JPH10288618A - 表面分析装置 - Google Patents
表面分析装置Info
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- JPH10288618A JPH10288618A JP9099351A JP9935197A JPH10288618A JP H10288618 A JPH10288618 A JP H10288618A JP 9099351 A JP9099351 A JP 9099351A JP 9935197 A JP9935197 A JP 9935197A JP H10288618 A JPH10288618 A JP H10288618A
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- probe microscope
- fluctuation
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- H01J37/02—Details
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0216—Means for avoiding or correcting vibration effects
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
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- Radiology & Medical Imaging (AREA)
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い周波数成分を有する装置設置場所におい
ても床振動からの外乱成分を減少させる除振台を組み込
み、低周波数成分ノイズを出力結果より減少させ分解能
の高いプロ−ブ顕微鏡の提供を目的とするものである。 【解決手段】 床振動による除振台定盤１４への振動を
変位計１５や加速度計１６等を用いて検出し、この振動
と逆位相の振動を除振台定盤１４に与えることで、床か
らの振動を除振台定盤１４上で低減し、低周波から高周
波数成分を有する装置設置場所においても床振動からの
外部振動成分を減少させる、いわゆるアクテイ ブ除振台
を搭載したプロ−ブ顕微鏡を構成する。
ても床振動からの外乱成分を減少させる除振台を組み込
み、低周波数成分ノイズを出力結果より減少させ分解能
の高いプロ−ブ顕微鏡の提供を目的とするものである。 【解決手段】 床振動による除振台定盤１４への振動を
変位計１５や加速度計１６等を用いて検出し、この振動
と逆位相の振動を除振台定盤１４に与えることで、床か
らの振動を除振台定盤１４上で低減し、低周波から高周
波数成分を有する装置設置場所においても床振動からの
外部振動成分を減少させる、いわゆるアクテイ ブ除振台
を搭載したプロ−ブ顕微鏡を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は試料から受ける原
子間力等の物理量を検出する原子間力顕微鏡や磁気力顕
微鏡といったプロ−ブ顕微鏡に優れた除振台を付加した
システムとすることで半導体製造に供されるクリ−ンル
−ム等の騒音空間に設置した場合でも高い分解能で物理
量を検出できるプロ−ブ顕微鏡に関するものである。
子間力等の物理量を検出する原子間力顕微鏡や磁気力顕
微鏡といったプロ−ブ顕微鏡に優れた除振台を付加した
システムとすることで半導体製造に供されるクリ−ンル
−ム等の騒音空間に設置した場合でも高い分解能で物理
量を検出できるプロ−ブ顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プロ−ブ顕微鏡の一種である原子間力顕
微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ）はＳＴＭの発明者であるＧ．Ｂｉｎｎｉｇらによっ
て考案（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ｖｏｌ．５６ ｐ９３０１９８６）されて以来、
新規な絶縁性物質の表面形状観察手段として期待され、
研究が進められている。その原理は先端を充分に鋭くし
た検出チップと試料間に働く原子間力を、前記検出チッ
