JP2011252764A - Atomic force microscope and cantilever support of the same - Google Patents

Atomic force microscope and cantilever support of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011252764A
JP2011252764A JP2010126027A JP2010126027A JP2011252764A JP 2011252764 A JP2011252764 A JP 2011252764A JP 2010126027 A JP2010126027 A JP 2010126027A JP 2010126027 A JP2010126027 A JP 2010126027A JP 2011252764 A JP2011252764 A JP 2011252764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cantilever
scanner
jig
atomic force
force microscope
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
JP2010126027A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5633089B2 (en
Inventor
Toshio Ando
敏夫 安藤
Yasutaka Okazaki
康孝 岡崎
Takayuki Uchihashi
貴之 内橋
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.)
Kanazawa University NUC
Original Assignee
Kanazawa University NUC
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 Kanazawa University NUC filed Critical Kanazawa University NUC
Priority to JP2010126027A priority Critical patent/JP5633089B2/en
Publication of JP2011252764A publication Critical patent/JP2011252764A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5633089B2 publication Critical patent/JP5633089B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an atomic force microscope which can precisely detect interaction quantity due to interatomic force between a cantilever and a sample with a measurement method using light such as an optical lever method, even when the cantilever is driven in high speed in the Z direction, and to provide a cantilever support of the atomic force microscope.SOLUTION: An atomic force microscope 100 comprises: a cantilever support 13 for supporting a cantilever 14; and a Z scanner 12 for driving the cantilever support 13 with a height direction as a driving direction. The cantilever support 13 comprises: a cantilever attachment part which projects in a direction perpendicular to the driving direction of the Z scanner 12; and a balance projection part which projects in a direction opposite to the projecting direction of the cantilever attachment part.

Description

本発明は、原子間力顕微鏡及びそのカンチレバー支持具に関する。本発明は、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーの変位を検出する高速原子間力顕微鏡及びそのカンチレバー支持具に好適に適用される。   The present invention relates to an atomic force microscope and its cantilever support. The present invention is suitably applied to a high-speed atomic force microscope that detects displacement of a cantilever by a measuring method using light such as an optical lever method and its cantilever support.

原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)は、先端に探針を有するカンチレバーと試料との間の原子間力によって生ずる相互作用量を検出することで、試料の表面の情報を取得する顕微鏡である。相互作用によってカンチレバーが撓むので、原子間力顕微鏡は、この撓み量を相互作用量として検出し(DCモードの場合)、又はこのカンチレバーの撓みによるカンチレバーの振動の振幅変化量、位相変化量、周波数変化量を相互作用量として検出する(ACモードの場合)。   An atomic force microscope (AFM) is a microscope that acquires information on the surface of a sample by detecting the amount of interaction caused by the atomic force between the sample and a cantilever having a probe at the tip. is there. Since the cantilever bends due to the interaction, the atomic force microscope detects this bend amount as an interaction amount (in the case of DC mode), or the amplitude change amount, phase change amount of the cantilever vibration due to the bend of the cantilever, A frequency change amount is detected as an interaction amount (in the case of AC mode).

原子間力顕微鏡では、カンチレバーと試料との試料面方向(X−Y方向)の相対位置を変えながら、即ち、カンチレバーを試料に対して試料面方向に相対的に走査しながら、相互作用量が一定となるように、カンチレバーの高さ(Z方向の位置)、もしくは、試料ステージの高さ(Z方向の位置)をフィードバック制御し、その制御量に基づいて、試料の表面の各点の高さや物性の情報を取得する。   In the atomic force microscope, the amount of interaction is changed while the relative position of the cantilever and the sample in the sample surface direction (XY direction) is changed, that is, while the cantilever is scanned relative to the sample in the sample surface direction. The cantilever height (Z-direction position) or the sample stage height (Z-direction position) is feedback controlled so that the height of each point on the surface of the sample is controlled based on the amount of control. Get information on sheath properties.

このような原子間力顕微鏡において、カンチレバーを試料に対してXYZ方向に相対的に移動させる方法には、試料ステージ側を移動するステージ・スキャン方式と、カンチレバー側を移動するチップ・スキャン方式とがある。チップ・スキャン方式は、質量の小さいカンチレバーを移動するだけでよいので、試料が大きい場合にも適用でき、また、カンチレバーと試料との相対移動を高速化できるという利点がある。   In such an atomic force microscope, methods for moving the cantilever relative to the sample in the XYZ directions include a stage scanning method for moving the sample stage side and a tip scanning method for moving the cantilever side. is there. Since the tip scan method only needs to move a cantilever having a small mass, it can be applied even when the sample is large, and has an advantage that the relative movement between the cantilever and the sample can be speeded up.

チップ・スキャン方式では、X、Y、Zの3方向について、それぞれアクチュエータが用いられる。アクチュエータには、例えばピエゾアクチュエータが用いられる。一般的には、X、Y、Zの3方向のうち、Z方向の走査周波数が最も高いので、Z走査用アクチュエータが末端に設けられる。即ち、Z走査用アクチュエータに、カンチレバー支持用のジグを介してカンチレバーが取り付けられ、ジグに支持されたカンチレバーをZ走査用アクチュエータとともにX方向(又はY方向)に駆動するX走査用(又はY走査用)アクチュエータが設けられ、かつ、カンチレバー、カンチレバーを保持するジグ、ジグを保持するZ走査用アクチュエータ、及びX走査用(又はY走査用)アクチュエータの全体をY方向(又はX方向)に駆動するY走査用(又はX走査用)アクチュエータが設けられる。   In the chip scan method, actuators are used in the three directions of X, Y, and Z, respectively. For example, a piezoelectric actuator is used as the actuator. Generally, since the scanning frequency in the Z direction is the highest among the three directions of X, Y, and Z, the Z scanning actuator is provided at the end. That is, a cantilever is attached to a Z scanning actuator via a cantilever supporting jig, and the cantilever supported by the jig is driven in the X direction (or Y direction) together with the Z scanning actuator. The actuator is provided, and the entire cantilever, the jig holding the cantilever, the Z scanning actuator holding the jig, and the X scanning (or Y scanning) actuator are driven in the Y direction (or X direction). A Y-scanning (or X-scanning) actuator is provided.

従来の原子間力顕微鏡では、カンチレバーにレーザ光を照射して、その反射光を検出して、カンチレバーの撓みによる変位を計測する光てこ法等が採用されている。このため、チップ・スキャン型の原子間力顕微鏡では、カンチレバーは、Z走査用アクチュエータによってレーザ光が遮られないように、Z走査用アクチュエータから外側にXY平面方向に突出させる必要がある。   In a conventional atomic force microscope, an optical lever method or the like is used in which a cantilever is irradiated with a laser beam, its reflected light is detected, and a displacement due to bending of the cantilever is measured. For this reason, in the tip-scan type atomic force microscope, the cantilever needs to protrude outward in the XY plane direction from the Z scanning actuator so that the laser beam is not blocked by the Z scanning actuator.

図9は、Z走査用アクチュエータに取り付けられた従来のカンチレバーを示す図である。カンチレバー1は、ジグ2を介してZ走査用ピエゾアクチュエータ3に取り付けられている。図9に示すように、カンチレバー1は、ジグ2の先端部分2aの下面に、ジグ2の先端部分2aから上面1aが僅かに突出するように取り付けられる。これにより、カンチレバー1の上面1aにレーザ光を当て、かつこの上面1aから反射したレーザ光を二分割フォトダイオード等のセンサにより検知することで、カンチレバー1の撓みによるZ方向の変位を検出する。   FIG. 9 is a view showing a conventional cantilever attached to a Z scanning actuator. The cantilever 1 is attached to a Z scanning piezo actuator 3 via a jig 2. As shown in FIG. 9, the cantilever 1 is attached to the lower surface of the tip portion 2 a of the jig 2 such that the upper surface 1 a slightly protrudes from the tip portion 2 a of the jig 2. Thus, the laser beam is applied to the upper surface 1a of the cantilever 1, and the laser beam reflected from the upper surface 1a is detected by a sensor such as a two-divided photodiode, thereby detecting the displacement in the Z direction due to the bending of the cantilever 1.

カンチレバー1の上面1aに入射するレーザ光及びカンチレバー1の上面1aから反射するレーザ光がZ走査用ピエゾアクチュエータ3によって遮られないように、図9に示すように、ジグ2の先端部分2aは、Z走査用ピエゾアクチュエータ3に対して、XY平面方向に突出している。これによって、レーザ光の光路を確保でき、光てこ法等の光を使った測定法によるカンチレバー1の撓みによるZ方向の変位の検出が可能になる。   As shown in FIG. 9, the tip portion 2 a of the jig 2 is configured so that the laser light incident on the upper surface 1 a of the cantilever 1 and the laser light reflected from the upper surface 1 a of the cantilever 1 are not blocked by the Z scanning piezo actuator 3. It projects in the XY plane direction with respect to the Z scanning piezoelectric actuator 3. As a result, the optical path of the laser beam can be secured, and the displacement in the Z direction due to the bending of the cantilever 1 can be detected by a measuring method using light such as an optical lever method.

