JP2008516207A5

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Publication number: JP2008516207A5
Application number: JP2007535069A
Authority: JP
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2008-10-23

Claims

ラスター顕微鏡測定用の測定プローブと、ラスター顕微鏡分析を受けることになる試料を位置決めするための試料キャリヤとを備えたラスター顕微鏡測定装置と、
前記ラスター顕微鏡測定装置に体系的にに組み込まれ、それによって、所定の制御パラメータに従って自動ラスター顕微鏡検査法の実行時に前記測定装置を調節するように設計された制御装置、及び／または、
前記ラスター顕微鏡測定装置に体系的に組み込まれ、それによって、所定の評価パラメータに従って自動ラスター顕微鏡検査法による測定値を評価するように設計された評価装置と、
を備えることを特徴とするラスター・プローブ顕微鏡検査用装置。
前記制御装置及び／または前記評価装置は、データを受信して、保持し、前記データを用いて、制御及び／または評価パラメータを決定し、その連続表示を生じさせるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記ラスター顕微鏡測定装置を用いて行われた測定結果の評価を評価することによって、前記評価装置から得られるデータを保持するため、データ記憶用メモリが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
所定の制御パラメータ及び／または所定の測定条件下における前記測定によって得られたデータを保持するための前記データ記憶用メモリは、前記評価装置によって入手可能になる対応する受信データに応じて設計されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
プローブに弾性ユニットが組み込まれ、前記評価装置が前記プローブに作用する力を評価するように設計されていることを特徴とする先行請求項のいずれかに記載の装置。
プローブが、光学測定システムを用いて、及び／または、圧電効果を用いて、及び／または、磁気相互作用応答を用いて、プローブと前記試料との間における相互作用の信号を受け取るように設計されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
プローブが反応することが可能な場を発生するための装置を備え、こうした場が、光場、電場、または、磁場であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
前記場を発生する装置に、静的場及び／または動的場を発生させることが可能であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記弾性ユニットにバネ及び／またはカンチレバー延長部が含まれることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の装置。
前記制御装置に、プローブをその振動時に所定の振幅にさらすように、前記制御装置を制御する設計が施されていることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の装置。
前記装置は、前記弾性ユニットと相互作用する力発生素子を備え、
前記制御装置に、前記力発生素子が、プローブのＱ因子に作用する力を変化させることが可能な力を前記弾性素子に加えるように自動制御されるような設計が施されていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の装置。
前記評価装置は、測定プローブの振動変化を測定する場合、共振の変位及び／または振幅の変化及び／または位相シフトの形態をとるこうした変化を検出するように設計されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
前記測定装置に、前記作用空間の全ての並進と回転の影響内に前記プローブを配置するためのプローブ位置決め装置が含まれ、
前記制御装置に、前記位置決め装置を制御することにより、所定のプローブ位置決めパラメータに合わせて、プローブを自動的に位置決めするかまたは移動させるような設計が施されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
前記制御装置に、プローブ位置決め装置が、
− 前記試料キャリヤに配置された試料の配分ラスター走査のためのプローブ移動、
− 垂直方向におけるプローブ移動、
− プローブと前記試料との間の所定の最短離隔距離に関連した垂直方向におけるプローブ移動、
− プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との最長接触時間期間、
− プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との最大接触回数、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に対するプローブの移動における最高及び／または最低プローブ速度、
− 定プローブ速度、
− 定プローブ速度変化、
− プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との間の最長及び／または最短離隔距離、
− プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との間における所定の一定に保たれる保持力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に作用するプローブの最大及び／または最小張力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に作用するプローブの最大及び／または最小圧縮力、
− プローブの張力によって前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる引張に作用する最大及び／または最小引張変化率、
− プローブの圧縮力によって前記試料キャリヤ上の試料に作用する圧縮力の最大及び／または最小圧縮変化率、
− 前記プローブによって前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる最大及び／または最小剪断力、及び／または、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる有効剪断力に関する前記プローブの最大及び／または最小剪断力変化率を含む、
前記制御パラメータ群のうちの所定のプローブ位置決めパラメータの範囲内において、その機能を実施することになるような設計が施されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
− 前記プローブの位置、及び／または、プローブの移動、及び／または、前記プローブに影響する力の検出を検出するための第１の検出装置が設けられており、
− 前記制御装置が、所定の検出パラメータに従って前記第１の検出装置を自動調節するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。
前記第１の検出装置にプローブの位置及び／または移動を捕捉するための位置センサが含まれることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
前記制御装置は、
所定の検出率、
プローブの位置、及び／または、前記プローブの移動、及び／または、プローブに加えられる有効力の検出動作が実施される発生頻度を含む前記制御パラメータ群のうち、
所定の検出パラメータに従って前記第１の検出装置を調節するように設計されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置。
前記評価装置は、前記第１の検出装置によって捕捉される位置及び／または移動及び／または力を自動的に評価するように設計されていることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の装置。
前記評価装置は、前記第１の検出装置によって捕捉される位置及び／または移動及び／または力を分類するように設計されていることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載の装置。
前記評価装置に、前記試料キャリヤを位置決めするための試料キャリヤ位置決め装置が含まれ、
前記制御装置が、所定の試料キャリヤ位置決め装置パラメータに従って、前記試料キャリヤ位置決め装置を調節することによって、前記試料キャリヤの位置決め及び／または移動を自動的に行うように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の装置。
前記制御装置は、
− プローブによる走査が実施される、前記試料キャリヤに配置された試料のラスター化走査における前記試料キャリヤの移動、
− 前記試料キャリヤに配置された試料とプローブとの間における最長接触時間長、
− 前記試料キャリヤに配置された試料とプローブとの間における最大接触回数、
− プローブに対する前記試料キャリヤの移動に関する最高及び／または最低試料キャリヤ速度、
− 前記試料キャリヤに配置された試料とプローブとの間の最長及び／または最短離隔距離、
− 前記試料キャリヤに配置された試料とプローブとの間に作用する、一定値に保たれるべき力、
− プローブから生じる、前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる最大または最小張力、
− プローブから生じる、前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる最大または最小圧縮力、
− プローブによって加えられる、前記試料キャリヤに配置された試料に作用する前記張力に関する最大及び／または最小張力変化率、
− プローブから生じる、前記試料キャリヤに配置された試料に作用する前記圧縮力に関する最大及び／または最小圧縮力変化率、
− プローブによって加えられる剪断力によって生じる、前記試料キャリヤに配置された試料に作用する最大及び／または最小剪断力、及び／または、
− 前記プローブから生じる、前記試料キャリヤに配置された試料に作用する剪断力の最大及び／または最小変化率を含む、
前記所定の制御パラメータ群のうちの所定の試料キャリヤ位置決め装置パラメータに関して、前記試料キャリヤ位置決め装置を調節するように設計されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
前記試料キャリヤ位置決め装置は、圧電アクチュエータ及び／または線形駆動経路を備えることを特徴とする請求項２０または２１に記載の装置。
− 前記測定装置は、前記試料キャリヤに配置された試料を浸漬させることになる、供給される流体を収容するための試料チャンバを備え、
