JP2002014026A - 走査形プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査形プローブ顕微鏡Info
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- JP2002014026A JP2002014026A JP2000198223A JP2000198223A JP2002014026A JP 2002014026 A JP2002014026 A JP 2002014026A JP 2000198223 A JP2000198223 A JP 2000198223A JP 2000198223 A JP2000198223 A JP 2000198223A JP 2002014026 A JP2002014026 A JP 2002014026A
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Abstract
きる走査形プローブ顕微鏡を提供すること。 【解決手段】 図4の状態においては、試料9から周り
を見渡したときに、カンチレバ導入用切欠き28部分の
みを除いて、冷却された冷却カバー27しか見えない状
態である。このため、試料ホルダ10を冷却用ホルダ7
に装着したときに、水分子が試料室25にわずかに残留
していたとしても、試料周辺を直線的な運動を行う水分
子のほとんどは冷却カバー27にトラップされる。この
結果、従来のように試料表面に霜が付着することはな
く、カンチレバを用いた試料表面の正確な像観察が可能
となる。
Description
や走査形トンネル顕微鏡などの走査形プローブ顕微鏡に
関する。
従来の走査形プローブ顕微鏡を示したものである。
トであり、このベースユニット1は除振テーブル2上に
置かれている。
ユニット1の内側に構成されている。この試料ステージ
駆動機構3は、その上に配置された試料ステージ4を
x,y方向に粗動、およびz方向に粗動と微動させるも
のである。
スキャナ5は前記試料ステージ4上に配置されている。
この試料スキャナ5は、圧電体で作製されたチューブス
キャナ6を備えており、チューブスキャナ6はx,yお
よびz方向に微動可能に構成されている。また、試料ス
キャナ5においては、冷却用ホルダ7が熱絶縁部材8を
介してチューブスキャナ6に固定されている。
のであり、冷却用ホルダ7は、試料9を保持した試料ホ
ルダ10をセットするための試料ホルダ取付部11を有
している。また、ヒートコンダクタ12の一端が冷却用
ホルダ7に取り付けられている。
2の一端は冷却用ホルダ7に取り付けられているが、そ
のヒートコンダクタ12の他端は、図1に示すように、
一端が冷媒タンク13に接続された熱伝導棒14の他端
に取り付けられている。このように、冷却用ホルダ7
は、ヒートコンダクタ12および熱伝導棒14を介して
冷媒タンク13に熱的に接続されている。
に注入されると、その液体窒素による熱は熱伝導棒14
およびヒートコンダクタ12を介して冷却用ホルダ7に
伝わり、冷却用ホルダ7は低温に冷却される。この冷却
用ホルダ7の冷却により、冷却用ホルダ7に取り付けら
れた試料ホルダ10は冷却されて、試料9は冷却され
る。なお、図1において、15は保護容器であり、冷媒
タンク13を収納した保護容器15は前記ベースユニッ
ト1に取り付けられている。
あり、SPMヘッド16は、ベースユニット1のヘッド
取付部17に取り付けられている。このSPMヘッド1
6には、カンチレバ18を保持したカンチレバホルダ1
9が取り付けられており、カンチレバ18の先端に固定
された探針20は前記試料9に対向している。
8の変位を測定するための変位測定手段を備えており、
この変位測定手段は、レーザ光源21とミラー22と光
検出器23で構成されている。図3は、SPMヘッド1
6がヘッド取付部17に取り付けられたときの、SPM
ヘッド16の斜視図を示したものである。
ット1に取り付けられたガラスベルジャーであり、試料
室25はガラスベルジャー24によって密閉されてい
る。26は排気装置であり、ベースユニット1に取り付
けられた排気装置26は、試料室25を排気するための
ものである。
おいて試料を冷却して観察するときには、試料への霜の
付着を防ぐために、試料ホルダ10が冷却用ホルダ7に
取り付けられる前に、冷却用ホルダ7が液体窒素により
十分に冷却される。なお、このとき、試料室25は排気
装置26によって排気されている。
て、試料室25に残留した水分子が冷却用ホルダ7に吸
着された後で、オペレータは、図示していない試料交換
機構を用いて、試料室25の真空を破らずに前記試料ホ
ルダ10を冷却用ホルダ7に取り付ける。このようにし
て、試料ホルダ10が冷却用ホルダ7に装着されて試料
9が冷却されると、カンチレバ18を用いた試料9の像
観察が行われる。
したような方法でも、完全に試料表面上に付着する霜を
防止することはできず、わずかに試料室に残留した水分
子が像観察中に試料表面上に付着して霜が生じてしま
う。このように試料表面上に霜が付くと、試料表面の正
確な像観察が行われなくなる。
で、その目的は、試料表面上への霜の付着を防止するこ
とができる走査形プローブ顕微鏡を提供することにあ
る。
発明の走査形プローブ顕微鏡は、試料室に配置された試
料を冷却できるように構成された走査形プローブ顕微鏡
において、試料周りを囲い込むように前記試料室に配置
された冷却カバーと、該冷却カバーを冷却するための手
段を備えたことを特徴とする。
施の形態について説明する。
明の走査形プローブ顕微鏡の一例を示した図である。図
4において、前記図1の構成要素と同じ構成要素には図
1と同じ番号が付されており、その説明を省略する。
