JP2000241333A - Cantilever-scanning device - Google Patents

Cantilever-scanning device

Info

Publication number
JP2000241333A
JP2000241333A JP11044819A JP4481999A JP2000241333A JP 2000241333 A JP2000241333 A JP 2000241333A JP 11044819 A JP11044819 A JP 11044819A JP 4481999 A JP4481999 A JP 4481999A JP 2000241333 A JP2000241333 A JP 2000241333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cantilever
scanner
laser beam
piezoelectric
laser
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.)
Granted
Application number
JP11044819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3799187B2 (en
Inventor
Masaru Sekine
賢 関根
Masashi Iwatsuki
正志 岩槻
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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 Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP04481999A priority Critical patent/JP3799187B2/en
Publication of JP2000241333A publication Critical patent/JP2000241333A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3799187B2 publication Critical patent/JP3799187B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily adjust slippage between the observation position of a sample and the position of a cantilever by forming an observation window for observing the inside of a piezoelectric body scanner at a scanner-supporting member for supporting the base edge part of the piezoelectric body scanner. SOLUTION: The base edge part of a piezoelectric body scanner 21 is supported by a scanner-supporting member 24, and a cantilever 57a is supported at the tip part of the piezoelectric scanner 21. A laser beam application unit 37 applies a laser beam to a beam direction change member 43 from a specific direction, and the beam direction change member 43 directs the laser beam toward the cantilever 57a. A laser beam detector PD detects a laser beam that is reflected by the cantilever 57a. In the scanner support member 24, an observation window 25 for observing the inside of the piezoelectric body scanner 21 is formed from the base edge part side of the piezoelectric body scanner 21. Therefore, since the position of the cantilever 57a and that of a sample surface to be measured can be seen overlappingly, the observation position can be easily moved to the position of the cantilever 57a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、SPM(Scanning
Probe Microscope、走査型プローブ顕微鏡)に関し、
特に試料観察位置を正確に同定(観察位置に正確に視野
を定めること)できるSPMに関する。本発明を適用可
能なSPMとしては例えば次の装置がある。 (1)STM(Scanning Tunneling Microscope、走査
型トンネル顕微鏡) (2)AFM(Atomic Force Microscope、原子間力顕
微鏡) (3)UHV(ultra high vacuum)−STM(超高
真空走査型トンネル顕微鏡) (4)UHV(ultra high vacuum)−AFM(超高
真空原子間力顕微鏡) (5)SAP(走査型アトムプローブ装置)
[0001] The present invention relates to an SPM (Scanning).
Probe Microscope)
In particular, the present invention relates to an SPM that can accurately identify a sample observation position (determine a visual field accurately at the observation position). Examples of the SPM to which the present invention can be applied include the following devices. (1) Scanning Tunneling Microscope (STM) (2) AFM (Atomic Force Microscope) (3) UHV (ultra high vacuum) -STM (Ultra High Vacuum Scanning Tunnel Microscope) (4) ) UHV (ultra high vacuum) -AFM (ultra high vacuum atomic force microscope) (5) SAP (scanning atom probe device)

【0002】[0002]

【従来の技術】前記SPM(Scanning Probe Microscop
e、走査型プローブ顕微鏡)は、表面での原子・分子分解
能を持つ優れた表面観察技術であり、表面科学の発展に
大きく寄与してきている。また、原子1個1個を操作す
る機能など画期的な手法を使用できることも分かってき
た。しかし同時にSPMの持つ大きな欠点が問題になっ
てきた。SPMでは、走査方式としてピエゾ圧電素子を
使用した機械的走査が一般的である。そのため走査範囲
が狭くなることや、機械的固有振動数の制限により高速
に走査できない等の問題点がある。特にAFM(Atomic
Force Microscope、原子間力顕微鏡)では、レーザ光
をカンチレバーの背面に照射してその反射光の位置の変
化量をPD(Photo Detector、ホト検出器)で検出し、
画像化する光テコ方式を採用することが主流である。こ
のため、試料走査方式(試料を移動させて走査する方
式)が主流である。
2. Description of the Related Art The SPM (Scanning Probe Microscop)
e, scanning probe microscope) is an excellent surface observation technology with atomic and molecular resolution on the surface, and has greatly contributed to the development of surface science. It has also been found that innovative techniques such as the ability to manipulate individual atoms can be used. However, at the same time, a major drawback of SPM has become a problem. In SPM, mechanical scanning using a piezoelectric element is generally used as a scanning method. For this reason, there are problems that the scanning range is narrowed and that scanning cannot be performed at high speed due to the limitation of the mechanical natural frequency. Especially AFM (Atomic
In a Force Microscope (Atomic Force Microscope), laser light is applied to the back of the cantilever, and the change in the position of the reflected light is detected by a PD (Photo Detector, photo detector).
The mainstream is to use an optical lever system for imaging. For this reason, a sample scanning method (a method in which a sample is moved and scanned) is mainly used.

【0003】この方式では、スキャナーの先端に試料や
これに関係するステージ等の試料保持部材を搭載するた
め、試料保持部材先端部が大きく、重く、低剛性とな
る。このため、外部振動や慣性の影響を受け易くなり、
カンチレバーから試料までの固有振動数が低下し、高速
走査が不可能であった。このような欠点のため、試料を
破断しないまま、観察したい半導体の表面評価や比較的
大きな試料の表面を評価するときは大きな問題であっ
た。
In this method, since a sample and a sample holding member such as a stage related thereto are mounted on the tip of the scanner, the tip of the sample holding member is large, heavy, and low in rigidity. For this reason, it becomes susceptible to external vibration and inertia,
The natural frequency from the cantilever to the sample decreased, and high-speed scanning was impossible. Due to such drawbacks, when the surface of a semiconductor to be observed or the surface of a relatively large sample is evaluated without breaking the sample, this is a serious problem.

【0004】半導体分野を含め材料科学の分野では、デ
バイスの微細化や薄膜化が進み、さらにはデバイスに加
工する前のウエハーの表面処理も大幅に変わってきてお
り、表面形状に敏感なSPMの用途は益々重要になって
きている。現状のSPM、特にAFMでは、試料走査
(プローブでは無く試料を移動させる走査)が一般的で
あるが、大型の試料を観察する場合にはこの走査方式は
走査速度が極端に遅くなり、また、大型試料を小さな圧
電体に載せるのは物理的に困難であり、適当な方法では
ない。このような現状の下、市場的要求ではスループッ
ト向上のため高速な走査が要求されており、プローブ側
を走査するプローブ走査の要求が強まってきている。
[0004] In the field of material science including the semiconductor field, the miniaturization and thinning of devices have progressed, and the surface treatment of wafers before being processed into devices has also changed drastically. Applications are becoming increasingly important. In the current SPM, particularly AFM, sample scanning (scanning to move a sample instead of a probe) is common, but when observing a large sample, this scanning method has an extremely slow scanning speed. Mounting a large sample on a small piezoelectric body is physically difficult and is not an appropriate method. Under these circumstances, high-speed scanning is required in the market to improve throughput, and the demand for probe scanning for scanning the probe side is increasing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記要求に応じて、従
来各種プローブ走査の方式が考案されてきている。特
に、STM(Scanning Tunneling Microscope、走査型
トンネル顕微鏡)で採用されているプローブ走査方式が
前記問題点を解決する有効な方法である。しかしなが
ら、観察位置の同定についてはSPMは観察方式による
欠点がある。通常は斜め方向から観察するのが一般的で
あるが、この場合観察位置と実際のカンチレバー位置と
にずれが生じる。
In response to the demands, various types of probe scanning methods have been devised. In particular, a probe scanning method employed in an STM (Scanning Tunneling Microscope) is an effective method for solving the above problem. However, regarding the identification of the observation position, the SPM has a drawback due to the observation method. Usually, observation is performed from an oblique direction, but in this case, a deviation occurs between the observation position and the actual cantilever position.

