(57)【要約】【課題】急峻な段差構造を有する試料の表面の正確なパターン形状を得ることができるとともに、試料の走査作業時間を短縮することができる走査型プローブ顕微鏡を提供することを目的とする。【解決手段】本発明による走査型プローブ顕微鏡１は、観察ユニット２と、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナ３と、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナ７と、上下用スキャナ３に設けられた第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂと、を備えている。第１カンチレバー４ａの先端部に第１プローブ６ａが設けられ、第２カンチレバー４ｂの先端部に第２プローブ６ｂが設けられている。第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが互いに対向するとともに、同一軸Ｘ上に並ぶように配置されている。【選択図】図１
2018044791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡において、
観察ユニットと、
前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、
前記観察ユニットまたは前記試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、
前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、
前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、
前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置されていることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項２】
前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、
前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられ、
前記制御部は、前記第２プローブを前記試料に当接させることなく、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させ、
前記制御部は、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料から引き離すとともに、前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させることを特徴とする請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、
前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられ、
前記制御部は、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させ、
前記制御部は、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料から引き離し、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させることを特徴とする請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項４】
前記第１プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜し、
前記第２プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項５】
観察ユニットと、
前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、
前記観察ユニットまたは試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、
前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、
前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、
前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置され、前記試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡であって、
前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、
前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーが、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法において、
前記制御部により、前記第２プローブを前記試料に当接させることなく、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料に当接させる工程と、
前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させる工程と、
前記制御部により、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料から引き離すとともに、前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させる工程と、
前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させる工程と、を備えたことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法。
【請求項６】
観察ユニットと、
前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、
前記観察ユニットまたは試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、
前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、
前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、
前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置され、前記試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡であって、
前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、
前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、
前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーが、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法において、
前記制御部により、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させる工程と、
前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させる工程と、
前記制御部により、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料から引き離す工程と、
前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させる工程と、を備えたことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法。
【請求項７】
前記第１プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜し、
前記第２プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項５または６に記載の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体や半導体用フォトマスク、光学関連素子などのパターン形状の微細化、高精度化に伴い、これらの基板上に形成されたパターンの高さ、幅、側壁の傾斜角およびコーナーの丸みなどのパターン形状を高精度に測定する技術が求められている。これらのパターン形状の測定には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が用いられている。このうち、走査型プローブ顕微鏡は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）等の総称であり、大気中、真空中または液体中といった様々な環境において、試料の表面のパターン形状を測定することができる。
【０００３】
