JPH06137846A - 原子間力顕微鏡装置 - Google Patents
原子間力顕微鏡装置Info
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- JPH06137846A JPH06137846A JP321393A JP321393A JPH06137846A JP H06137846 A JPH06137846 A JP H06137846A JP 321393 A JP321393 A JP 321393A JP 321393 A JP321393 A JP 321393A JP H06137846 A JPH06137846 A JP H06137846A
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- laser light
- laser beam
- atomic force
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズレベルが低くて検出感度が高く、分解
能が良好な原子間力顕微鏡装置を得る。 【構成】 カンチレバー3に、レーザ光発振源7から発
振されて入射するレーザ光のスポット径よりも大きな反
射鏡3bを設ける。するとレーザ光は反射部3bで大部
分が反射されるとともに、試料表面の凹凸に応じてカン
チレバー3がたわんで反射部3bにおけるレーザ光の反
射位置と反射角が変化してレーザ光の光路が変化し、フ
ォトセンサ8で検知される。
能が良好な原子間力顕微鏡装置を得る。 【構成】 カンチレバー3に、レーザ光発振源7から発
振されて入射するレーザ光のスポット径よりも大きな反
射鏡3bを設ける。するとレーザ光は反射部3bで大部
分が反射されるとともに、試料表面の凹凸に応じてカン
チレバー3がたわんで反射部3bにおけるレーザ光の反
射位置と反射角が変化してレーザ光の光路が変化し、フ
ォトセンサ8で検知される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、原子間力を利用して
試料表面の凹凸を拡大認識する原子間力顕微鏡装置に関
するものである。
試料表面の凹凸を拡大認識する原子間力顕微鏡装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図14は例えばApplied Phy
sics Letter 55(1989),のpag
e 2491,にFig.1として示された従来の原子
間力顕微鏡装置を示す主要部構成図である。図において
1は試料2を固定する試料台、3は上記試料2と原子間
力を介して接触する探針4が先端部分に設けられ、先端
部分が上下動可能に支持板5に両端部分が固定された底
辺約100μm、高さ約200μmのV字形のカンチレ
バー、6はレーザ光発振源7から発振されたレーザ光を
カンチレバー3の先端部分における反射部に導く光学系
で、例えば凸レンズである。8は上記カンチレバー3の
反射部にて反射されたレーザ光を受けるフォトセンサ、
9は上記カンチレバー3とフォトセンサ8の間に有り、
上記カンチレバー3の反射部にて反射されレーザ光の光
路を上記フォトセンサ8へ変更する反射鏡、10は上記
フォトセンサ8からの信号を受けてZ駆動系11により
試料台1を上下動する制御回路、12は試料2の各点の
凹凸を順次検知するために試料台1をXY方向に動かす
XY駆動系である。
sics Letter 55(1989),のpag
e 2491,にFig.1として示された従来の原子
間力顕微鏡装置を示す主要部構成図である。図において
1は試料2を固定する試料台、3は上記試料2と原子間
力を介して接触する探針4が先端部分に設けられ、先端
部分が上下動可能に支持板5に両端部分が固定された底
辺約100μm、高さ約200μmのV字形のカンチレ
バー、6はレーザ光発振源7から発振されたレーザ光を
カンチレバー3の先端部分における反射部に導く光学系
で、例えば凸レンズである。8は上記カンチレバー3の
反射部にて反射されたレーザ光を受けるフォトセンサ、
9は上記カンチレバー3とフォトセンサ8の間に有り、
上記カンチレバー3の反射部にて反射されレーザ光の光
路を上記フォトセンサ8へ変更する反射鏡、10は上記
フォトセンサ8からの信号を受けてZ駆動系11により
試料台1を上下動する制御回路、12は試料2の各点の
凹凸を順次検知するために試料台1をXY方向に動かす
XY駆動系である。
【0003】次にこの様に構成された原子間力顕微鏡装
置の動作について図14と図15を参照しながら説明す
る。まず、レーザ光発振源7から発振され光学系6を通
ってカンチレバー3の反射部に入射するレーザ光は、試
料台1上に固定された試料2に原子間力を介して接触す
る探針4を有するカンチレバー3の反射部にて反射鏡9
の方向へ反射する。そこで試料2表面に凹凸があるとそ
の凹凸に応じて試料2と探針4間に働く原子間力が変化
して、カンチレバー3が支持板5との接合部を支点とし
てこの原理でたわむ。例えば、試料2表面に凹部がある
と、図15の実線で示す位置から点線で示す位置に変化
する。すると、カンチレバー3の反射部におけるレーザ
光の反射位置と反射角が変化することにより、レーザ光
の光路16aから16bへが変化する。
置の動作について図14と図15を参照しながら説明す
る。まず、レーザ光発振源7から発振され光学系6を通
ってカンチレバー3の反射部に入射するレーザ光は、試
料台1上に固定された試料2に原子間力を介して接触す
る探針4を有するカンチレバー3の反射部にて反射鏡9
の方向へ反射する。そこで試料2表面に凹凸があるとそ
の凹凸に応じて試料2と探針4間に働く原子間力が変化
して、カンチレバー3が支持板5との接合部を支点とし
てこの原理でたわむ。例えば、試料2表面に凹部がある
と、図15の実線で示す位置から点線で示す位置に変化
する。すると、カンチレバー3の反射部におけるレーザ
光の反射位置と反射角が変化することにより、レーザ光
の光路16aから16bへが変化する。
【0004】このレーザ光は反射鏡9で光路変更してフ
ォトセンサ8で検知される。フォトセンサ8においては
図16に示す様にaからa1へ、あるいはaからa2へ
のレーザ光の焦点位置の変化が認識されるものである。
このフォトセンサ8からの焦点の移動量の信号を受けた
制御回路10によりZ駆動系11が働いて試料台1を上
下し、フォトセンサ8上におけるレーザ光の焦点位置を
a1またはa2からaまで復帰する。すると、カンチレ
バー3のたわみが回復して試料2と探針4間の原子間力
が一定に保たれる。従って、XY駆動系12により探針
4に対して試料2を水平にラスタスキャン方式で移動す
れば、この試料台1の位置座標を知ることによって、試
料の所望の領域の凹凸を拡大認識することができる。
ォトセンサ8で検知される。フォトセンサ8においては
図16に示す様にaからa1へ、あるいはaからa2へ
のレーザ光の焦点位置の変化が認識されるものである。
このフォトセンサ8からの焦点の移動量の信号を受けた
制御回路10によりZ駆動系11が働いて試料台1を上
下し、フォトセンサ8上におけるレーザ光の焦点位置を
a1またはa2からaまで復帰する。すると、カンチレ
バー3のたわみが回復して試料2と探針4間の原子間力
が一定に保たれる。従って、XY駆動系12により探針
4に対して試料2を水平にラスタスキャン方式で移動す
れば、この試料台1の位置座標を知ることによって、試
料の所望の領域の凹凸を拡大認識することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の原子間力顕微鏡
装置は以上の様に構成されているので、検出感度が低く
て分解能が悪くなる問題点があった。その要因として次
のようなものが考えられる。 図17に示す様に、カンチレバー3の反射部に入射し
たレーザ光の約50μmのスポット径がカンチレバーの
先端部に設けられた反射部よりも大きいことから、レー
ザ光が試料上にもれて試料からの反射光も反射鏡9を介
してフォトセンサ8に入力される。 カンチレバーのてこ作用が不十分なので、試料2の凹
凸に応じたレーザ光の光路偏倚量が不十分である。 光学系6によってレーザ光の光束を絞りきれてないの
で、フォトセンサに達するまでにレーザ光の光束が広が
る。
装置は以上の様に構成されているので、検出感度が低く
て分解能が悪くなる問題点があった。その要因として次
のようなものが考えられる。 図17に示す様に、カンチレバー3の反射部に入射し
たレーザ光の約50μmのスポット径がカンチレバーの
先端部に設けられた反射部よりも大きいことから、レー
ザ光が試料上にもれて試料からの反射光も反射鏡9を介
してフォトセンサ8に入力される。 カンチレバーのてこ作用が不十分なので、試料2の凹
凸に応じたレーザ光の光路偏倚量が不十分である。 光学系6によってレーザ光の光束を絞りきれてないの
で、フォトセンサに達するまでにレーザ光の光束が広が
る。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、検出感度が高くて分解能が良好
な原子間力顕微鏡装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、検出感度が高くて分解能が良好