【0006】本発明は、前述の事情に鑑み、次の記載内
容(O01)を課題とする。 (O01)試料の観察位置とカンチレバー位置とのずれを
容易に調整できるようにすること。
[0006] In view of the above circumstances, the present invention has the following content (O01). (O01) To be able to easily adjust the deviation between the observation position of the sample and the cantilever position.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。
Next, the present invention devised to solve the above-mentioned problems will be described. Elements of the present invention are used to facilitate correspondence with elements of the embodiments described later. , The reference numerals of the elements of the embodiment are enclosed in parentheses. The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the embodiments described below is to facilitate understanding of the present invention and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.

【0008】(本発明)前記課題を解決するために、本
発明のカンチレバー走査装置は次の要件(A01)〜(A
05)を備えたことを特徴とする、(A01)円筒状基端部
が支持され且つ先端部が自由端として構成された円筒状
の圧電体により構成され、前記円筒の軸に一致するZ軸
方向に伸縮可能、且つ前記Z軸に垂直で且つ互いに垂直
なX軸およびY軸方向に前記先端部が移動可能な圧電体
スキャナ(21)、(A02)前記圧電体スキャナ(2
1)の基端部を支持するとともに前記基端部側から前記
圧電体スキャナ(21)内部を観察可能な観察窓(2
5)が形成されたスキャナ支持部材(24)、(A03)
前記圧電体スキャナ(21)先端部に支持されたカンチ
レバー(57)、(A04)前記圧電体スキャナ(21)
先端部の前記カンチレバー(57)よりも基端側部分に
支持され且つ前記圧電体スキャナ(21)先端側から基
端側に入射する観察光を透過させるとともに所定方向か
ら入射したレーザビーム(B)を前記カンチレバー(5
7)に向かわせるビーム変向部材(43)と、前記ビー
ム変向部材(43)に前記所定方向からレーザビーム
(B)を入射させるレーザ光学系(42)とを有するレ
ーザビーム照射ユニット(37)、(A05)前記スキャ
ナ支持部材(24)と一体的に連結され、前記カンチレ
バー(57)で反射したレーザ光を検出するレーザ光検
出器(PD)。
(The present invention) In order to solve the above problems, the cantilever scanning device of the present invention has the following requirements (A01) to (A01)
(A01) a Z-axis that is constituted by a cylindrical piezoelectric body having a cylindrical base end supported and a distal end configured as a free end, and coinciding with the axis of the cylinder. Piezoelectric scanner (21), (A02) the piezoelectric scanner (2), which can be extended and contracted in the direction, and whose tip is movable in the X-axis and Y-axis directions perpendicular to the Z-axis and perpendicular to each other.
An observation window (2) that supports the base end of (1) and allows the inside of the piezoelectric scanner (21) to be viewed from the base end side.
Scanner support member (24) formed with 5), (A03)
The cantilever (57) supported at the tip of the piezoelectric scanner (21), (A04) The piezoelectric scanner (21)
A laser beam (B) supported at a portion of the distal end portion closer to the base end side than the cantilever (57) and transmitting observation light incident from the distal end side to the proximal end side of the piezoelectric scanner (21) and incident from a predetermined direction; To the cantilever (5
A laser beam irradiating unit (37) having a beam diverting member (43) for directing a laser beam (B) from the predetermined direction to the beam diverting member (43); (A05) A laser light detector (PD) integrally connected to the scanner support member (24) and detecting laser light reflected by the cantilever (57).

【0009】(本発明の作用)前記構成を備えた本発明
のカンチレバー走査装置では、圧電体スキャナ(21)
は、円筒状基端部が支持され且つ先端部が自由端として
構成された円筒状の圧電体により構成され、スキャナ支
持部材(24)により前記基端部が支持される。カンチ
レバー(57)は、前記圧電体スキャナ(21)先端部
に支持される。圧電体スキャナ(21)は、前記円筒の
軸に一致するZ軸方向に伸縮し、且つ前記Z軸に垂直で
且つ互いに垂直なX軸およびY軸方向に前記先端部が移
動する。レーザビーム照射ユニット(37)はレーザ光
学系(42)と、前記圧電体スキャナ(21)先端部の
前記カンチレバー(57)よりも基端側部分に支持され
たビーム変向部材(43)とを有し、前記レーザ光学系
(42)は、ビーム変向部材(43)に所定方向からレ
ーザビーム(B)を入射させる。前記ビーム変向部材
(43)は、前記所定方向から入射したレーザビーム
(B)を前記カンチレバー(57)に向かわせる。前記
スキャナ支持部材(24)と一体的に連結されたレーザ
光検出器(PD)は、前記カンチレバー(57)で反射
したレーザ光を検出する。
(Operation of the present invention) In the cantilever scanning device of the present invention having the above-described configuration, the piezoelectric scanner (21)
Is formed of a cylindrical piezoelectric body having a cylindrical base end supported and a distal end configured as a free end, and the base end is supported by a scanner support member (24). The cantilever (57) is supported by the tip of the piezoelectric scanner (21). The piezoelectric scanner (21) expands and contracts in the Z-axis direction coinciding with the axis of the cylinder, and the tip moves in the X-axis and Y-axis directions perpendicular to the Z axis and perpendicular to each other. The laser beam irradiating unit (37) includes a laser optical system (42) and a beam diverting member (43) supported at a portion of the tip end of the piezoelectric body scanner (21) closer to the base end than the cantilever (57). The laser optical system (42) causes the laser beam (B) to be incident on the beam turning member (43) from a predetermined direction. The beam diverting member (43) directs the laser beam (B) incident from the predetermined direction to the cantilever (57). A laser light detector (PD) integrally connected to the scanner support member (24) detects the laser light reflected by the cantilever (57).

【0010】前記圧電体スキャナ(21)先端部の前記
カンチレバー(57)よりも基端側部分に支持されたビ
ーム変向部材(43)は前記圧電体スキャナ(21)先
端側から基端側に入射する観察光を透過させ、前記圧電
体スキャナ(21)には前記基端部側から前記圧電体ス
キャナ(21)内部を観察可能な観察窓(25)が形成
されている。したがって、前記観察窓(25)からは前
記カンチレバー(57)の位置と、前記カンチレバー
(57)により測定される試料表面の位置とが重なって
見えるので、前記カンチレバー(57)の位置に前記試
料表面の所望の観察位置を容易に移動させることができ
る。
A beam diverting member (43) supported on a portion of the distal end of the piezoelectric scanner (21) closer to the proximal end than the cantilever (57) moves from the distal end of the piezoelectric scanner (21) to the proximal end. An observation window (25) is formed in the piezoelectric scanner (21) so that the incident observation light can be transmitted and the inside of the piezoelectric scanner (21) can be observed from the base end side. Therefore, the position of the cantilever (57) and the position of the sample surface measured by the cantilever (57) appear to overlap from the observation window (25), and the position of the sample surface at the position of the cantilever (57) appears. Desired observation position can be easily moved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)前記本発明のカ
ンチレバー走査装置の実施の形態1は、前記本発明にお
いて下記の要件(A06)を備えたことを特徴とする、
(A06)ビームスプリッタ(44)またはハーフミラー
により構成された前記ビーム変向部材(43)。
(Embodiment 1) Embodiment 1 of the cantilever scanning device of the present invention is characterized in that the present invention satisfies the following requirement (A06).
(A06) The beam turning member (43) constituted by a beam splitter (44) or a half mirror.

【0012】(実施の形態1の作用)前記構成を備えた
本発明のカンチレバー走査装置の実施の形態1では、ビ
ームスプリッタ(44)またはハーフミラーにより構成
されるビーム変向部材(43)は、前記圧電体スキャナ
(21)先端側から基端側に入射する観察光を透過させ
るとともに前記レーザビーム(B)を前記カンチレバー
(57)に向かわせることができる。
(Operation of the First Embodiment) In the first embodiment of the cantilever scanning apparatus of the present invention having the above-described configuration, the beam diverting member (43) constituted by the beam splitter (44) or the half mirror is provided. The laser beam (B) can be directed to the cantilever (57) while transmitting the observation light incident from the distal end side to the proximal end side of the piezoelectric scanner (21).

【0013】(実施の形態2)前記本発明のカンチレバ
ー走査装置の実施の形態2は、前記本発明または前記実
施の形態1において下記の要件(A07)を備えたことを
特徴とする、(A07)前記レーザビーム(B)のスポッ
ト位置を調整するため前記ビーム変向部材(43)の姿
勢を調整する姿勢調整部材(39e+39f+46+47
+48)。 (実施の形態2の作用)前記構成を備えた本発明のカン
チレバー走査装置の実施の形態2では、姿勢調整部材
(39e+39f+46+47+48)は、前記ビーム変
向部材(43)の姿勢を調整する。このため、前記レー
ザビーム(B)のスポット位置を調整させることができ
る。
(Embodiment 2) Embodiment 2 of the cantilever scanning apparatus according to the present invention is characterized in that the following requirement (A07) is provided in the present invention or Embodiment 1 (A07). A) posture adjusting member (39e + 39f + 46 + 47) for adjusting the posture of the beam diverting member (43) for adjusting the spot position of the laser beam (B).
+48). (Operation of Embodiment 2) In Embodiment 2 of the cantilever scanning device of the present invention having the above-described configuration, the posture adjusting member (39e + 39f + 46 + 47 + 48) adjusts the posture of the beam turning member (43). Therefore, the spot position of the laser beam (B) can be adjusted.

【0014】[0014]

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明のカンチレ
バー走査装置の実施例を説明するが、本発明は以下の実
施の形態に限定されるものではない。なお、以後の説明
の理解を容易にするために、図面において、前後方向を
X軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向と
し、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向また
は示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、
下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側と
する。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたも
のは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中
に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢
印を意味するものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the cantilever scanning device of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiment. To facilitate understanding of the following description, in the drawings, the front-rear direction is the X-axis direction, the left-right direction is the Y-axis direction, the up-down direction is the Z-axis direction, and arrows X, -X, Y, -Y, The directions indicated by Z, -Z or the sides indicated are forward, rearward, rightward, leftward, upward,
Lower, or front, rear, right, left, upper, lower. Also, in the figure, those with “•” in “○” mean arrows pointing from the back of the paper to the front, and those with “x” in “○” indicate the arrow on the paper. From the back to the back.

【0015】(実施例1)図1は本発明のカンチレバー
走査装置の実施例1の上面図で、固定部材のみを断面図
で示した図である。図2は前記図1の矢印II−II線断面
図である。図3は前記図2の矢印IIIから見た図であ
る。図4は前記カンチレバー走査装置の下部およびカン
チレバー押え部材の説明図で、図4Aは前記カンチレバ
ー走査装置の下部の拡大断面図、図4Bは前記カンチレ
バー押え部材の斜視図である。図1〜図4において、カ
ンチレバー走査装置1は、固定台2を有している。固定
台2は一対のアプローチレール3,3を有し、前記アプ
ローチレール3,3,に沿って移動部材4が上下移動可
能且つ所定位置で固定可能に支持されている。前記移動
部材4(図2参照)は、円筒部材を加工して形成された
移動部材本体6を有している。移動部材本体6は、上下
に貫通するスキャナ支持孔6aと、前記スキャナ支持孔
6a上端に形成された接続部材装着孔6bと、カバー・ス
キャナ支持部6c,6c(図1、図2参照)とを有してい
る。また、移動部材本体6の左側面(−Y側面)には基
板支持凹部6eが形成され、右側部分にはレーザ駆動用
コネクタ装着部6fが形成されている。前記基板支持凹
部6eおよびレーザ駆動用コネクタ装着部6f間は接続孔
6gにより接続されている。図2において、前記移動部
材本体6の左側下部には検出器収容部6hが設けられて
おり、前記基板支持凹部6eおよび前記検出器収容部6h
間は接続孔6iにより接続されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a top view of a first embodiment of a cantilever scanning device according to the present invention, in which only a fixing member is shown in a sectional view. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a view as seen from the arrow III in FIG. 4 is an explanatory view of a lower portion of the cantilever scanning device and a cantilever holding member. FIG. 4A is an enlarged sectional view of a lower portion of the cantilever scanning device, and FIG. 4B is a perspective view of the cantilever holding member. 1 to 4, the cantilever scanning device 1 has a fixed base 2. The fixed base 2 has a pair of approach rails 3, 3, and the moving member 4 is supported along the approach rails 3, 3 so as to be vertically movable and fixed at a predetermined position. The moving member 4 (see FIG. 2) has a moving member main body 6 formed by processing a cylindrical member. The moving member body 6 includes a scanner support hole 6a penetrating vertically, a connection member mounting hole 6b formed at the upper end of the scanner support hole 6a, and cover / scanner support portions 6c, 6c (see FIGS. 1 and 2). have. A substrate supporting recess 6e is formed on the left side surface (-Y side surface) of the moving member main body 6, and a laser driving connector mounting portion 6f is formed on the right side portion. The connection hole 6g connects between the substrate supporting recess 6e and the laser drive connector mounting portion 6f. 2, a detector accommodating portion 6h is provided at a lower left portion of the moving member main body 6, and the substrate supporting concave portion 6e and the detector accommodating portion 6h are provided.
The connection is established by connection holes 6i.

【0016】図2において、前記基板支持凹部6eには
回路基板7が支持されており、前記レーザ駆動用コネク
タ装着部6fにはコネクタ8(図2、図3参照)が装着
されている。前記回路基板7およびコネクタ8は前記接
続孔6gを通る接続線9により接続されている。前記検
出器収容部6hには上下動ブロック11が上下位置調節
ネジ12(図2、図3参照)により位置調節可能に支持
されている。前記上下動ブロック11には前後動ブロッ
ク13が前後位置調節ネジ14により位置調節可能に支
持されている。図2において、前後動ブロック13は下
方に延びる検出器支持アーム13aを有しており、前記
検出器支持アーム13aの下端にはレーザビーム検出器
(レーザビーム光量検出用のフォトダイオード)PDが
支持されている。前記レーザビーム検出器PDおよび前
記回路基板7は前記接続孔6iを通る接続線16(図2
参照)により接続されている。
In FIG. 2, a circuit board 7 is supported in the board supporting recess 6e, and a connector 8 (see FIGS. 2 and 3) is mounted in the laser driving connector mounting section 6f. The circuit board 7 and the connector 8 are connected by a connection line 9 passing through the connection hole 6g. A vertical movement block 11 is supported in the detector housing 6h by a vertical position adjusting screw 12 (see FIGS. 2 and 3) so that the position can be adjusted. A longitudinal movement block 13 is supported on the vertical movement block 11 by a longitudinal position adjustment screw 14 so that the position can be adjusted. In FIG. 2, the longitudinal movement block 13 has a detector support arm 13a extending downward, and a laser beam detector (photodiode for detecting the amount of laser beam light) PD is supported at the lower end of the detector support arm 13a. Have been. The laser beam detector PD and the circuit board 7 are connected to a connection line 16 (FIG. 2) passing through the connection hole 6i.
).

