JPH04319607A - Interatomic force microscope - Google Patents

Interatomic force microscope

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JPH04319607A
JPH04319607A JP8685091A JP8685091A JPH04319607A JP H04319607 A JPH04319607 A JP H04319607A JP 8685091 A JP8685091 A JP 8685091A JP 8685091 A JP8685091 A JP 8685091A JP H04319607 A JPH04319607 A JP H04319607A
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JP
Japan
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cantilever
light
projector
sample
screen
Prior art date
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Application number
JP8685091A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Sugihara
和佳 杉原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to align easily a thinly-narrowed light beam with the fore end of a cantilever and to improve the reliability and operability of an apparatus. CONSTITUTION:An interatomic force microscope is equipped with a cantilever 11 the base end part of which is fixed to a fixed end 15 and to the fore end part of which a probe 12 is fitted, a three-dimensional actuator 21 which makes a sample 30 approach the probe 12 and moves the sample 30 three-dimensionally and a displacement detecting mechanism of an optical lever type wherein a spot beam is applied to the fore end part of the cantilever 11, by a laser light projector 13, a reflected light terefrom is detected by PSD 14 and a bend of the cantilever 11 is measured therefrom. The projector 13 is so provided as to be movable forward and backward in the direction of projection of light, while the cantilever 11 is so provided that it can be displaced in the horizontal direction to the surface of the sample 30, and a screen 40 is provided on the opposite side to the projector 13 in respect to the cantilever 11. A spot image of the light and a shadow of the fore end of the cantilever 11 are formed on this screen 40.

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、光てこ方式の変位検出
器を備えた原子間力顕微鏡に係わり、特に光ビームとカ
ンチレバーとの位置合わせ手段を改良した原子間力顕微
鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atomic force microscope equipped with an optical lever type displacement detector, and more particularly to an atomic force microscope with improved means for aligning a light beam and a cantilever.

【0002】0002

【従来の技術】近年、絶縁物質の表面形状を原子レベル
の分解能で観察できる装置として、原子間力顕微鏡が開
発されている。この原子間力顕微鏡は、試料を3次元的
に動かすアクチュエータと、カンチレバーの上下動を検
知する変位検出機構とから構成される。
2. Description of the Related Art In recent years, an atomic force microscope has been developed as a device capable of observing the surface shape of an insulating material with atomic level resolution. This atomic force microscope consists of an actuator that moves the sample three-dimensionally and a displacement detection mechanism that detects the vertical movement of the cantilever.

【0003】カンチレバーの先端部には試料側に先端の
鋭利な小さな探針が付いており、カンチレバーと試料表
面を接近させると、探針の先端の原子と試料表面の原子
との間に交換斥力が働き、この力より剛性の低いカンチ
レバーは湾曲する。アクチュエータで試料を面内方向に
動かすと、カンチレバーの曲りは試料表面の斥力分布に
応じて変化することになる。
[0003] At the tip of the cantilever, a small tip with a sharp tip is attached to the sample side. When the cantilever and the sample surface are brought close to each other, an exchange repulsive force is created between the atoms at the tip of the tip and the atoms on the sample surface. acts, and the cantilever whose rigidity is lower than this force bends. When the actuator moves the sample in the in-plane direction, the bending of the cantilever changes depending on the repulsive force distribution on the sample surface.

【0004】従って、カンチレバーの曲りを変位検出機
構で読み取ることにより、試料表面の形状を高分解能で
知ることができる。実際には、カンチレバーと試料表面
の間に働く交換斥力が常に一定の値になるように、試料
側をアクチュエータで上下動させ、試料表面の2次元微
視的形状を調べることが多い。
[0004] Therefore, by reading the bending of the cantilever with a displacement detection mechanism, the shape of the sample surface can be determined with high resolution. In practice, the two-dimensional microscopic shape of the sample surface is often investigated by moving the sample side up and down using an actuator so that the exchange repulsive force acting between the cantilever and the sample surface always remains constant.

【0005】変位検出機構としては、走査型トンネル顕
微鏡を用いる場合もあるが、設計,操作及び試料やカン
チレバーの交換等の点から、レーザダイオードと位置敏
感検出器(PSD)を用いた光てこ方式が有利である。 この光てこ方式は、レーザ光をカンチレバーの先端部(
但し、試料側と反対側)に当て、反射光の検出器上での
位置変化を検知するものである。
As a displacement detection mechanism, a scanning tunneling microscope is sometimes used, but from the viewpoint of design, operation, and replacement of samples and cantilevers, etc., an optical lever method using a laser diode and a position sensitive detector (PSD) is used. is advantageous. This optical lever method directs the laser beam to the tip of the cantilever (
However, it is used to detect changes in the position of the reflected light on the detector.

