JP3780028B2

JP3780028B2 - Adjustment jig for scanning probe microscope

Info

Publication number: JP3780028B2
Application number: JP10543196A
Authority: JP
Inventors: 修一伊東; 尚史岡田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JPH0915250A

Description

【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）など、簡単な構成で原子サイズレベルの高い縦横方向分解能を有する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が提案されている。
【０００３】
ＳＰＭの一つに、先端に探針を設けたカンチレバーを用いるタイプがある。カンチレバーの先端に支持された探針を、試料に近づけると、探針先端と試料表面の両原子間に相互作用が働き、その強さに応じてカンチレバーの先端が上下方向（ｚ方向）に変位する。試料表面の所望の領域の範囲内で探針を表面方向（ｘｙ方向）に走査すれば、その領域の各点における相互作用がカンチレバーの変位として確認される。例えば、相互作用を原子間力とした場合、その強さは探針先端と試料表面の間隔に依存するため、走査領域の各点での高さ情報（ｚ位置）が得られる。この高さ情報を表面上での位置情報（ｘｙ位置）に同期させて処理して画像化すれば、試料表面の三次元的な画像が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カンチレバータイプのＳＰＭでは、カンチレバーの先端の変位を検出するセンサーが必要である。このようなセンサーには一般に光学的な手法によるものが用いられ、特に光てこ法を用いた光学系は簡単な構成で感度が良いことから広く使用されている。
【０００５】
光学的手法による変位センサーを用いる場合、光学系の各素子とカンチレバー先端との間で光学調整を行なう必要がある。このため、ＳＰＭには、光学系に対するカンチレバーの位置を調整する機構が必ず設けられている。通常、このような調整機構はカンチレバーを移動可能に保持する構成となっている。
【０００７】
カンチレバーを付け換える度に光学調整を行なう必要があるため、交換に伴なう時間的損失が多い。
本発明は、カンチレバーの交換の際の時間的損失を少なくする走査型プローブ顕微鏡用の調整冶具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支持部から延びたカンチレバーの先端に探針を備えたカンチレバーチップの支持部を基準面を持つホルダー本体に固定する際に、ホルダー本体の基準面を当て付ける、当付面を有するホルダー取付部の当付面に当て付けたときにカンチレバーの先端が変位を検出する変位検出光学系の照準位置に来るように、ホルダー本体に対するカンチレバーチップの位置を調整するための調整治具に向けられている。
本発明の調整治具は、ホルダー本体に移動可能に保持されたカンチレバーチップをホルダー本体に対して相対的に移動させる手段と、カンチレバーの先端の位置を観察、調整するための位置調整光学系と、ホルダー本体の基準面を当て付ける当付面を持つ治具用ホルダー取付部とを備えている。これらの治具用当付面はカンチレバーの先端が位置調整光学系の照準位置に来るように位置決めされており、位置調整光学系の照準位置に対する治具用当付面の位置関係は、変位検出光学系の照準位置に対する当付面の位置関係と全く同じになっている。さらに調整治具は、ホルダー取付治具部に当て付けたレバーホルダーを保持する治具用ホルダー保持手段を備えている。
【００１１】
カンチレバーチップは、ホルダー本体の基準面に対して、カンチレバーの先端が所定の位置に来るように、予め位置決めされレバーホルダーに固定される。ここでいう所定の位置とは、ホルダー本体の基準面をホルダー取付部材の当付面に当て付けて、ホルダー本体をホルダー取付部材に保持した際に、カンチレバーの先端が変位検出系の照準位置に来る位置のことである。この位置調整は、調整治具を用いることにより簡単に行なえる。調整治具は、治具用当付面を持つ治具用ホルダー取付部材と位置調整光学系を有しており、位置調整光学系に対する治具用当付面の位置関係は、走査型プローブ顕微鏡における変位検出光学系に対する当付面の位置関係と同じとなっている。従って、位置調整光学系の照準位置にカンチレバーの先端が来るように、ホルダー本体に対するカンチレバーチップの位置調整をすれば、調整後のレバーホルダーを走査型プローブ顕微鏡のホルダー取付部材に装着した際には、カンチレバーの先端が変位検出系の照準位置に必ず来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
＜第一の実施の形態＞
本実施形態は、本発明を試料走査型のＳＰＭに適用した例で、ＳＰＭ測定に先立ち、ＳＰＭとは別体の調整治具を用いて、カンチレバーの位置調整を予め行なっておき、カンチレバーの交換時間を短縮するものである。以下の説明では、最初にＳＰＭの走査部について述べ、次に調整治具について述べる。
【００１３】
［走査部］
ＳＰＭの走査部について図１と図２を用いて説明する。図１はスキャナーとヘッドを横から見た図で、図２はスキャナーに取り付けられたヘッドを下から見た図である。
【００１４】
［走査部の構成］
カンチレバーチップ１０は、支持部１２から延びたカンチレバー１４の先端に探針１６を有している。カンチレバーチップ１０は、レバーホルダー１８に保持される。
【００１５】
レバーホルダー１８は、カンチレバーチップ１０の支持部１２を収容する凹部２２が形成されたホルダー本体２０を有している。ホルダー本体２０には、カンチレバーチップ１０の支持部１２を弾性力により押さえる板バネ２４がネジ２６により固定されている。ホルダー本体２０の凹部２２は、カンチレバーチップ１０の支持部１２よりも一回り大きく形成されている。従って、カンチレバーチップ１０は、板バネ２４の固定を緩めれば、凹部２２の壁２２ａと支持部１２の間に出来る隙間の範囲内で自由に移動できる。
【００１６】
レバーホルダー１８を取り付けるヘッド３８は、ベース５８に固定されたスキャナー５６の自由端に固定されており、スキャナー５６に電圧を印加することによりｘｙｚ方向に自由に変位し得る。
【００１７】
ヘッド３８は、レバーホルダー１８を受ける凹部が形成されたヘッド本体４０を有し、レバーホルダー１８は面４２ａ、４２ｂ、４２ｃに当て付けられる。当付面４２ａにはマグネット４４が埋め込まれている。ヘッド本体４０にはレバーホルダー１８を横から挿入するための溝５０が設けられている。また、レバーホルダー１８を受ける凹部の面４２ｄにはバネ４６が斜めに固定され、その先端にはボール４８が固定されている。
【００１８】
これに関連して、ホルダー本体２０には、このボール４８を受けるための、断面が三角形の溝２８が形成されている。さらに、ホルダー本体２０には、その取り扱いを容易にするための摘み３０が設けられている。
【００１９】
また、ヘッド３８は、カンチレバー１４の自由端の変位を光学的に検出する光てこ法による変位検出光学系を有している。この光学系は、カンチレバー１４の自由端に集束性のビームを照射するレーザーモジュール５２と、カンチレバー１４の自由端で反射された光を受ける四分割フォトダイオード５４で構成されている。レーザーモジュール５２と四分割フォトダイオード５４は、ヘッド本体４０の所定の位置に固定されている。カンチレバー１４の自由端がＺ方向に変位すると、四分割フォトダイオード５４に出来るスポット５５の位置が変化する。このスポット５５の位置を、四分割フォトダイオード５４の各受光領域の出力に基づいてとらえることにより、カンチレバー１４の自由端の変位が分かる。
【００２０】
上述の構成において、ヘッド本体４０、ホルダー本体２０、カンチレバー１４は高い精度で加工されていて、カンチレバー先端はｚ方向に数μｍ以下の精度でセンサー光の焦点に位置する。すなわち、レーザーモジュールの取付位置Ａからセンサー光の焦点位置Ｂまでのｚ方向の距離をｚ1 とし、取付位置Ａからカンチレバー先端までのｚ方向の距離をｚ2 とした場合、ｚ1 とｚ2 の差は数μｍ以下となっている。
【００２１】
［走査部の作用］
レバーホルダー１８に対するカンチレバーユニット１０のｘｙ位置は、後述する調整治具を用いて予め調整しておく。その調整の終わったレバーホルダー１８の摘み１４を手でもって、調整治具から取り外し、横からヘッド３８に挿入する。その際に、マグネット４４の磁力により、ホルダー本体２０の上面（基準面２０ａ）はヘッド本体４０の当付面４２ａに押し付けられ固定される。また、ボール４３がホルダー本体２０に設けた溝２８に入り込み、ホルダー本体２０を点Ｃ方向に押し付ける。これにより、ホルダー本体２０の背面（基準面２０ｂ）と側面（基準面２０ｃ）は、それぞれ、ヘッド本体４０の面４２ｂ、４２ｃに当て付けられ固定される。これらの当付面４２ａ、４２ｂ、４２ｃにより、レバーホルダー１８は、常にヘッド３８の決まった位置に固定される。また、カンチレバーユニット１０は、調整治具を用いて、予めｘｙ位置が調整してあるので、レバーホルダー１８をヘッド３８に取り付けると、カンチレバー１４の自由端は自動的にレーザーモジュール５２の射出光の焦点位置にくる。
【００２２】
ＳＰＭ測定時には、スキャナー５６によりヘッド３８を移動させて、試料に対して探針１６をｘｙ方向に走査する。走査の間、カンチレバー１４の自由端の変位をモニターする。カンチレバー１４の自由端の変位すなわち探針１６のｚ位置は、前述したように、レーザーモジュール５２から射出した光がカンチレバー１４で反射しフォトダイオード５４に形成するスポット５５の位置を監視することで分かる。スキャナー５６に関して得られるｘｙ位置とフォトダイオード５４に関して得られるｚ位置とに基づき画像処理を行なうことにより、試料のＳＰＭ像が得られる。
【００２３】
［調整治具］
次に、ＳＰＭ測定に先立ってレバーホルダーに対するカンチレバーチップのｘｙ位置を調整するための調整治具について図３〜図６を用いて説明する。図３は調整治具の側面図、図４は調整治具の平面図である。図中、既に説明した部材は同じ参照符号で示し、そのものではないがそれと同じ機能を持つ部材は１００を加えた参照符号で示してある。図５はアームの先端部を示す図、図６は擦りガラスに投影されるカンチレバーの影を示した図である。
【００２４】
［調整治具の構成］
調整治具は、ヘッド３８と全く同じ構成の治具ヘッド１３８を有している。すなわち、治具ヘッド１３８は、ヘッド３８と同様に、レバーホルダー１８を位置決めするための当付面１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃが形成された治具ヘッド本体１４０、当付面１４２ａに埋め込まれたマグネット１４４、面１４２ｄに固定されたバネ１４６、バネ１４６の先端に固定されたボール１４８、レーザーモジュール１５２と四分割フォトダイオード１５４からなる光てこ法を用いた光学系を有している。
【００２５】
これらの各要素はすべてヘッド３８の要素と同じ位置関係になっている。特に、レーザーモジュール１５２の射出光の焦点位置は数μｍの精度で同じとなっており、レーザーモジュール１５２の取付位置Ａに対する当付面１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの位置は数μｍの精度で同じとなっている。
【００２６】
治具ヘッド本体１４０は、ネジ６４により、台６０に固定されている。台６０の上面にはｘｙｚステージ６６が固定されている。このｘｙｚステージ６６は１μｍの位置決め分解能を有している。ｘｙｚステージ６６の上面にはピン６８が固定されており、ピン６８にはチップ把持具７０が設けられ、バネ６９により下方に押し付けられている。チップ把持具７０は、ピン６８を支点として開閉自在な二本のアーム７２と、二本のアーム７２を引き付けるバネ７４とで構成されている。アーム７２は、途中から下方に曲がって延びており、その先端には、図５に示すように、カンチレバーチップ１０の支持部１２を摘むための切り欠き７２ａが形成されている。二本のアーム７２はバネ７４の弾性力により閉じ、その先端の切り欠き７２ａでカンチレバーチップ１０の支持部１２を挟持する。
【００２７】
台６０の上面で、ｘｙｚステージ６６の向かい側には、スタンド７６がネジ７８により固定され、スタンド７６の先端には擦りガラス８０がネジ８２により固定されている。また、スタンド７６の横には、フォトダイオード１５４に入射する光の光量をモニターするための表示器８４が設置されている。
【００２８】
［調整治具の作用］
まず、レバーホルダー１８を治具ヘッド１３８に固定する。このとき、ヘッド３８と同様に、マグネット１４４、ボール１４８、バネ１４６により、治具ヘッド本体１４０の当付面１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃに、ホルダー本体２０の基準面２０ａ、２０ｂ、２０ｃを当て付けて固定する。続いて、レバーホルダー１８にカンチレバーチップ１０を装着するが、その際、ネジ２６の締め具合を調整して、カンチレバーチップ１０の支持部１２がホルダー本体２０に板バネ２４によって半固定された状態にする。
【００２９】
次に、カンチレバーチップ１０の支持部１２をアーム７２で摘み保持する。その保持力はバネ７４により発生する。アーム７２の先端には切り欠き７２ａがあり、アーム７２の支点部はバネ６９により下方に押されているため、カンチレバーチップ１０はホルダー本体２０に押し付けられた状態で保持される。アーム７２はｘｙｚステージ６６に取り付けられているため、ｘｙｚステージを操作することにより、カンチレバーチップ１０をｘｙ方向に１μｍの精度で移動させることができる。
【００３０】
続いて、レーザーモジュール１５２から光をカンチレバー１４に向けて照射する。光は、カンチレバー１４の先端付近を通過した後に広がり、擦りガラス８０に入射する。擦りガラス８０には、カンチレバー１４の影１５が投影される。その影を見ることにより、カンチレバー１４の先端がセンサー光の焦点位置にあるかどうかが判断できる。例えば、カンチレバー１４の先端がセンサー光の焦点より左側に位置していれば、カンチレバー１４の影１５は図６（Ａ）に示すようになり、右側に位置していれば、図６（Ｂ）に示すようになり、ちょうどセンサー光の焦点に位置していれば、図６（Ｃ）に示すようになる。
【００３１】
カンチレバー１４のｘｙ位置調整は、擦りガラス８０に投影されるカンチレバー１４の影１５を見ながら、ｘｙｚステージ６６を操作してアーム７２によりカンチレバーチップ１０をｘｙ方向に移動させて行なう。そして、擦りガラス８０上のカンチレバー１４の影１５の状態が、図６（Ｃ）のようになれば、調整は完了である。また、調整完了時に表示器８４でフォトダイオード１５４に入射しているカンチレバーからの反射光の光量をモニターし、調整完了を確認する。そのあと、ネジ２６を締めてカンチレバーチップ１０をホルダー本体２０に固定する。
【００３２】
調整の終了したカンチレバーチップ１０とレバーホルダー１８は、調整治具から取り外し、ＳＰＭのヘッド３８に取り付ける。その際、調整は全く不要である。従って、新たなカンチレバーチップ１０をヘッド３８に装着する際に要する時間が数秒で済む。
【００３３】
［効果］
カンチレバーの調整機構をヘッド３８に搭載していないので、スキャナー５６の負荷が小さくなる。従って、スキャナー５６の固有振動数が大きくなり、さらに高速での走査が行なえようになる。また、カンチレバーチップ１０は複雑な調整機構を介することなくヘッド３８に保持されるので、カンチレバーチップ１０の支持が堅固なものとなる。従って、カンチレバー１４が振動し難くなり、ＳＰＭ測定に有害な振動の影響を殆ど受けていない、良質なＳＰＭ像が得られるようになる。
【００３４】
測定に使用するカンチレバーの交換は、レバーホルダー１８を交換するだけで行なわれるなので、その所要時間を短縮できる。カンチレバーチップ１０とレバーホルダー２０を複数個用意し、その全てを調整治具により予め調整しておけば、複数のカンチレバーの交換も連続して行なえる。また、半導体の製造ライン等において、半導体の検査用にＳＰＭを使用する場合、ＳＰＭの非可動時間を減らすことができ、ラインを止める時間を短縮できる。
【００３５】
＜第二の実施の形態＞
本実施形態は、前述の調整治具の一部を変更したものである。その構成を図７に示す。
【００３６】
［構成］
スタンド７６には、カンチレバー１４を光学的に観察するための光学顕微鏡８６が固定されている。光学顕微鏡８６の対物レンズの倍率は十倍程度のものを用いる。光学顕微鏡８６には、光学像を電気信号に変換するＣＣＤ８８が取り付けられている。ＣＣＤ８８には、その出力信号を画像に変換し表示するモニター９０に接続されている。他の構成は前述の調整治具と全く同じである。
【００３７】
［作用］
第一の実施の形態と同様に、レバーホルダー１８を治具ヘッド１３８に固定し、レバーホルダー１８にカンチレバーチップ１０を半固定し、アーム７２をセットする。続いて、カンチレバー１４に向けてレーザーモジュール１５２から光を射出する。カンチレバー１４の先端付近を通過した光は、光学顕微鏡８６に入射し、ＣＣＤ８８の受光面に結像する。これにより生成したカンチレバー１４の影の像は、ＣＣＤ８８により電気信号に変換され、モニター９０に送られる。モニター９０は、送られてくる電気信号を画像に変換して表示する。モニター９０にはカンチレバー１４が拡大されて表示される。カンチレバーチップ１０の位置決めは、モニター９０の画像を見ながら、第一の実施の形態と同様にｘｙｚステージ６６を操作して行なう。
【００３８】
［効果］
本実施形態の調整治具では、カンチレバー１４がモニター９０に高い倍率で拡大し表示されるので、位置調整が正確に行なえる。
【００３９】
なお、実施の形態では、カンチレバーチップ１０の位置調整は、擦りガラスや光学顕微鏡を用いてカンチレバー１４を観察しながら行なったが、フォトダイオード１５４の出力だけを頼りに行なってもよい。
【００４０】
＜第三の実施の形態＞
本実施形態は、前述のＳＰＭの走査部を改良したものである。その構成を図８に示す。
【００４１】
［構成］
四分割フォトダイオード５４は微動機構２５６を介してヘッド本体４０に取り付けられている。微動機構２５６は、四分割フォトダイオード５４をｚｘ面に平行な方向にその前面２５６ａに沿って移動可能に支持している。これにより、四分割フォトダイオード５４は、レーザーモジュール５２からカンチレバー１４を経由して四分割フォトダイオード５４に至る光軸を含む面と微動機構２５６の前面２５６ａとの交線に沿って移動可能となっている。
【００４２】
微動機構２５６は、四分割フォトダイオード５４を移動させるための駆動源として例えばモーター（図示せず）を含んでおり、制御装置２５８は、このモーターの駆動を制御し、四分割フォトダイオード５４の位置を間接的に制御する。他の構成は前述のＳＰＭの走査部と全く同じである。
【００４３】
［作用］
カンチレバーチップ１０は、通常、光が照射されるカンチレバー１４の自由端部の面つまり探針１６の反対側の面の反射率を高めるため、反射面が設けられる。この反射面は一般に金の膜をカンチレバー１４に形成することで作られる。この反射面として設けた金の膜の応力のせいでカンチレバー１４には反りが生じてしまう。また、金の膜を形成する際、金の膜とカンチレバー１４の密着性を高めるため、カンチレバー１４に先ずクロムの薄膜を形成し、その上に金をメッキする手法がよく採用される。このクロムの膜は応力が大きいため、カンチレバーの反りを更に大きなものにしてしまう。