【0017】図2において、前記接続部材装着孔6bに
は複数の接続端子17aを有する円筒状内の接続部材1
7が装着されている。金属製の円筒状カバー18は上端
フランジ18aが前記カバー・スキャナ支持部6cに支持
されている。前記円筒状カバー18は前記接続部材17
の円筒状内周面により位置決めされている。前記上端フ
ランジ18aには複数の接続端子19が貫通する端子貫
通孔18bが形成されている。前記接続端子19の上端
には円筒状のスペーサ20が嵌合している。前記円筒状
カバー18の内側に配置された円筒状の圧電体スキャナ
21の上端は下側スキャナ支持22に連結されている。
前記円筒状カバー18および下側スキャナ支持部材22
は上側スキャナ支持部材23に連結されている。前記下
側スキャナ支持部材22および上側スキャナ支持部材2
3(図1、図2参照)によりスキャナ支持部材24が構
成されている。
In FIG. 2, the connecting member 1 in a cylindrical shape having a plurality of connecting terminals 17a is provided in the connecting member mounting hole 6b.
7 is mounted. The metal cylindrical cover 18 has an upper end flange 18a supported by the cover / scanner supporting portion 6c. The cylindrical cover 18 is connected to the connecting member 17.
Are positioned by the cylindrical inner peripheral surface. The upper end flange 18a is formed with a terminal through hole 18b through which a plurality of connection terminals 19 pass. A cylindrical spacer 20 is fitted to the upper end of the connection terminal 19. The upper end of a cylindrical piezoelectric scanner 21 disposed inside the cylindrical cover 18 is connected to a lower scanner support 22.
The cylindrical cover 18 and the lower scanner support member 22
Is connected to the upper scanner support member 23. The lower scanner support member 22 and the upper scanner support member 2
3 (see FIGS. 1 and 2) constitutes the scanner support member 24.

【0018】図2において、前記上側スキャナ支持部材
23の下面には前記複数の端子19をそれぞれ収容する
複数の端子収容凹部23aが形成されている。前記スキ
ャナ支持部材24の中央貫通孔24aにはフィルタガラ
ス25が装着されている。前記スキャナ支持部材24は
複数の固定ネジ26により前記カバー・スキャナ支持部
6cに固定されている。
In FIG. 2, a plurality of terminal accommodating recesses 23a for accommodating the plurality of terminals 19 are formed on the lower surface of the upper scanner supporting member 23. A filter glass 25 is mounted in the central through hole 24a of the scanner support member 24. The scanner support member 24 is fixed to the cover / scanner support portion 6c by a plurality of fixing screws 26.

【0019】本発明の圧電体スキャナ21は、前記固定
ネジ26を外し、前記移動部材4が脱着が可能となって
いる。この際、前記圧電体スキャナ21への電力供給の
為のコンタクトを接続端子17aと前記接続端子19と
により行っている。前記接続端子17aは外部から圧電
体駆動電圧をケーブルを介して供給し、前記接続端子1
9は、前記接続端子17aからの電圧をケーブルを介し
て前記圧電体スキャナ21へ供給するようになってい
る。前記基板7は前記接続線16を介して前記レーザビ
ーム検出器PDで検出した信号を増幅し、外部コントロ
ーラ(図示せず)へ出力するようになっている。また、
前記基板7は後述のレーザを駆動させるための回路を含
んでいる。
In the piezoelectric scanner 21 according to the present invention, the fixing screw 26 is removed, and the moving member 4 is detachable. At this time, a contact for supplying power to the piezoelectric scanner 21 is made by the connection terminal 17a and the connection terminal 19. The connection terminal 17a supplies a piezoelectric driving voltage from the outside via a cable, and the connection terminal 1a
Numeral 9 supplies the voltage from the connection terminal 17a to the piezoelectric scanner 21 via a cable. The substrate 7 amplifies a signal detected by the laser beam detector PD via the connection line 16 and outputs the amplified signal to an external controller (not shown). Also,
The substrate 7 includes a circuit for driving a laser described later.

【0020】図5は前記図2、図4に示すレーザビーム
照射ユニットの説明図で、図5Aはレーザビーム照射ユ
ニットの上面図、図5Bは前記図5Aの矢印VBから見
た図、図5Cは前記図5Bの矢印VCから見た図であ
る。図6は前記図5に示すレーザビーム照射ユニットの
詳細説明図で、図6Aは前記レーザビーム照射ユニット
の上蓋の上面図、図6Bは前記図6Aの上蓋を外した状
態のレーザビーム照射ユニットの上面図、図6Cは前記
上蓋を装着した状態での前記図6BのVIC−VIC線断
面図、図6Dは前記上蓋を装着した状態での前記図6B
のVID−VID線断面図である。図7は前記図6Bに示
すレーザビーム照射ユニットの詳細説明図で、図7Aは
図6Bに示すレーザビーム照射ユニット内のビーム変向
部材の上面図、図7Bは前記レーザビーム照射ユニット
からビーム変向部材を除いた状態を示す図である。図8
は前記レーザビーム照射ユニットのカンチレバー装着部
分の拡大説明図である。図9はカンチレバーの着脱操作
の説明図で、図9Aはカンチレバーの装着作業時の説明
図、図9Bはカンチレバーが装着された状態を示す図、
図9Cはカンチレバーの離脱作業時の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of the laser beam irradiation unit shown in FIGS. 2 and 4, FIG. 5A is a top view of the laser beam irradiation unit, FIG. 5B is a view from the arrow VB in FIG. 5A, and FIG. FIG. 5B is a diagram viewed from the arrow VC in FIG. 5B. 6 is a detailed explanatory view of the laser beam irradiation unit shown in FIG. 5, FIG. 6A is a top view of the upper cover of the laser beam irradiation unit, and FIG. 6B is a view of the laser beam irradiation unit with the upper cover removed of FIG. 6A. FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line VIC-VIC of FIG. 6B with the upper lid attached, and FIG. 6D is a view of FIG. 6B with the upper lid attached.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VID-VID of FIG. FIG. 7 is a detailed explanatory view of the laser beam irradiation unit shown in FIG. 6B, FIG. 7A is a top view of a beam turning member in the laser beam irradiation unit shown in FIG. 6B, and FIG. It is a figure showing the state where the direction member was removed. FIG.
FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a cantilever mounting portion of the laser beam irradiation unit. 9 is an explanatory view of the cantilever attaching / detaching operation, FIG. 9A is an explanatory view at the time of cantilever mounting work, FIG. 9B is a view showing a state where the cantilever is mounted,
FIG. 9C is an explanatory view at the time of the detaching operation of the cantilever.

【0021】図4〜図7において、前記円筒状の圧電体
スキャナ21下端には上側ユニット受け31(図4A参
照)および下側ユニット受け32(図4A参照)により
構成された円筒状のユニット受け33が固定されてい
る。図4Aにおいて、ユニット受け33の円筒壁には位
置決めネジ34および固定ネジ35が螺合して貫通する
ネジ孔が形成されている。また、前記ユニット受け33
のX側部分にも固定ネジ36(図3参照)が螺合してい
る。図4A、図5、図6において、レーザビーム照射ユ
ニット37はユニット上蓋38およびユニット本体39
を有している。図6Aにおいて、ユニット上蓋38は外
形が略四角形の平板部38aを有しており、前記平板部
38aの中央部には円形孔38bが形成されている。前記
円形孔38bの外周には上方に延びる円筒部38cが設け
られている。前記円筒部38cには位置決め用切除部3
8dが形成されている。また、前記平板部38aには2個
の調整用窓孔38eおよび3個の固定用ネジ貫通孔38f
が形成されている。
4 to 7, at the lower end of the cylindrical piezoelectric scanner 21, a cylindrical unit receiver constituted by an upper unit receiver 31 (see FIG. 4A) and a lower unit receiver 32 (see FIG. 4A). 33 is fixed. In FIG. 4A, a screw hole through which a positioning screw 34 and a fixing screw 35 are screwed and formed is formed in a cylindrical wall of the unit receiver 33. Also, the unit receiver 33
A fixing screw 36 (see FIG. 3) is screwed into the X-side portion of. 4A, 5 and 6, the laser beam irradiation unit 37 includes a unit upper cover 38 and a unit main body 39.
have. In FIG. 6A, the unit upper cover 38 has a flat plate portion 38a having a substantially rectangular outer shape, and a circular hole 38b is formed in the center of the flat plate portion 38a. A cylindrical portion 38c extending upward is provided on the outer periphery of the circular hole 38b. The cylindrical portion 38c has a positioning cutout 3
8d are formed. The plate portion 38a has two adjustment window holes 38e and three fixing screw through holes 38f.
Are formed.

