JP3207796B2 - 走査プローブ顕微鏡 - Google Patents
走査プローブ顕微鏡Info
- Publication number
- JP3207796B2 JP3207796B2 JP29291797A JP29291797A JP3207796B2 JP 3207796 B2 JP3207796 B2 JP 3207796B2 JP 29291797 A JP29291797 A JP 29291797A JP 29291797 A JP29291797 A JP 29291797A JP 3207796 B2 JP3207796 B2 JP 3207796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- support member
- viscous body
- coarse movement
- probe
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は走査プローブ顕微
鏡に関し、特にＺ粗動速度が外部温度によらず一定にな
るようにした走査プローブ顕微鏡に関する。
鏡に関し、特にＺ粗動速度が外部温度によらず一定にな
るようにした走査プローブ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の走査プローブ顕微鏡のＺ粗動装置
として、図７に示されているようなものがある。図７は
該Ｚ粗動装置の断面図を示している。パルスモータ５１
が回動すると、該パルスモータ５１と連動するクラッチ
機構５２の第１の円板５２ａが回動する。該円板５２ａ
の円周部に突起５２ｂが下方に延びており、該突起５２
ｂは第２の円板５２ｃの貫通孔に摺動自在に貫装されて
いる。該第２の円板５２ｃの中央部には、差動ねじ５４
が固定されている。差動ねじ５４には二つのねじ５４ａ
と５４ｂが切られており、ねじ５４ａは第１の固定板５
３に設けられたねじと、またねじ５４ｂは有底円筒部材
５６の中穴に設けられたねじと噛み合っている。該有底
円筒部材５６の外周は第２の固定板５５と摺動自在に貫
装されている。次に、該有底円筒部材５６の下部にはピ
エゾ棒状体５７が固着されている。該ピエゾ棒状体５７
の外面にはｘ，ｙ，ｚ微動のための電極５７ａ、５７
ｂ、５７ｃが形成されている。該ピエゾ棒状体５７の下
端には、検出器５８、これに支持されたカンチレバー５
９が設けられている。該カンチレバー５９には、これと
対向するように、試料６０が置かれている。
として、図７に示されているようなものがある。図７は
該Ｚ粗動装置の断面図を示している。パルスモータ５１
が回動すると、該パルスモータ５１と連動するクラッチ
機構５２の第１の円板５２ａが回動する。該円板５２ａ
の円周部に突起５２ｂが下方に延びており、該突起５２
ｂは第２の円板５２ｃの貫通孔に摺動自在に貫装されて
いる。該第２の円板５２ｃの中央部には、差動ねじ５４
が固定されている。差動ねじ５４には二つのねじ５４ａ
と５４ｂが切られており、ねじ５４ａは第１の固定板５
３に設けられたねじと、またねじ５４ｂは有底円筒部材
５６の中穴に設けられたねじと噛み合っている。該有底
円筒部材５６の外周は第２の固定板５５と摺動自在に貫
装されている。次に、該有底円筒部材５６の下部にはピ
エゾ棒状体５７が固着されている。該ピエゾ棒状体５７
の外面にはｘ，ｙ，ｚ微動のための電極５７ａ、５７
ｂ、５７ｃが形成されている。該ピエゾ棒状体５７の下
端には、検出器５８、これに支持されたカンチレバー５
９が設けられている。該カンチレバー５９には、これと
対向するように、試料６０が置かれている。
【０００３】上記の装置において、パルスモータ５１が
所定の方向に回転すると、第１、第２の円板５２ａ、５
２ｃが同方向に回転され、これに従って、差動ねじ５４
が回転する。このとき、ねじ５４ａ，５４ｂは互いに異
なる方向に、かつ異なるピッチで切られているので、前
記有底円筒部材５６は該ねじ５４ａ，５４ｂのピッチの
差と回転数に相当する距離だけ下降する。すなわち、ゆ
っくりと下降する。該有底円筒部材５６の下降により、
カンチレバー５９が試料６０上の所定位置に来ると、前
記パルスモータ５１の回転は停止され、走査プローブ顕
微鏡のＺ粗動動作が終了する。
所定の方向に回転すると、第１、第２の円板５２ａ、５
２ｃが同方向に回転され、これに従って、差動ねじ５４
が回転する。このとき、ねじ５４ａ，５４ｂは互いに異
なる方向に、かつ異なるピッチで切られているので、前
記有底円筒部材５６は該ねじ５４ａ，５４ｂのピッチの
差と回転数に相当する距離だけ下降する。すなわち、ゆ
っくりと下降する。該有底円筒部材５６の下降により、
カンチレバー５９が試料６０上の所定位置に来ると、前
記パルスモータ５１の回転は停止され、走査プローブ顕
微鏡のＺ粗動動作が終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た構成の走査プローブ顕微鏡のＺ粗動装置は、精密な差
動ねじ５４およびパルスモータ５１等を必要とし、装置
が複雑になり高価になるという問題があった。また、前
記パルスモータ５１に印加される１パルス当たりの差動
ねじ５４の刻みが最小で５０ｎｍ／パルス程度であり、
カンチレバー５９をスムーズに送れないという問題があ
った。
た構成の走査プローブ顕微鏡のＺ粗動装置は、精密な差
動ねじ５４およびパルスモータ５１等を必要とし、装置
が複雑になり高価になるという問題があった。また、前
記パルスモータ５１に印加される１パルス当たりの差動
ねじ５４の刻みが最小で５０ｎｍ／パルス程度であり、
カンチレバー５９をスムーズに送れないという問題があ
った。
【０００５】本発明の目的は、前記従来装置の問題点を
除去し、カンチレバーを滑らかに、かつ外部温度の影響
を受けずに移動させることができる走査プローブ顕微鏡
のＺ粗動装置を提供することにある。
除去し、カンチレバーを滑らかに、かつ外部温度の影響
を受けずに移動させることができる走査プローブ顕微鏡
のＺ粗動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、探針を試料の表面に近接させるＺ粗動機
構として、該探針を支持する第１の支持部材と、該第１
の支持部材を支持する第２の支持部材と、該第１及び第
２の支持部材間に設けられＺ粗動時には軟化するように
される粘性体とを備えた走査プローブ顕微鏡において、
Ｚ粗動時に、該粘性体の温度変化を低減する手段を具備
した点に特徴がある。
に、本発明は、探針を試料の表面に近接させるＺ粗動機
構として、該探針を支持する第１の支持部材と、該第１
の支持部材を支持する第２の支持部材と、該第１及び第
２の支持部材間に設けられＺ粗動時には軟化するように
される粘性体とを備えた走査プローブ顕微鏡において、
Ｚ粗動時に、該粘性体の温度変化を低減する手段を具備
した点に特徴がある。
【０００７】この発明によれば、Ｚ粗動時に粘性体が加
熱されて軟性にされた後、Ｚ粗動終了時に該加熱が停止
されても、粘性体の温度変化が小さいので、Ｚ粗動によ
りカンチレバーをほぼ目標位置に担持することができ
る。
熱されて軟性にされた後、Ｚ粗動終了時に該加熱が停止
されても、粘性体の温度変化が小さいので、Ｚ粗動によ
りカンチレバーをほぼ目標位置に担持することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図８は、先に本発明者が発明して特
許出願（特願平８−１１８０１５号）したプローブ走査
装置を示す図である。図示されているように、筐体１に
第１の磁石２が固着され、該磁石２の心棒部３に可動子
４が遊嵌されている。該可動子４はメンブレン５によっ
て弾性的に前記筐体１に支持されており、またその周囲
にコイル６が巻回されている。該磁石２、心棒部３、可
動子４、メンブレン５およびコイル６は、スピーカ等で
使用されているボイスコイルモータを形成している。
を詳細に説明する。図８は、先に本発明者が発明して特
許出願（特願平８−１１８０１５号）したプローブ走査
装置を示す図である。図示されているように、筐体１に
第１の磁石２が固着され、該磁石２の心棒部３に可動子
４が遊嵌されている。該可動子４はメンブレン５によっ
て弾性的に前記筐体１に支持されており、またその周囲
にコイル６が巻回されている。該磁石２、心棒部３、可
動子４、メンブレン５およびコイル６は、スピーカ等で
使用されているボイスコイルモータを形成している。
【０００９】前記可動子４には、細線７の一方の端部が
固着されており、該細線７の他方の端部はｚ方向に延び
るスピンドル８の一端に固着されている。該スピンドル
８の他端には、変位検出器９が装着されており、該変位
検出器９にカンチレバー等の探針１０が装着されてい
る。また、該スピンドル８はその中央部で第１のばね１
１により、またその下端部で第２のばね１２により中筒
１３に支持されている。
固着されており、該細線７の他方の端部はｚ方向に延び
るスピンドル８の一端に固着されている。該スピンドル
８の他端には、変位検出器９が装着されており、該変位
検出器９にカンチレバー等の探針１０が装着されてい
る。また、該スピンドル８はその中央部で第１のばね１
１により、またその下端部で第２のばね１２により中筒
１３に支持されている。
【００１０】前記筐体１は試料室に突出する細管部１４
とこれに連なる太管部１５とを有し、該太管部１５の一
部にヒータ用コイル１６が巻回されている。該太管部１
５は熱伝導性の良い金属などの材料により構成されてい
る。また、該太管部１５と前記中筒１３との間には、例
えばエチレングリコール、グリコールフタレート等のポ
リマ類からなる粘性体１７が挿入充填されている。該粘
性体１７は室温（約２５°Ｃ）では固体と同様の性質を
示すが、前記ヒータ用コイル１６に通電することにより
加熱されると急激に軟化し、粘性をすようになる。
とこれに連なる太管部１５とを有し、該太管部１５の一
部にヒータ用コイル１６が巻回されている。該太管部１
５は熱伝導性の良い金属などの材料により構成されてい
る。また、該太管部１５と前記中筒１３との間には、例
えばエチレングリコール、グリコールフタレート等のポ
リマ類からなる粘性体１７が挿入充填されている。該粘
性体１７は室温（約２５°Ｃ）では固体と同様の性質を
示すが、前記ヒータ用コイル１６に通電することにより
加熱されると急激に軟化し、粘性をすようになる。
【００１１】また、前記ボイスコイルモータと同構成
の、第２の磁石２１、その心棒部２２、可動子２３、メ
ンブレン２４からなるｘ方向ボイスコイルモータと同構
成のｙ方向ボイスコイルモータ（図示せず）が９０°回
転した位置に設けられている。前記探針１０と対向する
位置には試料台３１が設けられ、該試料台３１上に検査
すべき試料３２が載置されている。また、該試料台３１
は粗動ｘ，ｙ，ｚステージ３３上に設置されている。
の、第２の磁石２１、その心棒部２２、可動子２３、メ
ンブレン２４からなるｘ方向ボイスコイルモータと同構
成のｙ方向ボイスコイルモータ（図示せず）が９０°回
転した位置に設けられている。前記探針１０と対向する
位置には試料台３１が設けられ、該試料台３１上に検査
すべき試料３２が載置されている。また、該試料台３１
は粗動ｘ，ｙ，ｚステージ３３上に設置されている。
【００１２】しかしながら、本発明者はこの装置におけ
る次の不具合に気付いた。すなわち、このプローブ走査
装置では、探針１０を試料３２に近接するようにＺ粗動
させ探針１０が原子間力を受ける目標位置まで移動させ
た所でヒータ用コイル１６に流す電流を停止し、該コイ
ル１６による加熱を停止すると、太管部１５、中筒１３
等からなるスキャナ部の温度が大きく変化する。そうす
ると、該スキャナ部がＺ方向にドリフトし、探針１０の
位置が目標位置からずれるというデメリット、およびＺ
粗動の時の探針１０の移動速度が外部の温度により変わ
るというデメリットがあることに気付いた。
る次の不具合に気付いた。すなわち、このプローブ走査
装置では、探針１０を試料３２に近接するようにＺ粗動
させ探針１０が原子間力を受ける目標位置まで移動させ
た所でヒータ用コイル１６に流す電流を停止し、該コイ
ル１６による加熱を停止すると、太管部１５、中筒１３
等からなるスキャナ部の温度が大きく変化する。そうす
ると、該スキャナ部がＺ方向にドリフトし、探針１０の
位置が目標位置からずれるというデメリット、およびＺ
粗動の時の探針１０の移動速度が外部の温度により変わ
るというデメリットがあることに気付いた。
【００１３】そこで、本発明者は、図１に示されている
ように、太管部１５を下方に延長し、該太管部１５の延
長部と中筒１３との間に第２の粘性体１７ａを設け、該
第２の粘性体１７ａを加熱するための第２のヒータ用コ