図８に、一般的な走査型プローブ顕微鏡を示す。図８に示すように、走査型プローブ顕微鏡１００は、観察ユニット１０１と、観察ユニット１０１に設けられ、三次元方向に伸縮可能なスキャナ１０２と、を備えている。このうち、スキャナ１０２は、ピエゾ素子により構成されており、スキャナ１０２は、スキャナ１０２を駆動制御する制御部１０３に接続されている。また、スキャナ１０２には、カンチレバー１０４が設けられ、このカンチレバー１０４の先端部には、試料ステージ１０５上に載置された試料１０６に当接するプローブ１０７が設けられている。このような構成において、制御部１０３によって、スキャナ１０２に電圧が印加されて、スキャナ１０２が伸縮する。このことにより、カンチレバー１０４を移動させ、プローブ１０７が試料１０６の表面を走査できるようになっている。
【０００４】
また、カンチレバー１０４の上方には、図示しない半導体レーザーが設けられており、半導体レーザーから発射されたレーザー光１０８をカンチレバー１０４の上面で反射させ、その反射光を光検出器（フォトディテクタ）１０９によって検出することで、プローブ１０７の上下方向の変位を検出している。光検出器１０９によってプローブ１０７の上下方向の変位が検出された場合、制御部１０３に信号が送信され、モニタ１１０上に試料１０６の表面のパターン形状が表示されるようになっている。なお、走査型プローブ顕微鏡においては、いくつかの測定モードが知られている。例えば、プローブを試料の表面に当接させ、カンチレバーの撓み量が一定となるように試料の表面を走査するコンタクトモード（ＡＦＭ）や、カンチレバーを振動させ、この振動の振幅が一定となるように試料の表面を走査するインターミッテントコンタクトモード（ＤＦＭ）などが知られている。
【０００５】
このような走査型プローブ顕微鏡としては、例えば特許文献１に開示されているように、大面積を短時間で走査するために、複数のプローブを使用して試料の表面を走査する走査型プローブ顕微鏡が知られている。例えば特許文献１に記載の走査型プローブ顕微鏡においては、複数のプローブの上下方向の変位信号を水平面における座標上にマッピングすることによって、試料の表面のパターン形状を測定している。
【０００６】
ところで、走査型プローブ顕微鏡に用いられるプローブの最先端部は、所定の曲率半径を有しており、最先端部の頂角は所定の角度を有している。また、試料のパターン形状は高さが数ｎｍ〜数μｍ、幅が十数ｎｍ〜数μｍ程度の微細な構造となっている場合もある。このことにより、微細なパターン形状や急峻な段差構造を有する試料においては、プローブが試料の表面を走査することができない場合がある。すなわち、図９の破線に示すように、試料１０６の表面のパターン１１１のパターン形状によっては、カンチレバー１０４に設けられたプローブ１０７が、当該パターン形状に追従することができず、試料１０６の表面の正確なパターン形状を得ることが困難な場合がある（図９の破線においては、図面を簡略化するために、試料１０６の表面から離して示している）。この場合、正確なパターン形状を得るためには、試料１０６を回転させ、複数の方向から試料１０６の表面を複数回走査する必要があり、走査作業時間が長くなるといった問題があった。
【０００７】
このようなことに対処するために、例えば特許文献２に開示されているように、急峻な段差構造を有する試料を測定可能な走査型プローブ顕微鏡が知られている。例えば特許文献２に記載の走査型プローブ顕微鏡においては、プローブまたは試料を傾斜させることによって、急峻な段差構造を有する試料の表面のパターン形状を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−９８６２０号公報
【特許文献２】特開２０００−９７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のように、複数のプローブを使用する走査型プローブ顕微鏡の場合、プローブ間に所定の距離を設ける必要があり、微少領域を走査する場合には、複数のプローブを有効に使用することができず、走査作業時間の短縮を図れないといった問題がある。また、急峻な段差構造を有する試料の表面を走査する場合、試料の表面の正確なパターン形状を得るためには、試料を回転させ、複数の方向から試料の表面を複数回走査する必要があり、走査作業時間が長くなるといった問題がある。
【００１０】
また、特許文献２のように、プローブまたは試料を傾斜させる場合、急峻な段差構造を走査する度にプローブまたは試料を傾斜させる必要があり、走査作業時間が長くなるといった問題がある。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、急峻な段差構造を有する試料の表面の正確なパターン形状を得ることができるとともに、試料の走査作業時間を短縮することができる走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡であって、観察ユニットと、前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、前記観察ユニットまたは前記試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置されている走査型プローブ顕微鏡。
【００１３】
本発明による走査型プローブ顕微鏡において、前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられ、前記制御部は、前記第２プローブを試料に当接させることなく、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させ、前記制御部は、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料から引き離すとともに、前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させてもよい。
【００１４】
本発明による走査型プローブ顕微鏡において、前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられ、前記制御部は、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させ、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させ、前記制御部は、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料から引き離し、かつ前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させてもよい。
【００１５】
本発明による走査型プローブ顕微鏡において、前記第１プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜し、前記第２プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜していてもよい。
【００１６】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法であって、観察ユニットと、前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、前記観察ユニットまたは試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置され、前記試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡であって、前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーが、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法において、前記制御部により、前記第２プローブを試料に当接させることなく、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料に当接させる工程と、前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させる工程と、前記制御部により、前記第１スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブを前記試料から引き離すとともに、前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させる工程と、前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させる工程と、を備えた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法。
