JP2001330546A - Positioning device and near-field optical microscope using the same - Google Patents

Positioning device and near-field optical microscope using the same

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JP2001330546A
JP2001330546A JP2000151529A JP2000151529A JP2001330546A JP 2001330546 A JP2001330546 A JP 2001330546A JP 2000151529 A JP2000151529 A JP 2000151529A JP 2000151529 A JP2000151529 A JP 2000151529A JP 2001330546 A JP2001330546 A JP 2001330546A
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JP
Japan
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stage
holder
positioning device
piezo
direction substantially
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Application number
JP2000151529A
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Japanese (ja)
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Takahito Narita
貴人 成田
Tatsuya Miyajima
達哉 宮島
Genichi Otsu
元一 大津
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Jasco Corp
Kanagawa Academy of Science and Technology
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Jasco Corp
Kanagawa Academy of Science and Technology
Japan Science and Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device capable of accurately and easily moving objects on a stage by a desired amount. SOLUTION: This positioning device can move the objects 111 and 132 on the stage 137 by a desired amount in a direction substantially perpendicular to an optical axis C. This positioning device 130 is characterized by having transfer control means 124 and 126, commanding a series of operations in which the objects 111 and 132 are transferred from the stage 137 onto a holder 138 by a transfer means 128 before the amount of movement in the direction substantially perpendicular to the optical axis becomes the desired amount, one of the stage 137 and the holder 138 is a specified amount moved or angle-changed relative to the other by an adjustment means 140 from the reference position C in the direction substantially perpendicular to the optical axis with the object 111 placed on the holder 138, and then the objects 111 and 132 are transferred from the holder 138 onto the stage 137 by the transfer means 128.

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】本発明は位置決め装置、及び
それを用いた近接場光学顕微鏡、特に試料の光軸と略直
交する方向の移動機構の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning device and a near-field optical microscope using the same, and more particularly to an improvement of a moving mechanism in a direction substantially orthogonal to an optical axis of a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、一般的な光学顕微鏡あるいは電子
顕微鏡とは異なる原理に基づく近接場光学顕微鏡が開発
され、その応用が期待されている。この近接場光学顕微
鏡は、いわゆるエバネッセント光を検出するものであ
り、例えば図1に示すように、微小な試料11が平坦な
基板12の上に置かれており、該基板12の裏面側から
励起レーザ14からの励起光16を全反射が生じるよう
な角度で入射させると、伝搬光はすべて反射するが、基
板12及び試料11の表面付近にはエバネッセント光1
8と呼ばれる表面波が発生する。この表面波は物体表面
の周りの光の波長以内の距離の領域に局在している。
2. Description of the Related Art In recent years, a near-field optical microscope based on a principle different from a general optical microscope or an electron microscope has been developed, and its application is expected. This near-field optical microscope detects so-called evanescent light. For example, as shown in FIG. 1, a minute sample 11 is placed on a flat substrate 12, and excitation is performed from the back side of the substrate 12. When the excitation light 16 from the laser 14 is incident at an angle that causes total reflection, all the propagating light is reflected, but the evanescent light 1 is located near the surfaces of the substrate 12 and the sample 11.
A surface wave called 8 is generated. This surface wave is localized in a region around the object surface within a distance of the light wavelength.

【0003】このようなエバネッセント光18の場の中
に、近接場ヘッド19より吊り下げられた先の鋭いプロ
ーブ20を差し込んでエバネッセント光18を散乱さ
せ、その散乱光強度を検出器22で検出し、コンピュー
タ24でデータ処理することによりプローブ20の先端
と試料表面との距離を規定することができる。したがっ
て、近接場光学顕微鏡によれば、コンピュータ24、ス
テージコントローラ26等が、前記散乱光強度が一定と
なるようにステージ28により基板12を上下させつ
つ、試料11の表面を走査すれば、該試料11に非接触
でかつ試料11の凹凸を的確に把握することが可能とな
る。
A sharp probe 20 suspended from a near-field head 19 is inserted into the field of the evanescent light 18 to scatter the evanescent light 18, and the scattered light intensity is detected by a detector 22. The distance between the tip of the probe 20 and the surface of the sample can be defined by processing the data with the computer 24. Therefore, according to the near-field optical microscope, when the computer 24, the stage controller 26, and the like scan the surface of the sample 11 while moving the substrate 12 up and down by the stage 28 so that the scattered light intensity becomes constant, the sample It is possible to accurately grasp irregularities of the sample 11 without contact with the sample 11.

【0004】しかも、プローブ20先端はエバネッセン
ト光18の場に存在するのみであり試料11そのものに
は接触していないため、試料11に対して非接触、非破
壊でかつ光の波長の値より小さいものを観察できる。と
ころで、近接場光学顕微鏡では、更なる測定精度の向上
を図るため、これまでは、プローブの作成方法や測定方
法が主に注目されてきたが、最近では、試料の表面方向
でのプローブの位置決め精度についても重視されてき
た。
In addition, since the tip of the probe 20 exists only in the field of the evanescent light 18 and does not contact the sample 11 itself, the probe 20 is not in contact with the sample 11, is not destroyed, and is smaller than the light wavelength. You can observe things. By the way, in the near-field optical microscope, in order to further improve the measurement accuracy, a method of preparing a probe and a measurement method have been mainly focused on so far, but recently, positioning of the probe in a surface direction of the sample has been focused. Accuracy has also been emphasized.

【0005】まず、従来、このような位置決め装置とし
ては、例えば駆動量の繰返し精度の高いピエゾ等を駆動
源として用いた位置決め装置が用いられていた。これは
ピエゾの一端をステージの壁面に固定し、他端を固定
し、ピエゾに電圧を印加し、ピエゾを伸縮させることに
より、ステージを移動している。しかしながら、この位
置決め装置では、駆動量の繰返し精度は高いものの、ピ
エゾ自体の伸縮により位置が決まるので、ピエゾ自体の
持つ駆動範囲に限界がある。これによりステージの最大
移動量はピエゾの駆動範囲に限定されてしまう。
First, conventionally, as such a positioning device, for example, a positioning device using a piezo or the like having a high repeatability of a driving amount as a driving source has been used. The stage is moved by fixing one end of the piezo to the wall surface of the stage, fixing the other end, applying a voltage to the piezo, and expanding and contracting the piezo. However, in this positioning device, although the repeatability of the drive amount is high, the position is determined by the expansion and contraction of the piezo itself, so that the drive range of the piezo itself is limited. Thus, the maximum movement amount of the stage is limited to the driving range of the piezo.

