方解石の測定事例

Technical Report
SPM No.84 走査型プローブ顕微鏡
SPM／白色干渉計複合
／白色干渉計複合システム
／白色干渉計複合システム－方解石の測定事例－
SPMは、先端が数nmの細く尖った針を用いて試料表
面の形状観察や物性分析を行う顕微鏡で、面分解能が
非常に高いことを特徴としています。
また、白色干渉計は、光を用いた非接触式測定装置で
、試料表面の形状測定を、短時間かつ高分解能で行な
うことができます。
「AFM5400L」は、SPMと白色干渉計の機能を複合化
させることで、1 mm程度の広視野範囲から数nmレベル
の狭視野範囲までを、高さ方向分解能0.01 nmという高
分解能で、シームレスに測定することを可能としました。
ここではSPM／白色干渉計複合機による溶岩結晶（
方解石）の測定事例について紹介します。
2014.4
AFM5400L外観
溶岩結晶（方解石）の測定事例
SPMは高分解能測定（XY：0.5 nm，Z：0.01 nm ）が可能ですが、最大測定領域は100 µm程度に制限され、1回の測
定に数分の時間を要します。また、広視野での測定対象の探索のため、従来は光学顕微鏡を使用して測定箇所にカンチ
レバーを位置決めした後にSPMの測定を行っていました。しかし、光学顕微鏡は焦点深度が深く小さな凹凸を観察するこ
とが困難でした。これに対して、白色干渉計は高さ分解能が高く、小さな凹凸でも計測することが可能であり、光学顕微鏡
では観察が難しいターゲットも容易に見つけだすことができます。
溶岩結晶（方解石）の測定事例を図1に示します。光学顕微鏡像（図1（a））では確認できない凹凸の小さい結晶ステップ
が白色干渉計では明確に計測できています（図1（b））。白色干渉計で20倍対物レンズを使用して471×352 µmの視野
で計測を行った後、白色干渉計像から結晶構造の特定箇所を指定し、SPMによって20 µm視野で高倍率での測定を行
いました（図1（c））。結晶面には微小な段差構造が観察され、その段差の高さは約7 nmと計測されました。
（a）光学顕微鏡明視野像
7 nm
（b）白色干渉計像
（ｃ）SPM像
図1 方解石表面の光学顕微鏡像，白色干渉計像およびSPM像
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