上記のような従来技術は、例えば特許文献1に記載されている。   The prior art as described above is described in Patent Document 1, for example.

特開平08−083789号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-083789

しかしながら、図1に示すように、ジグ2をZ走査用ピエゾアクチュエータ3に対して一方向に突出させた上で、このようなジグ2をZ走査用ピエゾアクチュエータ3によって高速に振動させると、ジグ2にトルクがかかり、ジグ2は一定範囲内の回転を伴いながらZ方向の振動をする。また、Z走査用ピエゾアクチュエータ3もジグ2からトルクを受けて、ジグ2の突出方向への揺れを伴いながらZ方向の振動をする。   However, as shown in FIG. 1, when the jig 2 is protruded in one direction with respect to the Z scanning piezo actuator 3, and the jig 2 is vibrated at high speed by the Z scanning piezo actuator 3, the jig 2 Torque is applied to 2 and the jig 2 vibrates in the Z direction with rotation within a certain range. The Z-scanning piezo actuator 3 also receives torque from the jig 2 and vibrates in the Z direction while being shaken in the protruding direction of the jig 2.

このようなジグ2やZ走査用ピエゾアクチュエータ3の望ましくない振動が発生すると、光てこ法等の光を使った検出方式においてカンチレバー1と試料との間の原子間力によるカンチレバー1の撓み量や振動の変化量等を正確に検出できなくなる。カンチレバー1をZ方向に低速で駆動する場合には、上記の望ましくない振動の発生は問題とならないが、カンチレバー1をZ方向に高速で駆動するほど、上記の望ましくない振動が顕著となる。   When such an undesirable vibration of the jig 2 or the Z-scanning piezo actuator 3 occurs, the amount of deflection of the cantilever 1 due to the atomic force between the cantilever 1 and the sample in a detection method using light such as an optical lever method, The amount of vibration change cannot be detected accurately. When the cantilever 1 is driven in the Z direction at a low speed, the generation of the undesirable vibration does not cause a problem, but the undesired vibration becomes more remarkable as the cantilever 1 is driven in the Z direction at a high speed.

図10は、図9に示すジグ2でカンチレバー1をZ走査用ピエゾアクチュエータ3に固定した場合の振動特性を示すグラフである。図10は、Z走査用ピエゾアクチュエータ3を一定の振幅で振動周波数を変化させながら正弦波振動させて、ゲイン及び位相を観察した結果を示している。図10のグラフの横軸は、振動周波数(対数表示をしている)であり、縦軸の左側目盛りはゲイン(dB)を表し、右側目盛りは位相(deg)を表す。   FIG. 10 is a graph showing vibration characteristics when the cantilever 1 is fixed to the Z scanning piezo actuator 3 with the jig 2 shown in FIG. FIG. 10 shows the result of observing the gain and phase by vibrating the piezo actuator 3 for Z scanning with a sine wave while changing the vibration frequency with a constant amplitude. The horizontal axis of the graph of FIG. 10 is the vibration frequency (logarithmic display), the left scale on the vertical axis represents gain (dB), and the right scale represents phase (deg).

ここで、縦軸のゲインは、カンチレバー1のZ方向の振幅である。ゲインが0になる場合は、カンチレバー1が、入力振動(Z走査用ピエゾアクチュエータの振動)と完全に同じ振動をすることを意味する。また、縦軸の位相は、入力振動(Z走査用ピエゾアクチュエータの振動)に対するカンチレバーの振動の位相差である。ジグに望ましくない振動が生じていない場合には、ゲインがピークになる周波数で位相が−90度となる。図10から分かるように、図9のような従来の構造のジグを用いた場合には、1kHzと2kHzで既に振動が現れ、10kHz以上では激しく振動する。共振周波数は12kHz程度である。   Here, the gain on the vertical axis is the amplitude of the cantilever 1 in the Z direction. When the gain becomes zero, it means that the cantilever 1 vibrates completely in the same manner as the input vibration (vibration of the Z scanning piezo actuator). The phase of the vertical axis is the phase difference of the cantilever vibration with respect to the input vibration (vibration of the Z scanning piezo actuator). When no undesirable vibration is generated in the jig, the phase becomes −90 degrees at the frequency at which the gain reaches a peak. As can be seen from FIG. 10, when a jig having a conventional structure as shown in FIG. 9 is used, vibrations already appear at 1 kHz and 2 kHz, and vigorously vibrate above 10 kHz. The resonance frequency is about 12 kHz.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、カンチレバーをZ方向に高速に駆動した場合にも、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーと試料との間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる原子間力顕微鏡及びそのカンチレバー支持具を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the cantilever is driven at high speed in the Z direction, an atom between the cantilever and the sample can be obtained by a measurement method using light such as an optical lever method. It is an object of the present invention to provide an atomic force microscope and its cantilever support that can accurately detect the amount of interaction due to an interatomic force.

上記従来の課題を解決するために、本発明の原子間力顕微鏡は、探針を有するカンチレバーを備え、前記カンチレバーと試料との試料面方向の相対位置を変えながら、前記カンチレバーと試料との間の原子間力によって生ずる相互作用量が一定となるように、試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向の位置を制御することで、試料の表面の情報を取得する原子間力顕微鏡であって、この原子間力顕微鏡は、さらに、前記カンチレバーを支持するカンチレバー支持具と、前記高さ方向を駆動方向として前記カンチレバー支持具を駆動するZスキャナとを備えている。そして、前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出したカンチレバー取付部と、前記カンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出したバランス突出部を有している。   In order to solve the above-described conventional problems, the atomic force microscope of the present invention includes a cantilever having a probe, and changes the relative position of the cantilever and the sample in the direction of the sample surface. An atomic force microscope that acquires information on the surface of the sample by controlling the position of the cantilever in the height direction with respect to the sample surface so that the amount of interaction caused by the atomic force is constant. The atomic force microscope further includes a cantilever support that supports the cantilever, and a Z scanner that drives the cantilever support using the height direction as a drive direction. The cantilever support has a cantilever mounting portion that protrudes in a direction orthogonal to the driving direction of the Z scanner, and a balance protrusion that protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the cantilever mounting portion.

このように、カンチレバー取付部が、Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出しているので、光てこ法等の光を使った測定法によるカンチレバーの変位の検出が可能になるとともに、バランス突出部がカンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出しているので、Zスキャナを高速に駆動した場合にも、カンチレバー取付部によってジグやZスキャナに生じるモーメントをバランス突出部が打ち消し、これによって、ジグやZスキャナにはモーメントによる撓みが生じにくくなり、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーと試料との間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる。   Thus, since the cantilever mounting portion protrudes in a direction orthogonal to the driving direction of the Z scanner, it becomes possible to detect the displacement of the cantilever by a measuring method using light such as an optical lever method, and the balance protruding portion. Protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the cantilever mounting portion, so even when the Z scanner is driven at a high speed, the balance protruding portion cancels the moment generated by the cantilever mounting portion in the jig and the Z scanner. The Z scanner is less likely to bend due to moment, and the amount of interaction due to the atomic force between the cantilever and the sample can be accurately detected by a measurement method using light such as an optical lever method.

前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動により生じるモーメントが釣り合う形状及び比重分布で構成されていてよい。   The cantilever support may have a shape and a specific gravity distribution in which moments generated by driving the Z scanner are balanced.

この構成により、ジグやZスキャナに生じるモーメントは、カンチレバー取付部とバランス突出部とで打ち消されるので、ジグやZスキャナにはモーメントによる変形は生じない。   With this configuration, the moment generated in the jig or the Z scanner is canceled out by the cantilever mounting portion and the balance protrusion, so that the jig or the Z scanner is not deformed by the moment.

前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面について、面対称の形状を有していてよく、さらに、前記Zスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面について、面対称の形状を有していてよい。   The cantilever support may have a plane-symmetric shape with respect to a second plane that includes the drive shaft of the Z scanner and is perpendicular to the protruding direction of the cantilever mounting portion. Further, the drive shaft of the Z scanner In addition, the first plane parallel to the protruding direction of the cantilever mounting portion may have a plane-symmetric shape.

これにより、簡単な構成によって、カンチレバー取付部とバランス突出部によるモーメントが釣り合う構成を実現できる。   Thereby, the structure with which the moment by a cantilever attachment part and a balance protrusion part balances by a simple structure is realizable.

前記カンチレバー支持具は、頂部に前記Zスキャナに取り付けられる取付面が形成され、前記取付面から斜め下方向に第1の脚部が延伸し、前記第1の脚部と反対方向に第2の脚部が延伸し、前記第1の脚部と前記第2の脚部は下端部で横脚部によって連結され、前記第1の脚部と前記横脚部との連結部から前記カンチレバー取付部が突出し、前記第2の脚部と前記横脚部との連結部から前記カンチレバー取付部と同形状の前記バランス突出部が突出した形状を有していてよい。   The cantilever support is formed with an attachment surface attached to the Z scanner at the top, and a first leg extends obliquely downward from the attachment surface, and a second leg extends in a direction opposite to the first leg. The leg portion extends, the first leg portion and the second leg portion are connected by a horizontal leg portion at a lower end portion, and the cantilever attaching portion is connected to the connecting portion between the first leg portion and the horizontal leg portion. And the balance protrusion having the same shape as the cantilever mounting portion may protrude from the connecting portion between the second leg portion and the lateral leg portion.

この構成により、Zスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面及びZスキャナの駆動軸を含みカンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面中の何れについても面対称となる形状を実現できるとともに、軽量なジグを構成できる。   With this configuration, the first plane including the drive shaft of the Z scanner and parallel to the protruding direction of the cantilever mounting portion and the second plane including the drive shaft of the Z scanner and perpendicular to the protruding direction of the cantilever mounting portion. In addition, a shape that is plane-symmetric can be realized, and a lightweight jig can be configured.

前記カンチレバー支持具は、頂部に前記Zスキャナに取り付けられる取付面が形成された略台形円錐形状を有していてよい。   The cantilever support may have a substantially trapezoidal conical shape in which an attachment surface to be attached to the Z scanner is formed at the top.

この構成によってもZスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面及びZスキャナの駆動軸を含みカンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面中の何れについても面対称となる形状を実現でき、特に、Zスキャナの駆動軸を含むどの面についても面対称な形状を実現できる。   According to this configuration, either the first plane including the drive shaft of the Z scanner and parallel to the protruding direction of the cantilever mounting portion or the second plane including the drive shaft of the Z scanner and perpendicular to the protruding direction of the cantilever mounting portion. Also, a shape that is plane-symmetric can be realized, and in particular, any plane that includes the drive axis of the Z scanner can be realized.

前記カンチレバー取付部に前記カンチレバーが取り付けられるとともに、前記バランス突出部に試料の表面の情報の取得に用いられないダミーカンチレバーが取り付けられてよい。   The cantilever may be attached to the cantilever attaching portion, and a dummy cantilever that is not used for acquiring information on the surface of the sample may be attached to the balance protruding portion.

この構成により、カンチレバーの質量も含めてカンチレバー取付部側とバランス突出部側でバランスしたジグを実現できる。   With this configuration, it is possible to realize a jig balanced on the cantilever mounting part side and the balance protrusion part side including the mass of the cantilever.

本発明の別の態様は、カンチレバーを支持して、試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向を駆動方向として駆動する原子間力顕微鏡のZスキャナに取り付けられるカンチレバー支持具であって、前記Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出したカンチレバー取付部と、前記カンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出したバランス突出部を有している。   Another aspect of the present invention is a cantilever support attached to a Z scanner of an atomic force microscope that supports a cantilever and drives the height direction of the cantilever with respect to a sample surface as a driving direction. A cantilever mounting portion that protrudes in a direction orthogonal to the driving direction and a balance protrusion that protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the cantilever mounting portion.

このジグによっても、上記と同様に、カンチレバー取付部が、Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出しているので、光てこ法等の光を使った測定法によるカンチレバーの変位の検出が可能になるとともに、バランス突出部がカンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出しているので、Zスキャナを高速に駆動した場合にも、カンチレバー取付部によってジグやZスキャナに生じるモーメントをバランス突出部が打ち消し、これによって、ジグやZスキャナにはモーメントによる撓みが生じにくくなり、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーと試料との間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる。   Also with this jig, as described above, the cantilever mounting portion protrudes in a direction perpendicular to the driving direction of the Z scanner, so that the displacement of the cantilever can be detected by a measurement method using light such as an optical lever method. At the same time, since the balance protrusion protrudes in the direction opposite to the protrusion direction of the cantilever mounting portion, even when the Z scanner is driven at high speed, the balance protrusion cancels the moment generated by the cantilever mounting portion in the jig or Z scanner. As a result, bending due to moment is less likely to occur in jigs and Z scanners, and the amount of interaction due to the atomic force between the cantilever and the sample can be accurately detected by a measurement method using light such as the optical lever method.

前記Zスキャナに取り付けられたときに前記Zスキャナの駆動軸と一致する軸を中心軸として、当該中心軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面について、面対称の形状を有していてよく、さらに、前記Zスキャナに取り付けられたときに前記Zスキャナの駆動軸と一致する軸を中心軸として、当該中心軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面について、面対称の形状を有していてよい。   With respect to a second plane that includes the central axis and is perpendicular to the protruding direction of the cantilever mounting portion, the surface is symmetrical with respect to the axis that coincides with the driving axis of the Z scanner when attached to the Z scanner. And a first axis parallel to the protruding direction of the cantilever mounting portion including the central axis, with the axis coincident with the drive axis of the Z scanner when attached to the Z scanner as the central axis. The plane may have a plane-symmetric shape.

これにより、簡単な構成によって、カンチレバー取付部とバランス突出部によるモーメントが釣り合う構成を実現できる。   Thereby, the structure with which the moment by a cantilever attachment part and a balance protrusion part balances by a simple structure is realizable.

本発明は、カンチレバーをZ方向に高速に駆動した場合にも、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーの試料との間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる。   In the present invention, even when the cantilever is driven at high speed in the Z direction, the amount of interaction due to the atomic force between the cantilever and the sample can be accurately detected by a measurement method using light such as an optical lever method.

本発明の第1の実施の形態におけるジグの正面図Front view of the jig in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施の形態におけるジグの側面図Side view of the jig in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施の形態におけるジグの斜視図The perspective view of the jig in the 1st Embodiment of this invention 本発明の実施の形態における原子間力顕微鏡の構成図Configuration diagram of an atomic force microscope in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるジグを用いた場合の振動特性を示すグラフThe graph which shows the vibration characteristic at the time of using the jig in embodiment of this invention 本発明の第2の実施の形態におけるジグの平面図The top view of the jig in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施の形態におけるジグの断面図Sectional drawing of the jig in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施の形態におけるジグの斜視図The perspective view of the jig in the 2nd Embodiment of this invention 従来のジグの斜視図A perspective view of a conventional jig 従来のジグを用いた場合の振動特性を示すグラフGraph showing vibration characteristics when using a conventional jig

以下に本発明の詳細な説明を述べる。以下の詳細な説明と添付の図面は発明を限定するものではない。代わりに、発明の範囲は添付の請求の範囲により規定される。   The detailed description of the present invention will be described below. The following detailed description and the accompanying drawings do not limit the invention. Instead, the scope of the invention is defined by the appended claims.

図1〜図3は、本発明の実施の形態の原子間力顕微鏡に採用されるジグの実施の形態を示す図であり、図4は、本発明の実施の形態における原子間力顕微鏡の構成図である。以下では、まず、図4を参照して原子間力顕微鏡の全体の構成を説明して、その後にジグの構成を詳細に説明する。   1 to 3 are diagrams showing an embodiment of a jig employed in the atomic force microscope according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a configuration of the atomic force microscope according to the embodiment of the present invention. FIG. In the following, first, the overall configuration of the atomic force microscope will be described with reference to FIG. 4, and then the configuration of the jig will be described in detail.

図4において、左右方向をX方向、上下方向をZ方向、紙面と垂直な方向をY方向とする。原子間力顕微鏡100は、探針を有するカンチレバーを備え、前記カンチレバーと試料との試料面方向の相対位置を変えながら、前記カンチレバーと試料との間の原子間力によって生ずる相互作用量が一定となるように、試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向の位置を制御することで、試料の表面の情報を取得する顕微鏡である。   In FIG. 4, the left-right direction is the X direction, the up-down direction is the Z direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the Y direction. The atomic force microscope 100 includes a cantilever having a probe, and the amount of interaction caused by the atomic force between the cantilever and the sample is constant while changing the relative position of the cantilever and the sample in the sample surface direction. As described above, the microscope acquires information on the surface of the sample by controlling the position of the cantilever in the height direction with respect to the sample surface.

図4に示すように、原子間力顕微鏡100は、顕微鏡本体10と、処理部20と、モニタ30とを備えている。顕微鏡本体10は、X−Yスキャナ11、Zスキャナ12、ジグ13、カンチレバー14、ダミーカンチレバー14’、ピエゾドライバ15、レーザ光源16、二分割フォトダイオード17、及び試料ステージ18を備えている。   As shown in FIG. 4, the atomic force microscope 100 includes a microscope main body 10, a processing unit 20, and a monitor 30. The microscope main body 10 includes an XY scanner 11, a Z scanner 12, a jig 13, a cantilever 14, a dummy cantilever 14 ′, a piezo driver 15, a laser light source 16, a two-divided photodiode 17, and a sample stage 18.

