JP2001235416A - 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料やプローブの交換時間を短縮し連続観察
の時間を大幅に短縮することができる走査型プローブ顕
微鏡およびその試料・プローブ交換方法を提供する。 【解決手段】 走査型プローブ顕微鏡において、真空容
器１をゲートバルブ２で仕切られた第１の室１１および
第２の室３１に分割し、第１の室１１を大気圧状態にし
て、第１の室１１のカルーセル１４に試料１８、プロー
ブ１９を設置した後第１の室１１を真空にし、ゲートバ
ルブ２を開いて第１の室１１と第２の室３１を連結し、
第１の室１１側の操作スチック２０で第１の室１１のカ
ルーセル１４上の試料１８、プローブ１９を第２の室３
１内のカルーセル３４上に移動させ、第２の室３４側の
操作スチック３８で第２のカルーセル３４から試料を試
料台３２に、プローブをプローブ支持台３６に設置す
る。
の時間を大幅に短縮することができる走査型プローブ顕
微鏡およびその試料・プローブ交換方法を提供する。 【解決手段】 走査型プローブ顕微鏡において、真空容
器１をゲートバルブ２で仕切られた第１の室１１および
第２の室３１に分割し、第１の室１１を大気圧状態にし
て、第１の室１１のカルーセル１４に試料１８、プロー
ブ１９を設置した後第１の室１１を真空にし、ゲートバ
ルブ２を開いて第１の室１１と第２の室３１を連結し、
第１の室１１側の操作スチック２０で第１の室１１のカ
ルーセル１４上の試料１８、プローブ１９を第２の室３
１内のカルーセル３４上に移動させ、第２の室３４側の
操作スチック３８で第２のカルーセル３４から試料を試
料台３２に、プローブをプローブ支持台３６に設置す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡に関するものである。
微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡は、超高真空の空
間内でトンネル電流、原子間力、磁気力、光などをプロ
ーブとして試料などの表面を観察する顕微鏡で、原子レ
ベルでの観察を行うことが出来る。
間内でトンネル電流、原子間力、磁気力、光などをプロ
ーブとして試料などの表面を観察する顕微鏡で、原子レ
ベルでの観察を行うことが出来る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この走査型プローブ顕
微鏡においては、試料台に載置された観察用試料を交換
する場合、試料解析室の超高真空を一旦解除して試料を
取り出し、次の試料を試料台に載置して再度試料解析室
を超高真空にしなければならない。このため、試料解析
室の空間容量にもよるが、超高真空状態に戻るには数時
間かかる。したがって、いくつかの試料やプローブを交
換して観察するには多大な手間と長時間を要するのが現
状である。
微鏡においては、試料台に載置された観察用試料を交換
する場合、試料解析室の超高真空を一旦解除して試料を
取り出し、次の試料を試料台に載置して再度試料解析室
を超高真空にしなければならない。このため、試料解析
室の空間容量にもよるが、超高真空状態に戻るには数時
間かかる。したがって、いくつかの試料やプローブを交
換して観察するには多大な手間と長時間を要するのが現
状である。
【０００４】本発明はこれらの問題を解決するもので、
試料解析室を超高真空に保ったまま試料交換またはプロ
ーブの交換を可能として、試料やプローブの交換時間を
短縮し連続観察の時間を大幅に短縮することができる走
査型プローブ顕微鏡およびその試料・プローブ交換方法
を提供することを目的とするものである。
試料解析室を超高真空に保ったまま試料交換またはプロ
ーブの交換を可能として、試料やプローブの交換時間を
短縮し連続観察の時間を大幅に短縮することができる走
査型プローブ顕微鏡およびその試料・プローブ交換方法
を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、走査型プローブ顕微鏡において、真空容
器をゲートバルブで仕切られた第１の室および第２の室
で構成し、第１の室を大気圧状態にして、第１の室のカ
ルーセルに試料またはプローブを設置した後第１の室を
真空にし、ゲートバルブを開いて第１の室と第２の室を
連結し、第１の室側の操作スチックで第１の室のカルー
セル上の試料、プローブを第２の室内のカルーセル上に
移動させ、第２の室側の操作スチックで第２のカルーセ
ルから試料を試料台に、プローブをプローブ支持台に設
置させるようにしたものである。
決するために、走査型プローブ顕微鏡において、真空容
器をゲートバルブで仕切られた第１の室および第２の室
で構成し、第１の室を大気圧状態にして、第１の室のカ
ルーセルに試料またはプローブを設置した後第１の室を
真空にし、ゲートバルブを開いて第１の室と第２の室を
連結し、第１の室側の操作スチックで第１の室のカルー
セル上の試料、プローブを第２の室内のカルーセル上に
移動させ、第２の室側の操作スチックで第２のカルーセ
ルから試料を試料台に、プローブをプローブ支持台に設
置させるようにしたものである。
【０００６】この構成によれば、試料解析用の第２の室
は常に超高真空に保持されており、試料やプローブ交換
後においても試料解析用の第２の室を超高真空に保持す
ることができ、直ちに解析、測定にはいることができ
る。したがって、試料やプローブの交換時間を短縮し連
続観察の時間を大幅に短縮することができる。
は常に超高真空に保持されており、試料やプローブ交換
後においても試料解析用の第２の室を超高真空に保持す
ることができ、直ちに解析、測定にはいることができ
る。したがって、試料やプローブの交換時間を短縮し連
続観察の時間を大幅に短縮することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明による走
査型プローブ顕微鏡は、ゲートバルブで仕切られた第１
の室および第２の室と、この第１の室を真空にする第１
の真空系と、第２の室を真空にする第２の真空系と、第
１の室内に配された第１のカルーセルと、第２の室内に
配された第２のカルーセルと、第２の室内に配された試
料台と、試料台を二次元的に移動させる走査手段と、試
料台に対向して試料を観察するプローブを配置するプロ
ーブ設置手段と、第１のカルーセルから前記第２のカル
ーセルに試料またはプローブを移動させる操作スチック
手段と、第２のカルーセルから試料を試料台に、プロー
ブをプローブ設置手段に設置させる第２の操作スチック
手段を備えたものである。
査型プローブ顕微鏡は、ゲートバルブで仕切られた第１
の室および第２の室と、この第１の室を真空にする第１
の真空系と、第２の室を真空にする第２の真空系と、第
１の室内に配された第１のカルーセルと、第２の室内に
配された第２のカルーセルと、第２の室内に配された試
料台と、試料台を二次元的に移動させる走査手段と、試
料台に対向して試料を観察するプローブを配置するプロ
ーブ設置手段と、第１のカルーセルから前記第２のカル
ーセルに試料またはプローブを移動させる操作スチック
手段と、第２のカルーセルから試料を試料台に、プロー
ブをプローブ設置手段に設置させる第２の操作スチック
手段を備えたものである。
【０００８】この構成によれば、ゲートバルブの開閉に
より試料交換用の第１の室と試料解析用の第２の室の大
気圧状態および真空状態の切換が独立して行われるの
で、試料解析用の第２の室は常に高真空に保持されてお
り、試料やプローブ交換後においても試料解析用の第２
の室を超高真空に保持することができる。したがって、
試料やプローブの交換時間を短縮し連続観察の時間を大
幅に短縮することができる。
より試料交換用の第１の室と試料解析用の第２の室の大
気圧状態および真空状態の切換が独立して行われるの
で、試料解析用の第２の室は常に高真空に保持されてお
り、試料やプローブ交換後においても試料解析用の第２
の室を超高真空に保持することができる。したがって、
試料やプローブの交換時間を短縮し連続観察の時間を大
幅に短縮することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の走査型プローブ顕微鏡において、第１および第２のカ
ルーセルは回転可能であり、複数個の試料またはプロー
ブを載置可能であるもので、複数個の試料またはプロー
ブの交換をカルーセルの回転位置に応じて次々に行うこ
とができる。
の走査型プローブ顕微鏡において、第１および第２のカ
ルーセルは回転可能であり、複数個の試料またはプロー
ブを載置可能であるもので、複数個の試料またはプロー
ブの交換をカルーセルの回転位置に応じて次々に行うこ
とができる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の走査型プローブ顕微鏡において、走査手段が粗動走査
および微動走査を行うものである。これにより試料の観
察が原子レベルで行うことができる。
の走査型プローブ顕微鏡において、走査手段が粗動走査
および微動走査を行うものである。これにより試料の観
察が原子レベルで行うことができる。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の走査型プローブ顕微鏡において、第１の操作スチック
手段を第２の室へ案内するガイド手段を有するものであ
る。これにより第１の操作スチック手段が保持した試料
またはプローブを安全確実に第２の室内に移動させるこ
とができる。
の走査型プローブ顕微鏡において、第１の操作スチック
手段を第２の室へ案内するガイド手段を有するものであ
る。これにより第１の操作スチック手段が保持した試料
またはプローブを安全確実に第２の室内に移動させるこ
とができる。
【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１から４
のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡において、ゲ
ートバルブを閉じた後第１の室を大気圧にし、第１の室
内のカルーセルに試料またはプローブを設置した後第１
の真空系で真空にし、ゲートバルブを開いて第１の室と
第２の室を連結し、第１の操作スチック手段で前記第１
のカルーセル上の試料またはプローブを第２のカルーセ
ル上に移動させ、第２の操作スチック手段で第２のカル
ーセルから試料を前記試料台に、プローブを前記プロー
ブ設置手段に設置させることを特徴とする走査型プロー
ブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法である。
のいずれかに記載の走査型プローブ顕微鏡において、ゲ
ートバルブを閉じた後第１の室を大気圧にし、第１の室
内のカルーセルに試料またはプローブを設置した後第１
の真空系で真空にし、ゲートバルブを開いて第１の室と
第２の室を連結し、第１の操作スチック手段で前記第１
のカルーセル上の試料またはプローブを第２のカルーセ
ル上に移動させ、第２の操作スチック手段で第２のカル
ーセルから試料を前記試料台に、プローブを前記プロー
ブ設置手段に設置させることを特徴とする走査型プロー
ブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法である。
【００１３】この構成によれば、ゲートバルブの開閉に
より試料交換用の第１の室と試料解析用の第２の室の大
気圧状態および真空状態の切換が独立して行われるの
で、試料解析用の第２の室は常に高真空に保持されてお
り、試料やプローブ交換後に試料解析用の第２の室を超
高真空に保持することができる。したがって、試料やプ
ローブの交換時間を短縮し連続観察の時間を大幅に短縮
することができる。
より試料交換用の第１の室と試料解析用の第２の室の大
気圧状態および真空状態の切換が独立して行われるの
で、試料解析用の第２の室は常に高真空に保持されてお
り、試料やプローブ交換後に試料解析用の第２の室を超
高真空に保持することができる。したがって、試料やプ
ローブの交換時間を短縮し連続観察の時間を大幅に短縮
することができる。
【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の走査型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法にお
いて、第１のカルーセル上の試料またはプローブを第１
の操作スチック手段で第２のカルーセル上に移動させた
のちゲートバルブを閉じて第１の室を大気圧状態にし、
交換用の試料またはプローブを設置した後真空状態に保
持するものである。これにより試料解析室を超高真空に
する課程または試料解析中に次の交換用試料またはプロ
ーブを用意することができるので、試料やプローブの交
換時間を一層短縮することができる。
の走査型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法にお
いて、第１のカルーセル上の試料またはプローブを第１
の操作スチック手段で第２のカルーセル上に移動させた
のちゲートバルブを閉じて第１の室を大気圧状態にし、
交換用の試料またはプローブを設置した後真空状態に保
持するものである。これにより試料解析室を超高真空に
する課程または試料解析中に次の交換用試料またはプロ
ーブを用意することができるので、試料やプローブの交
換時間を一層短縮することができる。
【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
の走査型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法にお
いて、カルーセルを所定の位置に回転させることにより
操作スチック手段は常に同一位置の試料またはプローブ
を移動させるものである。これにより操作スチックの動
作は常に同じのままで複数個の試料またはプローブの交
換をカルーセルの回転位置に応じて効率的に行うことが
できる。
の走査型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法にお
いて、カルーセルを所定の位置に回転させることにより
操作スチック手段は常に同一位置の試料またはプローブ
を移動させるものである。これにより操作スチックの動
作は常に同じのままで複数個の試料またはプローブの交
換をカルーセルの回転位置に応じて効率的に行うことが
できる。
【００１６】（実施の形態１）以下本発明の実施の形態
について、図面と共に詳細に説明する。図１は本発明に
よる走査型プローブ顕微鏡の実施の形態１における全体
構成を示す概略図である。
について、図面と共に詳細に説明する。図１は本発明に
よる走査型プローブ顕微鏡の実施の形態１における全体
構成を示す概略図である。
【００１７】真空容器１で囲まれた空間はゲートバルブ
２により第１の室１１および第２の室３１に分けられて
いる、第１の室１１は真空ポンプ１２により真空にさ
れ、リークバルブ１３を開放することにより大気圧に戻
される。第１の室１１内には回転軸１５の周りに回転可
能なカルーセル１４が配されており、カルーセル１４は
試料載置部およびプローブ載置部を有しており、第１の
室１１を大気圧にした状態で、試料載置部には交換用の
試料１８を、プローブ載置部には交換用のプローブ１９
が設置される。第１の室１１には真空状態において長さ
方向に移動可能であり、かつ外部から把持操作可能な操
作スチック２０が挿入されている。
２により第１の室１１および第２の室３１に分けられて
いる、第１の室１１は真空ポンプ１２により真空にさ
れ、リークバルブ１３を開放することにより大気圧に戻
される。第１の室１１内には回転軸１５の周りに回転可
能なカルーセル１４が配されており、カルーセル１４は
試料載置部およびプローブ載置部を有しており、第１の
室１１を大気圧にした状態で、試料載置部には交換用の
試料１８を、プローブ載置部には交換用のプローブ１９
が設置される。第１の室１１には真空状態において長さ
方向に移動可能であり、かつ外部から把持操作可能な操
作スチック２０が挿入されている。
【００１８】第２の室３１には超高真空用の真空ポンプ
３３が接続されている。この第２の室３１内には試料台
３２が配されており、試料台３２上に載置された試料を
走査型プローブ顕微鏡で観察するための観察空間を構成
する。第２の室３１内にも第１の室１１と同様に回転軸
３５の周りに回転可能なカルーセル３４が設けられてい
る。試料台３２に対向してプローブ支持台３６が配され
ている。プローブ支持台３６はプローブに制御信号を供
給する信号源４０が結合されている。第２の室３１にも
真空状態において長さ方向に移動可能であり、かつ外部
から把持操作可能な操作スチック３８が挿入されてい
る。３９は操作スチック２０を移動させるときのガイド
棒である。
３３が接続されている。この第２の室３１内には試料台
３２が配されており、試料台３２上に載置された試料を
走査型プローブ顕微鏡で観察するための観察空間を構成
する。第２の室３１内にも第１の室１１と同様に回転軸
３５の周りに回転可能なカルーセル３４が設けられてい
る。試料台３２に対向してプローブ支持台３６が配され
ている。プローブ支持台３６はプローブに制御信号を供
給する信号源４０が結合されている。第２の室３１にも
真空状態において長さ方向に移動可能であり、かつ外部
から把持操作可能な操作スチック３８が挿入されてい
る。３９は操作スチック２０を移動させるときのガイド
棒である。
【００１９】図２は試料台３２およびプローブ支持台３
６の詳細な構成を示す。図２（ａ）は試料台３２の詳細
を示す。試料台３２は中央に観察用の試料を載置する凹
み３２１を有する板状部３２２が走査装置４１に結合さ
れている。走査装置４１は試料を平面２方向に粗動およ
び微動させて後述するプローブに対して走査するもの
で、圧電素子に電気信号を印加することにより試料を載
置した板状部を平面方向に移動させる。走査装置４１と
しては例えば特開平６−３１７６８１号公報に記載され
ている物が使用できる。
６の詳細な構成を示す。図２（ａ）は試料台３２の詳細
を示す。試料台３２は中央に観察用の試料を載置する凹
み３２１を有する板状部３２２が走査装置４１に結合さ
れている。走査装置４１は試料を平面２方向に粗動およ
び微動させて後述するプローブに対して走査するもの
で、圧電素子に電気信号を印加することにより試料を載
置した板状部を平面方向に移動させる。走査装置４１と
しては例えば特開平６−３１７６８１号公報に記載され
ている物が使用できる。
【００２０】図２（ｂ）はプローブ支持台３６の詳細を
示す。プローブ支持台３６はプローブ４２を平面２方向
および上下方向の３方向に移動させる走査装置４３に載
置して構成させる。プローブ４２は先端に導電性の探針
４４を有しており、この探針４４を図３に示すように複
数本観察する試料５０の表面近傍に配置し、走査装置４
１で平面方向に走査させながら探針４４と試料表面間に
微小電圧を印加したときに流れるトンネル電流を一定に
なるように信号源４０（図１参照）から走査装置４３に
制御電圧を印加し、この制御電圧により算出される探針
４４の位置データにより試料表面の３次元像を観察す
る。
示す。プローブ支持台３６はプローブ４２を平面２方向
および上下方向の３方向に移動させる走査装置４３に載
置して構成させる。プローブ４２は先端に導電性の探針
４４を有しており、この探針４４を図３に示すように複
数本観察する試料５０の表面近傍に配置し、走査装置４
１で平面方向に走査させながら探針４４と試料表面間に
微小電圧を印加したときに流れるトンネル電流を一定に
なるように信号源４０（図１参照）から走査装置４３に
制御電圧を印加し、この制御電圧により算出される探針
４４の位置データにより試料表面の３次元像を観察す
る。
【００２１】図４は第１の室１１内のカルーセル１４の
平面図である。図４にはプローブ４２を１０本載置した
場合を示す。カルーセル１４は中央の回転軸１５を中心
に平面方向に回転し、その回転位置に対応してその位置
にあるプローブ４２１を操作スチック２０が摘んで第２
の室３１内のカルーセル３４に運ぶ。カルーセル３４も
カルーセル１４と全く同一の構成をしており、操作スチ
ック２０がカルーセル１４のある位置にプローブ４２１
を載置し、次のプローブ４２２を運んできたときにはカ
ルーセル３４を回転させて異なる位置にそのプローブ４
２２を載置する。カルーセル３４に運ばれてきたプロー
ブ４２１、４２２……は第２の室３１の操作スチック３
８により所定のプローブ支持台３６に設置される。
平面図である。図４にはプローブ４２を１０本載置した
場合を示す。カルーセル１４は中央の回転軸１５を中心
に平面方向に回転し、その回転位置に対応してその位置
にあるプローブ４２１を操作スチック２０が摘んで第２
の室３１内のカルーセル３４に運ぶ。カルーセル３４も
カルーセル１４と全く同一の構成をしており、操作スチ
ック２０がカルーセル１４のある位置にプローブ４２１
を載置し、次のプローブ４２２を運んできたときにはカ
ルーセル３４を回転させて異なる位置にそのプローブ４
２２を載置する。カルーセル３４に運ばれてきたプロー
ブ４２１、４２２……は第２の室３１の操作スチック３
８により所定のプローブ支持台３６に設置される。
【００２２】試料用のカルーセルも全く同様にして構成
される。なお、カルーセル１４、３４にそれぞれプロー
ブ４２と試料の載置スペースを設け、１つのカルーセル
でプローブと試料を一緒に載置するようにすることもで
きる。
される。なお、カルーセル１４、３４にそれぞれプロー
ブ４２と試料の載置スペースを設け、１つのカルーセル
でプローブと試料を一緒に載置するようにすることもで
きる。
【００２３】つぎに動作を説明する。まずゲートバルブ
２を閉じて第２の室３１を真空ポンプ３３により真空に
する。第２の室は試料解析室であるので、常時１×１０
-10ｍｂａｒ以上の超高真空に保持する。
２を閉じて第２の室３１を真空ポンプ３３により真空に
する。第２の室は試料解析室であるので、常時１×１０
-10ｍｂａｒ以上の超高真空に保持する。
【００２４】一方第１の室１１は大気圧状態にして蓋１
０を開放し、カルーセル１４の所定の位置に新しくセッ
トする試料５０、プローブ４２を載置する。この載置作
業は蓋１０の開いた大気中であるので、操作スチック２
０は使う必要がなく、ピンセットなどで作業すればよ
い。カルーセル１４への載置作業が完了したら蓋１０を
して第１の室をターボポンプなどの真空ポンプ１２で超
高真空にする。第１の室１１の真空度が第２の室３１の
真空度とほぼ同じ状態になったとき、ゲートバルブ２を
開放して第１の室１１と第２の室３１を連通させ、カル
ーセル１４上の試料５０、プローブ４２を第２の室３１
内にセットする準備態勢にはいる。
０を開放し、カルーセル１４の所定の位置に新しくセッ
トする試料５０、プローブ４２を載置する。この載置作
業は蓋１０の開いた大気中であるので、操作スチック２
０は使う必要がなく、ピンセットなどで作業すればよ
い。カルーセル１４への載置作業が完了したら蓋１０を
して第１の室をターボポンプなどの真空ポンプ１２で超
高真空にする。第１の室１１の真空度が第２の室３１の
真空度とほぼ同じ状態になったとき、ゲートバルブ２を
開放して第１の室１１と第２の室３１を連通させ、カル
ーセル１４上の試料５０、プローブ４２を第２の室３１
内にセットする準備態勢にはいる。
【００２５】カルーセル１４を所定の角度に回転させ、
操作スチック２０を操作してカルーセル１４上の所定位
置のプローブ４２１を摘み、操作スチック２０をガイド
棒３９でガイドしながら第２の室３１方向に移動させ、
摘んでいたプローブ４２１が第２の室３１内のカルーセ
ル３４上に来たとき、カルーセル３４を回転させてプロ
ーブ４２１を受ける位置を指定し、操作スチックを操作
してプローブ４２１をカルーセル３４の所定の位置に載
置する。こうしてプローブ４２１は第１の室１１内のカ
ルーセル１４から第２の室３１のカルーセル３４に移動
させることができる。
操作スチック２０を操作してカルーセル１４上の所定位
置のプローブ４２１を摘み、操作スチック２０をガイド
棒３９でガイドしながら第２の室３１方向に移動させ、
摘んでいたプローブ４２１が第２の室３１内のカルーセ
ル３４上に来たとき、カルーセル３４を回転させてプロ
ーブ４２１を受ける位置を指定し、操作スチックを操作
してプローブ４２１をカルーセル３４の所定の位置に載
置する。こうしてプローブ４２１は第１の室１１内のカ
ルーセル１４から第２の室３１のカルーセル３４に移動
させることができる。
【００２６】つぎに、カルーセル１４を所定量回転さ
せ、同様にして次のプローブ４２２をカルーセル３４に
移動させ、以下同様にして第１の室１１内のカルーセル
１４上の全てのプローブおよび試料を第２の室３１のカ
ルーセル３４上に移動させる。全てのプローブおよび試
料を移動させた後、ゲートバルブ２を閉じ、リークバル
ブ１３を開いて第１の室１１を大気圧に戻し、同様にし
てつぎにセットするプローブおよび試料をカルーセル１
４上に準備し待機状態にはいる。
せ、同様にして次のプローブ４２２をカルーセル３４に
移動させ、以下同様にして第１の室１１内のカルーセル
１４上の全てのプローブおよび試料を第２の室３１のカ
ルーセル３４上に移動させる。全てのプローブおよび試
料を移動させた後、ゲートバルブ２を閉じ、リークバル
ブ１３を開いて第１の室１１を大気圧に戻し、同様にし
てつぎにセットするプローブおよび試料をカルーセル１
４上に準備し待機状態にはいる。
【００２７】一方第２の室３１では、カルーセル３４上
の試料を試料台３２にセットし、プローブをプローブ支
持台３６にセットする。これらの作業は以下のように行
われる。まず、カルーセル３４を所定の角度に回転さ
せ、第２の操作スチック３８を操作してカルーセル３４
上の試料５０を摘み、試料台３２の試料収納部である凹
み３２１内に試料５０を挿入する。なお、凹み３２１を
形成せずに所定の場所に載置するようにしても良い。
の試料を試料台３２にセットし、プローブをプローブ支
持台３６にセットする。これらの作業は以下のように行
われる。まず、カルーセル３４を所定の角度に回転さ
せ、第２の操作スチック３８を操作してカルーセル３４
上の試料５０を摘み、試料台３２の試料収納部である凹
み３２１内に試料５０を挿入する。なお、凹み３２１を
形成せずに所定の場所に載置するようにしても良い。
【００２８】カルーセル３４上のプローブも同様にカル
ーセル３４を所定量回転させて第２の操作スチック３８
を操作してカルーセル３４上のプローブ４２を摘み、プ
ローブ支持台３６にセットする。プローブ４２は通常２
つあるいは４つ使用されるので、カルーセル３４を回転
させて複数個をそれぞれのプローブ支持台３６にセット
する。こうして走査型プローブ顕微鏡が解析待機状態に
なる。
ーセル３４を所定量回転させて第２の操作スチック３８
を操作してカルーセル３４上のプローブ４２を摘み、プ
ローブ支持台３６にセットする。プローブ４２は通常２
つあるいは４つ使用されるので、カルーセル３４を回転
させて複数個をそれぞれのプローブ支持台３６にセット
する。こうして走査型プローブ顕微鏡が解析待機状態に
なる。
【００２９】なお、以上の説明では各カルーセル１４、
３４に試料とプローブの両者を載置した場合について説
明したが、それぞれ専用のものを使用しても良いことは
もちろんである。
３４に試料とプローブの両者を載置した場合について説
明したが、それぞれ専用のものを使用しても良いことは
もちろんである。
【００３０】走査型プローブ顕微鏡の解析動作は周知で
あるので、ここでは詳細な説明は省略するが、試料５０
を載せた走査装置４１とプローブ４２の走査装置４３の
両者を制御して試料表面をプローブ４２の探針４４で走
査しながら観察する。
あるので、ここでは詳細な説明は省略するが、試料５０
を載せた走査装置４１とプローブ４２の走査装置４３の
両者を制御して試料表面をプローブ４２の探針４４で走
査しながら観察する。
【００３１】（実施の形態２）図５は本発明による走査
型プローブ顕微鏡の実施の形態２における全体構成を示
す概略図である。本実施の形態においては、実施の形態
１における第１の室１１と同じ構成の第３の室６１を第
１の室１１に並列に付加し、この第３の室６１に第１の
室１１におけるカルーセル１４、操作スチック２０、真
空ポンプ１２およびゲートバルブ２からなる系を設けた
ものである。この構成においては、第１の室１１につぎ
の試料およびプローブを用意して待機状態にある場合
に、第２の室３１での観察、測定が終了したとき、あら
かじめ超高真空にした状態の第３の室６１をゲートバル
ブ３を開いて第２の室３１と連通し、第２の室３１内の
観察、測定済みの試料、プローブを全て操作スチック３
８を操作して第３の室６１内のカルーセル６４に移動さ
せ、ゲートバルブ３を閉じたのちゲートバルブ２を開い
て再び第１の室１１内の試料、プローブを第２の室３１
内に移動させる。同時に第３の室６１を大気圧にして次
の試料、プローブへの交換作業を行うことができる。
型プローブ顕微鏡の実施の形態２における全体構成を示
す概略図である。本実施の形態においては、実施の形態
１における第１の室１１と同じ構成の第３の室６１を第
１の室１１に並列に付加し、この第３の室６１に第１の
室１１におけるカルーセル１４、操作スチック２０、真
空ポンプ１２およびゲートバルブ２からなる系を設けた
ものである。この構成においては、第１の室１１につぎ
の試料およびプローブを用意して待機状態にある場合
に、第２の室３１での観察、測定が終了したとき、あら
かじめ超高真空にした状態の第３の室６１をゲートバル
ブ３を開いて第２の室３１と連通し、第２の室３１内の
観察、測定済みの試料、プローブを全て操作スチック３
８を操作して第３の室６１内のカルーセル６４に移動さ
せ、ゲートバルブ３を閉じたのちゲートバルブ２を開い
て再び第１の室１１内の試料、プローブを第２の室３１
内に移動させる。同時に第３の室６１を大気圧にして次
の試料、プローブへの交換作業を行うことができる。
【００３２】このように本実施の形態によれば、新しい
試料、プローブのセットと観察、測定済みの試料、プロ
ーブの交換が並行して行えるので、作業性が一層向上す
る。
試料、プローブのセットと観察、測定済みの試料、プロ
ーブの交換が並行して行えるので、作業性が一層向上す
る。
【００３３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は走
査型プローブ顕微鏡において、試料解析室を常に高真空
に保持したまま試料やプローブを交換することができる
ので、試料やプローブの交換時間を短縮することがで
き、連続観察の時間を大幅に短縮することができる。
査型プローブ顕微鏡において、試料解析室を常に高真空
に保持したまま試料やプローブを交換することができる
ので、試料やプローブの交換時間を短縮することがで
き、連続観察の時間を大幅に短縮することができる。
【図１】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施の形
態１における構成を示す概念図
態１における構成を示す概念図
【図２】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施の形
態１における試料台およびプローブ支持台の詳細を示す
側面図
態１における試料台およびプローブ支持台の詳細を示す
側面図
【図３】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施の形
態１における試料とプローブの位置関係を説明する平面
図
態１における試料とプローブの位置関係を説明する平面
図
【図４】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施の形
態１におけるカルーセルの平面図
態１におけるカルーセルの平面図
【図５】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施の形
態２における構成を示す概念図
態２における構成を示す概念図
１ 真空容器 ２、３ ゲートバルブ １０ 蓋 １１ 第１の室 １２、３３ 真空ポンプ １３ リークバルブ １５、３５ 回転軸 １４、３４、６４ カルーセル １８、５０ 試料 １９、４２、４２１、４２２ プローブ ２０、３８ 操作スチック ３１ 第２の室 ３２ 試料台 ３６ プローブ支持台 ３９ ガイド棒 ４０ 信号源 ４１、４３ 走査装置 ４４ 探針 ６１ 第３の室 ３２１ 凹み ３２２ 板状部
Claims (7)
- 【請求項１】 ゲートバルブで仕切られた第１の室およ
び第２の室と、前記第１の室を真空にする第１の真空系
と、前記第２の室を真空にする第２の真空系と、前記第
１の室内に配された第１のカルーセルと、前記第２の室
内に配された第２のカルーセルと、前記第２室内に配さ
れた試料台と、前記試料台を二次元的に移動させる走査
手段と、前記試料台に対向して試料を観察するプローブ
を配置するプローブ設置手段と、前記第１のカルーセル
から前記第２のカルーセルに試料またはプローブを移動
させる操作スチック手段と、前記第２のカルーセルから
試料を前記試料台に、プローブを前記プローブ設置手段
に設置させる第２の操作スチック手段を備えたことを特
徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項２】 第１および第２のカルーセルは回転可能
であり、複数個の試料またはプローブを載置可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型プローブ顕微
鏡。 - 【請求項３】 走査手段は粗動走査および微動走査を行
うことを特徴とする請求項１に記載の走査型プローブ顕
微鏡。 - 【請求項４】 第１の操作スチック手段を第２の室へ案
内するガイド手段を有することを特徴とする請求項１に
記載の走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の走査
型プローブ顕微鏡において、ゲートバルブを閉じた後第
１の室を大気圧にし、第１の室内のカルーセルに試料ま
たはプローブを設置した後第１の真空系で真空にし、ゲ
ートバルブを開いて第１の室と第２の室を連結し、第１
の操作スチック手段で前記第１のカルーセル上の試料ま
たはプローブを第２のカルーセル上に移動させ、第２の
操作スチック手段で第２のカルーセルから試料を前記試
料台に、プローブを前記プローブ設置手段に設置させる
ことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡の試料・プロー
ブ交換方法。 - 【請求項６】 第１のカルーセル上の試料またはプロー
ブを第１の操作スチック手段で第２のカルーセル上に移
動させたのちゲートバルブを閉じて第１の室を大気圧状
態にし、交換用の試料またはプローブを設置した後真空
状態に保持することを特徴とする請求項５に記載の走査
型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換方法。 - 【請求項７】 カルーセルを所定の位置に回転させるこ
とにより操作スチック手段は常に同一位置の試料または
プローブを移動させることを特徴とする請求項５または
６に記載の走査型プローブ顕微鏡の試料・プローブ交換
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046925A JP2001235416A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046925A JP2001235416A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235416A true JP2001235416A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046925A Pending JP2001235416A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001235416A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100825985B1 (ko) | 2006-12-21 | 2008-04-28 | 파크시스템스 주식회사 | 자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경 |
| CN102495237A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 材料界面的原位加工测试装置 |
| CN102495089A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 半导体材料测量装置及原位测量界面缺陷分布的方法 |
| WO2015019090A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Infinitesima Limited | Probe and sample exchange mechanism for a scanning probe microscope |
| US20150226766A1 (en) * | 2012-07-05 | 2015-08-13 | Bruker Nano, Inc. | Apparatus and method for atomic force microscopy |
| EP3133404A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-22 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Device and method for measuring and/or modifying surface features on a surface of a sample |
| WO2019215176A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Anton Paar Gmbh | Aufbewahrungsvorrichtung für rastermikroskop-messsonde |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000046925A patent/JP2001235416A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100825985B1 (ko) | 2006-12-21 | 2008-04-28 | 파크시스템스 주식회사 | 자동으로 탐침 교환이 가능한 주사 탐침 현미경 |
| CN102495237A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 材料界面的原位加工测试装置 |
| CN102495089A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 半导体材料测量装置及原位测量界面缺陷分布的方法 |
| US20150226766A1 (en) * | 2012-07-05 | 2015-08-13 | Bruker Nano, Inc. | Apparatus and method for atomic force microscopy |
| WO2015019090A1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Infinitesima Limited | Probe and sample exchange mechanism for a scanning probe microscope |
| US9784760B2 (en) | 2013-08-09 | 2017-10-10 | Infinitesima Limited | Probe and sample exchange mechanism |
| EP3133404A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-22 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Device and method for measuring and/or modifying surface features on a surface of a sample |
| WO2017030441A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Device and method for measuring and/or modifying surface features on a surface of a sample. |
| US10908179B2 (en) | 2015-08-19 | 2021-02-02 | Nederlandsk Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Device and method for measuring and/or modifying surface features on a surface of a sample |
| TWI718174B (zh) * | 2015-08-19 | 2021-02-11 | 荷蘭商荷蘭Ｔｎｏ自然科學組織公司 | 用以測量及/或修正樣本表面之表面形貌體的裝置及方法 |
| WO2019215176A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Anton Paar Gmbh | Aufbewahrungsvorrichtung für rastermikroskop-messsonde |
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