プが取り付けられているばね要素の変位として測定し、
前記ばね要素の変位量を一定に保ちながら前記試料表面
を走査し、前記ばね要素の変位量を一定に保つための制
御信号を形状情報として、前記試料表面の形状を測定す
るものである。
微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ）はＳＴＭの発明者であるＧ．Ｂｉｎｎｉｇらによっ
て考案（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ｖｏｌ．５６ ｐ９３０１９８６）されて以来、
新規な絶縁性物質の表面形状観察手段として期待され、
研究が進められている。その原理は先端を充分に鋭くし
た検出チップと試料間に働く原子間力を、前記検出チッ
プが取り付けられているばね要素の変位として測定し、
前記ばね要素の変位量を一定に保ちながら前記試料表面
を走査し、前記ばね要素の変位量を一定に保つための制
御信号を形状情報として、前記試料表面の形状を測定す
るものである。
【０００３】ばね要素の変位検出手段としてはトンネル
電流を用いるＳＴＭ方式と光学的方式に大別される。Ｓ
ＴＭ方式は二つの導体を数ナノメータ〜数オングストロ
ームの距離に近付け電圧を印加すると電流が流れ始める
いわゆるトンネル現象を利用するものである。ばね要素
に導電性を付与しておき、鋭利な金属針をばね要素に１
ナノメータ程度まで接近させてトンネル電流を流し、そ
の電流値をばね要素の変位信号として制御を行う。
電流を用いるＳＴＭ方式と光学的方式に大別される。Ｓ
ＴＭ方式は二つの導体を数ナノメータ〜数オングストロ
ームの距離に近付け電圧を印加すると電流が流れ始める
いわゆるトンネル現象を利用するものである。ばね要素
に導電性を付与しておき、鋭利な金属針をばね要素に１
ナノメータ程度まで接近させてトンネル電流を流し、そ
の電流値をばね要素の変位信号として制御を行う。
【０００４】光学的方式にはいわゆる干渉法そのものを
使った例（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＶａｃｕｕｍ Ｓｃｉ
ｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ６（２）ｐ２６６
Ｍａｒ／Ａｐｒ １９８８）や、レーザー光をばね要素
に照射しその反射光の位置ずれを光検出素子で検出して
変位信号とする、光てこ方式と呼ばれる例（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ６５
（１）、１ ｐ１６４ Ｊａｎｕａｒｙ １９８９）が
報告されている。
使った例（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＶａｃｕｕｍ Ｓｃｉ
ｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ６（２）ｐ２６６
Ｍａｒ／Ａｐｒ １９８８）や、レーザー光をばね要素
に照射しその反射光の位置ずれを光検出素子で検出して
変位信号とする、光てこ方式と呼ばれる例（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ６５
（１）、１ ｐ１６４ Ｊａｎｕａｒｙ １９８９）が
報告されている。
【０００５】プロ−ブ顕微鏡は試料にあい対する位置に
配置されたプロ−ブが試料から原子間力を受けるものな
らば原子間力顕微鏡と称され、磁気力ならば磁気力顕微
鏡と称される様に試料から生じる様々な力を検出して試
料の状態を観察できるものである。
配置されたプロ−ブが試料から原子間力を受けるものな
らば原子間力顕微鏡と称され、磁気力ならば磁気力顕微
鏡と称される様に試料から生じる様々な力を検出して試
料の状態を観察できるものである。
【０００６】プローブ顕微鏡は性能上原子間の形状等の
差を識別できるほど、非常に感度が高い検出部を設けて
いる。この感度の高い検出部を設けていることで一方で
は外部からの振動や音に対しても敏感な構成であるとも
いえる。つまり、外部からの振動や音により試料と検出
部間が相対的に変動（振動）するとその変動成分をも検
出される。そのため、この外部からの振動による変動成
分が検出部に検出されることで、試料状態を示す信号成
分と混ざることになる。よって、装置の分解能の低下要
