(57)【要約】【課題】プローブチップを個体識別する機能を備えた走査型プローブ顕微鏡を提供する。【解決手段】走査型プローブ顕微鏡は、機構部３０に装着されたプローブチップ１０の振動特性を取得する振動特性取得部５１と、プローブチップ１０の管理項目を取得する管理項目取得部５４と、振動特性取得部５１と管理項目取得部５４とで取得されるプローブチップ１０の振動特性と管理項目とを逐次関連づけて記憶するデータ管理部５５と、振動特性取得部５１で取得される振動特性を、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブチップ１０の振動特性と比較して、現在装着されているプローブチップ１０を個体識別する個体識別部５６と、個体識別部５６による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目を表示する表示部７０を含んでいる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型プローブ顕微鏡において、
装着されたプローブチップの振動特性を取得する振動特性取得手段と、
前記プローブチップの管理項目を取得する管理項目取得手段と、
前記振動特性取得手段と前記管理項目取得手段とで取得される前記プローブチップの振動特性と管理項目とを逐次関連づけて記憶するデータ管理手段と、
前記振動特性取得手段で取得される振動特性を、前記データ管理手段に記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブチップの振動特性のおのおのと比較して、現在装着されているプローブチップを個体識別する個体識別手段と、
前記個体識別手段による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップの管理項目を表示する表示手段とを有することを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項２】
請求項１において、前記データ管理手段は、前記振動特性に加えて、前記振動特性取得手段が前記振動特性を取得するために前記プローブチップを励振した際の入力ゲインをさらに記憶し、前記個体識別手段は、前記振動特性取得手段で取得される前記振動特性とそのときの入力ゲインを、それぞれ、前記データ管理手段に記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブチップの振動特性と入力ゲインのおのおのと比較して、現在装着されているプローブチップを個体識別することを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
請求項１において、前記振動特性がプローブチップの周波数特性であることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項４】
請求項１において、前記振動特性がプローブチップの共振周波数であることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項５】
請求項１において、前記管理項目は、プローブチップの個体名称、プローブチップの使用時間、プローブチップで取得した画像、プローブチップを使用した作業者の名前、プローブチップの種類の少なくとも１項目を含むことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項６】
請求項５において、前記表示手段は、最後に取得されたＳＰＭ画像を表示することを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の形状や物性値を画像化する走査型プローブ顕微鏡に関する
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、微小なプローブにより、原子間力やトンネル電流、磁気力といった試料の物性値の力を検出し、それを画像化する応用性の高い顕微鏡で、広く馴染みのある装置である。
【０００３】
ＳＰＭに使用されるプローブチップは、先端径が数ｎｍ程度の鋭利なプローブが柔軟なカンチレバー（片持ち梁）の先端部に支持された構造体であり、様々な種類のものが存在する。プローブの形状とプローブチップの種類がＳＰＭで取得される画像に大きく影響することは広く知られており、プローブの状態やプローブチップの種類などを管理することが重要である。
【０００４】
従来は、作業者が、測定前にプローブチップをＳＰＭからいったん外し、プローブチップの種類を確認したり、プローブの形状を電子顕微鏡などでチェックしたりしてから使用するようにしていた。
【０００５】
このような煩わしさを解消するため、特開２００１−３２４４３８号公報は、ＳＰＭで画像取得するたびに、凹凸形状が既知の標準試料をＳＰＭで画像取得し、取得された標準試料の画像の程度からプローブチップのプローブの磨耗状態を管理するＳＰＭを提案している。また、特開２００３−３１５２４１号公報は、プローブの使用時間や走査距離をプローブの摩耗状態の指標として管理するＳＰＭを提案している。
【特許文献１】特開２００１−３２４４３８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＳＰＭでは、試料の種類や測定の目的などに応じて、しばしばプローブチップが頻繁に付け替えられる。また１つのＳＰＭを複数の作業者が使用する場合、各作業者がＳＰＭを使用する際にその作業者の目的に合わせてプローブチップに付け替えることがある。しかし、これまでのＳＰＭでは、付け替えられるプローブチップを識別することはしていない。
【０００７】
前述の特開２００１−３２４４３８号公報と特開２００３−３１５２４１号公報のＳＰＭでは、現在装着されているプローブチップのプローブの磨耗状態は管理されるが、プローブチップが付け替えられた場合やＳＰＭの電源が切られた際には、プローブチップの管理が継続されない。このため、以前に装着したことのあるプローブチップを再び装着して使用する場合、プローブチップの正しい情報を得ることができない。その結果、高価なプローブチップを寿命一杯に使用することが難しい。
【０００８】
本発明は、このような実状を考慮してなされたものであり、その目的は、装着されるプローブチップを個体識別する機能を備えた走査型プローブ顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による走査型プローブ顕微鏡は、装着されたプローブチップの振動特性を取得する振動特性取得手段と、前記プローブチップの管理項目を取得する管理項目取得手段と、前記振動特性取得手段と前記管理項目取得手段とで取得される前記プローブチップの振動特性と管理項目とを逐次関連づけて記憶するデータ管理手段と、前記振動特性取得手段で取得される振動特性を、前記データ管理手段に記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブチップの振動特性のおのおのと比較して、現在装着されているプローブチップを個体識別する個体識別手段と、前記個体識別手段による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップの管理項目を表示する表示手段とを有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装着されるプローブチップを個体識別する機能を備えた走査型プローブ顕微鏡が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
まず、後述する実施形態において共通する走査型プローブ顕微鏡の装置構成について述べる。走査型プローブ顕微鏡を図１に示す。また、この走査型プローブ顕微鏡に着脱可能に装着されるプローブチップとホルダーを図２に示す。
【００１３】
図２に示すように、プローブチップ１０は、プローブ１１と、プローブ１１を支持しているカンチレバー１２と、カンチレバー１２を支持している支持部１３とを有している。プローブ１１は鋭利な先端を有し、その先端の径は例えば数ｎｍ程度である。カンチレバー１２は支持部１３に片持ち支持され、自由端部にプローブ１１を備えている。カンチレバー１２は柔軟で、プローブ１１に作用する力に応じて弾性変形する。
【００１４】
プローブチップ１０は、ＳＰＭに着脱可能なホルダー２０に保持される。ホルダー２０は、プローブチップ１０を受ける本体２１と、プローブチップ１０を本体２１に押し付けて固定する板バネ２２と、ホルダー２０に取り付けられたプローブチップ１０を振動させる振動子２３とを有している。振動子２３は、これに限らないが、例えばピエゾ素子などの圧電素子であってよい。
【００１５】
図１に示すように、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、ホルダー２０が装着される機構部３０と、装置全体を制御する制御部５０と、情報を表示する表示部７０と、情報を入力するための入力部８０とを有している。
【００１６】
機構部３０は、ホルダー２０を保持するヘッド３１と、試料Ｓが載置されるステージ３４と、ステージ３４をＸＹＺ方向に走査するＸＹＺスキャナー３５とを含んでいる。ヘッド３１はベース３３に立てた支柱３２に支持され、ＸＹＺスキャナー３５はベース３３に支持されている。機構部３０はさらに、ヘッド３１に装着されたホルダー２０に保持されているプローブチップ１０のカンチレバー１２（またはプローブ１１）のＺ方向の変位を検出する検出器４０を含んでいる。検出器４０はヘッド３１に収容されている。
【００１７】
制御部５０は、機構部３０に装着されたプローブチップ１０の振動特性を取得する振動特性取得部５１を含み、振動特性取得部５１は、検出器４０の出力からプローブ１１の振動の振幅を検出する振幅検出部５３と、ホルダー２０内の振動子２３に電圧を供給してホルダー２０に保持されたプローブチップ１０を振動させる振動制御部５２とを含んでいる。制御部５０はまた、プローブチップ１０の管理項目を取得する管理項目取得部５４と、振動特性取得部５１と管理項目取得部５４とで取得されるプローブチップ１０の振動特性と管理項目とを逐次関連づけて記憶するデータ管理部５５とを含んでいる。データ管理部５５は情報を記憶しておくメモリー５５ａを含み、メモリー５５ａは過去に装着されたプローブチップ１０の振動特性と管理項目とを記憶している。制御部５０はさらに、振動特性取得部５１で取得される振動特性を、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブチップ１０の振動特性と比較して、現在装着されているプローブチップ１０を個体識別する個体識別部５６を含んでいる。
