JP2020071163A - Surface analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、表面分析装置に関する。 The present disclosure relates to a surface analysis device.
従来の表面分析装置としての走査型プローブ顕微鏡においては、国際公開第2016/189651号(特許文献1)に記載のように、測定前に3次元に微動可能なピエゾスキャナを用いて試料が載置されたステージを移動させることにより、試料の初期位置を調整する。 In a conventional scanning probe microscope as a surface analysis device, as described in International Publication No. 2016/189651 (Patent Document 1), a sample is placed using a piezo scanner that can be finely moved in three dimensions before measurement. The initial position of the sample is adjusted by moving the prepared stage.
一般的に、ピエゾスキャナの可動範囲は小さくなっているため、試料の大きさが大きい場合には、ピエゾスキャナの可動範囲外の領域の測定が困難となる。このため、試料の大きさが大きい場合には、機械的に構成された粗動機構を用いて試料ステージを大きく移動させたい場合がある。 Generally, since the movable range of the piezo scanner is small, it is difficult to measure the area outside the movable range of the piezo scanner when the size of the sample is large. Therefore, when the size of the sample is large, there is a case where it is desired to move the sample stage largely by using a coarse movement mechanism mechanically configured.
しかしながら、粗動機構は、比較的大きな形状を有するため、停止した状態においても振動の影響を受けやすい。この場合には、粗動機構の振動が試料ステージに伝達され、正確に試料を測定できなくなることが懸念される。 However, since the coarse movement mechanism has a relatively large shape, it is easily affected by vibration even when stopped. In this case, there is a concern that the vibration of the coarse movement mechanism is transmitted to the sample stage and the sample cannot be measured accurately.
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる表面分析装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a surface analysis device that can suppress transmission of vibration to a sample during measurement.
本開示に基づく表面分析装置は、試料を載置するための試料ステージと、上下方向に直交するXY平面におけるY軸方向にスライド移動可能に構成され、上記試料ステージを保持する保持体と、上記保持体を上記Y軸方向に進退させる進退機構と、上記保持体のスライド移動を案内するガイド部と、を備える。上記進退機構は、上記Y軸方向に沿って移動可能に設けられた移動体を含む。上記移動体は、上記保持体の前進方向に向けて移動させた場合に上記保持体を前進させるように上記保持体に当接する第1状態と、上記保持体の後退方向に向けて移動させた場合に上記保持体を後退させるように上記保持体に当接する第2状態と、上記第1状態から上記第2状態に遷移するまでに上記保持体に当接しない第3状態とを有するように構成されている。 A surface analyzer according to the present disclosure includes a sample stage for mounting a sample, a holder configured to be slidable in the Y-axis direction on an XY plane orthogonal to the up-down direction, and a holder for holding the sample stage, An advancing / retreating mechanism for advancing / retreating the holding body in the Y-axis direction and a guide portion for guiding the sliding movement of the holding body are provided. The advancing / retreating mechanism includes a moving body provided so as to be movable along the Y-axis direction. The moving body is moved in a first state in which the holding body is in contact with the holding body so as to move the holding body forward when the holding body is moved in the forward direction, and in the backward direction of the holding body. In this case, there is provided a second state in which the holding body is brought into contact with the holding body so as to be retracted, and a third state in which the holding body is not brought into contact with the holding body by the transition from the first state to the second state. It is configured.
上記本開示に基づく表面分析装置は、上下方向に平行な回転軸まわりに上記試料ステージを回転させるための回転機構をさらに備えていてもよい。この場合には、上記回転機構は、上記試料ステージに固定され、上記試料ステージと一体に回転する回転体と、上記回転体を回転させるための動力を上記回転体に伝達するための動力伝達経路部とを含むことが好ましい。また、上記動力伝達経路部は、上記回転体に接続された第1部分と、上記第1部分に着脱可能に係合する第2部分とを有することが好ましい。さらに、上記第1部分と上記第2部分とが係合した状態において、上記動力が上記回転体に伝達可能となり、上記第1部分と上記第2部分との係合が解除され、上記第2部分が上記第1部分から離間した状態において、上記動力を上記回転体に伝達不能となることが好ましい。さらにこの場合には、上記動力伝達経路部は、上記第1状態において上記第1部分と上記第2部分とが係合した状態となり、上記第3状態のいずれか期間で、上記第1部分と上記第2部分との係合が解除され、上記第2部分が上記第1部分から離間した状態となるように構成されていることが好ましい。 The surface analysis device based on the present disclosure may further include a rotation mechanism for rotating the sample stage about a rotation axis parallel to the vertical direction. In this case, the rotating mechanism is fixed to the sample stage and rotates with the sample stage, and a power transmission path for transmitting power for rotating the rotating body to the rotating body. It is preferable to include a part. Further, it is preferable that the power transmission path portion has a first portion connected to the rotating body and a second portion detachably engaged with the first portion. Further, in the state where the first portion and the second portion are engaged, the power can be transmitted to the rotating body, the engagement between the first portion and the second portion is released, and the second portion is released. It is preferable that the power cannot be transmitted to the rotating body when the portion is separated from the first portion. Further, in this case, the power transmission path portion is in a state in which the first portion and the second portion are engaged in the first state, and the power transmission path portion is not connected to the first portion in any period of the third state. It is preferable that the second portion is disengaged and the second portion is separated from the first portion.
上記本開示に基づく表面分析装置にあっては、上記動力伝達経路部は、上記Y軸方向に沿って延びるロッド部を含んでいてもよく、上記第1部分および上記第2部分は、上記ロッド部において上記Y軸方向に沿って並ぶように設けられていてもよい。また、上記第2部分は、上記移動体の移動とともに上記Y軸方向に沿って移動するように上記移動体に支持されていてもよい。この場合には、上記移動体が上記前進方向に向けて移動することにより、上記第2部分は、上記第1部分に係合することが好ましく、上記第1部分と上記第2部分とが係合した状態から上記移動体が上記後退方向に向けて移動することにより、上記第2部分と上記第1部分との係合が解除されて上記第2部分が上記第1部分から離間することが好ましい。 In the surface analysis device based on the present disclosure, the power transmission path portion may include a rod portion extending along the Y-axis direction, and the first portion and the second portion include the rod portion. The parts may be provided so as to be lined up along the Y-axis direction. Further, the second portion may be supported by the moving body so as to move along the Y-axis direction as the moving body moves. In this case, it is preferable that the second portion engages with the first portion as the moving body moves in the forward direction, and the first portion and the second portion are engaged. When the movable body moves in the backward direction from the combined state, the engagement between the second portion and the first portion is released, and the second portion is separated from the first portion. preferable.
上記本開示に基づく表面分析装置にあっては、上記回転体は、ギヤによって構成されていてもよい。また、上記第1部分は、上記ギヤを回転可能に上記ギヤに噛み合うネジ溝を有していてもよく、上記第2部分は、上記Y軸方向に平行な軸まわりに回転可能に設けられていてもよい。この場合には、上記第1部分と上記第2部分とが係合した状態において上記第2部分を回転させることにより、上記第1部分が上記第2部分と一体に回転して上記ギヤが回転することが好ましい。 In the surface analysis device according to the present disclosure, the rotating body may be configured by a gear. The first portion may have a thread groove that rotatably engages the gear with the gear, and the second portion is rotatably provided around an axis parallel to the Y-axis direction. May be. In this case, by rotating the second portion while the first portion and the second portion are engaged, the first portion rotates integrally with the second portion and the gear rotates. Preferably.
上記本開示に基づく表面分析装置は、上記試料ステージに載置された試料を測定するための測定ヘッド部と、上記測定ヘッド部を支持するベース部と、を備えることが好ましい。この場合には、上記ベース部には、上記Y軸方向に沿って延びる切欠き部が設けられていてもよく、上記切欠き部内を上記保持体が移動可能に構成されていてもよい。 The surface analysis device based on the present disclosure preferably includes a measurement head unit for measuring the sample placed on the sample stage, and a base unit supporting the measurement head unit. In this case, the base portion may be provided with a notch portion extending along the Y-axis direction, and the holding body may be configured to be movable in the notch portion.
上記本開示に基づく表面分析装置は、設置面に設置され、設置面側から上記試料ステージに伝わる振動を抑制する制振部が設けられた本体部を備えていてもよく、上記進退機構は、上記移動体を移動可能に支持し、上記本体部の外部に設けられた支持体を含んでいてもよい。この場合には、支持体は、設置面または、上記本体部のうち設置面から上記制振部に至るまでの部分に保持されることが好ましい。 The surface analysis device based on the present disclosure may be installed on an installation surface, and may include a main body section provided with a vibration damping section that suppresses vibration transmitted to the sample stage from the installation surface side, and the advancing / retreating mechanism is A support body that movably supports the movable body and that is provided outside the main body may be included. In this case, it is preferable that the support is held on the installation surface or a part of the main body section from the installation surface to the vibration damping section.
本開示によれば、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる表面分析装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a surface analysis device capable of suppressing the transmission of vibration to a sample during measurement.
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、表面分析装置として、走査型プローブ顕微鏡(SPM)を例示して説明するが、表面分析装置は、走査型プローブ顕微鏡に限定されず、たとえば、電子プローブ微小分析器(EPMA)などであってもよい。また、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments described below, a scanning probe microscope (SPM) will be described as an example of the surface analysis apparatus, but the surface analysis apparatus is not limited to the scanning probe microscope, and for example, an electronic probe microanalyzer. (EPMA) or the like. Further, in the embodiments described below, the same or common portions are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will not be repeated.
図1は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。図1を参照して、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略的な構成について説明する。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the scanning probe microscope according to the embodiment. A schematic configuration of the scanning probe microscope according to the embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示すように、走査型プローブ顕微鏡1は、測定ヘッド部10、試料ステージ51、スキャナ52、および制御部90を備える。
As shown in FIG. 1, the
試料ステージ51は、試料を載置するための部位である。試料ステージ51は、スキャナ52によって微動させることができる。なお、試料ステージ51は、後述するように粗動機構によって大きく移動させることができる。
The
スキャナ52は、X,Y軸の2軸方向に走査するXYスキャナと、X軸およびY軸に直交するZ軸方向(上下方向)に微動させるZスキャナとを含む。スキャナ52は、制御部90によって制御される。
The
測定ヘッド部10は、試料ステージに載置された試料を測定するためのユニットである。測定ヘッド部10は、カンチレバー20、カンチレバー支持部21、光源部30、撮像部35、および光検出部40を含む。
The
カンチレバー20は、測定時において試料ステージ51に載置された試料の上方に位置するように設けられている。カンチレバー20は、先端側に探針20aを有する。カンチレバー20は、上下方向に振動可能にカンチレバー支持部21に支持されている。カンチレバー20は、着脱可能にカンチレバー支持部21に支持される。
The
カンチレバー支持部21は、X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向に移動可能に構成されていてもよい。この場合には、カンチレバー支持部21を移動させることにより、カンチレバー20の位置を調整することができる。
The
光源部30および光検出部40は、カンチレバー20のZ軸方向の変位を検出するために用いられる。光源部30は、光照射部31と、照射位置調整部32とを含む。
The
光照射部31は、カンチレバー20よりも上方に配置されている。光照射部31は、カンチレバー20に向けてレーザ光を出射する。具体的には、光照射部31は、カンチレバー20の先端側の背面に向けてレーザ光を出射する。なお、配置により光路途中にビームスプリッタ等を設置する場合もある。
The
カンチレバー20の背面に向けて出射されたレーザ光は、上記背面にて反射してミラー45によって光検出部40の光検出素子41に導入される。
The laser light emitted toward the back surface of the
照射位置調整部32は、光照射部31の位置を調整する。光照射部31の位置を調整することにより、レーザ光が照射される照射位置(スポット)を調整することができる。照射位置調整部32は、2軸位置決めステージであってもよいし、超音波モータ等の駆動源であってもよい。
The irradiation
光検出部40は、光検出素子41および検出位置調整部42を含む。光検出素子41は、Z軸方向およびY軸方向に4分割された受光面を有する。カンチレバー20が変位するとこれら複数の受光面に入射する光量の割合が変化する。複数の受光光量に応じた検出信号を制御部90によって演算処理することで、カンチレバー20の変位を算出することができる。
The
検出位置調整部42は、光検出素子41の位置を調整することができる。検出位置調整部42は、2軸位置決めステージであってもよいし、超音波モータ等の駆動源であってもよい。
The detection
撮像部35は、探針20aの上方に配置されている。撮像部35は、CCDカメラを有する。撮像部35は、試料の表面を補助的に観察するために用いられる。また、撮像部35は、カンチレバー20の背面(上面)を観察しながら光照射部31の位置を調整するためにも用いられる。
The
