(57)【要約】【課題】強い発光スペクトルを示す試料に限定されずに物質情報及び形状の測定が短時間で行え、物質情報及び形状測定結果の対応関係が明確である走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置を提供する。【解決手段】試料Ｓに励起光を集光させ試料Ｓが発する光を結像させる共焦点顕微光学系６と、試料Ｓが発した光を分光する分光計と、走査型プローブ顕微鏡４とを備え、試料Ｓの位置を順次移動させつつ試料Ｓの同一位置について共焦点顕微光学系６による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡４による試料の形状測定を同時に行う。【選択図】  図１
2004245694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を移動操作可能な透明基板上において保持する試料保持機構と、
上記試料保持機構の透明基板を移動操作する試料走査機構と、
励起用レーザ光源からの励起光を上記試料保持機構に保持された試料に上記透明基板を透して集光させ、この試料が発した光を結像させる共焦点顕微光学系と、
上記試料が発した光について波長選択を行う波長選択手段と、
上記波長選択手段により波長選択された上記共焦点顕微光学系による結像光を検出する検出手段と、
上記試料の上記励起用レーザ光源からの励起光が集光された位置の反対側に設置された探針プローブを有する走査型プローブ顕微鏡とを備え、
上記試料走査機構により、上記試料の位置を順次移動させながら、この試料の同一位置についての上記共焦点顕微光学系による結像光の検出及び上記走査型プローブ顕微鏡による上記試料の形状測定を同時に行うことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置。
【請求項２】
上記試料走査機構は、制御手段によって制御されることにより、上記透明基板を、上記励起用レーザ光源からの励起光の光軸方向及びこの光軸方向に直交する平面内の方向に移動操作することを特徴とする請求項１記載の走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡により試料の形状測定を行うとともに、試料に光束を照射したときに生ずる散乱光などを共焦点顕微光学系により検出する走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる「サブミクロン領域」乃至「ナノメータ領域」における結晶構造、物質組成などを精密に制御して、従来の材料やデバイスでは実現できなかった高度な性能、新規な物性を有する材料を得ようとする開発が進められている。また、いわゆる「バイオロジー」の分野においても、従来よりさらに微細な領域における分子機能、生理機能の解明が求められている。
【０００３】
これらの開発や解明においては、試料に光束を照射したときに生ずるラマン散乱や蛍光などを共焦点顕微光学系を介して検出し、この試料の微細構造を測定することが行われる。この共焦点顕微光学系としては、図７に示すように、レーザ光源より発せられたレーザ光束を第１の集光レンズ１０１により集光させ、この第１の集光レンズによる集光点上に第１のピンホールマスク（空間フィルタ）１０２のピンホール１０３を位置させ、このピンホール１０３内を通過した拡散する光束をビームスプリッタ１０４を介して第２の集光レンズ１０５に導き、この第２の集光レンズ１０５により光束を試料１０６上に集光させるように構成されたものが特開平６−１０９９５６号公報において提案されている。
【０００４】
そして、この共焦点顕微光学系においては、試料１０６上に集光された光束は、この試料１０６により散乱光などを含んで反射され、第２の集光レンズ１０５を経て収束しつつビームスプリッタ１０４に戻る。ビームスプリッタ１０４に戻った反射光束は、このビームスプリッタ１０４により、レーザ光源側に戻る光路より分岐されて検出手段である光電子増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  ｔｕｂｅ）１０９の側に導かれる。この反射光束は、ビームスプリッタ１０４を経て光電子増倍管１０９に至る間に、一旦集光する。この集光点上には、第２のピンホールマスク１０７のピンホール１０８が位置している。すなわち、第１のピンホールマスク１０２のピンホール１０３と第２のピンホールマスク１０７のピンホール１０８とは、ビームスプリッタ１０４に対して共役な位置となされている。
【０００５】
また、従来、共焦点顕微光学系としては、図８に示すように、試料１０６上に集光され反射されて第２の集光レンズ１０５を経て収束しつつビームスプリッタ１０４を経た光束を、電荷結合素子（ＣＣＤ：ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）１１０上に集光させて検出するようにしたものが特開平８−２７１２２５号公報において提案されている。この共焦点顕微光学系においては、試料１０６上への光束の集光は、上述の共焦点顕微光学系と同様に、レーザ光源より発せられたレーザ光束を第１の集光レンズ１０１により集光させ、この第１の集光レンズによる集光点上にピンホールマスク１０２のピンホール１０３を位置させ、このピンホール１０３内を通過した拡散光束をビームスプリッタ１０４を介して第２の集光レンズ１０５に導き、この第２の集光レンズ１０５により集光させることによって行われる。
【０００６】
また、従来、図９に示すように、上述のような共焦点顕微光学系１１１を介して電荷結合素子１１０などにより検出される光束についての波長選択を行う手段として、ノッチフィルタ（Ｎｏｔｃｈ−ｆｉｌｔｅｒ）１１５を使用することが特開平８−３２７５５０号公報において提案されている。このノッチフィルタ１１５は、特定の狭い波長域の光束のみを遮断（反射）する特性を持ったフィルタであり、ここでは、レーザ光源１１２より発せられる光束の中心波長帯域を遮断（反射）するものを用いる。
【０００７】
この場合においては、レーザ光源１１２より発せられた平行光束であるレーザ光束を第１の集光レンズ１０１によりピンホールマスク１０２のピンホール１０３内に集光させ、このピンホール１０３内を通過して拡散する光束をコリメータレンズ１１３により平行光束に戻し、この平行光束をミラー１１４を介して、ノッチフィルタ１１５に入射させる。ミラー１１４を介してノッチフィルタ１１５に入射される光束は、該ノッチフィルタ１１５に対して、例えば９０°の入射角をもって入射される。
【０００８】
そして、このノッチフィルタ１１５により反射された光束は、共焦点顕微光学系１１１に入射され、試料上に集光される。この試料により反射されて共焦点顕微光学系１１１を経た光束は、ノッチフィルタ１１５に戻り、このノッチフィルタ１１５を透過して、電荷結合素子１１０などの検出手段に入射する。この電荷結合素子１１０においては、試料から反射された光束のうち、試料において生じたラマン散乱光や蛍光など、レーザ光源より発せられた光束とは異なる波長の光が検出される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−１０９９５６号公報
【特許文献２】
特開平８−２７１２２５号公報
【特許文献３】
特開平８−３２７５５０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような新材料の開発や分子機能、生理機能の解明においては、「サブミクロン領域」乃至「ナノメータ領域」における物質情報の測定のみならず、この物質情報に対応した形状測定をも行う必要がある。そのため、試料の微小部分の物質組成・状態・分布と、形状とを同時に測定できる測定装置の開発が求められている。
【００１１】
「サブミクロン領域」乃至「ナノメータ領域」における形状測定を行う手段としては、走査型または透過型の電子顕微鏡や、あるいは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）などの走査型プローブ顕微鏡が使用されている。
【００１２】
しかしながら、走査型プローブ顕微鏡を用いることによって、物質組成や状態情報を取得することは難しい。また、電子顕微鏡においては、表面形状の測定とともに、電子線照射により物質から発生する特性Ｘ線を用いた元素分析や元素分布測定が可能であるが、水素、炭素、酸素、窒素など、軽元素の検出は難しい。すなわち、電子顕微鏡においては、これら軽元素からなる物質の詳細な組成や状態解析は困難である。
【００１３】
また、微小部分の表面形状と詳細な物質情報とを同時に測定できる手段としては、共焦点顕微光学系を利用した表面形状及び物質解析法が用いられている。この解析法は、共焦点顕微鏡像の測定と、レーザ励起蛍光分光、レーザ励起ラマン分光とを行うものである。レーザ励起蛍光分光、レーザ励起ラマン分光によって、分子スペクトルや結晶の格子振動スペクトルが測定でき、詳細な物質情報が得られる。
【００１４】
しかしながら、この解析法においては、光学的回折限界の制限から、サブミクロンレベルまでの位置分解能（空間分解能）の情報しか得られない。したがって、微細構造を有する領域を測定した場合には、スペクトルを測定しても微細構造のどの部分からの情報なのかを知ることができなかった。
【００１５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、強い発光スペクトルを示す試料に限定されることなく、この試料に関する物質情報及びこの物質情報に対応した形状測定が短時間で行え、また、微細構造を有する領域を測定した場合にも物質情報及び形状測定結果の対応関係が明確であるようになされた走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置は、試料を移動操作可能な透明基板上において保持する試料保持機構と、この試料保持機構の透明基板を移動操作する試料走査機構と、励起用レーザ光源からの励起光を試料保持機構に保持された試料に透明基板を透して集光させこの試料が発した光を結像させる共焦点顕微光学系と、試料が発した光について波長選択を行う波長選択手段と、この波長選択手段により波長選択された共焦点顕微光学系による結像光を検出する検出手段と、試料の励起用レーザ光源からの励起光が集光された位置の反対側に設置された探針プローブを有する走査型プローブ顕微鏡とを備えている。
【００１７】
そして、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、試料走査機構により、試料の位置を順次移動させながら、この試料の同一位置についての共焦点顕微光学系による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡による試料の形状測定を同時に行うことを特徴とするものである。
【００１８】
この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、試料の位置が順次移動されながら、この試料の同一位置についての共焦点顕微光学系による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡による試料の形状測定が同時に行われるので、微細構造を有する領域を測定した場合にも、物質情報及び形状測定結果の対応関係が明確である。
【００１９】
また、本発明は、上述の各走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置において、試料走査機構は、制御手段によって制御されることにより、透明基板を、励起用レーザ光源からの励起光の光軸方向及びこの光軸方向に直交する平面内の方向に移動操作することとしたものである。
【００２０】
この場合においては、一つの制御手段によって試料の二次元方向の走査と励起光の焦点調節とを行うことができ、迅速な測定を容易に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本発明に係る走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置は、図１に示すように、対物レンズブロック部１内に設置される試料Ｓに対し、励起用レーザ光源２より発せられた励起光（レーザ光束）を照射し、この照射により試料Ｓから生ずるラマン散乱や蛍光などの成分を共焦点顕微光学系及び波長選択手段を介して検出手段となる光電子増倍管（ＰＭＴ：ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  ｔｕｂｅ）３により検出する装置である。
【００２３】
また、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置は、図２に示すように、試料Ｓの励起用レーザ光源２からの励起光が集光された位置の反対側に設置された探針プローブ４を有する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を備えており、試料Ｓの位置を順次移動させながら、この試料Ｓの同一位置についての共焦点顕微光学系による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡による試料Ｓの形状測定を同時に行うものである。
【００２４】
この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置において、試料Ｓは、試料保持機構を構成する移動操作可能な透明基板５上において保持される。この透明基板５は、試料走査機構によって移動操作される。すなわち、この透明基板５は、いわゆる「ピエゾステージ」であって、図示しないピエゾ素子（電歪素子）によって移動操作される。励起用レーザ光源２からの励起光は、透明基板５を透過して、この透明基板５上に保持された試料Ｓに集光される。
【００２５】
この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置は、この装置内の各部分の動作を制御するための制御手段となる制御回路（コントローラ）３５を内蔵している。試料走査機構を構成するピエゾ素子は、この制御回路３５によって制御されることにより、透明基板５を、図２中矢印ｚで示す励起用レーザ光源２からの励起光の光軸方向及び図２中矢印ｘ，ｙで示す光軸方向に直交する平面内の方向に移動操作する。
【００２６】
そして、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置の共焦点顕微光学系６においては、図３に示すように、励起用レーザ光源２より発せられた平行光束である励起光は、ビームスプリッタ７により９０°偏向されて、第１の集光レンズ８に導かれる。励起光は、この第１の集光レンズ８により集光される。この第１の集光レンズ８による集光点上には、ピンホールマスク（空間フィルタ）９のピンホール１０が位置されている。このピンホール１０内を通過して拡散する光束は、第２の集光レンズ１１により試料Ｓ上に集光される。
【００２７】
そして、この共焦点顕微光学系６おいては、試料Ｓ上に集光された光束は、この試料Ｓにより散乱光などを含んで反射され、第２の集光レンズ１１を経て収束しつつ、再び、ピンホールマスク９のピンホール１０に戻り、このピンホール１０内において結像される。このピンホール１０内を通過し拡散する反射光束は、第１の集光レンズ８により平行光束に戻され、ビームスプリッタ７に戻る。反射光束は、このビームスプリッタ７を透過することにより、レーザ光源側に戻る光路より分岐されて光電子増倍管（ＰＭＴ）３側に導かれる。ビームスプリッタ７を経た反射光束は、第３の集光レンズ１２により収束されて、光電子増倍管３により検出される。
【００２８】
なお、光電子増倍管３は、光電陰極と出力電極の間に一つ以上のダイノードをもつ光電管である。この光電子増倍管３においては、光電陰極からの電子の流れは、おのおののダイノードで順次反射され、反射時ごとに二次電子放出を伴うものとなる。
【００２９】
そして、この共焦点顕微光学系６におけるビームスプリッタ７は、ホログラフィックビームスプリッタであり、反射光束について波長選択を行う波長選択手段ともなっている。すなわち、図４に示すように、励起用レーザ光源２より発せられた励起光は、ミラー１３を経てホログラフィックビームスプリッタであるビームスプリッタ７に入射されると、励起用レーザ光源２の発振波長を中心とする２ｎｍ程度の狭い波長帯域の光束のみが反射されて第１の集光レンズ８に導かれる。励起光は、この第１の集光レンズ８から、上述のように、ピンホールマスク９及び第２の集光レンズ１１を含む対物レンズブロック部１に入射され、試料にＳより反射されて、再び、ピンホールマスク９及び第１の集光レンズ８を経て、ビームスプリッタ７に戻る。このビームスプリッタ７において、試料Ｓからの反射光束は、励起用レーザ光源２の発振波長を中心とする２ｎｍ程度の狭い波長帯域以外の帯域の光が９０％程度の高い透過率で透過し、光電子増倍管３に向かう。ここで、さらにノッチフィルタ（Ｎｏｔｃｈ−ｆｉｌｔｅｒ）１４を透過させるようにすれば、波長選択性をより高めることができる。このノッチフィルタ１４に対しては、反射光束は、垂直入射させる。
【００３０】
この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置の全体の構成としては、図１に示すように、励起用レーザ光源２より発せられた光束は、ミラー１５，１６を経て、まず、集光レンズ１７、ピンホールマスク１８及びコリメータレンズ１９を経て、平行光束となされる。この平行光束は、さらに、ミラー２０，１３を経て、直線偏光状態で、上述したビームスプリッタ７に入射される。そして、ビームスプリッタ７に入射された光束は、共焦点顕微光学系６を構成する第１の集光レンズ８、ピンホールマスク９を経て、対物レンズブロック部１内のミラー２１を介して、第２の集光レンズ１１に入射されて、試料Ｓ上に集光される。ここでは、第２の集光レンズ１１は、コリメータレンズ１１ａと対物レンズ１１ｂとから構成されている。
【００３１】
そして、試料Ｓにおいて反射された反射光束は、第２の集光レンズ１１、ミラー２１、ピンホールマスク９及び第１の集光レンズ８を経て、ビームスプリッタ７に戻る。ここで、反射光束のうちのラマン散乱や蛍光による成分は、上述のように、ビームスプリッタ７を透過して、ノッチフィルタ１４，２２を経て、さらに、ミラー２３、干渉フィルタ２４、第３の集光レンズ１２を介して、分光ブロック２５に導入される。なお、干渉フィルタ２４は、いわゆるターレット式により異なるものに差し替えることが可能となっている。
【００３２】
分光ブロック２５においては、反射光束は、ミラー２６，２７に反射され、反射型回折格子２８を経て、さらに、ミラー２９に反射されて、スリット３０を介して、光電子増倍管３により検出される。なお、反射型回折格子２８は、いわゆるターレット式により異なるものに差し替えることが可能となっている。
【００３３】
そして、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、ビームスプリッタ７を透過してノッチフィルタ１４，２２を経た反射光束を、ミラー３１、干渉フィルタ２４及び集光レンズ３２を介して電荷結合素子（ＣＣＤ：ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）３３に導く光路も形成されている。この光路を使用する場合には、反射光束を分光ブロック２５内に導入するミラー２３を光路より外し、また、電荷結合素子３３へ至る光路を遮断しているシャッタ３４を開ける。この電荷結合素子３３により、ビームスプリッタ７及びノッチフィルタ１４，２２を経た反射光束を画像として観察することができる。
【００３４】
さらに、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、ミラー２３を介して分光ブロック２５に入射され、この分光ブロック２５においてミラー２６，２７に反射され、反射型回折格子２８を経て、ミラー２９に反射された反射光束を、電荷結合素子（ＣＣＤ）３３により観察することができる。すなわち、シャッタ３４の電荷結合素子３３側はミラー面となっており、図１に示すように、このシャッタ３４を電荷結合素子３３に対する閉位置と開位置との中間の位置とすることにより、ミラー２９に反射されて光電子増倍管３に向かう反射光束は、このシャッタ３４のミラー面に反射されて電荷結合素子３３に入射される。
【００３５】
このようにして分光ブロック２５内の光学系を経て電荷結合素子３３に入射された光束においては、この電荷結合素子３３により、この分光ブロック２５内で分散されたスペクトル領域の全域を同時測定することができる。電荷結合素子３３により反射光束を観測する場合には、短時間の測光が可能である。また、数十分間といった長時間に亘って露光することも可能である。
【００３６】
なお、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置の筐体内には、上述した制御回路３５が内蔵されている。
【００３７】
そして、走査型プローブ顕微鏡の探針プローブ４は、図５に示すように、カンチレバー４ａによって支持され、試料Ｓの励起用レーザ光源２からの励起光２ａが透明基板５を透して集光された位置の反対側に先端部を近接させて設置されている。この探針プローブ４の先端部は、例えば、２０ｎｍ乃至３０ｎｍ程度の曲率半径となされている。
【００３８】
この走査型プローブ顕微鏡においては、試料Ｓが、図５中矢印ｘ，ｙで示す励起光２ａの光軸に直交する平面内の方向に移動操作されて走査されることにより、探針プローブ４の、図５中矢印ｚで示す励起光２ａの光軸の方向についての高さの情報に基づいて、試料Ｓの表面形状の測定を行うことができる。
【００３９】
すなわち、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、図２に示すように、試料Ｓの位置を順次移動させながら、この試料Ｓの同一位置についての共焦点顕微光学系６による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡による試料Ｓの形状測定を同時に行うことができる。探針プローブ４の高さ情報は、顕微鏡制御部３６において処理されて、信号処理回路３７に送られる。また、光電子増倍管３により得られる分光情報も、信号処理回路３７に送られる。そして、この信号処理回路３７は、制御回路３５を介して、透明基板５の移動操作を行う。一方、信号処理回路３７は、走査型プローブ顕微鏡により得られる試料Ｓの形状測定の結果と、共焦点顕微光学系６、分光ブロック２５及び光電子増倍管３により得られる試料Ｓからのラマン散乱や蛍光の情報とについて、表示装置３８により表示（出力）を行う。
【００４０】
試料Ｓにおいて隣接する各点について上述のような測定を順次行って試料Ｓ上を走査し、これらのデータを繋ぎ合わせることにより、表示装置３８において、図６に示すように、三次元的なレーザ励起発光分布像（ラマンマッピング）（図６中の（ａ）、（ｃ）及び（ｄ））及び走査型プローブ顕微鏡像（図６中の（ｂ））を表示することができる。
【００４１】
なお、レーザ励起発光分布像（ラマンマッピング）は、共焦点顕微光学系６から光電子増倍管３に至る分光測定系において、図６中の（ｅ）に示すように、単一、または、同時測定可能な複数個のスペクトル窓（選択波長帯域）を設けておき、このスペクトル窓を経て測定したスペクトル強度に基づいた分布像を構成することによって得ることができる。
【００４２】
また、試料走査機構と走査型プローブ顕微鏡において表面形状を得るための探針プローブの位置制御とを、同一の制御回路によって行うようにすれば、表面形状の測定位置と、ラマン散乱や蛍光の測定位置との同期の精度を向上させることができる。
【００４３】
上述のような走査型プローブ顕微鏡の位置分解能（空間分解能）は、サブミクロンからナノメートル（ｎｍ）程度である。そして、共焦点顕微光学系６の分解能は、サブミクロンレベルであり、物質分布に関する分解能もサブミクロンレベルとなる。しかし、走査型プローブ顕微鏡による表面形状測定と、共焦点顕微光学系６を用いたレーザ励起蛍光分光、または、レーザ励起ラマン分光とを併用し、試料Ｓの同一位置における表面形状情報と詳細な物質情報とを同時に測定することによって、従来より精度の高い物質情報を取得することができる。すなわち、得られた物質情報を、同時測定した走査型プローブ顕微鏡からの表面形状情報と照合することによって、より精度の高い物質情報を取得することができるのである。
【００４４】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、試料の位置が順次移動されながら、この試料の同一位置についての共焦点顕微光学系による結像光の検出及び走査型プローブ顕微鏡による試料の形状測定が同時に行われる。
【００４５】
したがって、この走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置においては、微細構造を有する領域を測定した場合にも、物質情報及び形状測定結果の対応関係が明確となされる。
【００４６】
また、これら走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置において、試料走査機構が制御手段による制御によって透明基板を励起光の光軸方向及びこの光軸方向に直交する平面内の方向に移動操作するようにした場合には、一つの制御手段によって試料の二次元方向の走査と励起光の焦点調節とを行うことができ、迅速な測定を容易に行うことができる。
【００４７】
すなわち、本発明は、強い発光スペクトルを示す試料に限定されることなく、この試料に関する物質情報及びこの物質情報に対応した形状測定が短時間で行え、また、微細構造を有する領域を測定した場合にも物質情報及び形状測定結果の対応関係が明確であるようになされた走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置の構成を示す側面図である。
【図２】上記走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置を構成する共焦点顕微光学系の光学系を示す側面図である。
【図４】上記走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置を構成する波長選択手段を含む光学系を示す側面図である。
【図５】上記走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置において試料を保持する透明基板の周囲の構成を示す要部側面図である。
【図６】上記走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像測定装置において得られた走査型プローブ顕微鏡像及びレーザ励起発光分布像を示すグラフである。
【図７】従来の共焦点顕微光学系の構成を示す側面図である。
【図８】従来の共焦点顕微光学系の構成の他の例を示す側面図である。
【図９】従来の波長選択手段を含む光学系を示す側面図である。
【符号の説明】
２  レーザ光源、３  光電子増倍管、４  第１の集光レンズ、５  ピンホールマスク、６  ピンホール、７  第２の集光レンズ、８  ビームスプリッタ
【図１】
2004245694.tif 000003
【図２】
2004245694.tif 000004
【図３】
2004245694.tif 000005
【図４】
2004245694.tif 000006
【図５】
2004245694.tif 000007
【図６】
2004245694.tif 000008
【図７】
2004245694.tif 000009
【図８】
2004245694.tif 000010
【図９】
2004245694.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月20日(2003.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
そして、この共焦点顕微光学系６におけるビームスプリッタ７は、ホログラフィックビームスプリッタであり、反射光束について波長選択を行う波長選択手段ともなっている。すなわち、図４に示すように、励起用レーザ光源２より発せられた励起光は、ミラー１３を経てホログラフィックビームスプリッタであるビームスプリッタ７に入射されると、励起用レーザ光源２の発振波長を中心とする２ｎｍ程度の狭い波長帯域の光束のみが反射されて第１の集光レンズ８に導かれる。励起光は、この第１の集光レンズ８から、上述のように、ピンホールマスク９及び第２の集光レンズ１１を含む対物レンズブロック部１に入射され、試料Ｓにより反射されて、再び、ピンホールマスク９及び第１の集光レンズ８を経て、ビームスプリッタ７に戻る。このビームスプリッタ７において、試料Ｓからの反射光束は、励起用レーザ光源２の発振波長を中心とする２ｎｍ程度の狭い波長帯域以外の帯域の光が９０％程度の高い透過率で透過し、光電子増倍管３に向かう。ここで、さらにノッチフィルタ（Ｎｏｔｃｈ−ｆｉｌｔｅｒ）１４を透過させるようにすれば、波長選択性をより高めることができる。このノッチフィルタ１４に対しては、反射光束は、垂直入射させる。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
２  励起用レーザ光源、３  光電子増倍管、４  探針プローブ、５  透明基板、６  共焦点顕微光学系、７  ビームスプリッタ、８  第１の集光レンズ、９  ピンホールマスク、１０  ピンホール、１１  第２の集光レンズ


【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004245694.tif 000012
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004245694.tif 000013
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004245694.tif 000014
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004245694.tif 000015
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004245694.tif 000016