JPH063595A - Transmissive photon scanning tunneling microscope - Google Patents

Transmissive photon scanning tunneling microscope

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Publication number
JPH063595A
JPH063595A JP4165726A JP16572692A JPH063595A JP H063595 A JPH063595 A JP H063595A JP 4165726 A JP4165726 A JP 4165726A JP 16572692 A JP16572692 A JP 16572692A JP H063595 A JPH063595 A JP H063595A
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JP
Japan
Prior art keywords
probe
scanning
sample
probes
tunneling microscope
Prior art date
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Application number
JP4165726A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisao Osawa
日佐雄 大沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH063595A publication Critical patent/JPH063595A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】透過型フォトン走査型顕微鏡を用いた試料の検
査を簡略化する。 【構成】微小な検査領域の複数を同時に照射する光照射
手段(1)、前記領域のそれぞれについて発生する電場を
検知する複数のプローブ(3)、複数のプローブ(3)を同
時に走査させる走査手段(4)、走査手段(4)の制御手段
(6)、プローブ(3) で検知した電場を電気信号に変換す
る複数の検出手段(5) 、検出手段(5)からの情報と制御
手段(6)からの位置情報に基づき画像を合成し、表示す
る画像表示手段(8)からなる透過型フォトン走査型顕微
鏡で試料の検査をする。
(57) [Abstract] [Purpose] To simplify the inspection of samples using a transmission photon scanning microscope. [Structure] Light irradiation means (1) for simultaneously irradiating a plurality of minute inspection areas, a plurality of probes (3) for detecting an electric field generated in each of the areas, and a scanning means for simultaneously scanning a plurality of probes (3). (4), scanning means (4) control means (6), a plurality of detection means (5) for converting the electric field detected by the probe (3) into an electric signal, information from the detection means (5) and control means ( The sample is inspected with the transmission photon scanning microscope which is composed of the image display means (8) for synthesizing and displaying the image based on the position information from 6).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、透過型フォトン走査型
トンネル顕微鏡に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission type photon scanning tunneling microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、生物学や半導体デバイス開発など
広い分野において、非接触、非破壊の高分解能顕微鏡の
重要性が高まっている。従来使用されてきた光学顕微鏡
は、非接触、非破壊という面では優れた特性を持ってい
たが、結像光学系を用いるという原理上、回折限界によ
る分解能の制限のため使用範囲が限られていた。
2. Description of the Related Art Recently, non-contact, non-destructive, high-resolution microscopes have become increasingly important in a wide range of fields such as biology and semiconductor device development. Conventionally used optical microscopes had excellent characteristics in terms of non-contact and non-destructive, but due to the principle of using an imaging optical system, the range of use is limited due to the limited resolution due to the diffraction limit. It was

【0003】これらの問題を解決し開発されたのが透過
型フォトン走査型トンネル顕微鏡である。透過型フォト
ン走査型トンネル顕微鏡を使用した検査方法について説
明する。まず、試料の裏面から試料表面で全反射条件を
満たすように照明光を入射させる。この照明光の照射に
より試料表面にはエバネンセント波と呼ばれる電場が生
じる。エバネンセント波は、試料表面からの距離と共に
指数関数的に減衰し、波長程度の高さで1/e(eはネ
ピアの数)になる。このエバネンセント波を、試料表面
上を非接触で走査するプローブで検知することで高い縦
分解能を得ることができる。また、プローブに光の波長
よりも小さい開口部を設け、エバネンセント波を検出す
る表面面内の領域を制限することで、従来の光学顕微鏡
に比べ高い横分解能を得ることもできる。
A transmission type photon scanning tunneling microscope was developed to solve these problems. An inspection method using a transmission photon scanning tunneling microscope will be described. First, illumination light is made incident from the back surface of the sample so that the total reflection condition is satisfied on the surface of the sample. An electric field called an evanescent wave is generated on the sample surface by the irradiation of this illumination light. The evanescent wave decays exponentially with the distance from the sample surface, and becomes 1 / e (e is the number of Napiers) at a height of about the wavelength. A high longitudinal resolution can be obtained by detecting this evanescent wave with a probe that scans the surface of the sample in a non-contact manner. Further, by providing the probe with an opening smaller than the wavelength of light and limiting the region within the surface for detecting the evanescent wave, a higher lateral resolution can be obtained as compared with the conventional optical microscope.

【0004】エバネンセント波は、上述のように試料表
面からの距離と共に指数関数的に減衰する。そのため、
高い横分解能を得るために、プローブの先端部の微小開
口は必ずしも必要ではなく、先端部を先鋭化しただけの
プローブでもよい。分解能は、縦分解能に関しては信号
のS/N、横分解能に関しては実効的な微小開口径で決
定される。従って、高い縦分解能を得るには開口径を大
きくし、高い横分解能を得るには、開口径を小さくする
ことが必要であり、縦分解能と横分解能との間には、ト
レードオフの関係があるといえる。
The evanescent wave decays exponentially with the distance from the sample surface as described above. for that reason,
In order to obtain a high lateral resolution, the minute opening at the tip of the probe is not always necessary, and a probe whose tip is only sharpened may be used. The resolution is determined by the S / N of the signal in terms of vertical resolution and the effective minute aperture diameter in terms of lateral resolution. Therefore, it is necessary to increase the aperture diameter in order to obtain high vertical resolution, and to reduce the aperture diameter in order to obtain high lateral resolution, and there is a trade-off relationship between the vertical resolution and the horizontal resolution. It can be said that there is.

【0005】必要となる縦横分解能は、検査する試料に
よって異なるので、プローブ先端の尖り角も検査する試
料ごとに変える必要がある。従って、プローブを製造す
る場合、所望の尖り角のプローブをいかに再現性良く製
造できるかが重要なポイントとなる。プローブは、酸化
ゲルマニウムを添加した石英コアと石英のみで構成され
ているクラッドからなる光ファイバーを出発材料として
いる。従来、この光ファイバーは図4の(b)に示すよ
うにクラッド中にコアが1本形成されているものを使用
していた。コアは、石英に酸化ゲルマニウムを添加する
ことで屈折率を高くしている。
Since the required vertical and horizontal resolution differs depending on the sample to be inspected, it is necessary to change the sharpness angle of the probe tip for each sample to be inspected. Therefore, when manufacturing a probe, the important point is how reproducible a probe having a desired sharp angle can be manufactured. The probe uses, as a starting material, an optical fiber composed of a quartz core doped with germanium oxide and a clad composed of only quartz. Conventionally, this optical fiber has been used in which one core is formed in the clad as shown in FIG. The core has a high refractive index by adding germanium oxide to quartz.

【0006】従来、この光ファイバーを適当な長さに切
り、先端部の先鋭化の方法として、機械研磨(蒋曙東,
冨田直幸,中川賢一,大津元一“光走査型トンネル顕微
鏡(フォトンSTM)−解析と設計−”,電子情報通信
学会技術研究報告,IM-89-45,p.1 〜9 ,(1987))や溶
融延伸(E.Betzing,M.Isaacson,A.Lewis “Collection
mode near-field scaning opticalmicro- scopy”,App
l.Phys.Lett.,51,(25),p.2088 〜2090,(1987) )などの
方法が試みられた。
Conventionally, this optical fiber is cut into an appropriate length, and a mechanical polishing method (Jiangxiao Dong,
Naoyuki Tomita, Kenichi Nakagawa, Motoichi Otsu "Optical Scanning Tunneling Microscope (Photon STM) -Analysis and Design-", IEICE Technical Report, IM-89-45, pp. 1-9, (1987)) And melt drawing (E.Betzing, M.Isaacson, A.Lewis “Collection
mode near-field scanning opticalmicro-scopy ”, App
L. Phys. Lett., 51, (25), p.2088-2090, (1987)) and other methods have been tried.

