(57)【要約】【課題】摩耗粉による測定精度の劣化を抑制することができる走査型プローブ顕微鏡を提供する。【解決手段】本実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、試料を搭載するステージを備える。プローブは、試料の表面の走査領域を走査して、前記試料の特性を測定する。コントローラは、試料の特性の測定中におけるプローブの走査軌道の少なくとも一部を直角又は鋭角に屈曲させるようにプローブとステージとを相対的に移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を搭載するステージと、
前記試料の表面の走査領域を走査して、前記試料の特性を測定するプローブと、
前記試料の特性の測定中における前記プローブの走査軌道の少なくとも一部を直角又は鋭角に屈曲させるように前記プローブと前記ステージとを相対的に移動させるコントローラとを備えた走査型プローブ顕微鏡。
【請求項２】
前記試料の特性の測定中における前記プローブの走査軌道である測定軌道の始点は、前記プローブの走査軌道の始点と一致する請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
前記測定軌道は、一筆書き可能である請求項１又は請求項２に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項４】
前記測定軌道は、交差しない請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項５】
前記測定軌道は、内側から外側へ向かう渦巻き状である請求項１〜請求項４に記載のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項６】
前記測定軌道は、外側から内側へ向かう渦巻き状である請求項１〜請求項４に記載のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、走査型プローブ顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なプローブ（短針）を試料の表面に接触させた状態で走査させながら試料の特性を測定する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ（Scanning Probe Microscope））が使用されている。このような走査型プローブ顕微鏡として、例えば、走査型広がり抵抗顕微鏡（ＳＳＲＭ（Scanning Spread Resistance Microscope））などが挙げられる。走査型広がり抵抗顕微鏡は、例えば、トランジスタのキャリア濃度分布の測定に使用されている。
【０００３】
このような従来の走査型プローブ顕微鏡において、接触式のプローブが試料の表面を走査すると、試料とプローブ先端とが摩耗し、摩耗粉が発生した。この摩耗粉は、プローブと試料との間に挟まることで、プローブと試料との間に電気的な接触不良を引き起こし、プローブによる測定精度を劣化させることがあった。
【０００４】
また、このような測定精度の劣化は、プローブの走査軌道によって助長されることがあった。従来の走査型プローブ顕微鏡のプローブの走査軌道には、プローブが試料の表面を走査しながら試料の特性を測定している測定軌道と、プローブが試料の表面を走査しているにもかかわらず試料の特性を測定していない非測定軌道とが含まれた。非測定軌道として、例えば、複数の測定軌道間をプローブが移動する際に形成される走査軌道や、プローブが最初に接触した試料表面の地点から、プローブが試料の測定を開始する地点まで移動する際に形成される走査軌道が挙げられる。非測定軌道は、試料の測定に寄与しないにもかかわらず、摩耗粉を発生させるため、摩耗粉による測定精度の劣化を助長させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４８３３１号公報
【特許文献２】特開２００２−５４９２１号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
摩耗粉による測定精度の劣化を抑制することができる走査型プローブ顕微鏡を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、試料を搭載するステージを備える。プローブは、試料の表面の走査領域を走査して、前記試料の特性を測定する。コントローラは、試料の特性の測定中におけるプローブの走査軌道の少なくとも一部を直角又は鋭角に屈曲させるようにプローブとステージとを相対的に移動させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡を示す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。