な原子間力顕微鏡装置を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係る原子間力顕微鏡装置は、カンチレバーに入射するレ
ーザ光のスポット径よりも大きな反射部を、カンチレバ
ーに設けたものである。
係る原子間力顕微鏡装置は、カンチレバーに入射するレ
ーザ光のスポット径よりも大きな反射部を、カンチレバ
ーに設けたものである。
【0008】この発明の第2の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーに入射するレーザ光を反射する
凸面鏡をカンチレバーに設けたものである。
鏡装置は、カンチレバーに入射するレーザ光を反射する
凸面鏡をカンチレバーに設けたものである。
【0009】この発明の第3の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ
光の光路を変更する凸面鏡を設けたものである。
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ
光の光路を変更する凸面鏡を設けたものである。
【0010】この発明の第4の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、レーザ光を試料外で受ける反射部をカンチレ
バーに設けたものである。
鏡装置は、レーザ光を試料外で受ける反射部をカンチレ
バーに設けたものである。
【0011】この発明の第5の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間にレーザ光
を収束するための光学系を設けたものである。
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間にレーザ光
を収束するための光学系を設けたものである。
【0012】
【作用】この発明の第1の発明においては、カンチレバ
ーに設けられた反射部が、試料上へのレーザ光のもれを
防止してセンサへ反射せしめる。
ーに設けられた反射部が、試料上へのレーザ光のもれを
防止してセンサへ反射せしめる。
【0013】この発明の第2の発明においては、カンチ
レバーに設けた凸面鏡が、試料の凹凸によるレーザ光の
光路偏倚量を拡大してセンサへ反射せしめる。
レバーに設けた凸面鏡が、試料の凹凸によるレーザ光の
光路偏倚量を拡大してセンサへ反射せしめる。
【0014】この発明の第3の発明においては、カンチ
レバーとセンサの間に設けた凸面鏡が、試料の凹凸によ
るレーザ光の光路偏倚量を拡大してセンサへ入射せしめ
る。
レバーとセンサの間に設けた凸面鏡が、試料の凹凸によ
るレーザ光の光路偏倚量を拡大してセンサへ入射せしめ
る。
【0015】この発明の第4の発明においては、カンチ
レバーに設けられたレーザ光を試料外で反射する反射部
が試料からのレーザ光の反射をとを含まずにセンサへ反
射せしめる。
レバーに設けられたレーザ光を試料外で反射する反射部
が試料からのレーザ光の反射をとを含まずにセンサへ反
射せしめる。
【0016】この発明の第5の発明においては、カンチ
レバーとセンサ間に設けられた光学系が、カンチレバー
にて反射されたレーザ光の光束を収束してセンサに反射
せしめる。
レバーとセンサ間に設けられた光学系が、カンチレバー
にて反射されたレーザ光の光束を収束してセンサに反射
せしめる。
【0017】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図1について説
明する。図1において、図14に示した従来例と同一の
符号は、同一又は相当部分を示すものであり、3aは探
針4の上下動に追随して支持板5に固定された両端部を
支点として先端部が上下に動くV字形状のカンチレバー
3の本体、3b光学系6を通って入射するレーザ光を反
射する、レーザ光のカンチレバー3先端におけるスポッ
ト径よりも大きな形状からなるカンチレバー3の反射部
で、上記本体3bの先端部分に一体に設けられている。
なお、探針4はこの反射部3bの下面に設けられてい
る。
明する。図1において、図14に示した従来例と同一の
符号は、同一又は相当部分を示すものであり、3aは探
針4の上下動に追随して支持板5に固定された両端部を
支点として先端部が上下に動くV字形状のカンチレバー
3の本体、3b光学系6を通って入射するレーザ光を反
射する、レーザ光のカンチレバー3先端におけるスポッ
ト径よりも大きな形状からなるカンチレバー3の反射部
で、上記本体3bの先端部分に一体に設けられている。
なお、探針4はこの反射部3bの下面に設けられてい
る。
【0018】このように構成された実施例1における原
子間力顕微鏡装置の動作について、図1を参照しながら
説明する。まずレーザ光発振源7から発振されたレーザ
光は、探針4を有するカンチレバー3の先端部分に設け
た反射部3bによって反射される。そこで試料2表面の
凹凸に応じてカンチレバー3がたわみ、反射部3bにお
けるレーザ光の反射位置と反射角が変化することによ
り、レーザ光の光路が変化する。
子間力顕微鏡装置の動作について、図1を参照しながら
説明する。まずレーザ光発振源7から発振されたレーザ
光は、探針4を有するカンチレバー3の先端部分に設け
た反射部3bによって反射される。そこで試料2表面の
凹凸に応じてカンチレバー3がたわみ、反射部3bにお
けるレーザ光の反射位置と反射角が変化することによ
り、レーザ光の光路が変化する。
【0019】この反射部3bにて反射されたレーザ光は
反射鏡9で光路変更してフォトセンサ8で検知される
が、図2に示す様に反射部3bにおいてレーザ光の大部
分が反射されるので、フォトセンサ8に入射されるレー
ザ光は、図3に示す様に点線にて示す従来bの形状の光
量分布を持っていたものに対して実線で示すb1の様に
半値幅が小さくなるとともに最大強度が大きくなる。ま
たカンチレバー3がたわんだ時に、レーザ光の焦点がた
とえばb2の位置に移動する。この様に、フォトセンサ
8への焦点の精度及び焦点の移動量の精度が向上する。
このフォトセンサ8からの信号を受けた制御回路10に
よりZ駆動系11が働いて試料台を上下し、フォトセン
サ8におけるレーザ光の焦点位置をb2からb1へ復帰
する。これをXY駆動系12によりXY方向にラスタス
キャンすれば、この試料台1の位置座標を知ることによ
り、試料の所望の領域の凹凸を良好に拡大認識すること
ができる。
反射鏡9で光路変更してフォトセンサ8で検知される
が、図2に示す様に反射部3bにおいてレーザ光の大部
分が反射されるので、フォトセンサ8に入射されるレー
ザ光は、図3に示す様に点線にて示す従来bの形状の光
量分布を持っていたものに対して実線で示すb1の様に
半値幅が小さくなるとともに最大強度が大きくなる。ま
たカンチレバー3がたわんだ時に、レーザ光の焦点がた
とえばb2の位置に移動する。この様に、フォトセンサ
8への焦点の精度及び焦点の移動量の精度が向上する。
このフォトセンサ8からの信号を受けた制御回路10に
よりZ駆動系11が働いて試料台を上下し、フォトセン
サ8におけるレーザ光の焦点位置をb2からb1へ復帰
する。これをXY駆動系12によりXY方向にラスタス
キャンすれば、この試料台1の位置座標を知ることによ
り、試料の所望の領域の凹凸を良好に拡大認識すること
ができる。
【0020】実施例2.図4はこの発明の実施例2を示
すものであり、上記実施例1のものに対してカンチレバ
ー3の反射部を、光学系6を通って入射するレーザ光に
向って凸状の円筒面などからなる凸面鏡3cにしたもの
である。このように構成された原子間力顕微鏡装置で
は、図5に示す様に試料2の凹凸に応じたレーザ光の光
路が実線にて示す16aからたとえば点線にて示す16
bに変化する。フォトセンサ8入射されるレーザ光は、
図6に示す様に従来の光路偏倚量がcからc1であった
ものに対して凸面鏡3cによってcからc2へ拡大さ
れ、分解能が向上する。
すものであり、上記実施例1のものに対してカンチレバ
ー3の反射部を、光学系6を通って入射するレーザ光に
向って凸状の円筒面などからなる凸面鏡3cにしたもの
である。このように構成された原子間力顕微鏡装置で
は、図5に示す様に試料2の凹凸に応じたレーザ光の光
路が実線にて示す16aからたとえば点線にて示す16
bに変化する。フォトセンサ8入射されるレーザ光は、
図6に示す様に従来の光路偏倚量がcからc1であった
ものに対して凸面鏡3cによってcからc2へ拡大さ
れ、分解能が向上する。
【0021】実施例3.図7はこの発明の実施例3を示
すものであり、図14に示した従来例と同一の符号は、
同一又は相当部分を示すものである。図7において14
はカンチレバー3とフォトセンサ8の間に設けられ、カ
ンチレバー3の先端部分における反射部から反射された
レーザ光の光路をフォトセンサ8へ変更する凸面鏡であ
る。図8はこの実施例3における光路説明図であるが、
図8においてカンチレバーが実線にて示す3から点線に
て示す13へたわんだ場合、光路16aは従来の平面鏡
9を用いた場合に点線にて示す光路16bへ偏倚するの
に対して、この実施例3における凸面鏡14を用いると
光路16cにまで光路偏倚量が拡大してフォトセンサ8
に入射するので、分解能が向上する。
すものであり、図14に示した従来例と同一の符号は、