【0006】そこで、ピエゾの駆動範囲より大きい移動
量を得るため、例えば図2に示すような位置決め装置が
多用されている。同図(A)において、位置決め装置3
0は、ステージ28の載置部31上に置かれ、試料11
が載置される基台32と、該基台32の右側面に一端が
貼り付けられたピエゾ34と、該ピエゾ34に鋸歯状等
の電圧を印加する電気回路35を含む。そして、電気回
路35よりピエゾ34に電圧を印加すると、同図(B)
に示すようにピエゾ34は、図中左右方向に伸縮し、そ
の慣性力を利用して、基台32は、ステージ28の載置
部31上を、例えば左方に滑るように移動している。
Therefore, in order to obtain a movement amount larger than the driving range of the piezo, a positioning device as shown in FIG. 2 is often used. In FIG.
0 is placed on the mounting portion 31 of the stage 28 and the sample 11
, A piezo 34 having one end attached to the right side of the base 32, and an electric circuit 35 for applying a saw-tooth-like voltage to the piezo 34. Then, when a voltage is applied from the electric circuit 35 to the piezo 34, the same applies to FIG.
As shown in FIG. 7, the piezo 34 expands and contracts in the left-right direction in the figure, and the base 32 moves on the mounting portion 31 of the stage 28 so as to slide to the left, for example, by using its inertia. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成の位置決め装置30では、ピエゾの駆動範囲よ
りも大きい移動量が得られるようになったものの、一回
の移動による駆動量は、ステージ28の載置部31との
摩擦等の不安定な要素で決まってしまうので、絶対精度
は低くなってしまった。
However, in the positioning device 30 having the above-described configuration, a movement amount larger than the driving range of the piezo can be obtained. Is determined by unstable factors such as friction with the mounting portion 31, and the absolute accuracy is low.

【0008】このため、一般的な顕微鏡等では十分な精
度であっても、より微小試料の測定を行なう近接場光学
顕微鏡で用いるには改善の余地がある。また、高精度な
位置決め精度を得るためにその構成が複雑化等してしま
い、コストの上昇、大型化等が生じるのを回避する必要
があるものの、これらの問題を解決することのできる適
切な技術が存在しなかった。本発明は前記従来技術の課
題に鑑みなされたものであり、その目的はステージ上で
の目的物の所望量の移動を正確に、かつ容易に行なえる
位置決め装置、及びそれを用いた近接場光学顕微鏡を提
供することにある。
[0008] For this reason, there is room for improvement in use of a near-field optical microscope for measuring a finer sample, even if a general microscope or the like has sufficient accuracy. In addition, in order to obtain high-precision positioning accuracy, the configuration is complicated, and it is necessary to avoid an increase in cost and an increase in size. Technology did not exist. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has as its object to accurately and easily move a desired amount of a target object on a stage, and to use near-field optics using the same. It is to provide a microscope.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる位置決め装置は、ステージと、ホルダ
と、調整手段と、移替手段と、移替制御手段と、を備え
ることを特徴とする。ここで、前記ステージは、目的物
が載置される。前記ホルダは、ステージの目的物が一時
的に載置される。前記調整手段は、前記ホルダに目的物
が載置されている状態で、前記ステージ及びホルダの一
方に対し他方を、基準位置より光軸と略直交する方向に
所定量だけ移動ないし角度変更可能とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a positioning apparatus including a stage, a holder, an adjusting unit, a transfer unit, and a transfer control unit. And Here, an object is placed on the stage. The target object of the stage is temporarily placed on the holder. The adjusting means is capable of moving or changing the angle of the other of the stage and the holder by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to the optical axis from a reference position in a state where the target object is placed on the holder. I do.

【0010】前記移替手段は、前記ステージと前記ホル
ダとの間で前記目的物を、光軸と略直交する方向の位置
を変えることなく移し替える。前記移替制御手段は、ス
テージ上での目的物の光軸と略直交する方向の移動量が
所望量となるまで、前記移替手段により前記ステージの
目的物を前記ホルダに移替え、該ホルダに目的物が載置
されている状態で、前記調整手段により前記ステージ及
びホルダの一方に対し他方を、基準位置より前記光軸と
略直交する方向に所定量移動ないし所定角度変更し、該
移替手段により前記ホルダの目的物を該ステージに移し
替える一連の作業を行なわせる。
[0010] The transfer means transfers the object between the stage and the holder without changing a position in a direction substantially orthogonal to an optical axis. The transfer control means transfers the target object of the stage to the holder by the transfer means until the amount of movement of the target object on the stage in a direction substantially orthogonal to the optical axis becomes a desired amount. While the target object is placed on the stage, the adjusting means moves the other of the stage and the holder by a predetermined amount or a predetermined angle from the reference position in a direction substantially orthogonal to the optical axis, and changes the angle by a predetermined angle. A series of operations for transferring the target object of the holder to the stage by the changing means are performed.

【0011】また、本発明において、前記ステージは、
前記目的物の載置部に開口が設けられ、該目的物の少な
くとも一部が該開口上に位置した状態で該目的部が載置
されており、前記ホルダは、前記ステージ開口の下方に
配置され、前記開口を介して該ステージ載置部の目的物
を光軸と略直交する方向の位置を変えることなく移し替
えることが可能であり、前記移替制御手段は、前記移替
手段により前記ステージとホルダとの上下方向の距離を
狭めることで、前記ステージより目的物をホルダに移替
え、該ホルダに目的物が載置されている状態で、前記調
整手段により前記ステージ及びホルダの一方に対し他方
を、基準位置より所定量だけ移動ないし角度変更し、
該移替手段により光軸と略直交する方向の位置を変える
ことなく、前記ステージとホルダとの距離を離すこと
で、前記ホルダより目的物をステージに移し替えること
が好適である。
[0011] In the present invention, the stage may include:
An opening is provided in the mounting portion of the object, and the object is mounted with at least a part of the object positioned above the opening, and the holder is disposed below the stage opening. It is possible to transfer the target of the stage mounting portion through the opening without changing the position in a direction substantially orthogonal to the optical axis, the transfer control means, the transfer control means by the transfer means By narrowing the vertical distance between the stage and the holder, the target object is transferred from the stage to the holder, and in a state where the target object is placed on the holder, the adjusting means adjusts the one of the stage and the holder. On the other hand, move or change the angle by a predetermined amount from the reference position,
It is preferable that the object is transferred from the holder to the stage by increasing the distance between the stage and the holder without changing the position in the direction substantially orthogonal to the optical axis by the transfer means.

【0012】また、本発明において、前記調整手段とし
て、前記ステージを、基準位置より光軸と略直交する方
向に所定量だけ移動ないし角度変更可能なピエゾステー
ジを用い、前記ホルダは、光軸と略直交する方向の絶対
位置が変わらないように基準位置上に設けられることも
好適である。また、本発明において、前記移替手段とし
て、前記ステージ及びホルダの一方に対し他方を、光軸
と略直交する方向の位置を変えることなく上下動可能な
ステッピングモータ、またはピエゾ素子を用いること
も、繰返し精度の高い駆動量が得られる点で好適であ
る。
Further, in the present invention, as the adjusting means, a piezo stage capable of moving or changing the angle of the stage by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to the optical axis from a reference position is used, and the holder is connected to the optical axis. It is also preferable that the absolute position is provided on the reference position so that the absolute position in the direction substantially orthogonal to the reference position does not change. Further, in the present invention, as the transfer means, a stepping motor or a piezo element which can move up and down with respect to one of the stage and the holder without changing the position in a direction substantially orthogonal to the optical axis may be used. This is preferable in that a driving amount with high repetition accuracy can be obtained.