【図３】図３は、試料表面を走査中のプローブの拡大図である。
【図４】図４は、図２の部分拡大図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。
【図７】図７は、図６の測定軌道の変形例を示す平面図である。
【図８】図８は、図６の測定軌道のさらなる変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡について図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡を示す概略図である。この走査型プローブ顕微鏡は、プローブ１を試料３の表面の走査領域３２に接触させた状態で走査しながら試料３の抵抗値を測定し、測定結果に基づく解析結果を出力する。この走査型プローブ顕微鏡は、試料３の抵抗値以外の特性（電気的特性や表面形状）を測定してもよい。走査型プローブ顕微鏡は、試料３の表面の走査領域３２を走査するプローブ１と、試料３を搭載するステージ２と、試料３に流れる電流（又は電圧）を測定する測定回路４と、測定回路４で測定した電流（又は電圧）の測定値に基づいて解析して抵抗値を得る解析手段５と、解析手段５による解析結果が表示されるモニター６とを備えている。
【００１１】
プローブ１は、導電性材料により形成されており、カンチレバー１１によって試料３の表面に押圧されている。プローブ１として、例えば、ダイヤモンドプローブを使用することができる。試料３と接触するプローブ１の先端の直径は、例えば、２５〜５０ｎｍであるが、これに限られない。
【００１２】
ステージ２は、コントローラ２１によって制御され、表面に搭載（固定）された試料３をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動させる。ステージ２として、例えばピエゾステージが利用される。固定されたプローブ１に対してステージ２が試料３を移動させることにより、プローブ１は試料３の表面を走査することができる。
【００１３】
試料３の表面には、プローブ１により走査する走査領域３２が設定されており、この走査領域３２にはプローブ１の先端が接触する。試料３の背面には背面電極３１が設けられている。試料３の背面電極３１とプローブ１とは、測定回路４に接続されている。
【００１４】
測定回路４は、試料３の背面電極３１とプローブ１との間にバイアス電圧を印加し、その際に流れる電流の電流値を測定する。測定回路４は、電流を増幅する増幅器４１や、電流値を測定する電流計４２を備える。また、測定回路４は、定電流源を備え、試料３の背面電極３１とプローブ１との間に一定の電流を流した際に生じる電位差を測定してもよい。この場合、測定回路４は、増幅器４１と、電圧値を測定する電圧計を備える。測定回路４により測定された電流値は、解析手段５に入力される。
【００１５】
解析手段５は、測定回路４から入力された電流値と試料３に印加された電圧を用いて試料３の抵抗値を算出する。解析手段５は、算出された抵抗値と、その抵抗値が算出された試料３の走査領域３２上の座標情報と、それらの情報が記憶された順序である情報記憶順序と、を記憶する。そして、解析手段５は、記憶された抵抗値、座標情報、及び情報記憶順序に基づいて、抵抗値を再配置する。すなわち、解析手段５は、抵抗値を対応する座標位置にプロットすることで、抵抗値と走査領域３２の測定位置とを対応させた画像情報を構成する。解析手段５は、画像情報をモニター６に出力する。
【００１６】
モニター６には、解析手段５から出力された画像情報が表示される。この画像情報は、走査領域３２の２次元又は３次元のマップとして表示することができる。
【００１７】
コントローラ２１は、プローブ１とステージ２とを相対的に移動させ、プローブ１を試料３の表面を走査させる。プローブ１はステージ２に対して相対的に移動すればよい。従って、コントローラ２１は、プローブ１を移動させてもよいが、プローブ１を固定した状態でステージ２を移動させてもよい。
【００１８】
次に、第１実施形態の走査型プローブ顕微鏡の測定軌道について、図２を参照して説明する。ここで、図２は、第１実施形態の走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。図２において、試料３の走査領域３２は正方形であるが、走査領域３２の形状はこれに限られない。また、試料３は、表面全体が走査領域３２であってもよいし、試料３の表面の一部だけが走査領域３２であってもよい。試料３の表面の走査領域３２は、例えば一辺５μｍ以下の正方形とすることができる。
【００１９】
第１実施形態の測定軌道において、プローブ１は、まず試料３の走査領域３２の中心部である始点ａに配置される。プローブ１が最初に走査領域３２と接触する地点がこの始点ａであり、測定軌道は始点ａからはじまる。すなわち、本実施形態において、測定軌道の始点と走査軌道の始点とは一致する。プローブ１は、始点ａに接触すると、試料３の測定を開始する。
【００２０】
測定を開始したプローブ１は、まず点ａから点ｂまで直線状に走査領域３２を走査し、測定軌道ａｂを形成する。このとき、上述の通り、プローブ１はステージ２に対して相対的に移動すればよい。例えば、試料３がステージ２によって、測定軌道上のプローブ１の進行方向と逆方向に移動されており、プローブ１は固定されていてもよい。ただし、プローブ１は試料３の表面の凹凸に合わせて垂直方向には動いている。なお、説明の便宜のため、以降でもプローブ１が移動しているものとして説明する。プローブ１は、点ａから点ｂまで走査する過程で試料３を削り、摩耗粉７を発生させる。
【００２１】
ここで、図３は、試料３の表面を走査中のプローブの拡大図である。図３に示すように、摩耗粉７は主にプローブ１の進行方向側に堆積する。したがって、図２の測定軌道ａｂ上のプローブ１の進行方向側（点ｂ側）には、摩耗粉７が堆積している。プローブ１の前方に堆積する摩耗粉７は、プローブ１が直線状に走査する距離が長くなるほど増加する。
【００２２】
プローブ１は、点ｂまでの走査を終えると、進行方向を右に９０°方向転換する。方向転換の角度は、方向転換の前後に形成される測定軌道のなす角が９０°以下であれば任意でよい。これにより、測定軌道は直角（又は鋭角）に屈曲する。
【００２３】
ここで図４は、図２の平面図の部分拡大図である。図４に示すように、プローブ１が点ｂで進行方向を９０°方向転換すると、プローブ１の進行方向側（点ｂ側）に堆積していた摩耗粉７が、点ｂの外側に取り残される。これにより、プローブ１に堆積した摩耗粉７は大幅に減少する。
【００２４】
次に、点ｂで方向転換したプローブ１は、点ｂから点ｃまで直線状に走査し、測定軌道ｂｃを形成し、点ｃで右に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｂｃで発生し、プローブ１の進行方向側（点ｃ側）に堆積した摩耗粉７が点ｃの外側に取り残される。
【００２５】
さらに、点ｃで方向転換したプローブ１は、点ｃから点ｄまで直線状に走査し、測定軌道ａｂよりも長い測定軌道ｃｄを形成する。プローブ１は、点ｄまで走査を終えると、進行方向を右に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｃｄで発生し、プローブ１の進行方向側（点ｄ側）に堆積した摩耗粉７は点ｄの外側に取り残される。
【００２６】
図４に示すように、ここで形成された測定軌道ｃｄと、測定軌道ｃｄと対向する測定軌道ａｂとの距離Ｗ１は、走査軌道の幅Ｗ２よりも大きい。ここでいう距離Ｗ１とは、測定軌道の対向する測定軌道部分（走査軌道ａｂと走査軌道ｃｄなど）の中心線間の距離を意味する。図４において、測定軌道の中心線は破線で示されている。測定軌道ｃｄと測定軌道ａｂとの距離Ｗ１が測定軌道の幅Ｗ２よりも大きいため、これら２つの測定軌道部分の間には、プローブ１によって走査されない非走査領域８が形成される。なお、測定軌道ｃｄと測定軌道ａｂとの距離Ｗ１は、測定軌道ｂｃの中心線の長さに等しい。
【００２７】
点ｄで方向転換したプローブ１は、点ｄから点ｅまで直線状に走査し、測定軌道ｂｃよりも長い測定軌道ｄｅを形成する。測定軌道ｃｄが測定軌道ａｂよりも長いため、ここで形成される測定軌道ｄｅは測定軌道ａｂと交差しない。プローブ１は、点ｅまで走査を終えると、進行方向を右に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｄｅで発生し、プローブ１の進行方向側（点ｅ側）に堆積した摩耗粉７が点ｅの外側に取り残される。
【００２８】
以降、プローブ１は同様の手順を点ｎまで繰り返し、測定軌道を形成する。これにより、図２に示すような、内側から外側に向かった時計回りの渦巻き状の測定軌道が形成される。なお、この測定軌道は、内側から外側に向かった反時計回りの渦巻き状に形成されてもよい。この場合、プローブ１は、各点（ｂ〜ｍ）で進行方向を左に方向転換する。
【００２９】
以上説明したとおり、第１実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、プローブ１の測定軌道の一部が直角又は鋭角に屈曲している。これにより、測定軌道の屈曲部でプローブ１が方向転換をする際、プローブ１の進行方向側に堆積した摩耗粉７が測定軌道の外側に取り残され、プローブ１に堆積した摩耗粉７が減少する。したがって、プローブ１と試料３との間に摩耗粉７が挟まり、プローブ１と試料３との間に電気的な接触不良が生じることによる測定精度の劣化が抑制され、測定精度が向上する。結果として、走査型プローブ顕微鏡は、安定した特性値や測定の再現性を確保することができる。
【００３０】
また、測定軌道の始点ａは、プローブ１の走査軌道の始点と一致している。これにより、本実施形態の走査軌道には、非測定軌道が含まれないため、摩耗粉７の発生を抑制することができる。ここでいう非測定軌道とは、プローブ１が最初に接触する試料３の表面の地点から、プローブ１が試料３の測定を開始する地点（始点ａ）まで移動する際に形成される走査軌道である。さらに、非測定軌道を走査する時間を削減する（あるいは無くす）ことで走査時間を短縮するとともに、プローブ１自体が摩耗することを防ぐことができる。
【００３１】
また、この測定軌道は一筆書き可能である。これにより、本実施形態の走査軌道には、非測定軌道が含まれないため、摩耗粉７の発生を抑制することができる。ここでいう非測定軌道とは、複数の測定軌道間をプローブ１が移動する際に形成される走査軌道である。さらに、非測定軌道を走査する時間を削減する（あるいは無くす）ことで走査時間を短縮するとともに、プローブ１自体が摩耗することを防ぐことができる。
【００３２】
また、この測定軌道は交差しない。これにより、すでにプローブが走査したことにより摩耗粉７が堆積している測定軌道部分をプローブ１が通らず、プローブ１への摩耗粉７の堆積を抑制することができる。
【００３３】
また、測定軌道間の距離Ｗ１は、測定軌道の幅Ｗ２より大きい。これにより、対向する測定軌道部分の間には、非走査領域８が形成される。摩耗粉７は、プローブ１の方向転換の際、この非走査領域８に取り残されるため、取り残された摩耗粉７が再びプローブ１に堆積するのを防ぐことができる。
【００３４】
また、この測定軌道は、内側から外側へ向かう渦巻き状である。測定軌道が単純な形状のため、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、測定軌道上の各地点に当該地点の抵抗値をプロットした画像情報を容易に構成することができる。すなわち、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、抵抗値を容易に再配置し、画像情報として出力することができる。
【００３５】
また、この測定軌道の始点ａは、試料３の走査領域３２の中心部である。これにより、内側から外側へ向かう渦巻き状の測定軌道によって、試料３の走査領域３２の全面を容易に走査することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡について説明する。走査型プローブ顕微鏡の構成は、第１実施形態と共通であるため説明を省略し、第１実施形態との相違点である走査軌道について説明する。
【００３７】
図５は、第２実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。図５において、試料３の走査領域３２は正方形であるが、走査領域３２の形状はこれに限られない。
【００３８】
第２実施形態の測定軌道において、プローブ１は、まず試料３の走査領域３２の外周部の始点ｎに配置される。プローブ１は、始点ｎに接触すると、試料３の測定を開始する。
【００３９】
測定を開始したプローブ１は、まず点ｎから点ｍまで直線状に走査領域３２を走査し、測定軌道ｎｍを形成する。プローブ１は、点ｎから点ｍまで走査する過程で、試料３により削られ、あるいは試料３を削り、摩耗粉７を発生させる。
【００４０】
プローブ１は、点ｍまでの走査を終えると、進行方向を左に９０°方向転換する。方向転換の角度は、方向転換の前後に形成される測定軌道のなす角が９０°以下であれば任意である。これにより、測定軌道は直角（又は鋭角）に屈曲する。
【００４１】
図５に示すように、プローブ１が点ｍで進行方向を９０°方向転換すると、プローブ１の進行方向側（点ｍ側）に堆積していた摩耗粉７が、点ｍの外側に取り残される。
【００４２】
次に、点ｍで方向転換したプローブ１は、点ｍから点ｌまで直線状に走査し、測定軌道ｍｌを形成し、点ｌで左に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｍｌで発生し、プローブ１の進行方向側（点ｌ側）に堆積した摩耗粉７が点ｌの外側に取り残される。
【００４３】
さらに、点ｌで方向転換したプローブ１は、点ｌから点ｋまで直線状に走査し、測定軌道ｌｋを形成し、点ｋで左に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｌｋで発生し、プローブ１の進行方向側（点ｋ側）に堆積した摩耗粉７は点ｋの外側に取り残される。
【００４４】
点ｋで方向転換したプローブ１は、点ｋから点ｊまで直線状に走査し、測定軌道ｋｊを形成する。測定軌道ｋｊは、測定軌道ｍｌよりも短いが、測定軌道ｎｍと少なくとも一部が重複するように点ｎ側にはみ出している。プローブ１は、点ｊまで走査を終えると、進行方向を左に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｋｊで発生してプローブ１の進行方向側（点ｊ側）に堆積した摩耗粉７は点ｊの外側、すなわち、すでに走査の終了した測定軌道ｎｍ上に取り残される。
【００４５】
点ｊで方向転換したプローブ１は、点ｊから点ｉまで直線状に走査し、測定軌道ｊｉを形成する。測定軌道ｊｉは、測定軌道ｌｋよりも短いが、測定軌道ｍｌと少なくとも一部が重複するように点ｍ側にはみ出している。図５に示すように、ここで形成された測定軌道ｊｉと、測定軌道ｊｉと隣接する測定軌道ｎｍと、の距離Ｗ１は測定軌道の幅Ｗ２以下である。したがって、本実施形態において、測定軌道ｊｉと測定軌道ｎｍとは一部が重複し、両者の間に非走査領域８は形成されない。プローブ１は、点ｉまで走査を終えると、進行方向を左に９０°方向転換する。これにより、測定軌道ｊｉで発生してプローブ１の進行方向側（点ｉ側）に堆積した摩耗粉７は点ｉの外側、すなわち、すでに走査の終了した測定軌道ｍｌ上に取り残される。
【００４６】
以降、プローブ１は同様の手順を点ａまで繰り返し、非走査領域８を含まない測定軌道を形成する。これにより、図５に示すような、外側から内側に向かった反時計回りの渦巻き状の測定軌道が形成される。なお、この測定軌道は、外側から内側に向かった時計回りの渦巻き状に形成されてもよい。この場合、プローブ１は、各点（ｍ〜ｂ）で進行方向を右に方向転換する。
【００４７】
以上説明したとおり、第２実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、上記の第１実施形態と同様、プローブ１の測定軌道の一部が直角又は鋭角に屈曲し、測定軌道の始点ｎがプローブ１の走査軌道の始点と一致している。また、測定軌道は、一筆書き可能であり、交差しない。
【００４８】
また、測定軌道の距離Ｗ１は、測定軌道の幅Ｗ２以下である。このため、隣接する測定軌道部分の間には、非走査領域８が形成されない。したがって、試料３の走査領域３２を隙間なく走査し、測定精度を向上させることができる。
【００４９】
また、この測定軌道は外側から内側へ向かう渦巻き状である。測定軌道が単純な形状のため、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、測定軌道上の各地点に当該地点の抵抗値をプロットした画像情報を容易に構成することができる。すなわち、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、抵抗値を容易に再配置し、画像情報として出力することができる。さらに、プローブ１が方向転換する際に、摩耗粉７はすでに走査済みの測定軌道上に取り残されるため、プローブ１が再びその摩耗粉７上を走査することがない。したがって、プローブ１の方向転換の際に取り残された摩耗粉７が、再びプローブ１に堆積するのを防ぐことができる。
【００５０】
また、この測定軌道の始点ｎは、試料３の走査領域３２の外周部である。これにより、外側から内側へ向かう渦巻き状の測定軌道によって、試料３の走査領域３２の全面を容易に走査することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡について説明する。走査型プローブ顕微鏡の構成は、第１実施形態及び第２実施形態と共通であるため説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態との相違点である測定軌道について説明する。