同一又は相当部分を示すものである。図7において14
はカンチレバー3とフォトセンサ8の間に設けられ、カ
ンチレバー3の先端部分における反射部から反射された
レーザ光の光路をフォトセンサ8へ変更する凸面鏡であ
る。図8はこの実施例3における光路説明図であるが、
図8においてカンチレバーが実線にて示す3から点線に
て示す13へたわんだ場合、光路16aは従来の平面鏡
9を用いた場合に点線にて示す光路16bへ偏倚するの
に対して、この実施例3における凸面鏡14を用いると
光路16cにまで光路偏倚量が拡大してフォトセンサ8
に入射するので、分解能が向上する。
【0022】実施例4.図9はこの発明の実施例4を示
すものであり、図14に示した従来例と同一の符号は、
同一又は相当部分を示すものである。図9において3b
はカンチレバー(3)のV字形状の本体3a先端部分か
ら延在して一体形成され、試料2の垂直方向投影領域外
にてレーザ光発振源7からのレーザ光を受けて反射する
反射部である。図10はこの実施例4における光路説明
図であるが、図10においてカンチレバーが実線にて示
す3から点線にて示す13へたわんだ場合、実線にて示
す光路16aは点線にて示す光路16bへ偏倚する。こ
の実施例4におけるカンチレバー3は、その先端部にお
いて試料の凹凸に応じた探針4の移動量を拡大すること
になるため、より、反射部3bにて反射されるレーザ光
の光路偏倚量は、探針4の位置で反射するものに対して
拡大するので、分解能を向上する。
すものであり、図14に示した従来例と同一の符号は、
同一又は相当部分を示すものである。図9において3b
はカンチレバー(3)のV字形状の本体3a先端部分か
ら延在して一体形成され、試料2の垂直方向投影領域外
にてレーザ光発振源7からのレーザ光を受けて反射する
反射部である。図10はこの実施例4における光路説明
図であるが、図10においてカンチレバーが実線にて示
す3から点線にて示す13へたわんだ場合、実線にて示
す光路16aは点線にて示す光路16bへ偏倚する。こ
の実施例4におけるカンチレバー3は、その先端部にお
いて試料の凹凸に応じた探針4の移動量を拡大すること
になるため、より、反射部3bにて反射されるレーザ光
の光路偏倚量は、探針4の位置で反射するものに対して
拡大するので、分解能を向上する。
【0023】実施例5.図11はこの発明の実施例5を
示すものであり、図14に示した従来例と同一の符号
は、同一又は相当部分を示すものである。図11におい
て15はカンチレバー3とフォトセンサ8の間に設けら
れ、カンチレバー3の先端部分における反射部から反射
され、反射鏡9にて光路変更されたレーザ光の光束を収
束する光学系で、この実施例5においては凸レンズにて
構成している。この実施例5において、光束の絞られる
様子を図12に示すが、この光学系15によりフォトセ
ンサ8上における光量分布が光学系を用いていない従来
例のもの(図13のdにて示す)に対して、半値幅が小
さくなるとともに最大強度が大きくなってddの様にな
り、検出感度が向上する。この光学系15は反射鏡9と
フォトセンサ8の間にあっても、カンチレバー3と反射
鏡9の間にあっても、またその両方にあっても良い。ま
たこの光学系は複数個であっても良い。
示すものであり、図14に示した従来例と同一の符号
は、同一又は相当部分を示すものである。図11におい
て15はカンチレバー3とフォトセンサ8の間に設けら
れ、カンチレバー3の先端部分における反射部から反射
され、反射鏡9にて光路変更されたレーザ光の光束を収
束する光学系で、この実施例5においては凸レンズにて
構成している。この実施例5において、光束の絞られる
様子を図12に示すが、この光学系15によりフォトセ
ンサ8上における光量分布が光学系を用いていない従来
例のもの(図13のdにて示す)に対して、半値幅が小
さくなるとともに最大強度が大きくなってddの様にな
り、検出感度が向上する。この光学系15は反射鏡9と
フォトセンサ8の間にあっても、カンチレバー3と反射
鏡9の間にあっても、またその両方にあっても良い。ま
たこの光学系は複数個であっても良い。
【0024】なお上記実施例1〜5では、探針4として
カンチレバー3下表面から突出したものを示したが、試
料との間に原子間力を介して接触するものであればその
形状は何でも良い。
カンチレバー3下表面から突出したものを示したが、試
料との間に原子間力を介して接触するものであればその
形状は何でも良い。
【0025】また上記実施例1〜5では、カンチレバー
3に対してレーザ光が重力の方向に入射する例を示した
が、各構成要素の相対的な位置関係さえ満足しておれ
ば、重力の方向に対してどこを向いていてもよい。
3に対してレーザ光が重力の方向に入射する例を示した
が、各構成要素の相対的な位置関係さえ満足しておれ
ば、重力の方向に対してどこを向いていてもよい。
【0026】また上記実施例1〜5では、カンチレバー
3としててこ式のものを示したがこれに限るものではな
く、試料の凹凸に応じて変位するものであれば何でも良
い。
3としててこ式のものを示したがこれに限るものではな
く、試料の凹凸に応じて変位するものであれば何でも良
い。
【0027】また上記実施例1〜5では、カンチレバー
3とフォトセンサ8間のレーザ光の進路を変更する反射
鏡9として鏡を示したが、これはレーザ光の光路を変更
できるものなら何でも良く、プリズムであっても良い。
3とフォトセンサ8間のレーザ光の進路を変更する反射
鏡9として鏡を示したが、これはレーザ光の光路を変更
できるものなら何でも良く、プリズムであっても良い。
【0028】また上記実施例1〜5では探針4又は反射
部又は凸面鏡がカンチレバー3に一体形成された例を示
したが、探針4又は反射部又は凸面鏡は、カンチレバー
に対して着脱可能に取り付けられていても良い。
部又は凸面鏡がカンチレバー3に一体形成された例を示
したが、探針4又は反射部又は凸面鏡は、カンチレバー
に対して着脱可能に取り付けられていても良い。
【0029】また上記実施例では、 カンチレバーに入射するレーザ光のカンチレバー先端
におけるスポット径よりも大きな反射部をカンチレバー
に設けた場合。 カンチレバーに入射するレーザ光を反射する凸面鏡を
カンチレバーに設けた場合。 カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ光の光路
を変更する凸面鏡を設けた場合。 レーザ光を試料外で反射する形状のカンチレバーを用
いた場合。 カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ光を収束
するための光学系を設けた場合。 のそれぞれの場合を個別に実施した例を示したが、各実
施例を複数個組み合わせれば感度及び分解能を更に向上
できることは言うまでもない。
におけるスポット径よりも大きな反射部をカンチレバー
に設けた場合。 カンチレバーに入射するレーザ光を反射する凸面鏡を
カンチレバーに設けた場合。 カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ光の光路
を変更する凸面鏡を設けた場合。 レーザ光を試料外で反射する形状のカンチレバーを用
いた場合。 カンチレバーとフォトセンサの間に、レーザ光を収束
するための光学系を設けた場合。 のそれぞれの場合を個別に実施した例を示したが、各実
施例を複数個組み合わせれば感度及び分解能を更に向上
できることは言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】この発明は以上説明した様に構成されて
いるので、以下に記載される様な効果を奏する。
いるので、以下に記載される様な効果を奏する。
【0031】この発明の第1の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーに、入射するレーザ光のスポッ
ト径よりも大きな反射部を設けたので、試料面から反射
するノイズを低減し検出感度の高いものが得られる効果
がある。
鏡装置は、カンチレバーに、入射するレーザ光のスポッ
ト径よりも大きな反射部を設けたので、試料面から反射
するノイズを低減し検出感度の高いものが得られる効果
がある。
【0032】この発明の第2の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーに、入射するレーザ光を反射す
る凸面鏡を設けたので、試料の凹凸に応じたレーザ光の
光路偏倚量が拡大し、分解能が向上するという効果があ
る。
鏡装置は、カンチレバーに、入射するレーザ光を反射す
る凸面鏡を設けたので、試料の凹凸に応じたレーザ光の
光路偏倚量が拡大し、分解能が向上するという効果があ
る。
【0033】この発明の第3の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間にレーザ光
の光路を変更する凸面鏡を設けたので、試料の凹凸に応
じたレーザ光の光路偏倚量が拡大し、分解能が向上する
という効果がある。
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサの間にレーザ光
の光路を変更する凸面鏡を設けたので、試料の凹凸に応
じたレーザ光の光路偏倚量が拡大し、分解能が向上する