図2は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略側面図である。図3は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略正面図である。図4は、図3に示すIV−IV線に沿った断面図である。図2から図4を参照して、走査型プローブ顕微鏡1の詳細な構成について説明する。
FIG. 2 is a schematic side view of the scanning probe microscope according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic front view of the scanning probe microscope according to the embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. The detailed configuration of the
図2および図3に示すように、走査型プローブ顕微鏡1は、設置面100に設置され、設置面100側からの試料ステージ51に伝わる振動を抑制する制振部17が設けられた本体部15を備える。本体部15は、測定ヘッド部10の外殻を構成する外殻部材11および測定ヘッド部10を支持するベース部13を含む。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
外殻部材11は、Y軸負方向に向けて開放されており、内部に開放空間12を有する。ベース部13には、上記のように開放空間12に連通する切欠き部13aが設けられている。切欠き部13aは、Y軸方向に沿って延在する。切欠き部13aは、Y軸方向に向けて開放されており、これにより、切欠き部13a内を後述する保持体55が移動可能となる。これにより、スペースを効率よく利用することができる。
The
図2から図4に示すように、走査型プローブ顕微鏡1は、保持体55、進退機構60、回転機構70、およびガイド部80(図4参照)を備える。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
保持体55は、試料ステージ51を保持する。保持体55は、上下方向に直交するXY平面におけるY軸方向にスライド可能に構成されている。保持体55は、Y軸方向に沿って延びる板状部56と、板状部56の後端から上方に向けて突出する突出部57とを含む。突出部57には、Y軸方向に貫通する開口部57cが設けられている。開口部57cには、後述する移動体61の一部である接続部612が挿通される。X軸方向における開口部57cの幅は、X軸方向における接続部612の幅よりも大きく、接続部612は、非接触の状態で開口部57cに挿通される。
The
X軸方向における保持体55の両端側には、ガイド部80が設けられている。ガイド部80は、保持体55のスライド移動を案内する。ガイド部80は、Y軸方向に沿って延在する。ガイド部80は、X軸方向における保持体55の両端部が摺動可能となるように設けられている。
進退機構60は、保持体55をY軸方向に進退させる。なお、保持体55の前進方向は、Y軸正方向であり、保持体の後退方向は、Y軸負方向である。
The advancing / retreating
進退機構60は、移動体61および支持体62を含む。移動体61は、Y軸方向に沿って移動可能に設けられている。移動体61は、先端部613、接続部612、胴部611、およびつまみ部614を有する。
The advancing / retreating
胴部611は、略円柱形状を有する。胴部611は、Y軸方向に沿って延在する。胴部611は、送りネジ機構によってY軸方向に移動可能に構成されている。胴部611の外周面には、上記送りネジ機構を構成するネジ溝が設けられている。また、胴部611の後端側には、つまみ部614が設けられている。
The
接続部612は、略円柱形状を有する。接続部612は、胴部611の前端から前方に向けて突出するように設けられている。接続部612は、先端部613と、胴部611とを接続する。
The connecting
先端部613は、略円板形状を有する。先端部613は、接続部612の前端側で拡径するように設けられている。先端部613は、胴部611と略同一の幅を有する。先端部613および胴部611の幅は、接続部612の幅よりも大きくなっている。
The
支持体62は、移動体61を移動可能に支持する。支持体62は、本体部15の外部に設けられている。支持体62は、ブロック体621およびブロック体支持部622を有する。
The
ブロック体621は、ブロック体支持部622によって支持されている。ブロック体621は、移動体61を挿通可能な挿通孔を有する。挿通孔の内周面には、上記胴部611の外周面に噛み合い、移動体61を送るためのネジ溝が設けられている。このため、上記移動体61のつまみ部614を回転させることにより、移動体61がY軸方向に沿って移動する。
The
ブロック体支持部622は、本体部15の外部に設けられている。ブロック体支持部622は、たとえば、上下方向に延びる一対の脚部と、一対の脚部の上端同士を接続する接続部とを有する。この接続部にブロック体621が固定されている。
The block
なお、ブロック体支持部622は、単一の脚部によって構成されていてもよく、ブロック体支持部622の形状は、適宜変更することができる。
In addition, the block
ブロック体支持部622は、設置面100上に設置されており、設置面100に保持されている。これにより、支持体62(ブロック体621およびブロック体支持部622)の振動が本体部15に直接伝達されることを防止することができる。
The block
また、ブロック体621およびブロック体支持部622の振動が設置面100を伝って、本体部15に伝達される場合であっても、制振部17によってその振動が緩和される。これにより、試料ステージ51への振動の影響を低減させることができる。
Further, even when the vibrations of the
なお、移動体61はブロック体621によって移動可能に支持されているが、試料の測定時においては、後述するように、試料ステージ51を保持する保持体55と移動体61とは当接しないように構成されている。このため、測定時においては、支持体62の振動は、移動体61から直接試料ステージ51に伝達されないようになっている。
The moving
上述においては、ブロック体支持部622が設置面100に設置される場合を例示したが、ブロック体支持部622は、本体部15に接続されることにより、本体部15に保持されてもよい。この場合には、ブロック体支持部622は、本体部15のうち、設置面100から制振部17に至るまでの部分に保持されることが好ましい。これにより、支持体62の振動が本体部15に伝達される場合であっても、当該振動は、制振部17によって緩和されるため、試料ステージ51に与える影響を抑制することができる。
In the above description, the case where the block
回転機構70は、上下方向に平行な回転軸まわりに試料ステージ51を回転させるための機構である。回転機構70は、回転体71と、動力伝達経路部としてのロッド部72とを含む。
The
回転体71は、試料ステージ51に固定されており、試料ステージ51と一体に回転する。回転体71は、ロッド部72から伝達される動力によって回転する。回転体71は、たとえば、ギヤによって構成されている。
The rotating
ロッド部72は、回転体71を回転させるための動力を回転体71に伝達する。ロッド部72は、当該動力を回転体71に伝達可能な状態と、動力を伝達不能な状態とを変更可能に構成されている。
The
具体的には、ロッド部72は、回転体71を回転可能に接続された第1部分721と、第1部分721に着脱可能に係合する第2部分722とを有する。第1部分721と第2部分722とが係合した状態において、動力が回転体71に伝達可能となる。第1部分721と第2部分722との係合が解除され、第2部分722が第1部分721から離間した状態において、動力を回転体71に伝達不能となる。
Specifically, the
第1部分721および第2部分722は、Y軸方向に並ぶように設けられている。第1部分721には、回転体71に噛み合うネジ溝721aを有する。第1部分721がY軸方向に平行な軸まわりに回転することにより、回転体71が上下方向に平行な回転軸まわりに回転する。
The
第2部分722は、移動体61の移動とともにY軸方向に沿って移動するように移動体61に支持されている。移動体61が保持体55の前進方向に向けて移動することにより、第2部分722は、第1部分721に係合する。第1部分721と第2部分722とが係合した状態から移動体61が後退方向に向けて移動することにより、第2部分722と第1部分721との係合が解除されて第2部分722が第1部分721から離間する。
The
第2部分722は、移動体61に対して相対的に回転可能となるように移動体61に支持されている。第2部分722の後端には、つまみ部723が設けられている。つまみ部723を回転させることにより、Y軸方向に平行な軸まわりに第2部分722が回転する。第1部分721と第2部分722とが係合した状態において第2部分722を回転させることにより、第1部分721が第2部分722と一体に回転して回転体71が回転する。
The
図5は、実施の形態に係る移動体の第1状態を示す図である。図6は、実施の形態に係る移動体の第2状態を示す図である。図7は、実施の形態に係る移動体の第3状態を示す図である。図5から図7を参照して、移動体61の移動の様子について説明する。
FIG. 5: is a figure which shows the 1st state of the mobile body which concerns on embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a second state of the moving body according to the embodiment. FIG. 7: is a figure which shows the 3rd state of the mobile body which concerns on embodiment. The manner of movement of the moving
移動体61は、Y軸方向に沿ってスライド移動することにより、第1状態、第2状態、および第3状態を有するように構成されている。
The moving
図5に示すように、第1状態においては、移動体61を保持体55の前進方向に向けて移動させた場合に、移動体61は、保持体55を前進させるように保持体55に当接する。
As shown in FIG. 5, in the first state, when the moving
保持体55の突出部57は、Y軸方向の両端に前面57aおよび後面57bを有する。移動体61の先端部613は、Y軸方向の両端に、前面613aおよび後面613bを有する。移動体61の胴部611は、前端側に、突出部57の後面57bに当接可能な当接面611aを有する。
The
前進方向に向けて移動体61を移動させた場合には、胴部611の当接面611aが、突出部57の後面57bに当接する。さらに、移動体61を前進方向に向けて移動させることにより、後面57bが当接面611aに押圧されて、移動体61と保持体55とが一体となって前進方向に向けて移動する。
When the moving
保持体55が前進することにより、保持体55に保持された試料ステージ51が前進する。これにより、試料ステージ51に載置された試料を大きく移動させ、Y軸方向に測定位置を調整することができる。
As the
なお、胴部611の当接面611aが、突出部57の後面57bに当接した状態においては、上述のように、ロッド部72において、第2部分722が第1部分721に係合する。
When the
第1部分721は、移動体61に対して相対的にY軸方向に移動可能に設けられている。第1部分721の後端側は、移動体61に設けられた穴部に挿入されている。当該穴部の径は、第1部分721の径よりも大きく、第1部分721は、移動体61とは非接触の状態となっている。
The
第1部分721の後端の中央部には、Y軸方方向に向けて突出する係合凸部が設けられている。第2部分722の先端の中央部には、Y軸負方向に向けて凹む係合凹部が設けられている。移動体61の前進方向への移動ともに第2部分722が第1部分721に近づくように移動し、上記第1状態となった状態で、係合凹部が係合凸部に嵌り込む。
An engagement protrusion that protrudes in the Y-axis direction is provided at the center of the rear end of the