− 前記制御装置は、前記流体に関する所定の流体パラメータを制御するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載の装置。
前記制御装置は、
− 所定の温度、
− 所定の温度曲線、
− 所定のｐＨ値、
− 所定のｐＨ曲線、
− 所定の電解質、
− 所定の電解質曲線、
− 所定の流量、
− 所定の流量曲線、
− 所定の流体レベル、
− 所定の生物学的及び／または化学的識別特徴の量を含む、
前記制御パラメータ群のうちの所定の流体パラメータの条件内において調節するように設計されていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
前記試料チャンバに流体を流入させるための供給装置を設け、
前記制御装置に、前記試料チャンバ内における前記流体の所定の副作用が保持されるように、前記供給装置を制御する設計が施されていることを特徴とする
請求項１乃至２４のいずれかに記載の装置。
前記第２の供給システムに、ポンプ及び／またはマルチチャンバポンプが含まれることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
第２の検出装置に、前記試料チャンバにおける流体レベルを検出するための流体レベル装置が含まれ、前記制御装置は、前記第２の検出装置からの流体レベルに関する信号に応答して、前記第１の供給装置を自動的に調節するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれかに記載の装置。
当該装置に、１つの前記プローブと前記試料キャリヤを収容する温度エンクロージャが含まれ、前記制御装置は、所定の温度パラメータに従って前記温度エンクロージャを管理するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至２７のいずれかに記載の装置。
前記制御装置に、所定の温度が維持され、所定の温度曲線を辿るように、前記温度エンクロージャを管理する設計が施されていることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
前記ラスター顕微鏡測定装置は、ラスター力顕微鏡測定装置であることを特徴とする請求項１乃至２９のいずれかに記載の装置。
前記測定装置に光検出装置が含まれることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか１つに記載の装置。
ラスター・プローブ顕微鏡測定を実行する方法であって、
前記ラスター顕微鏡検査法による測定に関する制御パラメータ及び／または評価パラメータを事前に決定するステップと、
測定装置のプローブを用いるため、前記測定装置に配置された試料キャリヤに、前記ラスター顕微鏡検査法によって測定される試料を配置するステップとを含み、
前記ラスター顕微鏡測定を実施するための前記測定装置が制御装置の前記所定の制御パラメータに従って自動的に調整され、及び／または、前記ラスター顕微鏡測定が評価装置の前記所定の評価パラメータに従って自動的に評価されることを特徴とする方法。
前記測定装置及び／または前記評価装置からの規定のデータの測定結果は、前記方法に関する制御及び評価を決定するため、前記測定方法にフィードバックされることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
前記評価装置の評価によって得られたデータが、データ記憶用メモリに自動的に記憶されることを特徴とする請求項３２または３３に記載の方法。
前記所定の制御パラメータ及び／または前記ラスター顕微鏡測定の現行測定条件は、前記評価装置によって生じる対応するデータに関連して、前記データ記憶用メモリに自動的に記憶されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
前記プローブに作用する力は前記評価装置によって評価されることを特徴とする請求項３２乃至３５のいずれかに記載の方法。
前記プローブは、前記制御装置によって調節される所定の振幅で振動させられることを特徴とする請求項３２乃至３６のいずれかに記載の方法。
前記プローブの有効Ｑ因子の変更を可能にするのに適した力は、前記制御装置の制御下において前記プローブに向けられることを特徴とする請求項３２乃至３７のいずれか１つに記載の方法。
前記プローブの有効振動性運動の変化が前記評価装置によって捕捉されることを特徴とする請求項３７または３８に記載の方法。
前記プローブは、前記制御装置によって、所定のプローブ位置決めパラメータに従って自動的に位置決めされ、及び／または、移動させられることを特徴とする請求項３２乃至３９のいずれか１つに記載の方法。
− 前記試料キャリヤに配置された試料をラスター走査するための前記プローブの移動、
− 垂直方向における前記プローブの移動、
− 前記プローブと前記試料キャリヤに配置された試料の最長接触持続時間、
− 前記プローブと前記試料キャリヤに配置された試料の最大接触回数、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に対する前記プローブの移動に関する最高及び／または最低プローブ速度、
− プローブの接触速度、
− プローブ速度の一定の変化率、
− プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との間の最長及び／または最短離隔距離、
− 前記プローブと前記試料キャリヤに配置された試料との間で一定に保たれるべき所定の力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に作用する前記プローブの最大及び／または最小張力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に作用する前記プローブによる最大及び／または最小圧縮力、
− 前記プローブによって前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる前記張力の最大及び／または最小変化率、
− 前記プローブによって前記試料キャリヤに配置された試料に加えられる前記圧縮力の最大及び／または最小変化率
を含み、
前記制御パラメータ群のうちの所定のプローブ位置決めパラメータに従って、前記プローブの位置決め及び／または移動が実施されることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記プローブの位置及び／または前記プローブの移動及び／または前記プローブに作用する可能性のある力が検出装置によって検出されることと、
前記第１の検出装置が、所定の検出パラメータに従って、前記制御装置によって自動的に調節されることとを特徴とする
請求項３２乃至４１のいずれかに記載の方法。
前記制御パラメータ群のうちの所定の検出パラメータに応じた、前記プローブの位置及び／または前記プローブの移動及び／または前記プローブに作用する力の検出が、
− 所定の検出率、及び／または、
− 前記プローブの位置及び／または前記プローブの移動及び／または前記プローブに作用する可能性のある力に関する検出実施の発生頻度、
を含んで実施されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
前記検出される位置及び／または移動及び／または力が、評価装置によって自動的に評価されることを特徴とする請求項４２または４３に記載の方法。
前記検出される位置及び／または移動及び／または力が、前記評価装置によって自動的に分類されることを特徴とする請求項４１乃至４４のいずれかに記載の方法。
前記試料キャリヤが、所定の試料キャリヤ位置決めパラメータに従って、前記制御装置の調節下で、前記試料キャリヤ位置決め装置によって自動的に位置決め及び／または移動させられることを特徴とする請求項３２乃至４５のいずれかに記載の方法。
− 前記プローブによる前記試料キャリヤに配置された試料のラスター化走査中における前記試料キャリヤの移動、
− 前記試料キャリヤに配置された試料と前記プローブとの最長接触時間期間、
− 前記試料キャリヤに配置された試料と前記プローブとの最大接触回数、
− 前記プローブに対する前記試料キャリヤの移動に関する最高及び／または最低試料キャリヤ速度、
− 前記試料キャリヤに配置された試料と前記プローブとの間の最長及び／または最短離隔距離、
− 前記試料キャリヤに配置された試料と前記プローブとの間で保たれるべき所定の一定の力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に前記プローブによって加えられる最大及び／または最小張力、
− 前記試料キャリヤに配置された試料に前記プローブによって加えられる最大及び／または最小圧縮力、
− 前記プローブによって加えられた、前記試料キャリヤに配置された試料に関する張力の最大及び／または最小変化率、
− 前記プローブによって加えられた、前記試料キャリヤにかかる圧縮力に関する最大及び／または最小変化率を含む、
前記制御パラメータ群のうちの所定の試料キャリヤ位置決め装置パラメータに応じた、前記試料キャリヤ位置決め装置の制御が実施されることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
前記試料を浸漬させる、前記測定装置の試料チャンバ内に収容された利用可能な流体の場合、前記流体が、所定の流体パラメータの条件下で、前記制御装置によって自動的に調節されることを特徴とする請求項３２乃至４７のいずれかに記載の方法。
前記流体パラメータの制御が、
− 所定の温度、
− 所定の温度曲線、
− 所定のｐＨ値、
− 所定の電解質含有率、
− 所定の電解質含有率曲線、
− 所定の流量、
− 所定の流量変化、
− 所定の流体レベル、及び／または、
− 所定の量の生体及び／または化学マーカ特徴を含む、
前記制御パラメータ群に従ったものであることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記試料チャンバの第１の供給装置を用いて、流体が、前記制御装置の調節下で自動的に注入され、前記流体が前記試料チャンバ内にある場合、所定の境界条件が確立され、維持されるようになることを特徴とする請求項４８または４９に記載の方法。
第２の検出装置によって、前記試料チャンバ内で液位が維持され、
前記第２の検出装置によって検出された流体レベルに応じて前記第１の供給装置が前記制御装置によって自動的に調節されることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
前記プローブ及び前記試料キャリヤを収容する温度エンクロージャが、所定の温度パラメータに基づいて、前記制御装置によって調節されることを特徴とする請求項３２乃至５1項のいずれか１つに記載の方法。
前記温度エンクロージャが、所定の温度が一定に保たれるか、または、少なくとも所定の温度曲線を辿るように制御されることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
ラスター顕微鏡測定として、ラスター力顕微鏡測定作業が実施されることを特徴とする請求項３２乃至５３のいずれか１つに記載の方法。