扫描型探针显微镜制造技术

提供一种能够使探针的相对速度变快，并且难以对样品的表面形状的测量结果产生噪声的扫描型探针显微镜。在向X方向以及与X方向相反的方向往返移动时，在切换探针的相对移动的方向时(开始位置P1以及折返位置P2)，使相对速度逐渐地降低之后切换方向，在切换后使相对速度逐渐地上升，防止探针的相对速度急剧地变化。在向Y方向以及与Y方向相反的方向位移移动时(开始位置P1以及折返位置P2)，使探针的相对速度逐渐地上升后，使相对速度逐渐地降低，由此防止探针的相对速度急剧地变化。

Scanning probe microscope

A scanning probe microscope, which can make the relative velocity of the probe fast, and is difficult to produce noise on the surface shape of the sample. In the move to X direction and X direction and opposite direction, the switch probe relative movement direction (when starting position P1 and position P2, the exhumation) after the relative velocity gradually decreases after the switch to switch the direction of relative velocity is gradually rising, the relative speed of preventing probe changed dramatically. When moving in the direction of Y direction and opposite direction to Y, the relative velocity of the probe increases gradually, and the relative velocity decreases gradually, which prevents the relative velocity of the probe from changing rapidly. When the relative velocity of the probe increases gradually, the relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe is changed rapidly. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of the probe decreases dramatically. The relative velocity of the probe decreases gradually. The relative velocity of

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描型探针显微镜
本专利技术涉及通过使探针沿着样品表面相对移动而用于测量样品的表面形状的扫描型探针显微镜。
技术介绍
在扫描型探针显微镜中，相对于载置在位移台上的样品的表面，通过使探针在XY平面内相对移动并进行扫描，在其扫描中检测作用于探针与样品表面之间的物理量(隧道电流或者原子力等)的变化。而且为了使扫描中的上述物理量保持恒定而反馈控制探针在Z方向的相对位置，由此能够基于该反馈量测量样品的表面形状(例如，参照下述专利文献1)。图8是用于说明使探针在样品的表面上相对移动时的、以往的方案的概略图。图9A以及图9B是示出使图8的方案的探针相对移动时的时间与探针的相对位置的关系的图，图9A示出X方向上的探针的相对位置，图9B示出Y方向上的探针的相对位置。如图8所示，在使探针在样品的表面上相对移动时，交替地重复以下动作：使探针在X方向(去路)以及与X方向相反的方向(回路)相对移动，由此在1行上往返移动的动作；以及使探针在Y方向上逐个像素地相对移动，由此进行位移移动的动作。由此检测各行中往返移动中的物理量，使用分别在去路以及回路检测出的物理量来调整反馈量。如图9A所示，探针向X方向的相对速度在去路以及回路中均为恒定。即，从开始位置P1开始向X方向相对移动的探针，开始后不久以恒定速度在去路上相对移动，相对移动的方向在折返位置P2处切换为相反方向。此时探针从相对移动的方向切换后不久以恒定速度在回路上相对移动，向开始位置P1返回。像这样地，通过交替地切换以恒定速度相对移动的探针的相对移动的方向，使探针在各行上相对地往返移动。如图9B所示，每当在X方向以及与X方向相反的方向往返移动的探针返回到开始位置P1时，就逐个像素地进行探针向Y方向的移动。从开始位置P1开始向Y方向相对移动的探针，开始后不久以恒定速度相对移动，如果相对移动了1个像素则停止相对移动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4432806号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题扫描型探针显微镜中探针的相对速度(扫描速度)一般较慢，为了测量样品整体的表面形状需要几分钟的时间。因此，期望是如下这样的构成：使扫描型探针显微镜中探针的相对速度变快，能够以更短时间测量样品的表面形状。但是，在使探针的相对速度变快的情况下，在开始位置P1或折返位置P2处，存在容易对样品的表面形状的测量结果产生噪声(干扰)这样的问题。作为其原因，认为是因为探针的相对速度在开始位置P1或折返位置P2处不连续。即，关于探针向X方向的相对移动，在开始位置P1以及折返位置P2处，因为在探针相对地急停的同时开始向相反方向移动，探针的相对速度急剧地变化。此外，关于探针向Y方向的相对移动，探针的相对速度也在开始位置P1急剧地变化。由于这样的探针的相对速度急剧的变化，在开始位置P1以及折返位置P2因位移台的共振频率而变得容易振动，因此容易发生周期性的噪声。本专利技术是鉴于上述情况而提出，目的在于提供一种能够使探针的相对速度变快并且难以对样品的表面形状的测量结果产生噪声的扫描型探针显微镜。用于解决上述技术问题的方案本专利技术的扫描型探针显微镜具备：探针、往返移动控制部、位移移动控制部以及测量控制部。所述探针沿着样品的表面相对移动。所述往返移动控制部使所述探针相对于样品的表面在第1方向以及与该第1方向相反的方向相对移动，由此进行往返移动。所述位移移动控制部使所述探针相对于样品的表面在与所述第1方向正交的第2方向相对移动，由此进行位移移动。所述测量控制部，基于通过所述往返移动控制部以及所述位移移动控制部沿着样品的表面相对移动的所述探针的、向所述第1方向以及与所述第2方向正交的方向移动的相对位移量，测量样品的表面形状。所述往返移动控制部在切换所述探针的相对移动的方向时，在使相对速度逐渐降低之后切换方向，在切换后使相对速度逐渐地上升，由此使所述探针相对地往返移动。所述位移移动控制部使所述探针的相对速度逐渐地上升后，使相对速度逐渐地降低，由此使所述探针相对地位移移动。根据这样的构成，在往返移动时探针的相对移动方向切换时或探针位移移动时，能够防止探针的相对速度变得不连续。即，在往返移动时切换探针的相对移动的方向时，使相对速度逐渐地降低之后切换方向，在切换后使相对速度逐渐地上升，由此能够防止探针的相对速度急剧地变化。此外，在位移移动时，在使探针的相对速度逐渐地上升后，使相对速度逐渐地降低，由此能够防止探针的相对速度急剧地变化。由此，即便在使探针的相对速度变快的情况下，也能够防止发生周期性的噪声，因此能够使探针的相对速度变快，并且难以对样品的表面形状的测量结果产生噪声。也可以是，所述往返移动控制部，在使所述探针的相对速度逐渐地降低前使所述探针以恒定速度相对移动。根据这样的构成，在往返移动时，在使探针以恒定速度相对移动时，能够高精度地测量样品的表面形状。因此，即便使探针的相对速度变快的情况下，也难以对样品的表面形状的测量结果产生噪声，并且能够得到高精度的测量结果。也可以是，所述扫描型探针显微镜还具备显示部。也可以是，在这种情况下，所述测量控制部仅基于在使所述探针以所述恒定速度相对移动时的测量结果，在所述显示部显示样品表面的凹凸图像。根据这样的构成，能够仅基于在使探针以恒定速度相对移动时获得的高精度的测量结果，在显示部显示样品表面的凹凸图像。也可以是，在通过所述往返移动控制部切换相对移动的方向之前与之后，使所述探针在样品表面的不同位置相对移动。也可以是，在这种情况下，所述探针通过所述往返移动控制部进行多次的相对往返移动，由此沿着所述第1方向以及与该第1方向相反的方向在样品表面的相同位置相对移动。根据这样的构成，探针的相对的往返移动并不持续地在去路以及回路的相同位置进行，而是在去路以及回路的不同位置进行，通过进行多次的该往返移动，能够得到相同位置的去路以及回路的测量结果。由此，能够有效地防止探针的相对速度的急剧变化，并且测量样品整体的表面形状。也可以是，在通过所述往返移动控制部切换相对移动的方向之前与之后，使所述探针在样品表面的相同位置相对移动。也可以是，在这种情况下，在通过所述往返移动控制部切换相对移动的方向的期间，通过所述位移移动控制部使所述探针向第2方向逐渐地相对移动后、向与该第2方向相反的方向逐渐地相对移动。根据这样的构成，探针的相对的往返移动持续地在去路以及回路的相同位置进行时，在切换其相对移动的方向的期间，使探针向第2方向逐渐地相对移动后，逐渐地相对移动至相反方向从而返回到原本的位置。由此，即便探针的相对的往返移动持续地在去路以及回路的相同位置进行，也能够有效地防止探针的相对速度的急剧变化。也可以是，所述探针通过所述往返移动控制部向第1方向相对移动的期间以及向与该第1方向相反的方向相对移动的期间，通过所述位移移动控制部反复进行向第2方向逐渐地相对移动后、向与该第2方向相反的方向逐渐地相对移动的动作。也可以是，在这种情况下，通过所述往返移动控制部进行多次的相对的往返移动，由此能够使所述探针沿着所述第1方向以及与该第1方向相反的方向在样品表面的相同位置相对移动。根据这样的构成，在往返移动时，探针并非是在沿着第1方向笔直的行上相对移动，而是逐渐地相对移动至第2方向后逐渐地相对移动至相反方向，通过重复这样的动作而能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描型探针显微镜，具备：探针，沿着样品的表面相对移动；往返移动控制部，使所述探针相对于样品的表面在第1方向以及与该第1方向相反的方向相对移动，由此进行往返移动；位移移动控制部，使所述探针相对于样品的表面在与所述第1方向正交的第2方向相对移动，由此进行位移移动；测量控制部，基于通过所述往返移动控制部以及所述位移移动控制部而沿着样品的表面相对移动的所述探针的、向与所述第1方向以及所述第2方向正交的方向移动的相对位移量，测量样品的表面形状，所述往返移动控制部在切换所述探针的相对移动的方向时，在使相对速度逐渐降低之后切换方向，在切换方向后使相对速度逐渐地上升，由此使所述探针相对地往返移动，所述位移移动控制部使所述探针的相对速度逐渐地上升后、使相对速度逐渐地降低，由此使所述探针相对地位移移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扫描型探针显微镜，具备：探针，沿着样品的表面相对移动；往返移动控制部，使所述探针相对于样品的表面在第1方向以及与该第1方向相反的方向相对移动，由此进行往返移动；位移移动控制部，使所述探针相对于样品的表面在与所述第1方向正交的第2方向相对移动，由此进行位移移动；测量控制部，基于通过所述往返移动控制部以及所述位移移动控制部而沿着样品的表面相对移动的所述探针的、向与所述第1方向以及所述第2方向正交的方向移动的相对位移量，测量样品的表面形状，所述往返移动控制部在切换所述探针的相对移动的方向时，在使相对速度逐渐降低之后切换方向，在切换方向后使相对速度逐渐地上升，由此使所述探针相对地往返移动，所述位移移动控制部使所述探针的相对速度逐渐地上升后、使相对速度逐渐地降低，由此使所述探针相对地位移移动。2.如权利要求1所述的扫描型探针显微镜，其特征在于，所述往返移动控制部，在使所述探针的相对速度逐渐地降低前使所述探针以恒定速度相对移动。3.如权利要求2所述的扫描型探针显微镜，其特征在于，还具备显示部，所述测量控制部仅基于在使所述探针以所述恒定速度相对移动时的测量结果，在所述显示部显示样品表面的凹凸图像。4.如权利要求1～3的任一项所述的扫描型探针显微镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：平出雅人，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP