JP2016173314A - Device and method for measuring electric characteristics of minute object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微小物電気特性計測装置及び微小物電気特性計測方法に係り、更に詳しくは、微小物の電気特性を計測する微小物電気特性計測装置及び微小物電気特性計測方法に関する。 The present invention relates to a minute object electrical property measuring apparatus and a minute object electrical property measuring method, and more particularly to a minute object electrical property measuring apparatus and a minute object electrical property measuring method for measuring the electrical property of a minute object.
近年、微小物の電気特性(例えば電気抵抗、誘電率等)を計測する技術の開発が盛んに行われている。 In recent years, techniques for measuring electrical characteristics (for example, electrical resistance, dielectric constant, etc.) of minute objects have been actively developed.
例えば、特許文献1〜4には、微小物(粒子)の両端に微小電極を押し当てて、直列回路を形成し、微小物の電気抵抗(電気特性)を計測する技術が開示されている。 For example, Patent Documents 1 to 4 disclose techniques for measuring the electrical resistance (electric characteristics) of a minute object by pressing a minute electrode against both ends of the minute object (particle) to form a series circuit.
しかしながら、特許文献1〜4に開示されている技術では、低抵抗の微小物の電気特性を精度良く計測できなかった。 However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 cannot accurately measure the electrical characteristics of a low-resistance minute object.
本発明は、微小物を狭持可能な導電性を有する一対のアームと、前記微小物を狭持する一対のアームに前記微小物を介して接続される2つの電極と、前記一対のアーム及び前記2つの電極のいずれか2つの間に接続される電源部と、前記一対のアーム及び前記2つの電極のうち前記電源部に接続されない2つの間に接続される電圧計と、を備える微小物電気特性計測装置である。 The present invention includes a pair of conductive arms capable of sandwiching a minute object, two electrodes connected to the pair of arms sandwiching the minute object via the minute object, the pair of arms, A micro object comprising: a power source connected between any two of the two electrodes; and a voltmeter connected between two of the pair of arms and the two electrodes not connected to the power source. It is an electrical property measuring device.
本発明によれば、低抵抗の微小物の電気特性を精度良く計測できる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure electrical characteristics of a low-resistance minute object.
《第1実施形態》
以下に、第1実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1及び図2には、第1実施形態に係る微小物電気特性計測装置としての微小物電気抵抗計測装置100の概略構成が示されている。以下では、図1等に示されるZ軸方向を鉛直方向とするXYZ3次元直交座標系を適宜用いて説明する。
<< First Embodiment >>
Below, 1st Embodiment is described based on FIGS. 1 and 2 show a schematic configuration of a minute object electrical
微小物電気抵抗計測装置100は、一例として、図1及び図2に示されるように、計測対象の微小物を挟持可能な導電性を有する一対のアーム10a、10bを含む挟持部材10と、カンチレバー20(片持ち梁)と、該カンチレバー20上に設けられた一対の電極25a、25bと、一対のアーム10a、10b間に接続された電源を含む電源回路(電源部)と、一対の電極25a、25b間に接続された電圧計と、カンチレバー20の変位(変形量)を測定するレーザ変位計30と、カンチレバー20が設けられた微動ステージ50と、処理装置60と、を備えている。なお、図1では、一対の電極25a、25bの図示が省略されている。図2では、レーザ変位計30、微動ステージ50、処理装置60の図示が省略されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the minute object electric
計測対象となる微小物のサイズは、挟持部材10で挟持可能な最大径が10nm〜1mmの範囲に入るものであり、より好適なサイズとしては最大径が1um〜100umの範囲に入るものである。微小物の具体例としては、複写機に用いられるトナー、医薬品、食料品、電子機器の構成材料に用いられる粉体や電子基板等に付着する微小異物、更には、細胞等の生体物質が考えられる。
The size of the minute object to be measured is such that the maximum diameter that can be clamped by the
上記粉体としては、トナー粒子の他に、例えば3Dプリンターの構成材料(数um〜数10um程度)、トナー帯電用の鉄粉(30um〜100um程度)、液晶スペーサ(数um程度)等が挙げられる。 Examples of the powder include toner particles, 3D printer constituent materials (about several um to several tens of um), toner charging iron powder (about 30 um to 100 um), liquid crystal spacers (about several um) and the like. It is done.
挟持部材10としては、一例として、図3に示されるように、微小物を両端から挟みこんで保持するマイクロ/ナノグリッパー、マイクロ/ナノピンセットと称されるものが用いられる。
As an example of the
ここで、本実施形態では、挟持部材10の一対のアーム10a、10bを独立した一対の電極としても利用するため、各アームは、次の2つの条件を満たしている。
Here, in this embodiment, since the pair of
1つ目の条件は、各アームにおいて、少なくとも微小物との接触面から電源回路との接続箇所までは導通が確保されていることである。導通に関する具体的な数値としては、一対のアーム、微小物及び電源回路を含む回路に数uA〜数mAの電流が流れる程度でよい。使用するアームが標準で導通を得られていない場合は、例えば、アームを金や銅、タングステン等を用いて表面を成膜する方法や、収束イオンビーム等によるデポジション薄膜形成技術を利用して微小電極を作成する方法がある。 The first condition is that conduction is ensured in each arm from at least the contact surface with the minute object to the connection point with the power supply circuit. Specific numerical values relating to conduction may be such that a current of several uA to several mA flows in a circuit including a pair of arms, a minute object, and a power supply circuit. If the arm to be used does not have continuity as a standard, for example, use a method of depositing the surface of the arm with gold, copper, tungsten, etc., or using a deposition thin film formation technology with a focused ion beam, etc. There is a method of creating a microelectrode.