【００１８】
制御部５０はさらに、ＸＹＺスキャナー３５を制御するスキャナー制御部５７と、スキャナー制御部５７から出力される位置情報に基づいて画像を形成する画像形成部５８とを含んでいる。スキャナー制御部５７は、例えば、プローブ１１が試料Ｓに対してＸＹ方向にラスター走査されるように、ＸＹＺスキャナー３５をＸＹ方向に制御するとともに、振幅検出部５３で検出されるプローブ１１の振動の振幅を一定に維持するように、ＸＹＺスキャナー３５をＺ方向に制御する。画像形成部５８は、ＸＹＺスキャナー３５からＸＹ方向の位置情報とＺ方向の位置情報とを取り込み、これらを同期させて処理することにより、試料Ｓの画像を形成する。
【００１９】
表示部７０は、例えば、個体識別部５６による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目を表示する。
【００２０】
入力部８０は、例えば、プローブチップ１０の管理項目の入力に利用される。
【００２１】
管理項目取得部５４は、入力部８０や画像形成部５８からプローブチップ１０の管理項目を取得する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
本実施形態では、プローブチップ１０の周波数特性すなわちプローブチップ１０を励振した際のカンチレバー１２（またはプローブ１１）の振動の周波数と振幅の関係（図３）を、プローブチップ１０の個体識別の判断基準とする。つまり、本実施形態では、個体識別部５６による個体識別の判断材料であるプローブチップ１０の振動特性がプローブチップ１０の周波数特性である。
【００２３】
［ＳＰＭの起動時動作］
ＳＰＭが起動されると、制御部５０は、まず、データ管理部５５内のメモリー５５ａ内のプローブチップのデータ（周波数特性と管理項目）の有無を判断する。メモリー５５ａ内にプローブチップのデータがない場合には、プローブチップ１０を個体識別するための基準となる周波数特性を登録する動作を開始する。一方、メモリー５５ａ内にプローブチップのデータがある場合には、プローブチップ１０を個体識別する動作を開始する。
【００２４】
［プローブチップの振動特性の登録動作］
まず、振動特性取得部５１が、現在装着されているプローブチップ１０の周波数特性を取得する。周波数特性の取得は次のようにして行う。振動制御部５２は、ホルダー２０内の振動子２３に交流電圧を供給して、ホルダー２０に固定されたプローブチップ１０を振動させる。振動制御部５２はまた、交流電圧の周波数を変更して、プローブチップ１０の振動の周波数を変更する。交流電圧の周波数の変更は、プローブチップ１０の励振効率が最も高い周波数（プローブチップ１０の共振周波数）を含む十分に広い周波数帯域にわたって行う。そのあいだ、振幅検出部５３は、プローブチップ１０の振動の振幅を検出する。さらに振動制御部５２は、プローブチップ１０の共振周波数における振動の振幅が所定値（図３のＶ（ａ））と一致するように、交流電圧の振幅を調整する。振動特性取得部５１は、こうして得られたプローブチップ１０の振動における周波数と振幅の関係を、プローブチップ１０の周波数特性として取得する。
【００２５】
次に、データ管理部５５は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の周波数特性を読み込むとともに、管理項目取得部５４からプローブチップ１０の個体名称を読み込み、両者を関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０の個体名称は、例えば、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力される。あるいは、プローブチップ１０の個体名称は管理項目取得部５４が自動的につけてもよい。プローブチップ１０の個体名称は重複しないようにつける。例えば、最初に装着されたプローブチップ１０の個体名称をＩＤ１とし、それ以降、初めて装着されたプローブチップ１０の個体名称を順番にＩＤ２，ＩＤ３，…とする。またデータ管理部５５は、ＩＤ２，ＩＤ３，…のプローブチップ１０の周波数特性をそれぞれｆ（ＩＤ１），ｆ（ＩＤ２），ｆ（ＩＤ３），…としてメモリー５５ａに保存する。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００２６】
［プローブチップの個体識別動作］
まず、振動特性取得部５１が、現在装着されているプローブチップ１０の周波数特性を取得する。振動特性取得部５１がプローブチップ１０の周波数特性を取得するシーケンスは、上述した登録動作時のシーケンスと同じである。
【００２７】
次に、個体識別部５６がプローブチップ１０の個体識別を行う。つまり、現在装着されているプローブチップ１０がこれまでに装着されたことがあるかどうかを判断する。プローブチップ１０の個体識別は次のようにして行う。個体識別部５６は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の周波数特性を読み込み、これを、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブの周波数特性のおのおのと比較する。周波数特性の比較は、測定のばらつきを考慮して、一定のマージンをもって行う。周波数特性の比較は、周波数特性の曲線そのものを比較して行ってよいが、そのほかにも、任意の周波数における振幅値を比較して行ったり、図４に示すように２以上の周波数における振幅の比率（Ａ／Ｂ）を比較して行ったりしてもよい。
