(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査プローブ或いは荷電粒子線プローブと、
孤立被測定微粒子及び前記孤立被測定微粒子の近傍に孤立標準微粒子が配置された基板と、
前記基板上の前記孤立被測定微粒子と前記孤立標準微粒子とを走査した顕微鏡画像に基づき、前記孤立被測定微粒子および前記孤立標準微粒子の粒子径の計測または微粒子種の評価を行う解析部と、を有し、
前記孤立被測定微粒子の三次元形状は、前記孤立被測定微粒子の近傍に配置された前記孤立標準微粒子の測定結果を用いて補正されることを特徴とする粒子計測装置。
【請求項２】
孤立被測定微粒子及び前記孤立被測定微粒子の近傍に孤立標準微粒子が配置された基板を準備する第一工程と、
走査プローブ或いは荷電粒子線プローブを用いて、前記基板の上に配置された前記孤立被測定微粒子及び前記孤立標準微粒子を測定する第二工程と、
前記第二工程で得られた前記孤立標準微粒子の測定結果を用いて前記走査プローブの形状或いは前記荷電粒子線プローブのビームプロファイルを求める第三工程と、
前記走査プローブの形状或いは前記荷電粒子線プローブのビームプロファイルを用いて前記孤立被測定微粒子の三次元形状を補正する第四工程と、
を有することを特徴とする粒子計測方法。
【請求項３】
請求項２記載の粒子計測方法において、
前記基板の表面は、化学的または物理的な相互作用を有する官能基によって表面が修飾された表面修飾基板であることを特徴とする粒子計測方法。
【請求項４】
請求項２記載の粒子計測方法において、
前記第二工程は、形状情報と物性情報とを同時に測定する工程を含むことを特徴とする粒子計測方法。
【請求項５】
請求項４記載の粒子計測方法において、
前記形状情報は、高さ、アスペクト比、真円度、凹凸粗さ、或いは位相粗さを含み、
前記物性情報は、粘弾性、摩擦力、電流、或いは磁気力を含むことを特徴とする粒子計測方法。
【請求項６】
請求項５記載の粒子計測方法において、
前記第二工程と前記第三工程との間に更に、孤立標準微粒子と孤立被測定微粒子とを弁別する弁別工程とを有し、
前記弁別工程は、前記形状情報、或いは前記物性情報を用いて孤立標準微粒子と孤立被測定微粒子とを弁別する工程を含むことを特徴とする粒子計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子計測用試料、粒子計測方法および粒子計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化粧品などさまざまな産業で用いられている粒子径１０ｎｍ〜数１００ｎｍの微粒子（ナノ粒子）は、体内や細胞内に取り込まれ健康被害を起こす可能性が懸念されて欧米を中心に規制が開始されている。フランス等では微粒子の粒径により、また、米国ではそれに加え微粒子の毒性による規制が行われる。したがって、粒子の三次元形状の測定と粒子種（粒子材料）の評価が必要である。【０００３】
微粒子の計測には、走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、および、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の荷電粒子線を用いる顕微鏡（以下、荷電粒子顕微鏡）による形状測定が標準的に行われようとしている。通常の微粒子計測では、まず、材料素材の粉末からサンプリングされた微粒子粉末を秤量して、不純物を除去した溶液に分散して懸濁液が作成される。このとき、微粒子に含まれる粒子種と粒子種ごとの平均粒子径、粒子径の標準偏差、および、粒度分布は未知で、また、粒子形状も様々で真球以外の形状の粒子も多い。一例として、ＳＰＭの一種である原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）での測定手順は、以下のようになるが、荷電粒子顕微鏡による計測も同様である。
（１）被測定微粒子の懸濁液作成
（２）懸濁液を平坦な基板に滴下
（３）液滴を乾燥
（４）標準試料を用いての探針プロファイルのＡＦＭ測定
（５）乾燥液滴において微粒子密度が最適な場所をＡＦＭ計測により選択
（６）統計処理に十分な微粒子数の形状像計測
（７）形状像の平坦化とノイズ除去
（８）粒子解析：被測定微粒子の平均粒子径、粒子径標準偏差、粒度分布の算出
ＳＰＭでは、凹凸計測（高さの測定）で１ｎｍ程度の空間分解能が期待できる。しかし、ＳＰＭによる形状測定では、探針先端部の形状により横方向（微粒子を固定する基板面に平行方向）の粒子径が大きく測定され、探針形状効果と呼ばれている。したがって、何らかの手段により、計測された情報を補正する必要がある。荷電粒子顕微鏡では、荷電粒子入射方向に対して微粒子を固定する基板を傾ける等の計測方法により、微粒子の三次元形状情報を得る方法が用いられている。しかし、荷電粒子ビームの強度プロファイルや二次荷電粒子生成機構等により、得られた画像が試料の形状を正確に表しているとは限らないのは、ＳＰＭの場合と同様である。【０００４】
特許文献１には、形状が既知の標準試料の測定結果に基づいて探針の状態を検出し、検出された探針の状態に基づいて試料表面の計測結果を補正する計測形状補正手段が開示されている。また、標準試料と被測定試料を交互に計測することにより探針形状効果を補正して試料の三次元形状情報を得ている。【０００５】
特許文献２には、表面にアミノ基を有するマイカ基板にシリカナノ粒子分散液を滴下し乾燥させることにより固定して、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によりシリカナノ粒子の形状像を測定し、算術平均粗さを求め、表面形状を数値によって区別することができるナノ粒子の表面粗さ測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６４０３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２０７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者等は、特許文献１に記載の方法を用い、異なる基板上に配置された標準微粒子と被測定微粒子とを交互に計測することにより探針形状効果を補正して試料の三次元形状を求めた。しかしながら、同一試料を用いて計測しても再現性のあるデータが得られない場合のあることが分かった。【０００８】
また、特許文献２に記載のシリカナノ粒子の固定法（展開法）によると、粒子は凝集して二次元島構造を形成するため、ＡＦＭ画像に個々のナノ粒子の側壁に関する情報が含まれなくなり、三次元形状の情報を得ることが出来ない。【０００９】
また、一般的に、ＳＰＭ計測により得られる試料形状情報には微粒子種（微粒子材料）に関する情報は含まれない。【００１０】
本発明の目的は、微粒子の三次元形状や微粒子種の評価が可能な粒子計測用試料、粒子計測方法或いは粒子計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための一実施形態として、
基板と、
前記基板の上に配置された孤立被測定微粒子と、
前記基板の上であって、前記孤立被測定微粒子の近傍に配置された孤立標準微粒子と、
を有することを特徴とする粒子計測用試料とする。【００１２】
また、他の実施形態として、
孤立被測定微粒子及び前記孤立被測定微粒子の近傍に孤立標準微粒子が配置された基板を準備する第一工程と、
走査プローブ或いは荷電粒子線プローブを用いて、前記基板の上に配置された前記孤立被測定微粒子及び前記孤立標準微粒子を測定する第二工程と、
前記第二工程で得られた前記孤立標準微粒子の測定結果を用いて前記走査プローブの形状或いは前記荷電粒子線プローブのビームプロファイルを求める第三工程と、
前記走査プローブの形状或いは前記荷電粒子線プローブのビームプロファイルを用いて前記孤立被測定微粒子の三次元形状を補正する第四工程と、
を有することを特徴とする粒子計測方法とする。【００１３】
また、他の実施形態として、
走査プローブ或いは荷電粒子線プローブと、
孤立被測定微粒子及び前記孤立被測定微粒子の近傍に孤立標準微粒子が配置された基板と、
を有することを特徴とする粒子計測装置とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微粒子の三次元形状や微粒子種の評価が可能な粒子計測用試料、粒子計測方法或いは粒子計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る粒子計測方法における被測定微粒子と標準微粒子が含まれる懸濁液を用いた微粒子の計測手順を示すフロー図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料における表面修飾基板キットの一例（複数基板）を示す概略構成平面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料における表面修飾基板キットの他の例（単一基板）を示す概略構成平面図である。
【図３Ａ】微粒子を含む液滴の乾燥中の状況を説明するための断面の模式図である。
【図３Ｂ】微粒子を含む液滴が乾燥した後の基板を上方から見たときの光学顕微鏡写真の例である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料を作成する際に用いる液滴乾燥キットの一例を示す概略構成鳥瞰図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料を作成する際に用いる液滴乾燥キットの他の例（傾斜乾燥モード）を示す概略構成鳥瞰図である。
【図５Ａ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、表面修飾基板に表３の条件ラベルａを展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。
【図５Ｂ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、表面修飾基板に表３の条件ラベルｂを展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。
【図５Ｃ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、表面修飾基板に表３の条件ラベルｃを展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。
【図５Ｄ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、表面修飾基板に表３の条件ラベルｄを展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。
【図５Ｅ】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、表面修飾基板に表３の条件ラベルｅを展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。
【図６】本発明の実施例１に係る粒子計測用試料において、微粒子の形状情報（微粒子高さの分布）による微粒子の弁別例を説明するためのグラフである。
【図７】本発明の実施例１に係る粒子計測方法において、ＡＦＭによる形状測定と三次元形状補正手順を説明するための概念平面図である。
【図８】本発明の実施例１に係る粒子計測方法において、ＡＦＭによる微粒子の形状測定を説明するための概念断面図である。
【図９】本発明の実施例１に係る粒子計測方法において、ＡＦＭによる非球微粒子の形状測定を説明するための概念断面図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る粒子計測用試料において、銀微粒子とＰＳＬ微粒子とを含む場合の画像であり、（ａ）は形状像、（ｂ）は位相像である。
【図１１】本発明の実施例３に係る粒子計測用試料において、ＡＦＭによる形状像の各微粒子をウオーターシェド法で１個１個に分離したときの画像である。
【図１２】本発明の実施例３に係る粒子計測用試料において、銀微粒子とＰＳＬ微粒子を位相粗さで弁別した例を説明するための画像であり、（ａ）は位相粗さ＜３の場合、（ｂ）は位相粗さ＞３の場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明者等は、同一の被測定微粒子及び同一の標準微粒子を用いて計測しても再現性のあるデータが得られない原因について検討した。計測条件によっては計測用の探針先端が試料との相互作用により計測中に摩耗し探針の先端形状が変化することがある。そこで、探針の摩耗の影響を最低限に抑えるための方法について更に検討し、被測定微粒子の近傍に標準微粒子を配置すれば良いことに思い至った。被測定微粒子近傍の標準微粒子を計測し探針形状を補正すれば、計測中の探針の摩耗の影響を最小限に抑えることができる。具体的には、同一基板上の一画像（計測画面、５０μｍ□程度以下、望ましくは数μｍ□）の中に被測定微粒子と標準微粒子とが存在するような試料を準備し、被測定微粒子の三次元形状情報を求めた。その結果、計測中の探針の摩耗の影響が抑えられ、良好な測定結果を得ることができた。なお、互いに隣接する被測定微粒子と標準微粒子とを用いることにより、より良好な結果を得ることができる。
【００１７】
なお、被測定微粒子の近傍に標準微粒子が配置された試料の準備は次のように行った。すなわち、被測定微粒子と標準微粒子が含まれる懸濁液を、化学的、または、物理的な相互作用を有する官能基によって修飾された基板に滴下して、その液滴を乾燥させることで被測定微粒子と標準微粒子が共存し、また、粒子単位で離間された配置を持って基板に微粒子を展開する（孤立粒子展開）。これにより、被測定微粒子と標準微粒子とが含まれる懸濁液を未処理基板上に滴下して乾燥させた場合に比べ、微粒子同士の凝集が少なく、計測に適した試料を作成することができた。なお、被測定微粒子が含まれる懸濁液と標準微粒子が含まれる懸濁液とを基板上で混合することもできる。
【００１８】
上記微粒子展開試料を走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）や荷電粒子線を用いる顕微鏡により計測し標準微粒子の三次元長さを求め、その測定結果に基づき、ＳＰＭ探針の形状、および、荷電粒子ビームプロファイルを補正して、被測定微粒子の三次元長さ情報を得る。これにより、ＳＰＭ探針の形状変化や荷電粒子ビームプロファイルの変化の影響が抑制され、被測定微粒子の再現性のある正確な三次元長さ情報を得ることができる。また、一画像（計測画面）中に被測定微粒子と標準微粒子が共存することにより正確な補正情報がその場で得られるため、各々基板が異なる標準試料と被測定試料を交互に計測して補正する計測方法と比べて、形状補正が確実に行われ、結果として計測時間を短縮することができる。
【００１９】
さらに、粒子形状及び同時に測定された物性像より、粒子種を弁別して、被測定微粒子の粒子種ごとの粒子径の平均、標準偏差、粒度分布の計測が可能となる。粒子の弁別では、粒子ごとのアスペクト比（粒子断面像の長軸長さ／短軸長さ）、表面粗さ、および、ＳＰＭ計測における位相像の位相差、粘弾性、導電性、磁気力の情報を用いることができる。
【００２０】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。なお、図面中の同一符号は同一構成要素を示す。
【実施例１】
【００２１】
本実施例では、走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）による計測を例にとり、計測手順について説明する。荷電粒子線を用いる顕微鏡による計測も同様の手順により可能である。図１は、本実施例１の被測定微粒子と標準微粒子が含まれる懸濁液を用いた微粒子の計測手順を示すフロー図である。図１に従い、本実施例の微粒子の計測手順を説明する。【００２２】
〔１．懸濁液作成〕
通常の微粒子計測と同様に、まず、材料素材の粉末からサンプリングされた微粒子粉末を秤量して、不純物を除去した溶液に分散して懸濁液を作成する。懸濁液を作成する溶液は、一般的には水溶液である。溶液は、溶媒（一般的には、純水）と微粒子を懸濁するための分散剤で構成され、分散剤としては、界面活性剤や溶液の酸性アルカリ性を調整するための緩衝剤などが用いられる。本実施例では、被測定微粒子の懸濁液作成（図１の１．１）と標準微粒子の懸濁液の作成（図１の１．２）を行う。【００２３】
本実施例では、被測定微粒子の懸濁液と標準微粒子の懸濁液は別々に作成するが、被測定微粒子と標準微粒子の組み合わせによっては、微粒子粉末の段階で被測定微粒子の粉末と標準微粒子の粉末を混合して、一つの液体に分散して懸濁液を作成することもできる。被測定微粒子と標準微粒子の表面の特性（親水性、疎水性、有機親和性など）、および、懸濁液用の溶液の特徴（酸／アルカリ性、分散剤など）が類似している場合には、被測定微粒子と標準微粒子の両方を含む縣濁液を作成するほうが適している場合がある。【００２４】
標準微粒子は、形状が球状に近似でき（真球微粒子）、粒子径の分散が小さい微粒子が適している。また、微粒子同士が重なり、顕微観察で隠れてしまう現象を防ぐためには、標準微粒子の粒子径は、被測定微粒子の粒子径の０．７〜１．３倍程度が最適である。しかし、粒子単位で離間された配置を持って（孤立粒子として）基板に微粒子が展開できる条件のもとでは、これは、必ずしも必要条件ではない。【００２５】
表１は、市販されている微粒子の懸濁液中における表面状態と代表的な分散剤例を示す表である。粒径が１０〜１００ｎｍ程度の微粒子（ナノ粒子）は、ＰＳＬ（ポリスチレンラテックス）などの高分子微粒子、銀、金などの金属・合金微粒子、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト［Ｃａ５（ＯＨ）（ＰＯ４）３］Ｘ、その他、窒化物、炭化物、カーボン微粒子、ダイヤモンド微粒子などを含む無機微粒子（セラミック微粒子）などに分類できる。【００２６】
【表１】
0006746703.tif 000002
【００２７】
高分子微粒子は、一般的に、有機親和性を示し疎水性であるが、ＰＳＬの場合のように、表面に−ＣＯＯＨ基を化学結合して、親水性を増しているものもある。金属・合金微粒子では、弱酸、または、弱アルカリ溶液により表面に電気二重層を形成して溶液中での安定性を確保している。無機微粒子では、酸化物の微粒子表面の酸素が−ＯＨ基に変化して、分散剤無で水中に懸濁していると考えられる場合と、そのままでは親水性が不十分で、界面活性剤などの分散剤により溶液中に懸濁する場合がある。【００２８】
粒子単位で離間された配置を持って（孤立粒子として）基板に微粒子が展開できるためには、標準微粒子の懸濁液中における表面状態は、被測定微粒子の懸濁液中における表面状態と類似していることが望ましい。そのため、可能であれば、標準微粒子と被測定微粒子は、高分子微粒子、金属・合金微粒子、または、無機微粒子のうちの同一分類であることが望ましいが、標準微粒子と被測定微粒子、および、微粒子展開用の基板の組み合わせによっては、必ずしもそれが必須であるとは限らない。【００２９】
粒径が３０〜２００ｎｍ程度のＰＳＬは、形状が真球微粒子に近く粒子径の分散が小さいので標準微粒子として適している。また、粒径が３０〜８０ｎｍ程度の銀、粒径が１５〜１００ｎｍ程度の金、および、粒径が５０〜１５０ｎｍ程度のシリカも標準微粒子として用いることが出来る。シリカの微粒子では、コロイダルシリカが水溶液に分散しやすく適している。【００３０】
〔２．表面修飾基板に滴下混合〕
被測定微粒子の懸濁液と標準微粒子の懸濁液を、表面が修飾された微粒子展開用の基板に展開する。走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）により高さを測定するときの精度（測定誤差）を考慮して、比較的入手しやすく、また、ウェハー間の差異が小さく、均一性、平坦性などに優れる半導体用シリコンウェハーの適当な領域（８〜２０ｍｍ四方）を基板に用いる。このとき、粒子単位で離間された配置を持って（孤立粒子として）基板に微粒子が展開されることが望ましい。【００３１】
そのために、シリコン基板の表面をシランカップリング剤で処理して、微粒子との相互作用を制御した表面修飾基板を用いる。表２は、表面修飾基板に用いるシランカップリング剤と表面修飾基、および、期待される相互作用を示す表である。シリコン基板は、通常、自然酸化膜で覆われていて、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−、および、−Ｓｉ−ＯＨ終端が期待され、理想的には親水性であるが、一般には、有機分子付着などにより撥水性を示す。そのため、シリコン基板は、まず、塩酸化水（ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝３：１：１）に１０〜１５分間浸して、不純物除去と親水化処理を行う。純粋で水洗した親水化シリコン基板は、そのまま展開基板に用いる場合がある（その場合の基板処理は、Ｓｉ−ＯＨと表記する）。【００３２】
【表２】
0006746703.tif 000003
【００３３】
親水化シリコン基板表面の化学処理には、表２のシランカップリング剤を用いる。シリコンウェハー（８〜２０ｍｍ四方）に対して、１０〜２０μリットルのシランカップリング剤を滴下、スピン塗布して、ホットプレートにより９０℃に１０分間保持して加熱乾燥処理する。ＶＴＭＳ（ビニルトリメトキシシラン）は、トルエンにより１／５に希釈して用いる。シランカップリング剤は、加水分解によりシラノール化され、部分的に縮合してオリゴマー状態となる。その後、シリコン基板表面の水酸基と水素結合により吸着して、さらに、基板を加熱乾燥処理することで脱水縮合反応を誘起して強固な化学結合を形成する。【００３４】
このとき、シランカップリング剤の種類に応じた終端基により基板表面が化学修飾される。シランカップリング材としてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）（表面修飾Ａ）、ＶＴＭＳ（ビニルトリメトキシシラン）（表面修飾Ｂ）、ＡＰＴＭＳ（アミノプロピルトリメトキシシラ）（表面修飾Ｃ）、ＴＭＰＴ（トリメトキシシリルプロパンチオール（別名ＭＰＴＭＳ（メルカプトプロピルトリメトキシシラン））（表面修飾Ｄ）を用いて、それぞれ、メチル基、ビニル基、アミノ基、チオール基が終端基になる。シランカップリング材で処理しない場合には、水酸基が終端基になる。それぞれの終端基により期待される微粒子との相互作用も表２に纏めてある。【００３５】
図２Ａ及び図２Ｂは、表面修飾基板キットの概略構成図である。標準微粒子と被測定微粒子、および、表面修飾基板の組み合わせを適宜選択することにより、粒子単位で離間された配置を持って（孤立粒子として）基板に微粒子が展開できる。そのため、被測定微粒子が、高分子微粒子、金属・合金微粒子、および、無機微粒子である場合に、微粒子と表面修飾基板間に十分な相互作用が期待できるように、複数の表面修飾基板を組み合わせて表面修飾基板キットとして用いる。例えば、有機親和性が期待されるビニル基（ＶＴＭＳ）、金属−チオール結合が期待されるチオール基（ＴＭＰＴ）、および、水素結合が期待される水酸基（親水化処理）で修飾された表面修飾基板のキットは、多種類の被測定微粒子に対応できる。【００３６】
図２Ａは、複数基板を並べた表面修飾基板キットの概略構成平面図である。一例として、図２Ａでは４枚の表面修飾基板を並べている。基板１０１は、８〜２０ｍｍ四方の大きさのシリコンウェハーで、基板領域１０２−Ａ〜１０２−Ｄはそれぞれ表面修飾Ａ〜Ｄにより修飾されている。基板１０１は、それぞれ個別に表２のシランカップリング剤により表面修飾する。図２Ｂは、単数基板による表面修飾基板キットの概略構成図である。基板１０４は、１８〜４２ｍｍ四方の大きさのシリコンウェハーで、親水化処理の後、高さ０．５ｍｍ程度のビニールテープなどの表面修飾分離帯１０３により基板領域を分割している。表面修飾Ａ〜Ｄに対応する表２のシランカップリング剤をそれぞれ基板領域１０２−Ａ〜１０２−Ｄに滴下、一度にスピン塗布して加熱乾燥処理することにより基板１０４を作製する。【００３７】
表面修飾基板キットには、被測定微粒子を含む縣濁液と標準微粒子を含む縣濁液を滴下混合する（図１の２．１乃至２．４）。すなわち、まず、５〜３０μリットルの被測定微粒子の懸濁液を基板領域１０２−Ａ〜１０２−Ｄに滴下する。次に、その被測定微粒子の懸濁液滴に、５〜３０μリットルの標準微粒子の懸濁液を滴下混合する。被測定微粒子と標準微粒子の両方を含む縣濁液を作成した場合は、１０〜６０μリットルの懸濁液を基板領域１０２−Ａ〜１０２−Ｄに滴下する。また、被測定微粒子、標準微粒子、被測定微粒子を含む縣濁液、および、標準微粒子を含む縣濁液の組み合わせによっては、複数の基板は必ずしも必要ではなく、単数の表面修飾基板を用いても良い。【００３８】
表３は、微粒子の表面修飾基板への展開例を示す表である。表３では、ＰＳＬ、金、銀、シリカの各微粒子に対して、微粒子材料の比重ρ、微粒子直径ｄ（微粒子径の呼び径）、懸濁液中の微粒子の濃度ｃ、懸濁液の滴下量ｖ、および、液滴直径ａ（液滴乾燥後の微粒子のリング状析出の直径）から算出される、粒子重さｗ、粒子数ｎ（液滴に含まれる微粒子数）、粒子間距離Ｌ（微粒子が直径ａの円内に一様に分布すると仮定したときの微粒子間距離）と粒子間距離Ｌ／微粒子直径ｄの関係を示している。また、表３には、被測定微粒子をシリカ、標準微粒子を銀とした場合の展開例も示している。このとき、懸濁液中の微粒子の濃度ｃと懸濁液の滴下量ｖを変化させて、粒子間距離Ｌ／微粒子直径ｄの値を２〜８程度にすると良い。【００３９】
【表３】
0006746703.tif 000004
【００４０】
〔３．液滴の乾燥〕
懸濁液滴は、自然乾燥して、微粒子が基板に展開された基板を得る（図１の３）。図３Ａは、乾燥中の液滴の断面の模式図である。表面修飾１１２で修飾された基板１１１の上に形成された懸濁液の液滴は、時間が経つにつれて徐々に乾燥して、液滴の液面１１４−１は液面１１４−２のように、徐々に小さくなる。液滴は、溶液１１３と微粒子１１５で構成されるが、液滴の外側（図３Ａでは、右側と左側）では液滴の内側と比べて溶媒が蒸発する速度が大きいため、液滴の内側から外側に向かう溶液の移動が発生する。そのため、微粒子１１５においても、液滴の外側に移動する微粒子１１６が生ずる。表面修飾１１２と微粒子１１５との相互作用、懸濁液中の微粒子１１５の濃度、および、微粒子１１５の溶液１１３への懸濁し易さなどの条件により、微粒子１１５が基板上に析出する。液滴の外側に移動する微粒子１１６により、液滴の外側においては微粒子の濃度が高く微粒子が析出しやすくなり、液滴の外側において微粒子のリング状析出１１７が形成される。この現象は、コーヒーリング効果（コーヒーのシミ）として一般に知られている。【００４１】
図３Ｂは、液滴乾燥後の基板の光学顕微鏡写真の例である。液滴乾燥後の表面修飾基板１１８に微粒子のリング状析出１１９が観察される。微粒子のリング状析出１１９では、多層状にまとまって微粒子が析出していることが多く、微粒子の高さ、および、形状を計測するためには適していないことが多い。懸濁液の溶液に含まれる分散剤濃度が低くない場合には、分散剤の多くは液滴乾燥の最終段階まで溶液中に残っていて、微粒子のリング状析出の内側（多くは中心付近）で結晶化する（図３Ｂには見られない）。【００４２】
懸濁液滴を開放系で自然乾燥する場合、１０μリットルの液滴は、約１〜２時間で乾燥する。図３Ａで、表面修飾１１２と微粒子１１５との相互作用が適当な大きさであれば、乾燥時間を長くして溶媒をゆっくり蒸発させることにより、微粒子のクラスター化を妨げることができる。図４Ａは、液滴乾燥キットの概略構成鳥瞰図である。図２Ａや図２Ｂなどの表面修飾基板キット１２１は、試料容器１２２で覆い包むことにより乾燥時間を長くすることができ、試料容器１２２と蓋１２３との隙間を制御して、乾燥時間を増減できる。試料容器１２２と蓋１２３との隙間を０．１ｍｍ程度にすることにより、２０μリットルの液滴は、約１５時間で乾燥する。表３では、長時間乾燥の代表例として、乾燥条件に乾燥１５ｈと表現している。【００４３】
通常は、卓上の試料容器１２２の中で表面修飾基板キット１２１は、ほぼ水平に保持される。溶液に含まれる分散剤濃度が高い場合には、長時間乾燥中に基板に析出した微粒子を核として分散剤が微粒子周囲で析出、結晶化する場合がある。その場合は、表面修飾基板キット１２１を５〜１０度程度傾けて、比較的短時間で乾燥すると良い。図４Ｂは、液滴乾燥キットの傾斜乾燥モードの概略構成鳥瞰図である。試料容器１２２は、傾斜台１２４により傾けられ、試料容器１２２と蓋１２３との隙間は約２ｍｍに保持される。このとき、２０μリットルの液滴は、約２〜３時間で乾燥する。【００４４】
〔４．乾燥液滴での基板、計測位置選択〕
液滴乾燥後の基板には、図３Ｂの光学顕微鏡写真の例のように、微粒子のリング状析出１１９が観察される。多くの場合、微粒子は、微粒子のリング状析出１１９の僅かに内側に分散して析出する。しかし、微粒子が、微粒子のリング状析出１１９の僅かに外側で析出する場合もある。光学顕微鏡で観察しながら、乾燥液滴の適当な粒子密度の場所を選び、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で画像を取得して計測位置を選択する（図１の４）。粒子計測画面では、ＡＦＭ画面の中に、被測定微粒子と標準微粒子がそれぞれ３００個以上分散された画面が望ましいが、複数のＡＦＭ画像により微粒子形状情報を統合することも可能である。【００４５】
図５Ａ乃至図５Ｅは、表面修飾基板に展開した微粒子のＡＦＭ画像の例である。図５Ａ乃至図５Ｅは、それぞれ、表３の条件ラベルａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの展開例による。液滴の乾燥条件は、それぞれ、表面修飾基板キットを水平に保持して長時間乾燥で行っている。図５ＡはＴＭＰＴ表面処理基板でのＰＳＬ微粒子の展開例で、粒子単位で離間された配置を持って基板に微粒子が展開され、良好な孤立粒子展開が実現している。これは、ＰＳＬ表面の−ＣＯＯＨ基が表面修飾基板の−ＳＨ基とチオエステル結合により化学結合したためと考えられる。【００４６】
図５Ｂは、ＶＴＭＳ（トルエンにより１／５に希釈）表面処理基板での金微粒子の展開例で、良好な孤立粒子展開が実現している。図５Ｃと図５Ｄは、親水化処理による表面処理基板での銀微粒子、および、ＶＴＭＳ（トルエンにより１／５に希釈）表面処理基板でのシリカ微粒子の展開例で、比較的良好な孤立粒子展開が実現している。【００４７】
表４は、表面修飾処理、および、表面修飾基と微粒子の組み合わせにより、粒子単位で離間された配置を持って基板に微粒子を展開する（孤立粒子展開）し易さを示す表である。表４の◎は、良好な孤立粒子展開が実現する場合、○は、比較的良好な孤立粒子展開が実現する場合、△は、部分的に孤立粒子展開が実現する場合、×は、孤立粒子展開が実現せずに凝集した配置を持つ微粒子（微粒子クラスター）を生ずる場合を示す。【００４８】
【表４】
0006746703.tif 000005
【００４９】
図５Ｅは、親水化処理による表面処理基板において、被測定微粒子をシリカ、標準微粒子を銀とした場合の展開例で、１０μリットルのシリカ微粒子の懸濁液を滴下した後、その液滴に、１０μリットルの銀微粒子の懸濁液を滴下混合して、長時間乾燥したものである。両微粒子について、比較的良好な孤立粒子展開が実現している。【００５０】
〔５．形状像、物性像測定〕
ＡＦＭ画像により選択された計測位置において、形状像（ＡＦＭ画像）、および、必要に応じてＳＰＭ計測により物性像（粘弾性像、摩擦力像、電流像、磁気力像）を測定する（図１の５）。ＡＦＭ画像は、１画面像（形状像）あるいは、２画面同時測定像（形状像＋位相像）で、ＳＰＭ画像は、２画面同時測定像（形状像＋物性像）である。【００５１】
〔６．画像の平坦化、ノイズ除去〕
得られたＡＦＭ画像で、基板の高さは必ずしも一定（水平）ではなく、また、熱ドリフトや装置起因の垂直方向のドリフトが存在するため、基板を平坦化するデータ処理を行う（図１の６）。また、ＡＦＭ画像、および、ＳＰＭ画像は、以降のデータ処理が精度良く行われるように、平滑化や周波数選択的フィルタリングなどのノイズ除去を行う（図１の６）。【００５２】
〔７．標準微粒子の弁別、および、標準微粒子形状による被測定微粒子の三次元形状補正〕
得られたＡＦＭ画像とＳＰＭ画像により、被測定微粒子と標準微粒子を弁別する（図１の７）。微粒子の弁別は、微粒子の形状情報（高さ、アスペクト比、真円度、凹凸粗さ、位相粗さ）と物性情報（粘弾性、表面の摩擦力、導電性、磁気特性）により被測定微粒子と標準微粒子を弁別する。ここでは、被測定微粒子を平均微粒子径１００ｎｍのシリカ、標準微粒子を平均微粒子径７５ｎｍの銀を例にとり、微粒子の高さにより被測定微粒子と標準微粒子を弁別する例を示す。微粒子の弁別手法の詳細は、後述する。【００５３】
図５Ｅは、表３の条件ラベルｅの展開条件により親水化処理基板に展開したシリカ微粒子と銀微粒子のＡＦＭ画像の例である。図６は、微粒子の形状情報（微粒子高さの分布）による微粒子の弁別例である。図６は、図５Ｅと同一の展開基板で別の視野のＡＦＭ画像を解析した結果で、棒グラフ１３３は微粒子高さの分布を、折れ線１３２は微粒子高さの累積頻度を示している。【００５４】
図６の矢印と破線は、微粒子高さが９０ｎｍの位置を示している。破線の左側と右側で微粒子の高さ分布が２つに分かれていて、この場合は、微粒子高さの分布による微粒子の弁別が可能であることが分かる。破線の左側が標準微粒子としての銀微粒子で、右側が被測定微粒子としてのシリカ微粒子である。このとき、それぞれの微粒子高さの平均と標準偏差は、銀微粒子で７５．３ｎｍと７．２ｎｍ、シリカ微粒子で１０２．２ｎｍと１０．４ｎｍである。微粒子高さが９０ｎｍ以下を銀微粒子、９０ｎｍ以上をシリカ微粒子として図５Ｅの微粒子を弁別すると、６個の微粒子１３１が銀微粒子でそれ以外がシリカ微粒子であると弁別される。【００５５】
図７は、ＡＦＭによる形状測定と三次元形状補正手順を説明するための概念平面図である。ＡＦＭによる形状測定では、計測走査線１４２にそって探針を走査して探針の高さ情報を記録する。計測走査線１４２は、計測画面１４１において、走査の直行方向に等間隔で多数存在する。図７では、計測走査線１４２は、上から下に向かって順番に走査されるとする（ラスター走査方式）。【００５６】
図７では、計測画面１４１において、粒子単位で離間された配置を持つ標準微粒子（孤立標準微粒子）１４３−１〜１４３−７、および、粒子単位で離間された配置を持つ被測定微粒子（孤立被測定微粒子）１４４−１〜１４４−７が存在する場合を考える。微粒子が展開された基板では、必ずしも全ての微粒子が孤立しているとは限らず、凝集した配置を持つ標準微粒子（標準微粒子クラスター）１４５−１〜１４５−２や凝集した配置を持つ被測定微粒子（被測定微粒子クラスター）１４６−１も存在するが、ここでは、これらは、三次元形状計測には用いない。ただし、これらは、高さ測定には用いることができる。また、三次元形状補正手法を拡張することにより微粒子クラスターを三次元形状計測に用いることができる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。【００５７】
図７では、計測走査線１４２の上から下に向かって順番に微粒子の形状情報が計測されるが、三次元形状補正には、孤立被測定微粒子の近傍に存在する孤立標準微粒子の形状情報を用いる。すなわち、まず、孤立標準微粒子１４３−１の形状情報により孤立被測定微粒子１４４−１の三次元形状補正を行う。次に、孤立標準微粒子１４３−２の形状情報により孤立被測定微粒子１４４−２と孤立被測定微粒子１４４−３の三次元形状補正を行う。以下同様に、孤立標準微粒子１４３−３により孤立被測定微粒子１４４−４の、孤立標準微粒子１４３−４により孤立被測定微粒子１４４−５の、孤立標準微粒子１４３−５により孤立被測定微粒子１４４−６の、孤立標準微粒子１４３−６により孤立被測定微粒子１４４−７の三次元形状補正を行う（図１の７）。【００５８】
図８は、ＡＦＭによる微粒子の形状測定を説明するための概念断面図である。ここでは、図８を用いて、孤立標準微粒子の形状情報による探針の形状情報の取得方法と孤立被測定微粒子の三次元形状補正方法の一例を示すが、三次元形状補正方法は、一般に知られている他の方法を用いることもできる。図８では、表面修飾された基板１５１の上に半径Ｒの微粒子１５５が存在している。コーン状の探針１５２は、半径ｒの球で近似した探針先端１５３と半角αの円錐の一部で構成されていると仮定すると、微粒子のＡＦＭ計測における探針の軌跡１５４は、球で近似した探針先端１５３の中心がたどる軌跡となる。【００５９】
このとき、微粒子のＡＦＭ計測における探針の軌跡１５４は、ＡＦＭによる微粒子の形状情報の断面図であるので、微粒子高さＨ、微粒子の見かけの半幅Ｌ、および、探針の軌跡１５４における変曲点の高さｈの数値は、微粒子の形状情報により与えられる。微粒子１５５の半径Ｒ、探針先端１５３の半径ｒ、コーン状の探針１５２の半角αの数値は、Ｈ、Ｌ、および、ｈを用いて、【００６０】
【数１】
0006746703.tif 000006
【００６１】
【数２】
0006746703.tif 000007
【００６２】
【数３】
0006746703.tif 000008
【００６３】
の連立方程式の解として算出される。【００６４】
図９は、ＡＦＭによる非球微粒子の形状測定の概念断面図である。非球微粒子である孤立被測定微粒子の断面を考えて、基板に垂直方向の半径を図９のように、Ｒｚ１とＲｚ２、基板に水平方向の半径をＲｘとする。ＡＦＭによる微粒子の形状情報により、微粒子高さＨ’、微粒子の見かけの半幅Ｌ’、および、変曲点の高さｈ’の数値が得られる。このとき、孤立被測定微粒子の形状情報であるＲｚ１、Ｒｚ２、および、Ｒｘは、ｒ、α、Ｈ’、Ｌ’、および、ｈ’を用いて、【００６５】
【数４】
0006746703.tif 000009
【００６６】
【数５】
0006746703.tif 000010
【００６７】
【数６】
0006746703.tif 000011
【００６８】
により算出される。このとき、基板に水平方向の任意の方向において半径Ｒｘを含んだ孤立被測定微粒子の断面形状情報を得ることができるので、孤立被測定微粒子の任意断面長さＲｘが算出できることになる。【００６９】
〔８．被測定微粒子種の弁別〕
複数の被測定微粒子が存在する場合には、微粒子の形状情報（高さ、アスペクト比、真円度、凹凸粗さ、位相粗さ）と物性情報（粘弾性、表面の摩擦力、導電性、磁気特性）により被測定微粒子種を弁別する（図１の８）。微粒子の弁別手法の詳細は、後述する。【００７０】
〔９．被測定微粒子の平均粒子径、粒子径標準偏差、粒径分布の解析〕
被測定微粒子の微粒子種ごとの平均粒子径、粒子径の標準偏差、および、粒度分布を求める（図１の９）。【００７１】
以上、本実施例によれば、微粒子の三次元形状や微粒子種の評価が可能な粒子計測用試料、粒子計測方法或いは粒子計測装置を提供することができる。
【実施例２】
【００７２】
本発明の実施例２について説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。【００７３】
本実施例では、走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）による計測を例にとり、微粒子の形状情報（高さ、アスペクト比、真円度、凹凸粗さ、位相粗さ）と物性情報（粘弾性、表面の摩擦力、導電性、磁気特性）により微粒子種を弁別する方法を開示する。ここで、微粒子種を弁別するとは、被測定微粒子と標準微粒子の弁別、および、被測定微粒子の微粒子種の弁別を示している。【００７４】
〔微粒子の形状情報による弁別法〕
（１−１）高さ法
実施例１の図５Ｅを用いて示したように、微粒子高さの分布により微粒子の弁別を行う。微粒子の形状情報を解析して実施例１の図６に示したように微粒子高さの分布を用い、微粒子高さに閾値を設定して微粒子種を弁別する。このとき、被測定微粒子と標準微粒子の高さの分布、または、被測定微粒子の微粒子種毎の高さの分布が離散している（重なりが無視できる）場合が好ましいが、一般的には、高さの平均値が異なる、複数の測定微粒子を用いることにより、高さの分布の重なりを補正することができる。
（１−２）アスペクト比法
実施例１の図９で示したように、ＡＦＭによる形状測定によると、孤立被測定微粒子の高さ情報であるＲｚ１とＲｚ２が得られ、また、孤立被測定微粒子の任意垂直断面において基板に水平方向の微粒子の半幅Ｒｘを算出できる。この三次元情報により、微粒子の形状情報の精密な水平、および、垂直断面形状を得ることができる。簡便には、ＡＦＭによる形状情報において、微粒子高さの閾値を設定して、微粒子の形状情報の水平断面形状を得る。また、微粒子の最高高さを通る面により微粒子の垂直断面を得る。【００７５】
アスペクト比法では、上記微粒子断面像の微粒子の長軸（断面の最大長さ）と微粒子の短軸（断面の最小長さ、または、長軸に垂直方向の長さ）を粒子ごとに求め、【００７６】
【数７】
0006746703.tif 000012
【００７７】
を算出する。例えば、真球に近い標準微粒子では、Ａｓ≒１である。このアスペクト比に閾値を設定して微粒子種を弁別する。
（１−３）真円度（断面円近似）法
微粒子の断面形状を円の全部、または、一部でフィティングを行い、微粒子の断面形状と近似する円との２乗残差を微粒子ごとに求める。この２乗残差に閾値を設定して微粒子種を弁別する。
（１−４）凹凸（形状）粗さ法
ＡＦＭの形状像の粗さ（凹凸粗さ）情報により微粒子を弁別する。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。【００７８】
微粒子毎の形状像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。その解析領域で微粒子表面の粗さのＲＭＳ二乗平均を求める。この微粒子ごとの粗さのＲＭＳ二乗平均に閾値を設定して粒子種を弁別する。本法は、粗さ情報に微粒子の表面形状の凹凸情報が混入しないような粒子表面が平板状の粒子への適用が望ましい。【００７９】
〔微粒子の形状情報、および、位相情報による弁別法〕
（２）位相粗さ法
ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された位相像を用いる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。形状像、および、同時に測定された位相像は、微粒子毎に１個１個の微粒子情報に分離する。【００８０】
微粒子毎の形状像と位相像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、微粒子表面の位相のＲＭＳ二乗平均を積算し、解析領域の面積で除したもの（位相粗さ）を求める。この微粒子毎の位相粗さに閾値を設定して微粒子種を弁別する。この方法では、位相像の変化の大きい微粒子において微粒子周辺部の情報は除かれ、また、微粒子の表面形状の凹凸情報は位相像に混入しないため、弁別に適した閾値が得られる場合が多い。【００８１】
〔微粒子の形状情報、および、物性情報による弁別法〕
（３−１）粘弾性法
ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された粘弾性像（ＳＰＭ）を用いる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。形状像、および、同時に測定された粘弾性像は、微粒子毎に１個１個の微粒子情報に分離する。【００８２】
微粒子毎の形状像と粘弾性像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、弾性、または、粘性を積算し解析領域の画素数で除したものを求める。この微粒子毎の弾性、または、粘性に閾値を設定して微粒子種を弁別する。この方法は、硬さの差の大きい粒子の弁別（例えば、銀：ヤング率８３ＧＰａ、ＰＳＬ：ヤング率４ＧＰａ）に有効である。
（３−２）摩擦力法
ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された摩擦力像（ＳＰＭ）を用いる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。形状像、および、同時に測定された摩擦力像は、微粒子毎に１個１個の微粒子情報に分離する。【００８３】
微粒子毎の形状像と摩擦力像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、摩擦力を積算し解析領域の画素数で除したものを求める。この微粒子ごとの摩擦力に閾値を設定して微粒子種に弁別する。この方法は、摩擦の差の大きい粒子の分別（例えば、シリカとＰＳＬ）に有効である。
（３−３）導電性法
ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された電流像（ＳＰＭ）を用いる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。形状像、および、同時に測定された電流像は、微粒子毎に１個１個の微粒子情報に分離する。【００８４】
