JP2000171472A - 走査型プローブ顕微鏡及びプローブホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査型プローブ顕微鏡において、プローブの
交換を手動によらず自動で行う。 【解決手段】 プローブホルダ３に対する直線方向の相
対的な移動によってプローブホルダ３の着脱を行うヘッ
ド側着脱機構を備えるヘッド２と、ヘッド２とプローブ
ホルダ３との間で少なくとも直線方向に相対的な移動を
行う移動機構１２，１３とを備えた構成によって走査型
プローブ顕微鏡を構成し、走査型プローブ顕微鏡が備え
るヘッド及びステージの移動機構をそのまま利用してヘ
ッド２及びステージ７を相対的に移動させ、この移動に
基づいて、直線的な横方向（Ｘ，Ｙ方向）あるいは縦方
向（Ｚ方向）の相対移動によって、ヘッド２とプローブ
ホルダ３との着脱を行い、プローブ５の自動交換を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡に関し、試料表面における定点観察を多点で行う表
面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属，半導体，セラミック，樹脂等の工
業材料の表面観察やあらさの測定、液晶，高分子，蒸着
膜などの薄膜の観察等のために表面検査が行われる。特
に、精密工業の分野では、液晶基板，ハードディスク，
ＣＤ，ＤＶＤ，Ｓｉウエハー（ＣＭＰ），電子素子，ガ
ラス基板，ＭＲヘッド，マスクブランクス等の生産ライ
ンにおいて、試料表面を迅速に検査することが求められ
ている。

【０００３】試料の微細な表面形状を検査する装置とし
て、プローブと試料表面間に働く原子間力を測定する原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や、プローブと試料表面との間
に流れるトンネル電流を用いる走査型トンネル顕微鏡
（ＳＴＭ）等の走査型プローブ顕微鏡を用いた装置が知
られている。

【０００４】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、探針及び探
針を支持するカンチレバーと、このカンチレバーの曲が
りを検出する変位検出系とを備え、探針と試料との間の
原子間力（引力または斥力）を検出し、この原子間力が
一定となるように制御することによって、試料表面の形
状を観察するものであり、生物，有機分子，絶縁物等の
非導電物質の観察を行うことができる。また、走査型ト
ンネル顕微鏡（ＳＴＭ）は、探針を試料表面に近づけて
探針または試料を３次元方向に移動可能とし、探針と試
料表面との間に流れるトンネル電流が一定となるように
試料表面と探針との間をサブナノメータで制御すること
によって、原子レベルの分解能で３次元形状を測定し、
物質表面の原子配列の観察や、物質表面の表面形状の観
察を行う。

【０００５】走査型プローブ顕微鏡では、装置側のヘッ
ドに対してプローブを着脱自在とし、プローブの定期的
な交換や、消耗による交換や、異なる特性のプローブへ
の交換が可能な構成を採用している。従来、プローブの
ヘッドに装着するには、プローブを取り付けたプローブ
ホルダを手動によってヘッドに取り付けることによって
行っている。図９，１０はプローブのヘッドへの装着を
説明するための概略図である。図９に示す装着例では、
ヘッド１０２Ａに装着用の溝１０１を設け、この溝１０
１内にプローブ１０５Ａが取り付けられたプローブホル
ダ１０３Ａを、操作桿１０６を用いて差し込むことによ
って取り付けている。

【０００６】また、図１０に示す装着例では、プローブ
１０５Ｂが取り付けられたプローブホルダ１０３Ｂを、
取り付け具１０４とヘッド１０２Ｂとの間に把持させる
ことによって取り付けている。上記取り付けでは、操作
桿１０６や取り付け具１０４を人手によって操作するこ
とによって行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、プローブの交換
は上記したように手動で行っているため、人手による操
作を必要とすると共に交換に時間を要するという問題が
ある。また、通常、プローブは微小であり、かつ外部に
露出した構成であるため、プローブの交換時において誤
ってプローブを破損するおそれがあるという問題もあ
る。

