JPH1138021A - 走査型プローブ顕微鏡とその接近機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 市販のカンチレバーチップを利用し、構成が
簡単であって、調整が容易であり、装置設計上の構成の
自由度が高く、探針の高速な接近移動と高い精度の接近
を可能にする走査型プローブ顕微鏡の接近機構を提供す
る。 【解決手段】 探針17b を備えた測定用カンチレバー18
b とその動作を検出する光てこ式検出光学系24,25 を備
え、移動機構で試料11と測定用カンチレバーを接近さ
せ、さらに、測定用カンチレバーに対し並設された、長
形の接近監視用カンチレバー18a と、接近監視用カンチ
レバーをその共振周波数で振動させる圧電素子21と、測
定用カンチレバーの共振周波数と接近監視用カンチレバ
ーの共振周波数を加えてなる周波数の音波を発生する圧
電素子22と、検出光学系の出力信号に基づいて接近監視
用カンチレバーが試料に接触したことを検出する判定器
26を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は走査型プローブ顕微
鏡とその接近機構に関し、特に、大気中で測定動作する
原子間力顕微鏡等の走査型プローブ顕微鏡でカンチレバ
ーと試料の接近を高速に行う接近機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の接近機構の一例が特開平６−３４
１８０８号公報に示される。この接近機構は、走査型ト
ンネル顕微鏡で使用される接近機構であり、簡単な構成
で探針を試料に接近させることができる。この走査型ト
ンネル顕微鏡では、探針が取り付けられた保持部材に、
探針と同様に先部が試料に向かうように配置された支持
捩子棒を設け、かつ当該支持捩子棒の先部を探針先端よ
りも少し突出するようにしておく。保持部材は板バネを
介して移動用ブランケットに取り付けられている。移動
用ブランケットはレールに沿って移動し、これにより移
動機構が構成される。この移動機構の動作で探針が試料
に接近するとき、同時に支持捩子棒も試料に接近する。
支持捩子棒の先部は、探針よりも先に試料の表面に接触
する。支持捩子棒の先端が試料表面に接触すると、上記
板バネが湾曲する。板バネが湾曲すると、板バネに付設
されたセンサによって当該湾曲変形が検出され、支持捩
子棒の先部が試料表面に接触したことがわかる。その結
果、移動機構の動作が停止状態となり、探針は試料の表
面にかなり接近した状態で停止させられる。その後は、
支持捩子棒は、ＤＣサーボモータによって、その先部が
試料表面から離れるように後退させられる。さらにその
後、探針の先端を試料表面に接近させる動作が移動機構
によって行われる。

【０００３】上記構成では、探針を試料に接近させると
き、探針の先端よりも試料側に若干突出させた支持捩子
棒を備えることにより、先に支持捩子棒を試料に接触さ
せるようにしたので、高速の移動で探針を試料に対して
できる限り近くに接近させることができる。その後は、
支持捩子棒を後退させ、探針のみを試料表面に近付ける
ようにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の走査型ト
ンネル顕微鏡の接近機構は、探針よりも先に試料に接触
するセンサ（支持捩子棒）を設けることにより、試料に
対する探針の接近動作において、精度の高い接近および
高速な接近を行える。しかし、その図１に示されるごと
く、探針を備えた保持部材、支持捩子棒およびその関連
部分の構成が複雑となり、重量が大きくなるという問題
を有していた。さらに走査型プローブ顕微鏡として考え
るとき、通常、プローブ顕微鏡は光学顕微鏡等と組み合
わせて使用されるので、上記構成の複雑さが装置設計上
の構成の自由度を制限するという問題を有していた。

【０００５】また原子間力顕微鏡のごときカンチレバー
を利用して構成される走査型プローブ顕微鏡の場合に
は、他の問題が提起される。市販のカンチレバーは、半
導体素子の製造技術であるバッチ処理で製造されるた
め、１つのチップに、長さの異なる複数のカンチレバー
が組み込まれているのが一般的である。ここで、長短１
組のカンチレバーが組み込まれてなるチップを想定する
とき、前述の従来の接近機構の構成を考慮して、長いカ
ンチレバーを接近用の予備的センサ、短いカンチレバー
を本来の観察用のセンサとして使えることは容易に推測
できる。しかし、このような構成を光てこ式検出光学系
を利用してなる原子間力顕微鏡に採用すると、長短の各
カンチレバーのための光学系が２組必要となる。従っ
て、構成が複雑で大がかりとなり、また装置を作動状態
にセットするための調整が面倒で使いづらいものとな
る。

【０００６】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、市販のカンチレバーチップを利用し、構成が
簡単であって、調整が容易であり、装置設計上の構成の
自由度が高く、探針の高速な接近移動と高い精度の接近
を可能にする走査型プローブ顕微鏡、およびその接近機
構を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】第１の本発明
（請求項１に対応）に係る走査型プローブ顕微鏡は、上
記の目的を達成するために、先部に探針を備えた測定用
カンチレバー（短形カンチレバー）とこの測定用カンチ
レバーの動作を検出する検出機構（光てこ式検出光学
系）を備え、試料ステージ上の試料と、測定用カンチレ
バーのいずれか一方を移動機構（例えば試料ステージ）
で移動させて両者を接近させるように構成され、さら
に、測定用カンチレバーに対して並設された、測定用カ
ンチレバーよりも長形の接近監視用カンチレバー（長形
カンチレバー）と、接近監視用カンチレバーをその共振
周波数で振動させる加振手段と、測定用カンチレバーの
共振周波数と接近監視用カンチレバーの共振周波数を加
えてなる周波数の音波を発生する音源と、検出機構の出
力信号に基づいて接近監視用カンチレバーが試料に接触
したことを検出する判定手段を備えるように構成され
る。

【０００８】第２の本発明（請求項２に対応）に係る走
査型プローブ顕微鏡は、第１の発明において、測定用カ
ンチレバーは、振動する接近監視用カンチレバーから発
生する音波と音源から発生する音波との干渉で生じる音
波により、その共振周波数で振動する。

【０００９】第３の本発明（請求項３に対応）に係る走
査型プローブ顕微鏡は、第１または第２の発明におい
て、判定手段は、接近監視用カンチレバーが試料に接触
したことを検出したとき、移動機構の動作を停止させ
る。

【００１０】第４の本発明（請求項４に対応）に係る走
査型プローブ顕微鏡は、第１の発明において、測定用カ
ンチレバーと接近監視用カンチレバーはカンチレバーチ
ップとして一体で形成されることを特徴とする。

【００１１】さらに本発明（請求項５に対応）に係る走
査型プローブ顕微鏡の接近機構は、それぞれ先部に探針
を備えた短形カンチレバーと長形カンチレバーを備える
カンチレバーチップと、短形カンチレバーの動作を検出
する検出機構と、カンチレバーチップと試料を接近させ
る移動機構と、カンチレバーチップに対して長形カンチ
レバーの共振周波数の振動を与え、長形カンチレバーを
振動させる加振手段と、短形カンチレバーの共振周波数
と長形カンチレバーの共振周波数を加えてなる周波数の
音波を発生する音源と、検出機構の出力信号に基づいて
長形カンチレバーが試料に接触したことを検出する判定
手段とを備える。この構成において、短形カンチレバー
は、振動する長形カンチレバーから発生する音波と音源
から発生する音波との干渉で生じる音波により、その共
振周波数で振動し、さらに判定手段は、長形カンチレバ
ーが試料に接触したことを検出機構の出力信号に基づい
て検出したとき、移動機構の動作を停止させる。

【００１２】本発明による接近機構または当該接近機構
を備えた走査型プローブ顕微鏡では、測定用の短形カン
チレバーと、接近監視用の長形カンチレバーを備えるよ
うに構成し、２つのカンチレバーは所定の位置関係を保
つように好ましくは一体的に設けられる。光てこ式の検
出機構は測定用の短形カンチレバーのみに付設され、当
該検出機構は短形カンチレバーの動作を検出し、その検
出信号を判定手段に与える。短形カンチレバーおよび長
形カンチレバーと試料とを接近させるとき、短形カンチ
レバーと長形カンチレバーには振動が与えられている。
接近監視用の長形カンチレバーは加振手段によりその共
振周波数で振動しており、それ自体、当該共振周波数の
音波を発生している。他方、別途に上記音源を備えるこ
とにより、音源の発生する音波と、長形カンチレバーの
発生する音波により、短形カンチレバーの共振周波数と
一致する周波数の音波が生成され、この音波によって短
形カンチレバーは振動させられる。測定用の短形カンチ
レバーの動作は上記検出機構によって検出されるので、
短形カンチレバーがその共振周波数で振動しているか否
かも検出機構によってモニタされる。２つのカンチレバ
ーと試料が接近するとき、最初に長形カンチレバーが試
料に接触する。長形カンチレバーは、試料に接触する
と、その振動が停止する。長形カンチレバーの振動がな
くなると、必然的に短形カンチレバーの振動も停止す
る。従って、検出機構によって測定用の短形カンチレバ
ーの動作を監視していると、測定用の短形カンチレバー
と試料との接近状態を正確に知ることができ、これによ
り高速な接近および正確なかつ安全な接近を行うことが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る接近機構を備えた走
査型プローブ顕微鏡の代表的な構成例を示す。この走査
型プローブ顕微鏡は、好ましくは原子間力顕微鏡であ
り、その他に走査型トンネル顕微鏡であってもよい。さ
らに図２は、本発明に係る接近機構の要部の部分平面図
を示し、図３は当該接近機構の要部の正面図を示してい
る。

【００１５】図１において１１は測定対象である試料で
ある。試料１１は、例えば表面に半導体デバイスが形成
されたシリコン基板であり、比較的に大きな表面積を有
する円板状のものであるとする。試料１１は試料ステー
ジ１２の上に配置されている。試料ステージ１２は、内
部にパルスモータあるいは圧電体からなる駆動部を内蔵
し、上昇動作を行い、試料１１と上方に位置する探針と
を接近させる移動機構として機能する。また試料ステー
ジ１２は、下降動作を行って試料１１を下降させ、試料
１１と探針の間の距離を大きくすることもできる。試料
ステージ１２は、顕微鏡の支持フレーム１４の下部１４
ａに固定されている。支持フレーム１４は、支柱部１４
ｂと、試料ステージ１２の上方に横方向から延設された
上部１４ｃを備える。

【００１６】図１において１５はカンチレバーチップで
ある。カンチレバーチップ１５は、試料１１の上方であ
って、試料に比較的接近した位置に配置される。カンチ
レバーチップ１５は、ホルダ１６と、その同じ辺側に設
けられた、それぞれ先端に探針１７ａ，１７ｂを有する
２つのカンチレバー１８ａ，１８ｂとからなる。図２か
ら明らかなように一方のカンチレバー１８ａは長く、他
方のカンチレバー１８ｂは短くなっている。長いカンチ
レバー１８ａを長形カンチレバーといい、短いカンチレ
バー１８ｂを短形カンチレバーという。長形カンチレバ
ー１８ａと短形カンチレバー１８ｂの平面形状はいずれ
も好ましくは三角形状であり、その先端部の下側に探針
が設けられている。

【００１７】上記の支持フレーム１４の上部１４ｃは、
カンチレバーチップ取付け部１９と、音源取付け部２０
を備えている。音源取付け部２０は、カンチレバーチッ
プ取付け部１９よりもさらに前方に延設されている。カ
ンチレバーチップ１５は、そのホルダ１６が、加振用圧
電素子２１を介してカンチレバーチップ取付け部１９の
下面に固定される。この取り付け状態で、カンチレバー
１８ａ，１８ｂは前方に延設されるように配置される。
他方、図１および図２で明らかなように、上記音源取付
け部２０は、長形カンチレバー１８ａおよび短形カンチ
レバー１８ｂの延設方向に対してほぼ平行になるように
位置決められている。音源取付け部２０の先部の下面に
は、圧電素子２２が固定される。圧電素子２２は振動し
て所定周波数の音波を発生するもので、音源（スピー
カ）として作用する。音源用圧電素子２２はカンチレバ
ー１８ａ，１８ｂに対しほぼ斜め上方に位置している。

【００１８】上記カンチレバーチップ１５において、短
形カンチレバー１８ｂは測定用のカンチレバーであり、
長形カンチレバー１８ａは接近監視用のカンチレバーで
ある。短形カンチレバー１８ｂと長形カンチレバー１８
ａは同一平面内にあり、かつ僅かに試料側の下方に向け
て配置されている。長形カンチレバー１８ａは短形カン
チレバー１８ｂよりもほぼ２倍程度長いので、その探針
１７ａの位置は必然的に短形カンチレバー１８ｂの探針
１７ｂよりも下方の位置に存在し、試料１１により近い
位置にある。測定用の短形カンチレバー１８ｂには、光
てこ式検出光学系が付設される。すなわち、短形カンチ
レバー１８ｂの背面に対してレーザ光２３を照射するレ
ーザ光源２４と、反射されたレーザ光２３を受ける光検
出器（位置センサ）２５とが配置される。光検出器２５
におけるレーザ光の入射位置で短形カンチレバー１８ｂ
の位置をたわみ変形量（カンチレバーの挙動）を検出で
き、ひいては探針１７ｂの位置を検出することができ
る。光てこ式検出光学系は、従来の走査型プローブ顕微
鏡において、通常、測定信号を検出する検出機構として
設けられているものである。一方、試料監視用の長形カ
ンチレバー１８ａに対しては光てこ式検出光学系は設け
られない。

【００１９】長形カンチレバー１８ａと短形カンチレバ
ー１８ｂを備える上記カンチレバーチップ１５には市販
のものが使用される。図４と図５に市販のカンチレバー
チップを示し、図４は平面図、図５は側面図である。こ
のカンチレバーチップ４０は両側の縁に長形カンチレバ
ー１８ａと短形カンチレバー１８ｂを有している。上記
カンチレバーチップ１５では、市販のカンチレバー４０
の片側を省略して描いている。市販のカンチレバーチッ
プ４０において、長形カンチレバー１８ａの長さは例え
ば２００μｍであり、短形カンチレバー１８ｂの長さは
例えば１００μｍである。なお図１〜図３で長形カンチ
レバーや短形カンチレバーは、寸法的には図解の便宜上
誇張して描かれている。

【００２０】光検出器２５から出力された信号は判定器
２６に入力される。判定器２６での判定内容に基づいて
出力される信号は接近信号発生器２７に与えられる。接
近信号発生器２７から出力される信号は試料ステージ１
２内の駆動部に与えられ、試料ステージ１２の昇降動作
を制御する。

【００２１】カンチレバーチップ１５のホルダ１６を固
定する加振用圧電素子２１は、発振器２８から出力され
る周波数ｆ１の発振信号で駆動される。周波数ｆ１は長
形カンチレバー１８ａの１次共振周波数（ｆ_r1）と一致
している。また音源用圧電素子２２は、発振器２９から
出力される周波数ｆ２の発振信号で駆動される。周波数
ｆ２は、長形カンチレバー１８ａの１次共振周波数（ｆ
_r1）と短形カンチレバー１８ｂの１次共振周波数
（ｆ_r2）を加算した周波数（ｆ_r1＋ｆ_r2）と一致してい
る。

【００２２】なお図１では、本発明に係る接近機構に関
連する構成部分のみを示しており、走査型プローブ顕微
鏡の測定部分、例えば。測定用の短形カンチレバーの探
針と試料との距離を一定に保つ制御系や測定データを処
理・表示する部分の図示は省略している。

【００２３】次に、試料ステージ１２を上昇させ、試料
１１と探針１７ａ，１７ｂを接近させる場合の接近機構
の動作を説明する。このとき、前提として試料ステージ
１２内の駆動部は接近信号発生器２７から駆動信号を与
えられ、上昇動作を行っている。

【００２４】加振用圧電素子２１は発振器２８で駆動さ
れており、周波数ｆ１で振動を発生する。その結果、長
形カンチレバー１８ａはその共振周波数によって振動
し、図３に示すように長形カンチレバー１８ａの周囲に
周波数ｆ１（長形カンチレバー１８ａの１次共振周波数
ｆ_r1）の音波３１が拡散する。一方、発振器２９は周波
数ｆ２で発振動作する。音源用圧電素子２２は、周波数
ｆ２すなわち周波数ｆ_r1＋ｆ_r2で駆動され、その周囲に
周波数ｆ_r1＋ｆ_r2の音波３２を拡散させる。

【００２５】図３に示すように、長形カンチレバー１８
ａの周囲に周波数ｆ１（ｆ_r1）の音波３１が生じ、音源
用圧電素子２２の周囲に周波数ｆ２（ｆ_r1＋ｆ_r2）の音
波３２が生じている。周波数の異なる２つの音波３１，
３２の間では干渉が生じ、それによって周波数ｆ_r2の音
波と周波数ｆ_r1＋２ｆ_r2の音波が発生することになる。
周波数ｆ_r2の音波が発生すると、この周波数は短形カン
チレバー１８ｂの１次共振周波数であるから、短形カン
チレバー１８ｂが当該音波で励起され、その結果周波数
ｆ_r2で振動を始める。短形カンチレバー１８ｂの振動動
作は、付設された光てこ式検出光学系で検出される。す
なわち光検出器２５は短形カンチレバー１８ｂの振動を
検出し、出力する。判定器２６は、光検出器２５から出
力される信号の周波数がｆ_r2であるか否かを判定する。
判定器２６は、光検出器２５の出力信号の周波数がｆ_r2
であるときには、接近信号発生器２７へ出力指示信号を
与える。接近信号発生器２７は、出力指示信号を受ける
と、試料ステージ１２内の駆動部に駆動信号を与えて上
昇動作を継続させる。他方、判定器２６は、光検出器２
５の出力信号の周波数がｆ_r2でないときには、接近信号
発生器２７へ出力停止信号を与える。接近信号発生器２
７は、出力停止信号を受けると、試料ステージ１２内の
駆動部に駆動信号を与えるのを中止し、上昇動作を停止
させる。

【００２６】次に、長形カンチレバー１８ａおよび短形
カンチレバー１８ｂに対して試料１１が接近していく状
態での、走査型プローブ顕微鏡における接近機構の動作
を説明する。走査型プローブ顕微鏡は大気中に設置され
ているものとする。試料ステージ１２は上昇し、試料１
１はカンチレバーチップ１５の長形カンチレバー１８ａ
と短形カンチレバー１８ｂに接近する。試料１１が長形
カンチレバー１８ａの先端の探針１７ａと接触または吸
着状態になると、長形カンチレバー１８ａの振動は停止
する。長形カンチレバー１８ａの振動状態が停止する
と、周波数ｆ１の音波３１が消滅する。周波数ｆ１の音
波３１が消滅すると、音波の干渉で生じていた周波数ｆ
_r2の音波も消滅することになるので、短形カンチレバー
１８ｂの振動が停止する。短形カンチレバー１８ｂの振
動が停止すると、判定器２６は、光検出器２５の出力が
周波数ｆ_r2の信号でないことを判定し、接近信号発生器
２７に出力停止信号を出力する。その結果、接近信号発
生器２７は駆動信号の出力を停止し、試料ステージ１２
の上昇動作（接近動作）を停止させる。長形カンチレバ
ー１８ａは短形カンチレバー１８ｂよりも長いため、長
形カンチレバー１８ａの探針１７ａが試料１１の表面に
接触した状態では、測定用の短形カンチレバー１８ｂの
探針１７ｂは試料１１の表面から離れた位置にある。

【００２７】上記のごとく本実施形態による走査型プロ
ーブ顕微鏡の接近機構によれば、観察・測定用の短形カ
ンチレバー１８ｂが試料１１の表面に十分に接近する前
に、長形カンチレバー１８ａが先に試料１１に接触し、
それによって短形カンチレバー１８ｂの振動が停止する
ので、測定用の短形カンチレバー１８ｂが試料１１の近
傍に接近したことを知ることができ、試料ステージ１２
による接近動作を迅速に停止させることができる。接近
監視用の長形カンチレバー１８ａが試料１１に接触した
時点では、測定用の短形カンチレバー１８ｂと試料１１
の間に距離的に余裕があるので、従来に比較して測定用
の短形カンチレバーと試料を高速に接近させることがで
き、さらに正確かつ安全に接近させることができる。

【００２８】前述の実施形態による接近機構では試料ス
テージ１２に移動機構を設けたが、カンチレバーチップ
側に移動機構を設け、カンチレバーを試料に接近させる
ように構成できるのは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、長短の２つのカンチレバーを備えたカンチレバー
チップを利用し、短形カンチレバーを測定用として、か
つ長形カンチレバーを接近監視用として使用することに
より簡単な構成で、走査型プローブ顕微鏡の接近機構を
実現することができる。

【００３０】また長形カンチレバーをその共振周波数で
振動させ、所定周波数の音源を設け、その音波と長形カ
ンチレバーからの音波の干渉作用で短形カンチレバーを
振動させ、接近監視を測定用の短形カンチレバーの振動
動作をモニタすることにより、試料と短形カンチレバー
との接近状態を制御するようにしたため、構成が簡単で
あって調整が容易であり、装置設計上の構成の自由度が
高く、探針の高速な接近移動と高い精度の接近を行うこ
とができる。ひいては、トータル測定時間を短くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走査型プローブ顕微鏡の構成図で
ある。

【図２】カンチレバーチップと音源部分の平面図であ
る。

【図３】長形カンチレバーからの音波と音源からの音波
の発生状態を示す図である。

【図４】市販のカンチレバーチップの平面図である。

【図５】市販のカンチレバーチップの側面図である。

【符号の説明】

１１ 試料 １２ 試料ステージ １４ 支持フレーム １５ カンチレバーチップ １６ ホルダ １７ａ，１７ｂ 探針 １８ａ 接近監視用の長形カンチレバー １８ｂ 測定用の短形カンチレバー ２１ 加振用圧電素子 ２２ 音源用圧電素子 ２３ レーザ光 ２４ レーザ光源 ２５ 光検出器 ３１，３２ 音波

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 高史 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 小野里 陽正 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先部に探針を備えた測定用カンチレバー
   とこの測定用カンチレバーの動作を検出する検出機構を
   備え、試料ステージ上の試料と前記測定用カンチレバー
   のうちいずれか一方を移動機構で移動させて両者を接近
   させるように構成された走査型プローブ顕微鏡におい
   て、 前記測定用カンチレバーに対して並設された、前記測定
   用カンチレバーよりも長形の接近監視用カンチレバー
   と、 前記接近監視用カンチレバーをその共振周波数で振動さ
   せる加振手段と、 前記測定用カンチレバーの共振周波数と前記接近監視用
   カンチレバーの共振周波数を加えてなる周波数の音波を
   発生する音源と、 前記検出機構の出力信号に基づいて前記接近監視用カン
   チレバーが前記試料に接触したことを検出する判定手段
   を備えることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記測定用カンチレバーは、振動する前
   記接近監視用カンチレバーから発生する音波と前記音源
   から発生する前記音波との干渉で生じる音波により、そ
   の共振周波数で振動することを特徴とする請求項１記載
   の走査型プローブ顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記接近監視用カンチ
   レバーが前記試料に接触したことを検出したとき、前記
   移動機構の動作を停止させることを特徴とする請求項１
   または２記載の走査型プローブ顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記測定用カンチレバーと前記接近監視
   用カンチレバーはカンチレバーチップとして一体で形成
   されることを特徴とする請求項１記載の走査型プローブ
   顕微鏡。
5. 【請求項５】 それぞれ先部に探針を備えた短形カンチ
   レバーと長形カンチレバーを備えるカンチレバーチップ
   と、 前記短形カンチレバーの動作を検出する検出機構と、 前記カンチレバーチップと試料を接近させる移動機構
   と、 前記カンチレバーチップに前記長形カンチレバーの共振
   周波数の振動を与え、前記長形カンチレバーを振動させ
   る加振手段と、 前記短形カンチレバーの共振周波数と前記長形カンチレ
   バーの共振周波数を加えてなる周波数の音波を発生する
   音源と、 前記検出機構の出力信号に基づいて前記長形カンチレバ
   ーが前記試料に接触したことを検出する判定手段とを備
   え、 前記短形カンチレバーは、振動する前記長形カンチレバ
   ーから発生する音波と前記音源から発生する前記音波と
   の干渉で生じる音波により、その共振周波数で振動し、
   前記判定手段は、前記長形カンチレバーが前記試料に接
   触したことを前記検出機構の出力信号に基づいて検出し
   たとき、前記移動機構の動作を停止させることを特徴と
   する走査型プローブ顕微鏡の接近機構。