微粒子毎の形状像と電流像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、電気抵抗を積算し解析領域の画素数で除したものを求める。この微粒子ごとの導電性に閾値を設定して微粒子種に弁別する。この方法は、導電性の差が大きい粒子の弁別（例えば、貴金属微粒子とＰＳＬ）に有効である。
（３−４）磁気特性法
ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された磁気力像（ＳＰＭ）を用いる。微粒子がクラスターを形成する場合を含めて、微粒子の計測情報を微粒子毎に分割する方法としては、形状情報を用いて例えばウオーターシェド法等で１個１個の微粒子に分離する方法を用いることができる。【００８５】
形状像、および、同時に測定された磁気力像は、微粒子毎に１個１個の微粒子情報に分離する。微粒子毎の形状像と磁気力像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、磁気力を積算し解析領域の画素数で除したものを求める。この微粒子ごとの磁気力に閾値を設定して粒子種に弁別する。この方法は、磁気力差の大きい粒子の弁別（磁性粒子と非磁性粒子）に有効である。【００８６】
以上、本実施例によれば、微粒子の三次元形状や微粒子種の評価が可能な粒子計測用試料、粒子計測方法或いは粒子計測装置を提供することができる。
【実施例３】
【００８７】
本発明の実施例３について図１１及び図１２を用いて説明する。なお、実施例１又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。【００８８】
本実施例では、ＡＦＭの形状像、および、同時に測定された位相像を用いて、銀微粒子とＰＳＬ微粒子の混合微粒子クラスターを弁別した例について説明する。図１０は、銀微粒子とＰＳＬ微粒子の画像であり、（ａ）は形状像、（ｂ）は位相像である。図１１は、ＡＦＭによる形状像の各微粒子をウオーターシェド法で１個１個に分離した像である。【００８９】
図１１に示した形状像の微粒子分割を基にして、図１０（ｂ）に示す位相像の各微粒子を１個１個に分離する。次に、位相像において、微粒子境界より微粒子中央部に向かって一定画素数の微粒子領域を除いて微粒子毎の解析領域を設定する。微粒子毎の解析領域において、位相像のＲＭＳ二乗平均値を計算し、解析領域の面積で割り、この値を位相粗さとする。銀微粒子表面は、ＰＳＬ微粒子表面に比較して位相粗さが大きいため、位相粗さの閾値を適当に設定すれば、銀微粒子とＰＳＬ微粒子が弁別可能である。ここでは閾値を３として微粒子を弁別した。【００９０】
図１２は銀微粒子とＰＳＬ微粒子を弁別した例である。図１２（ａ）において、色付けした（コントラストが暗い）微粒子は、位相粗さ＜３の微粒子を示していて、ＰＳＬ微粒子である。図１２（ｂ）において、色付けした（コントラストが暗い）微粒子は、位相粗さ＞３の微粒子を示していて、銀微粒子である。このとき、弁別した微粒子種毎に粒子径の平均、標準偏差、および、個数を求めると、図１２（ａ）における微粒子（ＰＳＬ微粒子）では、９１．８ｎｍ、６．０ｎｍ、３９個、図１２（ｂ）における微粒子（銀微粒子）では、９４．８ｎｍ、８．２ｎｍ、１６個であった。なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の両者で白く見える微粒子は２層目の微粒子であり、弁別されていない微粒子は２層目と重なっているために解析されていない１層目の微粒子である。【００９１】
以上の操作により銀微粒子とＰＳＬ微粒子を弁別し、それぞれの平均、標準偏差、および、個数を求めることができた。実施例２で説明した、他の微粒子弁別方法（粘弾性法、摩擦力法、導電性法、磁気力法）も上記弁別過程と同様である。【００９２】
以上、本実施例によれば、微粒子の三次元形状や微粒子種の評価が可能な粒子計測用試料、粒子計測方法或いは粒子計測装置を提供することができる。【００９３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
粉体一般の粒子径と粒径分布測定、特に１０００ｎｍ以下の粒子の測定に有効である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１…基板、１０２−Ａ〜１０２−Ｄ…表面修飾Ａ〜Ｄにより修飾された基板領域、１０３…表面修飾分離帯、１０４…基板、１１１…基板、１１２…表面修飾、１１３…溶液、１１４−１，１１４−２…液面、１１５…微粒子、１１６…液滴の外側に移動する微粒子、１１７，１１９…微粒子のリング状析出、１１８…液滴乾燥後の表面修飾基板、１２１…表面修飾基板キット、１２２…試料容器、１２３…蓋、１２４…傾斜台、１３１…微粒子（銀）、１３２…折れ線、１３３…棒グラフ、１４１…計測画面、１４２…計測走査線、１４３−１〜１４３−７…粒子単位で離間された配置を持つ標準微粒子（孤立標準微粒子）、１４４−１〜１４４−７…粒子単位で離間された配置を持つ被測定微粒子（孤立被測定微粒子）、１４５−１〜１４５−２…凝集した配置を持つ標準微粒子（標準微粒子クラスター）、１４６−１…凝集した配置を持つ被測定微粒子（被測定微粒子クラスター）、１５１…基板、１５２…探針、１５３…球で近似した探針先端、１５４…微粒子のＡＦＭ計測における探針の軌跡、１５５…微粒子。
【図１】
0006746703.tif 000013
【図２Ａ】
0006746703.tif 000014
【図２Ｂ】
0006746703.tif 000015
【図３Ａ】
0006746703.tif 000016
【図３Ｂ】
0006746703.tif 000017
【図４Ａ】
0006746703.tif 000018
【図４Ｂ】
0006746703.tif 000019
【図５Ａ】
0006746703.tif 000020
【図５Ｂ】
0006746703.tif 000021
【図５Ｃ】
0006746703.tif 000022
【図５Ｄ】
0006746703.tif 000023
【図５Ｅ】
0006746703.tif 000024
【図６】
0006746703.tif 000025
【図７】
0006746703.tif 000026
【図８】
0006746703.tif 000027
【図９】
0006746703.tif 000028
【図１０】
0006746703.tif 000029
【図１１】
0006746703.tif 000030
【図１２】
0006746703.tif 000031