は、冷却カバー27が前記SPMヘッド16の内側に取
り付けられている点である。
したものである。この冷却カバー27は、銅板を用いて
コの字状に形成されていて、熱伝導を良くするために金
メッキが施されている。
欠き28が設けられている。この切欠き28は、前記カ
ンチレバホルダ19をSPMヘッド16に取り付けたと
きに、カンチレバ18を試料9と対向させるために設け
られている。
却カバー27に開けられてる。このビス穴29は、図4
に示すビス30を通すためのものであり、図4に示すよ
うに、冷却カバー27はビス30によりSPMヘッド1
6に固定されている。なお、熱絶縁部材31が冷却カバ
ー27とSPMヘッド16の間に配置されており、これ
によって冷却カバー27とSPMヘッド16は熱絶縁さ
れている。
て、32はヒートコンダクタ接続部である。このヒート
コンダクタ接続部32は、図4に示すヒートコンダクタ
33の一端に接続されており、そのヒートコンダクタ3
3の他端は、図4に示すように前記熱伝導棒14に取り
付けられている。このように、冷却カバー27は、ヒー
トコンダクタ33および熱伝導棒14を介して前記冷媒
タンク13に熱的に接続されている。
PMヘッド16がヘッド取付部17に取り付けられたと
きの、SPMヘッド16の斜視図を示したものである。
おいて、液体窒素14’が冷媒タンク13に注入される
と、上述したように、その液体窒素による熱は熱伝導棒
14およびヒートコンダクタ12を介して冷却用ホルダ
7に伝わり、冷却用ホルダ7は低温に冷却される。さら
に、液体窒素による熱は、熱伝導棒14およびヒートコ
ンダクタ33を介して冷却カバー27に伝わり、冷却カ
バー27も低温に冷却される。
おいて試料を冷却して観察するときには、試料への霜の
付着を防ぐために、試料ホルダ10が冷却用ホルダ7に
取り付けられる前に、上述したようにして冷却用ホルダ
7と冷却カバー27が十分に冷却される。なお、このと
き、試料室25は排気装置26によって排気されてい
る。
7が液体窒素によって冷却されると、試料室25に残留
した水分子のうち、冷却カバー27または冷却用ホルダ
7に衝突した水分子はそれらに吸着し、また、その吸着
した水分子がそこから離脱することはない。その後、オ
ペレータは、図示していない試料交換機構を用いて、試
料室25の真空を破らずに試料ホルダ10を冷却用ホル
ダ7に取り付ける。
って排気されるが、たとえばターボ分子ポンプで真空排
気を行った場合、試料室25の真空度は通常10-4Pa
程度となる。このような真空度の領域では、試料室25
に残留している水分子を含む気体分子は分子流領域に入
っており、ほとんどの水分子は他の気体分子に衝突せず
直線的な運動を行う。
る状態においては、試料9から周りを見渡したときに、
前記カンチレバ導入用切欠き28部分のみを除いて、冷
却された冷却カバー27しか見えない状態である。この
ため、試料ホルダ10を冷却用ホルダ7に装着したとき
に、水分子が試料室25にわずかに残留していたとして
も、試料周辺を直線的な運動を行う水分子のほとんどは
冷却カバー27にトラップされる。この結果、従来のよ
うに試料表面に霜が付着することはなく、カンチレバを
用いた試料表面の正確な像観察が可能となる。
明したが、以下、本発明の他の例を説明する。
ーがSPMヘッドに取り付けられているが、この冷却カ
バーを試料ホルダに構成するようにしてもよい。図7は
その一例を示したものであり、この場合には、走査形プ
ローブ顕微鏡本体として、図1に示した装置が用いられ
る。
て、35は台座であり、その形状は図2に示した試料ホ
ルダ10の形状と同じであり、図2に示した冷却用ホル
ダ7の取付部11に着脱可能に形成されている。
あり、冷却カバー36は台座35に固定されている。こ
の冷却カバー36は、銅板を用いてコの字状に形成され
ていて、熱伝導を良くするために金メッキが施されてい
る。
37が設けられている。この切欠き37は、試料ホルダ
34を冷却用ホルダ7に取り付けたときに、試料9を前
記カンチレバ18と対向させるために設けられており、
また、この切欠き37は、試料ホルダ34を冷却用ホル
ダ7に装着するときに、冷却カバー36が前記カンチレ
バ18にぶつからないように形成されている。
前記図1に示した走査形プローブ顕微鏡において試料を
冷却して観察するときには、試料への霜の付着を防ぐた
めに、試料ホルダ34が冷却用ホルダ7に取り付けられ
る前に、冷却用ホルダ7が液体窒素14’により十分に
冷却される。なお、このとき、試料室25は排気装置2
6によって排気される。
て、試料室25に残留した水分子が冷却用ホルダ7に吸
着された後で、オペレータは、図示していない試料交換
機構を用いて、試料室25の真空を破らずに前記試料ホ
ルダ34を冷却用ホルダ7に取り付ける。この試料ホル
ダ34の冷却用ホルダ7への取り付けにより、試料ホル
ダ34の台座35および冷却カバー36は冷却され、そ
して試料9も冷却される。
たとえばターボ分子ポンプで排気した場合、試料室25
の真空度は10-4Pa程度となって、試料室25に残留
しているほとんどの水分子は他の気体分子に衝突せずに
直線的な運動を行う。
いれば、試料9は、前記切欠き37部分のみを除いて、
冷却された冷却カバー36で囲い込まれている。このた
め、試料ホルダ34を冷却用ホルダ7に装着したとき
に、水分子が試料室25にわずかに残留していたとして
も、試料9に向けて直線的な運動を行って入射してくる
水分子のほとんどは冷却カバー36にトラップされる。
この結果、従来のように試料表面に霜が付着することは
なく、カンチレバを用いた試料表面の正確な像観察が可
能となる。
明はこれらに限定されるものではない。
ンチレバホルダが装着されたが、これに代えて、走査ト
ンネル顕微鏡用探針を保持した探針ホルダをSPMヘッ
ドに装着するようにしてもよい。そうすれば、カンチレ
バを用いた原子間力顕微鏡像などに代わって、走査トン
ネル顕微鏡像を観察することができる。
ローブ顕微鏡を示したものである。
プローブ顕微鏡の一例を示したものである。
ある。
る。
ージ駆動機構、4…試料ステージ、5…試料スキャナ、
6…チューブスキャナ、7…冷却用ホルダ、8、31…
熱絶縁部材、9…試料、10、34…試料ホルダ、11
…試料ホルダ取付部、12、33…ヒートコンダクタ、
13…冷媒タンク、14…熱伝導棒、14’…液体窒
素、15…保護容器、16…SPMヘッド、17…ヘッ
ド取付部、18…カンチレバ、19…カンチレバホル
ダ、20…探針、21…レーザ光源、22…ミラー、2
3…光検出器、24…ガラスベルジャー、25…試料
室、26…排気装置、27、36…冷却カバー、28…
カンチレバ導入用切欠き、29…ビス穴、30…ビス、
32…ヒートコンダクタ接続部、35…台座、37…切
欠き
Claims (4)
- 【請求項1】 試料室に配置された試料を冷却できるよ
うに構成された走査形プローブ顕微鏡において、試料周
りを囲い込むように前記試料室に配置された冷却カバー
と、該冷却カバーを冷却するための手段を備えたことを
特徴とする走査形プローブ顕微鏡。 - 【請求項2】 前記冷却カバーは、探針を保持するため
のヘッドに取り付けられていることを特徴とする請求項
1記載の走査形プローブ顕微鏡。 - 【請求項3】 前記冷却カバーは、試料を保持するため
の試料ホルダに取り付けられていることを特徴とする請
求項1記載の走査形プローブ顕微鏡。 - 【請求項4】 前記冷却カバーには切欠きが形成されて
おり、前記探針はその切欠きを通して前記試料に対向す
ることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の走
査形プローブ顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000198223A JP2002014026A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000198223A JP2002014026A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002014026A true JP2002014026A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18696414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000198223A Pending JP2002014026A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 走査形プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002014026A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1320349C (zh) * | 2002-11-12 | 2007-06-06 | 上海爱建纳米科技发展有限公司 | 扫描隧道显微镜的扫描装置 |
JP2007155460A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Shimadzu Corp | 低温型硬度計 |
JP2008122326A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Jeol Ltd | 走査プローブ顕微鏡 |
KR101104302B1 (ko) * | 2010-10-04 | 2012-01-11 | 한국기초과학지원연구원 | Sem의 시료 스테이지 |
CN106443075A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-02-22 | 南京大学 | 一种用于原子力显微镜的温控样品台和温控系统 |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000198223A patent/JP2002014026A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1320349C (zh) * | 2002-11-12 | 2007-06-06 | 上海爱建纳米科技发展有限公司 | 扫描隧道显微镜的扫描装置 |
JP2007155460A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Shimadzu Corp | 低温型硬度計 |
JP4711067B2 (ja) * | 2005-12-02 | 2011-06-29 | 株式会社島津製作所 | 低温型硬度計 |
JP2008122326A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Jeol Ltd | 走査プローブ顕微鏡 |
KR101104302B1 (ko) * | 2010-10-04 | 2012-01-11 | 한국기초과학지원연구원 | Sem의 시료 스테이지 |
CN106443075A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-02-22 | 南京大学 | 一种用于原子力显微镜的温控样品台和温控系统 |
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