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SURFACE STATE MEASURING DEVICE, AND SURFACE STATE MEASURING METHOD USING THE DEVICE

Foreign code F110002716
File No. S2008-0419-C0
Posted date Apr 8, 2011
Country WIPO
International application number 2009JP052338
International publication number WO 2009/101991
Date of international filing Feb 12, 2009
Date of international publication Aug 20, 2009
Priority data
  • P2008-031128 (Feb 12, 2008) JP
  • P2008-231530 (Sep 9, 2008) JP
Title SURFACE STATE MEASURING DEVICE, AND SURFACE STATE MEASURING METHOD USING THE DEVICE
Abstract Provided are a surface state measuring device which can measure an alternating force of an arbitrary frequency and which is excellent in spatial resolution, and a surface state measuring method using that device. This surface state measuring device measures the surface state of a specimen by detecting the modulation of the oscillation of a probe arranged above the specimen. The measuring device comprises a cantilever having a probe near a free end, an oscillating mechanism for oscillating the cantilever, a scanning mechanism for causing the probe to scan the specimen by moving the probe and the specimen relative to each other, an alternating force generating mechanism for generating an alternating force of an arbitrary frequency in a space, and a modulation measuring mechanism for measuring the degree of frequency modulation or amplitude modulation of the oscillations of the probe, which are generated by the alternating force.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 試料上に配置した探針の振動の変調を検出して該試料の表面状態を計測する表面状態計測装置であって、
 自由端近傍に前記探針を備えたカンチレバーと、前記カンチレバーを励振させる励振機構と、前記探針及び前記試料を相対的に移動させて前記探針に前記試料上を走査させる走査機構と、計測空間に任意の周波数の交番力を発生させる交番力発生機構と、前記交番力により発生する、前記探針の振動の周波数変調または振幅変調の程度を計測する変調計測機構と、を備える表面状態計測装置。

【請求項2】 前記交番力が、交流磁場または交流電場により発生する力である、請求項1に記載の表面状態計測装置。

【請求項3】 前記励振機構が、前記カンチレバーの機械的共振周波数近傍の周波数で前記カンチレバーを励振させる機構であり、
前記変調計測機構が、前記探針の振動の前記周波数変調の程度を計測する機構である、請求項1または2に記載の表面状態計測装置。

【請求項4】 前記励振機構が、前記交番力によって発生する前記探針の振動の前記周波数変調により発生する周波数スペクトルのうちの1つの周波数スペクトルの周波数で前記カンチレバーを励振させる機構であり、
前記変調計測機構が、前記探針振動の前記周波数変調または前記振幅変調の程度を計測する機構である、請求項1または2に記載の表面状態計測装置。

【請求項5】 前記探針がハード磁気特性を示す磁性探針であるとともに前記試料がソフト磁気特性を示す試料であり、前記交番力が交流磁場により発生する力である、請求項1~4のいずれかに記載の表面状態計測装置。

【請求項6】 さらに、ソフト磁気特性を示す前記試料の交流磁場応答の程度を画像化する画像化機構を備えた、請求項5に記載の表面状態計測装置。

【請求項7】 前記画像化機構が、前記交流磁場応答の程度として、応答振幅と位相遅れとを画像化する機構である、請求項6に記載の表面状態計測装置。

【請求項8】 前記探針がソフト磁気特性を示す磁性探針であるとともに前記試料がハード磁気特性を示す試料であり、前記交番力が交流磁場により発生する力である、請求項1~4のいずれかに記載の表面状態計測装置。

【請求項9】 さらに、ハード磁気特性を示す前記試料の近傍の磁場勾配を画像化する画像化機構を備えた、請求項8に記載の表面状態計測装置。

【請求項10】 前記探針が帯電した探針又は強誘電性を示す探針であるとともに前記試料が強誘電性を示す試料であり、前記交番力が交流電場により発生する力である、請求項1~4のいずれかに記載の表面状態計測装置。

【請求項11】 さらに、強誘電性を示す前記試料の交流電場応答の程度を画像化する画像化機構を備えた、請求項10に記載の表面状態計測装置。

【請求項12】 前記画像化機構が、前記交流磁場応答の程度として、応答振幅と位相遅れとを画像化する機構である、請求項11に記載の表面状態計測装置。

【請求項13】 前記励振機構が、前記カンチレバーの励振周波数を掃引できる機能を有する、請求項1~12のいずれかいに記載の表面状態計測装置。

【請求項14】 試料上に配置した探針の振動の変調を検出して該試料の表面状態を計測する表面状態計測方法であって、
 自由端近傍に前記探針を備えたカンチレバーを励振させると同時に、計測空間に任意の周波数の交番力を発生させ、前記交番力により発生する前記探針の振動の周波数変調または振幅変調の程度を計測する、変調計測工程を備える、表面状態計測方法。

【請求項15】 試料上に配置した探針の振動の変調を検出して該試料の表面状態を計測する表面状態計測方法であって、
 自由端近傍に前記探針を備えたカンチレバーを励振させながら前記探針で前記試料の表面を走査すると同時に、計測空間に任意の周波数の交番力を発生させ、前記交番力により発生する前記探針の振動の周波数変調または振幅変調の程度を計測する、変調計測工程を備える、表面状態計測方法。

【請求項16】 前記探針に前記試料上を走査させて前記試料の表面の形状を計測する表面形状計測工程の後、前記変調計測工程を行う、請求項14または15に記載の表面状態計測方法。

【請求項17】 前記探針に前記試料上を走査させて前記試料の表面の形状を計測する表面形状計測工程と同時に前記変調計測工程を行う、請求項15に記載の表面状態計測方法。

【請求項18】 前記交番力が、交流磁場または交流電場により発生する力である、請求項14~17のいずれかに記載の表面状態計測方法。

【請求項19】 前記変調計測工程において、前記カンチレバーの励振周波数を掃引する、請求項14~18のいずれかに記載の表面状態計測方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • AKITA UNIVERSITY
  • Inventor
  • SAITO, Hitoshi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM(UTILITY MODEL),DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN,HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
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