【0006】しかしながら、この種の原子間力顕微鏡に
あっては次のような問題があった。即ち、光てこ方式の
変位検出機構を用いた場合、装置の信頼性や安定性を確
保するために、細く絞られた光ビームをカンチレバーの
先端部、即ち探針の背面にだけ当てなければならない。 カンチレバーの先端の大きさ(〜数十μm)以下に絞ら
れたビームを、カンチレバー先端にだけ当てるように位
置合わせすることは、光学顕微鏡を使った操作でも極め
て難しく、カンチレバー交換の際の操作性を向上させる
ためにも、より簡易な方法が求められる。
However, this type of atomic force microscope has the following problems. In other words, when using an optical lever-based displacement detection mechanism, in order to ensure the reliability and stability of the device, it is necessary to apply a narrowly focused light beam only to the tip of the cantilever, that is, to the back of the probe. . Even with an optical microscope, it is extremely difficult to align a beam that has been focused to a size smaller than the cantilever tip (~several tens of micrometers) so that it hits only the cantilever tip, making it difficult to operate when replacing the cantilever. In order to improve this, a simpler method is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、光て
こ方式の変位検出機構を用いた場合、装置の信頼性を確
保するために、細く絞ったビームをカンチレバーの先端
に確実に位置合わせする必要がある。そして、この位置
合わせのために光学顕微鏡が必要となり、これがカンチ
レバー交換の際の操作性を悪化させる要因となっていた
[Problem to be Solved by the Invention] When using a conventional optical lever type displacement detection mechanism, in order to ensure the reliability of the device, it is necessary to reliably align the narrowly focused beam with the tip of the cantilever. There is a need. An optical microscope is required for this positioning, which has been a factor in deteriorating the operability when replacing the cantilever.

【0008】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、その目的とするところは、光学顕微鏡等を
使用せずに細く絞られた光ビームをカンチレバーの先端
に容易に位置合わせすることができ、装置の信頼性及び
操作性の向上をはかり得る原子間力顕微鏡を提供するこ
とにある。
The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to easily align a narrowly focused light beam to the tip of a cantilever without using an optical microscope or the like. The object of the present invention is to provide an atomic force microscope that can improve the reliability and operability of the device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、カンチ
レバーに照射する光ビームのスポット像をスクリーン上
に拡大投影することにより、光学顕微鏡などの他の拡大
装置を使わずに、光ビームとカンチレバーとの位置合わ
せを行うことにある。
[Means for Solving the Problems] The gist of the present invention is to enlarge and project a spot image of a light beam irradiated onto a cantilever onto a screen, thereby allowing the light beam to be The purpose is to align with the cantilever.

【0010】即ち本発明は、ばね状の薄膜からなり、基
端部が固定端に固定されたカンチレバーと、このカンチ
レバーの先端部に取り付けられた探針と、この探針に試
料を近接させ該試料を3次元的に移動する3次元アクチ
ュエータと、光を微小スポットに集光する投光器により
カンチレバーの先端部に光を照射し、その反射光を受光
素子で検出して該カンチレバーの曲りを測定する光てこ
方式の変位検出機構とを備えた原子間力顕微鏡において
、投光器を光の投光方向に対して進退可能に設置すると
共に、カンチレバーを試料表面と水平方向に対して変位
可能に設置し、且つカンチレバーに関して投光器と反対
側に、光のスポット像及びカンチレバーの影を写すため
のスクリーンを設けたことを特徴としている。また本発
明は、望ましくは上記スクリーンを装置本体から取り外
し可能にしたことを特徴としている。
That is, the present invention comprises a cantilever made of a spring-like thin film and whose base end is fixed to a fixed end, a probe attached to the tip of the cantilever, and a sample that is brought close to the probe and detected. A three-dimensional actuator that moves the sample three-dimensionally and a floodlight that focuses light onto a minute spot illuminate the tip of the cantilever with light, and the reflected light is detected by a light receiving element to measure the bending of the cantilever. In an atomic force microscope equipped with an optical lever-type displacement detection mechanism, a projector is installed so that it can move forward and backward with respect to the direction of light projection, and a cantilever is installed so that it can be displaced horizontally with respect to the sample surface, Another feature is that a screen is provided on the opposite side of the cantilever from the projector to project the spot image of the light and the shadow of the cantilever. Further, the present invention is preferably characterized in that the screen is desirably removable from the main body of the apparatus.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、スクリーンに拡大投影された
光ビームのスポット像と、カンチレバーの影とを比較す
ることにより、光学顕微鏡等を要することなく、これら
の位置関係を目視確認することができる。そして、両者
が完全に位置合わせされた場合には、スクリーン上には
光ビームの拡大スポットが写し出されないことを利用す
ることにより、カンチレバーと光ビームとを容易に位置
合わせすることが可能となる。
[Operation] According to the present invention, by comparing the spot image of the light beam enlarged and projected onto the screen and the shadow of the cantilever, it is possible to visually confirm the positional relationship between them without the need for an optical microscope or the like. can. When the two are perfectly aligned, the cantilever and the light beam can be easily aligned by taking advantage of the fact that the enlarged spot of the light beam is not projected on the screen. .