第1部分721と第2部分722とが係合した状態で、第2部分722を回転させることにより、上述のように、第1部分721が第2部分722と一体に回転して回転体71が回転する。これにより、試料ステージ51が、Z軸方向に平行な回転軸まわりに回転する。この結果、試料ステージ51を回転させて、周方向に測定位置を調整することができる。
By rotating the
図6に示すように、第2状態においては、移動体61を保持体55の後退方向に向けて移動させた場合に、移動体61は、保持体55を後退させるように保持体に当接する。
As shown in FIG. 6, in the second state, when the moving
具体的には、後退方向に向けて移動体61を移動させた場合に、先端部613の後面613bが、突出部57の前面57aに当接する。さらに、移動体61を後退方向に向けて移動させることにより、前面57aが後面613bに押圧されて、移動体61と保持体55とが一体となって後退方向に向けて移動する。
Specifically, when the moving
保持体55が後退することにより、保持体55に保持された試料ステージ51が後退する。これにより、試料ステージ51に載置された試料を大きく移動させ、Y軸方向に測定位置を調整することができる。
As the
なお、先端部613の後面613bが、突出部57の前面57aに当接した状態においては、第2部分722と第1部分721との係合が解除されており、第2部分722は、第1部分721からY軸負方向に離れて位置する。
In addition, when the
図7に示すように、第3状態においては、移動体61は、保持体55に当接しない。なお、第3状態は、第1状態と第2状態との間の中間状態であり、第1状態から第2状態に遷移するまでの間の状態である。また、第3状態は、第2状態から第1状態に遷移するまでの間の状態でもある。
As shown in FIG. 7, in the third state, the moving
第3状態においては、具体的には、先端部613の後面613bが、突出部57の前面57aからY軸正方向に離れており、胴部611の当接面611aは、突出部57の後面57bからY軸負方向に離れている。これにより、移動体61は、保持体55に接触しない状態となっている。
In the third state, specifically, the
第1状態から第2状態に遷移させる場合には、第1部分721と第2部分722とが係合した状態から、移動体61を後退させる。移動体61を後退させた場合には、第2部分722が移動体61とともに後退する。これにより、第2部分722は、第1部分721から離れる方向に移動する。この結果、第3状態のいずれかの期間において、第1部分721と第2部分722との係合が解除され、第2部分722が第1部分721から離間した状態となる。この場合には、第2部分722を回転させても、第1部分721は回転しないため、第2部分722の回転力は、回転体71には伝達されない。
When transitioning from the first state to the second state, the moving
上述のように、第3状態においては、移動体61は、保持体55とは接触しない状態となっている。また、第1部分721は、上述のように移動体61とは接触しないように設けられているとともに、第3状態において、第2部分722から離間している。このため、移動体61が振動した場合であっても、当該振動は、試料ステージ51には伝わらない。
As described above, in the third state, the moving
したがって、移動体61を第1状態または第2状態として試料ステージ51の位置を調整した後に、移動体61を第3状態にして測定を開始することにより、移動体61側から振動が試料ステージに伝達されない状態で、試料を測定することができる。この結果、本実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡1にあっては、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる。
Therefore, by adjusting the position of the
また、回転機構70を設けることにより、試料の測定位置を周方向に調整することが可能となる。この場合において、上記のように、回転機構70が、第1部分721と、これに着脱可能に係合する第2部分722を有するように構成され、第3状態のいずれかの期間に第1部分と前記第2部分との係合が解除されて前記第2部分が前記第1部分から離間した状態となることにより、回転機構70を通って試料ステージ51に伝達することも抑制することができる。
Further, by providing the
上述した実施の形態においては、回転機構70が設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、回転機構70は設けられていなくてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施の形態においては、第1部分721が回転体71に噛み合うネジ溝を有し、第1部分721が回転することで回転体71が回転する場合を例示して説明したが、これに限定されない。第1部分721および回転体71がラックアンドピニオン機構を構成し、第1部分721がY軸方向に移動することで回転体71が回転してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施の形態においては、第2部分722は、手動で回転させられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、モータ等の駆動源によって回転させられてもよい。この場合には、駆動源の動作は、制御部90によって制御されることが好ましい。
In the above-described embodiment, the case where the
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As described above, the embodiments disclosed this time are exemplifications in all respects, and are not restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims, and includes meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
1 走査型プローブ顕微鏡、10 測定ヘッド部、11 外殻部材、12 開放空間、13 ベース部、13a 切欠き部、15 本体部、17 制振部、20 カンチレバー、20a 探針、21 カンチレバー支持部、30 光源部、31 光照射部、32 照射位置調整部、35 撮像部、40 光検出部、41 光検出素子、42 検出位置調整部、45 ミラー、51 試料ステージ、52 スキャナ、55 保持体、56 板状部、57 突出部、57a 前面、57b 後面、57c 開口部、60 進退機構、61 移動体、62 支持体、70 回転機構、71 回転体、72 ロッド部、80 ガイド部、90 制御部、100 設置面、611 胴部、611a 当接面、612 接続部、613 先端部、613a 前面、613b 後面、614 つまみ部、621 ブロック体、622 ブロック体支持部、721 第1部分、721a ネジ溝、722 第2部分、723 つまみ部。
1 scanning probe microscope, 10 measuring head part, 11 outer shell member, 12 open space, 13 base part, 13a notch part, 15 main body part, 17 vibration damping part, 20 cantilever, 20a probe, 21 cantilever support part, 30 light source section, 31 light irradiation section, 32 irradiation position adjusting section, 35 imaging section, 40 light detecting section, 41 light detecting element, 42 detection position adjusting section, 45 mirror, 51 sample stage, 52 scanner, 55 holder, 56 Plate-like portion, 57 protruding portion, 57a front surface, 57b rear surface, 57c opening portion, 60 advancing / retreating mechanism, 61 moving body, 62 support body, 70 rotating mechanism, 71 rotating body, 72 rod portion, 80 guide portion, 90 control portion, 100 installation surface, 611 body portion, 611a contact surface, 612 connection portion, 613 tip portion, 613a front surface, 613b rear surface, 61 Knob, 621 block body, 622 block body supporting portion, 721
Claims (6)
上下方向に直交するXY平面におけるY軸方向にスライド移動可能に構成され、前記試料ステージを保持する保持体と、
前記保持体を前記Y軸方向に進退させる進退機構と、
前記保持体のスライド移動を案内するガイド部と、を備え、
前記進退機構は、前記Y軸方向に沿って移動可能に設けられた移動体を含み、
前記移動体は、前記保持体の前進方向に向けて移動させた場合に前記保持体を前進させるように前記保持体に当接する第1状態と、前記保持体の後退方向に向けて移動させた場合に前記保持体を後退させるように前記保持体に当接する第2状態と、前記第1状態から前記第2状態に遷移するまでに前記保持体に当接しない第3状態とを有するように構成されている、表面分析装置。 A sample stage for placing a sample,
A holder configured to be slidable in the Y-axis direction on an XY plane orthogonal to the vertical direction and holding the sample stage;
An advancing / retreating mechanism for advancing / retreating the holding body in the Y-axis direction;
A guide part for guiding the sliding movement of the holding body,
The advancing / retreating mechanism includes a moving body provided so as to be movable along the Y-axis direction,
The moving body is moved in the first state in which the holding body is in contact with the holding body so as to move the holding body forward when moved in the forward direction of the holding body, and in the backward direction of the holding body. In this case, there is provided a second state in which the holding body is brought into contact with the holding body so that the holding body is retracted, and a third state in which the holding body is not brought into contact with the holding body until the holding state transitions from the first state to the second state. A surface analyzer configured.
前記回転機構は、前記試料ステージに固定され、前記試料ステージと一体に回転する回転体と、前記回転体を回転させるための動力を前記回転体に伝達するための動力伝達経路部とを含み、
前記動力伝達経路部は、前記回転体に接続された第1部分と、前記第1部分に着脱可能に係合する第2部分とを有し、
前記第1部分と前記第2部分とが係合した状態において、前記動力が前記回転体に伝達可能となり、
前記第1部分と前記第2部分との係合が解除され、前記第2部分が前記第1部分から離間した状態において、前記動力を前記回転体に伝達不能となり、
前記動力伝達経路部は、前記第1状態において前記第1部分と前記第2部分とが係合した状態となり、前記第3状態のいずれか期間で、前記第1部分と前記第2部分との係合が解除され、前記第2部分が前記第1部分から離間した状態となるように構成されている、請求項1に記載の表面分析装置。 Further comprising a rotation mechanism for rotating the sample stage around a rotation axis parallel to the vertical direction,
The rotating mechanism includes a rotating body which is fixed to the sample stage and rotates integrally with the sample stage, and a power transmission path portion for transmitting power for rotating the rotating body to the rotating body,
The power transmission path portion has a first portion connected to the rotating body, and a second portion detachably engaged with the first portion,
In the state where the first portion and the second portion are engaged, the power can be transmitted to the rotating body,
In a state where the engagement between the first portion and the second portion is released and the second portion is separated from the first portion, the power cannot be transmitted to the rotating body,
The power transmission path portion is in a state where the first portion and the second portion are engaged with each other in the first state, and in any one of the periods of the third state, The surface analysis device according to claim 1, wherein the second portion is disengaged from the first portion, and is disengaged from the first portion.
前記第1部分および前記第2部分は、前記ロッド部において前記Y軸方向に沿って並ぶように設けられ、
前記第2部分は、前記移動体の移動とともに前記Y軸方向に沿って移動するように前記移動体に支持されており、
前記移動体が前記前進方向に向けて移動することにより、前記第2部分は、前記第1部分に係合し、
前記第1部分と前記第2部分とが係合した状態から前記移動体が前記後退方向に向けて移動することにより、前記第2部分と前記第1部分との係合が解除されて前記第2部分が前記第1部分から離間する、請求項2に記載の表面分析装置。 The power transmission path portion includes a rod portion extending along the Y-axis direction,
The first portion and the second portion are provided in the rod portion so as to be aligned along the Y-axis direction,
The second portion is supported by the moving body so as to move along the Y-axis direction as the moving body moves,
By moving the moving body in the forward direction, the second portion is engaged with the first portion,
When the moving body moves in the backward direction from the state in which the first portion and the second portion are engaged with each other, the engagement between the second portion and the first portion is released and the first portion is released. The surface analysis device according to claim 2, wherein two portions are separated from the first portion.
前記第1部分は、前記ギヤを回転可能に前記ギヤに噛み合うネジ溝を有し、
前記第2部分は、前記Y軸方向に平行な軸まわりに回転可能に設けられ、
前記第1部分と前記第2部分とが係合した状態において前記第2部分を回転させることにより、前記第1部分が前記第2部分と一体に回転して前記ギヤが回転する、請求項3に記載の表面分析装置。 The rotating body is composed of a gear,
The first portion has a thread groove that rotatably engages with the gear,
The second portion is rotatably provided around an axis parallel to the Y-axis direction,
The gear is rotated by rotating the first portion integrally with the second portion by rotating the second portion while the first portion and the second portion are engaged with each other. The surface analyzer according to.
前記測定ヘッド部を支持するベース部と、を備え、
前記ベース部には、前記Y軸方向に沿って延びる切欠き部が設けられており、
前記切欠き部内を前記保持体が移動可能に構成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の表面分析装置。 A measurement head unit for measuring the sample placed on the sample stage,
A base portion that supports the measurement head portion,
The base portion is provided with a notch portion extending along the Y-axis direction,
The surface analysis device according to claim 1, wherein the holder is configured to be movable in the cutout portion.
前記進退機構は、前記移動体を移動可能に支持し、前記本体部の外部に設けられた支持体を含み、
前記支持体は、前記設置面または、前記本体部のうち前記設置面から前記制振部に至るまでの部分に保持される、請求項1から5のいずれか1項に記載の表面分析装置。 The main body is installed on an installation surface, and includes a main body provided with a vibration suppression unit that suppresses vibration transmitted from the installation surface to the sample stage.
The advance / retreat mechanism movably supports the movable body, and includes a support body provided outside the main body section,
The surface analysis device according to claim 1, wherein the support is held on the installation surface or a part of the main body portion from the installation surface to the vibration damping portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018206316A JP2020071163A (en) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | Surface analyzer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113740563A (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 株式会社岛津制作所 | Surface analysis device |
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2018
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113740563A (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 株式会社岛津制作所 | Surface analysis device |
CN113740563B (en) * | 2020-05-27 | 2024-03-26 | 株式会社岛津制作所 | Surface analysis device |
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