(57)【要約】【課題】走査型プローブ顕微鏡の物性測定において、コンタクトモードの汎用性を維持しつつ、非接触モードやポイントコンタクトモードのように、常時探針と試料表面の接触を伴わない新たな走査方法を実現する装置及びその走査方法を提供する。【解決手段】試料表面の測定点に対して、測定中のみ探針を試料表面に接触させその状態を維持し、かつ、測定信号の安定化を待ってデータ採取し、次の測定点への移動は探針を試料表面から所定の距離だけ離間させるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に探針を有するカンチレバーと、
前記探針の先端に対向する位置に備わる試料を載置する試料台と、
前記試料表面と前記探針とを相対的にＸ，Ｙ及びＺ方向への移動制御部を有するＸＹ駆動機構及びＺ駆動機構と、
前記探針を前記試料表面に対して走査した際の前記カンチレバーの位置を形状データとして検出するカンチレバー変位検出部と、
該探針と該試料表面間に作用する任意の物性に対応した測定を行う物性測定部と、
該物性測定部により検出した物性に対応した信号を測定データとして採取するデータ採取部と、
前記物性測定部が検出した物性に対応した信号が安定したことを認知して前記データ採取部に当該信号値及びその際の前記形状データの採取時期を決定するデータ採取時期指令部と、
を備えたことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項２】
前記物性測定部が物性情報を検出している間、前記探針と前記試料表面との接触状態を常に同じ状態になるように前記移動制御部が作用する請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
前記信号が、前記物性測定部による測定が行われているときにのみ出力される請求項１又は２に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項４】
前記信号が、前記探針の先端又は前記試料表面に発生させたエバネッセント光の散乱光である請求項１乃至３のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項５】
カンチレバーの先端に備わる探針により試料表面の走査を行い当該試料の任意の物性に対応した信号を検出することで当該物性の測定を行う走査型プローブ顕微鏡の走査方法において、
前記探針と前記試料のうち少なくともいずれか一方をＺ方向に移動させることにより両者が接触するまで接近させる近接工程と（Ｓ１）、
前記探針と前記試料表面との接触後それらの間に作用する任意の物性に対応した信号を測定する測定工程と（Ｓ２）、
前記測定工程で測定している物性に対応する信号が安定するまで前記探針と前記試料表面の接触状態を維持する接触状態維持工程と（Ｓ３）、
前記信号が安定したことを認知後、直ちにその物性に対応した信号値と形状データを採取する工程と（Ｓ４）、
該信号値及び形状データ採取後直ちに前記探針を前記試料表面から一定距離だけＺ方向に相対的に離間させる第一の離間工程と（Ｓ５）、
前記の探針と試料の離間後に該探針を次の観察位置までＸまたはＹ方向に移動させる移動工程と（Ｓ６）、
該移動工程の際、前記探針と前記試料表面とが予め設定した距離以内に接近又は接触したことを検出した場合に該探針を該試料表面から一定距離引き離す第二の離間工程（Ｓ７）と、
を含んでなることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項６】
前記測定工程（Ｓ３）の開始直前に物性測定に必要な電気信号を出力する工程（Ｓ２１）と、該測定の停止直後に当該電気信号の出力を停止する工程（Ｓ４１）とを更に含んでなる請求項５に記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項７】
前記測定工程における信号安定の判断が、該信号の時間微分値によるものである請求項５に記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項８】
前記第二の離間工程（Ｓ７）の後に前記移動工程（Ｓ６）に進むことで次の測定位置まで探針を移動させる請求項５に記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項９】
前記移動工程から近接工程へと工程が回帰する際、該近接工程の前に第三の離間工程を更に含む請求項５に記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項１０】
前記移動工程（Ｓ６）又は前記第二の離間工程（Ｓ７）の後に前記探針を試料に近接させる前に当該測定において測定する物性に対応する信号を取得する工程（Ｓ０１）を含み、以後順次近接工程（Ｓ１）から前記移動工程（Ｓ６）までを繰り返し測定を進める請求項５乃至９のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【請求項１１】
前記測定工程（Ｓ３）における信号が、前記探針の先端又は前記試料表面に発生させたエバネッセント光の散乱光であって、
前記近接工程（Ｓ１）の前に前記探針の先端又は試料表面にエバネッセント光を発生させるエバネッセント光発生工程（Ｓ０２）と、
前記測定工程（Ｓ３）の後に前記エバネッセント光の散乱光を検出するエバネッセント光散乱光検出工程（Ｓ２２）と、を更に含んでなる請求項５乃至１０のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡の走査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探針を試料表面で走査することで試料の表面形状や物性情報を観察することが可能な走査型プローブ顕微鏡及び走査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡は試料の表面形状や物性情報を測定する顕微鏡であり、これまでに様々な測定モードが提案されている。例えば、探針と試料間に流れるトンネル電流を一定に保つことで表面形状を取得する走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や、探針と試料間の原子間力を検出することで表面形状を取得する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）がある。ＡＦＭの中でも、カンチレバーの撓みを一定に保つことで表面形状を取得するコンタクトモードや、カンチレバーを励振させその振幅を一定に保つことで表面形状を取得するダイナミックフォースモード（ＤＦＭ）がある。これらの測定モードでは、トンネル電流や原子間力等を常に一定になるように探針と試料間の距離を制御しながら、つまり常に一定距離に保ちながら探針を水平方向に移動させている。一方、カンチレバーを振動させながら探針を測定点のみで試料に近接させて水平方向に移動する際には探針を試料から離す測定方法も提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
一方、ＳＰＭでは試料の表面形状と同時に試料の物性情報を取得する物性測定が可能である。物性情報を取得する方法としては、探針を試料に接触させた状態で物性情報を取得する方法と、探針をある程度試料から離した状態で物性情報を取得する方法がある。前者では、コンタクトモードでの測定が一般的であり、例えば、探針と試料の間に電圧を印加し流れる電流を測定し、試料の電流値像を測定するコンダクティングＡＦＭ（電流測定ＡＦＭ）等が挙げられ、この他にも強誘電体試料の分極状態を測定する圧電応答顕微鏡（ＰＲＭ）があげられる。また、後者では試料表面の磁場分布等を測定する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）等が挙げられる。（非特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９８５１号公報
【特許文献２】特開平２−５３４０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山岡武博著、材料技術Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．４（２００５）２１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１（カンチレバーを振動させながら探針を測定点のみで試料に近接させて測定）及び非特許文献１に記載の方法（探針を非接触で測定）では、測定可能な物性が制限されるため、機械物性や電気物性などはコンタクトモードでの測定によるしかないのが現状である。
【０００７】
しかしならが、従来のコンタクトモードによる物性測定では、探針を試料に常に接触させた状態で水平方向に走査しているため、探針の磨耗や、試料の破壊が不可避であった。特に軟らかい試料は探針で試料を引掻いてしまい物性情報だけでなく表面形状も正確に測定できないとう問題点がある。
【０００８】
また、物性情報の値は探針と試料との接触面積や接触圧力等の接触状態に大きく依存する。しかしながら、コンタクトモードでは常に探針が水平方向に移動するため接触状態が常に変化している。そのため測定している物性値が不安定になり、測定データの安定性・信頼性が悪く再現性も悪いという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決しようとするもので、コンタクトモードの汎用性を維持しつつ、試料を破壊することなく、また、常に同じ接触状態で物性情報を取得し測定データの安定性・信頼性・再現性の向上を図ることができる走査型プローブ顕微鏡及び走査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の走査型プローブ顕微鏡は、先端に探針を有するカンチレバーと、前記探針の先端に対向する位置に備わる試料を載置する試料台と、試料表面と探針とを相対的にＸ，Ｙ及びＺ方向への移動制御部を有するＸＹ駆動機構及びＺ駆動機構と、探針を試料表面に対して走査した際のカンチレバーの位置を形状データとして検出するカンチレバー変位検出部と、探針と試料表面間に作用する電気抵抗や粘弾性等の物性に対応した測定を行う物性測定部と、該物性測定部により検出した物性に対応した信号を測定データとして採取するデータ採取部と、物性測定部が検出した物性に対応した信号が安定したことを認知してデータ採取部に当該信号値及びその際の形状データの採取時期を決定するデータ採取時期指令部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の走査方法は、探針と試料のうち少なくともいずれか一方をＺ方向に移動させることにより両者が接触するまで接近させる近接工程と、探針と試料表面との接触後それらの間に作用する任意の物性に対応する測定を行う測定工程と、該測定工程で測定している物性に対応する信号が安定するまで探針と試料表面の接触状態を維持する接触状態維持工程と、前記信号が安定したことを認知後直ちにその物性に対応した信号値と形状データを採取する工程と、該信号値及び形状データ採取後直ちに探針を試料表面から一定距離だけＺ方向に相対的に離間させる第一の離間工程と、探針と試料の離間後に該探針を次の観察位置までＸまたはＹ方向に移動させる移動工程と、該移動工程の際、前記探針と前記試料表面とが予め設定した距離以内に接近又は接触したことを検出した場合に該探針を該試料表面から一定距離引き離す第二の離間工程と、を含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、探針移動は、試料表面から離間した状態で行なうにもかかわらず、物性測定時は探針を試料に接触させ、該接触状態を維持したまま物性に対応する信号を認知すると共に該信号が安定したと判断したら信号を取得後、探針を試料から離間して次の測定点に移動する走査型プローブ顕微鏡に係わる。従って、本発明は、広く諸物性の測定に対応が可能であるコンタクトモードによる応用性を維持しつつ、該方法における可決すべき課題の解決をなすものである。具体的には、探針と試料とを接触させた状態での物性測定において、試料を破壊することなく、また、常に同じ接触状態で物性情報を取得し測定データの安定性・信頼性・再現性の向上を図ることができる走査型プローブ顕微鏡及びその走査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における走査型プローブ顕微鏡を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第一の実施例における走査方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第二の実施例における走査方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の第三の実施例における走査方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第四の実施例における走査方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の第五の実施例における走査方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の第一の実施例における探針の動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の第三の実施例における探針の動作を示すフロー図である。
【図９】本発明における走査型プローブ顕微鏡による測定時の信号の安定及び不安定状態を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の走査型プローブ顕微鏡について、図を用いて説明する。
図１には、本発明に係わる走査型プローブ顕微鏡の構成の一例を示す。
【００１５】
本発明の走査型プローブ顕微鏡においては、試料台１３の上に設置された試料の試料表面Ｓに対し針先が向かうように配置されるとともに、試料表面Ｓに平行なＸ，Ｙ方向の走査と該試料表面Ｓに垂直なＺ方向の移動とを該試料表面Ｓに対して相対的に行える探針２を有するカンチレバー１と、カンチレバー１の変位を検出するカンチレバー変位検出部３とを備えている。
【００１６】
カンチレバー変位検出部３は、光源４と光検出器５とから構成されている。カンチレバー１の上面は反射面となっており、レーザー光Ｌが光源４からこの面に照射され、カンチレバー１の上面で反射された反射光Ｒは、光検出器５で検出される。光検出器５は例えば４分割フォトダイオードを用い、反射光Ｒが各フォトダイオードに入射して検出された検出信号の強度の差から、反射光Ｒの位置変化、つまりカンチレバー１の変位を検出することができる。
【００１７】
試料台１３は三次元アクチュエータ１２に取付けられており、探針２と試料表面Ｓとを前記Ｘ，ＹおよびＺ方向の相対的に移動させることが可能である。
【００１８】
三次元アクチュエータ１２には、三次元アクチュエータ１２を駆動して試料表面ＳをＸ，Ｙ，Ｚ方向に走査させるＸＹ駆動機構１０とＺ駆動機構１１が接続されている。また、ＸＹ駆動機構１０とＺ駆動機構１１は移動制御部９を含み、それによって制御されている。
【００１９】
物性測定部６は、カンチレバー１とカンチレバー変位検出部３とに接続されており、カンチレバー１とカンチレバー変位検出部３の少なくとも一方の信号から探針２と試料表面Ｓとの間に作用する物性情報を測定している。物性情報としては、例えば、試料表面の摩擦、粘弾性、吸着力、抵抗や静電容量や誘電率や分極状態等の電気特性、磁場分布等の磁気特性等である。これらの物性情報は、試料表面Ｓの物性状態によりカンチレバー１から得られる電気信号や、カンチレバー変位検出部３がカンチレバーの変位から測定することができるものである。
【００２０】
移動制御部９では、カンチレバー変位検出部３と物性測定部６からの信号を元に、試料表面Ｓの動きを制御している。移動制御部９では、探針２と試料表面Ｓを接近させるＺ方向に移動させ、探針２と試料表面Ｓが接触したら前記Ｚ方向への移動を停止させ、試料表面Ｓと探針２との間に作用する物性情報の測定を開始し、測定している物性値が安定したら直ちにその物性値と形状情報を採取すると共に探針２と試料表面Ｓとを引き離すＺ方向へ移動させ、次回の観察位置に達するまで探針２と試料表面ＳとをＸ，Ｙ方向に走査させ、該走査中に探針２と試料表面Ｓが接近又は接触したことを検出した際に該走査を一旦停止すると共に、探針２と試料表面Ｓとを引き離すＺ方向に移動させた後、該走査を再び続行する。また、探針２と試料表面Ｓとを接触させ物性情報を測定している間は、探針２と試料表面Ｓとの接触状態が所定の状態で維持している。ここで、測定している物性値が安定してから物性値を採取しているが、これに限らず、物性情報の測定を開始してからあらかじめ設定した時間経過した後の物性値を採取しても良い。なお、探針２と試料表面Ｓとを引き離す距離は、あらかじめ設定した距離でもよく、あるいは、カンチレバー１の変位が元の状態に戻るまででも良い。
【実施例１】
【００２１】
次に、上記のように構成された走査型プローブ顕微鏡により、試料表面Ｓに対して探針２を相対的に走査し、試料表面Ｓの表面形状および物性情報を採取する走査方法の具体例について図２および図７を参照して説明する。
【００２２】
図２は本実施形態における試料表面Ｓの表面形状および物性情報を生成する過程の一例を示すフローチャートである。また、図７は本実施形態における探針２の動作を示す概念図である。
【００２３】
まず、ステップ１として、三次元アクチュエータ１２を駆動させ、探針２と試料表面Ｓとを近づけるＺ方向へ移動させる。このとき、本実施形態ではＸ，Ｙ方向へは走査していない。
【００２４】
次に、ステップ２では、探針２と試料表面Ｓとが接近または接触したら、三次元アクチュエータ１２を停止させる。ここで、探針２と試料表面Ｓとが接近または接触することによりカンチレバー１が変位するため、カンチレバー変位検出手段が検出したカンチレバー１の変位があらかじめ設定した値に達したときに、探針２と試料表面Ｓが接近または接触したと判断する。
【００２５】
次に、ステップ３では、探針２と試料表面Ｓとの間に作用する物性情報の測定を開始する。測定している物性値が安定したらステップ４に進む。物性値が安定するまで待つ理由としては、物性値が探針を試料表面に接触させた直後は非常に不安定であり、不安定な状態のまま物性値を測定データとして採取すると測定データの信頼性・再現性が非常に劣化するためである。
【００２６】
ここで、「物性値が安定」との状態について、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、探針と試料表面とが接触した後に、測定している物性値が徐々に大きくなった後に安定している。また、図９（ｂ）は、探針と試料表面とが接触した直後は物性値が大きく変化しており不安定な状態であり、その後安定している。物性値が安定したか否かの判断としては、測定している物性値の変化値があらかじめ設定した値（Ｄ）以内に収まるまでとする。なお、物性値の変化値ではなく、時間微分した値を用いても良い。
【００２７】
次に、ステップ４では、物性情報と形状情報を採取すると共に、ステップ３で開始した物性情報の測定を停止する。ここで、物性情報を測定している間、すなわちステップ３からステップ４までの間は、探針２と試料表面Ｓとが同じ接触状態が維持されるように探針２と試料表面ＳのＺ方向の移動を制御する。ここで、同じ接触状態とは、カンチレバー１の変位があらかじめ設定した値になることを言う。
【００２８】
次に、ステップ５では、探針２と試料表面Ｓを引き離すＺ方向へ移動させる。なお、探針２と試料表面Ｓとを引き離す距離は、あらかじめ設定した距離でもよく、あるいは、カンチレバー１の変位が元の状態に戻るまででも良い。なお、ステップ４とステップ５を同時に行っても良い。
【００２９】
次に、ステップ６では、次の観察位置まで到達するように探針２と試料表面ＳをＸ，Ｙ方向へと走査させる。図２のステップ６後の探針２と試料表面Ｓが予め設定した距離以内に接近又は接触の有無の判断において、それらがなければ「ＹＥＳ」へ進んで、再び近接工程（ステップ１）へ進む。当該判断において、探針と試料の所定の距離以内に近接又は接触があれば、「ＮＯ」側のステップ７へと進む。ステップ７では、Ｘ，Ｙ方向への走査を停止させると共に、探針２と試料表面Ｓとを引き離すＺ方向へ移動させる。なお、探針２と試料表面Ｓとを引き離す距離は、あらかじめ設定した距離でもよく、あるいは、カンチレバー１の変位が元の状態に戻るまででも良い。ステップ７の工程終了後は、ステップ６へと進む。このようにして、次の観察位置に到達するまでステップ６とステップ７を繰り返す。次の観察位置に到達したら、ステップ１へ進み、新しい観察位置で測定を行う。
【００３０】
このようにステップ１からステップ７を繰り返すことによって、各観察位置で形状情報と物性情報を採取し、試料表面Ｓの表面形状と物性情報を得ることができる。
【００３１】
本発明の走査型プローブ顕微鏡の走査方法では、探針２と試料表面Ｓは接触した状態でＸ，Ｙ方向へ走査させることが無いので、探針２が試料表面Ｓを引掻くことはない。従来技術では、試料表面の表面形状や物性情報を取得する際、探針が試料を引掻くと、正確な情報を得ることができなかったが、本発明では、試料を引掻くことが無いので、正確な表面形状と物性情報を取得することが可能である。また、試料表面Ｓや探針２の磨耗を減少させることも可能である。
【００３２】
また、本発明の走査型プローブ顕微鏡の走査方法では、物性情報を取得している間、探針２と試料表面Ｓが同じ接触状態になうように維持している。一般に、試料表面と探針間に作用する物性情報は探針と試料表面の接触状態に大きく依存する。従来技術では物性情報を測定する際、Ｘ，Ｙ方向へ走査させながら測定しているので、どうしても接触状態は変化してしまうが、本発明では、物性情報を測定いる最中は接触状態が常に一定になるように維持しているため、より安定した測定が可能である。また、探針と試料表面とが接触した直後は測定している物性値が不安定になることがあるが、本発明では、安定するまで待ち時間を設けているため、より安定した測定が可能である。この様に、本発明においては、測定時の探針は測定完了まで接触状態を維持したままであるため、従来のコンタクトモードと同様の汎用性を維持することができる。
【００３３】
図７では便宜上、「ステップ１」を「Ｓ１」と表示しており、ステップ２からステップ７も同様である。また、図７では、探針２の動作をＸＺ平面であらわしているが、これに限らず、例えばＹＺ平面でも良い。また、図７では、ステップ１（Ｓ１）とステップ５（Ｓ５）のＸ方向の位置が異なっているが、これは図を簡略化したためであり、実際の動作では探針２のＸＹ方向の位置は同じである。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の第二の実施例について図３を用いて説明する。なお、図３の二重波線前後は、図２の該当部と同様でるので省略した。
【００３５】
第二の実施例と第一の実施例との異なる点は、第一の実施例では探針２と試料表面Ｓが接触した後にステップ３で物性情報を測定開始したのに対し、第二の実施例の走査方法では、測定工程（ステップ３）の前に物性を測定するための電気信号の出力を開始する工程（ステップ２１）と、ステップ４で物性情報の測定終了後に前記電気信号の出力を終了させる工程（ステップ４１）を有する点である。
【００３６】
ここで、物性を測定するための電気信号とは、試料台１３に直接電圧を印加するための信号や、三次元アクチュエータ１２に電気信号を印加することにより、試料表面ＳをＸ，Ｙ，Ｚ方向の少なくとも１方向に振動または変位させる信号である。これにより、試料表面の摩擦、粘弾性、吸着力、抵抗や静電容量や誘電率や分極状態等の電気特性、磁場分布等の磁気特性等を測定することが可能となる。
【実施例３】
【００３７】
次に、本発明による第三の実施例について、図４及び８を用いて説明する。なお、図４の二重波線間は、図２の該当部と同様でるので省略した。
【００３８】
第三の実施例と第一の実施例との異なる点は、第一の実施例ではステップ６により次の観察位置に到達するとステップ１の近接工程に進むのに対し、第三の実施例では、ステップ６により次の観察位置に到達した後、更に所定の距離だけ探針２を試料表面Ｓから離間するようにＺ方向に移動する第三の離間工程（ステップ８）を経て、近接工程へ進む点である。
【００３９】
ステップ１により探針２をと試料表面Ｓとを接近させる前に、一旦引き離すことにより、探針２と試料表面Ｓとを確実に非接触状態にすることが可能である。これは、試料表面と探針２との間に大きな吸着力が働いている場合、第一の離間工程（ステップ６）で探針２と試料表面Ｓとを引き離しても吸着力により非接触状態にならない事態に対応するためである。
【実施例４】
【００４０】
次に、本発明による第四の実施例について、図５を用いて説明する。なお、図５の二重波線間は、図２の該当部と同様でるので省略した。
【００４１】
本実施例は、近接工程（ステップ１）の前に、もしくは第３の実施例における第三の離間工程（ステップ８）の後に、その位置において、探針２と試料表面Ｓとの間に作用する物性情報を測定し採取する工程（ステップ０１）を有する。これにより、試料表面と試料表面からある距離だけ離れた位置での物性情報を測定することが可能となるため、より多面的な試料表面の観察及びデータ採取を行うことができる。なお、ステップ０１では試料表面から離れた位置で物性情報を測定しているので、磁場分布等の非接触状態で計測できる物性情報の取得を想定しており、ステップ４で採取する探針と試料表面とが接触状態で測定できる物性情報と共に、探針を非接触及び接触の両方の測定態様に適応させることが可能である。なお、非接触状態で物性情報を測定するために、ステップ０１で物性測定を行っている間のみカンチレバーを励振しても良い。
【実施例５】
【００４２】
次に、本発明による第五の実施例について、図６を用いて説明する。
ステップ１で探針２と試料表面Ｓとを接近させる前に、試料表面Ｓまたは探針２にエバネッセント場を発生させる工程（ステップ０２）と、ステップ２により試料表面Ｓと探針２が接触した後に散乱光を検出する工程（ステップ２２）を有することで、散乱光を検出する近接顕微鏡にも適応できる。一般に近接顕微鏡の場合には、探針と試料表面間の距離が近いほど検出する信号強度が強く、探針２と試料表面Ｓとを接触させて散乱光を検出することでＳ／Ｎ比を向上させることができる。さらに探針または試料表面に銀などの金属をコートし、両者を接触させることで散乱光が増強されてさらにＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、観察位置ごとに探針２と試料表面Ｓとを引き離すことで試料の引掻きやコートした金属の磨耗を防止することが可能である。また、検出を行う場合には、接触時の信号のみを選択的に検出することが望ましい。
【００４３】
なお、本発明の技術範囲は、上記実施例に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、種々の変更を加えることが可能である。
【００４４】
例えば、上記各実施例において、試料台１３を三次元アクチュエータ１２により駆動させているが、これに限らず、探針と試料表面とが相対的に動けばよいのであって、例えば、探針２を三次元アクチュエータにより駆動させても良い。また、三次元アクチュエータを一体のものとしたが、これに限らず、３個のアクチュエータによりそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向を駆動させても良い。
【００４５】
また、光検出器５として４分割光フォトダイオードを用いたが、これに限らず、例えば、２分割光フォトダイオードでも良い。また、カンチレバーの変位検出部３として光源４と光検出器５を用いたが、カンチレバーの変位を検出できれば良いのであって、これに限らず、例えばピエゾ抵抗型の自己検知カンチレバーを用いても良い。
また、測定する物性情報としては、一種類以上の物性を測定しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１  ・・・カンチレバー
２  ・・・探針
３  ・・・カンチレバー変位検出部
４  ・・・光源
５  ・・・光検出器
６  ・・・物性測定部
７  ・・・データ採取指令部
８  ・・・物性測定用電気信号発生部
９  ・・・移動制御部
１０  ・・・ＸＹ駆動機構
１１  ・・・Ｚ駆動機構
１２  ・・・三次元アクチュエータ
１３  ・・・試料台
１４  ・・・データ蓄積部
１５  ・・・表示部
Ｌ    ・・・レーザー光
Ｒ    ・・・反射光
Ｓ    ・・・試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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