【００４４】
前述の実施の形態は、カンチレバーチップ１０として、カンチレバー１４に反りの無い理想的なものを想定しており、カンチレバー１４に反りの有るものには対応していない。このため、カンチレバー１４が反っているカンチレバーチップ１０を前述の実施の形態に適用した場合には、次に述べる不具合が生じる。
【００４５】
第一の実施の形態を例にあげて説明する。カンチレバー１４に反りがあっても、レバーホルダー１８に対するカンチレバーチップ１０の位置調整は、擦りガラス８０に写るカンチレバー１４の影を見ながら行なえる。しかし、この位置調整の済んだカンチレバーチップ１０とレバーホルダー１８をＳＰＭのヘッド３８に取り付けても、カンチレバー１４の反りのため、カンチレバー１４からの反射光は四分割フォトダイオード５４の中心に入射しない。さらに詳しく述べると、カンチレバー１４は反ってはいるが捻れてはいないので、カンチレバー１４からの反射光は、四分割フォトダイオード５４の中心に対して、レーザーモジュール５２からカンチレバー１４を経由して四分割フォトダイオード５４に至る光軸を含む面と微動機構２５６の前面１５６ａとの交線に沿ってずれた位置に入射する。
【００４６】
本実施形態では、微動機構２５６により四分割フォトダイオード５４の位置を調整することで、この事態に対処する。つまり、位置調整の済んだカンチレバーチップ１０とレバーホルダー１８をＳＰＭのヘッド３８に取り付けた後、カンチレバー１４からの反射光のスポット５５が四分割フォトダイオード５４の中心に位置していない場合には、制御装置２５８により四分割フォトダイオード５４を移動させて、スポット５５を四分割フォトダイオード５４の中心に配置させる。
【００４７】
次に、図９を参照しながら、四分割フォトダイオード５４の移動について説明する。四分割フォトダイオード５４の受光領域をスポット５５のずれる方向に沿って二つに分け、その上側の出力をＡ、下側の出力をＢとする。その和信号Ａ＋Ｂは、スポット５５が四分割フォトダイオード５４の中心に位置するときに最も大きく、中心から離れるにつれて小さくなる。制御部２５８は、スポット５５を四分割フォトダイオード５４の中心に短時間の内に正確に配置させるため、和信号Ａ＋Ｂに応じて四分割フォトダイオード５４の移動速度を変更する。つまり、和信号Ａ＋Ｂが閾値以下のときは移動時間を短縮するために高速で移動させ、和信号Ａ＋Ｂが閾値以上のときは位置精度を高めるために低速で移動させる。
【００４８】
また、差信号Ａ−Ｂは、スポット５５の位置が四分割フォトダイオード５４の中心に近いほど０に近い値を示す。制御部２５８は、差信号Ａ−Ｂが所定の目標範囲内の値になったとき、四分割フォトダイオード５４の移動を停止させる。この結果、スポット５５は、図９の上側中央に図示されるように、四分割フォトダイオード５４の中央に配置される。差信号の目標範囲は幅を持っているため、スポット５５はスポット目標範囲に納まっている範囲内において、四分割フォトダイオード５４の中心から僅かにずれている可能性もある。しかし、スポット５５は厳密に四分割フォトダイオード５４の中心に位置する必要はなく、この僅かな位置のずれは信号処理の際に補正される。
【００４９】
このような制御によりカンチレバー１４に反りがある場合にもスポット５５は短時間の内に正確に四分割フォトダイオード５４の中心に配置される。
この実施形態においては、制御部２５８は、差信号Ａ＋Ｂに基づいて四分割フォトダイオード５４の移動速度を変更しているが、このような移動速度の変更は行なわなくてもよい。つまり、制御部２５８は、四分割フォトダイオード５４を一定の速度で移動させ、差信号Ａ−Ｂが所定の目標範囲内の値になったときに、四分割フォトダイオード５４の移動を停止させてもよい。
【００５０】
［効果］
本実施形態の走査部は、四分割フォトダイオード５４の位置を調整する微動機構２５６を備えているので、カンチレバー１４に反りがあるカンチレバーチップ１０に対しても対応可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の調整治具によれば、ホルダー本体の基準面をホルダー取付部材の当付面に押し当てて装着するだけで必ずカンチレバーの先端が変位検出光学系の照準位置に来るので、カンチレバーの交換時の光学調整が不要になり、時間的損失が少なくなる。これにより、走査型プローブ顕微鏡の非可動時間を減らし、効率良く使用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＰＭの走査部の側面図で、一部を破断して示してある。
【図２】図１に示したヘッドを下方から見た平面図である。
【図３】カンチレバーチップの位置調整を行なうための調整治具の側断面図である。
【図４】図３に示した調整治具の平面図である。
【図５】図３と図４に示したアームの先端の形状を示した図である。
【図６】図３と図４に示した擦りガラスに投影されるカンチレバーの影のいくつかの状態を示した図である。
【図７】カンチレバーチップの位置調整を行なうための別の調整治具の側断面図である。
【図８】ＳＰＭの別の走査部の側面図で、一部を破断して示してある。
【図９】図８の走査部における四分割フォトダイオードの移動の制御を説明するための図である。
【符号の説明】
１０カンチレバーチップ
１２支持部
１４カンチレバー
１６探針
１８レバーホルダー
２０ホルダー本体
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ基準面
２４板バネ
２６ネジ
３８ヘッド
４０ヘッド本体
４４マグネット
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ当付面
５２レーザーモジュール
５４フォトダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning probe microscope.
[0002]
[Prior art]
Scanning probe microscopes (SPM) having a simple configuration and high vertical and horizontal resolution with a high atomic size level, such as a scanning tunneling microscope (STM) and an atomic force microscope (AFM), have been proposed.