【０００８】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、プローブの交換を手動によらず自動で行うこと
ができる走査型プローブ顕微鏡及びプローブホルダを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本出願の発明は、ヘッド
に対するプローブホルダの着脱を、プローブホルダとヘ
ッドとの間の直線方向の相対的な移動によって行うもの
であり、プローブとヘッドとの直線方向の相対的な移動
は手動を要さないため、プローブの自動交換が可能とな
る。

【００１０】本出願の第１の発明は走査型プローブ顕微
鏡であり、プローブホルダに対する直線方向の相対的な
移動によってプローブホルダの着脱を行うヘッド側着脱
機構を備えるヘッドと、ヘッドとプローブホルダとの間
で少なくとも直線方向に相対的な移動を行う移動機構と
を備えた構成とする。

【００１１】プローブホルダはプローブを保持するもの
である。プローブはプローブホルダに取り付けられた状
態で、走査型プローブ顕微鏡が備えるヘッドに対する着
脱が行われる。ヘッドが備えるヘッド側着脱機構はプロ
ーブホルダの着脱を行う機構であり、プローブホルダと
間の直線方向の相対的な移動によってプローブホルダの
着脱を行う。ヘッドにプローブホルダを装着する場合に
は、ヘッドとプローブホルダとが互いに接近する方向に
直線方向で相対移動させ、所定位置で保持する。また、
ヘッドからプローブホルダを脱着させる場合には、ヘッ
ドとプローブホルダとが互いに分離する方向に直線方向
で相対移動させる。

【００１２】ヘッド側着脱機構の第１の構成は、プロー
ブホルダ側の突起部分を挿入する凹部とプローブホルダ
を保持する保持部とを備える。突起部分の軸方向と凹部
の軸方向とを合わせ、該軸方向とヘッドとプローブホル
ダ移動方向とを合わせて移動させることによって、突起
部分を凹部内に挿入することができる。保持部は、凹部
内に設けたばね材等の保持部材で構成することができ、
突起部分を凹部内に挿入することによって同時に保持を
行うことができる。また、突起部分及び保持部材に電気
的接点を設けることによって、プローブホルダの装着と
同時にプローブとの電気的接続を行うことができる。

【００１３】ヘッド側着脱機構の第２の構成は、プロー
ブホルダとの間で磁気的な接合を行う接合部を備える。
接合部は、ヘッドとプローブホルダとを相対的な接近に
よって装着させ、相対的分離によって脱着させることが
できる。また、接合部はプローブホルダを保持する機能
も同時に備える。また、第２の構成においても、接合部
分に電気的接点を設けることによって、プローブホルダ
の装着と同時にプローブとの電気的接続を行うことがで
きる。

【００１４】ヘッド側着脱機構において、電気的接点を
用いることによって、プローブホルダの着脱状態の判定
を行うことができる。プローブホルダはヘッドに装着さ
れた状態ではプローブと電気的に接続され、ヘッドから
脱着された状態ではプローブとの電気的に切断されてい
る。接続あるいは切断は、ヘッド側から見たプローブ側
の電気抵抗を測定することによって判定することができ
る。

【００１５】また、走査型プローブ顕微鏡は、ヘッド及
び又はステージを移動する移動機構を備え、この移動機
構による移動を、プローブとヘッドとの直線方向の相対
的な移動に用いることができる。移動機構は、Ｘ，Ｙ方
向の横方向，及びＺ方向の縦方向に移動することがで
き、ヘッド側着脱機構は着脱方向を横方向あるいは縦方
向とすることができる。

【００１６】また、走査型プローブ顕微鏡は、ステージ
とステージとの直線方向の相対的な移動によって、ステ
ージに対してプローブホルダの着脱を行うステージ側着
脱機構を備える構成とすることができる。ステージ側着
脱機構は、交換用のプローブを有したプローブホルダを
保持する部分、及び使用済みのプローブを有したプロー
ブホルダを脱着する部分を備え、使用済みのプローブを
有したプローブホルダをヘッドから取り外し、交換用の
プローブを有したプローブホルダを装着する。