X−Yスキャナ11には、Zスキャナ12が取り付けられている。X−Yスキャナ11は、Zスキャナ12をX方向及びY方向に移動させる。Zスキャナ12には、カンチレバー14の支持具であるジグ13が取り付けられている。ジグ13には、カンチレバー14が取り付けられている。Zスキャナ12は、ジグ13及びジグ13に支持されたカンチレバー14を試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向(Z方向)に移動させる。即ち、ジグ13は、Zスキャナ12のZ方向の駆動に従ってカンチレバー14がZ方向に移動するように、Zスキャナ12とカンチレバー14とにそれぞれ固定された剛性の高い部材である。   A Z scanner 12 is attached to the XY scanner 11. The XY scanner 11 moves the Z scanner 12 in the X direction and the Y direction. A jig 13 that is a support for the cantilever 14 is attached to the Z scanner 12. A cantilever 14 is attached to the jig 13. The Z scanner 12 moves the jig 13 and the cantilever 14 supported by the jig 13 in the height direction (Z direction) of the cantilever with respect to the sample surface. In other words, the jig 13 is a highly rigid member that is fixed to the Z scanner 12 and the cantilever 14 so that the cantilever 14 moves in the Z direction as the Z scanner 12 is driven in the Z direction.

X−Yスキャナ11及びZスキャナ12は、ピエゾアクチュエータで構成される。ピエゾドライバ15は、処理部20から入力される制御信号に基づいて、X−Yスキャナ11及びZスキャナ12にそれぞれ駆動信号を供給する。X−Yスキャナ11及びZスキャナ12はそれぞれ駆動信号に従って駆動する。Zスキャナ12は、Z方向に長い四角柱形状である。Zスキャナ12は、Z方向に長い円柱形状であってもよい。   The XY scanner 11 and the Z scanner 12 are constituted by piezoelectric actuators. The piezo driver 15 supplies drive signals to the XY scanner 11 and the Z scanner 12 based on the control signal input from the processing unit 20. Each of the XY scanner 11 and the Z scanner 12 is driven according to a drive signal. The Z scanner 12 has a quadrangular prism shape that is long in the Z direction. The Z scanner 12 may have a cylindrical shape that is long in the Z direction.

カンチレバー14の下面には探針が設けられている(探針はカンチレバー14の大きさに比べてきわめて小さいため、図4では図示していない)。顕微鏡本体10は、試料ステージ18に試料Sが載せられたときに、カンチレバー14の探針の先端が試料Sの表面に接近するように構成されている。カンチレバー14は、探針が下を向くように、ジグ13の下面に取り付けられており、先端部分がジグ13の先端部分から突出している。ジグ13にはカンチレバー14のほか、ダミーカンチレバー14’が取り付けられている。ダミーカンチレバー14’は、カンチレバー14と同じ構成を有する部材であるが、試料の表面の情報の取得に用いられない。ジグ13、カンチレバー14、及びダミーカンチレバー14’を含む構造については後述する。   A probe is provided on the lower surface of the cantilever 14 (the probe is not shown in FIG. 4 because it is much smaller than the size of the cantilever 14). The microscope body 10 is configured such that the tip of the probe of the cantilever 14 approaches the surface of the sample S when the sample S is placed on the sample stage 18. The cantilever 14 is attached to the lower surface of the jig 13 so that the probe faces downward, and the tip portion protrudes from the tip portion of the jig 13. In addition to the cantilever 14, a dummy cantilever 14 ′ is attached to the jig 13. The dummy cantilever 14 'is a member having the same configuration as that of the cantilever 14, but is not used for acquiring information on the surface of the sample. The structure including the jig 13, the cantilever 14, and the dummy cantilever 14 'will be described later.

レーザ光源16は、カンチレバー14のジグ13から突出した先端部分にレーザ光を照射するように設置されている。二分割フォトダイオード17は、レーザ光源16から照射されてカンチレバー14で反射する反射光の光路上に設けられている。カンチレバー14の下面に設けられた探針と試料との間の原子間力によってカンチレバー14が撓むと、レーザ光の反射方向が変化するので、これを二分割フォトダイオード17で検知する。この構成により、光てこ法を採用してカンチレバー14の変位を測定できる。なお、原子間力顕微鏡100は、カンチレバー14の変位を測定する方法として、光干渉法を採用する構成を有していてもよい。   The laser light source 16 is installed so as to irradiate the tip of the cantilever 14 protruding from the jig 13 with laser light. The two-divided photodiode 17 is provided on the optical path of the reflected light that is irradiated from the laser light source 16 and reflected by the cantilever 14. When the cantilever 14 is bent by the atomic force between the probe provided on the lower surface of the cantilever 14 and the sample, the reflection direction of the laser light changes, and this is detected by the two-divided photodiode 17. With this configuration, the displacement of the cantilever 14 can be measured using an optical lever method. The atomic force microscope 100 may have a configuration that employs an optical interference method as a method for measuring the displacement of the cantilever 14.

処理部20は、振幅計測部21、減算器22、PID演算部23、及び演算制御部24を備えている。振幅計測部21は、二分割フォトダイオード17に接続されている。振幅計測部21には、二分割フォトダイオード17の出力電流が入力される。   The processing unit 20 includes an amplitude measurement unit 21, a subtracter 22, a PID calculation unit 23, and a calculation control unit 24. The amplitude measuring unit 21 is connected to the two-divided photodiode 17. The output current of the two-divided photodiode 17 is input to the amplitude measuring unit 21.

本実施の形態の原子間力顕微鏡100は、ACモードを採用しており、試料の計測において、Zスキャナ12を正弦波振動させるとともに、カンチレバー14の探針と試料との原子間力による変化量が加わった振動の振幅を振幅計測部21にて計測する。振幅計測部21は、二分割フォトダイオード17から出力される電流に基づいてカンチレバー14の振幅を計測して、計測値を出力する。振幅計測部21の出力端子は、減算器22の第1の入力端子(非反転入力端子)に接続されている。なお、本発明は、DCモードにも適用できる。その場合には振幅計測部21は不要であり、二分割フォトダイオード17の出力は、減算器22の第1の入力端子に入力される。   The atomic force microscope 100 according to the present embodiment adopts an AC mode, and in measuring a sample, the Z scanner 12 is sine-wave oscillated and the amount of change caused by the atomic force between the probe of the cantilever 14 and the sample. The amplitude of the vibration added with is measured by the amplitude measuring unit 21. The amplitude measuring unit 21 measures the amplitude of the cantilever 14 based on the current output from the two-divided photodiode 17 and outputs the measured value. The output terminal of the amplitude measuring unit 21 is connected to the first input terminal (non-inverting input terminal) of the subtractor 22. The present invention can also be applied to the DC mode. In that case, the amplitude measuring unit 21 is not necessary, and the output of the two-divided photodiode 17 is input to the first input terminal of the subtractor 22.

減算器22の第2の入力端子(反転入力端子)には、制御のための定値(セットポイント)が入力される。減算器22は、振幅計測部21から出力された計測値減算器22の出力はPID演算部23の入力に接続されている。PID演算部23は、減算器22の出力に対して、比例演算、積分演算、微分演算を行って、Zスキャナ12に対する制御値を算出する。PID演算部23の出力は、演算制御部24の入力端子及びピエゾドライバ15のZ入力端子に接続されている。   A constant value (set point) for control is input to the second input terminal (inverted input terminal) of the subtractor 22. In the subtracter 22, the output of the measurement value subtracter 22 output from the amplitude measurement unit 21 is connected to the input of the PID calculation unit 23. The PID calculation unit 23 calculates a control value for the Z scanner 12 by performing a proportional calculation, an integral calculation, and a differential calculation on the output of the subtractor 22. The output of the PID calculation unit 23 is connected to the input terminal of the calculation control unit 24 and the Z input terminal of the piezo driver 15.

演算制御部24は、PID演算部23から入力されるZスキャナに対する制御値を、その制御値が得られたXY座標と対応付けることで、当該XY座標における試料の高さや物性の情報を生成する。XY座標ごとの試料の高さや物性の情報は画像情報の形態で、モニタ30に出力される。演算制御部24のX出力端子及びY出力端子は、それぞれピエゾドライバ15のX入力端子及びY入力端子に接続されている。演算制御部24は、カンチレバー14を試料Sに対してXY面内で走査するためのXスキャナ及びYスキャナ用の制御信号をそれぞれX出力端子及びY出力端子から出力する。   The calculation control unit 24 associates the control value for the Z scanner input from the PID calculation unit 23 with the XY coordinate from which the control value is obtained, thereby generating information on the height and physical properties of the sample at the XY coordinate. Information on the height and physical properties of the sample for each XY coordinate is output to the monitor 30 in the form of image information. The X output terminal and the Y output terminal of the arithmetic control unit 24 are connected to the X input terminal and the Y input terminal of the piezo driver 15, respectively. The arithmetic control unit 24 outputs control signals for the X scanner and Y scanner for scanning the cantilever 14 in the XY plane with respect to the sample S from the X output terminal and the Y output terminal, respectively.

次に、本実施の形態のジグ及びカンチレバーの構成を詳しく説明する。以下の説明において、Zスキャナ12の中心を通り、Zスキャナ12の駆動方向、即ちZ方向に伸びる軸をZスキャナ12の駆動軸といい、ジグ13がZスキャナ12に取り付けられたときに、Zスキャナ12の駆動軸と重なるジグ13の軸をジグ13の中心軸という。   Next, the configuration of the jig and cantilever of this embodiment will be described in detail. In the following description, the driving direction of the Z scanner 12 passing through the center of the Z scanner 12, that is, the axis extending in the Z direction is referred to as the driving shaft of the Z scanner 12, and when the jig 13 is attached to the Z scanner 12 The axis of the jig 13 that overlaps the drive axis of the scanner 12 is referred to as the center axis of the jig 13.