【００２８】
メモリー５５ａ内に同じ周波数特性が存在しない場合には、現在装着されているプローブチップ１０を、初めて装着されたプローブであると判断する。データ管理部５５は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の周波数特性を読み込むとともに、管理項目取得部５４からプローブチップ１０の個体名称を読み込み、両者を関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０の個体名称は、前述の登録動作と同様、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力されか、管理項目取得部５４が自動的につける。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００２９】
メモリー５５ａ内に同じ周波数特性が存在する場合には、現在装着されているプローブチップ１０を、その周波数特性と同じ周波数特性を有するプローブチップと同一であると判断する。個体識別部５６はさらに、そのプローブチップの管理項目を読み出し、それらを表示部７０に表示させる。またデータ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。例えば、現在装着されているプローブチップ１０の周波数特性が、ＩＤ１の個体名称で管理されているプローブの周波数特性と同じである場合、現在装着されているプローブチップ１０を、個体名称がＩＤ１のプローブチップとして管理する。
【００３０】
ここでは、個体識別動作開始のタイミングはＳＰＭの起動時としているが、そのほかにも、ＳＰＭのアプリケーションソフトの起動時や、一定時間間隔ごと、一定枚数の画像取得ごと、スタートボタンの押し下げ時など、任意に追加設定されてよい。
【００３１】
［プローブチップの管理動作］
管理項目取得部５４は、ＳＰＭが画像を取得する都度、プローブ１１と試料Ｓとの接触に起因するプローブ１１の磨耗と相関のある情報（プローブ１１の磨耗情報）をスキャナー制御部５７から取得する。プローブ１１の磨耗情報は、例えばプローブチップ１０の使用時間すなわちＳＰＭの画像取得時間であるが、そのほかにも、ＸＹＺスキャナー３５の走査距離（すなわちプローブ１１が試料Ｓ上を走査した距離）などであってもよい。プローブ１１の磨耗情報は、プローブ１１の磨耗と相関がありさえすれば、どのような情報であってもよい。
【００３２】
データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の使用状態を管理するため、プローブ１１の磨耗情報を一定時間間隔ごとに管理項目取得部５４から読み込み、これを個体名称に関連づけてメモリー５５ａに更新して保存していく。
【００３３】
［管理項目の表示動作］
表示部７０は、個体識別部５６による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目（個体名称、摩耗情報）を、所定のタイミングで、例えばプローブチップ１０の個体識別動作の終了時に表示する。
【００３４】
表示部７０に表示されたプローブ１１の磨耗情報は、現在装着されているプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態を作業者が知るのに役立つ。作業者は、これに基づいてプローブチップ１０の使用の可否を判断してよい。もちろん、プローブ１１の磨耗情報に対して基準値をあらかじめ設定しておき、データ管理部５５がこの基準値に従ってプローブチップ１０の使用の可否を判断してもよい。
【００３５】
［利点］
本実施形態のＳＰＭによれば、装着されたことのあるプローブチップがＳＰＭに再び装着された際に、作業者の記憶に頼ることなく、プローブチップの管理が再開継続されるため、高価なプローブチップを正確に寿命一杯に使用することが可能になる。また、プローブチップの使用状態を把握するためにプローブを磨耗させることもない。
【００３６】
（変形例）
上記の説明では、個体識別の判断基準は周波数特性の比較としているが、そのほかにも、周波数特性の比較に加えて、プローブチップ１０を励振するために振動子２３に供給した交流電圧の電圧値の比較を、個体識別の判断基準としてもよい。この場合、データ管理部５５は、振動特性取得部５１からプローブチップ１０の周波数特性を読み込む際に、周波数特性を取得するためにプローブチップ１０を励振した際の入力ゲイン（すなわち振動子２３に供給した交流電圧の電圧値）を振動制御部５２から読み込み、周波数特性に加えて入力ゲインを個体名称に関連づけてメモリー５５ａに記憶する。また、個体識別部５６は、振動特性取得部５１からプローブチップ１０の周波数特性を読み込む際に、周波数特性に加えて、周波数特性を取得するためにプローブチップ１０を励振した際の入力ゲイン（すなわち振動子２３に供給した交流電圧の電圧値）を振動制御部５２から読み込み、周波数特性と入力ゲインを、それぞれ、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブの周波数特性と入力ゲインのおのおのと比較する。表示部７０は、プローブのデータとして、周波数特性と管理項目に加えて入力ゲインを表示する。
【００３７】
＜第二実施形態＞
本実施形態では、プローブチップ１０の共振周波数（すなわちプローブチップ１０を励振した際にカンチレバー１２（またはプローブ１１）が最も効率良く振動する周波数）を、プローブチップ１０の個体識別の判断基準とする。つまり、本実施形態では、個体識別部５６による個体識別の判断材料であるプローブチップ１０の振動特性がプローブチップ１０の共振周波数である。このため、振動特性取得部５１は、プローブチップ１０の共振周波数を求める。
【００３８】
［ＳＰＭの起動時動作］
ＳＰＭの起動時の動作は第一実施形態と同じである。
【００３９】
［プローブチップの振動特性の登録動作］
まず、振動特性取得部５１が、現在装着されているプローブチップ１０の周波数特性を取得する。周波数特性の取得は第一実施形態と同様にして行う。すなわち、振動制御部５２は、ホルダー２０内の振動子２３に交流電圧を供給して、ホルダー２０に固定されたプローブチップ１０を振動させる。振動制御部５２はまた、交流電圧の周波数を変更して、プローブチップ１０の振動の周波数を変更する。交流電圧の周波数の変更は、プローブチップ１０の励振効率が最も高い周波数（プローブチップ１０の共振周波数）を含む十分に広い周波数帯域にわたって行う。そのあいだ、振幅検出部５３は、プローブチップ１０の振動の振幅を検出する。さらに振動制御部５２は、プローブチップ１０の共振周波数における振動の振幅が所定値（図５のＶ（ａ））と一致するように、交流電圧の振幅を調整する。振動特性取得部５１は、こうして得られたプローブチップ１０の振動における周波数と振幅の関係を、プローブチップ１０の周波数特性として取得する。
【００４０】
振動特性取得部５１はさらに、プローブチップ１０の周波数特性からプローブチップ１０の共振周波数を求める。本実施形態では、プローブチップ１０の共振周波数が求まればよいので、プローブチップ１０の周波数特性を取得する際に、必ずしも、プローブチップ１０の共振周波数における振動の振幅が所定値（図５のＶ（ａ））と一致するように、振動制御部５２が交流電圧の振幅を調整する必要はない。
【００４１】
次に、データ管理部５５は、振動特性取得部５１からプローブチップ１０の共振周波数を読み込むとともに、管理項目取得部５４からプローブチップ１０の個体名称を読み込み、両者を関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０の個体名称は、例えば、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力される。あるいは、プローブチップ１０の個体名称は管理項目取得部５４が自動的につけてもよい。プローブチップ１０の個体名称は重複しないようにつける。例えば、最初に装着されたプローブチップ１０の個体名称をＩＤ１とし、それ以降、初めて装着されたプローブチップ１０の個体名称を順番にＩＤ２，ＩＤ３，…とする。またデータ管理部５５は、ＩＤ２，ＩＤ３，…のプローブチップ１０の共振周波数をそれぞれｆｒ（ＩＤ１），ｆｒ（ＩＤ２），ｆｒ（ＩＤ３），…としてメモリー５５ａに保存する。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００４２】
［プローブチップの個体識別動作］
まず、振動特性取得部５１が、現在装着されているプローブチップ１０の共振周波数を求める。振動特性取得部５１がプローブチップ１０の共振周波数を求めるシーケンスは、上述した登録動作時のシーケンスと同じである。
【００４３】
次に、個体識別部５６がプローブチップ１０の個体識別を行う。つまり、現在装着されているプローブチップ１０がこれまでに装着されたことがあるかどうかを判断する。プローブチップ１０の個体識別は次のようにして行う。個体識別部５６は、振動特性取得部５１により求められたプローブチップ１０の共振周波数を読み込み、これを、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブの共振周波数のおのおのと比較する。共振周波数の比較は、測定のばらつきを考慮して、一定のマージンをもって行う。
【００４４】
メモリー５５ａ内に同じ共振周波数が存在しない場合には、現在装着されているプローブチップ１０を、初めて装着されたプローブであると判断する。データ管理部５５は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の共振周波数を読み込むとともに、管理項目取得部５４からプローブチップ１０の個体名称を読み込み、両者を関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０の個体名称は、前述の登録動作と同様、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力されか、管理項目取得部５４が自動的につける。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００４５】