【００１７】ステージ側着脱機構は、ステージとプロー
ブホルダとの間の直線方向の相対的な移動によってプロ
ーブホルダの着脱を行う。プローブホルダをヘッドに取
り外す場合には、プローブホルダをステージ側着脱機構
に接近させて保持させた後、プローブホルダをステージ
側着脱機構から離し、プローブホルダをステージ側に移
動させる。プローブホルダを取り外した後にプローブホ
ルダをヘッドに取り付ける場合には、ヘッドをステージ
側着脱機構に接近させることによって交換用のプローブ
ホルダを保持させ、プローブホルダをヘッド側に移動さ
せる。

【００１８】ステージ側着脱機構は、使用済みのプロー
ブをヘッドから取り外す機構として、プローブホルダと
係合する係合部材を備えることができる。

【００１９】本発明の走査型プローブ顕微鏡は、直線方
向の相対的な移動によってプローブホルダの着脱を行う
ため、着脱機構は単純な構成とすることができる。本出
願の第２の発明はプローブホルダであり、走査型プロー
ブ顕微鏡のヘッド側着脱機構に対する直線方向の相対的
な移動によって、ヘッドに対する着脱を行う第１のプロ
ーブホルダ側着脱機構と、走査型プローブ顕微鏡のステ
ージ側着脱機構に対する直線方向の相対的な移動によっ
て、ステージに対する着脱を行う第２のプローブホルダ
側着脱機構とを備えた構成とする。

【００２０】第１のプローブホルダ側着脱機構は、ヘッ
ドに対してプローブホルダを着脱する機構である。第１
のプローブホルダ側着脱機構の第１の構成例は、ピン等
の突起部分で形成することができる。突起部分をプロー
ブホルダ側の凹部に対して直線方向に相対的に移動させ
ることによって着脱を行う。また、突起部分あるいはヘ
ッドと接触する部分に電気的接点を設けることによっ
て、装着と同時にヘッドと電気的接続を行うことができ
る。

【００２１】第２の構成例は、ヘッドとの間で磁気的な
接合を行う接合部で形成することができる。接合部をヘ
ッド側に設けた磁気的接合部に対して直線方向に相対的
に移動させることによって着脱を行う。また、第１の構
成と同様に電気的接点を設けることによって、装着と同
時にヘッドと電気的接続を行うことができる。

【００２２】第１，２の構成例の電気的接続は、プロー
ブとの信号授受及び着脱確認として用いることができ
る。第２のプローブホルダ側着脱機構は、ステージに対
してプローブホルダを着脱する機構であり、使用済みの
プローブホルダをステージ側に移動させる機構及び交換
用のプローブホルダをステージ側から移動させる機構を
備える。着脱機構の一構成例は肩部等で形成する係止部
とすることができ、係止部をステージ側の係止部と係合
させることによって脱着を行う。また、着脱機構の他の
構成例は磁気的な結合部とすることができ、ステージ側
に設けた磁気的結合部と結合させることによって脱着を
行う。

【００２３】また、第１のプローブホルダ側着脱機構と
同様に電気的接点を設け、電気的接続によってプローブ
との信号授受及び着脱確認として用いることができる。
本出願の走査型プローブ顕微鏡及びプローブホルダによ
れば、プローブの着脱をヘッド側とプローブホルダ側と
を直線方向で相対的に移動させることで行えるため、プ
ローブ交換を手動によらず自動で行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１，２は本発明の走査
型プローブ顕微鏡の第１の構成例の概略構成図及び動作
説明図である。第１の構成例は、プローブ交換をヘッド
とプローブホルダの縦方向（Ｚ方向）の相対移動を利用
して行う例である。

【００２５】図１において、走査型プローブ顕微鏡１
は、ヘッド２とステージ７、ヘッドとステージとを相対
的に移動させる移動機構及び制御機構を備える。ヘッド
２にはプローブホルダ３を介してプローブ５が取り付け
られ、試料Ｓ上を走査して測定を行う。ステージ７は試
料Ｓを支持する。ヘッド２及びステージ７はそれぞれＸ
ＹＺ方向に移動可能とする移動機構を備えることがで
き、両移動機構によって相対的な位置を変更し、試料Ｓ
の走査を行うことができる。移動機構の一例としては、
ヘッド２側に圧電素子を用いた微動機構を設け、ステー
ジ７側に粗動機構を設けることができる。

【００２６】移動機構を制御する制御機構はヘッド制御
部１２及びステージ制御部１３を備える。ヘッド制御部
１２はヘッド２の移動制御、及びプローブによる測定制
御を行う。ステージ制御部１３はステージ７の移動制御
を行う。ヘッド制御部１２及びステージ制御部１３は、
走査型プローブ顕微鏡１全体の制御を行う制御部１１に
よって制御され、プローブ５と試料Ｓとの相対的な位置
制御が行われる。

【００２７】測定部１４は、プローブ５で測定された測
定信号、及びヘッド２とステージ７の移動信号を入力
し、試料Ｓの三次元データを形成する。プローブ５はプ
ローブホルダ３に取り付けられた状態で、ヘッド２及び
ステージ７に対して着脱を行い、プローブ５の交換を行
う。

【００２８】ステージ７上には、交換用プローブホルダ
保持部７１と使用済みプローブホルダ保持部７２とを備
える。交換用プローブホルダ保持部７１は、交換用のプ
ローブを取り付けたプローブホルダを配置する部分であ
り、使用済みプローブホルダ保持部７２は、使用済みの
プローブをプローブホルダに取り付けたままヘッドから
取り外して保持する部分である。使用済みプローブホル
ダ保持部７２は、ヘッド２側からプローブホルダ３を取
り外すためのホルダ係止部７３を備える。

【００２９】ヘッド２を交換用プローブホルダ保持部７
１及び使用済みプローブホルダ保持部７２に対して位置
合わせを行うには、前記した移動機構によってヘッドと
ステージとの相対的位置を調節することによって行うこ
とができる。なお、交換用プローブホルダ保持部７１及
び使用済みプローブホルダ保持部７２は、必ずしもステ
ージ７に配置する必要はなく、走査型プローブ顕微鏡１
側のベース部分に設けることもできる。

【００３０】図２は、３ａ〜３ｅの５個のプローブホル
ダを交換可能とし、１個のプローブホルダが交換された
状態を示している。使用済みプローブホルダ保持部７２
には、交換されたプローブ３ａが保持され、ヘッド２に
は交換用プローブホルダ保持部７１から取り出したプロ
ーブホルダ３ｂが装着されている。交換用プローブホル
ダ保持部７１の保持箇所７１ｃ〜７１ｅには、交換用の
プローブホルダ３ｃ〜３ｅが配置されている。なお、保
持箇所７１ａ，７１ｂには、交換前にプローブホルダ３
ａ，３ｂが保持されており、使用済みプローブホルダ保
持部７２の保持箇所７２ｂ〜７１ｅには、交換後にプロ
ーブホルダが保持される。

【００３１】プローブホルダの交換は、ヘッド２と試料
Ｓとの相対的な移動によって行うことができ、該相対的
移動はヘッド２あるいは試料Ｓの移動、あるいはヘッド
２と試料Ｓとの移動によって行うことができる。次に、
プローブホルダの着脱機構及び着脱動作について図３，
４を用いて説明する。図３に示すプローブホルダ３Ａは
着脱機構の第１の構成例である。プローブホルダ３Ａは
保持部本体４Ａとピン６Ａとを備える。保持部本体４Ａ
はプローブ５を保持し、一部に係止部を備える。係止部
は、プローブホルダ３Ａをヘッド２Ａから取り外して使
用済みプローブホルダ保持部７２側に脱着させるための
構成であり、保持部本体４Ａの肩部４１によって形成す
ることができる。

【００３２】プローブＡ５は、プローブホルダ３Ａに対
して着脱可能とすることも、あるいは固定とすることも
できる。ピン６Ａはプローブホルダ３Ａから突出して形
成される。ヘッド２Ａは、内部にばね部材等で形成され
るピン保持部２２Ａを設けた凹部からなるピン収納部２
１Ａを備える。ヘッド２Ａとプローブホルダ３Ａを相対
的移動によって接近させ、ピン６Ａをヘッド２Ａのピン
収納部２１Ａ内に挿入し、該ピン６Ａをピン保持部２２
Ａで保持することによって、プローブホルダ３Ａをヘッ
ド２Ａに装着することができる。図３（ａ）は挿入前の
状態を示し、図３（ｂ）は挿入後の状態を示している。
なお、ピン保持部２２Ａは、ピン６Ａの抜き差しに支障
がなくかつ保持可能な保持力を有する構成とする。

【００３３】ここで、プローブ５Ａとピン６Ａとを電気
接続し、ピン保持部２２Ａを電気接点を兼ねる構成とす
ると、プローブホルダ３Ａとヘッド２Ａとの装着と同時
にプローブ５Ａの電気的接続を行うことができる。

【００３４】図４の動作図は、使用済みプローブホルダ
の脱着から交換用プローブホルダの装着までの動作を示
している。はじめに、ヘッド２Ａを使用済みプローブホ
ルダ保持部７２上に位置を合わせた後、ヘッド２Ａをホ
ルダ係止部７３Ａに向けて移動させる（図４（ａ））。
ヘッド２Ａの移動によって、プローブホルダ３Ａの係止
部４１をホルダ係止部７３Ａとを係合させる（図４
（ａ））。係合の後、ヘッド２Ａを逆方向に移動させ
る。肩部４１とホルダ係止部７３Ａとは係合しているた
め、プローブホルダ３Ａのピン６Ａはヘッド２Ａのピン
収納部２１Ａから抜け、プローブホルダ３Ａはヘッド２
Ａから脱着する。脱着の確認は、ヘッド２Ａで検出され
るプローブからの信号により行うことができる。たとえ
ば、プローブホルダの脱着によってプローブ側の電気抵
抗が大きくなることを検出することによって行うことが
できる。これによって、使用済みのプローブホルダ３Ａ
は使用済みプローブホルダ保持部７２側に移動する（図
４（ｃ））。

【００３５】プローブホルダを有しないヘッド２Ａとス
テージとの相対移動によって（図４（ｃ））、ヘッド２
Ａを交換用プローブホルダ上に位置を合わせた後（図４
（ｄ））、ヘッド２Ａを交換用プローブホルダに向けて
移動させる。ヘッド２Ａの移動によって、交換用プロー
ブホルダのピンをヘッド２Ａのピン収納部２１Ａ内に挿
入する。装着の確認は、ヘッド２Ａで検出されるプロー
ブからの信号により行うことができる。たとえば、プロ
ーブホルダの装着によってプローブ側の電気抵抗が小さ
くなることを検出することによって行うことができる。
これによって、ヘッド２Ａに交換用プローブホルダを装
着することができる（図４（ｅ））。

【００３６】上記着脱動作は、ヘッド及びステージの移
動に基づく、直線的な縦方向（Ｚ方向）の相対移動によ
って行うことができ、走査型プローブ顕微鏡が備えるヘ
ッド及びステージの移動機構をそのまま利用して行うこ
とができる。図５，６は本発明の走査型プローブ顕微鏡
の第２の構成例の概略構成図及び動作説明図である。第
２の構成例は、プローブ交換をヘッドとプローブホルダ
の横方向（Ｘ，Ｙ向）の相対移動を利用して行う例であ
る。

【００３７】第２の構成例は、ヘッド２Ｂとプローブホ
ルダ３Ｂの構成、及びステージ７側に設けた交換用プロ
ーブホルダ保持部７１とプローブホルダ保持部７２の構
成のほかは、第１の構成とほぼ同じである。以下、第１
の構成と相違する部分について説明する。交換用プロー
ブホルダ保持部７１とプローブホルダ保持部７２は、ヘ
ッド２Ｂとステージ７との横方向（Ｘ，Ｙ方向）の相対
移動に対してプローブホルダ３Ｂを保持するよう構成す
る。

【００３８】また、プローブホルダ３Ｂは、ヘッド２Ｂ
に対して横方向（Ｘ，Ｙ方向）の相対移動によって着脱
を行う構成である。図６の構成図において、プローブホ
ルダ３Ｂの保持部本体４Ｂにはプローブ５Ｂが取り付け
られると共に、横方向（Ｘ，Ｙ方向）にピン６Ｂが突出
して形成される。一方、ヘッド２Ｂには、内部にばね部
材等で形成されるピン保持部２２Ｂを設けた凹部からな
るピン収納部２１Ｂを横方向（Ｘ，Ｙ方向）に備える。
この構成によって、ヘッド２Ｂとプローブホルダ３Ｂと
の横方向（Ｘ，Ｙ方向）の直線方向の相対移動によって
着脱を行うことができる。なお、ピン保持部２２Ｂは、
ピン６Ｂの抜き差しに支障がなくかつ横方向滑りを止め
て保持可能とする保持力を有する構成とする。図６
（ａ）は挿入前の状態を示し、図６（ｂ）は挿入後の状
態を示している。

【００３９】第２の構成例による着脱動作においても、
ヘッド及びステージの移動に基づく、直線的な横方向
（Ｘ，Ｙ方向）の相対移動によって行うことができ、走
査型プローブ顕微鏡が備えるヘッド及びステージの移動
機構をそのまま利用して行うことができる。

【００４０】次に、ヘッド及びプローブホルダの第３の
構成例及び動作について図７，８を用いて説明する。図
７において、ヘッド２Ｃ及びプローブホルダ３Ｃは対向
する位置に磁気的な結合を行う結合部９ａ，９ｂを設置
し、磁気力によってヘッド２Ｃとプローブホルダ３Ｃの
結合を行う。結合部９ａ，９ｂは、両方を磁石材とした
り、一方を磁石材とし他方を磁性材とすることができ
る。また、ヘッド２Ｃ及びプローブホルダ３Ｃの対向す
る位置に電気的接点８ａ，８ｂを設け、プローブ５Ｃと
の電気接続を行うことができる。プローブホルダ３Ｃ
は、さらに磁気的な結合を行う結合部９ｃを備え、ホル
ダ係止部７３Ｃ側に設けた結合部９ｃとの結合によって
ステージ側との接合を行う。なお、結合部９ｃと結合部
９ｄとの間の結合力は、結合部９ａと結合部９ｂとの間
の結合力よりも強いものとする。

【００４１】図８の動作図は、使用済みプローブホルダ
の脱着から交換用プローブホルダの装着までの動作を示
している。はじめに、ヘッド２Ｃを使用済みプローブホ
ルダ係止部７３Ｃ上に位置を合わせた後、ヘッド２Ｃを
ホルダ係止部７３Ｃに向けて移動させる（図８
（ａ））。ヘッド２Ｃの移動によって、プローブホルダ
３Ｃの結合部９ｃをホルダ係止部７３Ｃの結合部９ｄと
結合させる（図８（ａ））。結合の後、ヘッド２Ｃを逆
方向に移動させる。

【００４２】結合部９ｃと結合部９ｄとの間の結合力
は、結合部９ａと結合部９ｂとの間の結合力よりも強く
設定してあるため、プローブホルダ３Ｃのピンはヘッド
２Ｃのピン収納部から抜け、プローブホルダ３Ｃはヘッ
ド２Ｃから脱着する。これによって、使用済みのプロー
ブホルダ３Ｃは使用済みプローブホルダ保持部７２側に
移動する（図８（ｃ））。

【００４３】プローブホルダを有しないヘッド２Ｃとス
テージとの相対移動によって（図８（ｃ））、ヘッド２
Ｃを交換用プローブホルダ上に位置を合わせた後（図８
（ｄ））、ヘッド２Ｃを交換用プローブホルダに向けて
移動させる。ヘッド２Ｃの移動して、ヘッド２Ｃ側の結
合部９ａと交換用プローブホルダの結合部９ｂとを結合
させる。これによって、ヘッド２Ｃに交換用プローブホ
ルダを装着することができる（図８（ｅ））。

【００４４】上記着脱動作は、ヘッド及びステージの移
動に基づく、直線的な縦方向（Ｚ方向）の相対移動によ
って行うことができ、走査型プローブ顕微鏡が備えるヘ
ッド及びステージの移動機構をそのまま利用して行うこ
とができる。

【００４５】本発明の各構成例によれば、走査型プロー
ブ顕微鏡が備えるヘッド及びステージの移動機構をその
まま利用してヘッド及びステージを相対的に移動させ、
この移動に基づいて、直線的な横方向（Ｘ，Ｙ方向）あ
るいは縦方向（Ｚ方向）の相対移動によって、プローブ
交換を自動で行うことができる。

【００４６】前記した各構成例において、プローブホル
ダ保持部７１，７２はステージ７に対して着脱可能とす
ることができ、空となった交換用プローブホルダ保持部
７１を交換用のプローブを備えた交換用プローブホルダ
保持部７１と保持部ごと交換したり、使用済みのプロー
ブで一杯となった使用済みプローブホルダ保持部７２を
空の使用済みプローブホルダ保持部７２と保持部ごと交
換することができる。このプローブホルダ保持部７１，
７２の交換において、交換用のプローブを備えた交換用
プローブホルダ保持部７１及び空の使用済みプローブホ
ルダ保持部７２とを図示しない保持部ホルダに複数用意
しておくことによって、この保持部ホルダー上のプロー
ブホルダ保持部７１，７２とステージ上のプローブホル
ダ保持部７１，７２との自動交換を行うことができ、生
産ライン等の装置を停止させることなく保持部の交換を
行うことができる。

【００４７】また、クリーンルームを備えた生産ライン
において、交換用のプローブを備えた交換用プローブホ
ルダ保持部７１及び空の使用済みプローブホルダ保持部
７２と備えた保持部ホルダをクリーンルーム外に設置す
ることによって、装置を停止することなくプローブホル
ダ保持部の交換を行うことができ、また、クリーンルー
ムの清浄度の低下を防止することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の走査型プ
ローブ顕微鏡によれば、プローブの交換を手動によらず
自動で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査型プローブ顕微鏡の第１の構成例
の概略構成図である。

【図２】本発明の走査型プローブ顕微鏡の第１の構成例
の動作説明図である。

【図３】本発明のプローブホルダの着脱機構を説明する
図である。

【図４】本発明のプローブホルダの着脱動作を説明する
図である。

【図５】本発明の走査型プローブ顕微鏡の第２の構成例
の概略構成図である。

【図６】本発明の走査型プローブ顕微鏡の第２の構成例
の動作説明図である。

【図７】本発明のヘッド及びプローブホルダの第２の構
成例の概略構成図である。

【図８】本発明のヘッド及びプローブホルダの第２の構
成例の動作図である。

【図９】従来のプローブのヘッドへの装着を説明するた
めの概略図である。

【図１０】従来のプローブのヘッドへの装着を説明する
ための概略図である。

【符号の説明】

１…走査型プローブ顕微鏡、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…ヘ
ッド、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３ａ〜３ｅ…プローブホ
ルダ、４…保持部、４Ａ…保持部本体、５…プローブ、
７…ステージ、８ａ，８ｂ…接点、９ａ〜９ｃ…結合
部、１１…制御部、１２…ヘッド制御部、１３…ステー
ジ制御部、１４…測定部、２１Ａ…ピン収納部、２２Ａ
…ピン保持部、４１…肩部、７１…交換用プローブホル
ダ保持部、７２…使用済みプローブホルダ保持部、７
３，７３Ａ，７３Ｃ…ホルダ係止部、Ｓ…試料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼田 宏治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2F069 AA60 DD16 DD25 DD30 GG04 GG06 HH04 HH09 HH30 JJ14 LL10 MM04 RR05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブホルダに対する直線方向の相対
   的な移動によってプローブホルダの着脱を行うヘッド側
   着脱機構を備えるヘッドと、ヘッドとプローブホルダと
   の間で少なくとも直線方向に相対的な移動を行う移動機
   構と、を備える走査型プローブ顕微鏡。
2. 【請求項２】 走査型プローブ顕微鏡のヘッドに対する
   直線方向の相対的な移動によって、ヘッドに対する着脱
   を行う第１のプローブホルダ側着脱機構と、走査型プロ
   ーブ顕微鏡のステージに対する直線方向の相対的な移動
   によって、ステージに対する着脱を行う第２のプローブ
   ホルダ側着脱機構と、を備えるプローブホルダ。