2つ目の条件は、一対の電極としても機能する一対のアーム10a、10bが互いに絶縁されていることである。絶縁されていないと回路がショートして微小物に電流が流れなくなる。絶縁に対する具体的な数値としては、計測対象の微小物の抵抗値に対して、10倍以上であることが望ましい。
The second condition is that a pair of
挟持部材10は、一例として、挟持部材10をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に独立に移動させることが可能な、アクチュエータ及び電気系を含むXYZ3次元移動機構(以下では、「3次元移動機構」とも称する)により、微小物群が配置されたサンプリングエリア(例えば微小物が散布されている試料台もしくは微小物が付着した部材)における微小物を採取可能な採取位置(図4(A)参照)と、保持した微小物がカンチレバー20に対向する位置(ここではカンチレバー20の+Z側の位置)である計測位置(図4(B)参照)との間を移動可能となっている。挟持部材10により微小物を保持(採取)する際の挟持部材10の操作は、操作部を介して手動で行われる。なお、XYZ3次元移動機構に代えて、例えば挟持部材10をチルト回転可能なチルト回転機構と挟持部材10をXY平面に沿って移動させるXY2次元移動機構を組み合わせたものであっても良い。XYZ3次元移動機構、チルト回転機構、XY2次元移動機構の動作は、自動でも良いし、操作部を介しての手動でも良い。
As an example, the clamping
カンチレバー20は、図1及び図2に示されるように、一例として、薄い矩形板状部材から成り、固定端側の部分が微動ステージ50の上面に固定され、自由端側の部分(過半部)が微動ステージ50上から+X側に張り出し、計測位置に位置する挟持部材10に保持された微小物に対向する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
カンチレバー20としては、例えば平滑度が非常に高い原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)用のカンチレバーを使用可能であるが、計測内容に応じて、適切なバネ定数及び材質のカンチレバーを選択する必要がある。なお、通常、原子間力顕微鏡用のカンチレバーは自由端に試料をスキャンするチップが設けられているが、ここでは必ずしもチップを設ける必要はない。すなわち、チップレスカンチレバーを用いるか、もしくはチップが設けられているカンチレバーを使用する場合には、チップは微小物側でなくレーザ変位計30側に向くようにカンチレバーを固定する必要がある。なお、カンチレバー20は、平滑度が高いことが好ましく、AFM用以外のものであっても良い。
As the
一対の電極25a、25b(図2の網掛け箇所)は、カンチレバー20の上面にY軸方向に並べて設けられており、導電性が確保されている。そこで、一対の電極25a、25b間のリークを防ぐために、カンチレバー20の上面における図2の網掛け箇所以外は絶縁されている。なお、各電極は「端子」と呼んでも良い。
The pair of
ここでは、一対の電極25a、25bの間隔は、計測対象の微小物の粒径よりも狭く設定されている。また、一対の電極25a、25bは、カンチレバー20の表面に薄膜形成された電極材料(導電性材料)からなる。なお、一対の電極が、薄膜形成された電極材料からなる場合については、後述する変形例3において詳しく説明する。
Here, the interval between the pair of
電源回路としては、図4に示されるように、例えば、定電圧電源と電流計を用いる構成や、図5に示されるように定電圧電源と基準抵抗、基準抵抗の両端間の電圧降下を計測するための電圧計を用いる構成を取ることができる。要は、電源部としての電源回路は、少なくとも電源を含んで構成されれば良い。 As shown in FIG. 4, as the power supply circuit, for example, a configuration using a constant voltage power supply and an ammeter, or a voltage drop between both ends of the constant voltage power supply, the reference resistance, and the reference resistance as shown in FIG. It is possible to take a configuration using a voltmeter. In short, the power supply circuit as the power supply unit may be configured to include at least the power supply.
レーザ変位計30は、微動ステージ50の+X側の側面に、カンチレバー20に対向するように(ここではカンチレバー20の−Z側に)固定されている。このように、レーザ変位計30は、微動ステージ50を介してカンチレバー20と一体的に設けられているため、カンチレバー20の変形(反り)による変位を精度良く測定することができる。
レーザ変位計30は、必ずしも特定の製品(スペック)に限定されるものではないが、カンチレバー20の変形をモニタリングできるよう、そのスポットサイズがカンチレバー20の幅と同程度、もしくはカンチレバー20の幅よりも小さいことが望ましい。また、カンチレバー20の微小変形を検出できるよう、測定分解能が高いことが望ましく、具体的には1nm程度の分解能が要求される。
The
微動ステージ50は、Z軸方向に微小移動可能な移動台である。微動ステージ50は、nmオーダの位置分解能が必要であり、具体的にはピエゾステージ(ピエゾ素子をアクチュエータとしたステージ)を用いるのが好適である。なお、ピエゾステージに代えて、例えば高精度のステッピングモータ等をアクチュエータとしたステージを用いても良い。
The
処理装置60は、微動ステージ50を制御し、レーザ変位計30の測定値をモニタリングして、挟持部材10に狭持された微小物とカンチレバー20とを所望の接触圧で接触させた後、微小物の電気抵抗を求める。
The
計測開始までの具体的な流れとしては、必要に応じて3次元移動機構を動作させて挟持部材10をサンプリングエリア上の採取位置に位置させ、挟持部材10を手動操作してサンプリングエリアから微小物を採取し(図4(A)参照)、3次元移動機構を動作させて微小物を保持する挟持部材10を該微小物がカンチレバー20に対向する計測位置に移動させる(図4(B)参照)。
As a specific flow up to the start of measurement, a three-dimensional movement mechanism is operated as necessary to position the holding
なお、3次元移動機構による挟持部材の移動に代えて、例えばサンプリングエリアと微動ステージ50にXY平面内での2次元移動機能を担わせて、挟持部材10にZ軸方向の1次元移動機能もしくはチルト回転機能を担わせても良い。
Instead of the movement of the holding member by the three-dimensional movement mechanism, for example, the sampling area and
また、サンプリングエリアに散布/付着された微小物を挟持部材10によって挟持する際や、カンチレバー20に微小物を近接、接触させる際の位置合わせのために、観察系(顕微鏡機能)が必要であるが、数umサイズの微小物が認識できれば具体的な手段は制限されず、例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡のいずれでも良い。
In addition, an observation system (microscope function) is required for pinching fine objects scattered / adhered to the sampling area by the holding
計測の流れとしては、計測位置に位置された微小物を挟持する挟持部材10を3次元移動機構により−Z方向に移動させて微小物とカンチレバー20とを近接させた後、処理装置60が微動ステージ50を+Z方向に微小移動させて一対のアーム10a、10bで狭持された微小物とカンチレバー20上の一対の電極25a、25bとを接触させる。この結果、一対のアーム10a、10bと一対の電極25a、25bとが微小物を介して接続される。処理装置60は、微小物とカンチレバー20が接触したか否かを、レーザ変位計30の測定値(接触時のカンチレバー20及び一対の電極25a、25bの変形量)によって判断する。微小物とカンチレバー20を接触させる際の、カンチレバー20の変形量は、カンチレバー20のバネ定数にもよるが、およそ1um以下に設定するのが好適である。なお、処理装置60は、操作部を介した処理開始要求を受けると、上述した微動ステージ50の制御、レーザ変位計30からの測定値のモニタリングを開始する。
As a measurement flow, the holding
一対の電極25a、25bはカンチレバー20上に設けられているため、微小物と一対の電極25a、25bとの接触状態(接触圧)を精度良く管理できる。精度良く接触状態を管理できる理由として2つ挙げられる。1つ目は、レーザ変位計30によりカンチレバー20の変形量を計測することで、微小物にかかる圧力を管理できるからである。例えば、バネ定数が0.01N/mであるカンチレバー、分解能が10nmであるレーザ変位計30による構成をとれば、0.1nN単位で微小物にかかる圧力を管理できる。2つ目は、カンチレバー20の表面は高い平滑性を有するからである。これにより、測定毎の表面凹凸による微小物との接触面積の変化を最小限に抑えることができる。
Since the pair of
次いで、処理装置60は、一対のアーム10a、10bで挟持された微小物と一対の電極25a、25bとを所望の接触圧で接触させた状態で、一対のアーム10a、10bに接続された電源回路の電源をONにして一対のアーム10a、10bで挟持された微小物に電流を流し、一対の電極25a、25bに接続された電圧計の計測値(電圧値)を読み取る。そして、処理装置60は、読み取った電圧値と、電源回路、一対のアーム10a、10b及び微小物を含む回路に流れた電流値とから、オームの法則(抵抗=電圧/電流)により、微小物の抵抗値(電気抵抗)を求める。
Next, the
ここで、電源回路により微小物に印加する電圧の上限は、一対の電極としての一対のアーム10a、10b間の放電を避けるために100V程度とすることが望ましい。電圧計の計測値の読み取りは、入力突入電流の影響を避けるために、電圧印加直後一分程度放置してから開始することが望ましい。また、精度の良い計測結果を得るためには、一回の計測の中で回路に流す電流の値を変化させて、それに伴う電圧の変化を読み取り、オームの法則に対する線形回帰によって抵抗値を得ることが望ましい。
Here, the upper limit of the voltage applied to the minute object by the power supply circuit is preferably about 100 V in order to avoid discharge between the pair of
以上説明した本実施形態の微小物電気抵抗計測装置100は、微小物を狭持可能な導電性を有する一対のアーム10a、10bと、微小物を狭持する一対のアーム10a、10bに微小物を介して接続される一対の電極25a、25bと、一対のアーム10a、10b間に接続される、電源を含む電源回路と、一対の電極25a、25b間に接続される電圧計と、を備えている。
The minute object electrical
この場合、微小物を挟持する一対のアーム10a、10bと電源を含んで微小物に電流を流すための回路が構成され、かつ微小物と接触する一対の電極25a、25bと電圧計を含んで微小物の電圧降下を計測するための回路が構成されるため、計測時に、一対の電極25a、25bと微小物との間の接触抵抗を低抵抗(数十kΩ以下)の微小物の電気抵抗に対しても十分に小さくすることができる。
この結果、低抵抗(数十kΩ以下)の微小物の電気特性を精度良く計測できる。
In this case, a circuit for supplying a current to the minute object including a pair of
As a result, it is possible to accurately measure the electrical characteristics of a low resistance (several tens of kΩ or less) minute object.
また、微小物電気抵抗計測装置100は、一対の電極25a、25bが表面に設けられたカンチレバー20を更に備えるため、カンチレバー20の撓み量(一対の電極25a、25bの撓み量)を計測することで一対の電極25a、25bと微小物との間の接触圧を管理できる。
Moreover, since the minute object electrical
また、微小物電気抵抗計測装置100は、カンチレバー20の変位を測定するレーザ変位計30を更に備えるため、カンチレバー20の変形量(撓み量)を精度良く計測できる。
Moreover, since the micro electrical
また、カンチレバー20は、原子力間顕微鏡用のカンチレバーである。この場合、原子間力顕微鏡用カンチレバーのレバー表面は高い平滑性を持つことから、光学的にカンチレバーの変形量を計測する場合、カンチレバーに当たった光は散乱することなく、直進性を保ったまま検出されるため、精度良く変形量を計測できる。また、原子間力顕微鏡用カンチレバーのレバー表面は高い平滑性を持つことから、計測毎の表面凹凸による接触面積の変化を抑えることができる。
The
また、一対の電極25a、25bの間隔は、微小物の粒径よりも狭いため、該微小物を一対の電極25a、25bの双方に接触させることができる。
Further, since the distance between the pair of
また、一対の電極25a、25bは、カンチレバー20の表面に薄膜形成された電極材料からなるため、電極間に高い絶縁性能が得られ、リーク電流発生を抑制し、電圧降下を精度良く計測できる。
In addition, since the pair of
また、本実施形態の微小物電気抵抗計測方法は、導電性を有する一対のアーム10a、10bに微小物を狭持させる工程と、一対のアーム10a、10bで狭持された微小物と一対の電極25a、25bとを接触させる工程と、一対のアーム10a、10b間に電圧を印加する工程と、一対の電極25a、25b間の電圧を計測する工程と、を含む。
この場合、低抵抗(数十kΩ以下)の微小物の電気特性を精度良く計測できる。
In addition, the method of measuring electrical resistance of micro objects according to the present embodiment includes a step of sandwiching micro objects between a pair of
In this case, it is possible to accurately measure the electrical characteristics of a minute object having a low resistance (several tens of kΩ or less).
また、本実施形態の微小物電気抵抗計測方法(微小物電気特性計測方法)は、一対の電極25a、25bの変形量を測定し、その測定結果に基づいて微小物と一対の電極25a、25bとの接触状態を管理する工程を更に含むため、微小物の電気特性を更に精度良く計測できる。
Further, the minute object electrical resistance measurement method (minute object electrical property measurement method) of the present embodiment measures the deformation amount of the pair of
また、挟持部材10で微小物を一粒子だけ狭持して計測を行うことができるため、該一粒子の固有の電気抵抗を安定して高精度に計測することができる。
Further, since it is possible to perform measurement while holding only one particle of the minute object with the sandwiching
一方、仮に微小物を複数含む微小物群を一対の電極で狭持して該微小物群の電気的特性の計測を行う場合には、微小物の流動性により微小物群と各電極との接触状態が変化し、安定して高精度な計測を行うことができない。すなわち、この場合、計測精度が微小物の充填率、成形状態等の影響を受けてしまう。 On the other hand, when the electrical property of the micro object group is measured by holding a micro object group including a plurality of micro objects with a pair of electrodes, the micro object group and each electrode are The contact state changes, and stable and highly accurate measurement cannot be performed. That is, in this case, the measurement accuracy is affected by the filling rate of fine objects, the molding state, and the like.
以下に、上記実施形態の幾つかの変形例について説明する。 Hereinafter, some modified examples of the above embodiment will be described.
図7(A)及び図7(B)に示される変形例1の微小物電気抵抗計測装置200では、カンチレバー21は、二股の櫛形形状であり、各股部上に電極が設けられている。
In the minute object electrical
カンチレバー21では、撓みを計測するためのレーザ光が照射される領域を、一対の股部に連続する胴部において十分に確保することができる。これにより、カンチレバー21から微小物にかかる圧力を管理することができる。
In the
一対の電極が設けられた櫛形のカンチレバー21(以下では、電極付き櫛形カンチレバーとも呼ぶ)を作製する方法を簡単に説明する。先ず、表面が絶縁されている1枚の矩形カンチレバーの長手方向の一端から他端側にかけての過半領域に、収束イオンビーム等によるデポジション薄膜形成技術を適用する。そして、薄膜形成された過半領域に、収束イオンビーム等の加工技術を適用して櫛形に加工する(切り欠き部を形成する)。このようにして、1枚の矩形カンチレバーから電極付き櫛形カンチレバーが作製される。このような手順でカンチレバー21上に形成された一対の電極間には、高い絶縁性能が得られ、リーク電流発生が抑制され、電圧降下を精度良く計測できる。
A method for manufacturing a comb-shaped
カンチレバーの形状で櫛形形状と同様の効果が得られる形状としては、図8に示される変形例2の微小物電気抵抗計測装置300のカンチレバー22のように、矩形カンチレバーの一部をくり貫いた形状(一対の電極が設けられる部位間に開口部を有する形状)が挙げられる。この場合には、カンチレバー22の先端部にレーザ光を照射して、カンチレバー22の撓みを計測することができる。一対の電極が設けられたカンチレバー22も上述した電極付き櫛形カンチレバーと同様の手順で作製することができる。
As a shape that can obtain the same effect as the comb shape in the shape of the cantilever, a shape in which a part of a rectangular cantilever is cut out like the
図9(A)及び図9(B)に示される微小物電気抵抗計測装置では、カンチレバー上に設けられる一対の電極が薄膜形成された電極材料(導電性材料)からなる。一対の電極は、収束イオンビーム等によるデポジション薄膜形成技術を利用して作製することができる。薄膜が形成されるカンチレバーの表面は、電極同士のショートを避けるために絶縁されている必要がある。よって、カンチレバー20として、表面が酸化シリコンであるカンチレバーや、表面を樹脂コートしたカンチレバーを用いることが望ましい。 In the minute electrical resistance measuring device shown in FIGS. 9A and 9B, the pair of electrodes provided on the cantilever is made of an electrode material (conductive material) in which a thin film is formed. The pair of electrodes can be produced using a deposition thin film forming technique using a focused ion beam or the like. The surface of the cantilever on which the thin film is formed needs to be insulated in order to avoid a short circuit between the electrodes. Therefore, it is desirable to use a cantilever whose surface is made of silicon oxide or a cantilever whose surface is coated with resin.
電極の膜厚は計測時に微小物がカンチレバーにおける電極間の領域に接触しない程度とする。微小物がカンチレバーに接触すると、図10(A)及び図10(B)に示されるように、微小物が一対の電極と接触せず、電気抵抗計測ができなくなる。このような事態を避けるためには、形成する電極の膜厚を厚くする方法や、カンチレバーにおける一対の電極が設けられる部位間の領域を加工する方法がある。例えば、カンチレバーにおける一対の電極が設けられる部位間の領域に凹部や切り欠き部を形成することで微小物がカンチレバーに触れることなく一対の電極に接触できる(図11(A)及び図11(B)参照)。 The film thickness of the electrode is set so that the minute object does not contact the region between the electrodes in the cantilever during measurement. When the minute object comes into contact with the cantilever, as shown in FIGS. 10A and 10B, the minute object does not contact the pair of electrodes, and electrical resistance measurement cannot be performed. In order to avoid such a situation, there are a method of increasing the film thickness of an electrode to be formed and a method of processing a region between portions where a pair of electrodes in a cantilever is provided. For example, by forming a recess or a notch in a region between a pair of electrodes in a cantilever, a minute object can contact the pair of electrodes without touching the cantilever (FIGS. 11A and 11B). )reference).
図12(A)及び図12(B)に示されるように、変形例3の微小物電気抵抗計測装置400では、2枚の矩形カンチレバーが一対の電極として用いられている。すなわち、各矩形カンチレバー上に電極材料が薄膜形成されており、該矩形カンチレバーを実質的に電極と見做すことができる。2枚の矩形カンチレバーを電極材料が形成される大きい面同士が対向するように配置することは装置スペース的に困難であるが、変形例3のように2枚の矩形カンチレバーを端面同士が対向するように配置することは装置スペース的に十分可能である。カンチレバーの変位計測は、1枚のカンチレバーのみの計測でも良いし、2枚のカンチレバーの計測を行う構成でも良い。
As shown in FIGS. 12A and 12B, in the minute object electric
このような構成にすれば、カンチレバーを加工する必要がなく、コストアップを抑えることができる。使用するカンチレバーは、その表面が少なくとも、微小物と接触する箇所から電圧降下を計測する装置と接続する箇所までは導通が確保されている必要がある。そこで、例えば、表面が金や白金でコートされたカンチレバーを用いることができる。 With such a configuration, it is not necessary to process the cantilever, and an increase in cost can be suppressed. The cantilever to be used needs to ensure continuity at least from the position where the surface is in contact with the minute object to the position where it is connected to the device for measuring the voltage drop. Therefore, for example, a cantilever whose surface is coated with gold or platinum can be used.
このように、2枚のカンチレバーを一対の電極として用いることで、電極間に高い絶縁性能が得られ、リーク電流発生を抑制し、電圧降下を精度良く計測できる。 Thus, by using two cantilevers as a pair of electrodes, high insulation performance can be obtained between the electrodes, generation of leakage current can be suppressed, and voltage drop can be accurately measured.
上記実施例1でも述べたように、カンチレバー上に設けられる電極間の距離は、計測対象の微小物の径よりも狭い必要がある。この場合、微小物がカンチレバーに接触することなく電極に接触できる(図13(C)参照)。電極間の距離が微小物の径より広いと、微小物がカンチレバーに接触し一対の電極に接触できないおそれがある(図13(A)及び図13(B)参照)。よって、電極付きカンチレバーを形成する際には、計測対象の微小物の粒径分布等から電極間距離を決定することが望ましい。 As described in the first embodiment, the distance between the electrodes provided on the cantilever needs to be narrower than the diameter of the minute object to be measured. In this case, the minute object can contact the electrode without contacting the cantilever (see FIG. 13C). If the distance between the electrodes is larger than the diameter of the minute object, the minute object may contact the cantilever and cannot contact the pair of electrodes (see FIGS. 13A and 13B). Therefore, when forming a cantilever with electrodes, it is desirable to determine the interelectrode distance from the particle size distribution of the minute object to be measured.
ここで、カンチレバーの変位を測定する測定装置としてレーザ変位計を用いる場合について、図14を参照して説明する。カンチレバーの変位を計測することで、電気抵抗計測時にカンチレバーから微小物にかかる圧力を管理することができ、安定してかつ再現性のある計測が実現される。特に、計測対象の微小物が弱い圧力で大変形するような場合は、計測毎に圧力を管理できないと電極との接触面積が大きく変化してしまい、信頼性のある結果を得ることができないので、レーザ変位計を用いることで、カンチレバーの変位を精度よく計測できる。 Here, the case where a laser displacement meter is used as a measuring device for measuring the displacement of the cantilever will be described with reference to FIG. By measuring the displacement of the cantilever, the pressure applied to the minute object from the cantilever during electrical resistance measurement can be managed, and stable and reproducible measurement is realized. In particular, when the minute object to be measured undergoes a large deformation at a low pressure, the contact area with the electrode changes greatly if the pressure cannot be managed for each measurement, and reliable results cannot be obtained. By using a laser displacement meter, the displacement of the cantilever can be accurately measured.
ここで、レーザ変位計は、必ずしも特定の製品に限定するものではないが、カンチレバーの変形をモニタリングできるよう、そのスポットサイズがカンチレバーの幅と同程度、もしくは、カンチレバーの幅よりも小さくなければならない。また、微小変形を検出できるよう、計測分解能が高いことが望ましく、より具体的には1nm程度の分解能が必要である。また、このようなカンチレバーの変位を測定する測定装置は、カンチレバーが2枚ある場合には、片方の変位のみ検出する構成でもよい。 Here, the laser displacement meter is not necessarily limited to a specific product, but the spot size must be the same as or smaller than the width of the cantilever so that the deformation of the cantilever can be monitored. . Further, it is desirable that the measurement resolution is high so that minute deformation can be detected, and more specifically, a resolution of about 1 nm is required. Further, such a measuring device for measuring the displacement of the cantilever may be configured to detect only one displacement when there are two cantilevers.
図15には、カンチレバーの変位を光てこ方式を利用して計測する機構を備えた構成を示す。ここでは、レーザからの光をカンチレバーに照射し、その反射光を2分割のディテクタで検出する構成をとっている。カンチレバー20の変形による反射光の進行角度の変化を、2分割ディテクタ上での反射光位置で検知する方式である。すなわち、カンチレバー20が反ると、2分割ディテクタに当たるレーザ光の中心位置がずれ、2つの受光領域からの出力の差が変化する。この変化からカンチレバーの反り量を算出できる。この場合にも、精度良くカンチレバーの変位を計測できる。
FIG. 15 shows a configuration provided with a mechanism for measuring the displacement of the cantilever using an optical lever method. Here, the configuration is such that the light from the laser is irradiated onto the cantilever and the reflected light is detected by a two-divided detector. In this method, a change in the traveling angle of the reflected light due to the deformation of the
なお、ここでは、光検出器として2分割ディテクタが用いられているが、要は、2分割以上の(2つ以上の受光領域を有する)ディテクタ(好ましくはフォトディテクタ)であれば良い。 In this case, a two-divided detector is used as the photodetector. However, the detector may be a detector (preferably a photodetector) having two or more divisions (having two or more light receiving regions).
微小物に電流を流すための回路と、微小物の電圧降下を計測する回路は、図2に示される上記実施形態の構成に限られるものではない。つまり、挟持部材の一対のアームと、カンチレバー上に設けられる電極の接続方法は、適宜変更可能である。 The circuit for passing a current through the minute object and the circuit for measuring the voltage drop of the minute object are not limited to the configuration of the embodiment shown in FIG. That is, the method for connecting the pair of arms of the clamping member and the electrode provided on the cantilever can be changed as appropriate.
上記実施形態では、電源回路から挟持部材に電流が多く流れるため、該電流に、挟持部材を移動させるための3次元移動機構の電気系に流れる電流由来のノイズが多く発生するおそれがある。 In the above embodiment, since a large amount of current flows from the power supply circuit to the holding member, there is a possibility that a large amount of noise derived from the current flowing in the electric system of the three-dimensional movement mechanism for moving the holding member may occur in the current.
そこで、図16に示される変形例4の微小物電気抵抗計測装置500のように、微小物を挟持する一対のアーム間に電圧計を接続し、かつ該微小物と接触する一対の電極間に電源回路を接続しても良い。
Therefore, as in the minute object electric
一方、電源回路から電極に電流が多く流れる場合に、該電流に、微動ステージ50の電気系に流れる電流由来のノイズが発生するおそれもあるため、回路構成を選択する際には、このことも考慮することが望ましい。
On the other hand, when a large amount of current flows from the power supply circuit to the electrode, there is a possibility that noise derived from the current flowing in the electrical system of the
そこで、図17、図18に示される変形例5、6の微小物電気抵抗計測装置600、700のように、微小物を挟持する一対のアームの一方と該微小物に接触する2つの電極の一方との間に電圧計を接続し、一対のアームの他方と2つの電極の他方との間に電源回路を接続しても良い。
Therefore, like the minute object electric
結果として、3次元移動機構側からのノイズ発生量と微動ステージ50側からのノイズ発生量を比較考量して、例えば図2、図16〜図17に示される回路構成の中から、任意の回路構成を選択することで、最も計測ノイズの小さい回路を組むことができ、微小物の電気抵抗を高精度に計測できる。また、これらの回路構成の切り替えを、処理装置60によって自動的に又は操作部を介して手動で切り替えるようにしても良い。すなわち、一対のアーム及び一対の電極のいずれか2つが電源回路に、かつ残る2つが電圧計に複数のリレーを含むスイッチ回路により選択的に接続可能な構成とし、処理装置60又は操作部を介した操作により、各リレーのON、OFFを切り替えるようにしても良い。
As a result, the amount of noise generated from the three-dimensional movement mechanism side and the amount of noise generated from the
なお、上記実施形態及び各変形例では、微小物の電気抵抗を計測しているが、これに代えて又は加えて、微小物の誘電率を計測しても良い。微小物の誘電率を計測するためには、上記実施形態及び各変形例の電源回路における直流電源を交流電源に代えればよい。交流電源を用いることで、微小物に流れた電流の周波数応答を計測し、インピーダンスを求めることができる。更にインピーダンスからキャパシタを求めることで誘電率が得られる。この場合には、誘電率に加えて電気抵抗も計測することができる。 In the above embodiment and each modification, the electrical resistance of the minute object is measured. However, instead of or in addition to this, the dielectric constant of the minute object may be measured. In order to measure the dielectric constant of a minute object, the DC power supply in the power supply circuit of the above embodiment and each modification may be replaced with an AC power supply. By using an AC power supply, the frequency response of the current flowing through the minute object can be measured to obtain the impedance. Further, the dielectric constant can be obtained by obtaining the capacitor from the impedance. In this case, the electrical resistance can be measured in addition to the dielectric constant.
なお、上記実施形態及び各変形例の微小物電気抵抗計測装置は、カンチレバー20の変位を測定する測定装置を備えているが、備えていなくても良い。この場合、微小物とカンチレバーとを接触させることに関しては顕微鏡等を介した目視に頼らざるを得ないが、微小物の電気的特性(電気抵抗や誘電率)の計測を行うことは、十分に可能である。
In addition, although the micro electrical resistance measuring device of the said embodiment and each modification is provided with the measuring device which measures the displacement of the
ところで、上記実施形態及び各変形例においては、図1に示されるように、微動ステージ50、レーザ変位計30、カンチレバー20を一体的に設けた構成を示した。図1の構成は、振動によるノイズの影響を受けにくい構成ではあるが、例えばコストもしくは作製上の都合で図1の構成を実現できない場合等には、例えば、挟持部材10と微動ステージとを一体的に設け、挟持部材10を微動ステージ50と共に微小移動させる構成を採用しても良い。
By the way, in the said embodiment and each modification, as FIG. 1 showed, the structure which provided the
また、測定装置は、上記実施形態及び各変形例で説明したものに限らず、カンチレバー20の変位を測定できるものであれば、他のものでも良い。要は、光波、音波、電波等をカンチレバー20に向けて出射し、その反射波を受ける構成を有するものであることが好ましい。
The measuring device is not limited to the one described in the above embodiment and each modification, and any other measuring device may be used as long as it can measure the displacement of the
また、上記実施形態及び各変形例の微小物電気特性計測装置は、挟持部材を1つ有しているが、複数有していても良い。例えば、微小物の粒径に応じて異なるサイズの複数の挟持部材を使い分けるようにしても良い。また、一の挟持部材に挟持された微小物の電気特性を計測している間に別の微小物を挟持する他の挟持部材を待機させ、一の挟持部材を用いた計測が終了した直後に他の挟持部材を用いた計測を行うようにしても良い。この場合、複数の微小物の電気特性をより効率良く計測することができる。 Moreover, although the micro electrical property measuring device of the said embodiment and each modification has one clamping member, you may have multiple. For example, a plurality of holding members having different sizes may be used depending on the particle size of the minute object. Immediately after the measurement using one clamping member is completed, the other clamping member that clamps another minute object is put on standby while measuring the electrical characteristics of the minute object sandwiched by one clamping member. You may make it perform the measurement using another clamping member. In this case, the electrical characteristics of a plurality of minute objects can be measured more efficiently.
また、上記実施形態及び各変形例の微小物電気特性計測装置は、複数のカンチレバーを有していても良い。例えば、電極間の間隔が異なるカンチレバーを複数配備することで、計測対象の微小物の粒径毎に適したカンチレバーを選択的に使用することができる。 Moreover, the micro electrical property measuring apparatus of the above embodiment and each modification may have a plurality of cantilevers. For example, by providing a plurality of cantilevers with different intervals between the electrodes, a cantilever suitable for each particle size of the minute object to be measured can be selectively used.
また、上記実施形態及び各変形例の微小物電気特性計測装置は、複数の挟持部材と複数のカンチレバーを有していても良い。例えば一の挟持部材に保持された微小物と一のカンチレバーとを対向させ、他の挟持部材に保持された別の微小物と他のカンチレバーとを対向させて複数の微小物の同種又は異種の電気特性を並行して計測するようにしても良い。複数の微小物の異種の特性を並行して計測する場合には、微小物を保持する挟持部材とカンチレバーとの組を入れ替えて順次計測を行うようにしても良い。 Moreover, the micro electrical property measuring apparatus of the above embodiment and each modification may have a plurality of clamping members and a plurality of cantilevers. For example, a minute object held on one clamping member and one cantilever face each other, and another minute object held on another clamping member and another cantilever face each other so that the same kind or different kinds of a plurality of minute objects You may make it measure an electrical property in parallel. When different types of characteristics of a plurality of minute objects are measured in parallel, the measurement may be performed sequentially by changing a pair of a holding member that holds the minute objects and a cantilever.
また、上記実施形態及び各変形例では、微小物電気特性計測装置は、処理装置60を備えているが、備えていなくても良い。この場合、処理装置60が行う制御(例えば微動ステージ50の微小移動)を手動(マニュアル)で行うようにしても良いし、処理装置60が行う演算を人が行っても良い。また、微小物電気特性計測装置が処理装置60を備えている場合であっても、微動ステージ50の微小移動を手動で行っても良いし、処理装置60が行う演算を人が行っても良い。
Moreover, in the said embodiment and each modification, although the micro electrical property measuring device is provided with the
以下に、本発明の発明者らが上記実施形態及び各変形例を発案するに至った思考プロセスを説明する。 Below, the thought process in which the inventors of the present invention have come up with the above embodiment and each modification will be described.
現在、様々な工業製品や医薬品、食料品でミクロン粒子が扱われている。複写機・レーザープリンターで用いられるトナーは小径化が進み、業界最小クラスで粒子径は約5umとなっている。液晶パネル間のスペーサー用シリカ粒子もおよそ5umである。医薬品や小麦粉等の食料品もミクロン粒子は一般的に用いられている。急激に市場が拡大している3Dプリンターにおいて有力な技術の一つに粉末積層方式があるが、この方式で採用される粉末も小さいもので、10um以下のサイズの粒子も含まれるようになってきている。 Currently, micron particles are used in various industrial products, pharmaceuticals, and food products. The toner used in copiers and laser printers is becoming smaller in diameter, and is the industry's smallest class with a particle size of about 5um. Silica particles for spacers between liquid crystal panels are also about 5 um. Micron particles are also commonly used for food products such as pharmaceuticals and flour. One of the promising technologies in 3D printers whose market is rapidly expanding is the powder lamination method, but the powder used in this method is also small, and particles of 10 um or less in size have been included. ing.
このようにミクロな粒子を取り扱う分野が拡大するにつれ、これらの粒子を、より確実で精度良くハンドリングできるよう、電気抵抗等の電気特性を正確に評価する手段が求められている。近年、ナノテクノロジーと称される微小物体の操作・計測技術の発展にともない、これらのミクロン粒子についても1粒子単位でその特性を評価する手法が開発されつつある。 As the field of handling microscopic particles expands in this way, a means for accurately evaluating electric characteristics such as electric resistance is required so that these particles can be handled more reliably and accurately. In recent years, with the development of micro object manipulation / measurement technology called nanotechnology, a technique for evaluating the characteristics of these micron particles in units of one particle is being developed.
このようなニーズに対して、特許文献1〜4のように、任意の微小粒子に微小電極を押し当てて直列回路を形成し、電気抵抗を計測する装置が開発された。 In response to such needs, devices such as Patent Documents 1 to 4 have been developed in which microelectrodes are pressed against arbitrary microparticles to form a series circuit and electrical resistance is measured.
上記のような微小物の電気抵抗計測手法が提案されている一方で、これらの手法には、部品・部材上に付着している任意の1粒子について、評価精度と効率を両立させて、計測が困難である課題が残る。特許文献1〜4の手法は、任意の一粒子について評価精度と効率を両立させるために、電極上に粒子を配置するための専用のマニピュレータを準備する必要がある。これらの手法単独で任意粒子の電気抵抗を計測することは困難であり、別途用意すべきマニピュレータと組み合わせた評価を実施するとなると計測効率の低下は避けられない。 While the methods for measuring electrical resistance of minute objects as described above have been proposed, these methods can measure any single particle adhering to a component or member while achieving both evaluation accuracy and efficiency. The challenge remains difficult. In the methods of Patent Documents 1 to 4, it is necessary to prepare a dedicated manipulator for arranging particles on electrodes in order to achieve both evaluation accuracy and efficiency for any one particle. It is difficult to measure the electrical resistance of an arbitrary particle with these methods alone, and if an evaluation is performed in combination with a manipulator that should be prepared separately, a reduction in measurement efficiency is inevitable.
以上の様な課題を解決するために、本発明者らは、微小物を挟持するための挟持部材と、カンチレバーを用いた任意の微小物の一粒子電気抵抗計測装置を発明した。本発明を用いれば、任意の微小物を採取・保持した上で、更に、微小物の電気抵抗計測を高精度に実現できる。具体的には、微小物を一方の電極である把持部材により把持して、もう一方の電極であるカンチレバーに接触させることで、計測回路を形成する。形成された計測回路に電圧を印加して、流れた電流を計測することで、任意の微小物の一粒子電気抵抗を計測する。このとき、電極であるカンチレバーの変位を光学的に計測することで、微小物にかかる圧力を管理することができ、高精度な抵抗計測が実現される。 In order to solve the problems as described above, the present inventors have invented a sandwiching member for sandwiching a minute object and a one-particle electrical resistance measuring device for an arbitrary minute object using a cantilever. By using the present invention, it is possible to accurately measure the electrical resistance of a minute object after collecting and holding an arbitrary minute object. Specifically, a measurement circuit is formed by holding a minute object with a holding member which is one electrode and bringing it into contact with a cantilever which is the other electrode. By applying a voltage to the formed measurement circuit and measuring the flowing current, the single-particle electrical resistance of an arbitrary minute object is measured. At this time, by measuring the displacement of the cantilever, which is an electrode, the pressure applied to the minute object can be managed, and highly accurate resistance measurement can be realized.
しかしながら、上記一粒子電気抵抗計測装置では、任意の低抵抗(数十kΩ以下)の微小物の電気抵抗を精度良く計測できないといった課題が残る。低抵抗計測の場合、従来発明の構成では計測対象である微小物の電気抵抗に比べ、微小物と電極の接触抵抗が支配的になるため、微小物の抵抗値は接触抵抗に埋もれてしまい、精度良く計測することができない。これにより、従来発明では金属微粒子やグラファイト粒子などの低抵抗微小物の抵抗を計測することができなかった。 However, the above one-particle electrical resistance measuring device still has a problem that the electrical resistance of a minute object having an arbitrary low resistance (several tens of kΩ or less) cannot be accurately measured. In the case of low resistance measurement, in the configuration of the conventional invention, the contact resistance between the minute object and the electrode is dominant as compared with the electrical resistance of the minute object to be measured, so the resistance value of the minute object is buried in the contact resistance, It cannot be measured accurately. As a result, in the conventional invention, the resistance of a low-resistance minute object such as a metal fine particle or graphite particle cannot be measured.
ところで、低抵抗計測には一般的に4端子法と呼ばれる方法が用いられている。4端子法とは、図19に示されるように、計測対象物(DUT)に電流を流す回路と該計測対象物の電圧降下を計測する回路で構成される、並列回路を利用する方法である。このような回路を用いれば、電圧降下を計測する回路にはほとんど電流が流れないため、接触抵抗を無視した計測が可能となる。特に、計測対象物が数十kΩ以下の場合には4端子法が有効である。 By the way, a method called a four-terminal method is generally used for low resistance measurement. As shown in FIG. 19, the four-terminal method is a method using a parallel circuit composed of a circuit for passing a current to a measurement object (DUT) and a circuit for measuring a voltage drop of the measurement object. . If such a circuit is used, since almost no current flows through the circuit for measuring the voltage drop, it is possible to perform measurement while ignoring the contact resistance. In particular, when the measurement object is several tens of kΩ or less, the four-terminal method is effective.
しかしながら、単純にこのような4端子法を微小物の抵抗計測に応用しても、高精度な計測は実現されない。微小物が電極から受ける圧力を管理できないことが原因である。径が数um〜数100umの微小物は、小さい外力でも形状が変化してしまうため、抵抗計測時に電極との圧力を管理できなければ、計測毎に微小物と電極との接触面積が変化して、再現性のある計測ができない。従来の発明では電極にカンチレバーを用いて、その変位を光学的に計測することで圧力を管理したが、同様に電極にカンチレバーを利用して、4端子法の回路を構築し、抵抗計測と圧力管理を行うことは困難である。なぜなら、図20に示すように、単純にカンチレバーを二枚平行に並べた構成を取っても、撓みを計測するためのレーザ光を反射させるための十分な面積を得ることができないからである。故に、高精度な微小物の4端子法計測を実現するためには、電極の構成に工夫を凝らす必要がある。 However, even if such a four-terminal method is simply applied to the resistance measurement of a minute object, high-precision measurement cannot be realized. This is because the pressure that the minute object receives from the electrode cannot be controlled. Since the shape of minute objects with a diameter of several um to several hundred um changes even with a small external force, the contact area between the minute object and the electrode changes every measurement if the pressure with the electrode cannot be managed during resistance measurement. Therefore, reproducible measurement is not possible. In the conventional invention, the pressure was controlled by using a cantilever as an electrode and measuring its displacement optically. Similarly, a four-terminal circuit was constructed using a cantilever as an electrode, and resistance measurement and pressure were measured. It is difficult to manage. This is because, as shown in FIG. 20, even if a configuration in which two cantilevers are simply arranged in parallel, a sufficient area for reflecting the laser beam for measuring the deflection cannot be obtained. Therefore, in order to realize highly accurate four-terminal measurement of minute objects, it is necessary to devise the structure of the electrodes.
上記の課題を解決するための上記実施形態及び各変形例の微小物電気特性計測として、本発明者等は、二本のアームを持つ把持部材と、該把持部材によって把持された微小物に電流を流す装置と、微小物が接触できるカンチレバー上に設けられた二枚の電極と、電極間の電圧降下を計測する装置と、カンチレバーの撓みを光学的に計測する装置とを含んで構成される微小物電気抵抗計測装置を開発した。 As the measurement of the electrical characteristics of the minute objects in the above-described embodiment and each modification for solving the above-described problems, the present inventors have made a current flow in the gripping member having two arms and the minute object gripped by the gripping member. And a device for measuring the voltage drop between the electrodes, and a device for optically measuring the deflection of the cantilever. We developed an electrical resistance measurement device for minute objects.
本構成を用いれば、低抵抗の微小物の電気抵抗を精度良く計測することができる。なぜなら、本構成では、電極間の電圧降下を計測する電圧計の内部抵抗に比べると、電極と微小物との接触抵抗は無視できるほど小さいからである。接触抵抗を考慮する必要がなくなることで、低抵抗の微小物の電気抵抗を精度良く計測することができる。つまり、本構成によって微小物の電気抵抗計測における4端子法が実現される。 By using this configuration, it is possible to accurately measure the electrical resistance of a low-resistance minute object. This is because, in this configuration, the contact resistance between the electrode and the minute object is negligibly small compared to the internal resistance of the voltmeter that measures the voltage drop between the electrodes. By eliminating the need to consider contact resistance, it is possible to accurately measure the electrical resistance of a low-resistance minute object. That is, this configuration implements a four-terminal method for measuring the electrical resistance of minute objects.
また、本構成を用いれば、微小物が電極からうける圧力を管理することができる。本構成では、カンチレバー上に電極を形成するので、カンチレバーの変位を計測するためのレーザ光が照射される箇所を十分に広く取ることでき、反射光量を十分に得ることができる。これにより、電極が形成されたカンチレバーの変位を計測することができ、微小物にかかる圧力を管理することができる。 Moreover, if this structure is used, the pressure which a micro object receives from an electrode can be managed. In this configuration, since the electrode is formed on the cantilever, the portion irradiated with the laser beam for measuring the displacement of the cantilever can be sufficiently widened, and the reflected light amount can be sufficiently obtained. Thereby, the displacement of the cantilever on which the electrode is formed can be measured, and the pressure applied to the minute object can be managed.
10…挟持部材、10a、10b…一対のアーム、20…カンチレバー、30…レーザ変位計(測定装置)、60…処理装置、100、200、300、400、500、600、700…微小物電気抵抗計測装置(微小物電気特性計測装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記微小物を狭持する一対のアームに前記微小物を介して接続される2つの電極と、
前記一対のアーム及び前記2つの電極のいずれか2つの間に接続される電源部と、
前記一対のアーム及び前記2つの電極のうち前記電源部に接続されない2つの間に接続される電圧計と、を備える微小物電気特性計測装置。 A pair of conductive arms capable of holding minute objects;
Two electrodes connected via a minute object to a pair of arms holding the minute object;
A power source connected between any two of the pair of arms and the two electrodes;
And a voltmeter connected between two of the pair of arms and the two electrodes that are not connected to the power supply unit.
前記カンチレバーにおける前記測定装置からの光スポットが照射される部分の面積は、該光スポットのサイズよりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の微小物電気特性計測装置。 The measuring device irradiates the cantilever with light, detects the reflected light and measures the displacement of the cantilever,
8. The minute object electrical property measuring apparatus according to claim 7, wherein an area of a portion of the cantilever irradiated with a light spot from the measuring device is larger than a size of the light spot.
前記カンチレバーに向けてレーザ光を射出する光源と、
前記光源から射出され前記カンチレバーで反射された光を検出するN分割ディテクタ(Nは2以上)と、を含むことを特徴とする請求項8に記載の微小物電気特性計測装置。 The measuring device is
A light source that emits laser light toward the cantilever;
9. The minute object electrical property measuring apparatus according to claim 8, further comprising an N-divided detector (N is 2 or more) for detecting light emitted from the light source and reflected by the cantilever.
前記一対のアームで狭持された前記微小物と2つの電極とを接触させる工程と、
前記一対のアーム及び前記2つの電極のいずれか2つの間に電圧を印加する工程と、
前記一対のアーム及び前記2つの電極のうち前記電圧が印加されていない2つの間の電圧降下を計測する工程と、を含む微小物電気特性計測方法。 Sandwiching minute objects with a pair of conductive arms;
Contacting the microscopic object sandwiched between the pair of arms with two electrodes;
Applying a voltage between any two of the pair of arms and the two electrodes;
And measuring a voltage drop between two of the pair of arms and the two electrodes to which the voltage is not applied.
15. The method according to claim 14, further comprising a step of measuring a deformation amount of the electrode and managing a contact state between the two objects and the minute object held by the pair of arms based on the measurement result. Method for measuring electrical properties of minute objects.
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