ジグ13は、中心軸を含む第1の平面と平行な方向に、Zスキャナ12への取付面から遠ざかるに従って中心軸から離れるように突出した第1の突出部を有している。この第1の突出部にカンチレバー14が取り付けられる。そして、第1の平面と平行で、かつ第1の突出部とは反対の方向に突出する第2の突出部を有している。この第2の突出部は、第1の突出部とバランスをとるためのものであり、本発明のバランス突出部に相当する。本実施の形態のジグ13は、第1の平面と直行する第2の平面について、面対称の形状を有している。さらに、ジグ13は、第1の平面についても、面対称の形状を有している。   The jig 13 has a first protrusion that protrudes away from the central axis in a direction parallel to the first plane including the central axis as the distance from the attachment surface to the Z scanner 12 increases. The cantilever 14 is attached to the first protrusion. And it has the 2nd protrusion part which is parallel to the 1st plane and protrudes in the direction opposite to the 1st protrusion part. The second protrusion is for balancing with the first protrusion, and corresponds to the balance protrusion of the present invention. The jig 13 of the present embodiment has a plane-symmetric shape with respect to a second plane orthogonal to the first plane. Furthermore, the jig 13 has a plane-symmetric shape with respect to the first plane.

以下、図1〜3を参照して、本実施の形態のジグ13の具体的な形状を説明する。図1、図2、図3は、それぞれ本実施の形態のジグの正面図、側面図、斜視図である。以下では、図1の左右方向をX方向、上下方向をZ方向とし、図2の左右方向をY方向、上下方向をZ方向として説明する。なお、このX、Y、Zの各方向は、図4のX、Y、Z方向と一致している。   Hereinafter, with reference to FIGS. 1-3, the specific shape of the jig 13 of this Embodiment is demonstrated. 1, 2, and 3 are a front view, a side view, and a perspective view of a jig according to the present embodiment, respectively. In the following description, the left-right direction in FIG. 1 is the X direction, the up-down direction is the Z direction, the left-right direction in FIG. 2 is the Y direction, and the up-down direction is the Z direction. The X, Y, and Z directions coincide with the X, Y, and Z directions in FIG.

まず、図1の正面図を参照して、本実施の形態のジグ13の正面視の形状を説明する。以下、適宜図3の斜視図も参照されたい。ジグ13は、中心軸Cについて左右(X方向)に対称の形状を有している。ジグ13は、概ね上向きの三角形状をしている。三角形の頂部はZスキャナ12に取り付けられる平坦な取付面131となっている。   First, with reference to the front view of FIG. 1, the shape of the jig 13 according to the present embodiment as viewed from the front will be described. Refer to the perspective view of FIG. 3 as appropriate. The jig 13 has a symmetrical shape about the central axis C in the left and right (X direction). The jig 13 has a generally upward triangular shape. The top of the triangle is a flat attachment surface 131 that is attached to the Z scanner 12.

取付面131は、平面視で四角形であり、中心軸Cはこの四角形の中心を通る。取付面131から左斜め下方向に左脚部132が延伸し、右斜め下方向に右脚部133が延伸している。左脚部132と右脚部133は下端部で、X方向に伸びる横脚部134によって連結されている。この構成により、左脚部132、右脚部133、及び横脚部134によって三角形の構造が形成され、三角形の内部は中空となっていている。   The mounting surface 131 is a quadrangle in plan view, and the central axis C passes through the center of the quadrangle. From the mounting surface 131, the left leg 132 extends diagonally downward to the left, and the right leg 133 extends diagonally downward to the right. The left leg portion 132 and the right leg portion 133 are connected to each other at a lower end portion by a horizontal leg portion 134 extending in the X direction. With this configuration, a triangular structure is formed by the left leg portion 132, the right leg portion 133, and the lateral leg portion 134, and the inside of the triangle is hollow.

左脚部132と横脚部134との連結部からは、カンチレバー取付部135が左方向に突出している。また、右脚部133と横脚部134との連結部からは、ダミーカンチレバー取付部136が右方向に突出している。カンチレバー取付部135及びダミーカンチレバー取付部136の下面は、水平から若干下向きに傾いている。   A cantilever mounting portion 135 protrudes leftward from the connecting portion between the left leg portion 132 and the horizontal leg portion 134. A dummy cantilever mounting portion 136 protrudes rightward from the connecting portion between the right leg portion 133 and the horizontal leg portion 134. The lower surfaces of the cantilever mounting portion 135 and the dummy cantilever mounting portion 136 are slightly inclined downward from the horizontal.

ジグ13の取付面131とZスキャナ12の下面の形状は一致している。ジグ13は、取付面131の中心がZスキャナ12の下面の中心と一致するように、Zスキャナ12に取り付けられる。ジグ13は、Zスキャナ12に取り付けられた状態で、カンチレバー取付部135が、取付面131からZスキャナ12の駆動方向に直交する方向に突出するとともに、Zスキャナ12の駆動軸に対してカンチレバー取付部135の突出方向と反対方向にもダミーカンチレバー取付部136が突出することになる。   The mounting surface 131 of the jig 13 and the shape of the lower surface of the Z scanner 12 are the same. The jig 13 is attached to the Z scanner 12 such that the center of the attachment surface 131 coincides with the center of the lower surface of the Z scanner 12. When the jig 13 is attached to the Z scanner 12, the cantilever attachment portion 135 protrudes from the attachment surface 131 in a direction perpendicular to the drive direction of the Z scanner 12, and the cantilever attachment is performed with respect to the drive shaft of the Z scanner 12. The dummy cantilever mounting portion 136 also protrudes in the direction opposite to the protruding direction of the portion 135.

ジグ13の材質は、ジュラルミンであり、全体的に一様な密度(比重分布)となっている。ジグ13の材質としては、アルミニウム、PEEK樹脂、ガラス等を採用してもよい。ジグ13は、金型成型により製造できる。   The jig 13 is made of duralumin and has a uniform density (specific gravity distribution) as a whole. As the material of the jig 13, aluminum, PEEK resin, glass or the like may be adopted. The jig 13 can be manufactured by mold molding.

カンチレバー14の先端部の下面には探針が設けられている。カンチレバー14は、探針を有する下面が下向きになるように、その上面がカンチレバー取付部135の下面に固定される。カンチレバー14は、探針を有する先端部がカンチレバー取付部135の先端から突出するように取り付けられる。これにより、カンチレバー取付部135の先端から突出したカンチレバー14の上面部分は、レーザ光反射面141となる。   A probe is provided on the lower surface of the tip of the cantilever 14. The upper surface of the cantilever 14 is fixed to the lower surface of the cantilever mounting portion 135 so that the lower surface having the probe faces downward. The cantilever 14 is attached such that the tip end portion having the probe protrudes from the tip end of the cantilever attachment portion 135. Thereby, the upper surface portion of the cantilever 14 protruding from the tip of the cantilever mounting portion 135 becomes the laser light reflecting surface 141.

ダミーカンチレバー14’は、カンチレバー14と左右対称となる位置及び姿勢でダミーカンチレバー取付部136に取り付けられる。即ち、ダミーカンチレバー14’は、先端部がダミーカンチレバー取付部136の先端から突出するように、その上面がダミーカンチレバー取付部136の下面に固定される。ダミーカンチレバー14’は、カンチレバー14と同一の構成を有するものである。   The dummy cantilever 14 ′ is attached to the dummy cantilever attachment portion 136 at a position and posture that is symmetrical to the cantilever 14. That is, the upper surface of the dummy cantilever 14 ′ is fixed to the lower surface of the dummy cantilever mounting portion 136 so that the front end portion protrudes from the front end of the dummy cantilever mounting portion 136. The dummy cantilever 14 ′ has the same configuration as the cantilever 14.

次に、図2を参照して、側面方向から見たジグ13の形状を説明する。ジグ13は、図2に示すように側面方向(X方向)から見ると、左右(Y方向)に対称な形状を有している。ジグ13は、左右方向に一定の幅を有している。カンチレバー14及びダミーカンチレバー14’は、左右方向の中央に取り付けられる。   Next, the shape of the jig 13 viewed from the side surface direction will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the jig 13 has a symmetrical shape in the left-right direction (Y direction) when viewed from the side surface direction (X direction). The jig 13 has a certain width in the left-right direction. The cantilever 14 and the dummy cantilever 14 'are attached to the center in the left-right direction.

以上のように構成されたジグ13の作用を説明する。ジグ13は、Zスキャナ12によって、数十kHz程度の周波数でZ方向に振動する。ジグ13は、X方向にもY方向にも対称であるので、ジグ13の質量は中心軸Cを中心としてバランスしている。このため、ジグ13には、Z方向の高周波の振動にもかかわらず、トルクが働きにくく、従って、そのようなトルクによる撓みが発生しにくい。即ち、ジグ13にはZ方向の高速な駆動によってモーメントが発生するが、ジグ13の形状は中心軸に対してX方向にもY方向にも対称な形状であるため、このモーメントはジグ13内でバランスし、ジグ13やZスキャナ12に変形が生じにくくなる。   The operation of the jig 13 configured as described above will be described. The jig 13 is vibrated in the Z direction by the Z scanner 12 at a frequency of about several tens of kHz. Since the jig 13 is symmetric in both the X direction and the Y direction, the mass of the jig 13 is balanced around the central axis C. For this reason, torque is hardly applied to the jig 13 in spite of high-frequency vibration in the Z direction, and therefore bending due to such torque is difficult to occur. That is, a moment is generated in the jig 13 by high-speed driving in the Z direction, but the shape of the jig 13 is symmetrical in the X direction and the Y direction with respect to the central axis. Therefore, the jig 13 and the Z scanner 12 are less likely to be deformed.

図5は、ジグ13を用いた場合の振動特性を示すグラフである。図5は図10に対応しており、Zスキャナ12を一定の振幅で正弦波振動させた場合のゲイン及び位相を示している。横軸は正弦波振動の周波数(対数で表示している)であり、縦軸の左の目盛りはゲイン(dB)であり、縦軸の右の目盛りは位相(deg)である。図5から明らかなように、共振周波数(ゲインがピークとなる周波数)は90kHzに達している。   FIG. 5 is a graph showing vibration characteristics when the jig 13 is used. FIG. 5 corresponds to FIG. 10 and shows the gain and phase when the Z scanner 12 is sine-wave oscillated with a constant amplitude. The horizontal axis is the frequency of sinusoidal vibration (represented in logarithm), the left scale on the vertical axis is gain (dB), and the right scale on the vertical axis is phase (deg). As is apparent from FIG. 5, the resonance frequency (frequency at which the gain reaches a peak) reaches 90 kHz.

そして、この共振周波数における位相が−90度に近くなっており、このことは共振周波数以下でジグ13の共振が少ないことを示している。従って、本実施の形態のジグ13を用いることで、Zスキャナ12を高速駆動させる場合に、その振動周波数を90kHz程度まで上げてもカンチレバー14には望ましくない振動が発生せず、光てこ法でカンチレバー14と試料Sとの間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる。   The phase at this resonance frequency is close to -90 degrees, which indicates that the jig 13 has less resonance below the resonance frequency. Therefore, by using the jig 13 of the present embodiment, when the Z scanner 12 is driven at high speed, even if the vibration frequency is increased to about 90 kHz, undesirable vibration does not occur in the cantilever 14, and the optical lever method is used. The amount of interaction due to the atomic force between the cantilever 14 and the sample S can be accurately detected.

以上のように、本実施の形態のジグ13によれば、カンチレバー14を取り付ける部分が、ジグ13が取り付けられるZスキャナ12の駆動軸から、Zスキャナ12の駆動方向に直交する方向に突出しているので、光てこ法によるカンチレバー14の変位の検出が可能になるとともに、Zスキャナ12の駆動軸に対して、カンチレバー14を取り付ける部分の突出方向と反対方向にも突出した形状を有しているので、Zスキャナ12を駆動したことによりカンチレバー14を取り付ける側の突出部分によってジグ13やZスキャナ12に生じるモーメントが反対側の突出部分によって打ち消され、結果としてジグ13やZスキャナ12にモーメントによる撓みが生じにくくなり、光てこ法でカンチレバー14の試料Sとの間の原子間力による相互作用量を正確に検出できる。   As described above, according to the jig 13 of the present embodiment, the portion to which the cantilever 14 is attached protrudes from the drive shaft of the Z scanner 12 to which the jig 13 is attached in a direction orthogonal to the drive direction of the Z scanner 12. Therefore, it is possible to detect the displacement of the cantilever 14 by the optical lever method, and it has a shape protruding in the direction opposite to the protruding direction of the portion where the cantilever 14 is attached with respect to the drive shaft of the Z scanner 12. The moment generated in the jig 13 and the Z scanner 12 is canceled out by the protruding portion on the opposite side by the protruding portion on the side where the cantilever 14 is attached by driving the Z scanner 12, and as a result, the jig 13 and the Z scanner 12 are deflected by the moment. Due to the atomic force between the cantilever 14 and the sample S by the optical lever method. The interaction dose can be accurately detected.

また、本実施の形態のジグ13は、比重分布が一様であるとともに、それが取り付けられるZスキャナ12の駆動方向に直交するX方向及びY方向に対称な形状を有しているので、Zスキャナ12の駆動により発生するモーメントは完全に打ち消し合い、ジグ13及びZスキャナ12にはモーメントによる変形は生じない。   Further, the jig 13 of the present embodiment has a uniform specific gravity distribution and a symmetrical shape in the X and Y directions perpendicular to the drive direction of the Z scanner 12 to which the jig 13 is attached. The moments generated by driving the scanner 12 completely cancel each other, and the jig 13 and the Z scanner 12 are not deformed by the moment.

なお、ジグ13は、Zスキャナ12の駆動軸に対するモーメントの釣り合いをとるために、必ずしもカンチレバー14を取り付ける突出側と駆動軸に関してそれとは反対側の部分の形状とをZスキャナ12の駆動軸に対して対称の形状としなくてもよい。即ち、Z方向の駆動に対して、モーメントを打ち消すような形状及び比重分布でジグを構成すればよい。しかしながら、上記の実施の形態のように比重分布を一様とした上で対称形状を採用することで、複雑な計算をして形状及び比重分布を求めることなく、容易に、カンチレバー14を取り付ける突出側と駆動軸に関してそれとは反対側の部分とのモーメントがバランスする構成を実現できる。   In order to balance the moment with respect to the drive shaft of the Z scanner 12, the jig 13 does not necessarily have a protruding side on which the cantilever 14 is attached and the shape of the portion opposite to the drive shaft with respect to the drive shaft of the Z scanner 12. It is not necessary to have a symmetrical shape. That is, the jig may be configured with a shape and specific gravity distribution that cancels the moment with respect to driving in the Z direction. However, by adopting a symmetrical shape after making the specific gravity distribution uniform as in the above embodiment, it is possible to easily attach the cantilever 14 without calculating the shape and specific gravity distribution by performing complicated calculations. It is possible to realize a configuration in which the moments of the side and the portion on the opposite side with respect to the drive shaft are balanced.

また、上記の実施の形態では、ダミーカンチレバー14’として、カンチレバー14と同一の構成の部材を用いたが、カンチレバー14と質量が等しい他の部材を用いてもよい。また、ダミーカンチレバー14’を省略してもよい。特に、カンチレバー14やダミーカンチレバー14’の質量がジグ13の質量に対して無視できるほど小さい場合には、ダミーカンチレバー14’を省略してもよい。   In the above embodiment, a member having the same configuration as that of the cantilever 14 is used as the dummy cantilever 14 ′, but another member having the same mass as the cantilever 14 may be used. Further, the dummy cantilever 14 'may be omitted. In particular, when the mass of the cantilever 14 or the dummy cantilever 14 ′ is negligibly small relative to the mass of the jig 13, the dummy cantilever 14 ′ may be omitted.

また、本実施の形態のジグ13は、概ね三角形状をしているので、変形による撓みが生じにくく、この点でも望ましくない振動を抑制できる。また、その三角形状は左脚部132、右脚部133、及び横脚部134からなる中空の三角形状であるので、ジグ13を軽量化でき、高速な駆動が容易となる。   Further, since the jig 13 of the present embodiment has a generally triangular shape, bending due to deformation hardly occurs, and also in this respect, undesirable vibration can be suppressed. Further, since the triangular shape is a hollow triangular shape composed of the left leg portion 132, the right leg portion 133, and the lateral leg portion 134, the jig 13 can be reduced in weight, and high-speed driving is facilitated.

なお、本発明のジグは上記の形状に限られない。以下、他の実施の形態のジグを説明する。図6は、第2の実施の形態のジグの平面図であり、図7は、図6のA−A’断面図である。図8は、第2の実施の形態のジグの斜視図である。図6及び図8では、カンチレバー及びダミーカンチレバーが取り付けられた様子を示している。図7は、カンチレバー及びダミーカンチレバーが取り付けられていないジグを示している。   In addition, the jig of this invention is not restricted to said shape. Hereinafter, jigs according to other embodiments will be described. FIG. 6 is a plan view of a jig according to the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 6. FIG. 8 is a perspective view of a jig according to the second embodiment. 6 and 8 show a state where the cantilever and the dummy cantilever are attached. FIG. 7 shows a jig with no cantilever and dummy cantilever attached.

本実施の形態のジグ43は、概ね台形円錐形状をしている。台形円錐の頂部はZスキャナ12に取り付けられる平坦な取付面431となっている。取付面431は、平面視で円形である。本実施の形態の場合、Zスキャナ12は、円柱形状であってよく、その場合にはZスキャナの底面の面と取付面431の円が一致するように構成することができる。そして、この場合には、ジグ43の中心軸Cは、取付面431の円の中心を通る。   The jig 43 of the present embodiment has a generally trapezoidal cone shape. The top of the trapezoidal cone is a flat mounting surface 431 that is mounted on the Z scanner 12. The mounting surface 431 is circular in plan view. In the case of the present embodiment, the Z scanner 12 may have a cylindrical shape, and in this case, the bottom surface of the Z scanner and the circle of the mounting surface 431 can be configured to coincide with each other. In this case, the center axis C of the jig 43 passes through the center of the circle of the mounting surface 431.

ジグ43は、取付面431から下に向かって徐々に径が大きくなる形状を有している。ジグ43の底は、縁から中心に向かってやや上向きに傾いた底面432がドーナツ状に形成されており、底の中心部分には取付面431に向けて抉られた円錐形状の空洞部433が形成されている。   The jig 43 has a shape in which the diameter gradually increases downward from the mounting surface 431. The bottom of the jig 43 is formed in a donut shape with a bottom surface 432 inclined slightly upward from the edge toward the center, and a conical cavity portion 433 that is bent toward the mounting surface 431 is formed at the center of the bottom. Is formed.

本実施の形態のジグ43は、図9に示した従来のジグを、中心軸C周りに回転させて形成される立体形状を有している。ジグ43の稜線は、取付面431から下に向かうに従って緩やかになり、最下付近で再び急になる形状を有している。   The jig 43 of the present embodiment has a three-dimensional shape formed by rotating the conventional jig shown in FIG. The ridgeline of the jig 43 has a shape that becomes gentler toward the bottom from the mounting surface 431 and becomes steep again near the bottom.

ジグ43にカンチレバー14及びダミーカンチレバー14’が取り付けられる。上記の実施の形態と同様に、カンチレバー14は、探針を有する下面が下向きになるように、その上面が底面432に固定される。カンチレバー14は、探針を有する先端部が底面432の先端から突出するように取り付けられる。これにより、底面432の縁から突出したカンチレバー14の上面部分は、レーザ光反射面141となる。ダミーカンチレバー14’は、中心軸Cについてカンチレバー14と対称な位置に取り付けられる。   The cantilever 14 and the dummy cantilever 14 ′ are attached to the jig 43. As in the above embodiment, the upper surface of the cantilever 14 is fixed to the bottom surface 432 so that the lower surface having the probe faces downward. The cantilever 14 is attached such that the tip having the probe protrudes from the tip of the bottom surface 432. As a result, the upper surface portion of the cantilever 14 protruding from the edge of the bottom surface 432 becomes the laser light reflecting surface 141. The dummy cantilever 14 ′ is attached at a position symmetrical to the cantilever 14 with respect to the central axis C.

ジグ43において、中心軸C、カンチレバー14及びダミーカンチレバー14’を通る平面を第1の平面とし、中心軸Cを通り第1の平面に垂直な面を第2の平面とし、第2の平面によって分けられる2つの部分のうち、カンチレバー14が取り付けられる方を第1の突出部とし、ダミーカンチレバー14’が取り付けられる方を第2の突出部とすると、第1の突出部と第2の突出部とは第2の平面について面対称の形状を有している。また、ジグ43は、第1の平面についても、面対称の形状を有している。   In the jig 43, a plane passing through the central axis C, the cantilever 14 and the dummy cantilever 14 ′ is a first plane, and a plane passing through the central axis C and perpendicular to the first plane is a second plane. Of the two parts to be divided, if the cantilever 14 is attached to the first protrusion, and the dummy cantilever 14 'is attached to the second protrusion, the first protrusion and the second protrusion Has a plane-symmetric shape with respect to the second plane. The jig 43 also has a plane-symmetric shape with respect to the first plane.

ジグ43の材質は、ジュラルミンであり、全体的に一様な密度(比重分布)となっている。ジグ43の材質としては、アルミニウム、PEEK樹脂、ガラス等を採用してもよい。ジグ43は、金型成型により製造できる。   The jig 43 is made of duralumin and has a uniform density (specific gravity distribution) as a whole. As a material of the jig 43, aluminum, PEEK resin, glass or the like may be adopted. The jig 43 can be manufactured by mold molding.

ジグ43のこのような構成によって、ジグ43の質量は中心軸Cを中心としてバランスしている。このため、Z方向の高周波の振動にもかかわらず、ジグ43にはトルクが働きにくく、従って、そのようなトルクによる撓みが発生しにくい。即ち、ジグ43にはZ方向の高速な駆動によってモーメントが発生するが、ジグ43の形状は中心軸に対して線対称の形状であるため、このモーメントはジグ43内でバランスし、ジグ43やZスキャナ12に変形が生じにくくなる。   With this configuration of the jig 43, the mass of the jig 43 is balanced around the central axis C. For this reason, despite the high-frequency vibration in the Z direction, torque is hardly applied to the jig 43, and therefore bending due to such torque is unlikely to occur. That is, a moment is generated in the jig 43 by high-speed driving in the Z direction. However, since the shape of the jig 43 is axisymmetric with respect to the central axis, this moment is balanced in the jig 43, and the jig 43 and The Z scanner 12 is less likely to be deformed.

上記のような中心軸及びカンチレバーの中心を通る第1の平面、及び中心軸を通り第1の平面に垂直な第2の平面の何れについても面対称となる形状は、上記以外の形状でも実現できる。   Shapes that are plane-symmetrical with respect to both the first plane passing through the center axis and the center of the cantilever as described above and the second plane passing through the center axis and perpendicular to the first plane are also realized in shapes other than the above. it can.

例えば、第2の実施の形態では、ジグ43を概ね台形円錐形状になるように構成したが、ジグを概ね台形楕円錐形状になるように構成してもよい。この場合、カンチレバー14及びダミーカンチレバー14’は、底面の楕円の長軸上に取り付けることができる。また、ジグを概ね底面が長方形の台形四角錐形状となるように構成してもよい。この場合、カンチレバー14及びダミーカンチレバー14’は底面の短辺の中心に位置するように取り付けることができる。さらに、第1の実施の形態で説明したジグ13の横脚部134が省略されて、左脚部132及び右脚部133による二股形状としてもよい。   For example, in the second embodiment, the jig 43 is configured to have a substantially trapezoidal cone shape, but the jig may be configured to have a generally trapezoidal elliptical cone shape. In this case, the cantilever 14 and the dummy cantilever 14 'can be mounted on the major axis of the bottom ellipse. Moreover, you may comprise a jig so that it may become trapezoid square pyramid shape with a substantially rectangular bottom face. In this case, the cantilever 14 and the dummy cantilever 14 'can be attached so as to be located at the center of the short side of the bottom surface. Further, the lateral leg portion 134 of the jig 13 described in the first embodiment may be omitted, and a bifurcated shape with the left leg portion 132 and the right leg portion 133 may be formed.

上記の実施の形態では、試料ステージを固定して、カンチレバーをX、Y、Zの3方向に移動させるチップ・スキャン方式の原子間力顕微鏡を説明したが、試料面方向であるX−Y方向にはZ方向ほどの高速な走査は必要とされないため、X方向、Y方向、又はその両方向の試料とカンチレバーとの相対的移動のために、試料ステージ側を移動させる構成としてもよい。このような原子間力顕微鏡においても、カンチレバーを支持するジグにはZスキャナが取り付けられることとなるため、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーの変位を検出するためにはカンチレバーの上面がZスキャナとの干渉を避けるために、ジグはZスキャナから突出させなければならないため、本発明が有効となる。   In the above embodiment, the tip-scan type atomic force microscope in which the sample stage is fixed and the cantilever is moved in the three directions X, Y, and Z has been described. Since scanning at a speed as high as that in the Z direction is not required, the sample stage side may be moved for relative movement between the sample and the cantilever in the X direction, the Y direction, or both directions. Even in such an atomic force microscope, a Z scanner is attached to the jig that supports the cantilever. Therefore, in order to detect the displacement of the cantilever by a measuring method using light such as an optical lever method, In order for the upper surface to avoid interference with the Z scanner, the jig must protrude from the Z scanner, so the present invention is effective.

以上のように、本発明は、カンチレバーをZ方向に高速に駆動した場合にも、光てこ法等の光を使った測定法でカンチレバーの試料との間の原子間力による相互作用量を正確に検出できるという効果を有し、高速原子間力顕微鏡及びそのカンチレバー支持具などに好適に用いられる。   As described above, according to the present invention, even when the cantilever is driven at high speed in the Z direction, the amount of interaction due to the atomic force between the cantilever and the sample can be accurately measured by a measurement method using light such as an optical lever method. And can be suitably used for a high-speed atomic force microscope and its cantilever support.

100 原子間力顕微鏡
10 顕微鏡本体
11 X−Yスキャナ
12 Zスキャナ
13 ジグ
14 カンチレバー
14’ ダミーカンチレバー
15 ピエゾドライバ
16 レーザ光源
17 二分割フォトダイオード
18 試料ステージ
20 処理部
21 振幅計測部
22 減算器
23 PID演算部
24 演算制御部
30 モニタ
131 取付面
132 左脚部
133 右脚部
134 横脚部
135 カンチレバー取付部
136 ダミーカンチレバー取付部
141 レーザ光反射面
43 ジグ
431 取付面
432 底面
433 空洞部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Atomic force microscope 10 Microscope main body 11 XY scanner 12 Z scanner 13 Jig 14 Cantilever 14 'Dummy cantilever 15 Piezo driver 16 Laser light source 17 Bisection photodiode 18 Sample stage 20 Processing part 21 Amplitude measurement part 22 Subtractor 23 PID Arithmetic unit 24 Arithmetic control unit 30 Monitor 131 Mounting surface 132 Left leg 133 Right leg 134 Horizontal leg 135 Cantilever mounting unit 136 Dummy cantilever mounting unit 141 Laser light reflecting surface 43 Jig 431 Mounting surface 432 Bottom surface 433 Cavity

Claims (10)

探針を有するカンチレバーを備え、前記カンチレバーと試料との試料面方向の相対位置を変えながら、前記カンチレバーと試料との間の原子間力によって生ずる相互作用量が一定となるように、試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向の位置を制御することで、試料の表面の情報を取得する原子間力顕微鏡であって、さらに、
前記カンチレバーを支持するカンチレバー支持具と、
前記高さ方向を駆動方向として前記カンチレバー支持具を駆動するZスキャナとを備え、
前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出したカンチレバー取付部と、前記カンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出したバランス突出部を有している
ことを特徴とする原子間力顕微鏡。
A cantilever having a probe, and while changing the relative position of the cantilever and the sample in the sample surface direction, the amount of interaction generated by the atomic force between the cantilever and the sample is constant, By controlling the position of the cantilever in the height direction, an atomic force microscope that acquires information on the surface of the sample,
A cantilever support for supporting the cantilever;
A Z scanner that drives the cantilever support with the height direction as a driving direction;
The cantilever support has a cantilever mounting portion that protrudes in a direction perpendicular to the driving direction of the Z scanner, and a balance protrusion that protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the cantilever mounting portion. Atomic force microscope.
前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動により生じるモーメントが釣り合う形状及び比重分布で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の原子間力顕微鏡。   The atomic force microscope according to claim 1, wherein the cantilever support has a shape and a specific gravity distribution in which moments generated by driving the Z scanner are balanced. 前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面について、面対称の形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の原子間力顕微鏡。   3. The atom according to claim 1, wherein the cantilever support has a plane-symmetric shape with respect to a second plane that includes a drive shaft of the Z scanner and is perpendicular to a protruding direction of the cantilever mounting portion. Atomic force microscope. 前記カンチレバー支持具は、前記Zスキャナの駆動軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面について、面対称の形状を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の原子間力顕微鏡。   The said cantilever support tool has a plane symmetrical shape about the 1st plane parallel to the protrusion direction of the said cantilever attachment part including the drive shaft of the said Z scanner. An atomic force microscope according to claim 1. 前記カンチレバー支持具は、頂部に前記Zスキャナに取り付けられる取付面が形成され、前記取付面から斜め下方向に第1の脚部が延伸し、前記第1の脚部と反対方向に第2の脚部が延伸し、前記第1の脚部と前記第2の脚部は下端部で横脚部によって連結され、前記第1の脚部と前記横脚部との連結部から前記カンチレバー取付部が突出し、前記第2の脚部と前記横脚部との連結部から前記カンチレバー取付部と同形状の前記バランス突出部が突出した形状を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の原子間力顕微鏡。   The cantilever support is formed with an attachment surface attached to the Z scanner at the top, and a first leg extends obliquely downward from the attachment surface, and a second leg extends in a direction opposite to the first leg. The leg portion extends, the first leg portion and the second leg portion are connected by a horizontal leg portion at a lower end portion, and the cantilever attaching portion is connected to the connecting portion between the first leg portion and the horizontal leg portion. The balance protruding portion having the same shape as the cantilever mounting portion protrudes from a connecting portion between the second leg portion and the lateral leg portion. Item 5. The atomic force microscope according to Item 4. 前記カンチレバー支持具は、頂部に前記Zスキャナに取り付けられる取付面が形成された略台形円錐形状を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の原子間力顕微鏡。   5. The atomic force according to claim 1, wherein the cantilever support has a substantially trapezoidal conical shape with a mounting surface formed on a top thereof and attached to the Z scanner. microscope. 前記カンチレバー取付部に前記カンチレバーが取り付けられるとともに、前記バランス突出部に試料の表面の情報の取得に用いられないダミーカンチレバーが取り付けられることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の原子間力顕微鏡。   The said cantilever is attached to the said cantilever attaching part, The dummy cantilever which is not used for acquisition of the information of the surface of a sample is attached to the said balance protrusion part, The Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Atomic force microscope. カンチレバーを支持して、試料面に対する前記カンチレバーの高さ方向を駆動方向として駆動する原子間力顕微鏡のZスキャナに取り付けられるカンチレバー支持具であって、
前記Zスキャナの駆動方向に直交する方向に突出したカンチレバー取付部と、前記カンチレバー取付部の突出方向と反対方向に突出したバランス突出部を有していることを特徴とするカンチレバー支持具。
A cantilever support that is attached to a Z scanner of an atomic force microscope that supports a cantilever and drives the height direction of the cantilever with respect to a sample surface as a driving direction,
A cantilever support, comprising: a cantilever mounting portion that protrudes in a direction orthogonal to the driving direction of the Z scanner; and a balance protrusion that protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the cantilever mounting portion.
前記Zスキャナに取り付けられたときに前記Zスキャナの駆動軸と一致する軸を中心軸として、当該中心軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と垂直な第2の平面について、面対称の形状を有することを特徴とする請求項8に記載のカンチレバー支持具。   With respect to a second plane that includes the central axis and is perpendicular to the protruding direction of the cantilever mounting portion, the surface is symmetrical with respect to the axis that coincides with the driving axis of the Z scanner when attached to the Z scanner. The cantilever support according to claim 8, wherein the cantilever support is provided. 前記Zスキャナに取り付けられたときに前記Zスキャナの駆動軸と一致する軸を中心軸として、当該中心軸を含み前記カンチレバー取付部の突出方向と平行な第1の平面について、面対称の形状を有することを特徴とする請求項8又は9に記載のカンチレバー支持具。
With respect to a first plane that includes the central axis and is parallel to the protruding direction of the cantilever mounting portion, the surface is symmetrical with respect to the axis that coincides with the driving axis of the Z scanner when attached to the Z scanner. The cantilever support according to claim 8 or 9, wherein the cantilever support is provided.
JP2010126027A 2010-06-01 2010-06-01 Atomic force microscope and its cantilever support Expired - Fee Related JP5633089B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010126027A JP5633089B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Atomic force microscope and its cantilever support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010126027A JP5633089B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Atomic force microscope and its cantilever support

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011252764A true JP2011252764A (en) 2011-12-15
JP5633089B2 JP5633089B2 (en) 2014-12-03

Family

ID=45416818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010126027A Expired - Fee Related JP5633089B2 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Atomic force microscope and its cantilever support

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5633089B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007271358A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Sii Nanotechnology Inc Probe holder and scanning probe microscope

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007271358A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Sii Nanotechnology Inc Probe holder and scanning probe microscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP5633089B2 (en) 2014-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5654477B2 (en) Dynamic probe detection system
JP5580296B2 (en) Probe detection system
JP5834171B2 (en) Shape measuring device
JP4688643B2 (en) Excitation cantilever holder and scanning probe microscope
JP5295814B2 (en) Scanning mechanism and scanning probe microscope
JP5305650B2 (en) Displacement detection mechanism for scanning probe microscope and scanning probe microscope using the same
JP5111102B2 (en) Fine movement mechanism for scanning probe microscope and scanning probe microscope using the same
JP5633089B2 (en) Atomic force microscope and its cantilever support
JP5913818B2 (en) Scanning mechanism and scanning probe microscope
US9625491B2 (en) Scanning mechanism and scanning probe microscope
WO2013150624A1 (en) Scanning mechanism and scanning probe microscope
JPH10267950A (en) Lateral-excitation frictional-force microscope
WO2021044934A1 (en) Scanning probe microscope and driving control device for scanning probe microscope
JP6936964B2 (en) Scanning probe microscope
WO2015012200A1 (en) Magnetic head inspection device and magnetic head inspection method
JP2004069445A (en) Scanning type probe microscope
WO2018131343A1 (en) Scanner and scanning probe microscope
JPH11174066A (en) Scanning type probe microscope
JP4162508B2 (en) Scanning mechanism for scanning probe microscope and scanning probe microscope
KR20150110953A (en) Scanning Probe Microscope Capable of Adjusting Axis of PSPD, Adjusting Method, Initiation Method and Recording Medium
CN117260647A (en) Vibration reduction holder applied to nano measurement/processing and nano measurement/processing system
US20190293680A1 (en) Scanning probe microscope
JP2008102151A (en) Scanning probe microscope and scanning mechanism thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130508

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140811

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: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5633089

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees