JPH06258068A

JPH06258068A - 原子間力顕微鏡

Info

Publication number: JPH06258068A
Application number: JP4415493A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuda; 宏松田; Yuuko Morikawa; 有子森川; Kenji Ito; 健司伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1994-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】光検出器に入射する光ビームのスポット形状
が変化しても、それに影響されることなく精度よく安定
してカンチレバーの曲がり角を検出することを可能とす
る。【構成】２分割光検出器７は、光検出器移動機構６に
より検出面７ａに平行に移動可能に支持される。カンチ
レバー２がたわんでいないときには、カンチレバー２で
反射した光ビーム２０は２分割光検出器７の分割線７ｂ
上に入射される。位置制御回路１０は、試料１表面の凹
凸によりカンチレバー２がたわんだときに、２分割光検
出器７の分割線７ｂ上に光ビーム２０が入射されるよう
に２分割光検出器７の位置を制御し、このときにミラー
移動機構６に加えられた制御信号を利用してカンチレバ
ー２のたわみ角を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料表面を高分解能で
観察できる原子間力顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、試料表面の原子構造を直
接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、「ＳＴＭ」
という）が開発され（G.Binnigら、Physical Review Le
tters誌、第49巻57頁（1982年）参照）、単結晶、非結
晶を問わず実空間像を著しく高い分解能（ナノメートル
以下の分解能）で観察できるようになった。ＳＴＭは、
金属の探針と導電性物質との間に電圧を印加して両者を
１ｎｍ程度の距離まで近付けると、両者間にトンネル電
流が流れることを利用している。この電流は両者の距離
変化に非常に敏感で指数関数的に変化するので、トンネ
ル電流を一定に保つように探針を試料の表面上で走査さ
せると、実空間の表面構造を原子オーダーの分解能で観
察することができる。

【０００３】しかし、ＳＴＭによる観察は試料が導電性
のものに限られ、絶縁性の試料を観察することは困難で
ある。そこで、二つの物質間に働く力を検出して、試料
表面を観察する原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」とい
う）が開発された（G.Binnigら、Physical Review Lett
ers 誌、第56巻 930頁（1986年）参照）。ＡＦＭは、先
端径の小さな探針が一体的に設けられたカンチレバー
と、この探針を試料に近付けた際に探針と試料表面との
間に発生する原子間力によってもたらされるカンチレバ
ーのたわみを測定する手段とを有する。この探針は、カ
ンチレバーの自由端にカンチレバーとは別体で設けても
よいし、カンチレバー自体の自由端を探針として利用し
てもよい。

【０００４】一般に物質表面間には、比較的遠距離にお
いては分散力による微弱な引力が働き、近距離では斥力
が働く。カンチレバーのたわみ量はその力に比例するの
で、カンチレバーのたわみ量を測定することによって、
探針先端とこれに数ｎｍ以内に近接する試料表面との間
に働く微弱で局所的な力を検出することが可能となる。
さらに探針と試料とを面方向に相対的に二次元走査せせ
ることで、試料表面の二次元情報が得られる。

【０００５】また、カンチレバーのたわみを一定にする
ようにフィードバックをかけながら走査することによ
り、試料表面の微小な凹凸形状を観察できる。カンチレ
バーのたわみを検出する方法としては、ＳＴＭ技術を応
用する方法、試料とカンチレバーとの間の静電容量を検
出する方法、光の干渉を用いる方法、カンチレバーに光
を入射し、その反射角の変化からカンチレバーのたわみ
を検出する方法（光てこ方式）等が挙げられる。その中
でも、操作性や検出感度等の観点から光てこ方式による
方法が一般的である。

【０００６】ＡＭＦによる分解能は試料面内方向で１ｎ
ｍ以下であるので、例えば、試料表面に１０ｎｍ程度の
間隔で微細な凹凸を形成し、それをＡＭＦを用いて読み
出すことによって、１０¹²ビット／ｃｍ²に近い超高密
度のメモリを作成することも可能である。

【０００７】以下に、従来の光てこ方式のＡＦＭについ
て説明する。

【０００８】図３は、従来の光てこ方式のＡＦＭのカン
チレバー近傍の概略斜視図である。図３に示すように、
支持体となる基板１０１にはカンチレバー１０２が突設
されており、このカンチレバー１０２の自由端に先端が
尖鋭な探針１０３が設けられている。探針１０３を原子
間力が発生する程度まで試料１３０の表面に近付けた状
態で、探針１０３と試料１３０とを相対的に二次元走査
させれば、カンチレバーは試料１３０の表面の凹凸１３
０ａに沿ってたわむ。

【０００９】一方、カンチレバー１０２には光源（不図
示）から光ビーム１２０が投射され、投射された光ビー
ム１２０はカンチレバー１０２で反射して光検出器１０
７に入射する構成となっている。ここで、カンチレバー
１０２の固定端から探針１０３までの長さをＡ、試料１
３０の表面の凹凸１３０ａの高さをｈとすると、カンチ
レバー１０２がたわんだときのカンチレバー１０２のた
わみ角Δθは光ビーム１２０の反射角の変化に等しく、 Δθ＝２ｈ／Ａ（１）で与えられる。また、カンチレバー１０２の光ビーム１
２０の反射面から光検出器１０７までの距離をＤとする
と、光ビーム１２０の反射角の変化に伴って、光検出器
１０７に入射する光ビーム１２０の位置ｄは、ｄ＝ＤΔθ＝２Ｄｈ／Ａ（２）だけずれる。このずれ量は、光検出器１０７として例え
ば、２分割光検出器を用いて検出することができる。以
下に、ずれ量からカンチレバー１０２のたわみ角を求め
る原理について図４および図５を参照して説明する。

【００１０】図４に示すように、２分割光検出器１０７
は、カンチレバー１０２がたわんでいない状態ではカン
チレバー１０２で反射した光ビーム１２０は２分割光検
出器１０７の検出面１０７ａの分割線１０７ｂ上の点Ｂ
に入射するように配置されているとすると、カンチレバ
ー１０２で反射した光ビーム１２０は図５の（ｂ）に示
すようにスポット１２０’となって検出面１０７ａに入
射される。このとき、スポット１２０’の、分割線１０
７ｂを境界として分けられる２つのスポット面積Ｓ_A、
Ｓ_Bは互いに等しい。また、図４においてカンチレバー
１０２が図示上方にたわんだときには光ビーム１２０は
検出面１０７ａの点Ａに入射し、そのときの検出面１０
７ａ上での光ビーム１２０のスポット１２０’の位置は
図５の（ａ）に示すように図示左方にずれる。逆に、図
４においてカンチレバー１０２が図示下方にたわんだと
きには光ビーム１２０は検出面１０７ａの点Ｃに入射
し、そのときの検出面１０７ａ上での光ビーム１２０の
スポット１２０’の位置は図５の（ｃ）に示すように図
示右方にずれる。すなわち、カンチレバー１０２のたわ
みに応じて、２つのスポット面積Ｓ_A、Ｓ_Bの比率が変
化する。検出面１０７ａでの、分割線１０７ｂを境界と
して分けられる２つの領域でそれぞれ検出される光強度
の比は上述したスポット面積比に比例するので、２つの
領域の光強度を測定、比較することによって、カンチレ
バー１０２のたわみ角が求められる。カンチレバー１０
２のたわみ角は、カンチレバー１０２のたわみ量すなわ
ち試料１３０の表面の凹凸１３０ａの高さに比例するの
で、探針１０３試料１３０との面方向への相対的な二次
元走査を行ないながらカンチレバー１０２のたわみ角を
求めることにより、試料１３０の表面状態を測定するこ
とができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光てこ
方式のＡＦＭでは、２分割光検出器に入射する光ビーム
のスポット形状が常に一定であれば、分割線で分割され
る２つのスポット面積の比較によって一義的にカンチレ
バーのたわみ角が求められる。しかしながら、探針の走
査中に何等かの理由により光ビームの断面形状が変化す
ると、上記スポット形状も変化し、スポット面積の比較
だけではカンチレバーのたわみ角を一義的に決定できな
くなってしまう。以下に、この理由について図６を参照
して説明する。

【００１２】図６の（ａ）において、光ビーム１２０は
２分割光検出器の検出面１０７ａに対して略垂直に入射
するものとし、検出面１０７ａ上の光ビームのスポット
１２０’は、カンチレバーのたわみに伴ってｘ軸上に沿
って移動するものとする。また、検出面１０７ａの分割
線１０７ｂをｙ軸とする。さらに、説明を簡単にするた
めに、スポット１２０’の形状は、主軸がそれぞれｘ軸
およびｙ軸に平行で、その長さが各々ａおよびｂである
楕円を考える。

【００１３】いま、スポット１２０’の中心が、ｙ軸か
ら距離ｄ（−ａ≦ｄ≦ａ）だけ離れた点にあるとする。
このとき、スポット１２０’の面積比は次の（３）式で
表わすことができる。

【００１４】

【数１】（３）式より、ｙ軸に平行な主軸の長さｂの変動は、ス
ポット１２０’の位置によらず上記面積比に無関係であ
ることがわかる。すなわち、測定中にｂの長さが変動し
ても、求められるカンチレバーのたわみ角への影響はな
い。

【００１５】次に、ｄ＝０のとき、すなわちスポット１
２０’の中心が分割線１０７ｂ上にある場合には、
（３）式は

【００１６】

【数２】となり、この場合も楕円の形状に左右されることなくカ
ンチレバーのたわみ角を決定できる。

【００１７】しかしｄ≠０のときには、上記面積比はａ
とｄの両方に依存するので、ある面積比に対してａとｄ
を独立に求めることは不可能である。逆にいうと、図６
の（ｂ）からわかるとおり、楕円の中心位置が同一でも
ａの長さが変動すると、Ｓ_AとＳ_Bとの比率は様々な値
に変化してしまう。すなわち、（２）式によりカンチレ
バーのたわみ角を一義的に求めることは不可能になる。

【００１８】上述した問題点を引き起こす、探針の走査
中における光ビームの断面形状の変化は、様々な要因に
よって発生する。この例をいくつか挙げると、（１）カ
ンチレバーの光ビーム反射面の不均一性、（２）光ビー
ムのビーム径内でのカンチレバーの微小な曲がりや反り
がある場合に、カンチレバー上で反射された光ビームが
発散から集光まで様々な形態を撮り得ること、（３）探
針を往復走査させるときには、往路と復路とでカンチレ
バーの曲がり方や反りが異なってしまうこと、（４）走
査速度の変動、等がある。しかし、これらの要因を全て
排除することは、非常に高度な加工精度や超精密制御が
必要となり、現状では難しい。

【００１９】そこで本発明は、光検出器に入射する光ビ
ームのスポット形状が変化しても、それに影響されるこ
となく精度よく安定してカンチレバーの曲がり角を検出
することができる原子間力顕微鏡を提供することを目的
とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の原子間力顕微鏡は、先端が尖鋭な探針が試料に
対向して一体的に設けられたカンチレバーと、前記探針
と前記試料とを面方向に相対的に二次元走査させる走査
手段と、前記探針と前記試料表面との間に発生する原子
間力により生じる前記探針の上下動に伴う前記カンチレ
バーのたわみ角を検出するための光学系とを有する、光
てこ方式の原子間力顕微鏡において、前記光学系は、前
記カンチレバーに向けて光ビームを発する光源と、前記
カンチレバーで反射された光ビームの光量および位置を
検出する光検出器とを備え、前記光検出器を移動させる
光検出器移動機構と、前記光検出器駆動機構を駆動させ
て前記光検出器の位置を制御し、前記カンチレバーで反
射された光ビームが前記光検出器の所定の位置に入射し
たときに、前記カンチレバーのたわみ角を検出する制御
手段とを有することを特徴とする。

【００２１】また、前記制御手段は、前記探針と前記試
料との二次元走査中に、前記カンチレバーで反射された
光ビームの前記光検出器への入射位置が変動した際に、
前記入射位置の変動を打ち消す方向に前記光検出器を移
動させるように前記光検出器移動機構を制御し、前記カ
ンチレバーで反射された光ビームが前記光検出器の所定
の位置に入射したときの前記光検出器移動機構への制御
信号に基づいて前記カンチレバーのたわみ角を検出する
ものであってもよい。

【００２２】さらに、前記光検出器移動機構は、前記光
検出器を連続周期的に変位可能なウォブリング機能を有
する機構であってもよく、この場合には、前記制御手段
は、前記探針と前記試料との二次元走査中に前記光検出
器移動機構により前記光検出器をウォブリングさせなが
ら、前記カンチレバーで反射された光ビームが前記光検
出器の所定の位置に入射したときの前記光検出器移動機
構への制御信号に基づいて前記カンチレバーのたわみ角
を検出するものであってもよい。