イル１６ａを設けた。図２に、本実施形態の要部の詳細
図を示す。図中の第１図と同一の符号は、同一または同
等物を示す。４１、４２はヒータ制御部であり、それぞ
れ温度検出器、例えば熱電対４３、４４から検知した温
度を用いて、第１の粘性体１７および第２の粘性体１７
ａの温度が、前記所定の温度Ｔ0 とＴ1 になるように、
第１、第２のヒータ用コイル１６、１６ａに供給する電
力を制御する。
ように、太管部１５を下方に延長し、該太管部１５の延
長部と中筒１３との間に第２の粘性体１７ａを設け、該
第２の粘性体１７ａを加熱するための第２のヒータ用コ
イル１６ａを設けた。図２に、本実施形態の要部の詳細
図を示す。図中の第１図と同一の符号は、同一または同
等物を示す。４１、４２はヒータ制御部であり、それぞ
れ温度検出器、例えば熱電対４３、４４から検知した温
度を用いて、第１の粘性体１７および第２の粘性体１７
ａの温度が、前記所定の温度Ｔ0 とＴ1 になるように、
第１、第２のヒータ用コイル１６、１６ａに供給する電
力を制御する。
【００１４】次に、本実施例の動作を、図３を参照して
説明する。図３は、前記第１のヒータ用コイル１６の加
熱温度、第２のヒータ用コイル１６ａの加熱温度、およ
びボイスコイルモータのコイル６に流す駆動電流のタイ
ミングチャートを示す。第１のヒータ用コイル１６に
は、探針を試料３２に近接させるためのＺ粗動開始時ｔ
1 から、試料の観察を終えて探針を試料３２から離すた
めのＺ粗動終了時ｔ2 までの間電流を流し続けて、一定
温度Ｔ0 を維持する。この一定温度Ｔ0 としては、ｚ方
向ボイスコイルモータにより前記スピンドル８に下方向
または上方向に力を加えた時に、該スピンドル８がゆっ
くりと同方向に動く程度の軟性（第１の軟性と言う）を
第１の粘性体１７が示す程度の温度とするのが好適であ
る。
説明する。図３は、前記第１のヒータ用コイル１６の加
熱温度、第２のヒータ用コイル１６ａの加熱温度、およ
びボイスコイルモータのコイル６に流す駆動電流のタイ
ミングチャートを示す。第１のヒータ用コイル１６に
は、探針を試料３２に近接させるためのＺ粗動開始時ｔ
1 から、試料の観察を終えて探針を試料３２から離すた
めのＺ粗動終了時ｔ2 までの間電流を流し続けて、一定
温度Ｔ0 を維持する。この一定温度Ｔ0 としては、ｚ方
向ボイスコイルモータにより前記スピンドル８に下方向
または上方向に力を加えた時に、該スピンドル８がゆっ
くりと同方向に動く程度の軟性（第１の軟性と言う）を
第１の粘性体１７が示す程度の温度とするのが好適であ
る。
【００１５】一方、第２のヒータ用コイル１６ａには、
探針を試料３２に近接させる時に、ある時間ｔ3 で電流
を流し、図示されていないサーボ系がオンするまでの時
間ｔ4 で該電流を停止する。また、探針を試料から離す
時には、その操作開始時刻ｔ5 からＺ粗動を終了する時
間ｔ6 までの間電流を流す。これにより、第２の粘性体
１７ａは、前記時間ｔ3 〜ｔ4 およびｔ5 〜ｔ6 の間、
十分な軟性（第２の軟性と言う）を示すようになり、中
筒１３は太管部１５に対して滑らかな移動が可能にな
る。また、ボイスコイルモータのコイル６には、同図に
示されているような電流ａが流される。図示されている
ように、この電流ａには、時間ｔ4 の後にオフセット電
流ａ1 が発生する。なお、第２のヒータ用コイル１６ａ
の通電による加熱の影響は第１の粘性体１７に及び、該
第１の粘性体１７の軟化はより進められる。
探針を試料３２に近接させる時に、ある時間ｔ3 で電流
を流し、図示されていないサーボ系がオンするまでの時
間ｔ4 で該電流を停止する。また、探針を試料から離す
時には、その操作開始時刻ｔ5 からＺ粗動を終了する時
間ｔ6 までの間電流を流す。これにより、第２の粘性体
１７ａは、前記時間ｔ3 〜ｔ4 およびｔ5 〜ｔ6 の間、
十分な軟性（第２の軟性と言う）を示すようになり、中
筒１３は太管部１５に対して滑らかな移動が可能にな
る。また、ボイスコイルモータのコイル６には、同図に
示されているような電流ａが流される。図示されている
ように、この電流ａには、時間ｔ4 の後にオフセット電
流ａ1 が発生する。なお、第２のヒータ用コイル１６ａ
の通電による加熱の影響は第１の粘性体１７に及び、該
第１の粘性体１７の軟化はより進められる。
【００１６】このオフセット電流ａ1 が発生する原因
を、図４を参照して説明する。同図(a) は、図３の(6)
の電流ａの拡大図であり、同図(b) のｂ1 は該電流ａを
オフにしたことにより第２のヒータ用コイル１６ａの加
熱が停止し、該コイル１６ａ周辺の温度が低下したこと
によるスキャナの縮みを表す。この温度の低下量が大き
くなると、該スキャナの縮み量も大きくなり、オフセッ
ト電流ａ1 も大きくなる。同図(b) のｂ2 はこのスキャ
ナの縮みを補償するためのサーボ系応答によるスキャナ
の伸びを表している。このオフセット電流ａが大きい
と、探針１０の目標位置からのずれが大きくなる。
を、図４を参照して説明する。同図(a) は、図３の(6)
の電流ａの拡大図であり、同図(b) のｂ1 は該電流ａを
オフにしたことにより第２のヒータ用コイル１６ａの加
熱が停止し、該コイル１６ａ周辺の温度が低下したこと
によるスキャナの縮みを表す。この温度の低下量が大き
くなると、該スキャナの縮み量も大きくなり、オフセッ
ト電流ａ1 も大きくなる。同図(b) のｂ2 はこのスキャ
ナの縮みを補償するためのサーボ系応答によるスキャナ
の伸びを表している。このオフセット電流ａが大きい
と、探針１０の目標位置からのずれが大きくなる。
【００１７】しかしながら、本実施形態によれば、この
ような不具合も小さく、探針を目標位置に、従来装置よ
り正確にＺ粗動することができる。その理由を、図２、
図３を参照して説明する。いま、図示されているよう
に、第１の粘性体１７が温度Ｔ0 （第１の軟性温度）
に、第２の粘性体１７ａが温度Ｔ1 （第２の軟性温度）
に加熱されたとし、その時のスキャナの長さをＳ0 と
し、その後、該第２の粘性体１７ａの加熱を停止し第２
の粘性体１７ａの温度がＴ0 になったとすると、該スキ
ャナの縮み量ΔＳは、下記の(1) 式のようになる。
ような不具合も小さく、探針を目標位置に、従来装置よ
り正確にＺ粗動することができる。その理由を、図２、
図３を参照して説明する。いま、図示されているよう
に、第１の粘性体１７が温度Ｔ0 （第１の軟性温度）
に、第２の粘性体１７ａが温度Ｔ1 （第２の軟性温度）
に加熱されたとし、その時のスキャナの長さをＳ0 と
し、その後、該第２の粘性体１７ａの加熱を停止し第２
の粘性体１７ａの温度がＴ0 になったとすると、該スキ
ャナの縮み量ΔＳは、下記の(1) 式のようになる。
【００１８】ΔＳ＝Ｓ0 ・α・（Ｔ1 −Ｔ0 ）…(1) ここに、αはスキャナの線膨張率である。次に、第２の
ヒータ用コイル１６ａへの通電を止めた後ｔ秒後のスキ
ャナ温度をＴ(t) とすると、下式が成立する。 Ｔ(t) ＝（Ｔ1 −Ｔ0)ｅ-kt ＋Ｔ0 …(2) したがって、前記(1) 式と(2) 式とから、下記の(3) 式
が求められる。
ヒータ用コイル１６ａへの通電を止めた後ｔ秒後のスキ
ャナ温度をＴ(t) とすると、下式が成立する。 Ｔ(t) ＝（Ｔ1 −Ｔ0)ｅ-kt ＋Ｔ0 …(2) したがって、前記(1) 式と(2) 式とから、下記の(3) 式
が求められる。
【００１９】ΔＳ(t) ＝Ｓ0 ・α・ΔＴｅ-kt …(3) ここに、ｋはスキャナの熱冷却係数、ΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ0
であり、このΔＴは第２のヒータ用コイル１６ａの温度
と該コイル１６ａの周囲の温度との温度差を表してい
る。一例として、前記粘性体１７、１７ａの材料とし
て、エチレングリコールを用いた場合には、前記第２の
粘性体１７ａの温度Ｔ0 を約２８〜３０°Ｃとし、前記
第１の粘性体１７の温度Ｔ1 を約３６〜４０°Ｃになる
ようにするのが好適である。なお、エチレングリコール
は約２５°Ｃで硬化する。
であり、このΔＴは第２のヒータ用コイル１６ａの温度
と該コイル１６ａの周囲の温度との温度差を表してい
る。一例として、前記粘性体１７、１７ａの材料とし
て、エチレングリコールを用いた場合には、前記第２の
粘性体１７ａの温度Ｔ0 を約２８〜３０°Ｃとし、前記
第１の粘性体１７の温度Ｔ1 を約３６〜４０°Ｃになる
ようにするのが好適である。なお、エチレングリコール
は約２５°Ｃで硬化する。
【００２０】図８の装置によれば、第１のヒータ用コイ
ル１６の電流をオン、オフする制御だけであるので、冬
期等において、例えば該装置が１０°Ｃ以下の環境下に
置かれているような場合に、(3) 式のΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ0
が例えば２０°Ｃ程度と大きくなり、スキャナの縮み量
ΔＳが大きくなる。このため、これを補償するためのサ
ーボ系応答電流ａが流れ、前記オフセット電流ａ1 は大
きくなる。また、Ｚ粗動の開始時には、前記環境温度か
ら、第１の粘性体１７が粘性を示す温度まで加熱する必
要があり、Ｚ粗動が実際に動作を開始するまでに時間が
かかる。しかしながら、本実施形態では、該装置が前記
温度Ｔ0 以下のいかなる環境に置かれていても、(3) 式
のΔＴは常に一定でかつ小さい（前記粘性体としてエチ
レングリコールを用いた場合には、ΔＴ＝約８〜１０°
Ｃ）から、前記オフセット電流は小さく、かつＺ粗動が
実際に動作を開始する時間が短くなる。
ル１６の電流をオン、オフする制御だけであるので、冬
期等において、例えば該装置が１０°Ｃ以下の環境下に
置かれているような場合に、(3) 式のΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ0
が例えば２０°Ｃ程度と大きくなり、スキャナの縮み量
ΔＳが大きくなる。このため、これを補償するためのサ
ーボ系応答電流ａが流れ、前記オフセット電流ａ1 は大
きくなる。また、Ｚ粗動の開始時には、前記環境温度か
ら、第１の粘性体１７が粘性を示す温度まで加熱する必
要があり、Ｚ粗動が実際に動作を開始するまでに時間が
かかる。しかしながら、本実施形態では、該装置が前記
温度Ｔ0 以下のいかなる環境に置かれていても、(3) 式
のΔＴは常に一定でかつ小さい（前記粘性体としてエチ
レングリコールを用いた場合には、ΔＴ＝約８〜１０°
Ｃ）から、前記オフセット電流は小さく、かつＺ粗動が
実際に動作を開始する時間が短くなる。
【００２１】次に、本発明の第２実施形態を図５に示
す。この実施形態は、図２に示されているような第１実
施形態の構成から、第２の粘性体１７ａを除去し、図６
に示されているように、Ｚ粗動による探針の下降時（ｔ
3 〜ｔ4)と上昇時( ｔ5 〜ｔ6)に第１のヒータ用コイル
１６の加熱温度を粘性体を十分に軟化させる温度Ｔ1 、
例えば約３６〜４０°Ｃに上げ、一方第２のヒータ用コ
イル１６ａは、装置の使用開始から使用終りまでの時間
ｔ1 〜ｔ2 の間、粘性体が前記第１の軟性を示す温度Ｔ
2 に保つようにする。
す。この実施形態は、図２に示されているような第１実
施形態の構成から、第２の粘性体１７ａを除去し、図６
に示されているように、Ｚ粗動による探針の下降時（ｔ
3 〜ｔ4)と上昇時( ｔ5 〜ｔ6)に第１のヒータ用コイル
１６の加熱温度を粘性体を十分に軟化させる温度Ｔ1 、
例えば約３６〜４０°Ｃに上げ、一方第２のヒータ用コ
イル１６ａは、装置の使用開始から使用終りまでの時間
ｔ1 〜ｔ2 の間、粘性体が前記第１の軟性を示す温度Ｔ
2 に保つようにする。
【００２２】この実施形態によれば、第１のヒータ用コ
イル１６をオンオフした時の最大の温度差はＴ1 −Ｔ2
となり、図８の装置に比べて該温度差は小さくなり、か
つＺ粗動が実際に動作を開始する時間を短縮できる。
イル１６をオンオフした時の最大の温度差はＴ1 −Ｔ2
となり、図８の装置に比べて該温度差は小さくなり、か
つＺ粗動が実際に動作を開始する時間を短縮できる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、装置が置かれている環境温度に関係なく、Ｚ
粗動時に探針を予定の目標位置に正確に担持できるとい
う効果がある。また、Ｚ粗動を作動させるための粘性体
の加熱温度を、短時間に予定温度まで上げることができ
るので、装置の操作性を向上させることができる。
によれば、装置が置かれている環境温度に関係なく、Ｚ
粗動時に探針を予定の目標位置に正確に担持できるとい
う効果がある。また、Ｚ粗動を作動させるための粘性体
の加熱温度を、短時間に予定温度まで上げることができ
るので、装置の操作性を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施形態の概略の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】前記実施形態の要部の構成を示す図である。
【図３】図２の要部の温度と、サーボ系応答電流の時間
的変化を示す図である。
的変化を示す図である。
【図４】サーボ系応答電流に発生するオフセット電流の
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態の要部の構成を示す図で
ある。
ある。
【図６】図５の要部の温度の時間的変化を示す図であ
る。
る。
【図７】従来のＺ粗動装置の一構成例を示す図である。
【図８】従来のＺ粗動装置の他の構成例を示す図であ
る。
る。
８ スピンドル １０ 探針（カンチレバー） １１、１２ 第１、第２のばね １３ 中筒 １５ 太管部 １６、１６ａ 第１、第２のヒータ用コイル １７、１７ａ 第１、第２の粘性体 ４１、４２ ヒータ制御部 ４３、４４ 熱電対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 探針を試料の表面に近接させるZ粗動機
構として、前記探針を支持する第１の支持部材と、前記
第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、前記第１
と第２の支持部材間に充填されZ粗動時には軟化される
粘性体とを備えた走査プローブ顕微鏡において、予備的
な加熱の際には、前記第２の支持部材の温度が前記粘性
体の軟化温度よりも低い所定温度に保持されるように前
記第２の支持部材への加熱が行われ、Z粗動による探針
の試料への近接の際には、前記第２の支持部材を更に加
熱して、前記粘性体が軟性を示す温度とすることを特徴
とする走査プローブ顕微鏡。 - 【請求項２】 Z粗動により前記探針を前記試料から離
す際にも、前記第２の支持部材を加熱して、前記粘性体
が軟性を示す温度とすることを特徴とする請求項１記載
の走査プローブ顕微鏡。 - 【請求項３】 探針を試料の表面に近接させるZ粗動機
構として、前記探針を支持する第１の支持部材と、前記
第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、前記第１
と第２の支持部材間に充填されZ粗動時には軟化される
粘性体とを備えた走査プローブ顕微鏡において、前記第
１の支持部材と前記第２の支持部材との間の長さ方向の
複数箇所に粘性体を充填し、前記複数箇所の粘性体の一
部は前記粘性体が軟化度の小さい第１の軟性を示す温度
に保持し、他の個所の粘性体は、Z粗動時の所定の時間
の間、軟化度の大きい第２の軟性を示す温度まで加熱す
ることを特徴とする走査プローブ顕微鏡。 - 【請求項４】 前記粘性体がエチレングリコールであ
り、前記第１の軟性を示す温度が２８〜３０℃、前記第
２の軟性を示す温度が３６〜４０℃であることを特徴と
する請求項３記載の走査プローブ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29291797A JP3207796B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 走査プローブ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29291797A JP3207796B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 走査プローブ顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133037A JPH11133037A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3207796B2 true JP3207796B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17788080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29291797A Expired - Fee Related JP3207796B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 走査プローブ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207796B2 (ja) |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29291797A patent/JP3207796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11133037A (ja) | 1999-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101891940B1 (ko) | 원자력 현미경을 작동시키는 방법 | |
| JP2001228074A (ja) | マイクロプローブおよび試料表面測定装置 | |
| JP3207796B2 (ja) | 走査プローブ顕微鏡 | |
| JP3468655B2 (ja) | プローブ走査装置 | |
| EP0807799A1 (en) | Probe Scanning Apparatus | |
| US5859357A (en) | Apparatus for measuring friction force between a magnetic head and a magnetic disk | |
| JP3260682B2 (ja) | プローブ走査装置 | |
| US5945671A (en) | Scanning probe microscope and micro-area processing machine both having micro-positioning mechanism | |
| JP2004286696A (ja) | プローブ顕微鏡 | |
| JP2562466B2 (ja) | 形状記憶合金コイルばね特性測定装置 | |
| JP3106239B2 (ja) | プローブ走査装置 | |
| JP2000241332A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| WO1997035308A1 (fr) | Appareil d'enregistrement | |
| Chu et al. | Lifetime studies of electrothermal bent-beam actuators in single-crystal silicon and polysilicon | |
| JP3128512B2 (ja) | プローブ走査装置 | |
| US6734426B2 (en) | Probe scanning device | |
| JP2001194285A (ja) | プローブ走査装置 | |
| JP3241427B2 (ja) | 熱分析装置 | |
| JP2999295B2 (ja) | 熱分析装置 | |
| JP2000352552A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡のオフセット除去方法 | |
| JPH10221349A (ja) | プローブ走査装置 | |
| JP3670757B2 (ja) | 試料温度制御方法及び装置 | |
| JP2821511B2 (ja) | 傾き調整方法 | |
| JP3895710B2 (ja) | プローブ走査装置 | |
| JP2000346779A (ja) | 走査プローブ顕微鏡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 12 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 12 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| 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 |