メモリー５５ａ内に同じ共振周波数が存在する場合には、現在装着されているプローブチップ１０を、その共振周波数と同じ共振周波数を有するプローブと同一であると判断する。個体識別部５６はさらに、そのプローブのデータ（周波数特性と管理項目）を読み出し、それらを表示部７０に表示させる。またデータ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。例えば、現在装着されているプローブチップ１０の共振周波数が、ＩＤ１の個体名称で管理されているプローブの共振周波数と同じである場合、現在装着されているプローブチップ１０を、個体名称がＩＤ１のプローブチップとして管理する。
【００４６】
ここでは、個体識別動作開始のタイミングはＳＰＭの起動時としているが、そのほかにも、ＳＰＭのアプリケーションソフトの起動時や、一定時間間隔ごと、一定枚数の画像取得ごと、スタートボタンの押し下げ時など、任意に追加設定されてよい。
【００４７】
［プローブチップの管理動作］
プローブチップ１０の管理動作は第一実施形態と同じである。
【００４８】
［管理項目の表示動作］
プローブチップ１０の管理動作は第一実施形態と同じである。
【００４９】
［利点］
本実施形態のＳＰＭによれば、装着されたことのあるプローブチップがＳＰＭに再び装着された際に、作業者の記憶に頼ることなく、プローブチップの管理が再開継続されるため、高価なプローブチップを正確に寿命一杯に使用することが可能になる。また、プローブチップの使用状態を把握するためにプローブを磨耗させることもない。さらに、プローブチップの個体識別はプローブチップの共振周波数に基づくので個体識別のアルゴリズムが簡単である。
【００５０】
（変形例）
上記の説明では、個体識別の判断基準は共振周波数の比較としているが、そのほかにも、共振周波数の比較に加えて、プローブチップ１０を励振するために振動子２３に供給した交流電圧の電圧値の比較を、個体識別の判断基準としてもよい。この場合、データ管理部５５は、振動特性取得部５１からプローブチップ１０の共振周波数を読み込む際に、周波数特性を取得するためにプローブチップ１０を励振した際の入力ゲイン（すなわち振動子２３に供給した交流電圧の電圧値）を振動制御部５２から読み込み、共振周波数に加えて入力ゲインを個体名称に関連づけてメモリー５５ａに記憶する。また、個体識別部５６は、振動特性取得部５１からプローブチップ１０の共振周波数を読み込む際に、共振周波数に加えて、周波数特性を取得するためにプローブチップ１０を励振した際の入力ゲイン（すなわち振動子２３に供給した交流電圧の電圧値）を振動制御部５２から読み込み、共振周波数と入力ゲインを、それぞれ、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているこれまでに装着されたことのあるプローブの共振周波数と入力ゲインのおのおのと比較する。表示部７０は、プローブのデータとして、周波数特性と管理項目に加えて入力ゲインを表示する。
【００５１】
＜第三実施形態＞
第一実施形態と第二実施形態では、プローブチップ１０の使用状態として、固体名称と磨耗状態とを関連づけて管理したが、本実施形態では、磨耗状態に加えて、プローブチップ１０で最後に取得されたＳＰＭ画像、プローブチップ１０を使用した作業者の名前（最後のＳＰＭ画像を取得した作業者の名前）、プローブチップ１０の種類を、固体名称と関連づけて管理する。また本実施形態では、データ管理部５５内のメモリー５５ａに記憶されているプローブチップ１０を、つまり、これまでに装着されたことのあるプローブチップ１０を一覧表示する。さらに、一覧表示されたプローブチップ１０のうち、作業者によって選択されたプローブチップ１０の管理項目を一括表示する。
【００５２】
［ＳＰＭの起動時動作］
ＳＰＭの起動時の動作は第一実施形態と同じである。
【００５３】
［プローブチップの振動特性の登録動作］
プローブチップの振動特性を取得するまでの動作は、第一実施形態（振動特性＝周波数特性）または第二実施形態（振動特性＝共振周波数）と同じである。
【００５４】
プローブチップ１０の振動特性の取得後、データ管理部５５は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の振動特性（周波数特性または共振周波数）を読み込むとともに、管理項目取得部５４から、プローブチップ１０の個体名称に加えて、プローブチップ１０を使用した作業者の名前、プローブチップ１０の種類を読み込み、これらを関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０を使用した作業者の名前とプローブチップ１０の種類は、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力される。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００５５】
［プローブチップの個体識別動作］
プローブチップの個体識別動作は第一実施形態または第二実施形態と同じである。
【００５６】
［プローブチップの管理動作］