【００２３】そして、前記光検出器を分割光検出器と
し、前記分割光検出器の所定の位置が、前記分割光検出
器の分割線上にあってもよい。

【００２４】また、前記分割光検出器を２分割光検出器
としたり、４分割光検出器とすることもできる。

【００２５】

【作用】上記のとおり構成された本発明の原子間力顕微
鏡では、光源から発せられた光ビームは、カンチレバー
で反射されて光検出器に入射する。ここで、カンチレバ
ーが試料表面の凹凸によりたわむと、カンチレバーで反
射した光ビームの到達点がずれる。カンチレバーのたわ
み角と光ビームのずれ量との間には比例関係が成立する
ので、光検出器移動機構により光検出器を移動させ、光
ビームが光検出器の所定の位置に入射したときの光検出
器の位置からカンチレバーのたわみ角を求めることによ
り、光ビームの断面形状の変化によらずにカンチレバー
のたわみ角が一義的に求められる。

【００２６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２７】図１は、本発明の原子間力顕微鏡の一実施
例の概略構成図である。図１に示すように本原子間力顕
微鏡は、光源４から発せられる光ビーム２０をカンチレ
バー２に反射させ、その反射角の変化からカンチレバー
２のたわみ角を求める光てこ方式の原子間力顕微鏡であ
り、カンチレバー２の自由端には、先端が尖鋭な探針３
が一体的に設けられている。カンチレバー２の支持構造
については図３に示した従来の原子間力顕微鏡と同様で
あり、探針３と試料３０との距離を変位させたり探針２
と試料３とを相対的に二次元走査させる手段についても
従来公知の手段と同様のものでよいので、図１において
は省略している。

【００２８】本原子間力顕微鏡においては、光検出器で
ある２分割光検出器７が、光検出器移動機構６により検
出面７ａに平行に移動可能に支持されている。２分割光
検出器７は、その検出面７ａが分割線７ｂによって２つ
の領域に分割されており、２分割光検出器７にはそれぞ
れの領域に入射された光ビーム２０の強度に応じて発生
する光電流Ｉ₁、Ｉ₂を、各々電流／電圧変換するプリ
アンプ８、および各プリアンプ８から出力される電圧Ｖ
₁、Ｖ₂を比較する差動アンプ９を順次介して位置制御
回路１０に接続されている。制御手段としての位置制御
回路１０は、光検出器移動機構６に制御信号を出力する
ことで光検出器移動機構６を駆動させて２分割光検出器
７の位置を制御するためのものであり、差動アンプ９か
らの差動出力（Ｖ₁−Ｖ₂）がゼロとなるように光検出
器移動機構６を駆動させる。そして、このときの電圧が
画像処理回路１１に出力され、試料３０の表面の形状変
化として取り出される。

【００２９】ここで、本原子間力顕微鏡によりカンチレ
バー２のたわみ角を求める原理について図２を参照して
説明する。

【００３０】図２において、カンチレバー２がたわんで
いない状態での、光源４と２分割光検出器７とで構成さ
れる光学系は、カンチレバー２で反射された光ビーム２
０のスポットの中心が２分割光検出器７の検出面７ａの
分割線７ｂ上に入射される、すなわち検出面７ａの２つ
の領域で測定された光強度が各々等しくなるように配置
されているものとする。また、このときの光ビーム２０
の、カンチレバー２から２分割光検出器７までの光路長
をＬとする。

【００３１】この状態から、試料３０の表面の凹凸によ
ってカンチレバー２がΔθの角度だけたわみ、カンチレ
バー２上での光ビーム２０の反射角がΔθだけ変化する
と、前述した（２）式に従って、光ビーム２０の位置も
ｄ＝ＬΔθだけずれ、光ビーム２０は２分割光検出器７
の検出面７ａの分割線７ｂ上には入射されなくなる。そ
こで、光検出器移動機構６により２分割光検出器７を図
示矢印方向にｄだけ移動させることによって、光ビーム
２０を２分割光検出器７の検出面７ａの分割線７ｂ上に
入射させることができる。

【００３２】以上の操作によって２分割光検出器７の検
出面７ａの分割線７ｂと光ビーム２０のスポットの中心
位置とを一致させた時点で、光検出器移動機構６に加え
られた制御信号を利用して、カンチレバー２のたわみ角
を精度よく安定して求めることができる。この他、２分
割光検出器７を連続周期的に移動（ウォブリング）させ
ておき、光ビーム２０のスポットの中心が分割線７ｂ上
に来たときのタイミングから、カンチレバー２のたわみ
角を求めてもよい。

【００３３】以上説明したように、光ビーム２０の中心
が常に２分割光検出器７の検出面７ａの分割線７ｂ上に
入射する条件下でカンチレバー２のたわみ角を求めるこ
とにより、光ビーム２０の断面形状や検出面７ａ上での
スポット形状の変動によらずにカンチレバー２のたわみ
角を正確に求めることができる。その結果、試料３０の
表面を精度よく安定に測定することができる。

【００３４】さらには、原子間力顕微鏡の原理を応用し
た情報処理装置においても、上述した構成を適用するこ
とによって、情報の記録、再生の精度を向上させること
ができるようになる。

【００３５】本実施例では、光検出器として２分割光検
出器７を用いた例を示したが、それに限らず、４分割光
検出器等の他の分割光検出器を始め、入射光の強度およ
び検出面上での入射位置が検出可能なものであれば、ど
のようなものを用いてもかまわない。また、光検出器移
動機構６としては、精度よく繰り返し動作できるもので
あればどのようなものを用いてもかまわないが、例えば
試料３０の表面の凹凸を０．１ｎｍオーダーで測定する
場合、用いるカンチレバー２の長さや光ビーム２０の光
路長にもよるが、２分割光検出器７の移動量はサブミク
ロン・オーダーの精度で精密に制御できなければならな
い。従って、光検出器移動機構６のアクチュエータとし
ては、減速ギヤを有するステッピングモータや圧電素子
等を利用することが望ましい。さらに制御手段は、光検
出器移動機構６に加える制御信号を利用してカンチレバ
ー２のたわみ角を求めるものに限らず、光検出器の位置
を検出するためのエンコーダあるいは位置センサを備え
たものとし、光検出器の位置をエンコーダあるいは位置
センサにより直接検出してその値からカンチレバー２の
たわみ角を求めてもよい。

【００３６】なお、光学系の配置も図１に示した配置に
限定されるものではなく、基本的な動作が同じであれ
ば、これ以外の幾何学的配置を選んでもよいことはいう
までもない。

【００３７】次に、本発明の実験例について述べる。本
実験例では、図１に示したカンチレバー２として、長さ
が１００μｍのＳｉ製のものを用い、光源４にはビーム
径が３０μｍのＨｅ−Ｎｅレーザー光を発するものを用
いた。また、カンチレバー２から２分割光検出器７まで
の光路長を２ｃｍとした。さらに、光検出器移動機構６
には、アクチュエータとして圧電素子を備えたものを用
い、位置制御回路１０により差動アンプ９からの差動出
力（Ｖ₁ーＶ₂）がゼロとなるように２分割光検出器７
の位置を制御し、このとき圧電素子に加えられた電圧
を、画像処理装置１１を用いて試料３０の表面の形状変
化として取り出すようにした。そして、試料３０として
高配向グラファイトおよびマイカの表面を観察した結
果、ノイズの少ない良好な原子配列像を安定に得ること
ができた。

【００３８】また、上記実験例において、探針３の走査
中に、２分割光検出器７を周波数２ｋＨｚ、振幅±２μ
ｍでウォブリングさせ、差動アンプ９からの差動出力
（Ｖ₁−Ｖ₂）がゼロになったときのタイミングを、位
置制御回路１０を介して取り出して、これを画像出力回
路１１を用いて試料３０の表面の形状変化に変換するよ
うにした。そして、試料３０として高配向グラファイト
およびマイカの表面を観察した結果、上記実験例と同
様、ノイズの少ない良好な原子配列像を安定に得ること
ができた。

【００３９】一方、比較のために、２分割光検出器７の
位置を完全に固定したままで、差動アンプ９の出力を直
接、画像処理回路１１を用いて試料３０の表面の形状変
化として取り出すようにし、試料３０として高配向グラ
ファイトおよびマイカの表面を観察した結果、上記各実
験例と比較して画像出力時にやや不安定性が見られ、繰
り返し走査時における出力像の再現性に若干の低下が認
められた。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００４１】光ビームを発する光源と、カンチレバーで
反射された光ビームの光量および位置を検出する光検出
器とを備える光学系を有し、制御手段により光検出器を
移動させ、カンチレバーで反射された光ビームを光検出
器の所定の位置に入射させることで、光ビームの断面形
状等、光ビームに含まれる非本質的な変動成分に影響さ
れることなく、カンチレバーのたわみ角を光検出器の位
置から一義的に求めることができる。その結果、試料表
面状態の検出精度、および検出感度を向上させることが
できる。

