89に入射するレーザ
光81の光量を計測しながら、試料6をZ粗動機構2に
よりカンチレバー11に近づける。これにより、カンチ
レバー11と試料6との間に原子間力のような力が働く
と、カンチレバー11先端が変位または振動して光路が
変化するため、ホトダイオード89への光量は変化する
Next, the white light source 31 is turned off and the irradiation of the white light 83 is stopped. Then, while measuring the amount of laser light 81 incident on the photodiode 89, the sample 6 is brought close to the cantilever 11 by the Z coarse movement mechanism 2. As a result, when a force such as an atomic force acts between the cantilever 11 and the sample 6, the tip of the cantilever 11 is displaced or vibrated and the optical path changes, so the amount of light to the photodiode 89 changes.

そして、この光量を計測しながら、試料6の表面形状(
凹凸状態)が測定される。
While measuring this amount of light, the surface shape of sample 6 (
unevenness) is measured.

上述したように、本実施例の原子間力顕微鏡装置におい
ては、以下のような種々の効果が得られるものである。
As described above, the atomic force microscope device of this embodiment provides the following various effects.

(a)従来の光学顕微鏡のない装置と比べて、本実施例
の装置により試料6の測定箇所の位置決め(選択)を容
易に行なうことが可能となる。
(a) Compared with a conventional device without an optical microscope, the device of this embodiment makes it possible to easily position (select) a measurement location on the sample 6.

(b)同一の光学顕微鏡でカンチレバー11へのレーザ
光81の照射位置の確認も行なえるため、nj定を容易
に行なうことが可能となる。
(b) Since the irradiation position of the laser beam 81 on the cantilever 11 can be confirmed using the same optical microscope, it becomes possible to easily determine nj.

(c)光学顕微鏡と先触針式レバー変位検出系を組み合
わせた従来の装置と比べて、本実施例の光学系は簡素な
もので組みたてることができるため、光学的な専門的知
識を必要としない。
(c) Compared to a conventional device that combines an optical microscope and a tip lever displacement detection system, the optical system of this example can be assembled with a simple device, so it requires no specialized optical knowledge. do not need.

(d)反射対物レンズ86を用いているため、レーザ光
81および白色光83の光路として、光学系を簡単な構
成とすることが可能となる。
(d) Since the reflective objective lens 86 is used, the optical system can be configured simply as an optical path for the laser beam 81 and the white light 83.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても同様に実施できるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be similarly implemented in the following manner.

(a)上記実施例では、受光面が1つのホトダイオード
を用いた場合を述べたが、受光面を分割−12= した分割型のホトダイオードを用いるようにしてもよい
(a) In the above embodiment, a photodiode with one light-receiving surface is used, but a split-type photodiode in which the light-receiving surface is divided by -12 may also be used.

(b)カンチレバーを圧電素子で振動させておいて、振
動の周波数の変化の計測する方法によって、凹凸像を得
るようにすることも可能である。
(b) It is also possible to obtain an uneven image by vibrating the cantilever with a piezoelectric element and measuring changes in the vibration frequency.

(C)上記実施例では、カンチレバーの変位計測に光テ
コ式を用いた場合を述べたが、例えば第4図に示すよう
にレーザ干渉計を用いるようにしても、上述と同様な効
果が得られるものである。
(C) In the above embodiment, a case was described in which an optical lever method was used to measure the displacement of the cantilever. However, even if a laser interferometer is used as shown in FIG. 4, the same effect as described above can be obtained. It is something that can be done.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、測定箇所の位置決
め(選択)を容易に行なうと共に、鮮明な光学顕微鏡像
を専門的知識を必要とすることなく得ることが可能で構
成も簡単な原子間力顕微鏡装置が提供できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to easily position (select) a measurement point and obtain a clear optical microscope image without requiring specialized knowledge. A simple atomic force microscope device can also be provided.

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

第1図は本発明による原子間力顕微鏡装置の一実施例を
示す全体構成図、 第2図は同実施例におけるセンサーヘッドの詳細構成例
を示す概要図、 第3図は同実施例における制御・駆動・表示装置の構成
例を示すブロック図、 第4図は本発明による原子間力顕微鏡装置の他の実施例
を示す概要図である。 1・・ベース、2・・・2粗動機構、3・・・xyz粗
動機構、4・・・xyz微動機構、5・・・試料台、6
・・・試料、7・・・センサーヘッド上下動機構、8・
・・センサーヘッド、9・・・レバー用XY移動機構、
10・・・レバーホルダー、11・・・カンチレバー、
12・・・原子間力検出用チップ、31・・・白色光源
、32・・・レーザ光源、33・・CRTモニタ、34
・・・データ表示・記録装置、35・・・制御回路、8
1・・・レーザ光、82・・・ミラー、83・・・白色
光、84・・・第1のハーフミラ−185・・・第2の
ハーフミラ−186・・・第2のハーフミラ−187・
・・第3のハーフミラ−188・・・CCDカメラ、8
9・・・ホトダイオード。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Fig. 1 is an overall configuration diagram showing an example of an atomic force microscope device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration example of a sensor head in the same embodiment, and Fig. 3 is a control diagram in the same embodiment. - A block diagram showing an example of the configuration of the drive/display device. FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the atomic force microscope device according to the present invention. 1...Base, 2...2 coarse movement mechanism, 3...xyz coarse movement mechanism, 4...xyz fine movement mechanism, 5...sample stage, 6
... Sample, 7... Sensor head vertical movement mechanism, 8.
...Sensor head, 9...XY movement mechanism for lever,
10... Lever holder, 11... Cantilever,
12... Atomic force detection chip, 31... White light source, 32... Laser light source, 33... CRT monitor, 34
...Data display/recording device, 35...Control circuit, 8
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser light, 82... Mirror, 83... White light, 84... First half mirror-185... Second half mirror-186... Second half mirror-187.
...Third half mirror-188...CCD camera, 8
9...Photodiode. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (1)

【特許請求の範囲】 所定の間隔を存して設けられた試料との間に生じる原子
間力を検出するカンチレバーと、前記カンチレバーの反
試料面側に対向して配設され、当該カンチレバーの変位
または振動を検出する光学的変位検出手段とから構成さ
れる原子間力顕微鏡装置において、 白色光源から出力される白色光、およびレーザ光源から
出力されるレーザ光の一部を反射する第1のハーフミラ
ーと、前記第1のハーフミラーで反射される光の一部を
反射する第2のハーフミラーと、前記第2のハーフミラ
ーで反射される光を前記カンチレバーに入射させると共
に、当該カンチレバーで反射される光を受光する反射対
物レンズと、前記反射対物レンズで受光される光を前記
第2のハーフミラーを介して受光し2つに分岐する第3
のハーフミラーと、前記第3のハーフミラーからの一方
の光を受光して撮像するカメラと、前記第3のハーフミ
ラーからの他方の光を受光してその光量を検出する光量
検出手段とを備えて、前記光学的変位検出手段を構成し
たことを特徴とする原子間力顕微鏡装置。
[Scope of Claims] A cantilever for detecting atomic force generated between a sample and a sample provided at a predetermined distance; or an optical displacement detection means for detecting vibrations, the first half reflects the white light output from the white light source and a part of the laser light output from the laser light source. a mirror; a second half mirror that reflects a portion of the light reflected by the first half mirror; and the light reflected by the second half mirror is incident on the cantilever and is reflected by the cantilever. a reflective objective lens that receives the light received by the reflective objective lens; and a third mirror that receives the light received by the reflective objective lens via the second half mirror and branches it into two parts.
a half mirror, a camera that receives one of the lights from the third half mirror and captures an image, and a light amount detection means that receives the other light from the third half mirror and detects the amount of light. An atomic force microscope apparatus comprising: said optical displacement detecting means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07190753A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Olympus Optical Co Ltd Scanning type probe microscope
JP2005504301A (en) * 2001-09-24 2005-02-10 ヨットペーカー、インストルメンツ、アクチエンゲゼルシャフト Apparatus and method for scanning probe microscope
JP2008096295A (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Mitsutoyo Corp 3D sensor and contact probe

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