【００５２】
図６は、第３実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の測定軌道を示す平面図である。図６において、試料３の走査領域３２は正方形であるが、走査領域３２の形状はこれに限られない。
【００５３】
第３実施形態の測定軌道において、プローブ１は、まず試料３の走査領域３２の外周部の始点ａに配置される。プローブ１は、始点ａに接触すると、試料３の測定を開始する。
【００５４】
測定を開始したプローブ１は、まず点ａから点ｂまで直線状に走査領域３２を走査し、測定軌道ａｂを形成する。プローブ１は、点ａから点ｂまで走査する過程で、試料３により削られ、あるいは試料３を削り、摩耗粉７を発生させる。
【００５５】
プローブ１は、点ｂまでの走査を終えると、進行方向を右に９０°方向転換する。これにより、測定軌道は直角に屈曲する。プローブ１が点ｂで進行方向を９０°方向転換すると、プローブ１の進行方向側（点ｂ側）に堆積していた摩耗粉７が、点ｂの外側に取り残される。
【００５６】
次に、プローブ１は、点ｂから点ｃまで直線状に走査領域３２を走査し、測定軌道ｂｃを形成し、点ｃで進行方向を右に９０°方向転換する。プローブ１が点ｃで方向転換すると、プローブ１の進行方向側（点ｃ側）に堆積していた摩耗粉７が、点ｃの外側に取り残される。
【００５７】
以降、プローブ１は同様の手順を繰り返し、複数の直線状部分からなる波状（蛇腹状，ジグザグ状）の走査軌道を形成する。
【００５８】
以上説明したとおり、第３実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、上記の第１実施形態と同様、プローブ１の測定軌道の一部が直角に屈曲し、測定軌道の始点ａがプローブ１の走査軌道の始点と一致している。また、測定軌道は、一筆書き可能であり、交差しない。
【００５９】
また、この測定軌道は、複数の直線状部分からなる波状（蛇腹状，ジグザグ状）である。測定軌道が単純な形状のため、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、測定軌道上の各地点に当該地点の抵抗値をプロットした画像情報を容易に構成することができる。すなわち、解析手段５は、座標情報と情報記憶順序に基づいて、抵抗値を容易に再配置し、画像情報として出力することができる。
【００６０】
また、この測定軌道の始点ａは、試料３の走査領域３２の外周部である。これにより、複数の直線状部分からなる波状（蛇腹状，ジグザグ状）の測定軌道によって、試料３の走査領域３２の全面を容易に走査することができる。
【００６１】
また、各直線状部分の長さを短くすることで、各直線状部分を走査する間にプローブ１に堆積する摩耗粉７を減少させることができる。
【００６２】
（第３実施形態の変形例１）
図７は、第３実施形態に係る測定軌道の変形例である。この測定軌道において、プローブ１は、まず試料３の走査領域３２の外周部の始点ａに配置され、点ａから点ｂまで直線状に走査領域３２を走査し、測定軌道ａｂを形成する。
【００６３】
プローブ１は、点ｂまでの走査を終えると、進行方向を右に９０°より大きい角度で方向転換する。これにより、測定軌道は鋭角に屈曲する。プローブ１が点ｂで進行方向を方向転換すると、プローブ１の進行方向側（点ｂ側）に堆積していた摩耗粉７が、点ｂの外側に取り残される。
【００６４】
以降、プローブ１は同様の手順を繰り返し、複数の直線状部分からなる波状（蛇腹状，ジグザグ状）の測定軌道を形成する。
【００６５】
（第３実施形態の変形例２）
図８は、第３実施形態に係る測定軌道のさらなる変形例である。この測定軌道は、複数の直線状部分からなる波状（蛇腹状，ジグザグ状）の測定軌道の始点と終点を連結して環状にしたものである。
【００６６】
このような構成により、測定軌道上の任意の点から走査を開始しても、走査領域３２の全面を走査することができる。
【００６７】
尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…プローブ、２…ステージ、３…試料、４…測定回路、５…解析手段、６…モニター、７…摩耗粉、８…非走査領域、１１…カンチレバー、２１…コントローラ、３１…背面電極、３２…走査領域、４１…増幅器、４２…電流計、Ｗ１…測定軌道間の距離、Ｗ２…測定軌道の幅
【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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