という効果がある。
【0034】この発明の第4の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、レーザ光を試料領域外で反射するカンチレバ
ーを用いたので、試料から反射するノイズを無くするこ
とができて検出感度が向上するという効果がある。
鏡装置は、レーザ光を試料領域外で反射するカンチレバ
ーを用いたので、試料から反射するノイズを無くするこ
とができて検出感度が向上するという効果がある。
【0035】この発明の第5の発明に係る原子間力顕微
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサ間に光学系を設
けてレーザ光の光束を収束させたので、検出感度が向上
するという効果がある。
鏡装置は、カンチレバーとフォトセンサ間に光学系を設
けてレーザ光の光束を収束させたので、検出感度が向上
するという効果がある。
【図1】この発明の実施例1を示す主要部構成図。
【図2】この発明の実施例1を示す反射部拡大図。
【図3】この発明の実施例1を示すフォトセンサ上の光
量分布図。
量分布図。
【図4】この発明の実施例2を示す主要部構成図。
【図5】この発明の実施例2を示す光路説明図。
【図6】この発明の実施例2を示すフォトセンサ上の光
量分布図。
量分布図。
【図7】この発明の実施例3を示す主要部構成図。
【図8】この発明の実施例3を示す光路説明図。
【図9】この発明の実施例4を示す主要部構成図。
【図10】この発明の実施例4を示す光路説明図。
【図11】この発明の実施例5を示す主要部構成図。
【図12】この発明の実施例5を示す光束説明図。
【図13】この発明の実施例5を示すフォトセンサ上の
光量分布図。
光量分布図。
【図14】従来の原子間力顕微鏡装置を示す主要部構成
図。
図。
【図15】従来の原子間力顕微鏡装置を示す光路説明
図。
図。
【図16】従来の原子間力顕微鏡装置を示すフォトセン
サ上の光量分布図。
サ上の光量分布図。
【図17】従来の原子間力顕微鏡装置を示す反射部拡大
図。
図。
3 カンチレバー 3a カンチレバー本体 3b 反射部 3c 凸面鏡 4 探針 7 レーザ光発振源 8 フォトセンサ 14 凸面鏡 15 光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 博之 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社エル・エス・アイ研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 所定の径を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光発振源、試料との間に原子間力を介して接触する
探針と、この探針の上下動に追随して動く本体と、この
本体に設けられ上記レーザ光発振源からのレーザ光を受
けて反射する上記レーザ光の径より大きい反射部とを有
するカンチレバー、このカンチレバーの反射部にて反射
されたレーザ光を受けるセンサを備えた原子間力顕微鏡
装置。 - 【請求項2】 所定の径を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光発振源、試料との間に原子間力を介して接触する
探針と、この探針の上下動に追随して動く本体と、この
本体に設けられ上記レーザ光発振源からのレーザ光を受
けて反射する、凸面鏡とを有するカンチレバー、このカ
ンチレバーの反射部にて反射されたレーザ光を受けるセ
ンサを備えた原子間力顕微鏡装置。 - 【請求項3】 所定の径を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光発振源、試料との間に原子間力を介して接触する
探針と、この探針の上下動に追随して動く本体と、この
本体に設けられ上記レーザ光発振源からのレーザ光を受
けて反射する反射部とを有するカンチレバー、このカン
チレバーの反射部にて反射されたレーザ光を受けるセン
サ、上記カンチレバーとこのセンサとの間に位置し、上
記カンチレバーの反射部にて反射されたレーザ光の進路
を上記センサの方向へ変更する凸面鏡を備えた原子間力
顕微鏡装置。 - 【請求項4】 所定の径を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光発振源、試料との間に原子間力を介して接触する
探針と、この探針の上下動に追随して動く本体と、この
本体に設けられ、上記試料の垂直方向投影領域外で上記
レーザ光発振源からのレーザ光を受けて反射する反射部