因となる。そのため、振動の影響を避けるために、小型
で十分に剛性の高い装置として一般に設計されている。
しかし、最近は半導体製造に供される８インチウエ ハ上
の任意の位置の測定を行うという要求もあり、大型ステ
−ジが組み込まれたプロ−ブ顕微鏡（大型ステ−ジ付プ
ロ−ブ顕微鏡）が出現した。しかし、大型のプロ−ブ顕
微鏡になると、設置場所からの振動を避けることがなか
なか困難になってくる。尚、大型プロ−ブ顕微鏡として
は文献（J.Vac.Sci.Technol.B 12(3),May/Jun 1994
1572）に詳細に記載されている。
差を識別できるほど、非常に感度が高い検出部を設けて
いる。この感度の高い検出部を設けていることで一方で
は外部からの振動や音に対しても敏感な構成であるとも
いえる。つまり、外部からの振動や音により試料と検出
部間が相対的に変動（振動）するとその変動成分をも検
出される。そのため、この外部からの振動による変動成
分が検出部に検出されることで、試料状態を示す信号成
分と混ざることになる。よって、装置の分解能の低下要
因となる。そのため、振動の影響を避けるために、小型
で十分に剛性の高い装置として一般に設計されている。
しかし、最近は半導体製造に供される８インチウエ ハ上
の任意の位置の測定を行うという要求もあり、大型ステ
−ジが組み込まれたプロ−ブ顕微鏡（大型ステ−ジ付プ
ロ−ブ顕微鏡）が出現した。しかし、大型のプロ−ブ顕
微鏡になると、設置場所からの振動を避けることがなか
なか困難になってくる。尚、大型プロ−ブ顕微鏡として
は文献（J.Vac.Sci.Technol.B 12(3),May/Jun 1994
1572）に詳細に記載されている。
【０００７】主な外部からの振動として装置を設置した
床の振動が上げられる。床振動には設置環境によって様
々な周波数成分が存在する。数Ｈｚ（１０Ｈｚ以下）と
いった低い周波数成分も存在する。一般的に、プローブ
顕微鏡の検出部等の要素部品は、床からの振動の影響を
低減ために除振台を設け、この除振台の定盤上に構成さ
れている。除振台としては空気圧（空気バネ）を用いた
ものが一般的である。しかし、この空気バネ機構は基本
的にはバネ要素であるため共振点を有し、通常共振点は
約１〜３Ｈｚと低い。このような低い共振点をもつ除振
台では、床の振動成分である低い周波数の振動（約４Ｈ
ｚ以下）に対しては減衰されず、かえって除振台定盤上
で増幅されてしまうため大きな問題となる。一方、半導
体製造では清浄環境が必要であるため、一般にクリーン
ルームと呼ばれる清浄環境の中で量産が進められてい
る。しかし、クリ−ンル−ムは清浄空間確保のため、部
屋に清浄な空気を流す構成になっているため、また、部
屋の中には多くの製造装置や評価装置が配置されている
ため、かなりの騒音がある環境である。また、クリ−ン
ルームをもつ建物自体にも振動がある。そのため、クリ
−ンル−ム内の床には低周波数の振動や高周波数の振動
がかなりの強度で存在する。
床の振動が上げられる。床振動には設置環境によって様
々な周波数成分が存在する。数Ｈｚ（１０Ｈｚ以下）と
いった低い周波数成分も存在する。一般的に、プローブ
顕微鏡の検出部等の要素部品は、床からの振動の影響を
低減ために除振台を設け、この除振台の定盤上に構成さ
れている。除振台としては空気圧（空気バネ）を用いた
ものが一般的である。しかし、この空気バネ機構は基本
的にはバネ要素であるため共振点を有し、通常共振点は
約１〜３Ｈｚと低い。このような低い共振点をもつ除振
台では、床の振動成分である低い周波数の振動（約４Ｈ
ｚ以下）に対しては減衰されず、かえって除振台定盤上
で増幅されてしまうため大きな問題となる。一方、半導
体製造では清浄環境が必要であるため、一般にクリーン
ルームと呼ばれる清浄環境の中で量産が進められてい
る。しかし、クリ−ンル−ムは清浄空間確保のため、部
屋に清浄な空気を流す構成になっているため、また、部
屋の中には多くの製造装置や評価装置が配置されている
ため、かなりの騒音がある環境である。また、クリ−ン
ルームをもつ建物自体にも振動がある。そのため、クリ
−ンル−ム内の床には低周波数の振動や高周波数の振動
がかなりの強度で存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、音等によ
る高周波成分はもとより、低い周波数成分をかなりの強
度で有するクリ−ンル−ム等の装置設置場所にても高周
波から低周波の振動の影響を強制的に減少させる新しい
除振台を設けたプロ−ブ顕微鏡を構成しプロ−ブ顕微鏡
がもつ本来の分解能の劣化をなくしたプロ−ブ顕微鏡を
得ることを目的とする。
る高周波成分はもとより、低い周波数成分をかなりの強
度で有するクリ−ンル−ム等の装置設置場所にても高周
波から低周波の振動の影響を強制的に減少させる新しい
除振台を設けたプロ−ブ顕微鏡を構成しプロ−ブ顕微鏡
がもつ本来の分解能の劣化をなくしたプロ−ブ顕微鏡を
得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、床振動によ
る除振台定盤への振動を変位計や加速度計等を用いて検
出し、この振動と逆位相の振動を除振台定盤に与えるこ
とで、床からの振動を除振台定盤上で低減し、低周波か
ら高周波数成分を有する装置設置場所においても床振動
からの外部振動成分を減少させる、いわゆるアクテイ ブ
除振台を搭載したプロ−ブ顕微鏡を構成するものであ
る。また、床以外からくる音等による高周波成分の除去
には、プロ−ブ顕微鏡装置全体を防音カバ−で覆うこと
により、達成されるものである。尚、アクテイ ブ除振台
については、（日経マイクロ0121イス 1993年11月号 P105）
に詳細に記載されている。
る除振台定盤への振動を変位計や加速度計等を用いて検
出し、この振動と逆位相の振動を除振台定盤に与えるこ
とで、床からの振動を除振台定盤上で低減し、低周波か
ら高周波数成分を有する装置設置場所においても床振動
からの外部振動成分を減少させる、いわゆるアクテイ ブ
除振台を搭載したプロ−ブ顕微鏡を構成するものであ
る。また、床以外からくる音等による高周波成分の除去
には、プロ−ブ顕微鏡装置全体を防音カバ−で覆うこと
により、達成されるものである。尚、アクテイ ブ除振台
については、（日経マイクロ0121イス 1993年11月号 P105）
に詳細に記載されている。
【００１０】［作用］上記の発明の手段を講じることに
より、空気バネ式等に見られる共振周波数が減少でき、
試料状態を示す信号成分に混ざる床等からくる振動成分
の内の特に低周波数成分の減衰ができる装置とすること
で、プロ−ブ顕微鏡がもつ本来の分解能を向上させるこ
とが達成できる。また、防音カバ−でプロ−ブ顕微鏡全
体を覆うことで高周波成分を除去できる。
より、空気バネ式等に見られる共振周波数が減少でき、
試料状態を示す信号成分に混ざる床等からくる振動成分
の内の特に低周波数成分の減衰ができる装置とすること
で、プロ−ブ顕微鏡がもつ本来の分解能を向上させるこ
とが達成できる。また、防音カバ−でプロ−ブ顕微鏡全
体を覆うことで高周波成分を除去できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基ずき実施例につい
て説明していく。
て説明していく。
【００１２】図１は、大型ステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡を
組み込んだ装置の構成を示した図であり、定盤１上にプ
ローブ顕微鏡の検出部等の要素部品が構成してある。支
持アーム２及び三次元動作用ステージとして図面上、左
右方向に動作つまりＸ軸方向用のＸ軸ステージ３、図面
上、前後方向に動作つまりＹ軸方向用のＹ軸ステージ
４、図面上、上下前後方向に動作つまりＺ軸方向用のＺ
軸ステージ５が前記定盤１上に固定されている。前記Ｚ
ステージ５上には試料ホルダ６を介して試料７が固定さ
れている。試料固定はウエ ハの場合真空吸着により行わ
れる。前記試料７の相対する位置には前記試料７の表面
状態を検出する検出部８があり、微動機構９に固定され
ている。前記微動機構９は電圧を印可することにより変
形する圧電素子により構成され、前記試料７表面に対し
三次元に検出部８を移動させるものである。本実施例で
は、前記検出部８は前記試料７表面から受ける原子間力
や磁気力と言った物理的力を受け変形する非常に小さい
バネ要素の変位を光学的に検出する構成のものが用いら
れている。いわゆる、レーザー光をばね要素に照射しそ
の反射光の位置ずれを光検出素子で検出して変位信号と
する、光てこ方式を小型に構成したものである。前記微
動機構９は前記支持アーム２に固定されている。
組み込んだ装置の構成を示した図であり、定盤１上にプ
ローブ顕微鏡の検出部等の要素部品が構成してある。支
持アーム２及び三次元動作用ステージとして図面上、左
右方向に動作つまりＸ軸方向用のＸ軸ステージ３、図面
上、前後方向に動作つまりＹ軸方向用のＹ軸ステージ
４、図面上、上下前後方向に動作つまりＺ軸方向用のＺ
軸ステージ５が前記定盤１上に固定されている。前記Ｚ
ステージ５上には試料ホルダ６を介して試料７が固定さ
れている。試料固定はウエ ハの場合真空吸着により行わ
れる。前記試料７の相対する位置には前記試料７の表面
状態を検出する検出部８があり、微動機構９に固定され
ている。前記微動機構９は電圧を印可することにより変
形する圧電素子により構成され、前記試料７表面に対し
三次元に検出部８を移動させるものである。本実施例で
は、前記検出部８は前記試料７表面から受ける原子間力
や磁気力と言った物理的力を受け変形する非常に小さい
バネ要素の変位を光学的に検出する構成のものが用いら
れている。いわゆる、レーザー光をばね要素に照射しそ
の反射光の位置ずれを光検出素子で検出して変位信号と
する、光てこ方式を小型に構成したものである。前記微
動機構９は前記支持アーム２に固定されている。
【００１３】また、前記微動機構９に対しＹ軸方向に数
個の対物レンズ１０を有する光学顕微鏡１１が構成され
ており、前記対物レンズ１０は電動のレボルバに固定さ
れている。前記光学顕微鏡１１の像はＣＣＤカメラ１２
を介してモニタ上に写し出される。前記光学顕微鏡１１
で見た試料位置と前記検出部８間の位置ずれ量は事前に
同一の標準試料を用いて算出し、システムに登録するこ
とで、前記三次元ステージ３、４、５を用いて前記光学
顕微鏡１１で見た位置と同じ位置で前記検出部８を用い
て検出ができる様になっている。尚、この位置合わせ方
式について（特開平３−４０３５６）に詳細に記載され
ている。
個の対物レンズ１０を有する光学顕微鏡１１が構成され
ており、前記対物レンズ１０は電動のレボルバに固定さ
れている。前記光学顕微鏡１１の像はＣＣＤカメラ１２
を介してモニタ上に写し出される。前記光学顕微鏡１１
で見た試料位置と前記検出部８間の位置ずれ量は事前に
同一の標準試料を用いて算出し、システムに登録するこ
とで、前記三次元ステージ３、４、５を用いて前記光学
顕微鏡１１で見た位置と同じ位置で前記検出部８を用い
て検出ができる様になっている。尚、この位置合わせ方
式について（特開平３−４０３５６）に詳細に記載され
ている。
【００１４】そして、先に示した要素部品１〜１２の全
てが除振台１３の定盤１４上に構成されている。本実施
例では除振台メ−カで販売しているアクテイ 制御の除振
台（特許機器（株）のβシリ−ズ）をベ−スとしたもの
を装置に組み込んだ。前記除振台定盤１４と前記除振台
１３の構造体間の変位や前記除振台定盤１４の加速度等
の床振動による外乱に対する除振台定盤１４の変動量検
出手段として変位計１５が各軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転
方向（ローリング、ヨーイング、ピッチング）に構成さ
れている。変位計の他に変動量を検出する手段として加
速度ピックアップ（加速度計）１６も構成されている。
変位計１５及び加速度計１６によって検出された変動量
と逆位相の加振力を前記除振台定盤１４に与える。ま
た、簡易型として回転方向の逆位相の振動制御について
は、省略する形も考えられる。そのため、前記外部振動
による変位に対し変位を打ち消す制御が働いた定盤１４
の構成になっている。本実施例で用いた除振台は鉛直
（Ｚ）方向及び回転方向制御には空気圧を介して変位制
御した機構を設け、面内方向（Ｘ、Ｙ）方向制御には磁
気力を介して変位を打ち消す様に制御した機構（ボイス
コイルモ−タ）が用いられている。
てが除振台１３の定盤１４上に構成されている。本実施
例では除振台メ−カで販売しているアクテイ 制御の除振
台（特許機器（株）のβシリ−ズ）をベ−スとしたもの
を装置に組み込んだ。前記除振台定盤１４と前記除振台
１３の構造体間の変位や前記除振台定盤１４の加速度等
の床振動による外乱に対する除振台定盤１４の変動量検
出手段として変位計１５が各軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚ及び回転
方向（ローリング、ヨーイング、ピッチング）に構成さ
れている。変位計の他に変動量を検出する手段として加
速度ピックアップ（加速度計）１６も構成されている。
変位計１５及び加速度計１６によって検出された変動量
と逆位相の加振力を前記除振台定盤１４に与える。ま
た、簡易型として回転方向の逆位相の振動制御について
は、省略する形も考えられる。そのため、前記外部振動
による変位に対し変位を打ち消す制御が働いた定盤１４
の構成になっている。本実施例で用いた除振台は鉛直
（Ｚ）方向及び回転方向制御には空気圧を介して変位制
御した機構を設け、面内方向（Ｘ、Ｙ）方向制御には磁
気力を介して変位を打ち消す様に制御した機構（ボイス
コイルモ−タ）が用いられている。
【００１５】また、本実施例では前記除振台及び除振台
上に構成されたプロ−ブ顕微鏡要素を高周波数の音響振
動を低減する構造体である防音カバ−１７で覆う構成に
した。防音カバ−は金属板、音響学上の質量効果の考え
から製作されて金属粉を樹脂でかためた遮音材及び発砲
質に金属粉が混在する材吸音材を積層した構成にした。
上に構成されたプロ−ブ顕微鏡要素を高周波数の音響振
動を低減する構造体である防音カバ−１７で覆う構成に
した。防音カバ−は金属板、音響学上の質量効果の考え
から製作されて金属粉を樹脂でかためた遮音材及び発砲
質に金属粉が混在する材吸音材を積層した構成にした。
【００１６】
【発明の効果】以上示した構成にすることで、たとえ高
周波から低周波数成分の大きいクリ−ンル−ム等に装置
を設置したとしても、図２に示す様なバネ式等に見られ
る空気バネの共振周波数を有する従来の除振台の振動減
衰特性にならず、図３に示す様な低周波数域での振動減
衰特性の優れた除振機構をプロ−ブ顕微鏡内構成するこ
とで、床振動からくる低周波数の振動によるノイズが減
少でき、プロ−ブ顕微鏡本来がもつ高分解能を維持した
観察ができる。また、高周波成分については防音カバ−
で除去できる。尚、本発明は、プロ−ブ顕微鏡について
記述したが、走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、フォ−
カスドイオンビ−ム装置等、他の分析装置や製造装置に
載せることで同様の防振効果が得られる。
周波から低周波数成分の大きいクリ−ンル−ム等に装置
を設置したとしても、図２に示す様なバネ式等に見られ
る空気バネの共振周波数を有する従来の除振台の振動減
衰特性にならず、図３に示す様な低周波数域での振動減
衰特性の優れた除振機構をプロ−ブ顕微鏡内構成するこ
とで、床振動からくる低周波数の振動によるノイズが減
少でき、プロ−ブ顕微鏡本来がもつ高分解能を維持した
観察ができる。また、高周波成分については防音カバ−
で除去できる。尚、本発明は、プロ−ブ顕微鏡について
記述したが、走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、フォ−
カスドイオンビ−ム装置等、他の分析装置や製造装置に
載せることで同様の防振効果が得られる。
【図１】この発明の実施例のプローブ顕微鏡の要素部品
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】空気バネ式の除振機構の振動減衰特性を示した
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例に用いた除振機構の振動減衰
特性を示した図である。
特性を示した図である。
１ 定盤 ２ 支持アーム ３、４、５ Ｘ、Ｙ、Ｚステージ ６ 試料ホルダ ７ 試料 ８ 検出部 ９ 微動機構 １０ 対物レンズ １１ 光学顕微鏡 １２ ＣＣＤカメラ １３ 除振台 １４ 除振台定盤 １５ 変位計 １６ 加速度計 １７ 防音カバ−
Claims (14)
- 【請求項１】 試料と試料から受ける原子間力等の物理
量を検出する検出部を３次元的に相対移動させる、粗い
位置決め粗動ステ−ジ及び微細な位置決め微動機構と、
前記試料と前記原子間力等の物理量を検出する検出部と
の距離を一定に保つ制御手段と、設置環境からくる振動
伝達を低減させる除振台と、装置の粗動および微動を行
う機構、原子間力等の物理量を検出する検出部等を制御
する制御電装部及び制御用のコンピュータを有した構成
からなる、試料表面の形状及び状態等を観察、評価する
ステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡において、前記除振台の構成
が床振動等の設置環境からくる振動に対し、除振台定盤
の変動量を検出する手段と前記振動変動に対し、逆位相
の振動を付加することで強制的に変動を低減させる制御
可能な除振台を構成要素として有しているステ−ジ付プ
ロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項２】 前記原子間力等の物理量を検出する検出
部を前記微動機構側に配置した構成からなる、ステ−ジ
付プロ−ブ顕微鏡において、前記除振台の構成が床振動
等の設置環境からくる振動に対し、除振台定盤の変動量
を検出する手段と前記振動変動に対し逆位相の振動を付
加することで強制的に変動を低減させる制御可能な除振
台を構成要素として有した請求項１に記載のステ−ジ付
プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項３】 前記制御可能な除振台の構成が振動変動
に対し逆位相の振動が付加されるようにするために、空
気圧を制御することで除振台定盤の変動量を制御できる
ようにした請求項１に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微
鏡。 - 【請求項４】 前記制御可能な除振台の構成が振動変動
に対し逆位相の振動が付加されるようにするために、磁
気力を制御することで除振台定盤の変動量を制御できる
ようにした請求項１に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微
鏡。 - 【請求項５】 前記制御可能な除振台の構成が振動変動
に対し逆位相の振動が付加されるようにするために、電
圧により変形するする圧電素子体を制御することで除振
台定盤の変動量を制御できるようにした請求項１に記載
のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項６】 前記制御可能な除振台の構成において、
鉛直方向及び回転方向に対しては空気圧の変化を制御
し、面内方向及び回転方向に対しては磁気力の変化を制
御した除振台を設けてなる請求項１に記載のステ−ジ付
プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項７】 前記除振台の振動に対する除振台定盤の
変動量の検出対象が除振台定盤と除振台架台（または設
置場所の床）との相対変位であるところの請求項１に記
載のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項８】 前記除振台の振動に対する除振台定盤の
変動量の検出対象が除振台定盤及び除振台架台（または
設置場所の床）の加速度であるところの請求項１に記載
のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項９】 環境からの振動に対する除振台定盤の変
動量の検出手段として静電容量型の変位計を設けてなる
請求項１に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項10】 環境からの振動に対する除振台定盤の変
動量の検出手段として電磁検出型の変位計を設けてなる
請求項１に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項11】 環境からの振動に対する除振台定盤の変
動量の検出手段として光学検出型の変位計を設けてなる
請求項１に記載のプロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項12】 環境からの振動に対する除振台定盤の変
動量の検出手段としてサ−ボ型の加速度計を設けてなる
請求項１項に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項13】 環境からの振動に対する除振台定盤の変
動量の検出手段として圧電型の加速度計を設けてなる請
求項１に記載のステ−ジ付プロ−ブ顕微鏡。 - 【請求項14】 前記除振台及び除振台上に構成されたプ
ロ−ブ顕微鏡要素を音響振動を低減する構造体（防音カ
バ−）で覆う構成にした請求項１に記載のステ−ジ付プ
ロ−ブ顕微鏡。
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