【0022】図6B〜図6D、図7において、前記ユニ
ット本体39には上面に開口するビームスプリッタ収容
孔39aが形成され、前記ビームスプリッタ収容孔39a
と外部とを連通させるレーザ光学系収容孔39bが形成
されている。前記ユニット本体39の上端で前記ユニッ
ト上蓋38の固定用ネジ貫通孔38fに対応する位置に
は固定用ネジ孔39cが形成されている。図5A、図6
Aに示すように前記ユニット上蓋38の各固定用ネジ貫
通孔38fには固定用ネジ41(図5A参照)が貫通し
て前記ユニット本体39の各固定用ネジ孔39cに螺合
し、前記ユニット上蓋38がユニット本体39に固定さ
れる。
In FIGS. 6B to 6D and 7, the unit body 39 has a beam splitter receiving hole 39a which is opened on the upper surface, and the beam splitter receiving hole 39a is formed.
And a laser optical system accommodation hole 39b for communicating between the outside and the outside. At the upper end of the unit body 39, a fixing screw hole 39c is formed at a position corresponding to the fixing screw through hole 38f of the unit upper cover 38. 5A and 6
5A, a fixing screw 41 (see FIG. 5A) passes through each fixing screw through hole 38f of the unit upper cover 38 and is screwed into each fixing screw hole 39c of the unit body 39. The upper lid 38 is fixed to the unit body 39.

【0023】図6C、図6Dにおいて、前記ユニット本
体39のビームスプリッタ収容孔39aの底壁には、ビ
ーム通過孔39d(図6C、図7B参照)、位置決め孔
39e(図6D、図7B参照)および前後方向(X軸方
向)に延びる位置決め用長溝39f(図7B参照)が形
成されている。前記ユニット本体39の下部には下方
(−Z方向)に延びるカンチレバー支持部39g(図6
C参照)が設けられている。図6Cにおいて、前記カン
チレバー支持部39gの下面には、バネ収容孔39hおよ
びカンチレバー装着面39iが設けられている。前記カ
ンチレバー装着面39iには、カンチレバー位置決め用
凹溝(図示せず)が形成されている。前記カンチレバー
支持部39gの下部には前後方向(X軸方向)に貫通す
る回転軸貫通孔39jが形成されている。図6Dにおい
て、前記レーザ光学系収容孔39bにはレーザダイオー
ドおよび収束レンズを含むレーザ光学系42が固定され
ており、前記レーザダイオードのレーザ駆動用コネクタ
42a(図5A参照)は、前記レーザ駆動用コネクタ装
着部6fのコネクタ8(図2参照)に接続されている。
6C and 6D, a beam passing hole 39d (see FIGS. 6C and 7B) and a positioning hole 39e (see FIGS. 6D and 7B) are formed in the bottom wall of the beam splitter housing hole 39a of the unit body 39. In addition, a positioning long groove 39f (see FIG. 7B) extending in the front-rear direction (X-axis direction) is formed. The lower part of the unit body 39 has a cantilever support 39g (FIG. 6) extending downward (in the -Z direction).
C) is provided. In FIG. 6C, a spring housing hole 39h and a cantilever mounting surface 39i are provided on the lower surface of the cantilever support portion 39g. On the cantilever mounting surface 39i, a cantilever positioning groove (not shown) is formed. A rotating shaft through hole 39j penetrating in the front-rear direction (X-axis direction) is formed below the cantilever support portion 39g. In FIG. 6D, a laser optical system 42 including a laser diode and a converging lens is fixed to the laser optical system housing hole 39b, and a laser drive connector 42a (see FIG. 5A) for the laser diode is provided. It is connected to the connector 8 (see FIG. 2) of the connector mounting section 6f.

【0024】図6B〜図6D、図7Aにおいて、前記ビ
ームスプリッタ収容孔39aには平面図で略三角形状の
ビーム変向部材43が収容されている。図7Aにおい
て、前記ビーム変向部材43は、ビームスプリッタ44
と、前記ビームスプリッタ44を支持するビームスプリ
ッタ支持部材45とを有している。図6Bに示すように
前記ビーム変向部材43が前記ビームスプリッタ収容孔
39a内に収容された状態では、前記ビームスプリッタ
44は、前記レーザ光学系42に対向する位置に配置さ
れる。前記ビームスプリッタ44は、前記レーザ光学系
42から出射されたレーザビームBを下方に変向すると
ともに前記圧電体スキャナ21先端側(下方、−Z方
向)から基端側(上方、Z方向)に入射する観察光を透
過させる。
6B to 6D and 7A, the beam splitter receiving hole 39a accommodates a beam diverting member 43 having a substantially triangular shape in plan view. 7A, the beam diverting member 43 includes a beam splitter 44.
And a beam splitter support member 45 that supports the beam splitter 44. As shown in FIG. 6B, when the beam diverting member 43 is housed in the beam splitter housing hole 39a, the beam splitter 44 is arranged at a position facing the laser optical system 42. The beam splitter 44 redirects the laser beam B emitted from the laser optical system 42 downward, and moves from the distal end side (downward, -Z direction) of the piezoelectric scanner 21 to the proximal end side (upward, Z direction). The incident observation light is transmitted.

【0025】前記ビームスプリッタ支持部材45のビー
ムスプリッタ44の両側の位置には位置調整ネジ孔45
a,45aが形成されており、前記ビームスプリッタ支持
部材45の上部には2個のバネ収容凹部45b,45bが
形成されている。図6C、図6Dにおいて、前記ビーム
変向部材43の下部には鋼球46(図6D参照)が固定
されている。前記位置調整ネジ孔45a,45aには、先
端部に球面が形成された位置調整ネジ47,47が螺合
する。前記鋼球46は前記位置決め孔39eにより位置
決めされている。前記位置調整ネジ47,47下端の球
面の一方は前記位置決め用長溝39f(図7B参照)に
当接し、他方は前記ビームスプリッタ収容孔39aの底
壁上面に当接しており、前記ビーム変向部材43はビー
ムスプリッタ収容孔39aの底壁上を3点で支持されて
いる。なお、前記符号39e,39f,46,47,48
で示された構成要素から姿勢調整部材(39e+39f+
46+47+48)が構成される。
Position adjusting screw holes 45 are provided at positions on both sides of the beam splitter 44 of the beam splitter support member 45.
a, 45a are formed, and two spring accommodating recesses 45b, 45b are formed on the upper portion of the beam splitter support member 45. 6C and 6D, a steel ball 46 (see FIG. 6D) is fixed to a lower portion of the beam turning member 43. Position adjustment screws 47, 47 each having a spherical surface formed at the tip end, are screwed into the position adjustment screw holes 45a, 45a. The steel ball 46 is positioned by the positioning hole 39e. One of the spherical surfaces of the lower ends of the position adjusting screws 47, 47 abuts on the positioning long groove 39f (see FIG. 7B), and the other abuts on the bottom wall upper surface of the beam splitter housing hole 39a. 43 is supported at three points on the bottom wall of the beam splitter housing hole 39a. The reference numerals 39e, 39f, 46, 47, 48
The posture adjustment member (39e + 39f +
46 + 47 + 48).

【0026】前記ユニット上蓋38により前記ユニット
本体39の上部を閉じた状態では、前ビーム変向部材4
3の各バネ収容凹部45bに収容されている圧縮バネ4
8(1個のみ図示、図6C参照)が、前記ユニット上蓋
38の下面に圧縮され、前記ビーム変向部材43が前記
ビームスプリッタ収容孔39aの底壁上面へ押圧され
る。このとき、前記鋼球46を中心として前記ビーム変
向部材43が回動可能な状態となり、前記ユニット上蓋
38の2個の調整用窓孔38eの位置に配置される前記
位置調整ネジ47,47を精密ドライバー等で回転させ
ると、前記ビーム変向部材43が傾斜してビームスプリ
ッタ44の傾斜角が調整できる。
When the upper portion of the unit main body 39 is closed by the unit upper cover 38, the front beam diverting member 4
Compression spring 4 housed in each spring housing recess 45b of No. 3
8 (only one is shown, see FIG. 6C) is compressed on the lower surface of the unit upper cover 38, and the beam diverting member 43 is pressed against the upper surface of the bottom wall of the beam splitter housing hole 39a. At this time, the beam deflecting member 43 becomes rotatable about the steel ball 46, and the position adjusting screws 47, 47 disposed at the positions of the two adjusting window holes 38e of the unit upper cover 38. When is rotated by a precision screwdriver or the like, the beam turning member 43 is tilted, and the tilt angle of the beam splitter 44 can be adjusted.

【0027】図4A、図5B、図5Cにおいて、前記回
転軸貫通孔39jにより、カンチレバー押え部材51が
回転可能に支持されている。図4B、図8において、前
記カンチレバー押え部材51は、前後(X軸方向)に設
けられた側壁51a,51aと、前記側壁51a,51aと
一体的に形成されたバネ当接壁51bとを有している。
図4Bにおいて、前記各側壁51aには、前後方向(X
軸方向)に貫通する軸貫通孔51a1が形成されており、
図8に示すように前記各側壁51aの左端部(−Y端
部)には、上下方向(Z軸方向)に貫通するワイヤ貫通
孔51a2(片側のみ図示)が形成されている。図4B、
図8において、前記各ワイヤ貫通孔51a2にはワイヤ5
2の端部が貫通しており、前記ワイヤ52の各端部と前
記各側壁51a左端部(−Y端部)の上面との間には圧
縮バネ53およびバネ係止部材54(いずれも片側のみ
図示)が設けられている。前記各圧縮バネ53により前
記ワイヤ52は上方(Z方向)に引っ張られている。図
5B、図8において、前記軸貫通孔51a1,51a1に
は、前記回転軸貫通孔39jを貫通する回転軸55が貫
通する。前記カンチレバー押え部材51のバネ当接壁5
1bには、前記バネ収容孔39hに収容されている圧縮バ
ネ56が当接して、前記ワイヤ52が前記カンチレバー
装着面39iに接触するように付勢される。
4A, 5B and 5C, the cantilever holding member 51 is rotatably supported by the rotating shaft through hole 39j. 4B and 8, the cantilever holding member 51 has side walls 51a, 51a provided in the front and rear (X-axis direction), and a spring contact wall 51b formed integrally with the side walls 51a, 51a. are doing.
In FIG. 4B, each of the side walls 51a has a front-rear direction (X
A shaft through hole 51a1 penetrating in the axial direction) is formed,
As shown in FIG. 8, a wire through hole 51a2 (only one side is shown) is formed at the left end (-Y end) of each side wall 51a so as to penetrate in the vertical direction (Z-axis direction). FIG. 4B,
In FIG. 8, the wire 5 is inserted into each of the wire through holes 51a2.
2 is penetrated, and a compression spring 53 and a spring locking member 54 (both are on one side) are provided between each end of the wire 52 and the upper surface of the left end (−Y end) of each side wall 51a. Only shown). The wires 52 are pulled upward (Z direction) by the compression springs 53. 5B and 8, a rotating shaft 55 that passes through the rotating shaft through hole 39j passes through the shaft through holes 51a1 and 51a1. Spring contact wall 5 of the cantilever holding member 51
The compression spring 56 accommodated in the spring accommodation hole 39h abuts on 1b, and the wire 52 is urged to contact the cantilever mounting surface 39i.

【0028】図5C、図6C、図9Bにおいて、前記カ
ンチレバー装着面39iのカンチレバー位置決め用凹溝
(図示せず)には、先端にプローブ57aが固定された
カンチレバー57が傾斜するように装着されており、図
9Bに示すように前記カンチレバー57の下面は前記カ
ンチレバー押え部材51のワイヤ52により支持されて
いる。前記プローブ57aの先端は下側の試料(図示せ
ず)表面に向いている。
In FIGS. 5C, 6C and 9B, a cantilever 57 having a probe 57a fixed to its tip is mounted in a cantilever positioning groove (not shown) on the cantilever mounting surface 39i so as to be inclined. 9B, the lower surface of the cantilever 57 is supported by the wire 52 of the cantilever pressing member 51. The tip of the probe 57a faces the surface of the lower sample (not shown).

【0029】図9Aに示すように前記カンチレバー57
は、前記カンチレバー押え部材51を反時計回りに回転
させると、前記カンチレバー装着面39iのカンチレバ
ー位置決め用凹溝(図示せず)に装着できるようになっ
ている。また、図9Cに示すように前記カンチレバー押
え部材51を反時計回りに回転させると、前記カンチレ
バー57がカンチレバー装着面39iから離脱可能とな
る。
As shown in FIG. 9A, the cantilever 57
When the cantilever holding member 51 is rotated counterclockwise, it can be mounted in a cantilever positioning groove (not shown) on the cantilever mounting surface 39i. When the cantilever holding member 51 is rotated counterclockwise as shown in FIG. 9C, the cantilever 57 can be detached from the cantilever mounting surface 39i.

【0030】図2において、この実施例では前記上側ス
キャナ支持部材23の上方(Z方向)にCCDカメラC
が設けられており、前記CCDカメラCによりプローブ
57aの先端と前記試料(図示せず)との相対的な位置
関係が観察できるようになっている。図6C、図6Dに
おいて、前記ユニット本体39の下面には、前記プロー
ブ57先端部上面に反射されたレーザビームBを前記レ
ーザビーム検出器PDに入射させるための反射部材58
が取付けられている。
In FIG. 2, in this embodiment, a CCD camera C is positioned above the upper scanner support member 23 (in the Z direction).
The CCD camera C allows the relative positional relationship between the tip of the probe 57a and the sample (not shown) to be observed. 6C and 6D, on the lower surface of the unit main body 39, a reflecting member 58 for making the laser beam B reflected on the upper surface of the tip of the probe 57 incident on the laser beam detector PD.
Is installed.

【0031】(実施例1の作用)前記レーザビーム照射
ユニット37のユニット本体39内にビーム変向部材4
3を配置して、前記ユニット本体39をユニット上蓋3
8により閉じた状態で前記レーザビーム照射ユニット3
7を図示しないジグに固定する。前記レーザビーム照射
ユニット37にカンチレバー57を装着する。図5Aに
おいて、前記ユニット上蓋38の各調整用窓孔38eに
精密ドライバーで前記ビーム変向部材43に螺合してい
る位置調整ネジ47,47を上下方向に移動させて、前
記ビーム変向部材43下の鋼球46を中心にして、ビー
ム変向部材43を傾斜させる。前記ビーム変向部材43
を傾斜させることによりビーム変向部材43のスプリッ
タ44を傾斜させ、スプリッタ44に反射したレーザビ
ームBのスポットをカンチレバー57先端へあわせるこ
とができる。
(Operation of the First Embodiment) The beam turning member 4 is provided in the unit body 39 of the laser beam irradiation unit 37.
3 and the unit body 39 is attached to the unit upper cover 3.
8, the laser beam irradiation unit 3 is closed.
7 is fixed to a jig (not shown). A cantilever 57 is mounted on the laser beam irradiation unit 37. In FIG. 5A, the position adjusting screws 47, 47 screwed to the beam diverting member 43 are vertically moved in the respective adjusting window holes 38e of the unit upper cover 38 with a precision screwdriver, and the beam diverting member is moved. The beam diverting member 43 is inclined about the steel ball 46 below the center 43. The beam turning member 43
Is tilted, the splitter 44 of the beam diverting member 43 is tilted, and the spot of the laser beam B reflected on the splitter 44 can be adjusted to the tip of the cantilever 57.

【0032】この調整作業の後、前記レーザビーム照射
ユニット37を前記圧電体スキャナ21下端の下側ユニ
ット受32に取付け、固定用ネジ35,36で所定の位
置に固定する。このとき、前記レーザ光学系42、ビー
ムスプリッタ44およびカンチレバー57は一体的に組
み立てられてすでにレーザビームBのカンチレバー57
へのスポット位置は調整されているので、前記スポット
位置がずれることがない。また、前記圧電体スキャナ2
1下端で前記スポット位置調整作業やカンチレバー57
の脱着作業を行わないので、前記圧電体スキャナ21下
方に前記試料が配置してある場合、前記試料上でのチリ
やホコリが発生し難い。また、前記圧電体スキャナ21
は割れ易い部材であるが、前記圧電体スキャナ21下端
の作業がなくなったため、前記圧電体スキャナ21を割
る心配がない。
After this adjustment operation, the laser beam irradiation unit 37 is attached to the lower unit receiver 32 at the lower end of the piezoelectric scanner 21 and fixed at a predetermined position with fixing screws 35 and 36. At this time, the laser optical system 42, the beam splitter 44, and the cantilever 57 are integrally assembled, and the cantilever 57 of the laser beam B has already been assembled.
Since the spot position is adjusted, the spot position does not shift. In addition, the piezoelectric scanner 2
At the lower end, the spot position adjustment work and the cantilever 57 are performed.
When the sample is arranged below the piezoelectric body scanner 21, dust and dirt are hardly generated on the sample. Further, the piezoelectric body scanner 21
Is a member that is easily broken, but there is no need to worry about breaking the piezoelectric scanner 21 because the work of the lower end of the piezoelectric scanner 21 is eliminated.

【0033】レーザ光学系42のレーザ駆動用コネクタ
42aを前記レーザ駆動用コネクタ装着部6fのコネクタ
8(図2参照)に接続して前記レーザ光学系42の電気
的接続を得る。前記CCDカメラCにより前記カンチレ
バー57のプローブ57aおよび試料を上方から観察し
ながら、前記プローブ57aと試料の観察位置との位置
を調整する。このとき、従来のように斜め方向から観察
しないので前記プローブ57aの位置と試料の観察位置
との相対関係が把握し易く、すなわち、前記プローブ5
7aと、前記カンチレバー57により測定される試料表
面の位置とが重なって見えるので、前記カンチレバー5
7のプローブ57aの位置に前記試料表面の所望の観察
位置を容易に移動させることができる。したがって、前
記試料の観察位置とプローブ位置とのずれを容易に調整
できる。
The electrical connection of the laser optical system 42 is obtained by connecting the laser drive connector 42a of the laser optical system 42 to the connector 8 (see FIG. 2) of the laser drive connector mounting portion 6f. While observing the probe 57a of the cantilever 57 and the sample from above with the CCD camera C, the position between the probe 57a and the observation position of the sample is adjusted. At this time, since the observation is not performed from an oblique direction as in the related art, the relative relationship between the position of the probe 57a and the observation position of the sample can be easily grasped.
7a and the position of the sample surface measured by the cantilever 57 appear to overlap, so that the cantilever 5
The desired observation position on the sample surface can be easily moved to the position of the probe 57a. Therefore, the deviation between the observation position of the sample and the probe position can be easily adjusted.

【0034】(変更例)以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。(H01)CCDカメラCの代
わりにCCDカメラ以外の他のカメラや光学顕微鏡等を
使用することも可能である。(H02)前記ユニット上蓋
38と前記圧電体スキャナ21下端部のユニット受33
とを磁石で連結させることも可能である。この場合で前
記圧電体スキャナ21下方に前記試料が配置されている
場合、前記固定用ネジ35,36で連結したときに比べ
て、前記ユニット上蓋38とユニット受33との連結の
際、前記試料上でのチリやホコリが発生し難い。
(Modifications) Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but falls within the scope of the present invention described in the appended claims. Thus, various changes can be made. Modified embodiments of the present invention will be exemplified below. (H01) Instead of the CCD camera C, another camera other than the CCD camera, an optical microscope, or the like can be used. (H02) The unit upper lid 38 and the unit receiver 33 at the lower end of the piezoelectric scanner 21
Can be connected by a magnet. In this case, when the sample is placed below the piezoelectric scanner 21, the sample is more connected when the unit upper cover 38 and the unit receiver 33 are connected than when the sample is connected with the fixing screws 35 and 36. It is hard to generate dust and dust on the top.

【0035】[0035]

【発明の効果】前述の本発明のカンチレバー走査装置
は、下記の効果を奏することができる。 (E01)試料の観察位置とカンチレバー位置とのずれを
容易に調整できる。
The above-described cantilever scanning device of the present invention has the following effects. (E01) The deviation between the observation position of the sample and the cantilever position can be easily adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は本発明のカンチレバー走査装置の実施
例1の上面図で、固定部材のみを断面図で示した図であ
る。
FIG. 1 is a top view of a first embodiment of a cantilever scanning device according to the present invention, in which only a fixing member is shown in a cross-sectional view.

【図2】 図2は前記図1の矢印II−II線断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】 図3は前記図2の矢印IIIから見た図であ
る。
FIG. 3 is a view as seen from an arrow III in FIG. 2;

【図4】 図4は前記カンチレバー走査装置の下部およ
びカンチレバー押え部材の説明図で、図4Aは前記カン
チレバー走査装置の下部の拡大断面図、図4Bは前記カ
ンチレバー押え部材の斜視図である。
4 is an explanatory view of a lower portion of the cantilever scanning device and a cantilever pressing member. FIG. 4A is an enlarged sectional view of a lower portion of the cantilever scanning device, and FIG. 4B is a perspective view of the cantilever pressing member.

【図5】 図5は前記図2、図4に示すレーザビーム照
射ユニットの説明図で、図5Aはレーザビーム照射ユニ
ットの上面図、図5Bは前記図5Aの矢印VBから見た
図、図5Cは前記図5Bの矢印VCから見た図である。
5 is an explanatory diagram of the laser beam irradiation unit shown in FIGS. 2 and 4, FIG. 5A is a top view of the laser beam irradiation unit, and FIG. 5B is a diagram viewed from an arrow VB in FIG. 5A. 5C is a view as seen from the arrow VC in FIG. 5B.

【図6】 図6は前記図5に示すレーザビーム照射ユニ
ットの詳細説明図で、図6Aは前記レーザビーム照射ユ
ニットの上蓋の上面図、図6Bは前記図6Aの上蓋を外
した状態のレーザビーム照射ユニットの上面図、図6C
は前記上蓋を装着した状態での前記図6BのVIC−VI
C線断面図、図6Dは前記上蓋を装着した状態での前記
図6BのVID−VID線断面図である。
6 is a detailed explanatory view of the laser beam irradiation unit shown in FIG. 5; FIG. 6A is a top view of the upper cover of the laser beam irradiation unit; FIG. 6B is a laser with the upper cover of FIG. 6A removed; Top view of the beam irradiation unit, FIG. 6C
VIC-VI of FIG. 6B with the upper lid attached
6D is a sectional view taken along the line VID-VID in FIG. 6B with the upper lid mounted.

【図7】 図7は前記図6Bに示すレーザビーム照射ユ
ニットの詳細説明図で、図7Aは図6Bに示すレーザビ
ーム照射ユニット内のビーム変向部材の上面図、図7B
は前記レーザビーム照射ユニットからビーム変向部材を
除いた状態を示す図である。
7 is a detailed explanatory view of the laser beam irradiation unit shown in FIG. 6B; FIG. 7A is a top view of a beam turning member in the laser beam irradiation unit shown in FIG. 6B;
FIG. 4 is a view showing a state in which a beam turning member is removed from the laser beam irradiation unit.

【図8】 図8は前記レーザビーム照射ユニットのカン
チレバー装着部分の拡大説明図である。
FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a cantilever mounting portion of the laser beam irradiation unit.

【図9】 図9はカンチレバーの着脱操作の説明図で、
図9Aはカンチレバーの装着作業時の説明図、図9Bは
カンチレバーが装着された状態を示す図、図9Cはカン
チレバーの離脱作業時の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a cantilever attaching / detaching operation,
9A is an explanatory view at the time of cantilever mounting work, FIG. 9B is a view showing a state where the cantilever is mounted, and FIG. 9C is an explanatory view at the time of cantilever detaching work.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

B…レーザビーム、PD…レーザ光検出器、21…圧電
体スキャナ、24…スキャナ支持部材、25…観察窓、
37…レーザビーム照射ユニット、42…レーザ光学
系、43…ビーム変向部材、44…ビームスプリッタ、
57…カンチレバー。
B: laser beam, PD: laser beam detector, 21: piezoelectric scanner, 24: scanner support member, 25: observation window,
37: laser beam irradiation unit, 42: laser optical system, 43: beam turning member, 44: beam splitter,
57 ... Cantilever.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の要件を備えたことを特徴とするカン
チレバー走査装置、(A01)円筒状基端部が支持され且
つ先端部が自由端として構成された円筒状の圧電体によ
り構成され、前記円筒の軸に一致するZ軸方向に伸縮可
能、且つ前記Z軸に垂直で且つ互いに垂直なX軸および
Y軸方向に前記先端部が移動可能な圧電体スキャナ、
(A02)前記圧電体スキャナの基端部を支持するととも
に前記基端部側から前記圧電体スキャナ内部を観察可能
な観察窓が形成されたスキャナ支持部材、(A03)前記
圧電体スキャナ先端部に支持されたカンチレバー、(A
04)前記圧電体スキャナ先端部の前記カンチレバーより
も基端側部分に支持され且つ前記圧電体スキャナ先端側
から基端側に入射する観察光を透過させるとともに所定
方向から入射したレーザビームを前記カンチレバーに向
かわせるビーム変向部材と、前記ビーム変向部材に前記
所定方向からレーザビームを入射させるレーザ光学系と
を有するレーザビーム照射ユニット、(A05)前記スキ
ャナ支持部材と一体的に連結され、前記カンチレバーで
反射したレーザ光を検出するレーザ光検出器。
1. A cantilever scanning device characterized by the following requirements: (A01) a cantilever scanning device comprising a cylindrical piezoelectric body having a cylindrical base end supported and a distal end configured as a free end; A piezoelectric scanner that is expandable and contractible in a Z-axis direction coinciding with the axis of the cylinder, and whose tip is movable in X-axis and Y-axis directions perpendicular to the Z-axis and perpendicular to each other;
(A02) a scanner support member that supports the base end of the piezoelectric body scanner and has an observation window formed through which the inside of the piezoelectric body scanner can be observed from the base end side; Supported cantilevers, (A
04) The tip of the piezoelectric scanner is supported at a portion closer to the base end than the cantilever, transmits observation light incident from the tip side of the piezoelectric scanner to the base end, and transmits the laser beam incident from a predetermined direction to the cantilever. A laser beam irradiating unit having a beam diverting member for directing a laser beam to the beam diverting member, and a laser optical system for causing a laser beam to enter the beam diverting member from the predetermined direction. Laser light detector that detects the laser light reflected by the cantilever.
【請求項2】 次の要件を備えたことを特徴とする請求
項1記載のカンチレバー走査装置、(A06)ビームスプ
リッタまたはハーフミラーにより構成された前記ビーム
変向部材。
2. The beam diverting member according to claim 1, wherein the beam diverting member is constituted by a beam splitter or a half mirror.
JP04481999A 1999-02-23 1999-02-23 Cantilever scanning device Expired - Fee Related JP3799187B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04481999A JP3799187B2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Cantilever scanning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04481999A JP3799187B2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Cantilever scanning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000241333A true JP2000241333A (en) 2000-09-08
JP3799187B2 JP3799187B2 (en) 2006-07-19

Family

ID=12702063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04481999A Expired - Fee Related JP3799187B2 (en) 1999-02-23 1999-02-23 Cantilever scanning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3799187B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016183869A (en) * 2015-03-25 2016-10-20 株式会社日立ハイテクサイエンス Scan probe microscope
EP3462181A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Z-position motion stage for use in a scanning probe microscopy system, scan head and method of manufacturing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016183869A (en) * 2015-03-25 2016-10-20 株式会社日立ハイテクサイエンス Scan probe microscope
EP3462181A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Z-position motion stage for use in a scanning probe microscopy system, scan head and method of manufacturing
WO2019070120A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Z-position motion stage for use in a scanning probe microscopy system, scan head and method of manufacturing
US11035879B2 (en) 2017-10-02 2021-06-15 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Z-position motion stage for use in a scanning probe microscopy system, scan head and method of manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
JP3799187B2 (en) 2006-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101626193B1 (en) Scanning probe microscope with compact scanner
EP1377794B1 (en) Improved scanning probe microscope
EP0509856B1 (en) Microscope apparatus combining a scanning probe type microscope and an optical microscope
US7591171B2 (en) Atomic force microscope
EP0421355B1 (en) Scanning tunneling microscope
JPH0820246B2 (en) Scanning probe microscope
US6021665A (en) Cantilever tracking type scanning probe microscope
JP2000241333A (en) Cantilever-scanning device
JP3896209B2 (en) Laser optics
JP2001338599A (en) Charged particle beam device
JP2988762B2 (en) Optical axis adjustment device for scanning microscope
JP3023686B2 (en) Tip microscope
JP2005147979A (en) Scanning probe microscope
JPH05256642A (en) Interatomic force microscope
JP2012185066A (en) Scanning mechanism and scanning type probe microscope
JP3270365B2 (en) Cantilever unit attachment
JP2000329772A (en) Scanning probe microscope and method and auxiliary jig for adjusting optical axis thereof
JPH1054834A (en) Measuring method of scan probe microscope
JP3333111B2 (en) Scanning probe microscope and unit used for scanning probe microscope
JP4162508B2 (en) Scanning mechanism for scanning probe microscope and scanning probe microscope
JP2568385B2 (en) Scanning probe microscope
JPH09232219A (en) Method for measuring beam diameter of particle beam and particle beam apparatus
JPH1054833A (en) Scan probe microscope
JPH08240601A (en) Interatomic force microscope
JPH11271341A (en) Cantilever displacement detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040810

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050929

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: 20060411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060424

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: 20090428

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees