Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5118768B2 - Near-field spectrometer - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5118768B2 - Near-field spectrometer - Google Patents

Near-field spectrometer Download PDF

Info

Publication number
JP5118768B2
JP5118768B2 JP2011262539A JP2011262539A JP5118768B2 JP 5118768 B2 JP5118768 B2 JP 5118768B2 JP 2011262539 A JP2011262539 A JP 2011262539A JP 2011262539 A JP2011262539 A JP 2011262539A JP 5118768 B2 JP5118768 B2 JP 5118768B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field
measurement
background
information
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011262539A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012042486A (en
Inventor
貴人 成田
文則 佐藤
徹 坂巻
勉 井上
茂行 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jasco Corp
Original Assignee
Jasco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jasco Corp filed Critical Jasco Corp
Priority to JP2011262539A priority Critical patent/JP5118768B2/en
Publication of JP2012042486A publication Critical patent/JP2012042486A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5118768B2 publication Critical patent/JP5118768B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

本発明は近接場分光装置、特に近接場分光におけるバックグラウンド補正に関する。   The present invention relates to near-field spectroscopy apparatus, and more particularly to background correction in near-field spectroscopy.

近年、一般的な光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡とは異なる原理に基づく走査型近接場光学顕微鏡が開発され、これは一般的な顕微鏡では困難であった光の波長より小さなものを観察することができ、その応用が期待されている。
この走査型近接場光学顕微鏡は、いわゆる近接場波を検出するものであり、例えば微小な試料が平坦な基板の上に置かれており、該試料に基板裏面から全反射が生じるような角度で光を入射させると、伝搬光はすべて反射するが、基板及び試料表面付近には近接場波と呼ばれる表面波が発生する。この表面波は試料表面の周りの光の波長以内の距離の領域に局在している。
In recent years, scanning near-field optical microscopes based on principles different from general optical microscopes or electron microscopes have been developed, which can observe light smaller than the wavelength of light, which was difficult with general microscopes. Its application is expected.
This scanning near-field optical microscope detects so-called near-field waves. For example, a minute sample is placed on a flat substrate, and the sample undergoes total reflection from the back surface of the substrate. When light is incident, all propagating light is reflected, but surface waves called near-field waves are generated in the vicinity of the substrate and the sample surface. This surface wave is localized in a region within a distance within the wavelength of light around the sample surface.

そこで、先の鋭いプローブを近接場波の場の中に差し込んで近接場波を散乱させ、その散乱光強度を測定することによりプローブ先端と試料表面との距離を規定することができる。
したがって、前記散乱光の強度が一定となるようにしつつプローブの走査を行うことにより、該プローブ先端位置は試料表面の凹凸を的確に反映するものとなる。しかも、プローブ先端は近接場波の場に存在するのみであり、試料そのものには接触していないため、試料に対して非接触、非破壊でかつ光の波長の値より小さいものを観察できるものである。
Therefore, the distance between the probe tip and the sample surface can be defined by inserting a sharp probe into the near-field wave field to scatter the near-field wave and measuring the intensity of the scattered light.
Therefore, by scanning the probe while keeping the intensity of the scattered light constant, the probe tip position accurately reflects the unevenness of the sample surface. Moreover, since the probe tip is only in the near-field wave field and is not in contact with the sample itself, the probe tip is non-contact, non-destructive and can observe objects smaller than the light wavelength value. It is.

また最近では、この走査型近接場光学顕微鏡に分光分析器等を接続することにより、前記試料測定面の形状の把握と共に、試料とプローブ先端を近接場領域内に近接させることにより散乱する近接場光を採取し、採取された散乱光を分光し、スペクトル情報を得ることができるので、その成分等まで分析を行うことも可能であり、各種の分野で応用が行なわれている。   Recently, by connecting a spectroscopic analyzer or the like to the scanning near-field optical microscope, the shape of the sample measurement surface is grasped, and the near-field scattered by bringing the sample and the probe tip close to the near-field region. Since light can be collected and the collected scattered light can be dispersed to obtain spectral information, it is possible to analyze the components and the like, and applications are being made in various fields.

しかしながら、試料の各測定部位における高低情報、及び成分情報を同時取得可能な近接場分光装置にあっても、スペクトル形状の精度向上、測定の効率化等のより一層の向上が望まれていたものの、従来はこれを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は効率的に試料の真のスペクトル情報を得ることのできる近接場分光装置を提供することにある。
However, even in a near-field spectroscopic device that can simultaneously acquire height information and component information at each measurement site of a sample, further improvement in spectral shape accuracy, measurement efficiency, etc. has been desired. In the past, there was no appropriate technique that could solve this problem.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a near-field spectroscopic device capable of efficiently obtaining true spectral information of a sample.

本発明者らが近接場分光におけるスペクトル形状の精度向上等について鋭意検討を重ねた結果、その解決のかぎが近接場分光におけるバックグラウンド除去、装置のドリフト等の影響を低減することにあるとの知見に至った。   As a result of intensive studies on the accuracy improvement of the spectrum shape in near-field spectroscopy by the present inventors, the key to the solution is to reduce the influence of background removal, device drift, etc. in near-field spectroscopy. It came to knowledge.

特に近接場分光では、散乱した近接場光を採取ないしプローブ先端より近接場光をしみ出させるために光ファイバプローブが多く用いられているが、この光ファイバプローブに光が入ると、その発光によるバックグラウンドがスペクトルに重なるため、試料のスペクトル形状に精度低下が生じる。このため、所定の離隔距離でのバックグラウンド情報を得、試料のスペクトルを補正することにより、近接場分光におけるスペクトル形状の精度向上が図られるとの知見に至った。   In particular, in near-field spectroscopy, an optical fiber probe is often used to collect scattered near-field light or ooze out near-field light from the tip of the probe. Since the background overlaps the spectrum, the accuracy of the spectral shape of the sample is reduced. For this reason, it has been found that the accuracy of the spectrum shape in near-field spectroscopy can be improved by obtaining background information at a predetermined separation distance and correcting the spectrum of the sample.

そして、このバックグラウンドの影響を効率的に除去するためには、プローブ先端位置の、ある測定部位への移動中に、つまりZ軸方向位置の変調時にバックグラウンド情報を取得することが、例えば測定時間の短縮化、装置のドリフトの影響の低減等の観点から好ましいことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、前記目的を達成するために本発明にかかる近接場分光装置は、近接場情報取得手段と、バックグラウンド情報取得手段と、Z軸走査手段と、演算手段と、を備える。そして、前記バックグラウンド情報取得手段は、前記Z軸走査手段により試料とプローブ先端をZ軸方向に離隔し近接場領域外の所定距離に離隔中に、対応する測定部位のバックグラウンドスペクトル情報を得ることを特徴とする。
In order to efficiently remove the influence of the background, acquiring the background information during the movement of the probe tip position to a certain measurement site, that is, when modulating the position in the Z-axis direction, for example, The present inventors have found that it is preferable from the viewpoint of shortening the time and reducing the influence of the drift of the apparatus, and have completed the present invention.
In other words, in order to achieve the above object, a near-field spectroscopic device according to the present invention includes a near-field information acquisition unit, a background information acquisition unit, a Z-axis scanning unit, and a calculation unit. The background information acquisition means obtains the background spectrum information of the corresponding measurement site while the Z-axis scanning means separates the sample and the probe tip in the Z-axis direction and is separated by a predetermined distance outside the near-field region. It is characterized by that.

ここで、前記近接場情報取得手段は、試料とプローブ先端を近接場領域内に近接させることにより散乱する近接場光を採取し、採取された散乱光を分光し、試料の近接場スペクトル情報を得る。
前記Z軸走査手段は、前記試料とプローブ先端を離隔ないし近接させるZ軸方向に走査し、前記近接場情報取得手段により近接場スペクトル情報を得る際は、前記試料とプローブ先端を近接場領域内の所定距離に近接させ、前記バックグラウンド情報取得手段によりバックグラウンドスペクトル情報を得る際は、前記試料とプローブ先端を近接場領域外の所定距離に離隔させる。
Here, the near-field information acquisition means collects the near-field light scattered by bringing the sample and the probe tip close to each other in the near-field region, disperses the collected scattered light, and obtains the near-field spectrum information of the sample. obtain.
The Z-axis scanning unit scans in the Z-axis direction that separates or approaches the sample and the probe tip, and when obtaining near-field spectrum information by the near-field information acquisition unit, the sample and the probe tip are placed in a near-field region. When obtaining background spectrum information by the background information acquisition means, the sample and the probe tip are separated by a predetermined distance outside the near field region.

前記演算手段は、前記近接場情報取得手段で得た近接場スペクトル情報より、前記バックグラウンド情報取得手段で得たバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、該バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る。
なお、本発明においては、前記測定部位として前記試料測定面上に複数の測定面を設定し、前記プローブ先端を試料測定面上でZ軸と直交するX,Y軸方向に走査するXY軸走査手段を備える。そして、前記近接場情報取得手段は、前記Z軸走査手段により試料とプローブ先端を近接場領域内の所定距離に近接させた状態で、前記XY軸走査手段によりプローブ先端を測定面のX方向及びY方向に走査させ、該測定面の近接場スペクトル情報を得る。
The calculation means subtracts the background spectrum information obtained by the background information acquisition means from the near-field spectrum information obtained by the near-field information acquisition means, and obtains true near-field spectrum information from which the background has been removed. obtain.
In the present invention, a plurality of measurement surfaces are set as the measurement site on the sample measurement surface, and the probe tip is scanned on the sample measurement surface in the X and Y axis directions orthogonal to the Z axis. Means. Then, the near-field information acquisition means moves the probe tip to the measurement surface in the X direction and the XY-axis scanning means in a state where the sample and the probe tip are brought close to a predetermined distance in the near-field region by the Z-axis scanning means. Scan in the Y direction to obtain near-field spectrum information of the measurement surface.

前記バックグラウンド補正手段は、プローブ先端の次の測定面への移動時の、前記Z軸走査手段により試料とプローブ先端をZ軸方向に離隔し近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端の移動元ないし移動先の測定面のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。   The background correction means is configured such that when the probe tip moves to the next measurement surface, the Z-axis scanning means separates the sample and the probe tip in the Z-axis direction and separates the probe at a predetermined distance outside the near-field region. Obtain background spectrum information for the measurement surface of the tip movement source or destination.

