JPH09159543A - 温度分布測定方法及び温度分布測定装置 - Google Patents
温度分布測定方法及び温度分布測定装置Info
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- JPH09159543A JPH09159543A JP7316188A JP31618895A JPH09159543A JP H09159543 A JPH09159543 A JP H09159543A JP 7316188 A JP7316188 A JP 7316188A JP 31618895 A JP31618895 A JP 31618895A JP H09159543 A JPH09159543 A JP H09159543A
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/08—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured forming one of the thermoelectric materials, e.g. pointed type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い分解能で試料の温度分布を測定する。
【解決手段】 光照射装置７は、導電性部材によって形
成される薄膜メンブレン１Ａの上面に載置されている試
料１０に光を照射する。薄膜メンブレン１と異なる種類
の導電性部材によって形成されるカンチレバー３の先端
の探針３Ａは、薄膜メンブレン１Ａの下面を接触走査す
る。熱起電力計測装置６は、薄膜メンブレン１Ａとカン
チレバー３の温度差によって発生する熱起電力を計測す
る。
成される薄膜メンブレン１Ａの上面に載置されている試
料１０に光を照射する。薄膜メンブレン１と異なる種類
の導電性部材によって形成されるカンチレバー３の先端
の探針３Ａは、薄膜メンブレン１Ａの下面を接触走査す
る。熱起電力計測装置６は、薄膜メンブレン１Ａとカン
チレバー３の温度差によって発生する熱起電力を計測す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度分布測定方法
及び温度分布測定装置に関し、特に、導電性部材によっ
て形成される薄膜メンブレンの上面に試料を載置し、薄
膜メンブレンと異なる導電性部材によって形成されるカ
ンチレバーの探針で薄膜メンブレンの下面を接触走査す
ることによって、十分な分解能で試料の温度分布を測定
するようにした温度分布測定方法及び温度分布測定装置
に関する。
及び温度分布測定装置に関し、特に、導電性部材によっ
て形成される薄膜メンブレンの上面に試料を載置し、薄
膜メンブレンと異なる導電性部材によって形成されるカ
ンチレバーの探針で薄膜メンブレンの下面を接触走査す
ることによって、十分な分解能で試料の温度分布を測定
するようにした温度分布測定方法及び温度分布測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生物試料（例えば、バクテリア）
等の微小物質（以下、単に試料という）の温度分布は、
試料が放射している赤外線をＣＣＤ等の光電変換素子を
用いて検知し、検知した赤外線を、マイクロコンピュー
タ等を用いて解析し、モニタ上に画像化することによっ
て検出されていた。
等の微小物質（以下、単に試料という）の温度分布は、
試料が放射している赤外線をＣＣＤ等の光電変換素子を
用いて検知し、検知した赤外線を、マイクロコンピュー
タ等を用いて解析し、モニタ上に画像化することによっ
て検出されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の温度分布測定方法は、検出する赤外線の波長
（３μｍ付近）が、可視光線の波長と比較して長いの
で、可視光線を用いる光学顕微鏡の分解能よりも劣る分
解能でしか温度分布を検出することができないという課
題を有している。
た従来の温度分布測定方法は、検出する赤外線の波長
（３μｍ付近）が、可視光線の波長と比較して長いの
で、可視光線を用いる光学顕微鏡の分解能よりも劣る分
解能でしか温度分布を検出することができないという課
題を有している。
【０００４】また、上述した温度分布測定方法を用いる
場合、比較的高価な装置を使用するようにしても、測定
面内における分解能が２μｍ程度であるので、微小な生
物試料（例えば、表面形状の長さが１０μｍ程度で、幅
が５μ程度の生物試料）の温度分布を、十分な分解能
（例えば、１μｍ以下の分解能）で測定することが困難
になるという課題もある。
場合、比較的高価な装置を使用するようにしても、測定
面内における分解能が２μｍ程度であるので、微小な生
物試料（例えば、表面形状の長さが１０μｍ程度で、幅
が５μ程度の生物試料）の温度分布を、十分な分解能
（例えば、１μｍ以下の分解能）で測定することが困難