【0007】しかし、これらの方法は、プローブの尖り
角が余り鋭角とならず、また、加工精度などの点で問題
があった。高い横分解能を得るためのプローブを製造す
るために、フッ酸をエッチャントとする(化学)エッチ
ングにより先鋭化することが提案され、本発明者もエッ
チング液の成分比を変化させた(化学)エッチングを利
用したプローブの製造方法を提案している(特願平4−
39755)。
However, these methods have problems in that the sharp angle of the probe does not become an acute angle and the processing accuracy is high. In order to manufacture a probe for obtaining a high lateral resolution, it has been proposed to sharpen by (chemical) etching using hydrofluoric acid as an etchant, and the present inventor has also changed the chemical composition ratio (chemical) etching. Has proposed a method of manufacturing a probe using the method (Japanese Patent Application No. 4-
39755).

【0008】プローブの走査装置としては、走査トンネ
ル顕微鏡や原子間力顕微鏡で用いられる走査装置が使用
できる。試料の検査方法は、光ファイバーの一端を先鋭
化したものをプローブとして用い(微小な開口でも可
能)、 走査トンネル顕微鏡等に設置して試料の裏面か
ら光を照射し、表面に生じるエバネンセント波を検知す
る。この時プローブを試料に近接させて、検査したい領
域を走査させてエバネンセント波を検知する。
As the probe scanning device, a scanning device used in a scanning tunneling microscope or an atomic force microscope can be used. The sample inspection method uses a sharpened one end of an optical fiber as a probe (even a minute aperture is possible), and it is installed on a scanning tunnel microscope etc. to irradiate light from the back side of the sample and detect the evanescent wave generated on the surface. To do. At this time, the probe is brought close to the sample and the region to be inspected is scanned to detect the evanescent wave.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、透過型フォト
ン走査型トンネル顕微鏡においても、プローブを使用し
た他の走査顕微鏡と同様に走査範囲は非常に小さく、約
40μm以下となっている。このため、試料を検査する
場合、例えば、試料(数mm以下)のごく一部の検査が
可能となるだけであり、検査範囲が広くなるとプローブ
を移動させて検査を行うのに時間がかかり、検査する視
野の移動、検査対象の特定などのプローブと装置の操作
性が困難であるという問題点があった。
However, even in the transmission type photon scanning tunnel microscope, the scanning range is very small, about 40 μm or less, as in other scanning microscopes using a probe. Therefore, when inspecting a sample, for example, only a small portion of the sample (several mm or less) can be inspected, and when the inspection range is wide, it takes time to move the probe and perform the inspection. There is a problem in that the operability of the probe and the device such as the movement of the field of view to be inspected and the identification of the inspection object is difficult.

【0010】本発明の目的は、これらの問題点の解決に
ある。
The object of the present invention is to solve these problems.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、1本のプローブに複数の先鋭化されたコアを持た
せれば、試料の走査が簡略化されることを見いだした。
そこで本発明は、 第1に、「微小な検査領域の複数を
同時に照射する光照射手段、前記領域のそれぞれについ
て発生する電場をそれぞれ検知する複数のプローブ、複
数の前記プローブを同時に走査させる走査手段、前記走
査手段の位置制御手段、前記プローブで検知した電場を
電気信号に変換する複数の検出手段、前記検出手段から
の情報と前記位置制御手段からの位置情報に基づき画像
を合成し表示する画像表示手段からなる透過型フォトン
走査型トンネル顕微鏡(請求項1)」 を提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of earnest research, the inventor of the present invention has found that one probe having a plurality of sharpened cores simplifies scanning of a sample.
Therefore, the present invention is, firstly, "a light irradiation unit that irradiates a plurality of minute inspection regions at the same time, a plurality of probes that detect electric fields generated in each of the regions, and a scanning unit that simultaneously scans the plurality of probes. A position control means of the scanning means, a plurality of detection means for converting an electric field detected by the probe into an electric signal, and an image for combining and displaying images based on the information from the detection means and the position information from the position control means And a transmission photon scanning tunneling microscope (claim 1) comprising display means.

【0012】第2に、本発明は、「請求項1記載の透過
型フォトン走査型トンネル顕微鏡において、前記複数の
プローブが、光ファイバーからなるコアの複数本を束ね
て共通のクラッド中で被覆した構造を持つことを特徴と
する顕微鏡請求項1記載の顕微鏡において、前記複数の
プローブが光ファイバーからなり、前記光ファイバーの
コアが各光ファイバーの光軸に対して垂直に切断した切
断面上に広がりを持つように二次元的にクラッド中に複
数構成されていることを特徴とする透過型フォトン走査
型トンネル顕微鏡(請求項2)」を提供する。
Secondly, according to the present invention, "In the transmission photon scanning tunneling microscope according to claim 1, a structure in which the plurality of probes bundle a plurality of optical fiber cores and coat them in a common clad. The microscope according to claim 1, wherein the plurality of probes are optical fibers, and the cores of the optical fibers are spread on a cut surface cut perpendicular to the optical axis of each optical fiber. Further, there is provided a transmission type photon scanning tunneling microscope (claim 2) characterized in that a plurality of two-dimensionally configured in the clad.

【0013】第3に、本発明は、「前記複数の検出手段
が、前記複数のコアからの電場信号をコアごとに検出す
る二次元検出手段であることを特徴とする透過型フォト
ン走査型トンネル顕微鏡(請求項3)」を提供する。
A third aspect of the present invention is that "a plurality of detecting means are two-dimensional detecting means for detecting electric field signals from the plurality of cores for each core. A microscope (claim 3) ".

【0014】[0014]

【作用】出発材料となる光ファイバーは、 クラッド中
に単一または複数のコアを有する。石英に酸化ゲルマニ
ウムを添加して屈折率をやや高くしたコア(13) と、そ
のコアの周りを覆うクラッド(14) からなる。コア(1
3) の直径は、一般に3〜10μmである。クラッド(14)
はコアより低屈折率でなければならず、石英、もしく
は、石英にフッ化ガラス、りん酸ガラス、ほう酸ガラス
を添加したものなどが使用される。クラッド(14) の直
径は、一般に100 〜250 μmである。酸化ゲルマニウム
のコアへの添加量は、一般に0.3 〜23モル%位が適当で
あるが、尖り角θが25度以下の鋭角にしたい場合には、
20〜23モル%位が適当である。
The starting optical fiber has a single or multiple cores in the cladding. It consists of a core (13) whose refractive index is slightly increased by adding germanium oxide to quartz, and a clad (14) which covers the core. Core (1
The diameter of 3) is generally 3 to 10 μm. Clad (14)
Must have a lower refractive index than the core, and quartz, or quartz with fluorinated glass, phosphate glass, or borate glass added, is used. The diameter of the clad (14) is generally 100 to 250 μm. The appropriate amount of germanium oxide added to the core is generally about 0.3 to 23 mol%, but when the sharpness angle θ is desired to be 25 ° or less,
About 20 to 23 mol% is suitable.

【0015】本発明は、エッチング液として、「フッ化
アンモニウム、フッ酸、及び水からなる混合エッチング
液」を使用する。この混合エッチング液の成分比を変え
ることにより、プローブの尖り角θを180 度未満の範囲
内で自由に変えることができる。特に、酸化ゲルマニウ
ムを20モル%以上添加した石英コアと石英のクラッドか
らなる光ファイバーを用い、「濃度40重量%のフッ化ア
ンモニウム水溶液:Y容量1(Y=6〜10)、濃度50重
量%のフッ酸水溶液:1容量部、水:1容量部からなる
混合エッチング液」を使用すると、尖り角θが25度以下
のプローブを製造することができる。混合エッチング液
の成分比を変えることにより、光ファイバーは1種類
で、尖り角θを広範囲に自由に変えることができる。
The present invention uses "a mixed etching solution composed of ammonium fluoride, hydrofluoric acid and water" as the etching solution. By changing the component ratio of this mixed etching solution, the sharpness angle θ of the probe can be freely changed within the range of less than 180 degrees. In particular, using an optical fiber consisting of a quartz core and a quartz clad to which germanium oxide is added in an amount of 20 mol% or more, "ammonium fluoride aqueous solution with a concentration of 40% by weight: Y capacity 1 (Y = 6 to 10), concentration of 50% by weight By using a mixed etching solution composed of an aqueous solution of hydrofluoric acid: 1 part by volume and water: 1 part by volume, a probe having a sharpness angle θ of 25 degrees or less can be manufactured. By changing the composition ratio of the mixed etching solution, it is possible to freely change the sharpness angle θ in a wide range with one type of optical fiber.

【0016】このように形成されたプローブを用いて試
料を検査する場合、試料の裏側に光照射手段により光を
照射すると、 試料の表面からエバネンセント波が放出
される。このエバネンセント波の強度変化をプローブで
検知し、検出手段によって検出する。このようにプロー
ブを試料に対して相対的に走査することで試料各部にお
けるエバネンセント波の強度に対応する信号が検出手段
から得られ、顕微鏡として作動する。
In the case of inspecting a sample using the probe formed in this way, when the back side of the sample is irradiated with light by the light irradiation means, an evanescent wave is emitted from the surface of the sample. The change in the intensity of the evanescent wave is detected by the probe and detected by the detecting means. By scanning the probe relative to the sample in this manner, a signal corresponding to the intensity of the evanescent wave in each part of the sample is obtained from the detection means, and operates as a microscope.

【0017】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0018】[0018]

【実施例1】図4の(a)に示すように直径100 μmの
石英クラッドとクラッドの中に、石英に対して20mol %
の酸化ゲルマニウムを添加した直径3μmのコアを49
本、光ファイバーの光軸に対して垂直に切断した切断面
上に広がりを持つように二次元的に形成された光ファイ
バーを用意する。
Example 1 As shown in FIG. 4 (a), a silica clad having a diameter of 100 μm and 20 mol% with respect to quartz were contained in the clad.
49 μm diameter core with the addition of germanium oxide
A book and an optical fiber two-dimensionally formed so as to have a spread on a cut surface cut perpendicular to the optical axis of the optical fiber are prepared.

【0019】このファイバーの一端をへき開により光軸
に対して垂直に切断する。一方、 濃度40重量%のフッ
化アンモニウム水溶液、濃度50重量%のフッ酸水溶液、
水を用意し、フッ化アンモニウム水溶液をY容量部(Y
=2〜10)、フッ酸水溶液を1容量部、水を1容量部
秤量し、テフロンビーカー(12) で3者を混合すること
により、混合エッチング液(11) を調整した。
One end of this fiber is cut by cleavage to be perpendicular to the optical axis. On the other hand, ammonium fluoride aqueous solution with a concentration of 40% by weight, hydrofluoric acid aqueous solution with a concentration of 50% by weight,
Prepare water and add ammonium fluoride aqueous solution to Y capacity part (Y
= 2 to 10), 1 part by volume of hydrofluoric acid aqueous solution and 1 part by volume of water were weighed, and the mixed etching solution (11) was prepared by mixing the three with a Teflon beaker (12).

【0020】図2に示すように混合エッチング液(11)
の液面にクラッド中に複数のコアを有する光ファイバー
(10) の先端部(光軸に対して垂直に切断した端面)を
接触させ、放置する。15〜120 分放置すると、図3の
(a)〜(d)に示すようにエッチングが進んで、自然
にそれぞれのコアの先端部が先鋭化し、複数の先鋭化さ
れ、高さの揃った先端部を有するプローブが形成され
る。
As shown in FIG. 2, mixed etching solution (11)
The tip of the optical fiber (10) having a plurality of cores in the clad (the end surface cut perpendicular to the optical axis) is brought into contact with the liquid surface of (1) and left to stand. When left for 15 to 120 minutes, etching progresses as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d), and the tips of the cores are naturally sharpened, and a plurality of sharpened tips having uniform heights are formed. A probe having a portion is formed.

【0021】その結果、複数の先端部の尖り角が20〜12
0 度のプローブが製造される。エッチングされた面はい
ずれも平滑で、プローブの先端部の曲率半径は、いずれ
も5nm前後であった。プローブの先端部の尖り角の角
度(θ)と混合エッチング液(11) 中のフッ化アンモニ
ウム水溶液の容量との関係は、特願平4−39755で
示した通り、θが25度以下のプローブを製造するには、
Yが6〜10のものを使用すればよい。
As a result, the sharp angles of the plurality of tips are 20 to 12
A 0 degree probe is manufactured. All the etched surfaces were smooth, and the radius of curvature of the tip of the probe was about 5 nm. As shown in Japanese Patent Application No. 4-39755, the relationship between the angle of the sharpness of the tip of the probe (θ) and the volume of the ammonium fluoride aqueous solution in the mixed etching solution (11) is as follows: To manufacture
What has Y of 6 to 10 may be used.

【0022】コア同志の間隔は、それぞれ10μmとし
た。
The distance between cores was 10 μm.

【0023】[0023]

【実施例2】実施例1で製造されたプローブを先鋭化さ
れた先端部と試料(9)とが対向するように走査装置に設
置する。図1は、本発明の一実施例に係わる透過型走査
顕微鏡の概略の構成を示している。 説明の便宜上、全
ての要素はそれらの実際の比率とは無関係に描かれてい
る。また、プローブ(3) の構造も説明の便宜上、簡略し
て描かれている。
Example 2 The probe manufactured in Example 1 is installed in a scanning device so that the sharpened tip and the sample (9) face each other. FIG. 1 shows a schematic configuration of a transmission scanning microscope according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, all elements are drawn regardless of their actual proportions. Further, the structure of the probe (3) is also simplified for convenience of explanation.

【0024】同図の顕微鏡において、 試料を配置する
試料台(2)は、三角形状、又は半球状、半円柱状のガラ
スなどによって構成されたものを使用する。光照射手段
(1)は、例えば、半導体レーザーであり試料への入射角
を調整するために光照射手段は回転可能な指示部材(不
図示)に取り付けられ試料(9)の検査点近傍を中心とし
て試料台(2)に対する角度が調整できるように構成され
ている。
In the microscope shown in the figure, the sample stage (2) on which the sample is placed is made of glass having a triangular shape, a hemispherical shape, a semicylindrical shape, or the like. The light irradiating means (1) is, for example, a semiconductor laser, and the light irradiating means is attached to a rotatable indicator member (not shown) in order to adjust the incident angle to the sample. Is configured so that the angle with respect to the sample table (2) can be adjusted.

【0025】光照射手段(1)からのレーザー光が試料台
(2)に照射されると、光照射手段(1)からの光は試料台
(2)の試料面に対応する面で全反射され、試料台(2)の
出射側端面を介して放出される。裏面からレーザー光で
照射された試料(9)上(表面)にはエバネンセント波が
生成され、これを光ファイバープローブ(3)により検出
する。図1に示すように、プローブのエッチングされて
いない他端にある複数のコアのそれぞれは二次元検出手
段(5)が設置されている。 検出手段(5)としては例え
ば、CCD、二次元フォトダイオード、マルチチャンネ
ルプレートが用いられる。二次元検出手段(5)は信号処
理手段(7)に接続されており、複数のそれぞれのコアか
ら得られた電場を電気信号に変換し処理する。
When the sample stage (2) is irradiated with the laser light from the light irradiating means (1), the light from the light irradiating means (1) is totally reflected by the surface corresponding to the sample surface of the sample table (2). Then, the light is emitted through the emitting end surface of the sample table (2). An evanescent wave is generated on the surface (front surface) of the sample (9) irradiated with laser light from the back surface, and this is detected by the optical fiber probe (3). As shown in FIG. 1, a two-dimensional detection means (5) is installed in each of the plurality of cores at the other end of the probe which is not etched. As the detection means (5), for example, CCD, two-dimensional photodiode, multi-channel plate is used. The two-dimensional detection means (5) is connected to the signal processing means (7) and converts the electric field obtained from each of the plurality of cores into an electric signal for processing.

【0026】光ファイバープローブ(3)には、これを移
動させるための走査手段(4)が設置されている。走査手
段は、プローブの動きを制御する制御手段(6)に接続さ
れており、これによって試料に対するプローブ(3)の移
動が制御される。制御手段(4)は、信号処理手段(7)に
も接続されており、連動させて用いる。本願発明のプロ
ーブ(3)は、図4に示すようにクラッド(14) の中にコ
ア(13) が複数形成されている。それぞれのコア(13)
で得られ、信号処理手段(7)で電気信号に変換された信
号は画像表示手段(8)に送られる。この画像表示手段
(8)において、プローブ(3)の各コア(13) から得られ
た信号と制御手段からの位置情報に基づき画像を合成し
て表示される。尚、画像表示装置内に信号処理手段が設
置されていてもよい。
A scanning means (4) for moving the optical fiber probe (3) is installed. The scanning means is connected to the control means (6) for controlling the movement of the probe, which controls the movement of the probe (3) with respect to the sample. The control means (4) is also connected to the signal processing means (7) and is used in conjunction with each other. The probe (3) of the present invention has a plurality of cores (13) formed in a clad (14) as shown in FIG. Each core (13)
The signal obtained by (1) and converted into an electric signal by the signal processing means (7) is sent to the image display means (8). In the image display means (8), an image is synthesized and displayed based on the signal obtained from each core (13) of the probe (3) and the position information from the control means. A signal processing means may be installed in the image display device.

【0027】プローブ(3)の走査方法は、コア(13) の
直径が10μmでコア同志の間隔が10μmであることか
ら、コア(13) の間隔である10μmだけ走査させる。そ
して各コア(13)からのエバネンセント波を検出する。
本実施例でのプローブ(3)を用いればコア(13) を走査
した範囲(10μm×10μm)×コアの本数(49本)のエ
バネンセント波を検出し、光電変換をしてこれを走査信
号に同期して画像メモリなどに記録していく。これらを
合成することで表示手段(8)で検査した試料の合成画像
を得ることができる。
As for the scanning method of the probe (3), since the core (13) has a diameter of 10 μm and the interval between the cores is 10 μm, the probe (3) is scanned only by the interval of 10 μm. Then, the evanescent wave from each core (13) is detected.
If the probe (3) of this embodiment is used, the evanescent wave of the range (10 μm × 10 μm) in which the core (13) is scanned × the number of cores (49) is detected, photoelectrically converted, and converted into a scanning signal. The data is recorded in the image memory in synchronization. A composite image of the sample inspected by the display means (8) can be obtained by combining these.

【0028】図4に示すように複数のコア(13) は、ク
ラッド(14) 中にほぼクラッド(14) の直径を満たすよ
うに形成できるので、プローブ(3)の直径(100 〜250
μm) に応じた広い範囲の走査画像を得ることができ
る。
As shown in FIG. 4, the plurality of cores (13) can be formed in the clad (14) so as to substantially fill the diameter of the clad (14), so that the diameter of the probe (3) (100 to 250).
It is possible to obtain a scan image in a wide range according to μm).

【0029】[0029]

【発明の効果】従来、1度の検査では1本のプローブを
用い微小領域(1画素に対応)だけしか検査できなかっ
たが、以上のように本発明によれば、単一の比較的簡単
な構成の装置により、複数の検査領域(複数の画素に対
応)を1度の検査で検査可能であり、検査可能な範囲を
広げることができ、従来と同じ領域を短時間で検査する
ことができる。
According to the present invention, it is possible to inspect only a minute area (corresponding to one pixel) by using one probe in the conventional inspection. With such a device, a plurality of inspection areas (corresponding to a plurality of pixels) can be inspected by one inspection, the inspectable range can be widened, and the same area as the conventional area can be inspected in a short time. it can.

【0030】よって、検査する試料の表面の条件、検査
範囲などの使用範囲が拡大され、試料の検査が容易にな
る。
Therefore, the condition of the surface of the sample to be inspected, the range of use such as the inspection range is expanded, and the sample inspection becomes easy.

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

【図1】は、本発明の一実施例に係わる透過型フォトン
走査型トンネル顕微鏡の概略の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission photon scanning tunneling microscope according to an embodiment of the present invention.

【図2】は、エッチング装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of an etching apparatus.

【図3】は、エッチングにより先鋭化されていく様子を
示す、光ファイバー先端部の垂直断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the tip of an optical fiber, showing how it is sharpened by etching.

【図4】は、本発明の一実施例で用いる光ファイバー
(a)と従来の光ファイバー(b)の縦方向の断面図と
垂直断面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view and a vertical sectional view of an optical fiber (a) and a conventional optical fiber (b) used in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・光照射手段 2・・・試料台 3・・・光ファイバープローブ 4・・・走査手段 5・・・検出手段 6・・・制御手段 7・・・信号処理手段 8・・・画像表示手段 9・・・試料 10・・光ファイバー 11・・混合エッチング液 12・・テフロンビーカー 13・・コア 14・・クラッド (a)・・・本発明の一実施例のプローブに用いる光フ
ァイバー (b)・・・従来のプローブに用いる光ファイバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light irradiation means 2 ... Sample stand 3 ... Optical fiber probe 4 ... Scanning means 5 ... Detection means 6 ... Control means 7 ... Signal processing means 8 ... Image display Means 9 ・ ・ ・ Sample 10 ・ ・ Optical fiber 11 ・ ・ Mixed etching solution 12 ・ ・ Teflon beaker 13 ・ ・ Core 14 ・ ・ Clad (a) ・ ・ ・ Optical fiber used for probe of one embodiment of the present invention (b) ・..Optical fibers used for conventional probes

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】微小な検査領域の複数を同時に照射する光
照射手段、前記領域のそれぞれについて発生する電場を
それぞれ検知する複数のプローブ、複数の前記プローブ
を同時に走査させる走査手段、前記走査手段の位置制御
手段、前記プローブで検知した電場を電気信号に変換す
る複数の検出手段、前記検出手段からの情報と前記位置
制御手段からの位置情報に基づき画像を合成し表示する
画像表示手段からなる透過型フォトン走査型トンネル顕
微鏡。
1. A light irradiation means for irradiating a plurality of minute inspection areas at the same time, a plurality of probes for respectively detecting electric fields generated in the respective areas, a scanning means for simultaneously scanning the plurality of probes, and a scanning means. Transmission including a position control means, a plurality of detection means for converting an electric field detected by the probe into an electric signal, and an image display means for synthesizing and displaying an image based on the information from the detection means and the position information from the position control means Photon scanning tunneling microscope.
【請求項2】請求項1記載の透過型フォトン走査型トン
ネル顕微鏡において、前記複数のプローブが、光ファイ
バーからなるコアの複数本を束ねて共通のクラッド中で
被覆した構造を持つことを特徴とする顕微鏡。
2. The transmission type photon scanning tunneling microscope according to claim 1, wherein the plurality of probes have a structure in which a plurality of cores made of optical fibers are bundled and covered in a common clad. microscope.
【請求項3】前記複数の検出手段が、前記複数のコアか
らの電場信号をコアごとに検出する二次元検出手段であ
ることを特徴とする透過型フォトン走査型トンネル顕微
鏡。
3. A transmission type photon scanning tunneling microscope, wherein the plurality of detecting means are two-dimensional detecting means for detecting electric field signals from the plurality of cores for each core.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031591A (en) * 2000-07-17 2002-01-31 Kansai Tlo Kk Near-field optical microscope device
JP2002267589A (en) * 2001-03-08 2002-09-18 Jasco Corp Multi-optical path array type fiber, probe, optical head and method of manufacturing the same

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