【００１７】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法であって、観察ユニットと、前記観察ユニットに設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナと、前記観察ユニットまたは試料ステージに設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナと、前記上下用スキャナに設けられた第１カンチレバーおよび第２カンチレバーと、前記第１カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第１プローブと、前記第２カンチレバーの先端部に設けられ、試料に当接する第２プローブと、を備え、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーは、前記第１プローブおよび前記第２プローブが互いに対向し、かつ前記第１プローブおよび前記第２プローブが同一軸上に並ぶように配置され、前記試料ステージに載置された試料を走査する走査型プローブ顕微鏡であって、前記上下用スキャナに接続され、前記上下用スキャナを上下方向に駆動制御するとともに、前記水平用スキャナに接続され、前記水平用スキャナを水平方向に駆動制御する制御部を更に備え、前記上下用スキャナは、上下方向に伸縮可能な第１スキャナヘッドおよび第２スキャナヘッドと、を有し、前記第１カンチレバーおよび前記第２カンチレバーが、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドに各々設けられた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法において、前記制御部により、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料に当接させる工程と、前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記試料を移動させる工程と、前記制御部により、前記第１スキャナヘッドおよび前記第２スキャナヘッドを駆動して前記第１カンチレバーに設けられた前記第１プローブおよび前記第２カンチレバーに設けられた前記第２プローブを前記試料から引き離す工程と、前記制御部により、前記観察ユニットに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の他側に、前記第１プローブおよび前記第２プローブを移動させるか、または前記試料ステージに設けられた前記水平用スキャナを駆動して水平方向の一側に、前記試料を移動させる工程と、を備えた走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法。
【００１８】
本発明による走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法において、前記第１プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜し、前記第２プローブは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、急峻な段差構造を有する試料の正確な表面形状を得ることができるとともに、試料の走査作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における走査型プローブ顕微鏡の全体概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１のカンチレバーを上方から見た図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｈ】図３Ｈは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｉ】図３Ｉは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図３Ｊ】図３Ｊは、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図４】図４は、図１の走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法を説明する図である。
【図５Ａ】図５Ａ（ａ）は、図１の第１プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ａ（ｂ）は、図５Ａ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂ（ａ）は、図１の第２プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ｂ（ｂ）は、図５Ｂ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃ（ａ）は、図５Ａ（ａ）および図５Ｂ（ａ）に示すパターン形状を合成した図であって、図１の第１プローブおよび第２プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ｃ（ｂ）は、図５Ｃ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図６Ａ】図６Ａ（ａ）は、図１の第１プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ａ（ｂ）は、図６Ａ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂ（ａ）は、図１の第２プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ｂ（ｂ）は、図６Ｂ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃ（ａ）は、図６Ａ（ａ）および図６Ｂ（ａ）に示すパターン形状を合成した図であって、図１の第１プローブおよび第２プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ｃ（ｂ）は、図６Ｃ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、図３の変形例を説明する図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、図３の変形例を説明する図である。
【図８】図８は、一般的な走査型プローブ顕微鏡の全体概略構成を示す図である。
【図９】図９は、一般的な走査型プローブ顕微鏡によって、急峻な段差構造を有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、以下の説明においては、コンタクトモード（ＡＦＭ）で試料を走査する走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法について説明する。
【００２２】
図１乃至図６Ｃを用いて、本発明の実施の形態における走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法について説明する。ここでは、まず、本発明の実施の形態による走査型プローブ顕微鏡の一例について、図１を参照して説明する。ここで、図１は、本発明の実施の形態における走査型プローブ顕微鏡の全体概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示された走査型プローブ顕微鏡１は、観察ユニット２と、観察ユニット２に設けられ、上下方向に伸縮可能な上下用スキャナ３と、上下用スキャナ３に設けられたカンチレバー４と、カンチレバー４の先端部に設けられ、試料ステージ５ａ上に載置された試料５に当接するプローブ６と、を備えている。また、走査型プローブ顕微鏡１は、観察ユニット２に設けられ、水平方向に伸縮可能な水平用スキャナ７を備えている。このうち、上下用スキャナ３は、水平用スキャナ７に支持され、上下方向（ｚ軸方向）に伸縮可能な第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂと、を有している。なお、「試料に当接」とは、厳密な意味に縛られることなく、例えば、インターミッテントコンタクトモード（ＤＦＭ）などにおいて、試料５の表面を走査ができる程度に接近すること含めたものを意味するものとして用いている。
【００２４】
水平用スキャナ７は、図１に示すように、側方から見て水平方向に延びるように矩形状に形成されている。一方、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂは、図１において、台形状に形成されており、互いの下底が対向するように配置されている。また、第１スキャナヘッド３ａの下面は、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂのうち、第１スキャナヘッド３ａが先頭となる水平方向の一側（図１における右側、以下、水平方向の一側と記す）に向かうにつれて上方へ傾斜しており、第２スキャナヘッド３ｂの下面は、水平方向の他側（図１における左側）に向かうにつれて上方へ傾斜している。これらの水平用スキャナ７、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂは、ピエゾ素子により構成されていることが好適である。なお、水平用スキャナ７の伸長範囲は、例えば３０μｍ〜２００μｍの範囲内に設定され、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂの伸長範囲は例えば１μｍ〜３０μｍの範囲内に設定されている。
【００２５】
カンチレバー４は、第１カンチレバー４ａと、第２カンチレバー４ｂとによって構成されており、第１カンチレバー４ａは第１スキャナヘッド３ａに設けられ、第２カンチレバー４ｂは、第２スキャナヘッド３ｂに設けられている。より具体的には、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、それぞれの後端に設けられた支持材４ｃを介して、それぞれ第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂに支持されている。
【００２６】
各支持材４ｃのうち第１スキャナヘッド３ａに支持されている支持材４ｃは、第１スキャナヘッド３ａの下面に当接しており、第１スキャナヘッド３ａの下面と同等の角度で、水平方向の一側に向かうにつれて上方へ傾斜している。一方、各支持材４ｃのうち第２スキャナヘッド３ｂに支持されている支持材４ｃは、第２スキャナヘッド３ｂの下面に当接しており、第２スキャナヘッド３ｂの下面と同等の角度で、水平方向の他側に向かうにつれて上方へ傾斜している。このため、各支持材４ｃに取り付けられた第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂにおいても、それぞれの支持材４ｃと同等の角度で傾斜するように配置され、カンチレバー４に設けられたプローブ６が試料５の表面を走査しやすくなっている。
【００２７】
プローブ６は、第１プローブ６ａと、第２プローブ６ｂとによって構成されており、第１プローブ６ａは、第１カンチレバー４ａの先端部に設けられ、第２プローブ６ｂは、第２カンチレバー４ｂの先端部に設けられている。第１プローブ６ａは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜している。一方、第２プローブ６ｂは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜している。このように、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが、水平方向の一側または水平方向の他側に沿って試料５の表面を走査した際に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂは、傾斜した状態で試料５の表面に当接することができるように構成されている。
【００２８】
また、走査型プローブ顕微鏡１は、上下用スキャナ３に接続され、上下用スキャナ３を上下方向に駆動制御するとともに、水平用スキャナ７に接続され、水平用スキャナ７を水平方向に駆動制御する制御部８を備えている。すなわち、上述した水平用スキャナ７、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂは、制御部８に接続され、制御部８が、水平用スキャナ７、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加することにより、水平用スキャナ７が水平方向に伸縮し、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂが上下方向に伸縮するようになっている。なお、制御部８は、水平用スキャナ７、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂにそれぞれ独立して電圧を印加し、水平用スキャナ７、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂをそれぞれ独立して駆動制御することができる。
【００２９】
本実施の形態による制御部８は、水平方向の一側に向かって試料５の表面を走査する際に、第２プローブ６ｂを試料５に当接させることなく、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａを試料５に当接させる。そして、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。一方、水平方向の他側に向かって試料５の表面を走査する際には、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａを試料５から引き離すとともに、第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５に当接させる。そして、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。
【００３０】
また、制御部８には、第１プローブ６ａと第２プローブ６ｂとによって走査された試料５の表面のパターン形状を三次元的に表示するモニタ９が接続されている。
【００３１】
また、カンチレバー４の上方には、図示しない半導体レーザーが設けられている。この半導体レーザーからは、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂの上面に向かって、レーザー光１０が発射されている。半導体レーザーから発射されたレーザー光１０は、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂの上面で反射し、光検出器１１に入射する。このレーザー光１０は、例えば光検出器１１の中心に入射するように調整されている。この場合、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂの上面は、レーザー光１０を反射させる反射面として機能する。
【００３２】
ここで、第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａまたは第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂが試料５を走査する際、第１プローブ６ａまたは第２プローブ６ｂは、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂが所定の撓み量を持つように、試料５に当接する。そして、第１プローブ６ａまたは第２プローブ６ｂが試料５に当接して上下方向に変位すると、第１カンチレバー４ａまたは第２カンチレバー４ｂの撓み量が変化する。この場合、第１カンチレバー４ａの上面または第２カンチレバー４ｂの上面で反射するレーザー光１０の反射方向が変化し、光検出器１１に入射するレーザー光１０の入射位置が変化する。このとき、光検出器１１は、レーザー光１０の入射位置の位置ずれを検出する。このことにより、光検出器１１が第１カンチレバー４ａまたは第２カンチレバー４ｂの撓み量の変化を検出し、この撓み量の変化を撓み信号として制御部８に送信する。そして、当該信号を受信した制御部８は、第１スキャナヘッド３ａまたは第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第１カンチレバー４ａまたは第２カンチレバー４ｂを上下方向に移動させる。このことにより、第１カンチレバー４ａまたは第２カンチレバー４ｂの撓み量が一定の撓み量となるように、制御部８が、第１スキャナヘッド３ａまたは第２スキャナヘッド３ｂを制御する。このとき、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａまたは第２スキャナヘッド３ｂの上下方向の変位量に基づいて試料５の凹凸を検出し、試料５の表面のパターン形状を得る。そして、制御部８はこのパターン形状をモニタ９上に三次元的に表示する。このようにして、第１プローブ６ａまたは第２プローブ６ｂの上下方向の変位を検出し、試料５の表面のパターン形状を測定している。
【００３３】
次に、図２を参照して、カンチレバー４の配置構成について説明する。ここで、図２は、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂを上方から見た図である。図２に示すように、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、所定の間隔を空けて一列に配置されている。また、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが互いに対向し、かつ第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂがｘ軸方向に平行な同一軸Ｘ上に並ぶように配置されている。このようにして、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが、水平方向の一側または水平方向の他側に沿って試料５の表面を走査した際に、第１プローブ６ａと第２プローブ６ｂとが、試料５の表面の同一部分に当接することができるように構成されている。なお、「同一軸上に並ぶ」とは、厳密な意味に縛られることなく、後述するパターン形状の合成ができる程度の誤差を含めたものを意味するものとして用いている。
【００３４】
次に、図３Ａ乃至図６Ｃを参照して、本実施の形態の作用、すなわち、図１に示す走査型プローブ顕微鏡１を用いて、試料５を走査する走査方法について説明する。ここで、図３Ａ乃至図４は、走査型プローブ顕微鏡１を用いた走査方法を説明する図であり、図５Ａ（ａ）は、第１プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ａ（ｂ）は、図５Ａ（ａ）のパターン形状の正面図である。また、図５Ｂ（ａ）は、第２プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ｂ（ｂ）は、図５Ｂ（ａ）のパターン形状の正面図である。また、図５Ｃ（ａ）は、図５Ａ（ａ）および図５Ｂ（ａ）に示すパターン形状を合成した図であって、第１プローブおよび第２プローブによって、ドットパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図５Ｃ（ｂ）は、図５Ｃ（ａ）のパターン形状の正面図である。また、図６Ａ（ａ）は、第１プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ａ（ｂ）は、図６Ａ（ａ）のパターン形状の正面図である。また、図６Ｂ（ａ）は、第２プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ｂ（ｂ）は、図６Ｂ（ａ）のパターン形状の正面図である。さらに、図６Ｃ（ａ）は、図６Ａ（ａ）および図６Ｂ（ａ）に示すパターン形状を合成した図であって、第１プローブおよび第２プローブによって、ラインアンドスペースパターンを有する試料を走査した場合に得られるパターン形状を説明する平面図であり、図６Ｃ（ｂ）は、図６Ｃ（ａ）のパターン形状の正面図である。
【００３５】
はじめに、図３Ａに示すように、制御部８（図１参照）は、図示しないモータによって観察ユニット２を試料５に近づける。この際、第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａが試料５の表面のパターン１２の近傍に位置付けられるように、制御部８は、図示しないモータによって観察ユニット２を水平方向の一側（図３Ａにおける右側）または水平方向の他側（図３Ａにおける左側）に移動させる（図３Ａの破線参照）。本実施の形態においては、制御部８が観察ユニット２を水平方向の一側に移動させる例を示している。次に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが試料５の表面に近づくように、制御部８は、図示しないモータによって観察ユニット２を下方に移動させる（図３Ａの実線参照、カンチレバー４のみ図示）。
【００３６】
次に、図３Ｂに示すように、制御部８は、第２プローブ６ｂを試料５の表面に当接させることなく、第１スキャナヘッド３ａ（図１参照）を駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａを試料５の表面に当接させる。この場合、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａに電圧を印加して、第１スキャナヘッド３ａを下方に伸長させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａの上下方向の位置を調整し、第１プローブ６ａを試料５の表面に当接させる。このとき、第１カンチレバー４ａは、所定の撓み量を持つように撓むことになる。また、図示しない半導体レーザーから発射され第１カンチレバー４ａの上面で反射したレーザー光１０（図１参照）が、光検出器１１（図１参照）の中心に入射されるように、光検出器１１等が調整される。なお、第１プローブ６ａを試料５の表面に当接させた場所が走査エリアの第１始点Ｓ１となっている。
【００３７】
次に、図３Ｃに示すように、制御部８は、水平用スキャナ７（図１参照）を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。この際、第１プローブ６ａは試料５の表面に当接しており、図３Ｃの破線に示すように、試料５の表面のパターン１２を走査する。そして、第１プローブ６ａが試料５に当接して上下方向に変位すると、第１カンチレバー４ａの撓み量が変化し、第１カンチレバー４ａの上面で反射するレーザー光１０の反射方向が変化することにより、光検出器１１に入射するレーザー光１０の入射位置が変化する。このとき、このレーザー光１０の入射位置の位置ずれは、光検出器１１により検出される。このことにより、光検出器１１が第１カンチレバー４ａの撓み量の変化を検出し、この撓み量の変化が光検出器１１により撓み信号として制御部８に送信される。そして、当該信号を受信した制御部８は、次に、第１スキャナヘッド３ａに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第１カンチレバー４ａを上下方向に移動させる。このことにより、第１カンチレバー４ａの撓み量が一定の撓み量となる。また、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸を検出し、試料５の表面のパターン形状を得る。そして、制御部８はこのパターン形状をモニタ９上に三次元的に表示する。一方、第２プローブ６ｂは、試料５の表面から引き離されているため、試料５の表面のパターン１２を走査することなく第１プローブ６ａとともに水平方向の一側に移動する。なお、図３Ｃ乃至図３Ｅの破線においては、図面を簡略化するために、試料５の表面から離して示している。
【００３８】
そして、図３Ｄに示すように、制御部８は、第１プローブ６ａが走査エリアの第１終点Ｆ１に到達するまで、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させて、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。このようにして、第１プローブ６ａが、走査エリアの第１終点Ｆ１まで試料を走査する。ここで、試料５が微細なパターン形状や急峻な段差構造を有する場合、図３Ｄの破線に示すように、第１プローブ６ａが当該パターン形状に追従することができず、第１プローブ６ａがパターン１２の水平方向の一側の側壁から離れて、当該側壁よりも上方を移動するようになる。このことにより、試料５の表面の正確なパターン形状を得ることが困難となり、パターン１２のパターン形状よりも、図３Ｄに示すように、水平方向の一側に延びるパターン形状が得られる（後述する図５Ａ（ａ）および図５Ａ（ｂ）参照）。
【００３９】
次に、図３Ｅに示すように、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａを試料５から引き離す。この場合、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａに電圧を印加して、第１スキャナヘッド３ａを上方に収縮させる。このようにして、制御部８は、第１カンチレバー４ａを上方に移動し、第１プローブ６ａを試料５の表面から引き離す。
【００４０】
次に、図３Ｆに示すように、制御部８は、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、カンチレバー４を移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させる。このようにして、制御部８は、第２プローブ６ｂが走査エリアの第１終点Ｆ１の近傍に位置付けられるように、カンチレバー４を水平方向の一側に移動させる。なお、この場合、制御部８により水平用スキャナ７に印加される電圧を調整し、水平用スキャナ７を高速で水平方向の一側に伸長（または収縮）させることが好適である。このことにより、カンチレバー４の移動時間を短縮することができ、試料５の走査作業時間を短縮することができる。
【００４１】
次に、図３Ｇに示すように、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂ（図１参照）を駆動して第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５に当接させる。この場合、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、第２スキャナヘッド３ｂを下方に伸長させる。このようにして、制御部８は、第２プローブ６ｂの上下方向の位置を調整し、第２プローブ６ｂを試料５の表面に当接させる。このとき、第２カンチレバー４ｂは、所定の撓み量を持つように撓むことになる。また、図示しない半導体レーザーから発射され第２カンチレバー４ｂの上面で反射したレーザー光１０（図１参照）が、光検出器１１の中心に入射されるように、光検出器１１等が調整される。なお、第２プローブ６ｂを試料５の表面に当接させた場所が走査エリアの第２始点Ｓ２となっており、第２始点Ｓ２は、第１終点Ｆ１と略同一になっていることが好適である。
【００４２】
次に、図３Ｈに示すように、制御部８は、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の他側に収縮（または伸長）させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の他側に移動させる。この際、第２プローブ６ｂは、試料５の表面に当接しており、図３Ｈの２点鎖線に示すように、試料５の表面のパターン１２を走査する。そして、上述した第１プローブ６ａの場合と同様に、第２プローブ６ｂが試料５に当接して上下方向に変位すると、第２カンチレバー４ｂの撓み量が変化し、第２カンチレバー４ｂの上面で反射するレーザー光１０の反射方向が変化することにより、光検出器１１に入射するレーザー光１０の入射位置が変化する。このとき、このレーザー光１０の入射位置の位置ずれは、上述した第１プローブ６ａの場合と同様に、光検出器１１により検出される。このことにより、光検出器１１が第２カンチレバー４ｂの撓み量の変化を検出し、この撓み量の変化が光検出器１１により撓み信号として制御部８に送信される。そして、当該信号を受信した制御部８は、次に、第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第２カンチレバー４ｂを上下方向に移動させる。このことにより、第２カンチレバー４ｂの撓み量が一定の撓み量となる。また、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸を検出し、試料５の表面のパターン形状を得る。そして、制御部８はこのパターン形状をモニタ９上に三次元的に表示する。一方、第１プローブ６ａは、試料５の表面から引き離されているため、試料５の表面のパターン１２を走査することなく第２プローブ６ｂとともに水平方向の他側に移動する。なお、図３Ｈ乃至図３Ｊの２点鎖線においては、図面を簡略化するために、試料５の表面から離して示している。
【００４３】
そして、図３Ｉに示すように、制御部８は、第２プローブ６ｂが走査エリアの第２終点Ｆ２に到達するまで、水平用スキャナ７を水平方向の他側に収縮（または伸長）させて、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の他側に移動させる。このようにして、第２プローブ６ｂが走査エリアの第２終点Ｆ２まで試料を走査する。ここで、試料５が微細なパターン形状や急峻な段差構造を有する場合、図３Ｉの２点鎖線に示すように、第２プローブ６ｂが当該パターン形状に追従することができず、第２プローブ６ｂがパターン１２の水平方向の他側の側壁から離れて、当該側壁よりも上方を移動するようになる。このことにより、試料５の表面の正確なパターン形状を得ることが困難となり、パターン１２のパターン形状よりも、図３Ｉに示すように、水平方向の他側に延びるパターン形状が得られる（後述する図５Ｂ（ａ）および図５Ｂ（ｂ）参照）。なお、第２終点Ｆ２は、第１始点Ｓ１と略同一になっていることが好適である。
【００４４】
次に、図３Ｊに示すように、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５から引き離す。この場合、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、第２スキャナヘッド３ｂを上方に収縮させる。このようにして、制御部８は、第２カンチレバー４ｂを上方に移動し、第２プローブ６ｂを試料５の表面から引き離す。
【００４５】
その後、制御部８は、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側に、カンチレバー４を移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の他側に収縮（または伸長）させる。このようにして、制御部８は、カンチレバー４が図３Ａの実線に示す位置になるまで、カンチレバー４を水平方向の他側に移動させる。なお、この場合、制御部８により水平用スキャナ７に印加される電圧を調整し、水平用スキャナ７を高速で水平方向の他側に収縮（または伸長）させることが好適である。このことにより、カンチレバー４の移動時間を短縮することができ、試料５の走査作業時間を短縮することができる。
【００４６】
このようにして、走査型プローブ顕微鏡１を用いた試料５の１走査目の走査が終了する。そして、図４に示すように、カンチレバー４をｙ軸方向に移動しながら、上述した手順を繰り返し（ｎ回）行うことにより、走査型プローブ顕微鏡１を用いた試料５の走査が終了する。
【００４７】
ところで、上述したように、第１プローブ６ａによって得られたパターン１２のパターン形状は、試料５のパターン１２のパターン形状よりも、平面視において、水平方向の一側に延びている。このことにより、図５Ａ（ａ）に示す点ｃ１と点ｄ１とを結んだ直線ｃ１ｄ１よりも水平方向の一側においては、例えば、図５Ａ（ａ）に示す点Ｃ１と点Ｄ１とを結んだ直線Ｃ１Ｄ１のように、パターン１２の正確な形状を表していない（図５Ａ（ａ）および図５Ａ（ｂ）参照）。一方、図５Ａ（ａ）に示す点ｃ１と点ｄ１とを結んだ直線ｃ１ｄ１から水平方向の他側においては、例えば、図５Ａ（ａ）に示す点Ａ１と点Ｂ１とを結んだ直線Ａ１Ｂ１並びに点ａ１、点ｂ１、点ｃ１および点ｄ１により画定される四角形ａ１ｂ１ｃ１ｄ１のように、パターン１２の正確な形状を表している。
【００４８】
また、第２プローブ６ｂによって得られたパターン１２のパターン形状は、試料５のパターン１２のパターン形状よりも、平面視において、水平方向の他側に延びている。このことにより、図５Ｂ（ａ）に示す点ａ１と点ｂ１とを結んだ直線ａ１ｂ１よりも水平方向の他側においては、例えば、図５Ｂ（ａ）に示す点Ａ２と点Ｂ２とを結んだ直線Ａ２Ｂ２のように、パターン１２の正確な形状を表していない（図５Ｂ（ａ）および図５Ｂ（ｂ）参照）。一方、図５Ｂ（ａ）に示す点ａ１と点ｂ１とを結んだ直線ａ１ｂ１から水平方向の一側においては、例えば、図５Ｂ（ａ）に示す点Ｃ２と点Ｄ２とを結んだ直線Ｃ２Ｄ２並びに点ａ１、点ｂ１、点ｃ１および点ｄ１により画定される四角形ａ１ｂ１ｃ１ｄ１のように、パターン１２の正確な形状を表している。このため、第１プローブ６ａによって得られたパターン１２のパターン形状と、第２プローブ６ｂによって得られたパターン１２のパターン形状とを合成することで、パターン１２の正確なパターン形状を得ることができる。
【００４９】
次に、制御部８においてパターン１２のパターン形状を合成する。この場合、まず、点ａ１、点ｂ１、点ｃ１または点ｄ１のうち任意の２点以上を選択し、基準点とする。そして、基準点同士を重ね合わせることにより、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状と、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状とが重ね合わされる（図５Ｃ（ａ）および図５Ｃ（ｂ）の実線および２点鎖線参照）。このとき、点ａ１と点ｂ１とを結んだ直線ａ１ｂ１よりも水平方向の他側においては、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状が正確であるため、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状を採用する（図５Ｃ（ａ）および図５Ｃ（ｂ）の実線参照）。一方、点ｃ１と点ｄ１とを結んだ直線ｃ１ｄ１よりも水平方向の一側においては、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状が正確であるため、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状を採用する（図５Ｃ（ａ）および図５Ｃ（ｂ）の実線参照）。このようにして、図５Ｃ（ａ）および図５Ｃ（ｂ）の実線に示すように、パターン１２の正確なパターン形状を得ることができる。なお、例えば、図５Ｃ（ａ）および図５Ｃ（ｂ）に示す点ａ１、点ｂ１、点ｃ１および点ｄ１により画定される四角形ａ１ｂ１ｃ１ｄ１のように、第１プローブ６ａによって正確なパターン形状が得られる部分と、第２プローブ６ｂよって正確なパターン形状が得られる部分が共通している場合がある。この場合、いずれか一方のパターン形状を採用してもよく、２つのパターン形状の平均を採用してもよい。
【００５０】
また、パターン１２が、図５Ａ乃至図５Ｃに示すようなドットパターンではなく、図６Ａ乃至図６Ｃに示すように、パターン１２が、線状の凹凸が繰り返されたラインアンドスペースパターンである場合においても、パターン１２のパターン形状を合成することができる。この場合、第１プローブ６ａによって得られるパターン１２のパターン形状は、図６Ａ（ａ）に示す直線ｂ２よりも水平方向の一側においては、例えば、図６Ａ（ａ）に示す直線Ｂ３のように、パターン１２の正確な形状を表していない（図６Ａ（ａ）および図６Ａ（ｂ）参照）。一方、図６Ａ（ａ）に示す直線ｂ２から水平方向の他側においては、例えば、図６Ａ（ａ）に示す直線ａ２および直線Ａ３のように、パターン１２の正確な形状を表している。
【００５１】
また、第２プローブ６ｂによって得られるパターン１２のパターン形状は、図６Ｂ（ａ）に示すａ２よりも水平方向の他側においては、例えば、図６Ｂ（ａ）に示す直線Ａ３のように、パターン１２の正確な形状を表していない（図６Ｂ（ａ）および図６Ｂ（ｂ）参照）。一方、図６Ｂ（ａ）に示す直線ａ２から水平方向の一側においては、例えば、図６Ｂ（ａ）に示す直線ｂ２および直線Ｂ４のように、パターン１２の正確な形状を表している。このため、パターン１２がドットパターンである場合と同様にして、第１プローブ６ａによって得られたパターン１２のパターン形状と、第２プローブ６ｂによって得られたパターン１２のパターン形状とを合成することで、パターン１２の正確なパターン形状を得ることができる。
【００５２】
次に、制御部８においてパターン１２のパターン形状を合成する。この場合、まず、直線ａ２または直線ｂ２を基準線とする。そして、基準線およびあらかじめ設定していた基準点（図示せず）同士を重ね合わせることにより、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状と、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状とが重ね合わされる（図６Ｃ（ａ）および図６Ｃ（ｂ）の実線および２点鎖線参照）。このとき、直線ａ２よりも水平方向の他側においては、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状が正確であるため、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状を採用する（図６Ｃ（ａ）および図６Ｃ（ｂ）の実線参照）。一方、直線ｂ２よりも水平方向の一側においては、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状が正確であるため、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状を採用する（図６Ｃ（ａ）および図６Ｃ（ｂ）の実線参照）。このようにして、図６Ｃ（ａ）および図６Ｃ（ｂ）の実線に示すように、パターン１２の正確なパターン形状を得ることができる。なお、あらかじめ第１プローブ６ａと第２プローブ６ｂとの位置関係を特定し、当該位置関係に基づいた補正を行うことにより、第１プローブ６ａによって得られたパターン形状と、第２プローブ６ｂによって得られたパターン形状とを重ね合わせてもよい。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが互いに対向し、かつ第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂが同一軸Ｘ上に並ぶように配置されている。このことにより、当該同一軸Ｘの方向に沿って試料５を走査する際、第１プローブ６ａが走査した試料５のパターン１２の同一部分を、第２プローブ６ｂによって走査することができる。このため、第１プローブ６ａでは正確なパターン形状が得られない部分であっても、第２プローブ６ｂによって当該部分の正確なパターン形状を得ることができる。この結果、試料５を走査する際に、試料を回転させることなく、当該試料の正確なパターン形状を得ることができ、走査作業時間を短縮することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、制御部８は、第２プローブ６ｂを試料５に当接させることなく、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１プローブ６ａを試料５に当接させ、かつ水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。また、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１プローブ６ａを試料５から引き離すとともに、第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第２プローブ６ｂを試料５に当接させ、かつ水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。このことにより、第２プローブ６ｂを試料５に当接させることなく、第１プローブ６ａによって試料５を走査することができ、第１プローブ６ａを試料５から引き離した状態で、第２プローブ６ｂによって試料５を走査することができる。このため、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂの摩耗を低減することができ、カンチレバー４を長期にわたって使用することができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、第１プローブ６ａは、下方に延びるとともに、水平方向の一側に向かって傾斜し、第２プローブ６ｂは、下方に延びるとともに、水平方向の他側に向かって傾斜している。このことにより、同一軸Ｘ方向に沿って試料５を走査する際、第１プローブ６ａ（または第２プローブ６ｂ）では正確なパターン形状が得られない急峻な段差部分であっても、第２プローブ６ｂ（または第１プローブ６ａ）によって当該部分の正確なパターン形状を得ることができる。このため、試料５を走査する際に、試料５を回転させることなく、当該試料５の正確なパターン形状を得ることができる。この結果、急峻な段差構造を有する試料の走査作業時間を短縮することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による走査型プローブ顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡を用いた走査方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００５７】
また、上述した本実施の形態においては、制御部８が、第２プローブ６ｂを試料５に当接させることなく、第１スキャナヘッド３ａを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａを試料５に当接させ、かつ水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図７Ａ乃至図７Ｇに示すように、試料５の表面を走査する際に、制御部８が、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａおよび第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５に当接させ、かつ水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させてもよい。そして、制御部８が、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａおよび第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５から引き離し、かつ水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させてもよい。すなわち、第１プローブ６ａが水平方向の一側に向かって試料５の表面のパターン１２を走査する場合に、第２プローブ６ｂが、第１プローブ６ａと同様に、水平方向の一側に向かって当該パターン１２を走査してもよい。
【００５８】
この場合、図７Ａに示すように、制御部８（図１参照）は、第１スキャナヘッド３ａ（図１参照）および第２スキャナヘッド３ｂ（図１参照）を駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａおよび第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５に当接させる。この場合、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを下方に伸長させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂの上下方向の位置を調整し、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを試料５の表面に当接させる。このとき、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂは、所定の撓み量を持つように撓むことになる。また、図示しない半導体レーザーから発射され第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂの上面で反射したレーザー光１０（図１参照）が光検出器１１（図１参照）の中心に入射されるように、光検出器１１等が調整される。なお、第１プローブ６ａを試料５の表面に当接させた場所が走査エリアの第１始点Ｓ１となっており、第２プローブ６ｂは、走査エリア外に位置付けられる。
【００５９】
次に、図７Ｂに示すように、制御部８は、水平用スキャナ７（図１参照）を駆動して水平方向の一側（図７Ｂにおける右側）に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを、水平方向の一側に移動させる。このとき、第１プローブ６ａは、試料５の表面に当接しており、図７Ｂの破線に示すように、試料５の表面のパターン１２を走査する。この際、上述した図３Ｃに示す実施の形態と同様に、第１プローブ６ａが試料５に当接して上下方向に変位すると、第１カンチレバー４ａの撓み量が変化し、第１カンチレバー４ａの上面で反射するレーザー光１０の反射方向が変化することにより、光検出器１１に入射するレーザー光１０の入射位置が変化する。このとき、このレーザー光１０の入射位置の位置ずれが、光検出器１１により検出されることにより、光検出器１１が第１カンチレバー４ａの撓み量の変化を検出し、この撓み量の変化が光検出器１１により撓み信号として制御部８に送信される。そして、当該信号を受信した制御部８は、次に、第１スキャナヘッド３ａに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第１カンチレバー４ａを上下方向に移動させる。このことにより、第１カンチレバー４ａの撓み量が一定の撓み量となる。また、制御部８により、第１スキャナヘッド３ａの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸が検出されて、試料５の表面のパターン形状が得られる。そして、制御部８により、このパターン形状がモニタ９上に三次元的に表示される。また、第１プローブ６ａと同様に、第２プローブ６ｂが試料５に当接して上下方向に変位すると、制御部８は、第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第２カンチレバー４ｂを上下方向に移動させる。そして、制御部８により、第２スキャナヘッド３ｂの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸が検出されて、試料５の表面のパターン形状が得られる。このようにして、走査エリア外を走査する第２プローブ６ｂにおいても、制御部８が、第２プローブ６ｂを試料５の表面のパターン１２に追従させ、第２プローブ６ｂの摩耗を低減させている。一方、第２プローブ６ｂは、走査エリア外に位置付けられているため、制御部８により、第２プローブ６ｂが走査した試料５の表面のパターン形状がモニタ９上に表示されなくてもよい。なお、図７Ｂおよび図７Ｃの破線においては、図面を簡略化するために、試料５の表面から離して示している。
【００６０】
そして、図７Ｃに示すように、制御部８は、第１プローブ６ａが走査エリアの第１終点Ｆ１に到達するまで、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させて、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。このようにして、第１プローブ６ａが、走査エリアの第１終点Ｆ１まで試料を走査する。
【００６１】
次に、図７Ｄに示すように、制御部８は、第２プローブ６ｂが走査エリアの第２始点Ｓ２に到達するまで、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。この場合においても、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させることにより、第２プローブ６ｂが走査エリアの第２始点Ｓ２の近傍に位置付けられるように、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。なお、この場合、制御部８により水平用スキャナ７に印加される電圧を調整し、水平用スキャナ７を高速で水平方向の一側に伸長（または収縮）させることが好適である。このことにより、カンチレバー４の移動時間を短縮することができ、試料５の走査作業時間を短縮することができる。また、この際、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを試料５から引き離すことが好適である。このことにより、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂの摩耗を低減することができ、カンチレバー４を長期にわたって使用することができる。なお、第２始点Ｓ２は、第１始点Ｓ１と略同一になっていることが好適である。また、第１プローブ６ａは、走査エリア外に位置付けられる。
【００６２】
次に、図７Ｅに示すように、制御部８は、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の一側に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。この場合、制御部８は、水平用スキャナ７に電圧を印加して、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させる。このようにして、制御部８は、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを、水平方向の一側に移動させる。このとき、第２プローブ６ｂは、試料５の表面に当接しており、図７Ｅの２点鎖線に示すように、試料５の表面のパターン１２を走査する。この際、上述した図３Ｈに示す実施の形態と同様に、第２プローブ６ｂが試料５に当接して上下方向に変位すると、第２カンチレバー４ｂの撓み量が変化し、第２カンチレバー４ｂの上面で反射するレーザー光１０の反射方向が変化することにより、光検出器１１に入射するレーザー光１０の入射位置が変化する。このとき、このレーザー光１０の入射位置の位置ずれが、光検出器１１により検出されることにより、光検出器１１が第２カンチレバー４ｂの撓み量の変化を検出し、この撓み量の変化が光検出器１１により撓み信号として制御部８に送信される。そして、当該信号を受信した制御部８は、次に、第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第２カンチレバー４ｂを上下方向に移動させる。このことにより、第２カンチレバー４ｂの撓み量が一定の撓み量となる。また、制御部８により、第２スキャナヘッド３ｂの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸が検出されて、試料５の表面のパターン形状が得られる。そして、制御部８により、このパターン形状がモニタ９上に三次元的に表示される。また、第２プローブ６ｂと同様に、第１プローブ６ａが試料５に当接して上下方向に変位すると、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａに電圧を印加して、レーザー光１０が光検出器１１の中心に入射するように、第１カンチレバー４ａを上下方向に移動させる。そして、制御部８により、第１スキャナヘッド３ａの上下方向の変位量に基づいて試料５の表面の凹凸が検出されて、試料５の表面のパターン形状が得られる。このようにして、走査エリア外を走査する第１プローブ６ａにおいても、制御部８が、第１プローブ６ａを試料５の表面のパターン１２に追従させ、第１プローブ６ａの摩耗を低減させている。一方、第１プローブ６ａは、走査エリア外に位置付けられているため、制御部８により、第１プローブ６ａが走査した試料５の表面のパターン形状がモニタ９上に表示されなくてもよい。なお、図７Ｅおよび図７Ｇの２点鎖線においては、図面を簡略化するために、試料５の表面から離して示している。
【００６３】
次に、図７Ｆに示すように、制御部８は、第２プローブ６ｂが走査エリアの第２終点Ｆ２に到達するまで、水平用スキャナ７を水平方向の一側に伸長（または収縮）させて、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを水平方向の一側に移動させる。このようにして、第２プローブ６ｂが、走査エリアの第２終点Ｆ２まで試料を走査する。なお、第２終点Ｆ２は、第１終点Ｆ１と略同一になっていることが好適である。
【００６４】
次に、図７Ｇに示すように、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを駆動して第１カンチレバー４ａに設けられた第１プローブ６ａおよび第２カンチレバー４ｂに設けられた第２プローブ６ｂを試料５から引き離す。この場合、制御部８は、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂに電圧を印加して、第１スキャナヘッド３ａおよび第２スキャナヘッド３ｂを上方に収縮させる。このようにして、制御部８は、第１カンチレバー４ａおよび第２カンチレバー４ｂを上方に移動し、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを試料５の表面から引き離す。
【００６５】
その後、カンチレバー４が図３Ａの実線に示す位置になるまで、制御部８は、水平用スキャナ７を駆動して水平方向の他側（図７Ｇにおける右側）に、第１プローブ６ａおよび第２プローブ６ｂを移動させる。このようにして、走査型プローブ顕微鏡１を用いた試料５の１走査目の走査が終了する。
【００６６】
この場合においても、上述した本実施の形態による走査型プローブ顕微鏡１および走査型プローブ顕微鏡１を用いた走査方法と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、上述した実施の形態においては、水平用スキャナ７が、観察ユニット２に設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、水平用スキャナ７が試料ステージ５ａに設けられていてもよい。この場合、第１プローブ６ａまたは第２プローブ６ｂが水平方向の一側に向かって試料５の表面のパターン１２を走査する際には、水平用スキャナ７を伸縮させることにより水平方向の他側に、試料５を移動させる。これに対して、第１プローブ６ａまたは第２プローブ６ｂが水平方向の他側に向かって試料５の表面のパターン１２を走査する際には、水平用スキャナ７を伸縮させることにより水平方向の一側に、試料５を移動させる。このようにして、この場合においても、走査型プローブ顕微鏡１を用いて試料５を走査することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    走査型プローブ顕微鏡
２    観察ユニット
３    上下用スキャナ
３ａ  第１スキャナヘッド
３ｂ  第２スキャナヘッド
４ａ  第１カンチレバー
４ｂ  第２カンチレバー
５    試料
５ａ  試料ステージ
６ａ  第１プローブ
６ｂ  第２プローブ
７    水平用スキャナ
８    制御部
Ｘ    同一軸
【図１】
2018044791.tif 000003
【図２】
2018044791.tif 000004
【図３Ａ】
2018044791.tif 000005
【図３Ｂ】
2018044791.tif 000006
【図３Ｃ】
2018044791.tif 000007
【図３Ｄ】
2018044791.tif 000008
【図３Ｅ】
2018044791.tif 000009
【図３Ｆ】
2018044791.tif 000010
【図３Ｇ】
2018044791.tif 000011
【図３Ｈ】
2018044791.tif 000012
【図３Ｉ】
2018044791.tif 000013
【図３Ｊ】
2018044791.tif 000014
【図４】
2018044791.tif 000015
【図５Ａ】
2018044791.tif 000016
【図５Ｂ】
2018044791.tif 000017
【図５Ｃ】
2018044791.tif 000018
【図６Ａ】
2018044791.tif 000019
【図６Ｂ】
2018044791.tif 000020
【図６Ｃ】
2018044791.tif 000021
【図７Ａ】
2018044791.tif 000022
【図７Ｂ】
2018044791.tif 000023
【図７Ｃ】
2018044791.tif 000024
【図７Ｄ】
2018044791.tif 000025
【図７Ｅ】
2018044791.tif 000026
【図７Ｆ】
2018044791.tif 000027
【図７Ｇ】
2018044791.tif 000028
【図８】
2018044791.tif 000029
【図９】
2018044791.tif 000030