前記演算手段は、前記各測定面の近接場スペクトル情報より、対応する各バックグラウンドスペクトル情報を差し引き、各測定面について、対応する各バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得ることが好適である。
また本発明においては、前記測定部位として前記試料測定面上に複数の測定行をX,Y軸平面内の一軸方向に設定し、前記プローブ先端を試料測定面上でZ軸と直交するX,Y軸方向に走査するXY軸走査手段を備える。そして、前記近接場情報取得手段は、各測定行より順次、近接場スペクトル情報を得る。
The arithmetic means subtracts each corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of each measurement surface, and obtains true near-field spectrum information from which each corresponding background is removed for each measurement surface. Is preferred.
In the present invention, as the measurement site, a plurality of measurement rows are set in the uniaxial direction in the X and Y axis planes on the sample measurement surface, and the probe tip is orthogonal to the Z axis on the sample measurement surface. XY axis scanning means for scanning in the Y axis direction is provided. The near-field information acquisition unit obtains near-field spectrum information sequentially from each measurement row.

前記バックグラウンド補正手段は、プローブ先端の次の測定行への移動時の、前記Z軸走査手段により試料とプローブ先端をZ軸方向に離隔し近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端の移動元ないし移動先の測定行のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
前記演算手段は、前記各測定行の近接場スペクトル情報より、対応する各バックグラウンドスペクトル情報を差し引き、各測定行について、対応する各バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得ることが好適である。
The background correction means is configured such that when the probe tip moves to the next measurement line, the sample and the probe tip are separated in the Z-axis direction by the Z-axis scanning means and the probe tip is separated by a predetermined distance outside the near-field region. The background spectrum information for the measurement line of the movement source or movement destination of the tip is obtained.
The arithmetic means subtracts each corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of each measurement row, and obtains true near-field spectrum information from which each corresponding background is removed for each measurement row. Is preferred.

また本発明においては、前記測定部位として前記試料測定面上に複数の測定点を設定し、前記プローブ先端を試料測定面上でZ軸と直交するX,Y軸方向に走査するXY軸走査手段を備える。そして、前記近接場情報取得手段は、前記各測定点より順次、近接場スペクトル情報を得る。
前記バックグラウンド補正手段は、プローブ先端の次の測定点への移動時の、前記Z軸走査手段により試料とプローブ先端をZ軸方向に離隔し近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端の移動元ないし移動先の測定点のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
Further, in the present invention, an XY axis scanning unit that sets a plurality of measurement points on the sample measurement surface as the measurement site and scans the probe tip in the X and Y axis directions perpendicular to the Z axis on the sample measurement surface. Is provided. And the said near field information acquisition means obtains near field spectrum information sequentially from each said measurement point.
The background correction means is configured such that when the probe tip is moved to the next measurement point, the sample and the probe tip are separated in the Z-axis direction by the Z-axis scanning means and the probe is being separated by a predetermined distance outside the near-field region. The background spectrum information for the measurement point of the moving source or the moving destination of the tip is obtained.

前記演算手段は、前記各測定点の近接場スペクトル情報より、対応する各バックグラウンドスペクトル情報を差し引き、各測定点について対応する各バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得ることが好適である。
また本発明においては、光距離特性取得手段と、選択手段と、を備える。そして、前記バックグラウンド情報取得手段によりバックグラウンドスペクトル情報を得る際は、前記Z軸走査手段により試料測定面とプローブ先端間のZ軸方向の離隔距離を前記選択手段で選択された距離とすることが好適である。
Preferably, the calculation means subtracts each corresponding background spectrum information from the near field spectrum information of each measurement point to obtain true near field spectrum information from which each background corresponding to each measurement point is removed. It is.
In the present invention, an optical distance characteristic acquisition unit and a selection unit are provided. When obtaining the background spectrum information by the background information acquisition means, the Z-axis separation distance between the sample measurement surface and the probe tip is set to the distance selected by the selection means by the Z-axis scanning means. Is preferred.

ここで、前記光距離特性取得手段は、前記Z軸走査手段により試料測定面とプローブ先端間の離隔距離を変えながら、該試料のスペクトル情報を取得することにより光と距離の関係を得る。
また、前記選択手段は、前記光距離特性取得手段で得た光と距離の関係より、所望の光特性が得られる距離を選択する。
Here, the optical distance characteristic obtaining unit obtains the relationship between light and distance by obtaining spectral information of the sample while changing the separation distance between the sample measurement surface and the probe tip by the Z-axis scanning unit.
Further, the selection unit selects a distance at which a desired optical characteristic can be obtained from the relationship between the light and the distance obtained by the optical distance characteristic acquisition unit.

以上説明したように本発明にかかる近接場分光装置によれば、Z軸走査手段により試料とプローブ先端をZ軸方向に離隔し近接場領域外の所定距離に離隔中に、バックグラウンド情報取得手段により、測定部位のバックグラウンドスペクトル情報を得、対応する測定部位の近接場スペクトル情報を補正することとしたので、ドリフトの影響を低減し、且つ近接場スペクトル情報よりバックグラウンドを効率的に除去することができる。
また本発明においては、Z軸走査手段により試料とプローブ先端間の距離を変えながら、光距離特性取得手段によりスペクトルと距離の関係を得ることにより、バックグラウンドを測定すべき試料とプローブ先端の距離を的確に知ることができるので、近接場分光におけるバックグラウンド補正時のスペクトル情報の劣化を大幅に低減することができる。
As described above, according to the near-field spectroscopic device according to the present invention, the background information acquisition means can be used while the sample and the probe tip are separated in the Z-axis direction by the Z-axis scanning means and separated by a predetermined distance outside the near-field region. Thus, the background spectrum information of the measurement site is obtained and the near-field spectrum information of the corresponding measurement site is corrected, so that the influence of drift is reduced and the background is efficiently removed from the near-field spectrum information. be able to.
In the present invention, the distance between the sample to be measured for the background and the tip of the probe is obtained by obtaining the relationship between the spectrum and the distance by the optical distance characteristic acquiring means while changing the distance between the sample and the probe tip by the Z-axis scanning means. Therefore, it is possible to significantly reduce the deterioration of spectral information during background correction in near-field spectroscopy.

本発明の一実施形態にかかる近接場分光装置の概略構成の説明図である。It is explanatory drawing of schematic structure of the near-field spectrometer concerning one Embodiment of this invention. 図1に示した近接場分光装置によるバックグラウンドスペクトル情報取得時、及び近接場スペクトル取得時の、試料とプローブ先端のZ軸方向位置の説明図である。It is explanatory drawing of the Z-axis direction position of a sample and a probe tip at the time of background spectrum information acquisition by the near-field spectrometer shown in FIG. 1 and near-field spectrum acquisition. 図1に示した近接場分光装置による測定面毎の走査の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning for every measurement surface by the near-field spectrometer shown in FIG. , 図1に示した近接場分光装置による測定行毎の走査の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning for every measurement line by the near-field spectrometer shown in FIG. , 図1に示した近接場分光装置による測定点毎の走査の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning for every measurement point by the near-field spectrometer shown in FIG. 図1に示した近接場分光装置で用いるのに適した光距離特性測定手段の説明図である。It is explanatory drawing of the optical distance characteristic measuring means suitable for using with the near-field spectroscopy apparatus shown in FIG. 図8に示した光距離特性測定手段で得られる光−距離特性の説明図である。It is explanatory drawing of the light-distance characteristic obtained with the optical distance characteristic measuring means shown in FIG.

以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施形態について説明する。
図1には本発明の一実施形態にかかる近接場分光装置の概略構成が示されている。なお、本実施形態においては、プローブとして先端よりしみ出した近接場光を試料測定部位で散乱ないし反射させ、その散乱ないし反射光を採取する光ファイバプローブを用いる。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a near-field spectrometer according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, an optical fiber probe that scatters or reflects near-field light oozing from the tip as a probe and collects the scattered or reflected light is used.

同図に示す近接場光学顕微鏡(近接場分光装置)10は、離隔情報取得手段と、近接場情報取得手段を備える。
前記離隔情報取得手段は、例えば光ファイバプローブ12と、近接場ヘッド14と、Z軸位置制御用光学系16と、XYZステージ18と、ステージコントローラ20と、コンピュータ本体22を備える。
A near-field optical microscope (near-field spectroscopic device) 10 shown in the figure includes a separation information acquisition unit and a near-field information acquisition unit.
The separation information acquisition means includes, for example, an optical fiber probe 12, a near-field head 14, a Z-axis position control optical system 16, an XYZ stage 18, a stage controller 20, and a computer main body 22.

前記XYZステージ18と、ステージコントローラ20等は、試料24とプローブ12先端を離隔ないし近接させるZ軸方向に走査し、離隔情報及びスペクトル情報を得る際は、試料24とプローブ12先端を近接場領域内の所定距離に近接させる。   The XYZ stage 18 and the stage controller 20 scan the sample 24 and the tip of the probe 12 in the Z-axis direction so that the sample 24 and the tip of the probe 12 are separated or close to each other. Within a predetermined distance.

本実施形態では、XYZステージ18上には試料24が載置され、先の鋭いプローブ12を近接場光25の場の中に差し込んで近接場光25を散乱させる。このとき、近接場ヘッド14によりプローブ12はその共振周波数で微小振動させている。Z軸方向位置制御用光学系16によりプローブ12先端に光26を照射し、そのプローブ12先端からの変調された反射光28を検出し、その光よりプローブ12先端の振動振幅の変化を検出する。プローブ12先端の振動振幅が一定となるようにしつつ、ステージコントローラ20によるXYZピエゾステージ18の駆動によりプローブ12の走査を行う。これによりXYZステージ18等より各測定点のXY位置情報と同時に、各測定点における高低情報をコンピュータ本体22のハードディスク(HDD)30の離隔情報記憶部32に得る。これによりプローブ12先端と試料24測定面との距離を規定することができる。   In the present embodiment, a sample 24 is placed on the XYZ stage 18, and the sharp probe 12 is inserted into the field of the near-field light 25 to scatter the near-field light 25. At this time, the probe 12 is minutely vibrated at the resonance frequency by the near-field head 14. The Z-axis direction position control optical system 16 irradiates the tip of the probe 12 with light 26, detects the modulated reflected light 28 from the tip of the probe 12, and detects the change in vibration amplitude at the tip of the probe 12 from the light. . The probe 12 is scanned by driving the XYZ piezo stage 18 by the stage controller 20 while keeping the vibration amplitude at the tip of the probe 12 constant. As a result, the XY position information of each measurement point is obtained from the XYZ stage 18 and the like at the same time as the height information at each measurement point in the separation information storage unit 32 of the hard disk (HDD) 30 of the computer main body 22. Thus, the distance between the probe 12 tip and the sample 24 measurement surface can be defined.

前記近接場情報取得手段は、例えば励起レーザ36と、光ファイバプローブ(プローブ)12と、分光器38と、検出器40と、コンピュータ本体22と、XYZステージ(XY軸走査手段,Z軸走査手段)18と、ステージコントローラ(XY軸走査手段,Z軸走査手段)20を備える。   The near-field information acquisition means includes, for example, an excitation laser 36, an optical fiber probe (probe) 12, a spectroscope 38, a detector 40, a computer main body 22, and an XYZ stage (XY axis scanning means, Z axis scanning means). ) 18 and a stage controller (XY-axis scanning means, Z-axis scanning means) 20.

そして、励起レーザ36からのレーザ光42は、ファイバプローブ12に入射され、プローブ12先端の開口より近接場光25がしみだす。この近接場光25は、プローブ12先端の光の波長よりも狭い領域に局在しており、ステージコントローラ20によりプローブ12先端と試料測定面24を光の波長よりも狭い領域(近接場領域内)まで近接させると、プローブ先端12よりしみだした光25は試料測定面24にで散乱ないし反射され、その散乱光ないし反射光44はプローブ12先端の開口より集光され、分光器38で分光される。分光された光は、検出器40で検出され、その光強度は分光器38より得られる波長情報と共に、コンピュータ本体22のHDD30の近接場情報記憶部42に記憶される。   The laser light 42 from the excitation laser 36 is incident on the fiber probe 12 and the near-field light 25 oozes out from the opening at the tip of the probe 12. The near-field light 25 is localized in a region narrower than the wavelength of light at the tip of the probe 12, and the stage controller 20 causes the tip of the probe 12 and the sample measurement surface 24 to be narrower than the wavelength of light (in the near-field region). ), The light 25 oozing out from the probe tip 12 is scattered or reflected on the sample measurement surface 24, and the scattered light or reflected light 44 is collected from the opening at the tip of the probe 12, and is dispersed by the spectroscope 38. Is done. The dispersed light is detected by the detector 40, and the light intensity is stored in the near field information storage unit 42 of the HDD 30 of the computer main body 22 together with the wavelength information obtained from the spectrometer 38.

このように近接場光学顕微鏡10は、前記離隔情報取得手段と、前記近接場情報取得手段を備えることにより、試料表面の各測定部位における高低情報及び成分情報を同時に取得することができる。そして、コンピュータ本体22は、前述のようにして得られたマッピング測定結果をディスプレイ45に表示することができる。   As described above, the near-field optical microscope 10 includes the separation information acquisition unit and the near-field information acquisition unit, so that the height information and the component information at each measurement site on the sample surface can be acquired simultaneously. The computer main body 22 can display the mapping measurement result obtained as described above on the display 45.

ところで、このような近接場光学顕微鏡10にあっても、試料のスペクトル形状の精度向上、測定の効率化等はより一層の向上が望まれていたが、従来の近接場光学顕微鏡においては、その光信号の強弱をマッピング測定するだけであり、バックグラウンド補正するという概念はなかった。
また測定時間の長いマッピング測定では、バックグラウンドスペクトルが時間を追って序々に変化するため、測定の途中でバックグラウンドスペクトルをアップデートする必要があった。
By the way, even with such a near-field optical microscope 10, further improvements in the accuracy of the spectral shape of the sample and the efficiency of measurement have been desired. However, in a conventional near-field optical microscope, It was only a mapping measurement of the intensity of the optical signal, and there was no concept of background correction.
Further, in the mapping measurement with a long measurement time, the background spectrum gradually changes with time, so it was necessary to update the background spectrum during the measurement.

そこで、本発明において特徴的なことは、試料のスペクトル形状の精度向上、測定時間の短縮化、装置のドリフトの影響の低減を図るため、前記マッピング測定中の、プローブ先端位置の、ある測定部位への移動毎に、つまりZ軸方向位置変調時にバックグラウンド情報を取得し、これを対応する測定部位のバックグラウンド補正に用いたことである。   Therefore, what is characteristic in the present invention is that a certain measurement site at the probe tip position during the mapping measurement in order to improve the accuracy of the spectral shape of the sample, shorten the measurement time, and reduce the influence of the drift of the apparatus. That is, background information is obtained every time the movement to the position, that is, at the time of Z-axis direction position modulation, and this is used for background correction of the corresponding measurement site.

このために本実施形態においては、バックグラウンド情報取得手段と、Z軸走査手段と、演算手段を備える。
前記バックグラウンド情報取得手段は、例えば励起レーザ36と、光ファイバプローブ12と、分光器38と、検出器40と、コンピュータ本体22を備える。
前記Z軸走査手段は、例えばXYZステージ18と、ステージコントローラ20等よりなり、試料24とプローブ12先端を離隔ないし近接させるZ軸方向に走査する。バックグラウンドスペクトル情報を得る際は、試料24とプローブ12先端を近接場領域外の所定距離に離隔させる。
For this purpose, the present embodiment includes background information acquisition means, Z-axis scanning means, and calculation means.
The background information acquisition means includes, for example, an excitation laser 36, an optical fiber probe 12, a spectroscope 38, a detector 40, and a computer main body 22.
The Z-axis scanning unit includes, for example, an XYZ stage 18 and a stage controller 20, and scans in the Z-axis direction in which the sample 24 and the tip of the probe 12 are spaced apart or close to each other. When obtaining background spectrum information, the sample 24 and the tip of the probe 12 are separated by a predetermined distance outside the near-field region.

そして、励起レーザ36からのレーザ光42は、ファイバプローブ12に入射され、プローブ先端の開口より近接場光25がしみ出している。ステージコントローラ20によりXYZステージ18をZ軸方向に駆動し、試料24とプローブ先端12位置を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態のバックグラウンドスペクトル情報を分光器38と検出器40により得る。これをコンピュータ本体22のHDD30のバックグラウンド情報記憶部44に記憶する。   The laser light 42 from the excitation laser 36 is incident on the fiber probe 12 and the near-field light 25 oozes out from the opening at the probe tip. The stage controller 20 drives the XYZ stage 18 in the Z-axis direction, and obtains background spectrum information in a state where the sample 24 and the probe tip 12 are separated by a predetermined distance outside the near-field region by the spectroscope 38 and the detector 40. . This is stored in the background information storage unit 44 of the HDD 30 of the computer main body 22.

前記演算手段は、例えばコンピュータ本体22のCPU46等よりなり、近接場情報記憶部42の、ある測定部位の近接場スペクトル情報より、バックグラウンド情報記憶部44の、対応するバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、その測定部位についてバックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る。   The calculation means is composed of, for example, the CPU 46 of the computer main body 22, and subtracts the corresponding background spectrum information in the background information storage unit 44 from the near field spectrum information of a certain measurement site in the near field information storage unit 42, Obtain true near-field spectrum information with the background removed for the measurement site.

すなわち、本実施形態では、ある測定部位の近接場スペクトル情報を得るときは、図2(A)に示すようにステージコントローラ20によりXYZステージ18を+Z軸方向、図中上方に駆動し、同図(B)に示すように試料24の測定部位とプローブ先端12位置の距離H1を、近接場領域W内の所定距離に近接させる。   That is, in the present embodiment, when obtaining near-field spectrum information of a certain measurement site, as shown in FIG. 2A, the stage controller 20 drives the XYZ stage 18 in the + Z-axis direction upward in the drawing. As shown in (B), the distance H1 between the measurement site of the sample 24 and the position of the probe tip 12 is brought close to a predetermined distance in the near-field region W.

本実施形態では、この測定部位の測定後、次の測定部位にプローブ先端位置を移動させるとき、同図(C)に示すようにステージコントローラ20によりXYZステージ18をZ軸方向、図中下方に駆動し、試料24の測定部位とプローブ先端12位置を近接場領域W外の、所定距離H2に離隔させるZ軸方向位置変調時に、対応する測定部位のバックグラウンドスペクトルを得る。   In this embodiment, when the probe tip position is moved to the next measurement site after measurement of this measurement site, the stage controller 20 moves the XYZ stage 18 in the Z-axis direction, downward in the figure, as shown in FIG. When driving, the background spectrum of the corresponding measurement site is obtained at the time of Z-axis direction position modulation in which the measurement site of the sample 24 and the position of the probe tip 12 are separated by a predetermined distance H2 outside the near-field region W.

本実施形態では、ある測定部位について、同図(A)に示すような状態で得られた近接場スペクトル情報より、同図(C)に示すような状態で得られたバックグラウンドスペクトル情報を差し引きする。これにより対応する測定部位について、バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得ることができる。本実施形態では、これを各測定部位について繰返す。   In the present embodiment, the background spectrum information obtained in the state shown in FIG. 10C is subtracted from the near-field spectrum information obtained in the state shown in FIG. To do. As a result, true near-field spectrum information from which the background has been removed can be obtained for the corresponding measurement site. In the present embodiment, this is repeated for each measurement site.

このように本実施形態では、マッピング測定中のZ軸方向位置変調時、つまりある測定部位の近接場スペクトル採取後から次の測定部位にプローブ12先端位置を移動させる際の、試料24とプローブ12先端位置が近接場領域外の所定距離H2に離隔している時に、対応する測定部位のバックグラウンドスペクトル情報を得ることとした。これにより本実施形態では、全ての測定部位の近接場スペクトル情報の取得後に一のバックグラウンドスペクトル測定を別途行い、全ての測定部位について一のバックグラウンドスペクトル情報を用いて一様の補正を行うものに比較し、装置系のドリフトの影響を低減し、各測定部位についてバックグラウンドの影響が大幅に除去された真の近接場スペクトルを効率的に得ることができる。   As described above, in the present embodiment, the sample 24 and the probe 12 when the position of the tip of the probe 12 is moved to the next measurement site during the modulation of the Z-axis position during the mapping measurement, that is, after the near-field spectrum of the measurement site is collected. When the tip position is separated by a predetermined distance H2 outside the near field region, the background spectrum information of the corresponding measurement site is obtained. Thus, in the present embodiment, one background spectrum measurement is separately performed after acquisition of near-field spectrum information of all measurement sites, and uniform correction is performed using one background spectrum information for all measurement sites. Compared to the above, it is possible to reduce the influence of the drift of the apparatus system and to efficiently obtain a true near-field spectrum from which the influence of the background is largely removed for each measurement site.

特に複数の測定部位の測定については、マッピング測定中のZ軸方向位置変調時に、バックグラウンドスペクトル情報を得るので、従来の近接場スペクトル情報のみの測定時間とがほぼ同じであるにもかかわらず、近接場スペクトル情報とバックグラウンドスペクトル情報を得ることができる。
なお、各バックグラウンドスペクトル情報は、プローブ先端位置の移動元又は移動先の測定部位から得られた近接場スペクトル情報のバックグラウンド補正に用いることができる。
Especially for the measurement of a plurality of measurement sites, since the background spectrum information is obtained at the time of Z-axis direction position modulation during mapping measurement, the measurement time of only the conventional near-field spectrum information is almost the same, Near-field spectrum information and background spectrum information can be obtained.
Each background spectrum information can be used for background correction of near-field spectrum information obtained from the measurement site at the movement source or movement destination of the probe tip position.

以下、試料測定面上でのプローブ先端位置の種々の走査の具体例について説明する。
<面走査>
試料の測定領域に複数の測定面を設定し、近接場情報取得手段により各測定面より順次、近接場スペクトル情報を得る。つまり測定面毎のマッピング測定を行う。
Hereinafter, specific examples of various scans of the probe tip position on the sample measurement surface will be described.
<Surface scanning>
A plurality of measurement surfaces are set in the measurement region of the sample, and near-field spectrum information is obtained sequentially from each measurement surface by the near-field information acquisition unit. That is, mapping measurement is performed for each measurement surface.

なお、図3は、ある測定部位としての測定面を示す。同図中、実線はプローブ先端と測定面を近接場領域内に近接させマッピング測定時の、測定面上のプローブ先端位置の移動軌跡を示す。破線で示された円印はプローブ先端と測定面を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態のバックグラウンド測定点を示す。
同図に示すように測定面A1のためのバックグラウンド測定点Q1では、プローブ先端位置を測定面の近接場領域外の所定距離に離隔させ、バックグラウンドスペクトル情報を得る。
FIG. 3 shows a measurement surface as a certain measurement site. In the figure, the solid line shows the movement trajectory of the probe tip position on the measurement surface when mapping measurement is performed with the probe tip and the measurement surface in proximity to the near field region. A circle indicated by a broken line indicates a background measurement point in a state where the probe tip and the measurement surface are separated by a predetermined distance outside the near-field region.
As shown in the figure, at the background measurement point Q1 for the measurement surface A1, the probe tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region of the measurement surface to obtain background spectrum information.

前記バックグラウンド測定後、X軸駆動によりプローブ先端を第1測定面A1の始点P1上方に位置させ、Z軸駆動によりプローブ先端を始点P1上の近接場領域内の所定距離に近接させる。
第1測定面A1とプローブ先端位置の離隔距離を保ちながら、プローブ先端位置を第1測定面A1の始点P1から終点Pnまで、図中実線のようにX方向及びY方向に走査させ、第1測定面A1の近接場スペクトル情報を得る。このとき、XYZステージ等より測定面A1上のXY座標が得られ、検出器で得られた光強度は、分光器より得られる波長情報と共に記憶されることにより、測定面A1の各測定部位における近接場スペクトル情報が得られる。
After the background measurement, the probe tip is positioned above the starting point P1 of the first measurement surface A1 by driving the X axis, and the probe tip is brought close to a predetermined distance in the near field region on the starting point P1 by driving the Z axis.
While maintaining the separation distance between the first measurement surface A1 and the probe tip position, the probe tip position is scanned from the start point P1 to the end point Pn of the first measurement surface A1 in the X and Y directions as shown by the solid lines in the figure, Obtain near-field spectrum information of the measurement surface A1. At this time, the XY coordinates on the measurement surface A1 are obtained from the XYZ stage or the like, and the light intensity obtained by the detector is stored together with the wavelength information obtained from the spectroscope, so that each measurement site on the measurement surface A1 is measured. Near field spectrum information is obtained.

第1測定面A1の近接場スペクトル情報の取得後、次の第2測定面の近接場スペクトル情報の取得を行うため、第1測定面A1の終点Pn上では、Z軸方向位置変調によりプローブ先端位置を終点Pn上方の、近接場領域外の所定距離に離隔させ、第2測定面のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。第2測定面のためのバックグラウンドスペクトル情報の取得後、XY軸駆動によりプローブ先端位置を次の第2測定面上の始点の上方に位置させ、Z軸駆動によりプローブ先端を始点上の近接場領域内の所定距離に近接させる。   After acquiring the near-field spectrum information on the first measurement surface A1, in order to acquire near-field spectrum information on the next second measurement surface, on the end point Pn of the first measurement surface A1, the probe tip is modulated by Z-axis direction position modulation. The positions are separated by a predetermined distance outside the near field region above the end point Pn, and background spectrum information for the second measurement surface is obtained. After obtaining the background spectrum information for the second measurement surface, the probe tip position is positioned above the starting point on the next second measurement surface by XY axis driving, and the probe tip is moved to the near field on the starting point by Z axis driving. Close to a predetermined distance in the area.

第2測定面とプローブ先端位置の離隔距離を保ちながら、前記第1測定面と同様プローブ先端位置を該測定面の始点から終点までX方向及びY方向に走査させ、第2測定面の近接場スペクトル情報を得る。
このように本実施形態では、各測定面のマッピング測定中のZ軸方向位置変調時、つまりある測定面の近接場スペクトル情報の取得後から次の測定面の近接場スペクトル情報取得前の、プローブ先端位置が近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端位置の移動元ないし移動先の測定面のバックグラウンドスペクトル情報を得る。
While maintaining the separation distance between the second measurement surface and the probe tip position, the probe tip position is scanned in the X and Y directions from the start point to the end point of the measurement surface in the same manner as the first measurement surface, and the near field of the second measurement surface Obtain spectral information.
As described above, in this embodiment, the probe during the Z-axis direction position modulation during mapping measurement of each measurement surface, that is, after acquisition of near-field spectrum information of a certain measurement surface and before acquisition of near-field spectrum information of the next measurement surface. While the tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region, background spectrum information of the measurement surface of the probe tip position movement source or movement destination is obtained.

そして、本実施形態では、CPUがその測定面の近接場スペクトル情報より、対応するバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、その測定面についてバックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る。これを各測定面について繰返す。   In this embodiment, the CPU subtracts the corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of the measurement surface to obtain true near-field spectrum information from which the background is removed for the measurement surface. This is repeated for each measurement surface.

この結果、本実施形態では、全ての測定面の近接場スペクトル情報の取得後に別途バックグラウンド測定を行い、全ての測定面について一のバックグラウンドスペクトル情報を用いて一様にバックグラウンド補正を行うものに比較し、装置系のドリフトの影響を低減し、各測定面についてバックグラウンドの影響が大幅に除去された真の近接場スペクトルを得ることができる。   As a result, in this embodiment, background measurement is separately performed after acquisition of near-field spectrum information on all measurement surfaces, and background correction is uniformly performed on all measurement surfaces using one background spectrum information. As compared with the above, it is possible to obtain a true near-field spectrum in which the influence of the drift of the apparatus system is reduced and the influence of the background is largely removed for each measurement surface.

しかも、本実施形態では、試料の測定領域に複数の測定面を設定し、近接場情報取得手段により各測定行より順次、近接場スペクトル情報を得る際は、各測定面のマッピング測定中のZ軸方向位置変調時に、前述のようにしてバックグラウンドスペクトル情報の取得を行うので、全てのマッピング測定終了後に別途バックグラウンド測定を行うものに比較し、測定時間をマッピング測定のみの時間とほぼ同じ時間まで、大幅に短縮することができる。   Moreover, in the present embodiment, when a plurality of measurement surfaces are set in the measurement region of the sample and the near-field spectrum information is sequentially obtained from each measurement row by the near-field information acquisition unit, Z during the mapping measurement of each measurement surface is obtained. Since the background spectrum information is acquired as described above during axial position modulation, the measurement time is almost the same as the time of mapping measurement alone, compared to the case of performing background measurement separately after all mapping measurements are completed. Can be significantly shortened.

なお、本実施形態では、得られたバックグラウンドスペクトル情報は、そのプローブ先端位置の移動元又は移動先の測定面から得られた近接場スペクトル情報のどちらのバックグラウンド補正にも用いることができる。
また前記構成では、ある測定面の始点付近のバックグラウンド測定点より採取したバックグラウンドスペクトル情報を用いて、その測定面の近接場スペクトル情報を補正した例について説明したが、その測定面の終点付近のバックグラウンド測定点より採取したバックグラウンドスペクトルを用いてもよい。
In the present embodiment, the obtained background spectrum information can be used for background correction of either the near-field spectrum information obtained from the measurement surface of the probe tip position movement source or movement destination.
In the above configuration, an example in which the near-field spectrum information of the measurement surface is corrected using the background spectrum information collected from the background measurement point near the start point of the measurement surface is described. A background spectrum collected from the background measurement points may be used.

また本実施形態では、各測定面の近接場スペクトル情報を、対応する各バックグラウンドスペクトル情報でバックグラウンド補正するのであれば、任意の時期にバックグラウンド補正することができる。例えば各測定面の近接場スペクトル情報が得られる毎にリアルタイムに、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を順次表示したり、全ての測定面の近接場スペクトル情報が得られた後に、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を一度に表示したりできる。   In the present embodiment, the background correction can be performed at an arbitrary time as long as the near-field spectrum information on each measurement surface is corrected with the corresponding background spectrum information. For example, each time the near-field spectrum information of each measurement surface is obtained, the corresponding background spectrum information is corrected in real time, and the mapping measurement results are sequentially displayed on the display, or the near-field spectrum information of all measurement surfaces can be obtained. After that, it is possible to perform correction with the corresponding background spectrum information and display the mapping measurement result on the display at a time.

<行走査>
図4に示すように試料の測定領域に複数の測定行L1〜Lnを図中X軸方向に設定し、近接場情報取得手段により各測定行L1〜Lnより順次、近接場スペクトル情報を得る。つまり測定行Li毎のマッピング測定を行う。
なお、同図中、実線はプローブ先端と試料を近接場領域内に近接させマッピング測定時の、試料上のプローブ先端位置の移動軌跡を示す。破線はプローブ先端位置と試料を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態のプローブ先端位置の移動軌跡を示す。破線で示された円印は、プローブ先端位置と試料を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態のバックグラウンド測定点を示す。
<Line scan>
As shown in FIG. 4, a plurality of measurement rows L1 to Ln are set in the X-axis direction in the drawing in the sample measurement area, and near-field spectrum information is obtained sequentially from each measurement row L1 to Ln by the near-field information acquisition means. That is, mapping measurement is performed for each measurement row Li.
In the figure, the solid line shows the movement trajectory of the probe tip position on the sample when the probe tip and the sample are brought close to each other in the near field region and mapping measurement is performed. A broken line indicates a movement locus of the probe tip position in a state where the probe tip position and the sample are separated by a predetermined distance outside the near-field region. Circles indicated by broken lines indicate background measurement points in a state in which the probe tip position and the sample are separated by a predetermined distance outside the near-field region.

同図に示すように試料の測定領域を一の測定行Li毎に走査する。すなわち、まず第1測定行L1の近接場スペクトル情報の取得前、第1測定行L1のためのバックグラウンドスペクトル情報の取得を、プローブ先端位置と試料を近接場領域外の所定距離に離隔させ、バックグラウンド測定点Q1より行う。   As shown in the figure, the measurement region of the sample is scanned for each measurement row Li. That is, first, before acquiring near-field spectrum information of the first measurement row L1, the acquisition of background spectrum information for the first measurement row L1 is performed by separating the probe tip position and the sample by a predetermined distance outside the near-field region, Performed from background measurement point Q1.

バックグラウンド測定後、XY軸駆動により第1測定行L1の始点P11上方に位置させ、第1測定行L1の始点P11では、Z軸駆動によりプローブ先端位置を近接場領域内に近接させ、近接場スペクトル情報の採取を開始する。すなわち、この離隔距離を保ちながら、プローブ先端を第1測定行L1上で終点PnまでX軸方向に走査する。このとき、XYZステージ等より測定行L1のXY座標が得られ、検出器で得られた光強度は、分光器より得られる波長情報と共に記憶されることにより、測定行L1の各測定部位における近接場スペクトル情報が得られる。   After the background measurement, the probe is positioned above the start point P11 of the first measurement row L1 by driving the XY axis, and at the start point P11 of the first measurement row L1, the probe tip position is brought close to the near field region by driving the Z axis. Start collecting spectral information. That is, the probe tip is scanned in the X-axis direction to the end point Pn on the first measurement row L1 while maintaining this separation distance. At this time, the XY coordinates of the measurement row L1 are obtained from an XYZ stage or the like, and the light intensity obtained by the detector is stored together with the wavelength information obtained from the spectrometer, so that the proximity in each measurement site of the measurement row L1 is obtained. Field spectrum information is obtained.

第1測定行L1上の終点P1nの近接場スペクトル情報の取得後、次の第2測定行L2の近接場スペクトル情報の取得を行うため、終点P1nでは、Z軸駆動によりプローブ先端位置を近接場領域外の所定距離に離隔させる。そして、XY軸駆動により、例えば図中左斜め方向にプローブ先端位置を移動し、次の第2測定行L2上の始点P21の上方に位置させる。   After acquiring near-field spectrum information of the end point P1n on the first measurement line L1, in order to acquire near-field spectrum information of the next second measurement line L2, at the end point P1n, the probe tip position is determined by driving the Z axis. Separated by a predetermined distance outside the area. Then, by driving the XY axis, the probe tip position is moved, for example, in the diagonally left direction in the figure, and is positioned above the start point P21 on the next second measurement row L2.

ここで、本実施形態では、プローブ先端位置を次の測定行に移動の際の、近接場領域外の所定距離に離隔させた状態で、例えば第2測定行のためのバックグラウンドスペクトル情報をバックグラウンド測定点Q2より得る。
本実施形態では、各測定行のマッピング測定中のZ軸方向位置変調時、つまりある測定行の近接場スペクトル情報取得後から次の測定行の近接場スペクトル情報取得前の、プローブ先端位置が近接場領域外の所定距離に離隔している時に、プローブ先端位置の移動元の測定行L1ないし移動先の測定行L2のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
Here, in the present embodiment, for example, background spectrum information for the second measurement row is backed up in a state where the probe tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region when moving to the next measurement row. Obtained from ground measurement point Q2.
In this embodiment, the probe tip position is close when the Z-axis direction position modulation during mapping measurement of each measurement line, that is, after the near-field spectrum information of one measurement line is acquired and before the near-field spectrum information of the next measurement line is acquired. When the sensor is separated by a predetermined distance outside the field area, background spectrum information is obtained for the measurement line L1 from which the probe tip position is moved to the measurement line L2 which is the movement destination.

そして、本実施形態では、CPUが、ある測定行の近接場スペクトル情報より、対応するバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、その測定行について対応するバックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る。本実施形態では、これを各測定行について繰返す。
したがって、本実施形態では、各測定行のマッピング測定中のZ軸方向位置変調時の近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端位置の移動元ないし移動先の測定行のためのバックグラウンドスペクトル情報を得、これを各測定行について行なうこととした。
In this embodiment, the CPU subtracts the corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of a certain measurement line, and obtains true near-field spectrum information from which the corresponding background is removed for the measurement line. In the present embodiment, this is repeated for each measurement line.
Therefore, in the present embodiment, during the mapping measurement of each measurement row, the back-end for the measurement row of the movement source or the movement destination of the probe tip position is separated to a predetermined distance outside the near-field region at the time of the Z-axis direction position modulation. It was decided to obtain ground spectrum information and perform this for each measurement line.

この結果、本実施形態では、全ての測定行の近接場スペクトル情報の取得後に別途バックグラウンド測定を行い、全ての測定行について一のバックグラウンドスペクトル情報を用いて一様にバックグラウンド補正を行うものに比較し、装置系のドリフトの影響を低減し、各測定行についてバックグラウンドの影響が大幅に除去された真の近接場スペクトルを得ることができる。   As a result, in this embodiment, after acquiring near-field spectrum information of all measurement rows, background measurement is separately performed, and background correction is performed uniformly using one background spectrum information for all measurement rows. Compared to the above, it is possible to reduce the influence of the drift of the apparatus system and to obtain a true near-field spectrum in which the influence of the background is largely removed for each measurement line.

しかも、本実施形態では、試料の測定領域に複数の測定行を設定し、近接場情報取得手段により各測定行より順次、近接場スペクトル情報を得る際は、各測定行のマッピング測定中のZ軸方向位置変調時の近接場領域外の所定距離に離隔中に、前述のようなバックグラウンドスペクトル情報の取得を行うので、別途、バックグラウンド測定を行うものに比較し、測定時間を近接場スペクトル情報のみの取得時間とほぼ同じ時間まで、大幅に短縮することができる。   In addition, in the present embodiment, when a plurality of measurement rows are set in the measurement region of the sample and the near-field spectrum information is sequentially obtained from each measurement row by the near-field information acquisition unit, Z in the mapping measurement of each measurement row is obtained. Since the background spectrum information as described above is acquired while being separated by a predetermined distance outside the near-field region at the time of axial position modulation, the measurement time is compared with that separately performing background measurement. The time can be greatly shortened to almost the same time as the information only acquisition time.

なお、本実施形態では、あるバックグラウンドスペクトル情報は、そのプローブ先端位置の移動元又は移動先の測定行から得られた近接場スペクトル情報のどちらのバックグラウンド補正にも用いることができる。   In the present embodiment, certain background spectrum information can be used for background correction of either near-field spectrum information obtained from the measurement line at the probe tip position movement source or movement destination.

また本実施形態では、各測定行の近接場スペクトル情報を、対応する各バックグラウンドスペクトル情報でバックグラウンド補正するのであれば、任意の時期にバックグラウンド補正することができる。例えば各測定行の近接場スペクトル情報が得られる毎にリアルタイムに、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を順次表示したり、全ての測定行の近接場スペクトル情報が得られた後に、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を一度に表示したりできる。   In the present embodiment, the background correction can be performed at an arbitrary time as long as the near-field spectrum information of each measurement row is background-corrected with the corresponding background spectrum information. For example, each time the near-field spectrum information of each measurement line is obtained, the corresponding background spectrum information is corrected in real time, and the mapping measurement results are sequentially displayed on the display, or the near-field spectrum information of all measurement lines can be obtained. After that, it is possible to perform correction with the corresponding background spectrum information and display the mapping measurement result on the display at a time.

また、本実施形態では、バックグラウンド測定点は、前記測定時間の短縮化の観点から次の測定行へのプローブ先端位置の移動途中の、前記バックグラウンド測定点に設定することが好ましいが、そのほか、所定の離隔距離があれば、図5に示すようにバックグラウンド測定点Qiは、各測定行Liの始点の付近ないし終点の近くに設定することができる。   In this embodiment, the background measurement point is preferably set to the background measurement point during the movement of the probe tip position to the next measurement line from the viewpoint of shortening the measurement time. If there is a predetermined separation distance, as shown in FIG. 5, the background measurement point Qi can be set near the start point or end point of each measurement row Li.

<点走査>
図6に示すように試料の測定領域に複数の測定点を設定し、近接場情報取得手段により各測定点より順次、近接場スペクトル情報を得る。つまり測定点毎のマッピング測定を行う。
<Point scanning>
As shown in FIG. 6, a plurality of measurement points are set in the measurement region of the sample, and near-field spectrum information is obtained sequentially from each measurement point by the near-field information acquisition means. That is, mapping measurement is performed for each measurement point.