【0013】また、本発明にかかる近接場光学顕微鏡
は、試料の被測定面のエバネッセント光の場へ光触針を
進入させることにより発生する散乱光より、該試料の被
測定面の情報を得る近接場光学顕微鏡において、前記位
置決め装置を用いて光接針と被測定面の光軸と略直交す
る方向の位置決めを行なうことを特徴とする。
Further, the near-field optical microscope according to the present invention obtains information on the measured surface of the sample from the scattered light generated when the optical stylus enters the field of the evanescent light on the measured surface of the sample. The near-field optical microscope is characterized in that the positioning device is used to perform positioning in a direction substantially orthogonal to the optical axis of the optical probe and the surface to be measured.

【0014】ここにいう目的物とは、基台、あるいは基
台に試料が載置されたもの等をいう。また、ホルダに対
しステージを移動する場合は、ステージ上での目的物の
所望の移動方向をX方向とすると、ステージを基準位置
より該所望の移動方向(X方向)とは反対方向(−X方
向)に移動する。一方、ステージに対しホルダを移動す
る場合は、該ホルダを基準位置より前記目的物の所望の
移動方向(X方向)に移動する。
The term "object" as used herein refers to a base or an object on which a sample is placed. When the stage is moved relative to the holder, assuming that the desired moving direction of the target object on the stage is the X direction, the stage is moved from the reference position in a direction opposite to the desired moving direction (X direction) (-X direction). Direction). On the other hand, when the holder is moved with respect to the stage, the holder is moved from the reference position in a desired moving direction (X direction) of the object.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】まず、近接場光学顕微鏡は、一般
的な光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡に比較し、試料に対
して非接触、非破壊でかつ光の波長の値より小さいもの
を観察できる分、最近、位置決め装置についても、一般
的な光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡のものに比較し高い
位置決め精度が要求されてきた。しかしながら、従来よ
り、近接場光学顕微鏡では、プローブの作成、測定方法
の改良が主として行なわれていたため、ある程度の大移
動量をより正確に得ることのできる位置決め技術の開発
は遅れていた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION First, a near-field optical microscope, compared to a general optical microscope or an electron microscope, is a non-contact, non-destructive sample capable of observing a sample smaller than the value of light wavelength. Recently, a positioning device has been required to have higher positioning accuracy than a general optical microscope or electron microscope. However, conventionally, in the near-field optical microscope, the preparation of the probe and the improvement of the measuring method have been mainly performed, so that the development of the positioning technology capable of obtaining a certain large amount of movement more accurately has been delayed.

【0016】そこで、本発明において、第一に特徴的な
ことは、例えばピエゾ素子等のように一回の駆動ではあ
る所定の駆動範囲しか得られないが、駆動量の非常に高
い繰返し精度を持つ特徴を最大限に活用しつつ、該駆動
源の範囲範囲より大きい移動量を得たことである。以
下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明
する。
Therefore, in the present invention, the first characteristic is that, although a single driving can obtain only a predetermined driving range, such as a piezo element, a very high repetition accuracy of the driving amount can be obtained. That is, a movement amount larger than the range of the driving source is obtained while making full use of the features possessed. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】このために本実施形態においては、図3に
拡大して示されるように、近接場光学顕微鏡で用いられ
る、XYZ方向に微小位置決め可能なピエゾステージ
(ステージ)137と、ホルダ138と、例えば前記ピ
エゾステージ137を駆動するピエゾ駆動部140より
なる調整手段と、例えば該近接場光学顕微鏡で用いられ
るステッピングモータ等で駆動可能なXYZステージ1
28の上下動(Z方向)機能等を利用した移替手段と、
コンピュータ124,ステージコントローラ126より
なる移替制御手段を備える。
For this reason, in the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 3, a piezo stage (stage) 137, which can be minutely positioned in the XYZ directions, and a holder 138, which are used in a near-field optical microscope, For example, an adjusting unit including a piezo driving unit 140 that drives the piezo stage 137 and an XYZ stage 1 that can be driven by, for example, a stepping motor used in the near-field optical microscope
A transfer means using a vertical movement (Z direction) function of 28,
A transfer control unit including a computer 124 and a stage controller 126 is provided.

【0018】なお、前記従来技術と対応する部分には符
号100を加えて示し説明を省略する。同図において、
前記ピエゾステージ137は、その載置部131には開
口136が設けられており、該開口136上に基台13
2が載せられる。この基台132の上に試料111が載
置されている。このピエゾステージ137のほぼ中心軸
(基準位置)C上にはプローブ(光触針)120が位置
することとなる。
The portions corresponding to those of the above-mentioned prior art are denoted by reference numeral 100, and description thereof is omitted. In the figure,
The piezo stage 137 has an opening 136 in the mounting portion 131, and the base 13 is placed on the opening 136.
2 is placed. The sample 111 is placed on the base 132. The probe (optical stylus) 120 is located substantially on the center axis (reference position) C of the piezo stage 137.

【0019】前記ホルダ138は、光軸(基準位置)C
上と略直交する方向の絶対位置が変わらないように開口
136の下方の、基準位置C上に配置されており、前記
XYZステージ128によりZ方向に移動、つまり上下
動可能にしている。前記ピエゾ駆動部140等よりなる
調整手段は、例えば上端部が近接場ヘッド119に設け
られ、下端部がステージ137の上面に設けられてい
る。
The holder 138 has an optical axis (reference position) C
The XYZ stage 128 moves in the Z direction, that is, can move up and down, so that the absolute position in the direction substantially perpendicular to the upper direction is not changed and is located below the opening 136 and on the reference position C. The adjusting means including the piezo drive unit 140 and the like has, for example, an upper end provided on the near-field head 119 and a lower end provided on the upper surface of the stage 137.

【0020】このピエゾ駆動部140により、近接場ヘ
ッド119と固定された上端部の基準位置C上と略直交
する方向の絶対位置を変えることなく、下端部に固定さ
れたピエゾステージ137を中心軸(基準位置)Cを基
準に、角度変更可能としている。このように本実施形態
では、近接場光学顕微鏡で用いられる微小位置決め可能
なピエゾステージ137を、位置決め装置の調整手段と
して兼用している。
The piezo drive unit 140 allows the piezo stage 137 fixed to the lower end to be moved along the center axis without changing the absolute position of the upper end fixed to the near-field head 119 in a direction substantially orthogonal to the reference position C. (Reference position) The angle can be changed based on C. As described above, in the present embodiment, the piezo stage 137 capable of fine positioning used in the near-field optical microscope is also used as an adjusting unit of the positioning device.

【0021】前記ホルダ138は、XYZステージ12
8に設けられ、ピエゾステージ137とホルダ138と
の間で、試料111の載置された基台132をXY方向
の位置に影響を与えずに移し替えるため、XYZステー
ジ128によりホルダ138を上下動可能としている。
このように、本実施形態では、近接場光学顕微鏡で用い
られるXYZステージ128等の上下動機能を、位置決
め装置の移替手段として兼用している。
The holder 138 is mounted on the XYZ stage 12
8, the holder 138 is moved up and down by the XYZ stage 128 in order to transfer the base 132 on which the sample 111 is placed between the piezo stage 137 and the holder 138 without affecting the position in the XY directions. It is possible.
As described above, in the present embodiment, the vertical movement function of the XYZ stage 128 used in the near-field optical microscope is also used as the transfer device of the positioning device.

【0022】そして、コンピュータ124,ステージコ
ントローラ126等よりなる移替制御手段は、例えば近
接場光学顕微鏡で用いられ、XYZステージ128の上
下動を制御し、ホルダ138を上動したのち、ピエゾス
テージ137上の基台132をホルダ136上に移し替
え、ピエゾ駆動部140によりピエゾステージ137を
任意のXY方向(光軸Cと略直交する方向)に所定の駆
動量だけ駆動した後、XYZステージ128によりホル
ダ138を下動し、該ホルダ138上の基台132をピ
エゾステージ137に移し替え、これを適宜繰り返すこ
とにより、任意の量の位置決めを行う。
A transfer control means comprising a computer 124, a stage controller 126 and the like is used, for example, in a near-field optical microscope, controls the vertical movement of the XYZ stage 128, moves the holder 138 upward, and then moves the piezo stage 137. The upper base 132 is moved onto the holder 136, and the piezo stage 137 is driven by the piezo driving unit 140 in a predetermined driving amount in an arbitrary XY direction (direction substantially orthogonal to the optical axis C). The holder 138 is moved downward, the base 132 on the holder 138 is transferred to the piezo stage 137, and this operation is repeated as necessary to perform positioning of an arbitrary amount.

【0023】すなわち、図4に示すように、 ピエゾステージ137上の基台132をホルダ138
に移し替える。すなわち、同図(A)に示すようにXY
Zステージ128によりホルダ138を、上動させる
と、ホルダ138は、開口136よりピエゾステージ1
37内に進入し、搭置部131より基台132を持ち上
げ、ピエゾステージ137の基台132がホルダ138
上に移し替わる。
That is, as shown in FIG. 4, the base 132 on the piezo stage 137 is
Transfer to That is, as shown in FIG.
When the holder 138 is moved upward by the Z stage 128, the holder 138 is moved from the opening 136 to the piezo stage 1.
37, the base 132 is lifted from the mounting section 131, and the base 132 of the piezo stage 137 is placed in the holder 138.
Transfer to the top.

【0024】ピエゾステージ137を任意のXY方向
に所定の駆動量だけ駆動する。すなわち、試料111の
所望の移動方向が図中左方であれば、同図(B)に示す
ように、ピエゾ駆動部140により、ピエゾステージ1
37を中心位置C上より該所望の移動方向とは反対方向
の右方にずれるように、図中、半時計周りに、該ピエゾ
駆動部140の所定の駆動量だけ回転する。
The piezo stage 137 is driven by a predetermined drive amount in an arbitrary XY direction. That is, if the desired moving direction of the sample 111 is to the left in the drawing, the piezo driving unit 140 controls the piezo stage 1 as shown in FIG.
The piezo drive unit 140 is rotated by a predetermined amount in the counterclockwise direction in the figure so as to shift 37 from the center position C to the right in the direction opposite to the desired movement direction.

【0025】ホルダ138上の基台132をピエゾス
テージ137上に移し替える。すなわち、同図(C)に
示すように、ピエゾステージ137の前記同図(B)で
の傾き角をそのままの状態に保ったまま、XYZステー
ジ128によりホルダ138を下動させると、ホルダ1
38上の基台132がピエゾステージ137の載置部1
31上に載るので、ホルダ138上の基台132がピエ
ゾステージ137の載置部131上に移し替わる。
The base 132 on the holder 138 is transferred onto the piezo stage 137. That is, as shown in FIG. 7C, when the holder 138 is moved down by the XYZ stage 128 while the tilt angle of the piezo stage 137 in FIG.
The base 132 on the mounting 38 is the mounting portion 1 of the piezo stage 137.
Since the base 132 is placed on the base 31, the base 132 on the holder 138 is moved onto the placement part 131 of the piezo stage 137.

【0026】そして、同図(D)に示すように、ピエゾ
駆動部140により同図(B)でのピエゾステージ13
7の傾き角を元に戻すと、試料111はピエゾステージ
137上で、ピエゾ駆動部140の所定の駆動量だけ、
所望の移動方向(図中左方)に移動している。この結
果、前記〜の操作を必要回数繰り返すと、ピエゾス
テージ137上で試料111をその被測定面方向に必要
量正確に駆動することができる。すなわち、試料111
のXY方向の一回の駆動量は、ピエゾ駆動部140の微
動位置決めの精度で決まるため、非常に高い精度、繰返
し精度を保つことができる。
Then, as shown in FIG. 2D, the piezo stage 13 shown in FIG.
When the tilt angle of 7 is returned to the original angle, the sample 111 is moved on the piezo stage 137 by a predetermined driving amount of the piezo driving unit 140.
It is moving in a desired moving direction (left side in the figure). As a result, when the above operations (1) to (4) are repeated the required number of times, the sample 111 can be accurately driven on the piezo stage 137 in the direction of the surface to be measured. That is, the sample 111
Since the amount of one drive in the X and Y directions is determined by the accuracy of the fine movement positioning of the piezo drive unit 140, very high accuracy and repeatability can be maintained.

【0027】しかも、ピエゾステージ137とホルダ1
38間の移替えは、XYZステージ128に用いられる
ステッピングモータの持つ比較的大駆動量を利用して容
易に行なえるので、これを所望の回数だけ繰り返すこと
により、ピエゾの一回の駆動範囲より大きい移動量であ
っても、前記ピエゾ駆動部140の持つ非常に高い精
度、繰返し精度を保ちつつ、試料111を迅速に移動す
ることができる。
Moreover, the piezo stage 137 and the holder 1
38 can be easily performed by using the relatively large driving amount of the stepping motor used in the XYZ stage 128, and by repeating this operation a desired number of times, the driving range of one time of the piezo can be reduced. Even if the movement amount is large, the sample 111 can be quickly moved while maintaining the extremely high accuracy and repetition accuracy of the piezo drive unit 140.

【0028】また、いくら精度のよい位置決め装置であ
って、近接場光学顕微鏡に限らず、構成の簡略化、小型
化も望まれている。そこで、本発明において、第二に特
徴的なことは、位置決め装置の機構を、近接場光学顕微
鏡で用いられる各構成部材に兼用させている。このため
に本実施形態では、前述のように位置決め装置の調整手
段を近接場光学顕微鏡で用いられるピエゾステージ13
7に、移替手段を近接場光学顕微鏡で用いられるステッ
ピングモータ等で駆動するXYZステージ128の上下
動機能等に兼用させている。
A highly accurate positioning device, not only a near-field optical microscope, but also a simplification and downsizing of the configuration is desired. Therefore, in the present invention, the second characteristic is that the mechanism of the positioning device is also used for each component used in the near-field optical microscope. For this reason, in the present embodiment, as described above, the adjusting means of the positioning device is used for the piezo stage 13 used in the near-field optical microscope.
7, the transfer means is also used for a vertical movement function of an XYZ stage 128 driven by a stepping motor or the like used in a near-field optical microscope.

【0029】そして、本発明の位置決め装置の移替制御
手段を、近接場光学顕微鏡で用いられるコンピュータ1
24、ステージコントローラ126等に兼用させてい
る。この結果、別途電気回路を必要とせず、近接場光学
顕微鏡で用いられる既存の部品で位置決めが可能とな
る。したがって、駆動機構、電気回路等を新たに設けた
場合に比較し、構成簡略化、装置の小型化が図られる。
しかも、コンピュータ124等からの操作により、試料
室の外部より位置決めのための操作が行なえるので、近
接場光学顕微鏡等のように試料室等では手を使えない環
境下での位置決め作業が容易に可能となる。
The transfer control means of the positioning device of the present invention is provided by a computer 1 used in a near-field optical microscope.
24, the stage controller 126 and the like. As a result, positioning can be performed with existing components used in the near-field optical microscope without requiring an additional electric circuit. Therefore, compared to a case where a driving mechanism, an electric circuit, and the like are newly provided, the configuration is simplified and the device is downsized.
In addition, since the positioning operation can be performed from the outside of the sample chamber by the operation from the computer 124 or the like, the positioning operation can be easily performed in an environment where a hand cannot be used in the sample chamber or the like as in a near-field optical microscope. It becomes possible.

【0030】以上のように本実施形態にかかる位置決め
装置130を用いた近接場光学顕微鏡によれば、XYZ
ステージ128により、試料111をピエゾステージ1
37からホルダ138に移し替え、ピエゾ駆動部140
により、ピエゾステージ137を任意のXY方向に所定
の駆動量だけ駆動してのち、XYZステージ128によ
り、ホルダ138の試料111をピエゾステージ137
に移し替えることを必要回数繰り返すことにより、ピエ
ゾステージ137上での試料111のXY方向の所望量
の位置決めを、ピエゾの持つ非常に高い繰返し駆動精度
で行なうことができる。
As described above, according to the near-field optical microscope using the positioning device 130 according to the present embodiment, XYZ
The sample 111 is moved to the piezo stage 1 by the stage 128.
37 to a holder 138, and a piezo drive unit 140
After the piezo stage 137 is driven by a predetermined drive amount in an arbitrary XY direction, the sample 111 of the holder 138 is moved by the XYZ stage 128.
By repeating the transfer to the required number of times, the positioning of the sample 111 on the piezo stage 137 in the XY direction by a desired amount can be performed with a very high repetitive driving accuracy of the piezo.

【0031】また、本実施形態では、位置決め装置の各
部材の機能を、近接場光学顕微鏡で用いられるピエゾス
テージ137、XYZステージ128等の上下動機能、
ステージコントローラ126、コンピュータ124等に
兼用させることにより、別途電気回路等の新たな部品を
必要としないので、構成の簡略化、小型化等が図られ
る。
In this embodiment, the function of each member of the positioning device is defined by the vertical movement function of the piezo stage 137 and the XYZ stage 128 used in the near-field optical microscope.
By using the stage controller 126 and the computer 124 together, new components such as an electric circuit are not required separately, so that the configuration can be simplified and downsized.

【0032】なお、前記構成では、本発明の位置決め装
置を、近接場光学顕微鏡のステージ駆動に適用した例に
ついて説明したが、本発明の位置決め装置は、特に近接
場光学顕微鏡のように、大移動量であっても、より高い
位置決め精度が要求されるもので十分な効果を発揮する
が、これに限定されるものでなく、一般的な顕微鏡は勿
論、位置決めを行なう全てのものに適用可能である。
In the above-described configuration, an example has been described in which the positioning apparatus of the present invention is applied to the stage drive of a near-field optical microscope. Even if the amount is large, a high positioning accuracy is required and a sufficient effect can be obtained.However, the present invention is not limited to this, and can be applied not only to general microscopes but also to all types of positioning. is there.

【0033】また、移替手段として、近接場光学顕微鏡
で用いられるステッピングモータ等で駆動するXYZス
テージ128等を用いた例について説明したが、これに
代えて、近接場光学顕微鏡で用いられる、例えばピエゾ
等で駆動するピエゾ駆動部140等の上下動機能を用い
ることも可能である。また、前記構成では、ピエゾステ
ージ137の角度変更を行った例について説明したが、
XYZステージ128によりピエゾステージ137のX
Y方向の移動を行なってもよい。
Also, an example in which an XYZ stage 128 or the like driven by a stepping motor or the like used in a near-field optical microscope is used as a transfer means has been described. It is also possible to use a vertical movement function such as a piezo drive unit 140 driven by a piezo or the like. In the above-described configuration, the example in which the angle of the piezo stage 137 is changed has been described.
X of the piezo stage 137 by the XYZ stage 128
The movement in the Y direction may be performed.

【0034】また、前記構成では、ピエゾステージ13
7は角度変更可能であるが、ホルダ138はその光軸C
と略直交する方向の絶対位置が変わらないようにした例
について説明したが、ピエゾステージ137の光軸Cと
略直交する方向の絶対位置が変わらないようにして、X
YZステージ128によりホルダ138のXY方向の移
動等を可能にしてもよい。
In the above configuration, the piezo stage 13
7, the angle can be changed, but the holder 138 has its optical axis C
Although the example in which the absolute position in the direction substantially perpendicular to the axis is not changed has been described, the absolute position in the direction substantially orthogonal to the optical axis C of the piezo stage 137 is not changed and X
The YZ stage 128 may allow the holder 138 to move in the X and Y directions.

【0035】また、前述のようにピエゾやバイモルフ
は、駆動量の繰返し精度が非常に高い点で、微小距離位
置決め装置の駆動源としては非常に好ましく、特に近接
場光学顕微鏡では非常に有効であることから、下記のピ
エゾやバイモルフを用いた微小距離位置決め装置も好適
に用いられる。
As described above, piezos and bimorphs are very preferable as a driving source of a minute distance positioning device because they have very high repetition accuracy of a driving amount, and are particularly effective in a near-field optical microscope. Therefore, a minute distance positioning device using the following piezo or bimorph is also preferably used.

【0036】<ピエゾを用いた微小距離位置決め装置>
近接場光学顕微鏡等で用いられる位置決め装置には、一
般的な顕微鏡等で用いられるものに比較し、高い送り精
度が要求されるため、駆動にはピエゾが用いられる。し
なしながら、ピエゾ自体の伸縮を利用して位置を決める
装置では、ピエゾ自体の持つ駆動範囲には限界があり、
該ピエゾの駆動範囲より大きい移動量は得られない。
<Micro-distance positioning device using piezo>
Since a positioning device used in a near-field optical microscope or the like requires higher feed accuracy than a positioning device used in a general microscope or the like, a piezo is used for driving. However, in the device that determines the position using the expansion and contraction of the piezo itself, the driving range of the piezo itself is limited,
A movement amount larger than the driving range of the piezo cannot be obtained.

【0037】そこで、従来は、ピエゾ自体の持つ駆動範
囲より大きい移動量を得るため、ピエゾを目的物に貼り
付け、かつ鋸歯状等の電圧を印加することにより、ピエ
ゾの伸縮による慣性力を利用して、載置部上で目的物を
滑らすように駆動することが考えられる。しかしなが
ら、このような位置決め装置では、ピエゾ自体の持つ駆
動範囲より大きい移動量が得られるものの、ピエゾ自身
の自重による慣性力を利用しているので、ピエゾ自身よ
りはるかに重い対象は駆動することができない。
Therefore, conventionally, in order to obtain a movement amount larger than the driving range of the piezo itself, the piezo is attached to an object and a voltage such as a sawtooth is applied to utilize the inertial force due to the expansion and contraction of the piezo. Then, it is conceivable to drive the target object to slide on the mounting portion. However, in such a positioning device, although a movement amount larger than the driving range of the piezo itself is obtained, an object much heavier than the piezo itself can be driven because the piezo itself uses inertial force due to its own weight. Can not.

【0038】また、ピエゾと目的物とは機械的に常時密
着する必要があるため、通常接着されているので、度重
なるピエゾの伸縮による衝撃により脱離しやすい。ま
た、低温や高温などの極端な条件下でも脱離しやすく、
特に近接場光学顕微鏡のように極低温等に管理された試
料室内で用いるには不具合がある。そこで、位置決め装
置、特に近接場光学顕微鏡で用いられる位置決め装置に
おいて、駆動源にピエゾを用いる場合は、図5に示すも
のを用いることも好ましい。
Further, since the piezo and the target object need to be in close mechanical contact with each other at all times, they are usually adhered to each other. In addition, it is easily desorbed even under extreme conditions such as low and high temperatures,
In particular, there is a problem when used in a sample room controlled at an extremely low temperature or the like as in a near-field optical microscope. Therefore, when a piezo is used as a driving source in a positioning device, particularly a positioning device used in a near-field optical microscope, it is preferable to use the one shown in FIG.

【0039】なお、図5は位置決め装置を上方より見た
図であり、前記図2と対応する部分には符号200を加
えて示し説明を省略する。同図において、位置決め装置
230は、基台232には、積層型ピエゾ240の一方
を接着することなく、該基台232に押しつけて設ける
ための溝等が設けられた設置部241と、該ピエゾ24
0の他方にバネ242を介して重り244となる負荷を
押しつける機構を設けている。
FIG. 5 is a view of the positioning device as viewed from above. The portions corresponding to those in FIG. In the figure, a positioning device 230 includes, on a base 232, an installation portion 241 provided with a groove or the like for pressing and pressing one of the laminated piezos 240 against the base 232 without bonding one of the stacked piezos 240. 24
A mechanism is provided for pressing the load serving as the weight 244 via the spring 242 to the other of the zeros.

【0040】そして、近接場光学顕微鏡で用いられるス
テージコントローラ226からの鋸歯状、正弦波状、矩
形波状、或いはパルス状等の電圧を、ピエゾ240に加
えている。このような電圧印加によってピエゾ240は
伸張し、該伸張力によってはじかれた重り244がバネ
242により戻され、ピエゾ240、または基台232
自体を叩くことにより発生する慣性力を利用して、ステ
ージ228上を移動可能にしている。
The sawtooth, sinusoidal, rectangular or pulsed voltage from the stage controller 226 used in the near-field optical microscope is applied to the piezo 240. The piezo 240 is extended by the application of such a voltage, and the weight 244 repelled by the extension is returned by the spring 242, and the piezo 240 or the base 232 is extended.
Utilizing the inertial force generated by hitting itself, the stage 228 can be moved.

【0041】例えば図6(A)に示すようなピエゾ24
0に鋸歯状の電圧を加えることにより、 ピエゾ240は図中右方に伸張し(同図(B))、重
り244を伸張方向、つまり右方にはじく(同図(C)
参照)。 ピエゾ240の伸張力によってはじかれた重り244
がバネ242により戻され、ピエゾ240を叩く(同図
(D))。 これにより発生する慣性力を利用して基台232を、例
えばステージの載置部上を図中左方に移動可能にしてい
る。
For example, a piezo 24 as shown in FIG.
By applying a saw-tooth voltage to 0, the piezo 240 expands to the right in the figure ((B) in the figure), and flips the weight 244 in the extending direction, that is, to the right ((C) in the figure).
reference). Weight 244 repelled by the extension force of piezo 240
Is returned by the spring 242 and strikes the piezo 240 (FIG. 3D). The base 232 can be moved, for example, to the left in the drawing on the stage mounting portion by utilizing the inertial force generated thereby.

【0042】この結果、このような位置決め装置230
は、慣性力としてピエゾ自身ではなく重り244を用い
ているため、ピエゾ240より大きい質量を持つ対象で
も駆動することができる。また、ピエゾ240には、常
時外部からの圧縮力しか働かないため、ピエゾ240が
自己破断する確率が小さく、寿命が長い。また、ピエゾ
240を基台232等に機械的に接着していないため、
ピエゾ240が動作する限り、過酷な条件下、例えば低
温に調整されている近接場光学顕微鏡の試料室内等でも
動作する。
As a result, such a positioning device 230
Uses the weight 244 instead of the piezo itself as the inertial force, and therefore can drive even an object having a mass larger than the piezo 240. In addition, since only external compressive force acts on the piezo 240 at all times, the probability that the piezo 240 will break itself is small and the life is long. Also, since the piezo 240 is not mechanically bonded to the base 232 or the like,
As long as the piezo 240 operates, it operates even under severe conditions, for example, in a sample room of a near-field optical microscope adjusted to a low temperature.

【0043】また、ピエゾ240の駆動に近接場光学顕
微鏡で用いられるステージコントローラ226,コンピ
ュータ224等を用いることで、これらの部品を別個に
設けた場合に比較し、構成簡略化が図られる。なお、こ
の位置決め装置230を、基台232の側壁前後に2つ
対向させることにより、前後両方に駆動可能となる。
Further, by using the stage controller 226 and the computer 224 used in the near-field optical microscope for driving the piezo 240, the configuration can be simplified as compared with a case where these parts are separately provided. The two positioning devices 230 can be driven in both front and rear directions by facing the front and rear of the side wall of the base 232.

【0044】また、この位置決め装置230を、基台2
32の直交方向に組合せることにより、XY軸方向の任
意位置に移動可能となる。また、前記構成では、基台2
32をステージの載置部上を移動した例について説明し
たが、このような位置決め装置230をステージ自体に
設けることにより、他の駆動源を用いることなく該ステ
ージ自体を駆動可能にしてもよい。
The positioning device 230 is mounted on the base 2
By combining them in the 32 orthogonal directions, it is possible to move to any position in the XY axis directions. Further, in the above configuration, the base 2
Although the example in which the stage 32 is moved on the mounting portion of the stage has been described, the stage itself may be driven without using another driving source by providing such a positioning device 230 on the stage itself.

【0045】<バイモルフを用いた微小距離位置決め装
置>近接場光学顕微鏡等で用いられる位置決め装置で
は、高い送り精度が要求されるため、駆動源としてピエ
ゾが多用されている。しかしながら、系全体の共振周波
数を高く保ち、かつ十分な駆動量を同時に確保している
とは言えないものもある。そこで、近接場光学顕微鏡等
において、系全体の共振周波数を高く保ち、かつ十分な
駆動量を同時に確保する必要がある場合には、図7に示
すような位置決め装置を用いることも好ましい。
<Micro-Distance Positioning Apparatus Using Bimorph> In a positioning apparatus used in a near-field optical microscope or the like, a high feed accuracy is required, and therefore, a piezo is frequently used as a driving source. However, in some cases, it cannot be said that the resonance frequency of the entire system is kept high and a sufficient drive amount is simultaneously secured. Therefore, in a near-field optical microscope or the like, when it is necessary to keep the resonance frequency of the entire system high and simultaneously secure a sufficient driving amount, it is preferable to use a positioning device as shown in FIG.

【0046】なお、前記図3と対応する部分には符号2
00を加えて示し説明を省略する。同図に示す位置決め
装置330は、近接場ヘッド319よりの、ぶら下げ型
の微動ステージである。該近接場ヘッド319に、バイ
モルフ型ピエゾ348,350の上端部を固定し、該バ
イモルフ型ピエゾ348,350の下端部をステージ3
28の端部に、それぞれ固定している。該バイモルフ型
ピエゾ348,350は、ステージ328を近接場ヘッ
ド319よりぶら下げる支柱としても用いている。
The parts corresponding to those in FIG.
00 is added and the description is omitted. A positioning device 330 shown in the figure is a hanging fine movement stage from a near-field head 319. The upper end of the bimorph piezo 348, 350 is fixed to the near-field head 319, and the lower end of the bimorph piezo 348, 350 is attached to the stage 3.
28, respectively. The bimorph piezos 348 and 350 are also used as columns for hanging the stage 328 from the near-field head 319.

【0047】そして、ステージコントローラ326より
これらのバイモルフ型ピエゾ348,350に電圧を印
加し、バイモルフ型ピエゾ348,350を、同じ方向
に同時に曲げることにより、ステージ328を試料31
1の被測定面方向に移動可能にしている。すなわち、図
8(A)に示すようにステージコントローラ326によ
り、2つのピエゾ348,350を、図中右方に同時に
曲げることにより、ステージ328を右方に駆動する。
Then, a voltage is applied to the bimorph type piezos 348 and 350 from the stage controller 326, and the bimorph type piezos 348 and 350 are simultaneously bent in the same direction, whereby the stage 328 is moved to the sample 31.
1 is movable in the direction of the surface to be measured. That is, as shown in FIG. 8A, the stage controller 326 drives the stage 328 rightward by simultaneously bending the two piezos 348 and 350 rightward in the drawing.

【0048】これにより近接場ヘッド319の中心軸
(基準位置)C上に固定されたプローブ320は試料3
11の被測定面方向の左方に位置する。一方、ステージ
コントローラ326により、2つのピエゾ348,35
0を、図8(B)に示すように、図中左方に同時に曲げ
ることにより、ステージ328を左方に駆動している。
これにより近接場ヘッド319に固定されたプローブ3
20は試料311の被測定面方向の右方に位置する。
Thus, the probe 320 fixed on the central axis (reference position) C of the near-field head 319 is the sample 3
11 is located to the left in the direction of the surface to be measured. On the other hand, the stage controller 326 controls two piezos 348, 35
As shown in FIG. 8B, the stage 328 is driven to the left by simultaneously bending 0 to the left in the figure.
Thus, the probe 3 fixed to the near-field head 319
Reference numeral 20 is located on the right side of the sample 311 in the direction of the surface to be measured.

【0049】この結果、このような位置決め装置330
では、ピエゾの駆動量の高い繰返し精度を得られるのは
勿論、さらに系の共振周波数を高くした状態で、必要な
駆動量を確保することができる。また、ピエゾ348,
350の駆動に近接場光学顕微鏡で用いられるステージ
コントローラ326,コンピュータ324等を用いるこ
とで、これらの部品を別個に設けた場合に比較し、構成
簡略化が図られる。
As a result, such a positioning device 330
In this case, not only a high repetition accuracy of the piezo driving amount can be obtained, but also a necessary driving amount can be secured in a state where the resonance frequency of the system is further increased. Also, Piezo 348,
By using the stage controller 326 and the computer 324 used in the near-field optical microscope for driving the 350, the configuration can be simplified as compared with a case where these parts are separately provided.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる位置
決め装置によれば、ステージ上での目的物の光軸と略直
交する方向の移動量が所望量となるまで、移替手段によ
りステージの目的物をホルダに移替え、該ホルダに目的
物が載置されている状態で調整手段によりステージ及び
ホルダの一方に対し他方を基準位置より光軸と略直交す
る方向に所定量だけ移動ないし角度変更し、移替手段に
よりホルダの目的物をステージに移し替える一連の作業
を行なわせる移替制御手段を備えることとしたので、ス
テージ上での目的物の所望量の移動を正確に、かつ容易
に行なえる。また、前記移替手段として、前記ステージ
及びホルダの一方に対し他方を、光軸と略直交する方向
の位置を変えることなく上下動可能なステッピングモー
タ、またはピエゾ素子を用いること、前記ステージとし
てピエゾステージを用いること、前記調整手段としてピ
エゾを用いことにより、さらに位置決め精度の向上が図
られる。また、本発明にかかる近接場光学顕微鏡によれ
ば、前記位置決め装置を用いることとしたので、光触針
と試料の被測定面との光軸と略直交する方向の位置決め
を正確に、かつ容易に行なえる。
As described above, according to the positioning apparatus of the present invention, the moving means in the direction substantially perpendicular to the optical axis of the target on the stage is moved by the transfer means until the moving amount becomes the desired amount. The object is transferred to the holder, and the adjusting means moves the other of the stage and the holder by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to the optical axis from the reference position in a state where the object is placed on the holder. It is provided with a transfer control means for performing a series of operations of changing and transferring the target object of the holder to the stage by the transfer means, so that the desired amount of the target object on the stage can be moved accurately and easily. Can be done. Further, as the transfer means, a stepping motor or a piezo element which can move up and down without changing the position of one of the stage and the holder with respect to the direction substantially orthogonal to the optical axis is used. By using a stage and using a piezo as the adjusting means, the positioning accuracy can be further improved. According to the near-field optical microscope of the present invention, since the positioning device is used, accurate and easy positioning of the optical stylus and the surface to be measured of the sample in a direction substantially orthogonal to the optical axis is easy. Can be done.

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

【図1】近接場光学顕微鏡の概略構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a near-field optical microscope.

【図2】近接場光学顕微鏡に用いられる一般的な位置決
め装置の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a general positioning device used for a near-field optical microscope.

【図3】本発明の一実施形態にかかる位置決め装置の概
略構成の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した位置決め装置の作用の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the positioning device shown in FIG.

【図5】近接場光学顕微鏡等に好適に用いられる位置決
め装置の概略構成を上方より見た説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a positioning device suitably used for a near-field optical microscope or the like as viewed from above.

【図6】図5に示した位置決め装置の作用の説明図であ
る。
6 is an explanatory diagram of the operation of the positioning device shown in FIG.

【図7】近接場光学顕微鏡等に好適に用いられる位置決
め装置の概略構成の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a positioning device suitably used for a near-field optical microscope or the like.

【図8】図7に示した位置決め装置の作用の説明図であ
る。
8 is an explanatory diagram of the operation of the positioning device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111 試料(目的物) 124 コンピュータ(移替制御手段) 126 ステージコントローラ(移替制御手段) 128 XYZステージ(移替手段) 137 ピエゾステージ(ステージ) 130 位置決め装置 138 ホルダ 140 ピエゾ駆動部(調整手段) 111 Sample (Object) 124 Computer (Transfer Control Unit) 126 Stage Controller (Transfer Control Unit) 128 XYZ Stage (Transfer Unit) 137 Piezo Stage (Stage) 130 Positioning Device 138 Holder 140 Piezo Drive Unit (Adjustment Unit)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02N 2/00 H02N 2/00 B H02P 8/00 303 H02P 8/00 303A (72)発明者 成田 貴人 東京都八王子市石川町2967番地の5 日本 分光株式会社内 (72)発明者 宮島 達哉 東京都八王子市石川町2967番地の5 日本 分光株式会社内 (72)発明者 大津 元一 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 財団法人 神奈川科学技術アカデミー内 Fターム(参考) 5H303 AA20 BB01 BB07 BB17 CC01 DD03 DD14 DD20 MM01 5H580 AA03 AA04 AA05 AA10 FA04 HH01 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H02N 2/00 H02N 2/00 B H02P 8/00 303 H02P 8/00 303A (72) Inventor Takato Narita Hachioji-shi, Tokyo 2967-5, Ishikawa-cho, Japan Nippon Bunko Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Miyajima 2967, Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo, Japan 5 (72) Inventor Motoichi Otsu 3-chome Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture No. 2 F-term in Kanagawa Academy of Science and Technology (Reference) 5H303 AA20 BB01 BB07 BB17 CC01 DD03 DD14 DD20 MM01 5H580 AA03 AA04 AA05 AA10 FA04 HH01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステージ上の目的物を、光軸と略直交す
る方向に所望量移動可能な位置決め装置であって、 前記目的物が載置されるステージと、 前記ステージの目的物が一時的に載置されるホルダと、 前記ホルダに目的物が載置されている状態で、前記ステ
ージ及びホルダの一方に対し他方を基準位置より、光軸
と略直交する方向に所定量だけ移動ないし角度変更可能
な調整手段と、 前記ステージと前記ホルダとの間で前記目的物を、光軸
と略直交する方向の位置を変えることなく移し替えるた
めの移替手段と、 前記ステージ上での目的物の光軸と略直交する方向の移
動量が所望量となるまで、前記移替手段により前記ステ
ージより目的物を前記ホルダに移替え、 該ホルダに目的物が載置されている状態で、前記調整手
段により前記ステージ及びホルダの一方に対し他方を基
準位置より前記光軸と略直交する方向に所定量だけ移動
ないし角度変更し、 該移替手段により前記ホルダより目的物を該ステージに
移し替える一連の作業を行なわせる移替制御手段と、 を備えたことを特徴とする位置決め装置。
1. A positioning device capable of moving a target object on a stage in a direction substantially orthogonal to an optical axis by a desired amount, wherein the stage on which the target object is mounted, and the target object of the stage are temporarily A holder mounted on the holder, and in a state where the target object is mounted on the holder, the other of the stage and the holder is moved or angled by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to the optical axis from a reference position from a reference position. Changeable adjusting means; transfer means for transferring the object between the stage and the holder without changing a position in a direction substantially orthogonal to an optical axis; and an object on the stage. The transfer means transfers the target from the stage to the holder until the amount of movement in the direction substantially perpendicular to the optical axis becomes a desired amount. In the state where the target is placed on the holder, Adjusting means A series of operations for moving or changing the angle of one of the holder and the holder from the reference position by a predetermined amount in a direction substantially orthogonal to the optical axis, and transferring the object from the holder to the stage by the transfer means. And a transfer control means for performing the transfer.
【請求項2】 請求項1記載の位置決め装置において、 前記ステージは、前記目的物の載置部に開口が設けら
れ、該目的物の少なくとも一部が該開口上に位置した状
態で該目的部が載置されており、 前記ホルダは、前記ステージ開口の下方に配置され、前
記開口を介して該ステージ載置部の目的物を、光軸と略
直交する方向の位置を変えることなく移し替えることが
可能であり、 前記移替制御手段は、前記移替手段により前記ステージ
とホルダとの上下方向の距離を狭めることで、前記ステ
ージより目的物をホルダに移替え、 該ホルダに目的物が載置されている状態で、前記調整手
段により前記ステージ及びホルダの一方に対し他方を基
準位置より所定量だけ移動ないし角度変更し、 該移替手段により光軸と略直交する方向の位置を変える
ことなく、前記ステージとホルダとの距離を離すこと
で、前記ホルダより目的物をステージに移し替えること
を特徴とする位置決め装置。
2. The positioning device according to claim 1, wherein the stage is provided with an opening in a mounting portion of the object, and the stage is provided with at least a part of the object positioned above the opening. The holder is disposed below the stage opening, and transfers the target of the stage mounting portion via the opening without changing a position in a direction substantially orthogonal to the optical axis. The transfer control means can transfer the target object from the stage to the holder by reducing the vertical distance between the stage and the holder by the transfer means, and the target object can be transferred to the holder. In the mounted state, the other of the stage and the holder is moved or changed in angle by a predetermined amount from the reference position with respect to one of the stage and the holder, and the position in the direction substantially orthogonal to the optical axis is changed by the transfer means. And without, by increasing the distance between the stage and the holder, the positioning device characterized by transferring the desired product from the holder on the stage.
【請求項3】 請求項1または2記載の位置決め装置に
おいて、 前記調整手段として、前記ステージを基準位置より光軸
と略直交する方向に所定量だけ移動ないし角度変更可能
なピエゾステージを用い、 前記ホルダは、光軸と略直交する方向の絶対位置が変わ
らないように基準位置上に設けられたことを特徴とする
位置決め装置。
3. The positioning device according to claim 1, wherein a piezo stage capable of moving or changing an angle of the stage by a predetermined amount in a direction substantially orthogonal to an optical axis from a reference position is used as the adjustment unit. A positioning device, wherein the holder is provided on a reference position so that an absolute position in a direction substantially orthogonal to the optical axis does not change.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の位置決
め装置において、 前記移替手段として、前記ステージ及びホルダの一方に
対し他方を、光軸と略直交する方向の位置を変えること
なく上下動可能なステッピングモータ、またはピエゾ素
子を用いたことを特徴とする位置決め装置。
4. The positioning device according to claim 1, wherein the transfer means does not change the position of one of the stage and the holder relative to one of the stage and the holder in a direction substantially orthogonal to an optical axis. A positioning device characterized by using a vertically movable stepping motor or a piezo element.
【請求項5】 試料の被測定面のエバネッセント光の場
へ光触針を進入させることにより発生する散乱光より、
該試料の被測定面の情報を得る近接場光学顕微鏡におい
て、 請求項1〜4のいずれかに記載の位置決め装置を用いて
光接針と被測定面の光軸と略直交する方向の位置決めを
行なうことを特徴とする近接場光学顕微鏡。
5. A scattered light generated by making an optical stylus enter a field of evanescent light on a surface to be measured of a sample.
In a near-field optical microscope for obtaining information on a surface to be measured of the sample, positioning using a positioning device according to any one of claims 1 to 4 in a direction substantially orthogonal to the optical axis of the optical needle and the surface to be measured. A near-field optical microscope characterized by performing the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (2)

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