JPH05133738A - プローブ、プローブホルダ、プローブとプローブホルダとの組み合わせおよび走査型顕微鏡 - Google Patents
プローブ、プローブホルダ、プローブとプローブホルダとの組み合わせおよび走査型顕微鏡Info
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- JPH05133738A JPH05133738A JP3295939A JP29593991A JPH05133738A JP H05133738 A JPH05133738 A JP H05133738A JP 3295939 A JP3295939 A JP 3295939A JP 29593991 A JP29593991 A JP 29593991A JP H05133738 A JPH05133738 A JP H05133738A
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- probes
- probe holder
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プローブの交換を短時間で容易に行うことがで
きる走査型顕微鏡のプローブおよびプローブホルダを提
供する 【構成】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する1以
上のプローブと、前記プローブを保持するためのプロー
ブホルダとにおいて、前記プローブホルダは、前記プロ
ーブを一方向にのみ可動にする案内部を有し、前記プロ
ーブは前記案内部に嵌合する嵌合部を有することを特徴
とするプローブおよびプローブホルダ。
きる走査型顕微鏡のプローブおよびプローブホルダを提
供する 【構成】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する1以
上のプローブと、前記プローブを保持するためのプロー
ブホルダとにおいて、前記プローブホルダは、前記プロ
ーブを一方向にのみ可動にする案内部を有し、前記プロ
ーブは前記案内部に嵌合する嵌合部を有することを特徴
とするプローブおよびプローブホルダ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は走査型顕微鏡に用いるプ
ローブおよびプローブホルダ、特に、原子間力顕微鏡に
好適なプローブおよびプローブホルダに関するものであ
る。
ローブおよびプローブホルダ、特に、原子間力顕微鏡に
好適なプローブおよびプローブホルダに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、原子間力顕微鏡等の走査型顕微鏡
は、一つのプローブのみを顕微鏡のプローブホルダに取
り付ける構成となっている。プローブホルダには、固定
ねじおよび固定バネが配置されており、固定ねじを締め
ると、固定バネがプローブをプローブホルダに押しつ
け、プローブが固定される。
は、一つのプローブのみを顕微鏡のプローブホルダに取
り付ける構成となっている。プローブホルダには、固定
ねじおよび固定バネが配置されており、固定ねじを締め
ると、固定バネがプローブをプローブホルダに押しつ
け、プローブが固定される。
【0003】プローブの交換時には、プローブホルダの
プローブ固定ねじおよび固定バネを外し、プローブをピ
ンセットで取り出してから、次に取り付けるプローブを
のせ、固定バネ、固定ねじを再び取り付け、固定ねじを
締めてプローブを固定する。さらに、原子間力顕微鏡の
場合には、プローブのカンチレバー部と、変位検出用レ
ーザービームとの位置を正確に一致させる必要がある。
そのため、一旦締めた固定ねじを少しゆるめては、レー
ザービームの位置を確認しながらピンセット等でプロー
ブをつついて位置をずらし、固定ねじを締めるという動
作を、プローブのカンチレバー部と変位検出用レーザー
ビームとの位置が正確に一致するまで繰返し行う必要が
ある。
プローブ固定ねじおよび固定バネを外し、プローブをピ
ンセットで取り出してから、次に取り付けるプローブを
のせ、固定バネ、固定ねじを再び取り付け、固定ねじを
締めてプローブを固定する。さらに、原子間力顕微鏡の
場合には、プローブのカンチレバー部と、変位検出用レ
ーザービームとの位置を正確に一致させる必要がある。
そのため、一旦締めた固定ねじを少しゆるめては、レー
ザービームの位置を確認しながらピンセット等でプロー
ブをつついて位置をずらし、固定ねじを締めるという動
作を、プローブのカンチレバー部と変位検出用レーザー
ビームとの位置が正確に一致するまで繰返し行う必要が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のプローブおよび
プローブホルダにおいては、固定ねじを締め付ける際に
ねじを回転させるため、プローブに回転の力が加わり、
プローブとレーザービームを完全に一致させておいて
も、固定ねじを締める際にずれが生じるので、繰返し位
置合わせを行わなければならなかった。そのため、プロ
ーブの交換には、位置合わせのための多大な時間と作業
者の熟練を必要としていた。
プローブホルダにおいては、固定ねじを締め付ける際に