とを有するカンチレバー、このカンチレバーの反射部に
て反射されたレーザ光を受けるセンサを備えた原子間力
顕微鏡装置。 - 【請求項5】 所定の径を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光発振源、試料との間に原子間力を介して接触する
探針と、この探針の上下動に追随して動く本体と、この
本体に設けられ上記レーザ光発振源からのレーザ光を受
けて反射する反射部とを有するカンチレバー、このカン
チレバーの反射部にて反射されたレーザ光を受けるセン
サ、カンチレバーとこのセンサとの間に位置してカンチ
レバーの反射部にて反射されたレーザ光の光束を収束し
て上記センサに入射させる光学系を備えた原子間力顕微
鏡装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP321393A JPH06137846A (ja) | 1992-09-08 | 1993-01-12 | 原子間力顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-239490 | 1992-09-08 | ||
JP23949092 | 1992-09-08 | ||
JP321393A JPH06137846A (ja) | 1992-09-08 | 1993-01-12 | 原子間力顕微鏡装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06137846A true JPH06137846A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=26336744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP321393A Pending JPH06137846A (ja) | 1992-09-08 | 1993-01-12 | 原子間力顕微鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06137846A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08315531A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Hitachi Ltd | ディスク状記録媒体上のヘッドの位置決め方法とサーボ情報書き込み方法、磁気ディスク装置と磁気ディスク装置用サーボ情報書き込み装置、変位検出用ミラー |
JP2009058534A (ja) * | 1999-12-20 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 近視野光プローブとその製造方法、およびその近視野光プローブを用いた近視野光装置 |
CN112781495A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 合肥工业大学 | 一种基于悬浮激光结构的三维接触触发式测量探头 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP321393A patent/JPH06137846A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08315531A (ja) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Hitachi Ltd | ディスク状記録媒体上のヘッドの位置決め方法とサーボ情報書き込み方法、磁気ディスク装置と磁気ディスク装置用サーボ情報書き込み装置、変位検出用ミラー |
JP2009058534A (ja) * | 1999-12-20 | 2009-03-19 | Seiko Instruments Inc | 近視野光プローブとその製造方法、およびその近視野光プローブを用いた近視野光装置 |
CN112781495A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 合肥工业大学 | 一种基于悬浮激光结构的三维接触触发式测量探头 |
CN112781495B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-12 | 合肥工业大学 | 一种基于悬浮激光结构的三维接触触发式测量探头 |
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