[发明专利]探针显微镜以及探针显微镜的光轴调整方法

说明书

本发明提供一种探针显微镜以及探针显微镜的光轴调整方法。能够缩短光轴调整时间。探针显微镜(1)具有悬臂(3)、第一激光器(11)、照相机(25)、无限远光学系统(PL)、第一转动部(31)以及控制部(35)。无限远光学系统(PL)形成于悬臂(3)与照相机(25)之间，供第一激光(D1)入射。第一转动部(31)使第一激光器(11)转动，使第一激光(D1)相对于无限远光学系统(PL)的第一入射角变化。控制部(35)根据在无限远光学系统(PL)中由所述第一激光(D1)产生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在照相机(25)拍摄的图像中取得第一激光(D1)的第一激光像的位置。控制部(35)驱动移动机构(30)和第一转动部(31)中的至少一方使得第一激光像的位置接近悬臂(3)的规定位置。

技术领域

本发明涉及探针显微镜以及探针显微镜的光轴调整方法。

背景技术

在探针显微镜中，一边使探针接近试样表面一边使悬臂进行扫描，实施试样的表面观察或物性计测等。在探针显微镜中，向悬臂的背面照射激光，通过光检测器检测反射光从而检测悬臂的位移(光杠杆方式)。在对针对悬臂的激光的光轴进行调整时，利用了由照相机拍摄到的悬臂的图像。在照相机拍摄的图像中，激光像会大幅扩大，会被背景光影响。因此，难以确定激光的位置，存在光轴调整需要较长时间的问题。

专利文献1：日本特开平9-145314号公报

专利文献2：日本特开2000-329772号公报

发明内容

本发明所要解决的课题在于，提供一种能够缩短光轴调整时间的探针显微镜以及探针显微镜的光轴调整方法。

(1)探针显微镜具有悬臂、第一激光器、摄像装置、无限远光学系统、移动机构、第一转动部以及控制部。悬臂具有探针。第一激光器射出要向悬臂入射的第一激光。摄像装置拍摄悬臂的图像和第一激光的图像。无限远光学系统形成于悬臂与摄像装置之间，供第一激光入射。移动机构使第一激光与悬臂的相对位置变化。第一转动部使第一激光器转动，使第一激光相对于无限远光学系统的第一入射角变化。控制部控制移动机构以及第一转动部的动作。控制部根据在无限远光学系统中由第一激光产生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在摄像装置拍摄到的图像中取得第一激光的第一激光像的位置。控制部驱动移动机构和第一转动部中的至少一方以使第一激光像的位置接近悬臂的规定位置。

(9)探针显微镜的光轴调整方法使用前述的探针显微镜来实施第一工序和第二工序。在第一工序中，根据在无限远光学系统中由第一激光产生的第一幻影光的第一幻影光像的位置，在摄像装置拍摄到的图像中取得第一激光的第一激光像的位置。在第二工序中，驱动移动机构和第一转动部中的至少一方以使第一激光像的位置接近悬臂的规定位置。

第一幻影光在无限远光学系统中产生，因此不会受到物镜的焦距的影响。在摄像装置拍摄到的图像中会清晰地映出第一幻影光像，因此容易确定第一幻影光像的位置。由于第一幻影光是由第一激光产生的，因此两者的相对位置存在密切的关系。通过利用第一幻影光像的位置，可容易取得第一激光像的位置。由此，能够缩短光轴调整时间。

(2)存储部存储第一关系式，该第一关系式将第一幻影光像与第一激光像的第一相对位置表示为第一入射角的函数。控制部将第一入射角代入第一关系式来取得第一相对位置，根据摄像装置拍摄到的图像中的第一幻影光像的位置和第一相对位置来取得第一激光像的位置。

(10)在第一工序中，将第一入射角代入第一关系式来取得第一相对位置，该第一关系式将第一幻影光像与第一激光像的第一相对位置表示为第一入射角的函数。在第一工序中，根据摄像装置拍摄到的图像中的第一幻影光像的位置和第一相对位置取得第一激光像的位置。

通过将第一入射角代入第一关系式，取得第一相对位置。基于第一幻影光像的位置和第一相对位置，准确地确定第一幻影光像的位置。由此，能够缩短光轴调整时间。