ねじを回転させるため、プローブに回転の力が加わり、
プローブとレーザービームを完全に一致させておいて
も、固定ねじを締める際にずれが生じるので、繰返し位
置合わせを行わなければならなかった。そのため、プロ
ーブの交換には、位置合わせのための多大な時間と作業
者の熟練を必要としていた。
【0005】また、プローブのカンチレバー部に立設し
ている探針は破損しやすく、観察中に破損した場合に
は、観察を中断してプローブを交換を行うことが度々あ
る。また、プローブには複数の種類があり、観察試料に
合わせて使い分けるので、破損していなくても、観察前
にプローブの交換をすることも多い。
ている探針は破損しやすく、観察中に破損した場合に
は、観察を中断してプローブを交換を行うことが度々あ
る。また、プローブには複数の種類があり、観察試料に
合わせて使い分けるので、破損していなくても、観察前
にプローブの交換をすることも多い。
【0006】従って、プローブの交換に多大な時間と熟
練を必要とすることは、観察の効率および顕微鏡の稼働
率を低下させてしまうという問題がある。特に、観察の
途中でプローブを交換をする場合には、観察の長時間の
中断を強いられることになり、観察効率が低下するだけ
でなく、試料が変質、劣化する等の悪影響を及ぼし支障
をきたすという問題がある。さらに、観察を水中やガス
雰囲気中や真空中で行っている場合には、一旦大気雰囲
気に戻してプローブ交換を行い、再び、水中やガス雰囲
気中や真空中に戻さなければならず、さらに長時間の中
断を強いられる。
練を必要とすることは、観察の効率および顕微鏡の稼働
率を低下させてしまうという問題がある。特に、観察の
途中でプローブを交換をする場合には、観察の長時間の
中断を強いられることになり、観察効率が低下するだけ
でなく、試料が変質、劣化する等の悪影響を及ぼし支障
をきたすという問題がある。さらに、観察を水中やガス
雰囲気中や真空中で行っている場合には、一旦大気雰囲
気に戻してプローブ交換を行い、再び、水中やガス雰囲
気中や真空中に戻さなければならず、さらに長時間の中
断を強いられる。
【0007】本発明は、上記のような問題を解決するた
めに、プローブの交換を短時間で容易に行うことができ
る走査型顕微鏡のプローブおよびプローブホルダを提供
することを目的とする。
めに、プローブの交換を短時間で容易に行うことができ
る走査型顕微鏡のプローブおよびプローブホルダを提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、可撓性のカ
ンチレバー部と探針とを有する1以上のプローブと、前
記プローブを保持するためのプローブホルダとにおい
て、前記プローブホルダは、前記プローブを一方向にの
み可動にする案内部を有することにより達成される。
ンチレバー部と探針とを有する1以上のプローブと、前
記プローブを保持するためのプローブホルダとにおい
て、前記プローブホルダは、前記プローブを一方向にの
み可動にする案内部を有することにより達成される。
【0009】前記プローブは、前記プローブホルダの案
内部に嵌合する嵌合部を有することが可能である。ま
た、前記プローブは、隣接するプローブのカンチレバー
部に接触することなく、隣接するプローブと接触するた
めの凹部を有することが可能である。この場合1以上の
プローブはホルダ上でカンチレバーを破損することなく
直列に配列することができる。
内部に嵌合する嵌合部を有することが可能である。ま
た、前記プローブは、隣接するプローブのカンチレバー
部に接触することなく、隣接するプローブと接触するた
めの凹部を有することが可能である。この場合1以上の
プローブはホルダ上でカンチレバーを破損することなく
直列に配列することができる。
【0010】
【作用】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する1以
上のプローブは、前記プローブを保持するためのプロー
ブホルダの案内部により案内されることにより、一方向
のみに移動可能となる。このように案内部を設けること
で、案内部の長手方向と直行する方向へのプローブの移
動は正確に拘束され、長手方向のみに移動可能となる。
移動方向を減少させることにより、位置合わせの困難性
は、従来の2方向に自由度がある場合の位置合わせと比
較し、少なくとも半分に減少させることができる。
上のプローブは、前記プローブを保持するためのプロー
ブホルダの案内部により案内されることにより、一方向
のみに移動可能となる。このように案内部を設けること
で、案内部の長手方向と直行する方向へのプローブの移
動は正確に拘束され、長手方向のみに移動可能となる。
移動方向を減少させることにより、位置合わせの困難性
は、従来の2方向に自由度がある場合の位置合わせと比
較し、少なくとも半分に減少させることができる。
【0011】また、プローブに、隣接するプローブのカ
ンチレバー部に接触することなく、隣接するプローブと
接触するための凹部を設けた場合、破損しやすいカンチ
レバーを凹部に収納することで、安全に複数のプローブ
をプローブホルダにセットすることができる。従来、プ
ローブホルダーを開けて、次のプローブを挿入し固定す