管理項目取得部５４は、ＳＰＭが画像を取得する都度、プローブ１１の磨耗情報をスキャナー制御部５７から取得するほかに、取得したＳＰＭ画像を画像形成部５８から取得する。
【００５７】
データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の使用状態を管理するため、プローブ１１の磨耗情報に加えてＳＰＭ画像を一定時間間隔ごとに管理項目取得部５４から読み込み、これらを個体名称に関連づけてメモリー５５ａに更新して保存していく。
【００５８】
［管理項目の表示動作］
表示部７０は、個体識別部５６による識別結果に基づいて、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目（そのプローブチップ１０の個体名称、そのプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態、そのプローブチップ１０で最後に取得されたＳＰＭ画像、そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前）を、所定のタイミングで、例えばプローブチップ１０の個体識別動作の終了時に表示する。
【００５９】
このほかに、表示部７０は、これまでに装着されたことのあるプローブチップ１０を一覧表示する。このプローブチップ１０の一覧表示は、任意のタイミングで表示されてもよいし、作業者の要求に従って表示されてもよい。
【００６０】
次にプローブチップ１０の一覧表示について、図１と図６と図７と図８を参照して説明する。制御部５０は、図６に示すように、データ管理部５５内のメモリー５５ａに保存されているすべてのプローブチップ１０の個体名称を表示部７０に一覧表示させ、使用状態に関する別の管理項目を表示すべきプローブチップ１０の選択を待ち受ける。作業者が入力部８０を介してプローブチップ１０を選択すると、制御部５０は、図８に示すように、選択されたプローブチップ１０の個体名称、そのプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態、そのプローブチップ１０で最後に取得されたＳＰＭ画像、そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前をデータ管理部５５のメモリー５５ａから読み出して表示部７０に一括表示させる。必ずしもこれらの項目のすべてを表示部７０に表示させる必要はなく、代わりに、これらの項目の一以上を選択的に表示部７０に表示させてもよい。
【００６１】
制御部５０は、ここでは、プローブチップ１０の個体名称を一覧表示させえているが、代わりに、図７に示すように、データ管理部５５内のメモリー５５ａに保存されているＳＰＭ画像を表示部７０に一覧表示させてもよい。この場合も、作業者がＳＰＭ画像を選択すると、制御部５０は、図８に示すように、選択されたＳＰＭ画像、そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前、選択されたＳＰＭ画像を取得したプローブチップ１０の個体名称、そのプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態をデータ管理部５５のメモリー５５ａから読み出して表示部７０に一括表示させる。
【００６２】
［利点］
本実施形態では、プローブチップの管理項目が実際に取得したＳＰＭ画像を含むため、プローブチップの使用状態を作業者が知るのを助ける。プローブチップの管理項目がプローブチップの種類の情報を含むため、プローブチップのプローブ形状を作業者が推測するのを助ける。プローブチップの管理項目が前作業者の情報を含むため、現作業者が前作業者に情報提供を求めることを可能にする。プローブチップの管理項目が表示部７０に一括して表示されるため、プローブチップの使用状態を作業者が一度に確認することを可能にする。
【００６３】
＜第四実施形態＞
本実施形態では、最初に取得された画像と、その画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態、最後に取得された画像、その画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態とを表示部７０に一括表示させる。
【００６４】
［ＳＰＭの起動時動作］
ＳＰＭの起動時動作は第一実施形態と同じである。
【００６５】
［プローブチップの振動特性の登録動作］
プローブチップの振動特性の登録動作は第三実施形態と同じである。
【００６６】
すなわち、第一実施形態（振動特性＝周波数特性）または第二実施形態（振動特性＝共振周波数）と同様にして、プローブチップ１０の振動特性を取得する。その後、データ管理部５５は、振動特性取得部５１により取得されたプローブチップ１０の振動特性（周波数特性または共振周波数）を読み込むとともに、管理項目取得部５４から、プローブチップ１０の個体名称に加えて、プローブチップ１０を使用した作業者の名前、プローブチップ１０の種類を読み込み、これらを関連づけてメモリー５５ａに記憶する。プローブチップ１０を使用した作業者の名前とプローブチップ１０の種類は、作業者によって入力部８０を介して管理項目取得部５４に入力される。その後、データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の管理を開始する。
【００６７】
［プローブチップの個体識別動作］
プローブチップの個体識別動作は第一実施形態または第二実施形態と同じである。
【００６８】
［プローブチップの管理動作］
管理項目取得部５４は、ＳＰＭが画像を取得する都度、プローブ１１の磨耗情報をスキャナー制御部５７から取得するほかに、取得したＳＰＭ画像を画像形成部５８から取得する。
【００６９】
データ管理部５５は、現在装着されているプローブチップ１０の使用状態を管理するため、プローブ１１の磨耗情報とＳＰＭ画像を、所定のタイミングで、例えば一枚のＳＰＭ画像を取得するたびに、管理項目取得部５４から読み込み、これらを個体名称に関連づけてメモリー５５ａに保存していく。
【００７０】
データ管理部５５は、最初に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報（そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態）と、最後に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報（そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態）とを常にメモリー５５ａに記憶している。つまり、２枚目以降のＳＰＭ画像およびそれに関する情報は、それらのすべてがメモリー５５ａに保存されてもよいし、メモリー５５ａの使用領域を節約するために、最新のＳＰＭ画像およびそれに関する情報だけが保存されてもよい。
【００７１】
［管理項目の表示動作］
制御部５０は、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目を、所定のタイミングで、例えばプローブチップ１０の個体識別動作の終了時に、データ管理部５５のメモリー５５ａから読み出し、これらを表示部７０に表示させる。表示部７０は、図９に示すように、現在装着されているプローブチップ１０の管理項目、すなわち、プローブチップ１０の個体名称と、そのプローブチップ１０で最初に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報（そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態）と、そのプローブチップ１０で最後に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報（そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前、その画像を取得したプローブチップ１０の種類、そのプローブチップ１０のプローブ１１の磨耗状態）とを一括表示する。プローブチップ１０の個体名称を除いて、これらの項目は必ずしもすべてが表示部７０に表示される必要はなく、代わりに、これらの項目の一以上が選択的に表示部７０に表示されてもよい。
【００７２】
［利点］
本実施形態では、最初に取得されたＳＰＭ画像と最後に取得されたＳＰＭ画像とが表示部７０に一括表示されるので、現在装着されているプローブチップのプローブの磨耗の程度を作業者が直感的に判断するのを助ける。
【００７３】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の各実施形態に共通する走査型プローブ顕微鏡を示している。
【図２】図１の走査型プローブ顕微鏡に着脱可能に装着されるプローブチップとホルダーを示している。
【図３】プローブチップの周波数特性を示している。
【図４】周波数特性の比較に利用される２つの周波数におけるそれぞれの振幅を例示している。
【図５】プローブチップの共振周波数を示している。
【図６】プローブチップの個体名称の一覧表示を示している。
【図７】ＳＰＭ画像の一覧表示を示している。
【図８】プローブチップの個体名称、そのプローブチップの種類、そのプローブチップのプローブの磨耗状態、そのプローブチップで最後に取得されたＳＰＭ画像、そのＳＰＭ画像を取得した作業者の名前の一括表示を示している。
【図９】プローブチップの個体名称、そのプローブチップで最初に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報、そのプローブチップで最後に取得されたＳＰＭ画像およびそれに関する情報の一括表示を示している。
【符号の説明】
【００７５】
１０…プローブチップ、１１…プローブ、１２…カンチレバー、１３…支持部、２０…ホルダー、２１…本体、２２…板バネ、２３…振動子、３０…機構部、３１…ヘッド、３２…支柱、３３…ベース、３４…ステージ、３５…ＸＹＺスキャナー、４０…検出器、５０…制御部、５１…振動特性取得部、５２…振動制御部、５３…振幅検出部、５４…管理項目取得部、５５…データ管理部、５５ａ…メモリー、５６…個体識別部、５７…スキャナー制御部、５８…画像形成部、７０…表示部、８０…入力部。
【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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