【００４２】カンチレバーのたわみ角は、カンチレバー
で反射された光ビームの光検出器への入射位置が変動し
た際に、入射位置の変動を打ち消す方向に光検出器を移
動させるように光検出器移動機構を制御し、カンチレバ
ーで反射された光ビームが光検出器の所定の位置に入射
したときの光検出器移動機構への制御信号に基づいて求
めたり、光検出器をウォブリングさせながら、カンチレ
バーで反射された光ビームが光検出器の所定の位置に入
射したときの光検出器移動機構への制御信号に基づいて
求めても、同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原子間力顕微鏡の一実施例の概略構成
図である。

【図２】図１に示した原子間力顕微鏡によりカンチレバ
ーの曲がり角を求める原理を説明するための図である。

【図３】従来の光てこ方式の原子間力顕微鏡のカンチレ
バー近傍の概略斜視図である。

【図４】図３に示した原子間力顕微鏡において、カンチ
レバーのたわみ量を求める原理を説明するための図であ
る。

【図５】カンチレバーのたわみの変化に応じた、２分割
光検出器の検出面への光ビームの入射位置を示す図であ
る。

【図６】２分割光検出器の検出面へ入射する光ビームの
スポット形状が変化したときの、スポット面積比への影
響を説明するための図である。

【符号の説明】

２カンチレバー３探針４光源６光検出器移動機構７２分割光検出器７ａ検出面７ｂ分割線８プリアンプ９差動アンプ１０位置制御回路１１画像処理回路２０光ビーム３０試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端が尖鋭な探針が試料に対向して一体
的に設けられたカンチレバーと、前記探針と前記試料と
を面方向に相対的に二次元走査させる走査手段と、前記
探針と前記試料表面との間に発生する原子間力により生
じる前記探針の上下動に伴う前記カンチレバーのたわみ
角を検出するための光学系とを有する、光てこ方式の原
子間力顕微鏡において、前記光学系は、前記カンチレバーに向けて光ビームを発
する光源と、前記カンチレバーで反射された光ビームの
光量および位置を検出する光検出器とを備え、前記光検出器を移動させる光検出器移動機構と、前記光検出器駆動機構を駆動させて前記光検出器の位置
を制御し、前記カンチレバーで反射された光ビームが前
記光検出器の所定の位置に入射したときに、前記カンチ
レバーのたわみ角を検出する制御手段とを有することを
特徴とする原子間力顕微鏡。
【請求項２】前記制御手段は、前記探針と前記試料と
の二次元走査中に、前記カンチレバーで反射された光ビ
ームの前記光検出器への入射位置が変動した際に、前記
入射位置の変動を打ち消す方向に前記光検出器を移動さ
せるように前記光検出器移動機構を制御し、前記カンチ
レバーで反射された光ビームが前記光検出器の所定の位
置に入射したときの前記光検出器移動機構への制御信号
に基づいて前記カンチレバーのたわみ角を検出するもの
である請求項１に記載の原子間力顕微鏡。
【請求項３】前記光検出器ー移動機構は、前記光検出
器ーを連続周期的に変位可能なウォブリング機能を有す
る機構である請求項１に記載の原子間力顕微鏡。
【請求項４】前記制御手段は、前記探針と前記試料と
の二次元走査中に前記光検出器移動機構により前記光検
出器をウォブリングさせながら、前記カンチレバーで反
射された光ビームが前記光検出器の所定の位置に入射し
たときの前記光検出器移動機構への制御信号に基づいて
前記カンチレバーのたわみ角を検出するものである請求
項３に記載の原子間力顕微鏡。
【請求項５】前記光検出器が分割光検出器である請求
項１、２、３または４に記載の原子間力顕微鏡。
【請求項６】前記分割光検出器の所定の位置が、前記
分割光検出器の分割線上にある請求項５に記載の原子間
力顕微鏡。
【請求項７】前記分割光検出器が２分割光検出器であ
る請求項５または６に記載の原子間力顕微鏡。
【請求項８】前記分割光検出器が４分割光検出器であ
る請求項５または６に記載の原子間力顕微鏡。