るという動作は、1つのプローブを入れ替える度に行っ
ていたが、複数のプローブ例えば10個のプローブを一
度にセットできれば、10回に1回行うだけで良い。つ
まり、複数のプローブをホルダーにセットしたら、その
複数のプローブを全部使い終わるまでは、ホルダーを開
けることなく位置合わせのみを行えば良い。
ンチレバー部に接触することなく、隣接するプローブと
接触するための凹部を設けた場合、破損しやすいカンチ
レバーを凹部に収納することで、安全に複数のプローブ
をプローブホルダにセットすることができる。従来、プ
ローブホルダーを開けて、次のプローブを挿入し固定す
るという動作は、1つのプローブを入れ替える度に行っ
ていたが、複数のプローブ例えば10個のプローブを一
度にセットできれば、10回に1回行うだけで良い。つ
まり、複数のプローブをホルダーにセットしたら、その
複数のプローブを全部使い終わるまでは、ホルダーを開
けることなく位置合わせのみを行えば良い。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例について図面を用いて説明
する。本発明のプローブ49の本体3は、図1、図2に
示すように、シリコン製の厚さ3tの正方形プレートの
一辺3cに、凹部20を設けた形状を有している。本体
3の凹部20が設けられている辺3cと対向する辺3a
には、可撓性の薄膜状のカンチレバー部2が延設されて
いる。カンチレバー部2の先端部には、小さな先端曲率
半径を有する探針1が立設されている。また、本体3の
辺3a,3cと直交する辺3b,3dに沿って、V字型
断面の案内溝4a,4bが刻設されている。本体3の凹
部20の長さおよび幅は、カンチレバー部2の長さおよ
び幅より十分大きい。図2に示すように、複数のプロー
ブ49を互いに辺3aと辺3cが接触するように直列に
並べた時、カンチレバー部2は、隣接するプローブ49
の凹部20に収まり、カンチレバー部2を破損すること
はない。
する。本発明のプローブ49の本体3は、図1、図2に
示すように、シリコン製の厚さ3tの正方形プレートの
一辺3cに、凹部20を設けた形状を有している。本体
3の凹部20が設けられている辺3cと対向する辺3a
には、可撓性の薄膜状のカンチレバー部2が延設されて
いる。カンチレバー部2の先端部には、小さな先端曲率
半径を有する探針1が立設されている。また、本体3の
辺3a,3cと直交する辺3b,3dに沿って、V字型
断面の案内溝4a,4bが刻設されている。本体3の凹
部20の長さおよび幅は、カンチレバー部2の長さおよ
び幅より十分大きい。図2に示すように、複数のプロー
ブ49を互いに辺3aと辺3cが接触するように直列に
並べた時、カンチレバー部2は、隣接するプローブ49
の凹部20に収まり、カンチレバー部2を破損すること
はない。
【0013】つぎに、本発明のプローブホルダ44を図
3を用いて説明する。一方向に長く延びた板状のシリコ
ン製の底面プレート5の軸方向の側面には、ガラス製の
側面プレート6a、6bが固定されている。側面プレー
ト6aには、S字型に屈曲した板ばね7が、屈曲により
側面プレート6aを厚み方向に締め付けて、取り外し可
能に取り付けられている。側面プレート6aおよび6b
の内壁の間隔6cは、プローブ49の幅3eよりわずか
に大きい。底面プレート5の上面の中央部には、軸方向
に矩形断面の保護溝9が刻設されている。保護溝9の幅
9aは、プローブ49のカンチレバー2の幅2aより十
分大きく、保護溝9の深さ9bは、プローブ49の探針
1の長さ1aより十分に大きい。また、矩形断面の保護
溝9の両側には、軸方向に山形断面のレール部8a,8
bが形成されている。レール部8a,8bの先端部の間
隔8cは、プローブ49の案内溝4a、4bの最深部の
間隔4cと等しい。
3を用いて説明する。一方向に長く延びた板状のシリコ
ン製の底面プレート5の軸方向の側面には、ガラス製の
側面プレート6a、6bが固定されている。側面プレー
ト6aには、S字型に屈曲した板ばね7が、屈曲により
側面プレート6aを厚み方向に締め付けて、取り外し可
能に取り付けられている。側面プレート6aおよび6b
の内壁の間隔6cは、プローブ49の幅3eよりわずか
に大きい。底面プレート5の上面の中央部には、軸方向
に矩形断面の保護溝9が刻設されている。保護溝9の幅
9aは、プローブ49のカンチレバー2の幅2aより十
分大きく、保護溝9の深さ9bは、プローブ49の探針
1の長さ1aより十分に大きい。また、矩形断面の保護
溝9の両側には、軸方向に山形断面のレール部8a,8
bが形成されている。レール部8a,8bの先端部の間
隔8cは、プローブ49の案内溝4a、4bの最深部の
間隔4cと等しい。
【0014】従って、プローブ49をプローブホルダ4
4にセットした場合、プローブホルダ44のレール8
a、8bの長手方向にプローブ49の本体3が移動でき
るように、プローブ49の案内溝4a、4bが、それぞ
れプローブホルダ44のレール8a、8bに嵌合する。
また、プローブ49の探針1は、プローブホルダ44の
保護溝9に収まり、プローブホルダ44には接触しない
ので、探針1を破損させることなくセットすることがで
きる。
4にセットした場合、プローブホルダ44のレール8
a、8bの長手方向にプローブ49の本体3が移動でき
るように、プローブ49の案内溝4a、4bが、それぞ
れプローブホルダ44のレール8a、8bに嵌合する。
また、プローブ49の探針1は、プローブホルダ44の
保護溝9に収まり、プローブホルダ44には接触しない
ので、探針1を破損させることなくセットすることがで
きる。
【0015】プローブ49およびプローブホルダ44
は、上記のような構造をとっているので、複数のプロー
ブ49を直列に並べて一度にプローブホルダ44にセッ
トすることができる。セット可能なプローブ49の数
は、プローブホルダ44の長手方向の長さにより決定さ
れる。プローブ49セットする際には、プローブホルダ
44の板バネ7を一旦取外し、複数のプローブ49を案
内溝4a,4bとレール8a,8bが嵌合するように並
べ、次に、後端のプローブ49zを先端のプローブ49
aの方向に押し、図2のように、隣接するプローブを本
体3の辺3aと3cとで接触させて直列に並べる。そし
て、再び、板バネ7を取付けて、各プローブ49をプロ
ーブホルダ44に押しつけ、観察時の振動でプローブ4
9がずれたり落ちたりしないように固定する。観察時に
は、後端のプローブ49zを矢印50の方向に押し、先
端のプローブ49aのカンチレバー部2が、図4のよう
に、ホルダーから飛び出すようにしてこの状態で観察を
行う。本実施例では、プローブ49の固定に板バネ7を
用いているので、後端のプローブ49zを押すことによ
り、プローブ49をプローブホルダ44にセットしたま
まの状態で、プローブ49を一方向に移動させることが
できる。また、プローブ49はレール8a、8bの長手
方向には移動可能であるが、直交方向にずれることがな
いので、位置合わせを容易に行うことができる。案内溝
4a、4bおよびレール8a、8bをフォトリソグラフ
ィで作製した場合には、直交方向のずれ(あそび)量を
1μm以下にすることが可能である。
は、上記のような構造をとっているので、複数のプロー
ブ49を直列に並べて一度にプローブホルダ44にセッ
トすることができる。セット可能なプローブ49の数
は、プローブホルダ44の長手方向の長さにより決定さ
れる。プローブ49セットする際には、プローブホルダ
44の板バネ7を一旦取外し、複数のプローブ49を案
内溝4a,4bとレール8a,8bが嵌合するように並
べ、次に、後端のプローブ49zを先端のプローブ49
aの方向に押し、図2のように、隣接するプローブを本
体3の辺3aと3cとで接触させて直列に並べる。そし
て、再び、板バネ7を取付けて、各プローブ49をプロ
ーブホルダ44に押しつけ、観察時の振動でプローブ4
9がずれたり落ちたりしないように固定する。観察時に
は、後端のプローブ49zを矢印50の方向に押し、先
端のプローブ49aのカンチレバー部2が、図4のよう
に、ホルダーから飛び出すようにしてこの状態で観察を
行う。本実施例では、プローブ49の固定に板バネ7を
用いているので、後端のプローブ49zを押すことによ
り、プローブ49をプローブホルダ44にセットしたま
まの状態で、プローブ49を一方向に移動させることが
できる。また、プローブ49はレール8a、8bの長手
方向には移動可能であるが、直交方向にずれることがな
いので、位置合わせを容易に行うことができる。案内溝
4a、4bおよびレール8a、8bをフォトリソグラフ
ィで作製した場合には、直交方向のずれ(あそび)量を
1μm以下にすることが可能である。
【0016】プローブホルダは図4に示すように、原子
間力顕微鏡のベース41に設置されたプローブ粗移動ス
テージ42に、アーム42aを介して固定される。ま
た、プローブ49のカンチレバー部2の撓み量を検出す
るための変位検出計43もまたプローブ粗移動ステージ
42に固定される。変位検出計43の発するレーザービ
ームとプローブ49のカンチレバー2の位置合わせは、
プローブ49の位置をレール8a、8bの方向のみに位
置合わせするだけで良く、容易に一致させることができ
る。また、プローブホルダには複数のプローブ49がセ
ットできるので、プローブを交換するときは、後端のプ
ローブ49zを押して、先端のプローブをホルダーから
押出して落下させると、次のプローブ49bのカンチレ
バー部2がプローブホルダ44からとび出た状態とな
り、観察可能となる。
間力顕微鏡のベース41に設置されたプローブ粗移動ス
テージ42に、アーム42aを介して固定される。ま
た、プローブ49のカンチレバー部2の撓み量を検出す
るための変位検出計43もまたプローブ粗移動ステージ
42に固定される。変位検出計43の発するレーザービ
ームとプローブ49のカンチレバー2の位置合わせは、
プローブ49の位置をレール8a、8bの方向のみに位
置合わせするだけで良く、容易に一致させることができ
る。また、プローブホルダには複数のプローブ49がセ
ットできるので、プローブを交換するときは、後端のプ
ローブ49zを押して、先端のプローブをホルダーから
押出して落下させると、次のプローブ49bのカンチレ
バー部2がプローブホルダ44からとび出た状態とな
り、観察可能となる。
【0017】観察途中にプローブ49が破損した場合に
は、プローブ粗移動ステージ42または試料粗移動ステ
ージ45を駆動し、試料47をプローブ49の直下から
退避させ、プローブ49の落下位置に、収納ボックス4
8を配置する。この状態で後端のプローブ49zを押し
て、プローブ49aを収納ボックス48中に落下させ、
新たなプローブ49bをセットして、再び、プローブ粗
移動ステージ42または試料粗移動ステージ45により
試料をプローブ直下に移動させれば、観察を再開するこ
とができる。このようにすることで、試料を傷つけるこ
となく素速くプローブを交換することができるので、従
来と比較して観察への支障を大幅に短縮することができ
る。
は、プローブ粗移動ステージ42または試料粗移動ステ
ージ45を駆動し、試料47をプローブ49の直下から
退避させ、プローブ49の落下位置に、収納ボックス4
8を配置する。この状態で後端のプローブ49zを押し
て、プローブ49aを収納ボックス48中に落下させ、
新たなプローブ49bをセットして、再び、プローブ粗
移動ステージ42または試料粗移動ステージ45により
試料をプローブ直下に移動させれば、観察を再開するこ
とができる。このようにすることで、試料を傷つけるこ
となく素速くプローブを交換することができるので、従
来と比較して観察への支障を大幅に短縮することができ
る。
【0018】また、プローブホルダ44にセットされた
後端のプローブ49zを押すための治具をプローブホル
ダまたはベース41に取り付けることができる。プロー
ブ49zを押すための治具としては、例えばラックとピ
ニオンをパルスモータで駆動する装置を用いることがで
きる。観察を水中やガス雰囲気中や真空中等の外界と遮
断した状態で行っている場合には、この治具を外界から
遠隔操作することにより、外界との遮断を破らずにプロ
ーブの交換を行うことができる。
後端のプローブ49zを押すための治具をプローブホル
ダまたはベース41に取り付けることができる。プロー
ブ49zを押すための治具としては、例えばラックとピ
ニオンをパルスモータで駆動する装置を用いることがで
きる。観察を水中やガス雰囲気中や真空中等の外界と遮
断した状態で行っている場合には、この治具を外界から
遠隔操作することにより、外界との遮断を破らずにプロ
ーブの交換を行うことができる。
【0019】本発明のプローブ49およびプローブホル
ダ44の材質および製造方法の一例について説明する。
プローブ本体3の材料としては100面方位シリコン短
結晶を用い、化学気相成長法や熱酸化法等により、探針
1およびカンチレバー部2となる酸化珪素膜を形成す
る。次にフォトリソグラフィ法により、カンチレバー部
2および案内溝4a、4bおよび凹部20をパターニン
グし、不要な部分をアルカリエッチング溶液に浸積除去
し、プローブ49を完成させる。カンチレバー部2は、
酸化珪素膜に限らず、窒化珪素および種々の金属膜で形
成することができる。
ダ44の材質および製造方法の一例について説明する。
プローブ本体3の材料としては100面方位シリコン短
結晶を用い、化学気相成長法や熱酸化法等により、探針
1およびカンチレバー部2となる酸化珪素膜を形成す
る。次にフォトリソグラフィ法により、カンチレバー部
2および案内溝4a、4bおよび凹部20をパターニン
グし、不要な部分をアルカリエッチング溶液に浸積除去
し、プローブ49を完成させる。カンチレバー部2は、
酸化珪素膜に限らず、窒化珪素および種々の金属膜で形
成することができる。
【0020】また、プローブホルダ44は、底面プレー
ト5にシリコン板を用い、フォトリソグラフィ法によ
り、レール8a、8bおよび保護溝9を形成する。次に
ガラス性の側面プレート6を陽極接合法により接合し、
S字型の板バネを取り付けてプローブホルダ44を完成
させる。本実施例では、本体3の一辺2〜3mm、厚さ
200〜300μm、カンチレバー部2の厚さ約1μ
m、幅約20μm、案内溝4の幅20〜30μmのプロ
ーブ49と、レール8の幅20〜30μmのプローブホ
ルダ44を作製した。この場合、レールの長手方向に直
行する方向の、プローブ49とプローブホルダ44の遊
びを、1μm以下にすることができる。本実施例では、
V字型断面の案内溝4と山形断面のレール8を用いた
が、これに限られるものではなく、プローブに山形断面
のレールを設け、プローブホルダにV字型断面の案内溝
を設けても同様の効果を得ることができる。また、案内
溝4の形状も矩形断面や、段部等の形状を用いることが
できる。さらには、案内溝およびレールを形成せず、プ
ローブ本体3の側面をプローブホルダーの側面プレート
6に接触させて案内することもできる。
ト5にシリコン板を用い、フォトリソグラフィ法によ
り、レール8a、8bおよび保護溝9を形成する。次に
ガラス性の側面プレート6を陽極接合法により接合し、
S字型の板バネを取り付けてプローブホルダ44を完成
させる。本実施例では、本体3の一辺2〜3mm、厚さ
200〜300μm、カンチレバー部2の厚さ約1μ
m、幅約20μm、案内溝4の幅20〜30μmのプロ
ーブ49と、レール8の幅20〜30μmのプローブホ
ルダ44を作製した。この場合、レールの長手方向に直
行する方向の、プローブ49とプローブホルダ44の遊
びを、1μm以下にすることができる。本実施例では、
V字型断面の案内溝4と山形断面のレール8を用いた
が、これに限られるものではなく、プローブに山形断面
のレールを設け、プローブホルダにV字型断面の案内溝
を設けても同様の効果を得ることができる。また、案内
溝4の形状も矩形断面や、段部等の形状を用いることが
できる。さらには、案内溝およびレールを形成せず、プ
ローブ本体3の側面をプローブホルダーの側面プレート
6に接触させて案内することもできる。
【0021】上述の10個のプローブ49をプローブホ
ルダ44に直列にセットし、10個をプローブの交換時
間および位置合わせ時間の総和を求め、従来のプローブ
10個の交換時間および位置合わせ時間の総和と比較し
た。その結果、従来の半分以下の時間で交換できること
がわかった。また、これは大気中での観察時の比較であ
るが、水中やガス雰囲気中や真空中等の外気との遮断さ
れた状態での観察では、外気との遮断を破らずに観察を
続けることができるので、さらに効率が高く、1/3以
下の時間で交換できた。
ルダ44に直列にセットし、10個をプローブの交換時
間および位置合わせ時間の総和を求め、従来のプローブ
10個の交換時間および位置合わせ時間の総和と比較し
た。その結果、従来の半分以下の時間で交換できること
がわかった。また、これは大気中での観察時の比較であ
るが、水中やガス雰囲気中や真空中等の外気との遮断さ
れた状態での観察では、外気との遮断を破らずに観察を
続けることができるので、さらに効率が高く、1/3以
下の時間で交換できた。
【0022】また、図6に示すように、プローブホルダ
の先端に、ストッパー60を設けることができる。スト
ッパー60を設けた場合、ストッパー60につき当たる
までプローブを押し続ければ、自動的に変位検出計のレ
ーザービームと位置合わせをすることができる。この場
合、底面プレート5には、ストッパー60を内部に格納
するための格納部と、操作者の指示によりストッパー6
0を底面プレート5上に突出させたり、内部に格納させ
たりする駆動部とを配置する。プローブ49の交換時に
は、ストッパー60を底面プレート5の内部に格納し、
後端のプローブを押すことにより先端のプローブを落下
させる。先端のプローブは、重心が底面プレートの先端
からとび出した時点、すなわち本体の半分よりやや先端
側よりにある重心が、先端から飛び出した時点で落下す
る。この時、つぎのプローブの本体の先端は、ストッパ
ー60の上には到達してしないので、ストッパー60を
突出させる。さらに、つぎのプローブの本体の先端が、
ストッパー60に突き当たるまで、後端のプローブを押
して位置合わせをする。また、操作者がピンセットで先
端のプローブを上部方向に取り出して交換することもで
きる。この時には、ストッパー60を底面プレート5の
内部に格納する必要はない。このようにストッパー60
を設ける場合は、予め位置関係を計算してプローブ49
およびプローブホルダ44を設計し、作製する。
の先端に、ストッパー60を設けることができる。スト
ッパー60を設けた場合、ストッパー60につき当たる
までプローブを押し続ければ、自動的に変位検出計のレ
ーザービームと位置合わせをすることができる。この場
合、底面プレート5には、ストッパー60を内部に格納
するための格納部と、操作者の指示によりストッパー6
0を底面プレート5上に突出させたり、内部に格納させ
たりする駆動部とを配置する。プローブ49の交換時に
は、ストッパー60を底面プレート5の内部に格納し、
後端のプローブを押すことにより先端のプローブを落下
させる。先端のプローブは、重心が底面プレートの先端
からとび出した時点、すなわち本体の半分よりやや先端
側よりにある重心が、先端から飛び出した時点で落下す
る。この時、つぎのプローブの本体の先端は、ストッパ
ー60の上には到達してしないので、ストッパー60を
突出させる。さらに、つぎのプローブの本体の先端が、
ストッパー60に突き当たるまで、後端のプローブを押
して位置合わせをする。また、操作者がピンセットで先
端のプローブを上部方向に取り出して交換することもで
きる。この時には、ストッパー60を底面プレート5の
内部に格納する必要はない。このようにストッパー60
を設ける場合は、予め位置関係を計算してプローブ49
およびプローブホルダ44を設計し、作製する。
【0023】また、本実施例では、プローブ49をプロ
ーブホルダに固定するために板バネを用いたが、これに
限られるものではなく真空チャック等で固定することも
もちろん可能である。さらに、本実施例では、プローブ
本体3のカンチレバー部2と対向する辺に凹部20を設
けて、隣接するプローブのカンチレバー部2を凹部20
におさめ、カンチレバー部2を保護したが、図5に示す
ように、カンチレバー部2をプローブ自らの凹部200
に延設してカンチレバー部2を保護することもできる。
この場合、図5のように、カンチレバー部を下方に屈曲
させると観察を行いやすい。また、この場合プローブホ
ルダ44の保護溝9の深さ9bは、カンチレバー部2の
屈曲を考慮して深くする。
ーブホルダに固定するために板バネを用いたが、これに
限られるものではなく真空チャック等で固定することも
もちろん可能である。さらに、本実施例では、プローブ
本体3のカンチレバー部2と対向する辺に凹部20を設
けて、隣接するプローブのカンチレバー部2を凹部20
におさめ、カンチレバー部2を保護したが、図5に示す
ように、カンチレバー部2をプローブ自らの凹部200
に延設してカンチレバー部2を保護することもできる。
この場合、図5のように、カンチレバー部を下方に屈曲
させると観察を行いやすい。また、この場合プローブホ
ルダ44の保護溝9の深さ9bは、カンチレバー部2の
屈曲を考慮して深くする。
【0024】また、プローブとプローブホルダが接触す
る部分には、テフロン等の摩擦係数の小さい素材の薄膜
でコーティングすることもできる。この場合プローブと
プローブホルダの摩擦が減少し、プローブの滑りがよく
なる。
る部分には、テフロン等の摩擦係数の小さい素材の薄膜
でコーティングすることもできる。この場合プローブと
プローブホルダの摩擦が減少し、プローブの滑りがよく
なる。
【0025】以上のように本発明を用いることにより、
操作性の高いプローブおよびプローブホルダが提供され
るので、効率良くプローブを交換することができる。
操作性の高いプローブおよびプローブホルダが提供され
るので、効率良くプローブを交換することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明を用いることによ
り、プローブの交換を短時間で容易に行うことができる
操作性の良いプローブとプローブホルダを備えた走査型
顕微鏡を提供することができる。
り、プローブの交換を短時間で容易に行うことができる
操作性の良いプローブとプローブホルダを備えた走査型
顕微鏡を提供することができる。
【0027】さらに、本発明では、複数のプローブを一
度にプローブホルダにセットすることができる。これら
のプローブは、一方向にのみ移動可能であるが、他方向
には拘束されているので容易に位置合わせを行うことが
できる。
度にプローブホルダにセットすることができる。これら
のプローブは、一方向にのみ移動可能であるが、他方向
には拘束されているので容易に位置合わせを行うことが
できる。
【図1】本発明のプローブの一例の斜視図。
【図2】図1のプローブを直列に並べた状態をしめす下
面図。
面図。
【図3】本発明のプローブホルダの一例を示す斜視図。
【図4】本発明のプローブおよびプローブホルダを取り
付けた原子間力顕微鏡の構成を示す説明図。
付けた原子間力顕微鏡の構成を示す説明図。
【図5】本発明のプローブの別の例を示す下面図と側面
図。
図。
【図6】ストッパーを取り付けた場合のプローブホルダ
の斜視図。
の斜視図。
1…探針、2…カンチレバー部、3…プローブ本体、4
…案内溝、5…底面プレート、6…側面プレート、7…
板バネ、8…レール、9…探針保護溝、41…原子間力
顕微鏡ベース、42…プローブ粗移動ステージ、43…
変位検出計、44…プローブホルダ、45…試料粗移動
ステージ、46…XYZステージ、47…試料、48…
収納ボックス、49…プローブ、60…ストッパー。
…案内溝、5…底面プレート、6…側面プレート、7…
板バネ、8…レール、9…探針保護溝、41…原子間力
顕微鏡ベース、42…プローブ粗移動ステージ、43…
変位検出計、44…プローブホルダ、45…試料粗移動
ステージ、46…XYZステージ、47…試料、48…
収納ボックス、49…プローブ、60…ストッパー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 隆 東京都品川区西大井1丁目6番3号 株式 会社ニコン大井製作所内
Claims (6)
- 【請求項1】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する
1以上のプローブと、前記プローブを保持するためのプ
ローブホルダとの組み合わせにおいて、 前記プローブホルダは、前記プローブを一方向にのみ可
動にする案内部を有することを特徴とするプローブとプ
ローブホルダとの組み合わせ。 - 【請求項2】請求項1において、前記プローブは前記案
内部に嵌合する嵌合部を有することを特徴とするプロー
ブとプローブホルダとの組み合わせ。 - 【請求項3】請求項1において、前記1以上のプローブ
は、隣接するプローブのカンチレバー部に接触すること
なく、隣接するプローブと接触するための凹部を有する
ことを特徴とするプローブとプローブホルダとの組み合
わせ。 - 【請求項4】可撓性のカンチレバー部と探針を有し、プ
ローブホルダによって保持されるプローブにおいて、 前記プローブホルダと嵌合するための案内部と、隣接す
るプローブのカンチレバー部に接触することなく隣接す
るプローブに接触するための凹部を有することを特徴と
するプローブ。 - 【請求項5】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する
1以上のプローブを保持するためのプローブホルダにお
いて、 前記プローブと嵌合するための案内部を有し、前記プロ
ーブを一方向のみに可動にすることを特徴とするプロー
ブホルダ。 - 【請求項6】可撓性のカンチレバー部と探針とを有する
1以上のプローブと、前記プローブを保持するためのプ
ローブホルダとを有する走査型顕微鏡において、 前記プローブホルダは、前記プローブを一方向にのみ可
動にする案内部を有し、前記プローブは前記案内部に嵌
合する嵌合部を有することを特徴とする走査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3295939A JPH05133738A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | プローブ、プローブホルダ、プローブとプローブホルダとの組み合わせおよび走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3295939A JPH05133738A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | プローブ、プローブホルダ、プローブとプローブホルダとの組み合わせおよび走査型顕微鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05133738A true JPH05133738A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17827072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3295939A Pending JPH05133738A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | プローブ、プローブホルダ、プローブとプローブホルダとの組み合わせおよび走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05133738A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1860424A1 (de) | 2006-05-26 | 2007-11-28 | Nano World AG | Selbstausrichtende Abtastsonden für Rastersondenmikroskop |
KR20150087967A (ko) * | 2014-01-23 | 2015-07-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 프로브 핀 고정 블록을 포함하는 회로 기판 검사 장치 및 회로 기판 검사 장치의 프로브 핀 교체 방법 |
WO2019053153A1 (de) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | Anton Paar Gmbh | Handhabungsvorrichtung zum handhaben einer messsonde |
WO2019215176A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Anton Paar Gmbh | Aufbewahrungsvorrichtung für rastermikroskop-messsonde |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP3295939A patent/JPH05133738A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1860424A1 (de) | 2006-05-26 | 2007-11-28 | Nano World AG | Selbstausrichtende Abtastsonden für Rastersondenmikroskop |
KR20150087967A (ko) * | 2014-01-23 | 2015-07-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 프로브 핀 고정 블록을 포함하는 회로 기판 검사 장치 및 회로 기판 검사 장치의 프로브 핀 교체 방법 |
WO2019053153A1 (de) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | Anton Paar Gmbh | Handhabungsvorrichtung zum handhaben einer messsonde |
CN111133319A (zh) * | 2017-09-13 | 2020-05-08 | 安东帕有限责任公司 | 用于操作测量探针的操作设备 |
US11022786B2 (en) | 2017-09-13 | 2021-06-01 | Anton Paar Gmbh | Handling device for handling a measuring probe |
WO2019215176A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Anton Paar Gmbh | Aufbewahrungsvorrichtung für rastermikroskop-messsonde |
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