[0003]
One type of SPM uses a cantilever with a tip at the tip. When the probe supported by the tip of the cantilever is brought close to the sample, an interaction occurs between the atoms on the tip of the probe and the sample surface, and the tip of the cantilever is displaced in the vertical direction (z direction) according to its strength. To do. If the probe is scanned in the surface direction (xy direction) within the range of a desired region on the sample surface, the interaction at each point in the region is confirmed as the displacement of the cantilever. For example, when the interaction is an atomic force, the strength depends on the distance between the tip of the probe and the sample surface, so that height information (z position) at each point in the scanning region can be obtained. If this height information is processed and imaged in synchronization with position information (xy position) on the surface, a three-dimensional image of the sample surface can be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the cantilever type SPM, a sensor for detecting the displacement of the tip of the cantilever is necessary. In general, an optical method is used for such a sensor, and in particular, an optical system using an optical lever method is widely used because it has a simple configuration and high sensitivity.
[0005]
When using a displacement sensor by an optical method, it is necessary to perform optical adjustment between each element of the optical system and the tip of the cantilever. For this reason, the SPM is always provided with a mechanism for adjusting the position of the cantilever with respect to the optical system. Usually, such an adjustment mechanism is configured to hold the cantilever in a movable manner.
[0007]
Since it is necessary to perform optical adjustment each time the cantilever is replaced, there is a lot of time loss associated with the replacement.
It is an object of the present invention to provide an adjustment jig for a scanning probe microscope that reduces time loss during cantilever replacement.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a contact surface that abuts the reference surface of the holder body when the support portion of the cantilever chip provided with a probe at the tip of the cantilever extending from the support portion is fixed to the holder body having a reference surface. Towards an adjustment jig for adjusting the position of the cantilever tip relative to the holder body so that the tip of the cantilever comes to the aiming position of the displacement detection optical system that detects the displacement when it is applied to the contact surface of the holder mounting part It has been.
The adjustment jig of the present invention includes a means for moving a cantilever chip movably held in a holder body relative to the holder body, a position adjustment optical system for observing and adjusting the position of the tip of the cantilever, And a jig holder mounting portion having a contact surface against which the reference surface of the holder main body is applied. These jig contact surfaces are positioned so that the tip of the cantilever is at the aiming position of the position adjustment optical system, and the positional relationship of the jig contact surface with respect to the position of the position adjustment optical system is determined by displacement detection. The positional relationship of the contact surface with respect to the aiming position of the optical system is exactly the same. Further, the adjustment jig includes jig holder holding means for holding the lever holder applied to the holder mounting jig portion.
[0011]
The cantilever tip is pre-positioned and fixed to the lever holder so that the tip of the cantilever is at a predetermined position with respect to the reference surface of the holder body. The predetermined position here means that the tip of the cantilever is positioned at the aiming position of the displacement detection system when the reference surface of the holder body is applied to the contact surface of the holder mounting member and the holder body is held by the holder mounting member. It is the position to come. This position adjustment can be easily performed by using an adjustment jig. The adjustment jig has a jig holder mounting member having a jig contact surface and a position adjustment optical system. The positional relationship of the jig contact surface with respect to the position adjustment optical system is determined by a scanning probe microscope. The positional relationship of the contact surface with respect to the displacement detection optical system in FIG. Therefore, if the position of the cantilever tip is adjusted with respect to the holder body so that the tip of the cantilever is positioned at the aiming position of the position adjusting optical system, the adjusted lever holder is attached to the holder mounting member of the scanning probe microscope. The tip of the cantilever always comes to the aiming position of the displacement detection system.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
This embodiment is an example in which the present invention is applied to a sample scanning type SPM. Prior to SPM measurement, the position adjustment of the cantilever is performed in advance using an adjustment jig separate from the SPM, and the cantilever is replaced. It saves time. In the following description, the SPM scanning unit will be described first, and then the adjustment jig will be described.
[0013]
[Scanning section]
The SPM scanning unit will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of the scanner and the head, and FIG. 2 is a bottom view of the head attached to the scanner.
[0014]
[Configuration of scanning unit]
The cantilever tip 10 has a probe 16 at the tip of a cantilever 14 extending from the support portion 12. The cantilever tip 10 is held by the lever holder 18.
[0015]
The lever holder 18 has a holder body 20 in which a recess 22 for accommodating the support portion 12 of the cantilever chip 10 is formed. A leaf spring 24 that holds the support portion 12 of the cantilever chip 10 with an elastic force is fixed to the holder main body 20 with screws 26. The concave portion 22 of the holder body 20 is formed to be slightly larger than the support portion 12 of the cantilever chip 10. Therefore, the cantilever tip 10 can be freely moved within a gap between the wall 22a of the recess 22 and the support portion 12 if the fixing of the leaf spring 24 is loosened.
[0016]
The head 38 to which the lever holder 18 is attached is fixed to the free end of the scanner 56 fixed to the base 58, and can be freely displaced in the xyz direction by applying a voltage to the scanner 56.
[0017]
The head 38 has a head main body 40 in which a recess for receiving the lever holder 18 is formed, and the lever holder 18 is abutted against the surfaces 42a, 42b, and 42c. A magnet 44 is embedded in the contact surface 42a. The head main body 40 is provided with a groove 50 for inserting the lever holder 18 from the side. Further, a spring 46 is obliquely fixed to the concave surface 42d for receiving the lever holder 18, and a ball 48 is fixed to the tip thereof.
[0018]
In this connection, the holder body 20 is formed with a groove 28 having a triangular cross section for receiving the ball 48. Further, the holder body 20 is provided with a knob 30 for facilitating the handling thereof.
[0019]
Further, the head 38 has a displacement detection optical system using an optical lever method for optically detecting the displacement of the free end of the cantilever 14. This optical system includes a laser module 52 that irradiates the free end of the cantilever 14 with a converging beam, and a quadrant photodiode 54 that receives light reflected by the free end of the cantilever 14. The laser module 52 and the quadrant photodiode 54 are fixed at predetermined positions of the head body 40. When the free end of the cantilever 14 is displaced in the Z direction, the position of the spot 55 formed on the quadrant photodiode 54 changes. By capturing the position of the spot 55 based on the output of each light receiving region of the quadrant photodiode 54, the displacement of the free end of the cantilever 14 can be known.
[0020]
In the above-described configuration, the head main body 40, the holder main body 20, and the cantilever 14 are processed with high accuracy, and the tip of the cantilever is positioned at the focus of the sensor light with an accuracy of several μm or less in the z direction. That is, if the distance in the z direction from the laser module mounting position A to the focus position B of the sensor light is z1, and the distance in the z direction from the mounting position A to the cantilever tip is z2, the difference between z1 and z2 is several It is below μm.
[0021]
[Operation of scanning unit]
The xy position of the cantilever unit 10 with respect to the lever holder 18 is adjusted in advance using an adjusting jig described later. After the adjustment, the knob 14 of the lever holder 18 is removed from the adjustment jig and inserted into the head 38 from the side. At that time, due to the magnetic force of the magnet 44, the upper surface (reference surface 20 a) of the holder body 20 is pressed against and fixed to the contact surface 42 a of the head body 40. Further, the ball 43 enters the groove 28 provided in the holder body 20 and presses the holder body 20 in the direction of point C. Thereby, the back surface (reference surface 20b) and the side surface (reference surface 20c) of the holder main body 20 are abutted and fixed to the surfaces 42b and 42c of the head main body 40, respectively. The lever holder 18 is always fixed at a fixed position of the head 38 by these contact surfaces 42a, 42b, 42c. In addition, since the xy position of the cantilever unit 10 is adjusted in advance using an adjustment jig, when the lever holder 18 is attached to the head 38, the free end of the cantilever 14 automatically causes the emission light of the laser module 52 to be emitted. Come to the focal position.
[0022]
At the time of SPM measurement, the head 38 is moved by the scanner 56, and the probe 16 is scanned in the xy direction with respect to the sample. During the scan, the displacement of the free end of the cantilever 14 is monitored. The displacement of the free end of the cantilever 14, that is, the z position of the probe 16 can be determined by monitoring the position of the spot 55 formed on the photodiode 54 by the light emitted from the laser module 52 being reflected by the cantilever 14 as described above. . By performing image processing based on the xy position obtained with respect to the scanner 56 and the z position obtained with respect to the photodiode 54, an SPM image of the sample is obtained.
[0023]
[Adjustment jig]
Next, an adjustment jig for adjusting the xy position of the cantilever tip with respect to the lever holder prior to the SPM measurement will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view of the adjustment jig, and FIG. 4 is a plan view of the adjustment jig. In the figure, the members already described are indicated by the same reference numerals, and the members having the same functions are not indicated by the reference numerals plus 100. FIG. 5 is a view showing the tip of the arm, and FIG. 6 is a view showing the shadow of the cantilever projected onto the frosted glass.
[0024]
[Configuration of adjustment jig]
The adjustment jig has a jig head 138 having the same configuration as the head 38. That is, the jig head 138 is similar to the head 38 in that the jig head main body 140 in which the contact surfaces 142a, 142b, 142c for positioning the lever holder 18 are formed, and the magnet 144 embedded in the contact surface 142a. And an optical system using an optical lever method including a spring 146 fixed to the surface 142d, a ball 148 fixed to the tip of the spring 146, a laser module 152 and a four-division photodiode 154.
[0025]
All these elements are in the same positional relationship as the elements of the head 38. In particular, the focal position of the emitted light of the laser module 152 is the same with an accuracy of several μm, and the positions of the contact surfaces 142a, 142b, 142c with respect to the mounting position A of the laser module 152 are the same with an accuracy of several μm. ing.
[0026]
The jig head main body 140 is fixed to the base 60 with screws 64. An xyz stage 66 is fixed on the upper surface of the table 60. The xyz stage 66 has a positioning resolution of 1 μm. A pin 68 is fixed to the upper surface of the xyz stage 66, and a chip gripping tool 70 is provided on the pin 68 and pressed downward by a spring 69. The tip gripper 70 includes two arms 72 that can be opened and closed with a pin 68 as a fulcrum, and a spring 74 that attracts the two arms 72. The arm 72 bends downward from the middle, and a notch 72a for gripping the support portion 12 of the cantilever chip 10 is formed at the tip thereof, as shown in FIG. The two arms 72 are closed by the elastic force of the spring 74, and the support portion 12 of the cantilever chip 10 is held by a notch 72a at the tip.
[0027]
On the upper surface of the table 60, a stand 76 is fixed by screws 78 on the opposite side of the xyz stage 66, and a rub glass 80 is fixed by screws 82 at the tip of the stand 76. A display 84 for monitoring the amount of light incident on the photodiode 154 is provided beside the stand 76.
[0028]
[Operation of adjusting jig]
First, the lever holder 18 is fixed to the jig head 138. At this time, similarly to the head 38, the reference surfaces 20a, 20b, and 20c of the holder body 20 are applied to the contact surfaces 142a, 142b, and 142c of the jig head body 140 by the magnet 144, the ball 148, and the spring 146. Fix it. Subsequently, the cantilever chip 10 is mounted on the lever holder 18. At this time, the tightening of the screw 26 is adjusted so that the support portion 12 of the cantilever chip 10 is semi-fixed to the holder body 20 by the leaf spring 24. To do.
[0029]
Next, the support portion 12 of the cantilever chip 10 is picked and held by the arm 72. The holding force is generated by the spring 74. A cutout 72 a is provided at the tip of the arm 72, and the fulcrum portion of the arm 72 is pressed downward by the spring 69, so that the cantilever chip 10 is held in a state of being pressed against the holder body 20. Since the arm 72 is attached to the xyz stage 66, the cantilever chip 10 can be moved in the xy direction with an accuracy of 1 μm by operating the xyz stage.
[0030]
Subsequently, light is emitted from the laser module 152 toward the cantilever 14. The light spreads after passing near the tip of the cantilever 14 and enters the rubbed glass 80. A shadow 15 of the cantilever 14 is projected onto the rubbed glass 80. By looking at the shadow, it can be determined whether or not the tip of the cantilever 14 is at the focal position of the sensor light. For example, if the tip of the cantilever 14 is located on the left side of the focus of the sensor light, the shadow 15 of the cantilever 14 is as shown in FIG. 6A, and if it is located on the right side, FIG. 6B. If it is located at the focal point of the sensor light, it will be as shown in FIG.
[0031]
The xy position adjustment of the cantilever 14 is performed by operating the xyz stage 66 and moving the cantilever tip 10 in the xy direction by the arm 72 while observing the shadow 15 of the cantilever 14 projected on the rub glass 80. Then, when the state of the shadow 15 of the cantilever 14 on the rubbed glass 80 is as shown in FIG. 6C, the adjustment is completed. Further, when the adjustment is completed, the amount of reflected light from the cantilever that is incident on the photodiode 154 is monitored by the display device 84 to confirm the completion of the adjustment. Thereafter, the screw 26 is tightened to fix the cantilever chip 10 to the holder body 20.
[0032]
After the adjustment, the cantilever chip 10 and the lever holder 18 are removed from the adjustment jig and attached to the head 38 of the SPM. In that case, no adjustment is required. Accordingly, it takes a few seconds to mount a new cantilever chip 10 on the head 38.
[0033]
[effect]
Since the adjustment mechanism of the cantilever is not mounted on the head 38, the load on the scanner 56 is reduced. Therefore, the natural frequency of the scanner 56 is increased and scanning at a higher speed can be performed. Further, since the cantilever tip 10 is held by the head 38 without using a complicated adjusting mechanism, the cantilever tip 10 is firmly supported. Therefore, the cantilever 14 is less likely to vibrate, and a high-quality SPM image that is hardly affected by vibration that is harmful to SPM measurement can be obtained.
[0034]
Since the cantilever used for the measurement is exchanged only by exchanging the lever holder 18, the required time can be shortened. If a plurality of cantilever chips 10 and lever holders 20 are prepared and all of them are adjusted in advance with an adjusting jig, a plurality of cantilevers can be replaced continuously. In addition, when an SPM is used for semiconductor inspection in a semiconductor production line or the like, the non-movable time of the SPM can be reduced, and the time for stopping the line can be shortened.
[0035]
<Second Embodiment>
In the present embodiment, a part of the adjustment jig described above is changed. The configuration is shown in FIG.
[0036]
[Constitution]
An optical microscope 86 for optically observing the cantilever 14 is fixed to the stand 76. The magnification of the objective lens of the optical microscope 86 is about 10 times. The optical microscope 86 is provided with a CCD 88 that converts an optical image into an electrical signal. The CCD 88 is connected to a monitor 90 that converts the output signal into an image and displays it. Other configurations are the same as those of the adjustment jig described above.
[0037]
[Action]
As in the first embodiment, the lever holder 18 is fixed to the jig head 138, the cantilever tip 10 is semi-fixed to the lever holder 18, and the arm 72 is set. Subsequently, light is emitted from the laser module 152 toward the cantilever 14. The light that has passed near the tip of the cantilever 14 enters the optical microscope 86 and forms an image on the light receiving surface of the CCD 88. The shadow image of the cantilever 14 thus generated is converted into an electrical signal by the CCD 88 and sent to the monitor 90. The monitor 90 converts the sent electric signal into an image and displays it. The cantilever 14 is enlarged and displayed on the monitor 90. The cantilever chip 10 is positioned by operating the xyz stage 66 as in the first embodiment while viewing the image on the monitor 90.
[0038]
[effect]
In the adjustment jig of this embodiment, the cantilever 14 is enlarged and displayed on the monitor 90 at a high magnification, so that the position adjustment can be performed accurately.
[0039]
In the embodiment, the position of the cantilever chip 10 is adjusted while observing the cantilever 14 using a frosted glass or an optical microscope. However, the cantilever chip 10 may be relied only on the output of the photodiode 154.
[0040]
<Third embodiment>
In the present embodiment, the above-described SPM scanning unit is improved. The configuration is shown in FIG.
[0041]
[Constitution]
The four-divided photodiode 54 is attached to the head body 40 via a fine movement mechanism 256. The fine movement mechanism 256 supports the quadrant photodiode 54 so as to be movable along the front surface 256a in a direction parallel to the zx plane. As a result, the quadrant photodiode 54 can move along a line of intersection between the surface including the optical axis from the laser module 52 through the cantilever 14 to the quadrant photodiode 54 and the front surface 256a of the fine movement mechanism 256. ing.
[0042]
The fine movement mechanism 256 includes, for example, a motor (not shown) as a drive source for moving the quadrant photodiode 54, and the control device 258 controls the drive of the motor to control the position of the quadrant photodiode 54. Indirect control. Other configurations are the same as those of the above-described SPM scanning unit.
[0043]
[Action]
The cantilever tip 10 is usually provided with a reflecting surface in order to increase the reflectance of the surface of the free end of the cantilever 14 to which light is irradiated, that is, the surface on the opposite side of the probe 16. This reflecting surface is generally made by forming a gold film on the cantilever 14. The cantilever 14 is warped due to the stress of the gold film provided as the reflecting surface. Further, when forming a gold film, in order to improve the adhesion between the gold film and the cantilever 14, a method of first forming a chromium thin film on the cantilever 14 and plating gold thereon is often employed. Since the chromium film has a large stress, the warpage of the cantilever is further increased.
[0044]
In the above-described embodiment, the cantilever chip 10 is assumed to be ideal without warping the cantilever 14, and does not correspond to the cantilever 14 having warpage. For this reason, when the cantilever chip 10 in which the cantilever 14 is warped is applied to the above-described embodiment, the following problems occur.
[0045]
The first embodiment will be described as an example. Even if the cantilever 14 is warped, the position adjustment of the cantilever tip 10 with respect to the lever holder 18 can be performed while looking at the shadow of the cantilever 14 reflected on the rubbing glass 80. However, even if the position-adjusted cantilever chip 10 and lever holder 18 are attached to the SPM head 38, the reflected light from the cantilever 14 does not enter the center of the four-divided photodiode 54 due to the warpage of the cantilever 14. More specifically, since the cantilever 14 is warped but not twisted, the reflected light from the cantilever 14 is divided into four parts from the laser module 52 via the cantilever 14 with respect to the center of the four-part photodiode 54. Incident light is incident on a position shifted along an intersection line between the surface including the optical axis reaching the photodiode 54 and the front surface 156a of the fine movement mechanism 256.
[0046]
In the present embodiment, this situation is dealt with by adjusting the position of the quadrant photodiode 54 by the fine movement mechanism 256. That is, after the position-adjusted cantilever chip 10 and lever holder 18 are attached to the SPM head 38, the reflected light spot 55 from the cantilever 14 is not located at the center of the four-divided photodiode 54. The quadrant photodiode 54 is moved by the control device 258 so that the spot 55 is arranged at the center of the quadrant photodiode 54.
[0047]
Next, the movement of the quadrant photodiode 54 will be described with reference to FIG. The light receiving area of the four-divided photodiode 54 is divided into two along the direction in which the spot 55 is displaced, and the upper output is A and the lower output is B. The sum signal A + B is the largest when the spot 55 is located at the center of the quadrant photodiode 54, and becomes smaller as the distance from the center increases. The controller 258 changes the moving speed of the quadrant photodiode 54 according to the sum signal A + B in order to accurately place the spot 55 in the center of the quadrant photodiode 54 within a short time. That is, when the sum signal A + B is less than or equal to the threshold value, it is moved at a high speed in order to shorten the movement time, and when the sum signal A + B is greater than or equal to the threshold value, it is moved at a low speed to increase the positional accuracy.
[0048]
Further, the difference signal A-B shows a value closer to 0 as the position of the spot 55 is closer to the center of the quadrant photodiode 54. The control unit 258 stops the movement of the quadrant photodiode 54 when the difference signal AB becomes a value within a predetermined target range. As a result, the spot 55 is arranged at the center of the quadrant photodiode 54 as shown in the upper center of FIG. Since the target range of the difference signal has a width, the spot 55 may be slightly deviated from the center of the four-division photodiode 54 within the range within the spot target range. However, the spot 55 does not have to be positioned exactly at the center of the quadrant photodiode 54, and this slight positional deviation is corrected during signal processing.
[0049]
Even when the cantilever 14 is warped by such control, the spot 55 is accurately placed at the center of the quadrant photodiode 54 within a short time.
In this embodiment, the control unit 258 changes the moving speed of the quadrant photodiode 54 based on the difference signal A + B, but such a moving speed need not be changed. That is, the control unit 258 moves the quadrant photodiode 54 at a constant speed, and stops the movement of the quadrant photodiode 54 when the difference signal A-B reaches a value within a predetermined target range. Also good.
[0050]
[effect]
Since the scanning unit of the present embodiment includes the fine movement mechanism 256 that adjusts the position of the four-divided photodiode 54, the scanning unit can cope with the cantilever chip 10 in which the cantilever 14 is warped.
[0051]
【The invention's effect】
According to the adjustment jig of the present invention , since the tip of the cantilever is always at the aiming position of the displacement detection optical system simply by pressing the reference surface of the holder body against the contact surface of the holder mounting member, replacement of the cantilever Optical adjustment at the time becomes unnecessary, and time loss is reduced. As a result, the non-movable time of the scanning probe microscope can be reduced and the scanning probe microscope can be used efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a scanning part of an SPM, partially broken away.
FIG. 2 is a plan view of the head shown in FIG. 1 as viewed from below.
FIG. 3 is a side sectional view of an adjustment jig for adjusting the position of the cantilever tip.
4 is a plan view of the adjustment jig shown in FIG. 3. FIG.
5 is a view showing the shape of the tip of the arm shown in FIGS. 3 and 4. FIG.
6 is a diagram showing several states of the shadow of the cantilever projected on the frosted glass shown in FIGS. 3 and 4. FIG.
FIG. 7 is a side sectional view of another adjustment jig for adjusting the position of the cantilever tip.
FIG. 8 is a side view of another scanning portion of the SPM, with a portion broken away.
9 is a diagram for explaining control of movement of a quadrant photodiode in the scanning unit of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cantilever chip 12 Support part 14 Cantilever 16 Probe 18 Lever holder 20 Holder main body 20a, 20b, 20c Reference surface 24 Leaf spring 26 Screw 38 Head 40 Head main body 44 Magnet 42a, 42b, 42c Contact surface 52 Laser module 54 Photodiode

Claims

支持部から延びたカンチレバーの先端に探針を備えたカンチレバーチップの支持部を基準面を持つホルダー本体に固定する際に、ホルダー本体の基準面を当て付ける、当付面を有するホルダー取付部の当付面に当て付けたときにカンチレバーの先端が変位を検出する変位検出光学系の照準位置に来るように、ホルダー本体に対するカンチレバーチップの位置を調整するための走査型プローブ顕微鏡用の調整治具であって、ホルダー本体に移動可能に保持されたカンチレバーチップをホルダー本体に対して相対的に移動させる手段と、カンチレバーの先端の位置を観察、調整するための位置調整光学系と、ホルダー本体の基準面を当て付ける当付面を持つ治具用ホルダー取付部であって、これらの治具用当付面はカンチレバーの先端が位置調整光学系の照準位置に来るように位置決めされており、位置調整光学系の照準位置に対する治具用当付面の位置関係は、前記変位検出光学系の照準位置に対する当付面の位置関係と全く同じになっている、治具用ホルダー取付部と、ホルダー取付治具部に当て付けたレバーホルダーを保持する治具用ホルダー保持手段とを備えていることを特徴とする調整治具。When fixing the support part of the cantilever chip provided with a probe at the tip of the cantilever extending from the support part to the holder body having the reference surface, the holder mounting part having the contact surface is applied to the holder body with the reference surface. An adjustment jig for a scanning probe microscope to adjust the position of the cantilever tip relative to the holder body so that the tip of the cantilever comes to the aiming position of the displacement detection optical system that detects the displacement when it is applied to the contact surface A means for moving the cantilever tip movably held in the holder body relative to the holder body, a position adjusting optical system for observing and adjusting the position of the tip of the cantilever, A jig holder mounting part with a contact surface against which the reference surface is applied, and the tip of the cantilever is positioned on these jig contact surfaces The position of the jig contact surface relative to the aiming position of the position adjustment optical system is completely different from the position of the contact surface relative to the aiming position of the displacement detection optical system. An adjustment jig comprising a jig holder mounting portion and a jig holder holding means for holding a lever holder applied to the holder mounting jig portion, which are the same.

前記位置調整光学系はカンチレバー先端の位置を確認する光学装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の調整冶具。 The adjustment jig according to claim 1, wherein the position adjustment optical system includes an optical device for confirming a position of the tip of the cantilever.

前記位置調整光学系の光学装置は、対物レンズを備える光学顕微鏡であることを特徴とする請求項１記載の調整冶具。 The adjusting jig according to claim 1, wherein the optical device of the position adjusting optical system is an optical microscope including an objective lens.

前記位置調整光学系はカンチレバー先端の位置を確認する光検出器を備えていることを特徴とする請求項１記載の調整冶具。 2. The adjusting jig according to claim 1, wherein the position adjusting optical system includes a photodetector for confirming a position of a tip of the cantilever.

前記位置調整光学系の光学装置はカンチレバー先端の位置を確認する光学装置及び光検出器を備えていることを特徴とする請求項１記載の調整冶具。 The adjusting jig according to claim 1, wherein the optical device of the position adjusting optical system includes an optical device and a photodetector for confirming the position of the tip of the cantilever.