なお、同図中、実線で示される各点は、プローブ先端位置と試料測定面を近接場領域内に近接させ、近接場スペクトル情報を得る測定点を示す。破線で示される円印は、プローブ先端位置と試料測定面を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態のバックグラウンド測定点を示す。
同図に示すように試料の測定領域を各測定点毎に走査する。すなわち、まず第1測定点P1上方では、プローブ先端位置を近接場領域外の所定距離に離隔させ、XY軸駆動により、図中破線に示すように第1測定点P1上方の周囲で、プローブ先端位置を旋回させている間に、バックグラウンド測定点Q1より測定点P1のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
In the figure, each point indicated by a solid line indicates a measurement point that obtains near-field spectrum information by bringing the probe tip position and the sample measurement surface close to each other in the near-field region. A circle indicated by a broken line indicates a background measurement point in a state where the probe tip position and the sample measurement surface are separated by a predetermined distance outside the near-field region.
As shown in the figure, the measurement area of the sample is scanned for each measurement point. That is, first, above the first measurement point P1, the probe tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region, and by the XY axis drive, as shown by the broken line in the figure, the probe tip position is set around the first measurement point P1. While turning the position, background spectrum information for the measurement point P1 is obtained from the background measurement point Q1.

本実施形態では、バックグラウンド測定点Q1よりバックグラウンドスペクトル情報の取得後、XY軸駆動により、第1測定点P1の上方にプローブ先端を位置させる。そして、Z軸駆動によりプローブ先端位置を第1測定点P1上の、近接場領域内の所定距離に近接させ、近接場スペクトル情報を取得する。このとき、XYZ等より測定点P1のXY座標が得られ、検出器で得られた光強度は、分光器より得られる波長情報と共に記憶されることにより、測定点P1におけるスペクトル情報が得られる。   In this embodiment, after obtaining background spectrum information from the background measurement point Q1, the probe tip is positioned above the first measurement point P1 by XY axis driving. Then, the probe tip position is brought close to a predetermined distance in the near-field region on the first measurement point P1 by Z-axis driving, and near-field spectrum information is acquired. At this time, the XY coordinates of the measurement point P1 are obtained from XYZ or the like, and the light intensity obtained by the detector is stored together with the wavelength information obtained from the spectrometer, whereby the spectrum information at the measurement point P1 is obtained.

本実施形態では、第1測定点P1の近接場スペクトル情報の取得後、次の第2測定点P2の近接場スペクトル情報の取得を行うため、第1測定点P1上では、Z軸駆動によりプローブ先端位置を近接場領域外の所定距離に離隔させ、X軸駆動によりプローブ先端位置を第2測定点P2の上方に位置させる。
第2測定点P2の上方では、プローブ先端位置を近接場領域外の所定距離に離隔させた状態で、XY軸駆動により図中破線に示すように第2測定点P2上方の周囲を旋回させている間に、バックグラウンド測定点Q2より測定点P2のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
In the present embodiment, after the near-field spectrum information of the first measurement point P1 is obtained, the near-field spectrum information of the next second measurement point P2 is obtained. Therefore, on the first measurement point P1, the probe is driven by the Z axis. The tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region, and the probe tip position is positioned above the second measurement point P2 by driving the X axis.
Above the second measurement point P2, with the probe tip position separated by a predetermined distance outside the near-field region, the periphery of the second measurement point P2 is swung as shown by the broken line in the figure by XY axis drive. In the meantime, the background spectrum information for the measurement point P2 is obtained from the background measurement point Q2.

本実施形態では、バックグラウンド測定点Q2よりバックグラウンドスペクトル情報の取得後、XY軸駆動によりプローブ先端位置を第2測定点P2の上方に位置させる。Z軸駆動によりプローブ先端位置を第2測定点P2上の近接場領域内の所定距離に近接させる。第2測定点P2の近接場スペクトル情報を取得する。
このように本実施形態では、各測定点のマッピング測定中のZ軸方向位置の変調時に、つまりある測定点の近接場スペクトル情報の取得後から次の測定点の近接場スペクトル情報の取得前の、プローブ先端位置が近接場領域外の所定距離に離隔している時に、プローブ先端位置の移動元ないし移動先の測定点のためのバックグラウンドスペクトル情報を得る。
In the present embodiment, after obtaining the background spectrum information from the background measurement point Q2, the probe tip position is positioned above the second measurement point P2 by XY axis driving. The probe tip position is brought close to a predetermined distance in the near-field region on the second measurement point P2 by driving the Z axis. Near field spectrum information of the second measurement point P2 is acquired.
As described above, in the present embodiment, during the modulation of the Z-axis direction position during the mapping measurement of each measurement point, that is, after the acquisition of the near-field spectrum information of the next measurement point after the acquisition of the near-field spectrum information of the next measurement point. When the probe tip position is separated by a predetermined distance outside the near-field region, background spectrum information for the measurement point of the probe tip position movement source or destination is obtained.

そして、本実施形態では、CPUが、その測定点の近接場スペクトル情報より、対応するバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、その測定点について対応するバックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る。これを各測定点について繰返す。
したがって、本実施形態では、各測定点のマッピング測定中のZ軸方向位置の変調時の、プローブ先端位置の次の測定点への移動時の近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端位置の移動元ないし移動先の測定点のためのバックグラウンドスペクトル情報を得、これを各測定点について行なうこととした。
In this embodiment, the CPU subtracts the corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of the measurement point, and obtains true near-field spectrum information from which the corresponding background is removed for the measurement point. This is repeated for each measurement point.
Therefore, in this embodiment, during the mapping of each measurement point during the mapping measurement, the probe is separated at a predetermined distance outside the near-field region when moving the probe tip position to the next measurement point. The background spectrum information for the measurement point of the movement position or movement destination of the tip position is obtained, and this is performed for each measurement point.

この結果、本実施形態では、全ての測定点の近接場スペクトル情報を得た後に別途バックグラウンド測定を行い、全ての測定点について一のバックグラウンドスペクトル情報を用いて一様にバックグラウンド補正を行うものに比較し、装置系のドリフトの影響を低減し、各測定点についてバックグラウンドの影響が大幅に除去された真の近接場スペクトルを得ることができる。   As a result, in this embodiment, after obtaining near-field spectrum information of all measurement points, background measurement is separately performed, and background correction is uniformly performed for all measurement points using one background spectrum information. Compared to the above, it is possible to obtain a true near-field spectrum in which the influence of the drift of the apparatus system is reduced and the influence of the background is largely removed at each measurement point.

しかも、本実施形態では、試料の測定領域に複数の測定点を設定し、近接場情報取得手段により各測定点より順次、近接場スペクトル情報を得る際は、各測定点のマッピング測定中のZ軸方向位置の変調時に、前述のようなバックグラウンドスペクトル情報の取得を行うので、別途、バックグラウンド測定を行うものに比較し、測定時間を通常のマッピング測定のみの時間とほぼ同じ時間まで、大幅に短縮することができる。   Moreover, in this embodiment, when a plurality of measurement points are set in the measurement region of the sample and the near-field spectrum information is sequentially obtained from each measurement point by the near-field information acquisition unit, Z during the mapping measurement of each measurement point is obtained. Since the background spectrum information as described above is acquired when the axial position is modulated, the measurement time is greatly increased to approximately the same time as that for normal mapping measurement alone, compared to a separate background measurement. Can be shortened.

なお、本実施形態では、プローブ先端位置の移動元の測定点から移動先の測定点への移動時に得たバックグラウンドスペクトル情報は、そのプローブ先端位置の移動元又は移動先の測定点から得られた近接場スペクトル情報のどちらのバックグラウンド補正にも用いることができる。   In the present embodiment, the background spectrum information obtained when moving from the measurement point at the probe tip position to the measurement point at the destination is obtained from the measurement point at the source or destination of the probe tip position. It can also be used for background correction of either near-field spectral information.

また本実施形態では、各測定点の近接場スペクトル情報を、対応する各バックグラウンドスペクトル情報でバックグラウンド補正するのであれば、任意の時期にバックグラウンド補正することができる。例えば各測定点の近接場スペクトル情報が得られる毎にリアルタイムに、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を順次表示したり、全ての測定点の近接場スペクトル情報が得られた後に、対応するバックグラウンドスペクトル情報で補正を行いディスプレイにマッピング測定結果を一度に表示したりできる。   Further, in the present embodiment, the background correction can be performed at any time as long as the near-field spectrum information at each measurement point is background-corrected with the corresponding background spectrum information. For example, each time the near-field spectrum information at each measurement point is obtained, the corresponding background spectrum information is corrected in real time, and the mapping measurement results are sequentially displayed on the display, or the near-field spectrum information at all measurement points can be obtained. After that, it is possible to perform correction with the corresponding background spectrum information and display the mapping measurement result on the display at a time.


また前記構成では、プローブ先端位置を所定の離隔距離で測定点上方の周囲を旋回させている時に、対応する測定点のバックグラウンドスペクトル情報を得た例について説明したが、プローブ先端を所定の離隔距離で測定点の上方で旋回させることなく、図7に示すように近接場領域外の所定の離隔距離に離隔した各バックグラウンド測定点Qiより、対応する測定点Piのバックグラウンドスペクトル情報を得ることもできる。

In the above configuration, the example in which the background spectrum information of the corresponding measurement point is obtained when the probe tip position is swung around the measurement point by a predetermined separation distance has been described. The background spectrum information of the corresponding measurement point Pi is obtained from each of the background measurement points Qi separated by a predetermined separation distance outside the near field region as shown in FIG. You can also.

以上のように本実施形態にかかる近接場分光装置によれば、複数の各測定部位毎のマッピング測定中のZ軸方向位置の変調時に、つまりプローブ先端位置の次の測定部位への移動時の、近接場領域外の所定距離に離隔中に、プローブ先端位置の移動元ないし移動先の測定部位のバックグラウンド補正のためのバックグラウンドスペクトル情報を得、これを各測定部位について行なうこととした。   As described above, according to the near-field spectroscopic device according to the present embodiment, during the modulation of the Z-axis direction position during the mapping measurement for each of the plurality of measurement sites, that is, when the probe tip position is moved to the next measurement site. The background spectrum information for background correction of the measurement site of the movement position of the probe tip position or the movement destination is obtained while being separated by a predetermined distance outside the near field region, and this is performed for each measurement site.

この結果、本実施形態では、全ての測定部位の近接場スペクトル情報の取得後に別途バックグラウンド測定を行い、全ての測定部位について一のバックグラウンドスペクトル情報を用いて一様にバックグラウンド補正を行うものに比較し、装置系のドリフトの影響を低減し、各測定部位についてバックグラウンドの影響が大幅に除去された真の近接場スペクトルを得ることができる。   As a result, in this embodiment, after acquiring near-field spectrum information of all measurement sites, background measurement is separately performed, and background correction is performed uniformly using one background spectrum information for all measurement sites. Compared to the above, it is possible to obtain a true near-field spectrum in which the influence of the drift of the apparatus system is reduced and the influence of the background is largely removed for each measurement site.

しかも、本実施形態では、試料の測定領域に複数の測定部位を設定し、近接場情報取得手段により各測定点より順次、近接場スペクトル情報を得る際は、プローブ先端位置の次の測定部位への移動時の、近接場領域外の所定距離に離隔中に、前述のようなバックグラウンドスペクトルの取得を行うので、別途バックグラウンド測定を行うものに比較し、測定時間を通常のマッピング測定のみの時間とほぼ同じ時間まで、大幅に短縮することができる。   Moreover, in this embodiment, when a plurality of measurement sites are set in the measurement region of the sample and the near-field spectrum information is obtained sequentially from each measurement point by the near-field information acquisition unit, the measurement site next to the probe tip position is obtained. During the movement, the background spectrum is acquired as described above while being separated by a predetermined distance outside the near-field region. The time can be significantly reduced to almost the same time.

<光距離特性>
ところで、近接場分光においては、プローブと試料の距離が離れている場合は、試料からの信号は格段に減少することが考えられるが、従来は具体的にどのくらいの距離になると、どのくらいスペクトルが得られるかを測定する機能は持っていなかった。
<Light distance characteristics>
By the way, in near-field spectroscopy, if the distance between the probe and the sample is far, the signal from the sample may be significantly reduced. Conventionally, however, how much spectrum is obtained at what specific distance. Did not have the ability to measure

一方、バックグラウンド補正は、近接場分光における光特性と距離の関係を慎重に考慮して行わなければ、バックグラウンドを除去するというよりも、むしろ近接場スペクトルの波形の劣化を引起してしまうこと、バックグラウンド除去を適切に行えないこと等がある。このため、近接場分光における光と距離の関係は、特にバックグラウンドスペクトルを定義するときに重要である。   On the other hand, if background correction is not performed with careful consideration of the relationship between optical characteristics and distance in near-field spectroscopy, it will cause deterioration of the waveform of the near-field spectrum rather than removing the background. , Background removal may not be performed properly. For this reason, the relationship between light and distance in near-field spectroscopy is particularly important when defining a background spectrum.

そこで、本実施形態では、前述のような光と距離の関係を測定し、波形の劣化を伴うことなくバックグラウンドを適切に除去するため、図8に示すように光距離特性取得手段と、選択手段を備える。なお、前記図1と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
前記光距離特性取得手段は、例えば励起レーザ136と、光ファイバプローブ112と、分光器138と、検出器140と、コンピュータ本体122と、XYZステージ118と、ステージコントローラ120を備える。
Therefore, in the present embodiment, in order to measure the relationship between light and distance as described above and to appropriately remove the background without accompanying waveform deterioration, an optical distance characteristic acquisition unit and a selection unit as shown in FIG. Means. Note that portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by reference numeral 100 and description thereof is omitted.
The optical distance characteristic acquisition means includes, for example, an excitation laser 136, an optical fiber probe 112, a spectroscope 138, a detector 140, a computer main body 122, an XYZ stage 118, and a stage controller 120.

そして、本実施形態では、ステージコントローラ120によりプローブ112先端と試料24測定面を光の波長よりも狭い領域(近接場領域内)まで近接させると、プローブ先端112よりしみだした光125は試料124測定面にで散乱ないし反射される。その散乱光ないし反射光144はプローブ112先端の開口より集光され、分光器138で分光される。分光された光は、検出器140で検出される。その光強度は分光器138より得られる波長情報と共に、コンピュータ本体122のHDD130の光距離特性情報記憶部150に記憶される。   In this embodiment, when the stage controller 120 causes the tip of the probe 112 and the measurement surface of the sample 24 to approach each other to a region narrower than the light wavelength (in the near-field region), the light 125 oozing out from the probe tip 112 is the sample 124. Scattered or reflected on the measurement surface. The scattered light or reflected light 144 is collected from the opening at the tip of the probe 112 and dispersed by the spectroscope 138. The separated light is detected by the detector 140. The light intensity is stored in the optical distance characteristic information storage unit 150 of the HDD 130 of the computer main body 122 together with the wavelength information obtained from the spectroscope 138.

このとき、本実施形態では、ステージコントローラ120によりXYZステージ118をZ軸方向に駆動し、試料124測定面とプローブ112先端間の離隔距離を変えながら、スペクトル情報を取得する。このスペクトル情報をステージコントローラ120等より得られるZ軸座標と共に光距離特性記憶部150に記憶する。   At this time, in this embodiment, the stage controller 120 drives the XYZ stage 118 in the Z-axis direction, and obtains spectral information while changing the separation distance between the sample 124 measurement surface and the probe 112 tip. This spectral information is stored in the optical distance characteristic storage unit 150 together with the Z-axis coordinates obtained from the stage controller 120 or the like.

このようにして図9に示すような光と距離の関係を得る。例えば同図に示すように、プローブ先端位置と試料測定面との離隔距離が近づくにつれ、得られるスペクトルの起伏は多くなってくるが、離隔するにつれ、それは平坦となっていく。このような光と距離の関係を把握することができる。
選択手段は、例えば入力デバイス152等よりなり、前記光距離特性記憶部150に得た光と離隔距離の関係より、所望の光特性が得られる距離を選択する。これによりバックグラウンドを測定すべき距離を的確に選択することができる。
In this way, the relationship between light and distance as shown in FIG. 9 is obtained. For example, as shown in the figure, as the distance between the probe tip position and the sample measurement surface approaches, the resulting spectral undulation increases, but as the distance increases, it becomes flat. Such a relationship between light and distance can be grasped.
The selection means is composed of, for example, the input device 152 and the like, and selects a distance at which a desired optical characteristic can be obtained from the relationship between the light obtained in the optical distance characteristic storage unit 150 and the separation distance. Thereby, the distance which should measure a background can be selected exactly.

そして、本実施形態では、前記バックグラウンド情報取得手段によるバックグラウンドスペクトルの取得を行う際は、CPU146は光距離特性記憶部150にアクセスし、試料とプローブ先端間の離隔距離を、前述のようにして選択された所望の光特性が得られる距離とする。これにより、バックグラウンドを測定すべきプローブ先端と試料の離隔距離を的確に知ることができ、その的確な所定の離隔距離でバックグラウンドスペクトルを得るので、近接場分光におけるバックグラウンド補正時のスペクトル情報の劣化を大幅に低減することができる。   In this embodiment, when the background information is acquired by the background information acquisition unit, the CPU 146 accesses the optical distance characteristic storage unit 150 and sets the separation distance between the sample and the probe tip as described above. The distance at which the desired optical characteristic selected in this way is obtained. As a result, the distance between the tip of the probe whose background should be measured and the sample can be accurately known, and the background spectrum is obtained at the exact predetermined distance. Therefore, the spectrum information at the time of background correction in near-field spectroscopy can be obtained. Can be greatly reduced.

さらに、本実施形態では、プローブ先端と試料表面間が、プローブ112先端に発生した近接場光と試料124表面の相互作用する距離より離れているとスペクトルは取れるが、ピークの形が違う。プローブ112先端と試料124表面を近づけると、突然得られるスペクトルのピークの変化が生じることがあり、これをプローブ先端に発生した近接場光と試料表面の相互作用として確認することができる。   Furthermore, in this embodiment, if the distance between the probe tip and the sample surface is greater than the interaction distance between the near-field light generated at the probe 112 tip and the sample 124 surface, the spectrum can be taken, but the peak shape is different. When the tip of the probe 112 and the surface of the sample 124 are brought close to each other, a sudden change in the spectrum peak may occur, which can be confirmed as an interaction between the near-field light generated at the probe tip and the sample surface.

なお、前記構成では、プローブとしてファイバプローブを用いた例について説明したが、任意のプローブに適用することができる。また前記構成では、イルミネーション−コレクションモードを例について説明したが、任意の測定モードに適用することができる。特に全反射プリズムを設け全反射測定に適用し、前記構成と同様の効果を得ることもできる。
また前記構成では、プローブの位置を固定しXYZステージを移動した例について説明したが、XYZステージを固定し、プローブの位置を移動するものに適用することができる。
In addition, although the example which used the fiber probe as a probe was demonstrated in the said structure, it is applicable to arbitrary probes. In the above configuration, the illumination-collection mode has been described as an example, but the present invention can be applied to any measurement mode. In particular, a total reflection prism can be provided and applied to total reflection measurement, and the same effect as the above configuration can be obtained.
In the above configuration, an example in which the position of the probe is fixed and the XYZ stage is moved has been described. However, the present invention can be applied to a structure in which the XYZ stage is fixed and the position of the probe is moved.

また前記構成ではスペクトル情報という表現を用いたが、インターフェログラムに対して逆フーリエ変換を行うことによりスペクトルを得、該スペクトルに対してバックグラウンド補正を行う場合と、インターフェログラムに対してバックグラウンド補正を行い、バックグラウンドが除去されたインターフェログラムに対して逆フーリエ変換を行うことによりバックグラウンドが除去されたスペクトルを得る場合の両方の場合に適用することができる。   Although the expression spectral information is used in the above configuration, a spectrum is obtained by performing an inverse Fourier transform on the interferogram, and background correction is performed on the spectrum. The present invention can be applied to both cases in which a ground-corrected spectrum is removed and an inverse Fourier transform is performed on the interferogram from which the background is removed to obtain a spectrum from which the background is removed.

また前記各構成では、各測定部位への移動の際は、まずZ軸駆動のみにより移動元の測定部位上で所定の離隔距離まで上方に離隔させた後、XY軸駆動のみにより次の測定部位に移動させた例について説明したが、Z軸駆動とXY軸駆動を組合せて、移動元の測定部位の近接位置より移動先の測定部位の離隔位置まで同時にプローブ先端を移動させることもできる。   In each of the above-described configurations, when moving to each measurement site, first, the Z-axis drive alone is first separated upward on the source measurement site to a predetermined separation distance, and then the next measurement site is obtained only by XY-axis drive. However, it is also possible to simultaneously move the probe tip from the proximity position of the source measurement site to the separation position of the destination measurement site by combining the Z-axis drive and the XY-axis drive.

10 近接場光学顕微鏡(近接場分光装置)
12 光ファイバプローブ(近接場、バックグラウンド情報取得手段)
18 XYZステージ(近接場、バックグラウンド情報取得手段,Z軸走査手段,XY軸走査手段)
20 ステージコントローラ(近接場,バックグラウンド情報取得手段,Z軸走査手段,XY軸走査手段)
22 コンピュータ本体(近接場,バックグラウンド情報取得手段)
36 励起レーザ(近接場,バックグラウンド情報取得手段)
38 分光器(近接場,バックグラウンド情報取得手段)
40 検出器(近接場,バックグラウンド情報取得手段)
10 Near-field optical microscope (near-field spectrometer)
12 Optical fiber probe (Near field, background information acquisition means)
18 XYZ stage (near field, background information acquisition means, Z-axis scanning means, XY-axis scanning means)
20 stage controller (near field, background information acquisition means, Z-axis scanning means, XY-axis scanning means)
22 Computer itself (Near field, Background information acquisition means)
36 Excitation laser (Near field, background information acquisition means)
38 Spectrometer (Near field, background information acquisition means)
40 detector (near field, background information acquisition means)

Claims (2)

試料測定面上を行走査することにより近接場スペクトル測定とバックグラウンド測定を行う近接場分光装置であって、
試料の試料測定面上にX軸及びY軸からなるXY平面と、該XY平面に直交するZ軸とを設定し、該試料測定面上でプローブ先端をX軸又はY軸方向に走査するXY軸走査手段と、
前記試料と前記プローブ先端を離隔ないし近接させ、Z軸方向に走査するZ軸走査手段と、
前記Z軸走査手段によって前記試料と前記プローブ先端を近接場領域内の所定距離に近接させることにより散乱する近接場光を採取し、該近接場光を分光し、前記試料の近接場スペクトル情報を得る近接場情報取得手段と、
前記Z軸走査手段により前記試料測定面と前記プローブ先端間のZ軸方向の離隔距離を前記試料から前記プローブ先端を近接場領域外の所定距離に離隔させてバックグラウンドスペクトル情報を得るバックグラウンド情報取得手段と、
前記近接場情報取得手段で得た近接場スペクトル情報より、前記バックグラウンド情報取得手段で得たバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、該バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る演算手段と、を備え、
測定部位として前記試料測定面上に複数の測定行をX軸又はY軸に並行、かつ同一走査方向に設定し、
前記近接場情報取得手段は、各測定行より順次、近接場スペクトル情報を得、
前記バックグラウンド情報取得手段は、前記プローブが次の測定行へ移動する時に前記Z軸走査手段により前記試料から前記プローブ先端をZ軸方向に前記近接場領域外の所定距離に離隔し、測定が終了した測定行と、次の測定行との行間で前記プローブがプローブ先端の移動元ないし移動先の測定行のためのバックグラウンドスペクトル情報を得、
前記演算手段は、前記各測定行の近接場スペクトル情報より、対応する各バックグラウンドスペクトル情報を差し引き、前記各測定行について、対応する各バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得ることを特徴とする近接場分光装置。
A near-field spectrometer that performs near-field spectrum measurement and background measurement by scanning the sample measurement surface in a row,
An XY plane consisting of an X axis and a Y axis on the sample measurement surface of the sample and a Z axis orthogonal to the XY plane are set, and the probe tip is scanned in the X axis or Y axis direction on the sample measurement surface An axial scanning means;
Z-axis scanning means for scanning in the Z-axis direction with the sample and the probe tip spaced apart or close to each other;
The Z-axis scanning means collects the near-field light scattered by bringing the sample and the probe tip close to a predetermined distance in the near-field region, disperses the near-field light, and obtains near-field spectrum information of the sample. Obtaining near field information obtaining means;
Background information for obtaining background spectrum information by separating a distance in the Z-axis direction between the sample measurement surface and the probe tip by the Z-axis scanning unit to a predetermined distance outside the near-field region from the sample. Acquisition means;
A calculation means for subtracting the background spectrum information obtained by the background information acquisition means from the near-field spectrum information obtained by the near-field information acquisition means to obtain true near-field spectrum information from which the background has been removed, and With
A plurality of measurement rows on the sample measurement surface as measurement sites are set in parallel with the X axis or the Y axis and in the same scanning direction,
The near-field information acquisition means obtains near-field spectrum information sequentially from each measurement line,
The background information acquisition unit separates the probe tip from the sample by the Z-axis scanning unit in the Z-axis direction at a predetermined distance outside the near-field region when the probe moves to the next measurement row, and measurement is performed. The probe obtains the background spectrum information for the measurement line of the movement source or the movement destination of the probe tip between the completed measurement line and the next measurement line,
The calculation means subtracts the corresponding background spectrum information from the near-field spectrum information of each measurement row, and obtains true near-field spectrum information from which the corresponding background is removed for each measurement row. A near-field spectrometer.
請求項1に記載の近接場分光装置において、
前記Z軸走査手段により前記試料測定面と前記プローブ先端間の離隔距離を変えながら前記近接場情報取得手段により前記試料のスペクトル情報を得て、近接場散乱光に起因するスペクトルのピークの変化をみることにより該スペクトルと前記離隔距離との関係を得る光距離特性取得手段と、
前記光距離特性取得手段で得た前記スペクトルと前記離隔距離の関係より、近接場スペクトル又はバックグラウンドスペクトルが得られる距離を選択する選択手段と、
前記近接場情報取得手段で得た近接場スペクトル情報より、前記バックグラウンド情報取得手段で得たバックグラウンドスペクトル情報を差し引き、該バックグラウンドが除去された真の近接場スペクトル情報を得る演算手段と、をさらに備え、
前記近接場情報取得手段は、前記光距離特性取得手段が近接場スペクトルと前記離隔距離との関係を得る時、又は、前記選択手段により近接場スペクトルが得られる距離が選択された時に、前記試料の近接場スペクトル情報を得ており、
前記バックグラウンド情報取得手段は、前記選択手段によりバックグラウンドスペクトルが得られる距離が選択された時に、バックグラウンドスペクトル情報を得ることを特徴とする近接場分光装置。
The near-field spectroscopic device according to claim 1,
While changing the separation distance between the sample measurement surface and the probe tip by the Z-axis scanning unit, the spectral information of the sample is obtained by the near-field information acquisition unit, and the change of the spectrum peak caused by the near-field scattered light is obtained. Optical distance characteristic acquisition means for obtaining a relationship between the spectrum and the separation distance by
Selection means for selecting a distance at which a near-field spectrum or a background spectrum is obtained from the relationship between the spectrum obtained by the optical distance characteristic acquisition means and the separation distance;
A calculation means for subtracting the background spectrum information obtained by the background information acquisition means from the near-field spectrum information obtained by the near-field information acquisition means to obtain true near-field spectrum information from which the background has been removed, and Further comprising
The near-field information acquisition unit is configured to select the sample when the optical distance characteristic acquisition unit obtains the relationship between the near-field spectrum and the separation distance, or when the selection unit selects a distance from which the near-field spectrum is obtained. Has obtained near-field spectrum information of
The near field spectroscopic device, wherein the background information acquisition means obtains background spectrum information when a distance at which a background spectrum is obtained is selected by the selection means.
JP2011262539A 2011-11-30 2011-11-30 Near-field spectrometer Expired - Fee Related JP5118768B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011262539A JP5118768B2 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Near-field spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011262539A JP5118768B2 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Near-field spectrometer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001301989A Division JP2003106977A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Near-field spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012042486A JP2012042486A (en) 2012-03-01
JP5118768B2 true JP5118768B2 (en) 2013-01-16

Family

ID=45898938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011262539A Expired - Fee Related JP5118768B2 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Near-field spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5118768B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170522A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Olympus Optical Co Ltd Photometer
JPH10267945A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Olympus Optical Co Ltd Scanning optical microscope
JP4388625B2 (en) * 1999-05-10 2009-12-24 日本分光株式会社 Near-field optical probe
JP4379758B2 (en) * 2000-11-13 2009-12-09 日本分光株式会社 Near-field microscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012042486A (en) 2012-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8359661B2 (en) Magnetic device inspection apparatus and magnetic device inspection method
EP3176589A1 (en) Method and apparatus for infrared scattering scanning near-field optical microscopy with background suppression
CN102472608A (en) Interference microscope and measuring device
KR101911979B1 (en) Heat generation point detection method and heat generation point detection device
CN104049111A (en) Nano caliper based on double-probe AFM and method for measuring key dimension of micro-nano structure through nano caliper
CN103940799A (en) Laser dual-axis confocal Brillouin-Raman spectral measurement method and apparatus
US6777656B2 (en) Near-field spectrometer having background spectral information
JP2018528397A (en) Interference roll-off measurement using static fringe pattern
US20110252891A1 (en) Method and Apparatus for Determining Topography of an Object
JP2008134254A (en) Scanning probe microscope and cantilever array excitation method
CN110779927B (en) Subsurface defect detection device and method based on ultrasonic modulation
JP6025411B2 (en) Shape measuring apparatus and shape measuring method
JP5118768B2 (en) Near-field spectrometer
JP5806457B2 (en) Surface analyzer
CN108692676A (en) Three-dimensional shape measurement method using scanning white interference microscope
JP5043476B2 (en) Shape measuring apparatus and method
CN105547145B (en) Confocal coherent imaging device and imaging method for super-resolution structure detection
JP2009031229A (en) Measurement signal noise processing method
JP2003106977A (en) Near-field spectrometer
JP2013092409A (en) Shape measurement device
JPH10267945A (en) Scanning optical microscope
JP2003108228A (en) Positioning device, and near-field microscope and near-field spectroscopy device using the same.
KR20250142398A (en) Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method
JP2011089926A (en) Signal analyzer, scanning white color interferometer, signal analyzing method, and signal analyzing program
US9448393B2 (en) Method and apparatus for automated scanning probe microscopy

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120925

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151026

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees