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JP2516292B2 - 原子間力顕微鏡 - Google Patents

原子間力顕微鏡

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JP2516292B2
JP2516292B2 JP3238906A JP23890691A JP2516292B2 JP 2516292 B2 JP2516292 B2 JP 2516292B2 JP 3238906 A JP3238906 A JP 3238906A JP 23890691 A JP23890691 A JP 23890691A JP 2516292 B2 JP2516292 B2 JP 2516292B2
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light beam
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q20/00—Monitoring the movement or position of the probe
    • G01Q20/02—Monitoring the movement or position of the probe by optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/86—Scanning probe structure
    • Y10S977/868—Scanning probe structure with optical means
    • Y10S977/87—Optical lever arm for reflecting light

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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子間力顕微鏡法、詳細
にいえば、原子分解能を達成するための微細加工カンチ
レバ・ビームを用いる原子間力顕微鏡法に関する。さら
に、原子間力顕微鏡は真空雰囲気、空気雰囲気、または
液体雰囲気中で作動して、大表面積の走査を行い、操作
を改善するためにコモン・モード除去を提供することが
できる。
【０００２】
【従来の技術】原子間力顕微鏡法は鋭利なスタイラスな
いしチップと調査対象の表面の間の力を検知するという
原理に基づいている。原子間力はカンチレバ・ビームの
端部に取り付けられたスタイラスの変位を含んでいる。
その最初の実施形態においては、トンネル接合を使用し
て、導電性のカンチレバ・ビームに取り付けられたスタ
イラスの運動を検出していた。その後、光学的干渉を使
用して、カンチレバ・ビームのふれを検出するようにな
った。
【０００３】ビーニッヒ（Bennig）他が「フィジカル・
レビュー・レター（Phys. Rev. Lett.）」、ｖｏｌ．５
６、Ｎｏ．９、１９８６年３月、ｐｐ．９３０−９３３
で述べているように、鋭利にとがらせたチップをスプリ
ング状のカンチレバ・ビームに取り付けて、調査対象の
表面の断面形状を走査する。チップの頂点における原子
と表面の原子との間に生じる引力または斥力が、カンチ
レバ・ビームの微少な振れをもたらす。この振れをトン
ネル型顕微鏡によって測定する。すなわち、導電性トン
ネル型チップがカンチレバ・ビーム背面から離隔したト
ンネル内に配置され、トンネル電流の変動がビームの振
れを示す。チップと調査対象の表面の間に生じる力は、
測定されたビームの振れ及びカンチレバ・ビームの特性
によって決定される。
【０００４】Ｇ・マクリーランド（McClelland）他の
「原子間力顕微鏡法：一般原理及び新しい実施形態（At
omic Force Microscopy: General Principles and a Ne
w Implementation）」、Rev. Progr. Quart. Non-dest
r. Eval,、ｖｏｌ．６、１９８７年、ｐ．１３０７とい
う記事、ならびにＹ・マーチン（Ｍａｒｔｉｎ）他の
「原子間力顕微鏡−サブ１００Åスケールにおける力の
マッピング及びプロファイリング（Atomic force micro
scope-force mapping and profiling on a sub 100Å s
cale）」、応用物理学会誌（J. Appl. Phys.）、ｖｏ
ｌ．６１、ｎｏ．１０、１９８７年５月１５日、ｐｐ．
４７２３−４７２９の記事には、レーザ干渉計を使用し
て、チップの変位を測定することが記載されている。カ
ンチレバ・ビームの振れのトンネル型検出に対する光学
的検出の利点は、信頼性の向上及び実施の容易さ、ビー
ムの粗さに対する不感性、ならびに熱ドリフトに対する
低い感度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】原子間力顕微鏡には絶
縁体の結像及び微少力の測定についての独特な能力か
ら、研究開発及び製造環境において未来が約束されてい
る。この約束を果たすため、原子間力顕微鏡は用途の広
いものでなければならない。すなわち、真空雰囲気、空
気雰囲気または液体雰囲気中で作動できなければならな
い。しかも、信頼性良く、簡便で、かつ小型で経済的に
設計されたものでなければならない。さらに、用途によ
っては、原子分解能及び大面積を走査できる能力も付加
的な要件となる。
【０００６】したがって、本発明の主たる目的は、光学
ビームの振れによって原子間力顕微鏡の微細加工された
カンチレバ・ビームの方向を検知することである。
【０００７】本発明の目的は、位置検知デテクタに結合
された慣性ムーバを用いた原子間力顕微鏡を提供するこ
とである。
【０００８】本発明の他の目的は、光学ビーム偏向手法
を使用することと、微細加工カンチレバ・ビームを使用
することとを、光学ビーム偏向手法を実施するために光
ファイバを使用することを含めて、組み合わせる方法を
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電チ
ューブを表面の走査に使用し、微細加工カンチレバ・ビ
ームをチップの支持に使用する。微細加工カンチレバ・
ビームの方向は、レーザ・ビームをカンチレバ・ビーム
の背面で反射させ、反射されたレーザ・ビームを位置感
知デテクタ、好ましくはバイセルによって検出すること
によって検知される。レーザ・ビーム源は可視範囲で作
動する単一モード・ダイオード・レーザであることが好
ましいが、必ずしもこれである必要はない。レーザ出力
は単一モード光ファイバに結合され、光ファイバの出力
はカンチレバ・ビームの背面に合焦される。チップがカ
ンチレバの端部から延びている１つまたは複数のアーム
によって支持されている他の実施例においては、レーザ
・ビームはチップの領域のアームに合焦される。カンチ
レバの背面に合焦するとは、カンチレバ・ビーム自体の
背面への合焦、またはチップの領域にあるアームへの合
焦の両方を含むものと理解すべきである。反射されたビ
ームの偏向角度は、バイセルによって検出される。輝度
の変動のコモン・モード除去は、入来ビームに関して、
バイセルを対称的に配置することによって達成される。
本発明において、配置は以下で説明するように、慣性ム
ーバによって遠隔で達成される。超高真空雰囲気におけ
るバイセルの遠隔配置が必須である。あるいは、バイセ
ルにおける中心位置からの偏差が、レーザ・ビームの直
径に比較して小さい場合には、コモン・モード除去を、
たとえば、可変抵抗をバイセルの各セグメントに直列に
取り付け、抵抗両端における電圧降下を等化し、バイセ
ルの面における反射レーザ・ビームの中心合わせを電子
的に等しくすることによって、電子的に達成できる。バ
イセルの出力はデータを処理するためにコンピュータに
与えられ、調査対象の表面のイメージに原子分解能を与
える。
【００１０】本発明はカンチレバ・ビームの変位ではな
く、その方向を測定することに依存するものである。位
置の変化はカンチレバの長さに逆比例する角度変化に変
換される。従来技術の原子間力顕微鏡においては、カン
チレバ・ビームの長さは１ｍｍ程度であった。本発明で
用いられる微細加工カンチレバ・ビームは長さが１００
ミクロン程度であり、これによって表面の原子分解能を
調査することが可能となる。真空を必要としない雰囲気
で本発明を実施する場合、構成を簡素化することが可能
である。たとえば、光ファイバを省略し、設計をよりコ
ンパクトにすることができる。また、慣性ムーバも必要
なくなるが、これは顕微鏡の構成要素に手が届くからで
ある。
【００１１】可視ダイオード・レーザの出力は縦横比が
５ないし７対１の範囲にある楕円形ビームであることが
好ましい。このような楕円形は、光学的修正を必要とす
るので、一般に好ましくないと考えられているが、本発
明を実施する際に、非対称的なビーム形状を使用するの
が有利である。なぜなら、楕円形のレーザ・ビームを矩
形のカンチレバ・ビームに適宜合焦することによって、
レーザ・ビームの振れの測定感度を上げ、整合手順を簡
素化することができる。楕円形ビームの付加的な利点
は、バイセルの飽和限度を超えることなく、高出力のレ
ーザを使用し、これによって高い測定感度を達成できる
ところにある。また、カンチレバ・ビームとバイセルの
間の距離を減らし、それ故、原子間力顕微鏡をさらにコ
ンパクトにすることもできる。光ファイバの光出力のよ
うに、ビームが本質的に楕円形でない場合には、シリン
ダ状レンズを使用して、有利な楕円形の形状を達成する
ことができる。
【００１２】
【実施例】原子間力顕微鏡は、たとえば、米国特許第４
７２４３１８号明細書に記載されているように、当分野
において周知である。なお、この特許は参照することに
よって本明細書の一部となる。該米国特許はトンネル電
流を監視することによってチップと表面の間の距離を測
定する方法を記載しているが、本発明は以下で説明する
ように、光学的ビーム偏向によってチップの方向を測定
する。本発明は遠隔で配置可能な位置感知デテクタが設
けられているため、真空または超高真空などのアクセス
不能な環境での作動にもっとも有利である。
【００１３】図面、特に図１には、カンチレバ・ビーム
偏向検出手法の略図が示されている。スタイラス−カン
チレバ系は一対の支持アーム１４の端部に配置された、
長さが１ないし１０ミクロンの範囲、好ましくは５マイ
クロメートルのチップ１２を有する、たとえば、シリコ
ンまたはチッ化シリコン製のカンチレバ・ビーム１０を
含んでいる。あるいは、チップ１２をカンチレバ・ビー
ム１０の端部から延びている単一の支持アームの端部に
配置することもできる。レーザ１８はレンズ２０を通し
てレーザ・ビームを伝え、レーザ・ビームはこのレンズ
でチップの領域のアーム１４の背面に直接合焦される。
チップがカンチレバ・ビームから直接延びている他の実
施例（図示せず）においては、レーザ・ビームはカンチ
レバ・ビームの背面、または反射特性を向上させるため
にカンチレバ・ビームに取り付けられた反射器１６に合
焦される。本明細書で使用する場合、「カンチレバ・ビ
ームの背面に」という語は、カンチレバ・ビーム自体の
背面、カンチレバ・ビームの背面に結合された反射器の
背面、チップの領域の１つまたは複数のチップ支持アー
ムに伝えられたレーザ・ビームを意味するものと解釈さ
れる。レーザ・ビームは位置感知デテクタ２２へ反射さ
れる。デテクタ２２の出力は汎用コンピュータの入力の
１つとして与えられる。チップがワークピース表面を走
査した場合のチップのｘ軸及びｙ軸位置も、当分野で周
知のように、コンピュータに対する入力として与えられ
る。コンピュータは次いで、周知の態様でデータを処理
し、表面の形状の画像を原子分解能でもたらす。画像は
画面に、またはストリップ・チャートで表示することが
でき、表の形式にすることができ、あるいはビジュアル
な形式にすることができる。
【００１４】好ましい実施例において、レーザ・ビーム
１８はコンパクトな単一モード・ダイオード・レーザ
で、整合を容易とするため、可視光スペクトル、好まし
くは６７０ｎｍで作動するものである。しかしながら、
赤外線または紫外線領域で作動するレーザも同様な作動
を行う。好ましい位置検知デテクタはシリコン・バイセ
ルである。
【００１５】一般に、原子間力顕微鏡は検査対象の表面
２４に対して前後するチップの運動を検知する。チップ
の運動はチップとワークピースｗの表面の間の相互作用
力に比例する。しかしながら、本発明によれば、チップ
を支持するカンチレバ・ビームの向きが測定される。測
定は用途に応じて、真空または超高真空中で、あるいは
水性雰囲気中で、または空気中で行われる。各雰囲気に
対する一般的な原子間力顕微鏡の構成は、当分野の技術
者にとって周知のものである。
【００１６】図２は超高真空雰囲気中で測定を行う場合
にもっとも有用な周知の原子間力顕微鏡の改変形を示
す。しかしながら、顕微鏡は改変を行っても、水中で、
また非真空雰囲気でも同様に作動する。
【００１７】図２に示すように、レーザ１８からのレー
ザ・ビームは単一モードの光ファイバ２６に結合され、
その出力はレンズ２８によって、カンチレバ・ビーム背
面には位置された反射器３０に合焦される。レーザ・ビ
ームは反射器によって、位置感知デテクタへ反射され
る。参照のため、チップを含むカンチレバ・ビームの側
面を、カンチレバ・ビームの前面と呼び、反射器を含む
カンチレバ・ビームの反対側には位置された側面を背面
と呼ぶ。
【００１８】圧電チューブ３２をスキャナとして使用す
る。微細加工されているカンチレバ・ビームは１００な
いし２００ミクロン、好ましくは１００ミクロンの長さ
を有しており、５ないし３０ミクロン、好ましくは２０
ミクロンの幅を有している。長さ及び幅の寸法はカンチ
レバ・ビームを構成する材料によって決定され、かつ
０．０１ないし１００ニュートン／メートル、好ましく
は０．１Ｎ／ｍの力の定数を有するスタイラス−カンチ
レバ系のソフト・レバー構成を達成するように選択され
る。カンチレバ・ビームはチューブ・スキャナ３２に結
合される。小さな寸法の微細加工カンチレバ・ビームを
使用することによって、通常長さが１ミリメートルであ
り、分解能の点で限定されている従来用いられていたカ
ンチレバ・ビームと対照的な、原子分解能での結像が可
能となる。上述の構成は、高い走査速度を確実なものと
し、調査対象の表面の大きさにほとんど何の制限ももた
らさない。最大走査速度は通常１００ｋＨｚであるカン
チレバ・ビームの共振周波数によって、また通常１０ｋ
Ｈｚであるチューブ・スキャナの共振周波数によって決
定される。
【００１９】好ましい位置感知デテクタはバイセルであ
り、好ましくは、レーザ・ビームの振れの角度を検出す
るためのシリコン・バイセルである。図３に示すよう
に、慣性ムーバはカンチレバ・ビームによって偏向され
たレーザ・ビームに関して、バイセルを対照的に遠隔配
置することによって、バイセルに当たる光の強度の変動
の除去を確実に行う。
【００２０】慣性ムーバは圧電バー３６を含んでいる
が、このバーの長さは当分野で周知のように、バーに対
して鋸歯形波形電圧信号を印加することによって変化す
る。サファイア・プレート３８上には、圧電バー３６の
一端の近傍にバイセル４０が配置されている。図示の位
置において、バイセルは当分野で周知のように、導線
（図示せず）によって圧電バー３６に印加される適切な
鋸歯形波形電圧信号に応じて、容易に摺動可能である。
サファイア・プレート３８及びこれに結合されたバイセ
ル４０は、鋸歯形波形電圧信号がバーに印加されると移
動する。このようにして、バイセル４０の位置を１００
オングストローム程度の細かいステップで遠隔制御する
ことができる。慣性ムーバはコンパクトで、完全にコン
ピュータによって制御できるものであり、これは超高真
空雰囲気において使用する場合に特に有利なものであ
る。
【００２１】図２及び図３で説明したタイプのスキャナ
及びデテクタ、すなわちミクロン・サイズの微細加工カ
ンチレバ・ビーム及びレーザ・ビームの振れを使用する
ことによって、その変位ではなく、カンチレバ・ビーム
の向きを測定する原子間力顕微鏡装置がもたらされる。
すなわち、カンチレバ・ビームの位置の変化が角度変化
に変換され、この変化はカンチレバ・ビームの長さに逆
比例しており、それ故、小さな寸法を完全に利用可能と
なる。この原子間力顕微鏡の設計の他の利点は、必要な
すべての整合及び調節が１０ミクロンを超えていること
で、これは簡単で標準的な機械的工具で達成できる範囲
である。
【００２２】用途によっては、真空雰囲気などのアクセ
ス不能な雰囲気での操作が必要でも、望ましくもないこ
とがあり、上述の設計を単純化することができる。原子
間力顕微鏡の構成要素には、液体中でも、気体中でもア
クセス可能であるから、光ファイバ２６を省いて、設計
をさらにコンパクトとすることができる。非真空雰囲気
中で操作する場合、慣性ムーバを省略することができ
る。慣性ムーバの主たる機能は、真空室内にバイセルを
遠隔配置できるようにすることである。たとえば、原位
置でのチップ交換を原子間力顕微鏡に組み込むことがで
きるが、この機能は光路の大幅な整合のずれをもたら
し、バイセルの再配置を必要とするものである。
【００２３】可視ダイオード・レーザの出力は約５ない
し７：１の範囲の縦横比を有する楕円形ビームである。
従来技術において、楕円形は適切な光学系によって省か
れた。これとは対照的に、非対称的なビーム形状が本発
明の他の好ましい実施例の重要な態様である。
【００２４】図４に示すように、楕円形のレーザ・ビー
ムのスポット４２をカンチレバ・ビーム４４に合焦し、
楕円の長軸がカンチレバ・ビームの長手方向軸とほぼ平
行になるようにすることによって、楕円形ビーム・スポ
ットが同じ縦横比にしたがってカンチレバ・ビームによ
って反射され、結果として生じる反射スポットのサイズ
はカンチレバ・ビームの長手方向軸に直角な方向で約６
倍小さくなる。結果として、ビーム偏向構成の感度を高
める可能性を付加し、かつ単純化された整合手順を提供
する形状がもたらされる。さらに、バイセル４０で受光
される反射レーザ・ビーム４６のサイズは、図５に示す
ように、偏向方向に直角な方向で５ないし７倍大きくな
り、これによってバイセルの飽和限度を超えることな
く、高いレーザ電力を使用することが可能となり、した
がって、高い測定感度を達成することが可能となる。あ
るいはまた、カンチレバ・ビームとバイセルの間の距離
を減らすことができ、それ故よりコンパクトな顕微鏡を
もたらすことができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、原子間力顕微鏡は真空
雰囲気、空気雰囲気、または液体雰囲気中で作動して、
大表面積の走査を行い、操作を改善するためにコモン・
モード除去を提供することができる。また、楕円形の光
学ビームを利用することで、測定感度の向上、整合手順
の簡素化が図られた。これは、位置感知デテクタである
バイセルに当たる楕円形の光ビーム・スポットを、カン
チレバの偏向に伴うスポットの移動方向が長径を横切る
方向であるようにすることで、カンチレバの極微小な動
きも敏感に感知でき、高出力のレーザを使用することが
できるので、より高い測定感度が得られる作用効果によ
るものである。同時に、カンチレバに当たる光ビーム
を、カンチレバの長手方向と光ビームの長径とが平行で
あるようにすることで、反射光によるカンチレバの偏向
方向についての情報がより多くなり、かつ、光スポット
が楕円形であることで、各要素を整合させるのが単純化
され、容易になる作用効果が得られたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】原子間力顕微鏡の一部の略図である。
【図２】本発明を構成する原子間力顕微鏡の一部の略図
である。
【図３】本発明を実施する際に利用できる好ましい位置
感知デテクタの略図である。
【図４】原子間力顕微鏡の一部を形成する微細加工カン
チレバ・ビームに合焦された楕円形レーザ・ビーム・ス
ポットの図である。
【図５】位置感知デテクタで受光された楕円形レーザ・
ビーム・スポットの図である。
【符号の説明】
１０ カンチレバ・アーム １２ チップ １４ 支持アーム １８ レーザ ２０ レンズ ２２ 位置感知デテクタ ２６ 光ファイバ ２８ レンズ ３０ 反射器 ３２ 圧電チューブ ３６ 圧電バー ３８ サファイア・プレート ４０ バイセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト・メイヤー アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州 ヨークタウン・ハイツ、ファーサンド・ コート 2666番地 (56)参考文献 特開 昭59−43302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−133843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−156515（ＪＰ，Ａ) 米国特許4935634（ＵＳ，Ａ) 米国特許4724318（ＵＳ，Ａ) ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ Ｌ ＥＴＴＥＲＳ．ＶＯＬ．55，ＮＯ．25, 18 ＤＥＣＥＭＢＥＲ 1989 Ｐ．2588 −2590 ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ Ｌ ＥＴＴＥＲＳ．ＶＯＬ．55，ＮＯ．24, 11 ＤＥＣＥＭＢＥＲ 1989 Ｐ．2491 −2493 ＲＥＶＩＥＷ ＯＦ ＳＣＩＥＮＴＩ ＦＩＣ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ．ＶＯ Ｌ．59，ＮＯ．11，１ ＮＯＶＥＭＢＥ Ｒ 1988 Ｐ．2337−2340 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥ Ｄ ＰＨＹＳＩＣＳ．ＶＯＬ．61，Ｎ Ｏ．10，15 ＭＡＹ 1987 Ｐ．4723− 4729

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】偏向可能なカンチレバに固定されたチップ
    を、ワークピースの表面に十分に近づけて置き、該チッ
    プと該ワークピースとの間に生じる力に応じて偏向させ
    るステップと、 光ビームを上記カンチレバに当てるステップと、 上記カンチレバから反射された光ビームを位置感知デテ
    クタで検出して、該反射ビームを上記力に対応する上記
    カンチレバの偏向を示す出力信号に変換するステップと
    を含み、上記位置感知デテクタに当たった上記光ビーム
    は楕円形のスポットであることを特徴とする、上記ワー
    クピースの表面を検査する方法。
  2. 【請求項２】上記光ビームを、光ファイバを通して上記
    カンチレバに当てることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】上記光ビームは、レーザ・ビームであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】上記光ビームは、上記カンチレバに当たっ
    た時、楕円形であることを特徴とする、請求項１記載の
    方法。
  5. 【請求項５】上記カンチレバに当たった上記楕円形の光
    ビームのスポットは、上記カンチレバの長手方向に沿っ
    た方向に長径があることを特徴とする請求項４記載の方
    法。
  6. 【請求項６】上記カンチレバが上記力によって偏向する
    時、デテクタに当たっている上記光ビームのスポット
    は、該光ビームの長径を横切る方向に移動することを特
    徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】上記デテクタに当たっている上記楕円形の
    光ビームのスポットは、少なくとも約５：１の縦横比を
    持っていることを特徴とする請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】カンチレバに固定されたチップであって、
    該チップとワークピースとの間に生じる力に応じて該カ
    ンチレバが偏向するのに十分近い距離でもって、該ワー
    クピースの表面に近接して置かれたチップと、 上記カンチレバに当てる光ビームを発生する光ビーム源
    と、 上記カンチレバから反射された上記光ビームを受けて、
    該反射ビームを上記力に対応する上記カンチレバの偏向
    を示す出力信号に変換する位置検知手段とを含み、上記
    光ビームは、上記位置検知手段に当たった時、楕円形で
    あることを特徴とする、原子間力顕微鏡。
  9. 【請求項９】上記チップと上記ワークピースの表面との
    間の相対走査運動をさせるための手段をさらに含む、請
    求項８記載の原子間力顕微鏡。
  10. 【請求項１０】上記検知手段と結合して、上記ワークピ
    ースの表面の形状画像を発生させる、コンピュータ手段
    をさらに含む、請求項９記載の原子間力顕微鏡。
  11. 【請求項１１】上記光ビーム源からの上記光ビームを上
    記カンチレバに当てるための光ファイバをさらに含む、
    請求項８記載の原子間力顕微鏡。
  12. 【請求項１２】上記光ビーム源は、レーザであることを
    特徴とする請求項８記載の原子間力顕微鏡。
  13. 【請求項１３】上記光ビ−ムは、上記カンチレバに当た
    った時、楕円形であることを特徴とする、請求項８記載
    の原子間力顕微鏡。
  14. 【請求項１４】上記カンチレバに当たった上記楕円形の
    光ビームのスポットは、上記カンチレバの長手方向に沿
    った方向に長径があることを特徴とする請求項１３記載
    の原子間力顕微鏡。
  15. 【請求項１５】上記楕円形の光ビームは、上記力が上記
    カンチレバを偏向させると、該楕円形の長径を横切る方
    向に移動することを特徴とする、請求項８記載の原子間
    力顕微鏡。
  16. 【請求項１６】上記検知手段に当たっている上記楕円形
    の光ビームのスポットは、少なくとも約５：１の縦横比
    を持っていることを特徴とする、請求項８記載の方法。
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