[发明专利]扫描型探针显微镜及其探针接触检测方法有效

专利信息
申请号: 201710178412.8 申请日: 2017-03-23
公开(公告)号: CN107238733B 公开(公告)日: 2020-07-03
发明(设计)人: 繁野雅次;渡边和俊;渡边将史;山本浩令;茅根一夫 申请(专利权)人: 日本株式会社日立高新技术科学
主分类号: G01Q60/00 分类号: G01Q60/00;G01Q20/02;G01B21/30
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 李辉;黄纶伟
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 扫描 探针 显微镜 及其 接触 检测 方法
【说明书】:

本发明提供扫描型探针显微镜及其探针接触检测方法,其在探针接触的试样表面是斜面的情况下能改善检测出探针与试样表面的接触的压接力的值相比于水平面产生变化的现象。该扫描型探针显微镜使探针与试样表面接触,利用上述探针扫描上述试样表面,具备:悬臂,其在前端具有上述探针;位移检测部,其检测上述悬臂的挠曲量和扭曲量;以及接触判定部,其根据由上述位移检测部检测到的无变形的悬臂中的全方位的挠曲量和扭曲量,判定上述探针对于上述试样表面的一次接触。

技术领域

本发明涉及扫描型探针显微镜及其探针接触检测方法。

背景技术

目前公知以下这样的扫描型探针显微镜,在恒定地保持在悬臂的前端形成的探针与试样间的相互作用(例如,悬臂的振幅或悬臂的挠曲)的同时,在试样表面使探针连续地进行扫描,由此来测定试样表面的凸凹形状(参照专利文献1)。但是,在专利文献1所记载的扫描型探针显微镜中,因为探针与试样始终相接,所以有可能发生探针的磨损或试样的损伤。

与此相对,在专利文献2、3中提出了以下这样的间歇性测定方法,仅在预先设定的多个试样表面的测定点使探针与试样表面接触并间歇地扫描试样表面,由此来测定试样表面的凸凹形状。在此方法中,当对悬臂施加的力(挠曲)为固定值以上时,判定探针与试样表面进行了接触,测量探针与试样接触时的探针的高度。由此,间歇性测定方法与专利文献1相比,探针与试样表面仅在测定点接触,所以以最小的接触就足够了,能够降低探针的磨损或试样的损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10-62158号公报

专利文献2:日本特开2001-33373号公报

专利文献3:日本特开2007-85764号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是,悬臂的挠曲除了探针压接试样表面的力(以下,称为“压接力”。)以外,还受到所压接的试样表面的形状的影响。例如,在探针接触的试样表面是斜面的情况下,存在悬臂的挠曲为固定值以上需要与水平面相比更大的压接力的情况。因此,在作为测定点的试样表面是斜面的情况下,存在检测探针与试样表面的接触的压接力的值与水平面相比发生变化的情况。因此,存在在试样表面的斜面的形状测定中产生误差并且引起探针的磨损或试样的变形的情况。这样的问题不仅限于间歇性测定方法的问题,而是具有使探针与试样表面接触的工序的测定方法共同的问题。

本发明是鉴于这样的情况而作出的,其目的是提供以下这样的扫描型探针显微镜及其探针接触检测方法,作为感知探针与试样表面的接触的悬臂变形,不仅挠曲连扭曲也成为了对象,而且可通过将作为各个变形方向从无变形起的上下挠曲与左右扭曲的全方位作为对象来改善在探针接触的试样表面是斜面时产生的力的值的变化量。

解决问题的手段

本发明的一方式是扫描型探针显微镜,使探针与试样表面接触,利用上述探针扫描上述试样表面,该扫描型探针显微镜具备:悬臂,其在前端具有上述探针;位移检测部,其检测上述悬臂的挠曲量和扭曲量;以及接触判定部,其根据由上述位移检测部检测到的无变形的悬臂中的全方位的挠曲量和扭曲量,判定上述探针对于上述试样表面的一次接触。

另外,本发明的一方式是上述的扫描型探针显微镜,其中,上述接触判定部在上述挠曲量与上述扭曲量中的至少任意一个超过预定范围的情况下,判定为上述探针与上述试样表面接触。

另外,本发明的一方式是上述的扫描型探针显微镜,其中,还具备测定部,该测定部在使上述探针与上述试样表面接触时,测定任意一方相对于另一方进行相对移动的距离即相对距离。

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