【0012】0012

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

【0013】図1は、本発明の一実施例に係わる原子間
力顕微鏡の概略構成を示す斜視図である。図中10はユ
ニットハウジングであり、このハウジング10内にはカ
ンチレバー11,探針12,レーザ光投光器13,位置
敏感検出器(PSD)14,固定端15及びレシービン
グレンズ16(図示せず)等が収容されている。20は
ケースであり、このケース20内には試料30を載置す
る3次元アクチュエータ21,インチワームモータ22
及び磁石23等が収容されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an atomic force microscope according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a unit housing, and inside this housing 10 there are a cantilever 11, a probe 12, a laser beam projector 13, a position sensitive detector (PSD) 14, a fixed end 15, a receiving lens 16 (not shown), etc. It is accommodated. Reference numeral 20 denotes a case, and inside this case 20 there are a three-dimensional actuator 21 on which the sample 30 is placed, and an inch worm motor 22.
A magnet 23 and the like are housed therein.

【0014】上記装置の要部構成を、図2を参照して詳
しく説明する。カンチレバー11は剛性の低い片持ち梁
となっており、このカンチレバー11の先端部には試料
30側に先端の鋭利な小さな探針12が取り付けられて
いる。カンチレバー11の形状は、図3に示すように剛
性を低くするためにV字型となっており、各部の寸法は
図示の通りである。
The main structure of the above device will be explained in detail with reference to FIG. 2. The cantilever 11 is a cantilever beam with low rigidity, and a small probe 12 with a sharp tip is attached to the tip of the cantilever 11 on the sample 30 side. As shown in FIG. 3, the shape of the cantilever 11 is V-shaped in order to reduce rigidity, and the dimensions of each part are as shown in the figure.

【0015】カンチレバー11の基端部は固定端15に
固定されており、固定端15は試料30の表面と水平方
向に移動自在となっている。具体的には、固定端15は
すべり軸受け又は転がり軸受けにより水平方向に変位可
能となっており、所定の位置でねじ止め等によりハウジ
ング10に固定されるものとなっている。
The base end of the cantilever 11 is fixed to a fixed end 15, and the fixed end 15 is movable in the horizontal direction relative to the surface of the sample 30. Specifically, the fixed end 15 is horizontally movable by a sliding bearing or a rolling bearing, and is fixed to the housing 10 at a predetermined position by screwing or the like.

【0016】カンチレバー11の斜め上方には、カンチ
レバー11の先端部にレーザ光を照射するレーザ光投光
器13が、レーザ光の投光方向に対し進退可能に設置さ
れている。この投光器13は、レーザダイオード13a
とフォーカシングレンズ(又はレンズ群)13bからな
り、投光方向の移動によりスポットビームの結像位置が
可変される。レーザ光照射によるカンチレバー11から
の反射光はレシービングレンズ16を通してPSD14
で検出される。ここで、図中一点鎖線で囲った部分、即
ち投光器13,カンチレバー11,PSD14は、光て
こ方式の検出機構を構成している。
A laser beam projector 13 that irradiates the tip of the cantilever 11 with a laser beam is installed obliquely above the cantilever 11 so that it can move forward and backward in the direction in which the laser beam is projected. This projector 13 includes a laser diode 13a
and a focusing lens (or lens group) 13b, and the imaging position of the spot beam can be varied by moving the light projection direction. The reflected light from the cantilever 11 due to laser beam irradiation passes through the receiving lens 16 to the PSD 14.
Detected in Here, the portion surrounded by the dashed line in the figure, that is, the projector 13, the cantilever 11, and the PSD 14 constitute an optical lever type detection mechanism.

【0017】投光器13によるレーザ光の投光方向に対
してカンチレバー11より前方、即ちカンチレバー11
の斜め下方には、スクリーン40が着脱自在に設けられ
ている。スクリーン40は、例えば紙のようにレーザ光
を乱反射させる表面を持つものであればよく、その材料
には何等限定されない。このスクリーン40上には、カ
ンチレバー11に照射されるレーザ光のスポット像とカ
ンチレバー11の影が写される。そして、レーザ光のス
ポット像とカンチレバー11の影が目視確認されるもの
となっている。
In front of the cantilever 11 with respect to the direction in which the laser beam is projected by the light projector 13, that is, the cantilever 11
A screen 40 is removably provided diagonally below. The screen 40 may be made of any material having a surface that diffusely reflects laser light, such as paper, and is not limited in any way to its material. On this screen 40, a spot image of the laser beam irradiated onto the cantilever 11 and a shadow of the cantilever 11 are projected. Then, the spot image of the laser beam and the shadow of the cantilever 11 can be visually confirmed.

【0018】3次元アクチュエータ21は、例えば円筒
型圧電素子の内周面に共通電極を形成し、外周面に分割
電極を形成してなるもので、各電極間に印加する電圧に
よりX,Y方向(水平方向)及びZ方向(垂直方向)に
駆動される。従って、このアクチュエータ21上に載置
された試料30は、3次元方向に移動可能となっている
The three-dimensional actuator 21 is, for example, formed by forming a common electrode on the inner circumferential surface of a cylindrical piezoelectric element and forming divided electrodes on the outer circumferential surface. (horizontal direction) and Z direction (vertical direction). Therefore, the sample 30 placed on this actuator 21 is movable in three-dimensional directions.

【0019】また、ユニットハウジング10はケース2
0に設けられた磁石23(2箇所)とモータ22により
進退移動される軸との3箇所に接触し、いわゆる3点支
持で固定される。そして、モータ22の駆動によりハウ
ジング10とケース20との距離が微小に変化、即ち試
料30と探針12との間隔が微小に可変できるものとな
っている。次に、上記装置を用いた光ビームとカンチレ
バー11との位置合わせの調整方法について、図4を参
照して説明する。
The unit housing 10 also includes a case 2.
It contacts three places: the magnet 23 (two places) provided at 0 and the shaft moved forward and backward by the motor 22, and is fixed by so-called three-point support. The distance between the housing 10 and the case 20 can be minutely changed by driving the motor 22, that is, the distance between the sample 30 and the probe 12 can be minutely varied. Next, a method of adjusting the alignment between the light beam and the cantilever 11 using the above device will be described with reference to FIG. 4.

【0020】投光器13のレーザダイオード13aとし
て可視光レーザを用い、投光器13のワーキングディス
タンスは10mm,最小スポット径は30μmφとした
。これに対してカンチレバー11の寸法は、図3に示す
通りである。
A visible light laser was used as the laser diode 13a of the projector 13, the working distance of the projector 13 was 10 mm, and the minimum spot diameter was 30 μmφ. On the other hand, the dimensions of the cantilever 11 are as shown in FIG.

【0021】まず、投光器13をカンチレバー11の先
端部からほぼ10mm離れたところに固定する。このと
き、光ビームとカンチレバー11とが位置合わせされて
いないとすると、図4(a)に示すように、スクリーン
40上には拡大投影されたスポット光41のみが写し出
される。この状態は、ハウジング10に設けられた開口
部(図示せず)を用いて目視確認する。
First, the projector 13 is fixed approximately 10 mm away from the tip of the cantilever 11. At this time, if the light beam and the cantilever 11 are not aligned, only the enlarged and projected spot light 41 is projected onto the screen 40, as shown in FIG. 4(a). This state is visually confirmed using an opening (not shown) provided in the housing 10.

【0022】次いで、カンチレバー11の固定端15を
水平方向に動かして、図4(b)に示すように、カンチ
レバー11の先端の影42が拡大スポット41内に入る
ようにする。次いで、投光器13を動かして、図4(c
)に示すように、カンチレバー11の先端の影42が最
大の大きさとなるように調整する。これにより、ワーキ
ングディスタンス10mmの位置に投光器13が位置す
ることになる。
Next, the fixed end 15 of the cantilever 11 is moved horizontally so that the shadow 42 of the tip of the cantilever 11 falls within the enlarged spot 41, as shown in FIG. 4(b). Next, move the floodlight 13 to display the image shown in FIG.
), the shadow 42 at the tip of the cantilever 11 is adjusted to its maximum size. As a result, the projector 13 is positioned at a working distance of 10 mm.

【0023】この状態で投光器13を固定した後、再び
カンチレバー11を水平方向に、且つ投光器13側に僅
かに移動し、カンチレバー11の先端部の中央に光ビー
ムが照射されるようにする。このとき、図4(d)に示
すように、スクリーン40上には光ビームの拡大スポッ
ト41は写し出されない。
After the projector 13 is fixed in this state, the cantilever 11 is moved slightly in the horizontal direction toward the projector 13 again, so that the center of the tip of the cantilever 11 is irradiated with a light beam. At this time, the enlarged spot 41 of the light beam is not projected on the screen 40, as shown in FIG. 4(d).

【0024】この状態で固定端15を固定することによ
り、光ビームとカンチレバー11とは正確に位置合わせ
され、細く絞られた光ビームがカンチレバー11の先端
部、即ち探針12の背面にだけ当てられることになり、
試料表面の測定に関して、光ビームが試料側に照射され
ることはない。なお、試料表面の測定の際にスクリーン
40が邪魔になる場合は、スクリーン40を取り外せば
よい。
By fixing the fixed end 15 in this state, the light beam and the cantilever 11 are accurately aligned, and the narrowed light beam is applied only to the tip of the cantilever 11, that is, the back surface of the probe 12. will be
Regarding the measurement of the sample surface, the light beam is not irradiated onto the sample side. Note that if the screen 40 becomes an obstacle during measurement of the sample surface, the screen 40 may be removed.

【0025】このように本実施例では、カンチレバー1
1の斜め下方にスクリーン40を設け、このスクリーン
40に光ビームのスポット像41及びカンチレバー11
の先端の影42を写すことにより、カンチレバー11と
光ビームとの位置合わせを容易に行うことができる。即
ち、カンチレバー11の影42がスポット像41に比べ
て最大になるように投光器13と固定端15を適当に移
動させ、スポット像41がスクリーン40上から消える
位置で両者13,15を固定することで両者の位置合わ
せを行うことができる。
As described above, in this embodiment, the cantilever 1
A screen 40 is provided diagonally below the light beam 1, and a spot image 41 of the light beam and the cantilever 11 are formed on this screen 40.
By photographing the shadow 42 of the tip of the cantilever 11, the position of the light beam can be easily aligned with the cantilever 11. That is, the projector 13 and fixed end 15 are appropriately moved so that the shadow 42 of the cantilever 11 becomes maximum compared to the spot image 41, and both 13 and 15 are fixed at a position where the spot image 41 disappears from the screen 40. You can align the two using .

【0026】従って本実施例によれば、カンチレバー1
1と光ビームとの位置合わせに光学顕微鏡を使用する必
要がなくなり、操作性の向上をはかることができる。こ
の効果は、特にカンチレバー11を交換する際に大であ
る。また、装置構成として、従来装置にスクリーン40
を設けるのみの極めて簡易な構成で実現し得る利点もあ
る。
Therefore, according to this embodiment, the cantilever 1
It is no longer necessary to use an optical microscope to align the light beam with the light beam, and operability can be improved. This effect is especially great when replacing the cantilever 11. In addition, as for the device configuration, a screen 40 is added to the conventional device.
There is also an advantage that can be achieved with an extremely simple configuration that only requires the provision of.

【0027】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。図2では、投光器13と固定端15の
移動をころがり軸受けを介して行うように示してあるが
、滑り軸受け方式で行ってもよいことは勿論である。 さらに、これらの移動は移動装置を用いても手動でもよ
い。また、光てこ方式の変位検出機構と試料の走査機構
とが分離できる構成であれば、スクリーンを装置内に設
ける必要はなく、変位検出機構の調整の際にだけスクリ
ーンを使用してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In FIG. 2, the projector 13 and the fixed end 15 are shown to be moved via rolling bearings, but of course they may be moved using a sliding bearing method. Furthermore, these movements may be performed using a moving device or manually. Further, if the optical lever type displacement detection mechanism and the sample scanning mechanism are configured to be separated, there is no need to provide a screen in the apparatus, and the screen may be used only when adjusting the displacement detection mechanism. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
ンチレバーに照射する光ビームのスポット像をスクリー
ン上に拡大投影することにより、光学顕微鏡等を使用せ
ずに細く絞られた光ビームをカンチレバーの先端に容易
に位置合わせすることができ、信頼性及び操作性の向上
をはかり得る原子間力顕微鏡を実現することが可能とな
る。
Effects of the Invention As described in detail above, according to the present invention, by enlarging and projecting the spot image of the light beam irradiating the cantilever onto a screen, the light beam can be narrowed down without using an optical microscope or the like. can be easily aligned with the tip of the cantilever, making it possible to realize an atomic force microscope with improved reliability and operability.

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

【図1】本発明の一実施例に係わる原子間力顕微鏡の概
略構成を示す斜視図、
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an atomic force microscope according to an embodiment of the present invention;

【図2】上記実施例の要部構成を示す断面図、FIG. 2 is a sectional view showing the main part configuration of the above embodiment;

【図3】
上記実施例に用いたカンチレバーの具体的構成を示す平
面図、
[Figure 3]
A plan view showing the specific configuration of the cantilever used in the above example,

【図4】光ビームスポットとカンチレバーの影との関係
を示す模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between a light beam spot and a cantilever shadow.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ユニットハウジング、 11…カンチレバー、 12…探針、 13…レーザ光投光器、 14…位置敏感検出器(PSD)、 15…固定端、 16…レシービングレンズ、 20…ケース、 21…3次元アクチュエータ、 22…インチワームモータ、 23…磁石、 30…試料、 40…スクリーン。 10...Unit housing, 11...Cantilever, 12... Probe, 13...Laser beam projector, 14...position sensitive detector (PSD), 15...fixed end, 16...Receiving lens, 20...Case, 21...Three-dimensional actuator, 22...inch worm motor, 23...Magnet, 30...sample, 40...Screen.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ばね状の薄膜からなり、基端部が固定端に
固定されたカンチレバーと、このカンチレバーの先端部
に取り付けられた探針と、この探針に試料を近接させ該
試料を3次元的に移動する3次元アクチュエータと、光
を微小スポットに集光する投光器により前記カンチレバ
ーの先端部に光を照射し、その反射光を受光素子で検出
して該カンチレバーの曲りを測定する光てこ方式の変位
検出機構とを備えた原子間力顕微鏡において、前記投光
器を光の投光方向に対して進退可能に設置し、前記カン
チレバーを前記試料の表面と水平方向に対して変位可能
に設置し、前記カンチレバーに関して前記投光器と反対
側に、前記光のスポット像及び前記カンチレバーの影を
写すためのスクリーンを設けてなることを特徴とする原
子間力顕微鏡。
Claim 1: A cantilever made of a spring-like thin film, the base end of which is fixed to a fixed end, a probe attached to the tip of the cantilever, and a sample brought close to the probe. An optical lever that irradiates the tip of the cantilever with light using a three-dimensional actuator that moves dimensionally and a projector that focuses light on a minute spot, and detects the reflected light with a light receiving element to measure the bending of the cantilever. In an atomic force microscope equipped with a displacement detection mechanism of the above-mentioned method, the projector is installed so as to be movable in the direction of light projection, and the cantilever is installed so as to be movable in the horizontal direction with respect to the surface of the sample. . An atomic force microscope characterized in that a screen for projecting a spot image of the light and a shadow of the cantilever is provided on a side opposite to the projector with respect to the cantilever.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005504301A (en) * 2001-09-24 2005-02-10 ヨットペーカー、インストルメンツ、アクチエンゲゼルシャフト Apparatus and method for scanning probe microscope
CN105423962A (en) * 2015-11-05 2016-03-23 黑龙江大学 Surface morphology measurement teaching instrument and method for using teaching instrument to measure surface morphology
CN110045153A (en) * 2019-04-09 2019-07-23 天津大学 A kind of ultra-thin atomic force microscope gauge head

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