になるという課題もある。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、微小な試料の温度分布を、十分な分解能で
測定することを目的とする。
ものであり、微小な試料の温度分布を、十分な分解能で
測定することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の温度分
布測定方法は、試料を保持する試料保持体の少なくとも
一部に、第１の導電性部材からなる薄膜メンブレンを形
成し、試料を薄膜メンブレンの第１の面上に載置し、薄
膜メンブレンの第１の面に対向する第２の面上を、第１
の導電性部材と異なる種類の第２の導電性部材によって
形成され、先端半径の小さい探針部を有するカンチレバ
ーの探針部で接触走査し、薄膜メンブレンとカンチレバ
ーの間に発生する熱起電力を計測して試料の温度分布を
測定することを特徴とする。
布測定方法は、試料を保持する試料保持体の少なくとも
一部に、第１の導電性部材からなる薄膜メンブレンを形
成し、試料を薄膜メンブレンの第１の面上に載置し、薄
膜メンブレンの第１の面に対向する第２の面上を、第１
の導電性部材と異なる種類の第２の導電性部材によって
形成され、先端半径の小さい探針部を有するカンチレバ
ーの探針部で接触走査し、薄膜メンブレンとカンチレバ
ーの間に発生する熱起電力を計測して試料の温度分布を
測定することを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の温度分布測定装置は、第
１の導電性部材によって形成され、その第１の面上に試
料が載置される薄膜メンブレンを、少なくとも一部に有
する試料保持手段と、第１の導電性部材と異なる種類の
第２の導電性部材によって形成され、先端半径の小さい
探針部を有する温度変化検出手段と、探針部が薄膜メン
ブレンの第１の面に対向する第２の面上で接触走査させ
るように、温度変化検出手段を移動する移動手段と、薄
膜メンブレンの第１の面上の環境を制御する環境制御手
段と、薄膜メンブレンと温度変化検出手段との間に生じ
る熱起電力を計測する計測手段とを備えることを特徴と
する。
１の導電性部材によって形成され、その第１の面上に試
料が載置される薄膜メンブレンを、少なくとも一部に有
する試料保持手段と、第１の導電性部材と異なる種類の
第２の導電性部材によって形成され、先端半径の小さい
探針部を有する温度変化検出手段と、探針部が薄膜メン
ブレンの第１の面に対向する第２の面上で接触走査させ
るように、温度変化検出手段を移動する移動手段と、薄
膜メンブレンの第１の面上の環境を制御する環境制御手
段と、薄膜メンブレンと温度変化検出手段との間に生じ
る熱起電力を計測する計測手段とを備えることを特徴と
する。
【０００８】請求項１に記載の温度分布測定方法におい
ては、試料を保持する試料保持体の少なくとも一部に、
第１の導電性部材からなる薄膜メンブレンを形成し、試
料を薄膜メンブレンの第１の面上に載置し、薄膜メンブ
レンの第１の面に対向する第２の面上を、第１の導電性
部材と異なる種類の第２の導電性部材によって形成され
る、先端半径の小さい探針部を有するカンチレバーの探
針部で接触走査し、薄膜メンブレンとカンチレバーの間
に発生する熱起電力を計測して試料の温度分布を測定す
る。
ては、試料を保持する試料保持体の少なくとも一部に、
第１の導電性部材からなる薄膜メンブレンを形成し、試
料を薄膜メンブレンの第１の面上に載置し、薄膜メンブ
レンの第１の面に対向する第２の面上を、第１の導電性
部材と異なる種類の第２の導電性部材によって形成され
る、先端半径の小さい探針部を有するカンチレバーの探
針部で接触走査し、薄膜メンブレンとカンチレバーの間
に発生する熱起電力を計測して試料の温度分布を測定す
る。
【０００９】請求項２に記載の温度分布測定装置におい
ては、第１の導電性部材によって形成される薄膜メンブ
レンを少なくとも一部に有する試料保持手段が、その薄
膜メンブレンの第１の面上で試料を保持し、第２の導電
性部材からなる温度変化検出手段は、先端半径の小さい
探針部で薄膜メンブレンの第２の面上を接触走査する。
移動手段は、温度変化検出手段の移動を制御し、環境制
御手段は、薄膜メンブレンの第１の面上の環境を制御す
る。計測手段は、薄膜メンブレンと温度変化検出手段と
の間に生じる熱起電力を計測する。
ては、第１の導電性部材によって形成される薄膜メンブ
レンを少なくとも一部に有する試料保持手段が、その薄
膜メンブレンの第１の面上で試料を保持し、第２の導電
性部材からなる温度変化検出手段は、先端半径の小さい
探針部で薄膜メンブレンの第２の面上を接触走査する。
移動手段は、温度変化検出手段の移動を制御し、環境制
御手段は、薄膜メンブレンの第１の面上の環境を制御す
る。計測手段は、薄膜メンブレンと温度変化検出手段と
の間に生じる熱起電力を計測する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１１】図１は、本発明を適用した温度分布測定装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。なお、本
図中においては、試料保持体１、支持枠２、カンチレバ
ー３及び試料１０は、その断面が示されている。本実施
例の温度分布測定装置においては、薄膜メンブレン１Ａ
及び支持体１Ｂからなる試料保持体１（試料保持手段）
（その詳細な構成は、図２を参照して後述する）が、そ
の薄膜メンブレン１Ａの下面の外周が支持枠２に固定さ
れることによって支持されている。また、薄膜メンブレ
ン１Ａの上部には、光照射装置７（環境制御手段）が、
支持体１Ｂに支持されることによって設けられており、
薄膜メンブレン１Ａの上面（第１の面）に載置されてい
る試料１０に所定の強度の光を照射するようになされて
いる。
置の一実施例の構成を示すブロック図である。なお、本
図中においては、試料保持体１、支持枠２、カンチレバ
ー３及び試料１０は、その断面が示されている。本実施
例の温度分布測定装置においては、薄膜メンブレン１Ａ
及び支持体１Ｂからなる試料保持体１（試料保持手段）
（その詳細な構成は、図２を参照して後述する）が、そ
の薄膜メンブレン１Ａの下面の外周が支持枠２に固定さ
れることによって支持されている。また、薄膜メンブレ
ン１Ａの上部には、光照射装置７（環境制御手段）が、
支持体１Ｂに支持されることによって設けられており、
薄膜メンブレン１Ａの上面（第１の面）に載置されてい
る試料１０に所定の強度の光を照射するようになされて
いる。
【００１２】薄膜メンブレン１Ａと異なる種類の導電性
部材によって形成されている（後述する）カンチレバー
３（温度変化検出手段）は、先端半径の小さい（例え
ば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等に用いられる薄膜カン
チレバーの有する探針の先端半径（数ｎｍ）と同様の先
端半径の）探針３Ａを有しており、その探針３Ａが薄膜
メンブレン１Ａの下面（第２の面）に接触している。
部材によって形成されている（後述する）カンチレバー
３（温度変化検出手段）は、先端半径の小さい（例え
ば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等に用いられる薄膜カン
チレバーの有する探針の先端半径（数ｎｍ）と同様の先
端半径の）探針３Ａを有しており、その探針３Ａが薄膜
メンブレン１Ａの下面（第２の面）に接触している。
【００１３】カンチレバー移動装置４（移動手段）は、
カンチレバー３の探針３Ａが薄膜メンブレン１Ａの下面
に接触しつつ、その全面を走査するようにカンチレバー
３を移動させる。カンチレバー駆動回路５は、マイクロ
コンピュータ８からの指令に対応して、カンチレバー移
動装置４を駆動するようになされている。
カンチレバー３の探針３Ａが薄膜メンブレン１Ａの下面
に接触しつつ、その全面を走査するようにカンチレバー
３を移動させる。カンチレバー駆動回路５は、マイクロ
コンピュータ８からの指令に対応して、カンチレバー移
動装置４を駆動するようになされている。
【００１４】熱起電力計測装置６（計測手段）は、導線
Ａを介して薄膜メンブレン１Ａに接続され、同様に、導
線Ｂを介してカンチレバー３に接続されており、薄膜メ
ンブレン１Ａとカンチレバー３の間で発生する熱起電力
（後述する）を計測して、その計測値をマイクロコンピ
ュータ８に出力するようになされている。
Ａを介して薄膜メンブレン１Ａに接続され、同様に、導
線Ｂを介してカンチレバー３に接続されており、薄膜メ
ンブレン１Ａとカンチレバー３の間で発生する熱起電力
（後述する）を計測して、その計測値をマイクロコンピ
ュータ８に出力するようになされている。
【００１５】マイクロコンピュータ８は、熱起電力計測
装置６の計測した熱起電力の値を、モニタ９上に表示す
るようになされている。
装置６の計測した熱起電力の値を、モニタ９上に表示す
るようになされている。
【００１６】ここで、上述した試料保持体１の詳細な構
成について説明する。本実施例の試料保持体１は、薄膜
メンブレン１Ａと支持体１Ｂが、各々異なる部材によっ
て形成されている。以下に、試料保持体１の製造工程に
ついて、図２を参照して説明する。まず、直径が３イン
チであり、厚さが４００μｍのシリコン基板２０の下面
の全面に、ニクロム、チタン、アルミニウム等の薄膜形
成法により成膜可能な任意の導電性部材２１（厚さ５０
０ｎｍ）を成膜し、さらに、シリコン基板２０の上面の
全面に窒化珪素膜２２（厚さ１００ｎｍ）を形成する。
そして、窒化珪素膜２２の上面からドライエッチングを
施し（レジストの形成処理等の図示は省略する）、その
中心部に開口部を形成して、シリコン基板２０を露出さ
せる（すなわち、図２（ａ）に示すように、シリコン基
板２０の上面の外周部に窒化珪素膜２２が残る）。
成について説明する。本実施例の試料保持体１は、薄膜
メンブレン１Ａと支持体１Ｂが、各々異なる部材によっ
て形成されている。以下に、試料保持体１の製造工程に
ついて、図２を参照して説明する。まず、直径が３イン
チであり、厚さが４００μｍのシリコン基板２０の下面
の全面に、ニクロム、チタン、アルミニウム等の薄膜形
成法により成膜可能な任意の導電性部材２１（厚さ５０
０ｎｍ）を成膜し、さらに、シリコン基板２０の上面の
全面に窒化珪素膜２２（厚さ１００ｎｍ）を形成する。
そして、窒化珪素膜２２の上面からドライエッチングを
施し（レジストの形成処理等の図示は省略する）、その
中心部に開口部を形成して、シリコン基板２０を露出さ
せる（すなわち、図２（ａ）に示すように、シリコン基
板２０の上面の外周部に窒化珪素膜２２が残る）。
【００１７】このシリコン基板２０の上面から、ＫＯ
Ｈ，ＴＭＡＨ等を用いた湿式のエッチング処理を施す
と、図２（ｂ）に示すように、窒化珪素膜２２の形成さ
れている範囲以外のシリコン基板２０が除去される。す
なわち、図２（ｂ）中の窒化珪素膜２２の下部に残って
いるシリコン基板２０が支持体１Ｂとされ、シリコン基
板２０の下面に形成されている導電性部材２１が薄膜メ
ンブレン１Ａとされる。なお、エッチング処理の終了
後、窒化珪素膜２２は除去される。
Ｈ，ＴＭＡＨ等を用いた湿式のエッチング処理を施す
と、図２（ｂ）に示すように、窒化珪素膜２２の形成さ
れている範囲以外のシリコン基板２０が除去される。す
なわち、図２（ｂ）中の窒化珪素膜２２の下部に残って
いるシリコン基板２０が支持体１Ｂとされ、シリコン基
板２０の下面に形成されている導電性部材２１が薄膜メ
ンブレン１Ａとされる。なお、エッチング処理の終了
後、窒化珪素膜２２は除去される。
【００１８】また、上述したように、カンチレバー３は
薄膜メンブレン１Ａと異なる種類の導電性部材によって
形成される。例えば、薄膜メンブレン１Ａ（導電性部材
２１）がアルミニウムによって形成される場合、カンチ
レバー３は、アルミニウム以外の導電性部材（例えば、
ニクロム）によって形成される。なお、本実施例におい
ては、カンチレバー３の全体を導電性部材によって形成
するようにしているが、カンチレバー３の表面（全面）
に導電性部材をコーティングするようにしてもよい。
薄膜メンブレン１Ａと異なる種類の導電性部材によって
形成される。例えば、薄膜メンブレン１Ａ（導電性部材
２１）がアルミニウムによって形成される場合、カンチ
レバー３は、アルミニウム以外の導電性部材（例えば、
ニクロム）によって形成される。なお、本実施例におい
ては、カンチレバー３の全体を導電性部材によって形成
するようにしているが、カンチレバー３の表面（全面）
に導電性部材をコーティングするようにしてもよい。
【００１９】次に、本実施例の温度分布測定装置の動作
を、図３を参照して説明する。なお、図３においては、
簡単のため、支持枠２、カンチレバー移動装置４、カン
チレバー駆動回路５、光照射装置７、マイクロコンピュ
ータ８及びモニタ９が省略されている。
を、図３を参照して説明する。なお、図３においては、
簡単のため、支持枠２、カンチレバー移動装置４、カン
チレバー駆動回路５、光照射装置７、マイクロコンピュ
ータ８及びモニタ９が省略されている。
【００２０】例えば、試料１０に温度分布を発生させる
ように光を照射する光照射装置７が、試料１０に所定の
波長の光を照射した場合において、試料１０の一部（熱
発生部１０Ａ）で熱が発生したとする。試料１０が載置
されている薄膜メンブレン１Ａは、その厚さが薄い（５
００ｎｍ）ため熱容量が小さい。従って、熱発生部１０
Ａで発生した熱は、薄膜メンブレン１Ａに、高速に伝導
する。なお、試料１０の熱発生部１０Ａ以外の位置から
も、その位置の熱（温度）が薄膜メンブレン１Ａに伝導
している。すなわち、このとき、薄膜メンブレン１Ａに
は、温度分布が存在している。
ように光を照射する光照射装置７が、試料１０に所定の
波長の光を照射した場合において、試料１０の一部（熱
発生部１０Ａ）で熱が発生したとする。試料１０が載置
されている薄膜メンブレン１Ａは、その厚さが薄い（５
００ｎｍ）ため熱容量が小さい。従って、熱発生部１０
Ａで発生した熱は、薄膜メンブレン１Ａに、高速に伝導
する。なお、試料１０の熱発生部１０Ａ以外の位置から
も、その位置の熱（温度）が薄膜メンブレン１Ａに伝導
している。すなわち、このとき、薄膜メンブレン１Ａに
は、温度分布が存在している。
【００２１】マイクロコンピュータ８は、カンチレバー
駆動回路５を制御し、カンチレバー移動装置４を駆動さ
せる。すると、カンチレバー３は、その先端の探針３Ａ
が薄膜メンブレン１Ａの下面に接触しつつ、その全面を
走査するように、カンチレバー移動装置４によって移動
される。
駆動回路５を制御し、カンチレバー移動装置４を駆動さ
せる。すると、カンチレバー３は、その先端の探針３Ａ
が薄膜メンブレン１Ａの下面に接触しつつ、その全面を
走査するように、カンチレバー移動装置４によって移動
される。
【００２２】ところで、通常、接触している異種の導電
性部材間に温度差が存在するとき、温度差に対応する熱
起電力が発生すること（ゼーベック効果）が知られてい
る。熱起電力計測装置６は、薄膜メンブレン１Ａとカン
チレバー３の温度差に対応して発生するこの熱起電力を
測定する。
性部材間に温度差が存在するとき、温度差に対応する熱
起電力が発生すること（ゼーベック効果）が知られてい
る。熱起電力計測装置６は、薄膜メンブレン１Ａとカン
チレバー３の温度差に対応して発生するこの熱起電力を
測定する。
【００２３】すなわち、カンチレバー３の探針３Ａは、
薄膜メンブレン１Ａの下面の全面を走査し、熱起電力計
測装置６は、探針３Ａの薄膜メンブレン１Ａの接触位置
毎の熱起電力を計測する（薄膜メンブレン１Ａの温度分
布（試料１０の温度分布）に対応する熱起電力が計測さ
れる）。そして、熱起電力計測装置６によって計測され
た薄膜メンブレン１Ａの位置毎の起電力値が、マイクロ
コンピュータ８に出力される。
薄膜メンブレン１Ａの下面の全面を走査し、熱起電力計
測装置６は、探針３Ａの薄膜メンブレン１Ａの接触位置
毎の熱起電力を計測する（薄膜メンブレン１Ａの温度分
布（試料１０の温度分布）に対応する熱起電力が計測さ
れる）。そして、熱起電力計測装置６によって計測され
た薄膜メンブレン１Ａの位置毎の起電力値が、マイクロ
コンピュータ８に出力される。
【００２４】マイクロコンピュータ８は、薄膜メンブレ
ン１Ａの温度分布に対応する熱起電力値を、モニタ９上
に、数値または画像で表示する。
ン１Ａの温度分布に対応する熱起電力値を、モニタ９上
に、数値または画像で表示する。
【００２５】本実施例においては、先端半径の小さい
（数ｎｍ）探針３Ａで薄膜メンブレン１Ａの全面を接触
走査して、ゼーベック効果による熱起電力の発生を検出
することによって、試料１０（薄膜メンブレン１Ａ）の
光吸収による温度分布を測定するようにしたので、薄膜
メンブレン１Ａ上に載置されている試料（特に微小な生
物試料）の大きさに対して十分な分解能（探針３Ａの先
端半径に対応する分解能）で、その温度分布を測定する
ことができる。
（数ｎｍ）探針３Ａで薄膜メンブレン１Ａの全面を接触
走査して、ゼーベック効果による熱起電力の発生を検出
することによって、試料１０（薄膜メンブレン１Ａ）の
光吸収による温度分布を測定するようにしたので、薄膜
メンブレン１Ａ上に載置されている試料（特に微小な生
物試料）の大きさに対して十分な分解能（探針３Ａの先
端半径に対応する分解能）で、その温度分布を測定する
ことができる。
【００２６】また、薄膜メンブレン１Ａの、試料の載置
されていない位置と、試料の載置されている位置に温度
差が生じるので、その試料の表面形状を検出することも
できる。さらに、試料の熱発生部１０Ａが、光の照射に
よって発熱する色素である場合、試料の色素の配置位置
を、その表面形状と同時に検出することができる。
されていない位置と、試料の載置されている位置に温度
差が生じるので、その試料の表面形状を検出することも
できる。さらに、試料の熱発生部１０Ａが、光の照射に
よって発熱する色素である場合、試料の色素の配置位置
を、その表面形状と同時に検出することができる。
【００２７】以上の実施例においては、試料保持体１の
薄膜メンブレン１Ａと支持体１Ｂをそれぞれ異なる部材
で形成するようにしているが、これに限らず、薄膜メン
ブレンと支持体を同一の導電性部材によって一体化して
形成するようにしてもよい。以下に、この場合の実施例
について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図
４においては、簡単のため、支持枠２、カンチレバー移
動装置４、カンチレバー駆動回路５、光照射装置７、マ
イクロコンピュータ８及びモニタ９が省略されている。
薄膜メンブレン１Ａと支持体１Ｂをそれぞれ異なる部材
で形成するようにしているが、これに限らず、薄膜メン
ブレンと支持体を同一の導電性部材によって一体化して
形成するようにしてもよい。以下に、この場合の実施例
について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図
４においては、簡単のため、支持枠２、カンチレバー移
動装置４、カンチレバー駆動回路５、光照射装置７、マ
イクロコンピュータ８及びモニタ９が省略されている。
【００２８】すなわち、本実施例における試料保持体３
１は、薄膜メンブレン３１Ａと支持体３１Ｂが一体化さ
れて形成されている。この場合、薄膜メンブレン１Ａが
導電性部材であることが必要とされるので、支持体３１
Ｂは、薄膜メンブレン３１Ａと同一の導電性部材によっ
て形成されている。
１は、薄膜メンブレン３１Ａと支持体３１Ｂが一体化さ
れて形成されている。この場合、薄膜メンブレン１Ａが
導電性部材であることが必要とされるので、支持体３１
Ｂは、薄膜メンブレン３１Ａと同一の導電性部材によっ
て形成されている。
【００２９】本実施例の試料保持体３１は、以下に示す
ようにして製造される。すなわち、図５（ａ）に示すよ
うに、厚さが４００μｍのシリコン基板４０（導電性部
材）の上面の外周部に、厚さが１００ｎｍの窒化珪素膜
４１を形成する（形成方法は、図２（ａ）の場合と同様
である）。そして、シリコン基板４０の上面から、ＫＯ
Ｈ，ＴＭＡＨ等を用いた湿式のエッチング処理を施し
て、図５（ｂ）に示すように、厚さが２μｍの薄膜メン
ブレン３１Ａを形成する。なお、この場合においては、
図２（ｂ）に示す場合（窒化珪素膜２２の形成部以外の
すべてを除去する）と異なり、厚さが２μｍの薄膜メン
ブレン３１Ａが残るように注意してエッチングする。
ようにして製造される。すなわち、図５（ａ）に示すよ
うに、厚さが４００μｍのシリコン基板４０（導電性部
材）の上面の外周部に、厚さが１００ｎｍの窒化珪素膜
４１を形成する（形成方法は、図２（ａ）の場合と同様
である）。そして、シリコン基板４０の上面から、ＫＯ
Ｈ，ＴＭＡＨ等を用いた湿式のエッチング処理を施し
て、図５（ｂ）に示すように、厚さが２μｍの薄膜メン
ブレン３１Ａを形成する。なお、この場合においては、
図２（ｂ）に示す場合（窒化珪素膜２２の形成部以外の
すべてを除去する）と異なり、厚さが２μｍの薄膜メン
ブレン３１Ａが残るように注意してエッチングする。
【００３０】また、本実施例においても、カンチレバー
３をシリコン以外の導電性部材（例えば、アルミニウ
ム）によって形成する必要がある。
３をシリコン以外の導電性部材（例えば、アルミニウ
ム）によって形成する必要がある。
【００３１】なお、本実施例のその他の構成及び動作
は、図１に示す場合と同様であるので省略する。
は、図１に示す場合と同様であるので省略する。
【００３２】以上の実施例においては、試料保持体１の
上部に設けられている光照射装置７は、光を一定の時間
出射し続けるが、この場合、試料１０の熱発生部１０Ａ
の温度が定常的に上昇してしまい、その熱の伝導によっ
て試料１０の位置毎の温度分布（薄膜メンブレン１Ａの
温度分布）が均一化されてしまい、温度分布を正確に検
出することが困難になることがある。そこで、光照射装
置７に光の出射のオン／オフを高速に切り換えさせ（す
なわち、パルス光を出射させ）、光が出射されるタイミ
ングに同期して、カンチレバー３を走査し、そのときの
熱起電力を検出するようにする。このようにすることに
よって、試料１０の定常的な温度の上昇による温度分布
の均一化を抑制することができ、より正確に試料１０の
温度分布を測定することができる。
上部に設けられている光照射装置７は、光を一定の時間
出射し続けるが、この場合、試料１０の熱発生部１０Ａ
の温度が定常的に上昇してしまい、その熱の伝導によっ
て試料１０の位置毎の温度分布（薄膜メンブレン１Ａの
温度分布）が均一化されてしまい、温度分布を正確に検
出することが困難になることがある。そこで、光照射装
置７に光の出射のオン／オフを高速に切り換えさせ（す
なわち、パルス光を出射させ）、光が出射されるタイミ
ングに同期して、カンチレバー３を走査し、そのときの
熱起電力を検出するようにする。このようにすることに
よって、試料１０の定常的な温度の上昇による温度分布
の均一化を抑制することができ、より正確に試料１０の
温度分布を測定することができる。
【００３３】さらに、試料１０の全体または一部に光を
照射させるように、光照射装置７を切り換え可能とする
ようにしてもよい。加えて、光照射装置７に分光器を設
け、出射する光の波長を調節することができるようにし
てもよい。
照射させるように、光照射装置７を切り換え可能とする
ようにしてもよい。加えて、光照射装置７に分光器を設
け、出射する光の波長を調節することができるようにし
てもよい。
【００３４】以上の実施例においては、試料保持体１の
上部に、光を出射する光照射装置７を設けるようにして
いるが、薄膜メンブレン１Ａの上面上の環境を変化させ
る他の装置を設けるようにしてもよい。
上部に、光を出射する光照射装置７を設けるようにして
いるが、薄膜メンブレン１Ａの上面上の環境を変化させ
る他の装置を設けるようにしてもよい。
【００３５】例えば、薄膜メンブレン１Ａの上部の支持
体１Ｂに囲まれた部分に所定の溶液を流入させる溶液流
入装置を設け、その溶液内における試料の温度変化を検
出するようにしてもよい。
体１Ｂに囲まれた部分に所定の溶液を流入させる溶液流
入装置を設け、その溶液内における試料の温度変化を検
出するようにしてもよい。
【００３６】また、薄膜メンブレン１Ａの下面を接触走
査するカンチレバーを複数（例えば、２個）にして、各
々のカンチレバーの検出範囲を設定し、その検出範囲を
同時に接触走査させることによって、試料の温度分布を
より高速に測定することもできる。
査するカンチレバーを複数（例えば、２個）にして、各
々のカンチレバーの検出範囲を設定し、その検出範囲を
同時に接触走査させることによって、試料の温度分布を
より高速に測定することもできる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明の温度分布測定方
法及び温度分布測定装置によれば、試料を保持する試料
保持体の少なくとも一部に、第１の導電性部材からなる
薄膜メンブレンを形成し、試料を薄膜メンブレンの第１
の面上に載置し、薄膜メンブレンの第１の面に対向する
第２の面上を、第１の導電性部材と異なる種類の第２の
導電性部材によって形成される、先端半径の小さい探針
部を有するカンチレバーの探針部で接触走査し、薄膜メ
ンブレンとカンチレバーの間に発生する熱起電力を計測
して試料の温度分布を測定するようにしたので、高い分
解能で試料の温度分布を測定することができる。
法及び温度分布測定装置によれば、試料を保持する試料
保持体の少なくとも一部に、第１の導電性部材からなる
薄膜メンブレンを形成し、試料を薄膜メンブレンの第１
の面上に載置し、薄膜メンブレンの第１の面に対向する
第２の面上を、第１の導電性部材と異なる種類の第２の
導電性部材によって形成される、先端半径の小さい探針
部を有するカンチレバーの探針部で接触走査し、薄膜メ
ンブレンとカンチレバーの間に発生する熱起電力を計測
して試料の温度分布を測定するようにしたので、高い分
解能で試料の温度分布を測定することができる。
【図１】本発明を適用した温度分布測定装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す試料保持体１の製造工程を説明する
断面図である。
断面図である。
【図３】図１の温度分布測定装置の動作を説明する図で
ある。
ある。
【図４】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】図４に示す試料保持体３１の製造工程を説明す
る断面図である。
る断面図である。
１ 試料保持体 １Ａ 薄膜メンブレン １Ｂ 支持体 ２ 支持枠 ３ カンチレバー ３Ａ 探針 ４ カンチレバー移動装置 ５ カンチレバー駆動回路 ６ 熱起電力計測装置 ７ 光照射装置 ８ マイクロコンピュータ ９ モニタ １０ 試料 １０Ａ 熱発生部 ２０ シリコン基板 ２１ 導電性部材 ２２ 窒化珪素膜 ３１ 試料保持体 ３１Ａ 薄膜メンブレン ３１Ｂ 支持体 ４０ シリコン基板 ４１ 窒化珪素膜
Claims (4)
- 【請求項１】 試料の温度分布を測定する温度分布測定
方法において、 前記試料を保持する試料保持体の少なくとも一部に、第
１の導電性部材からなる薄膜メンブレンを形成し、 前記試料を前記薄膜メンブレンの第１の面上に載置し、 前記薄膜メンブレンの前記第１の面に対向する第２の面
上を、前記第１の導電性部材と異なる種類の第２の導電
性部材によって形成され、先端半径の小さい探針部を有
するカンチレバーの前記探針部で接触走査し、 前記薄膜メンブレンと前記カンチレバーの間に発生する
熱起電力を計測して前記試料の温度分布を測定すること
を特徴とする温度分布測定方法。 - 【請求項２】 第１の導電性部材によって形成され、そ
の第１の面上に試料が載置される薄膜メンブレンを、少
なくとも一部に有する試料保持手段と、 前記第１の導電性部材と異なる種類の第２の導電性部材
によって形成され、先端半径の小さい探針部を有する温
度変化検出手段と、 前記探針部が前記薄膜メンブレンの前記第１の面に対向
する第２の面上を接触走査するように、前記温度変化検
出手段を移動する移動手段と、 前記薄膜メンブレンの第１の面上の環境を制御する環境
制御手段と、 前記薄膜メンブレンと前記温度変化検出手段との間に生
じる熱起電力を計測する計測手段とを備えることを特徴
とする温度分布測定装置。 - 【請求項３】 前記環境制御手段は、前記薄膜メンブレ
ンの前記第１の面に載置される前記試料に光を照射する
光照射装置であることを特徴とする請求項２に記載の温
度分布測定装置。 - 【請求項４】 前記温度変化検出手段を複数個備えるこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の温度分布測定
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316188A JPH09159543A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 温度分布測定方法及び温度分布測定装置 |
| US08/747,784 US5784401A (en) | 1995-12-05 | 1996-11-14 | Temperature distribution measurement methods and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316188A JPH09159543A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 温度分布測定方法及び温度分布測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159543A true JPH09159543A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18074283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7316188A Withdrawn JPH09159543A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 温度分布測定方法及び温度分布測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5784401A (ja) |
| JP (1) | JPH09159543A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0868367B1 (de) * | 1995-12-20 | 2000-01-05 | Gate Gourmet Zürich AG | Lebensmittelverpackung, verfahren und einrichtung zur wärmebehandlung eines mit einer solchen verpackung vakuumverpackten lebensmittels |
| DE19917372B4 (de) * | 1999-04-16 | 2009-01-02 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Meßgerät zum Erfassen der Temperatur und der Schwingungen einer Oberfläche |
| US7340304B2 (en) * | 2002-03-15 | 2008-03-04 | Biomed Soutions, Llc | Biothermal power source for implantable devices |
| US20040093041A1 (en) * | 2002-03-15 | 2004-05-13 | Macdonald Stuart G. | Biothermal power source for implantable devices |
| US7046418B2 (en) * | 2003-10-08 | 2006-05-16 | Gentex Corporation | Reversible electrodeposition devices and associated electrochemical media |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3084986A (en) * | 1959-03-23 | 1963-04-09 | Ericsson Telefon Ab L M | Method for machine control |
| AT245641B (de) * | 1963-07-03 | 1966-03-10 | Fritz Dr Grasenick | Vorrichtung zur thermoelektrischen Temperaturmessung von drehbaren Objektträgern |
| US4046009A (en) * | 1976-04-23 | 1977-09-06 | Swiss Aluminium Ltd. | Thermocouple for continuously measuring the temperature along the length of a surface |
| US4483631A (en) * | 1982-08-02 | 1984-11-20 | Hri, Inc. | Multiple thermocouple system for high temperature reactors |
| CA1226454A (en) * | 1985-04-23 | 1987-09-08 | Frank Kitzinger | Metal surface temperature monitor |
| US5441344A (en) * | 1993-10-22 | 1995-08-15 | Cook, Iii; Walter R. | Temperature measurement and display of a cooking surface |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP7316188A patent/JPH09159543A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-11-14 US US08/747,784 patent/US5784401A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5784401A (en) | 1998-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |