JP4177176B2 - Micro hand - Google Patents
Micro hand Download PDFInfo
- Publication number
- JP4177176B2 JP4177176B2 JP2003159344A JP2003159344A JP4177176B2 JP 4177176 B2 JP4177176 B2 JP 4177176B2 JP 2003159344 A JP2003159344 A JP 2003159344A JP 2003159344 A JP2003159344 A JP 2003159344A JP 4177176 B2 JP4177176 B2 JP 4177176B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable holder
- sample chamber
- holding portion
- terminal holding
- outside
- 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
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 98
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 29
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 72
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/208—Elements or methods for movement independent of sample stage for influencing or moving or contacting or transferring the sample or parts thereof, e.g. prober needles or transfer needles in FIB/SEM systems
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料に対して微細な操作力を与える指片を駆動するマイクロハンド、特にμオーダーの微小試料を扱う装置、例えば、電子顕微鏡,イオンビーム加工装置その他種々の微小試料を扱う装置に使用可能なマイクロハンド(マイクロマニピュレータ,マニピュレータと称されることもある)に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子顕微鏡を用いてμオーダの生物試料(微小試料)を観察する場合、ハンド機構の要素となる針状の棒(指片)を単数或いは複数用いて、この指片を試料室外部から微細操作してその操作力を試料に加える技術が知られている。
【0003】
電子顕微鏡など真空雰囲気の試料室に用いられるマイクロハンドは、試料室内部で動作する指片及びその駆動機構よりなるハンド機構と、このハンド機構を保持し且つその位置調整を試料室外部より行う位置調整機構とを備える。
【0004】
針状の指片を用いる場合には、試料の表面を観察するだけではなく、内部の組織を表面に引き出して観察をすることができる。
【0005】
電子顕微鏡やイオンビーム加工装置の試料にマイクロハンドを用いて操作力を与える場合、試料室は真空雰囲気にある。したがって、試料室外部(大気)より指片を操作する場合には、試料室を形成する壁体にハンド機構を支持するホルダーを気密状に貫通配置している。また、アクチュエータを駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を、試料室内から真空外へ引き出す必要がある。
【0006】
この種のリード線配線技術としては、本願発明者らは、例えば、特許文献1(特開2002−103298号公報)に示すものを提案している。この技術は、試料室の壁に気密端子を独自に貫通配置し、この端子の一端とハンド機構(指片及びその駆動機構を一つの組立体としたもの)とを、試料室内部でリード線を介して接続し、また、前記端子の他端には、試料室外部で制御装置に引き出されるリード線を接続している。
【0007】
このような配線技術は、リード線のテンションがマイクロハンドの駆動機構にかかり易い構造であるため、指片の微細な動きを阻害し振動を発生させる要因となっている。
【0008】
さらに本発明者らは、特許文献2(特開2002−187079号)において、マイクロハンドの位置調整機構(ホルダー)と気密端子とを、一つのフランジに集約的に配設し、このフランジを試料室の壁部に取り付ける技術を提案している。これも前述と同様に、リード線のテンションがマイクロハンドの駆動機構にかかり易い構造になっている。この他に試料の微細作業を行う装置として、特許文献3(特開平11−254356号公報)、特許文献4(特開2001−91857号公報)等があるが、リード線を真空外へ取り出す技術については、提案されていない。
【0009】
また、本発明者は、特許文献5(特開平6−310069号公報)に記載した電子顕微鏡の試料支持装置において、半導体試料を保持する支持装置(ホルダー)の内部に、半導体試料に電圧を印加するためのコードを通した技術を提案している。これは試料へ電圧を供給するためのものであり、マイクロハンドのように試料に微細な動きをさせるものではなく、試料に微細な動きを与える上でのリード線に作用するテンションの問題について示唆されていない。
【0010】
特許文献6(特開平10−69618号公報)では、荷電粒子装置(例えば透過型電子顕微鏡)において、その鏡体の一部(試料室壁部)に移動機構を設けて、この移動機構が試料室内で試料固定台、端子、固定台保持部の組立体を保持する技術が開示されている。この公知例は、試料室内部(真空雰囲気)で試料−信号線(リード線)−端子−信号線(リード線)を接続し、この信号線を鏡体を通して外部に引き出す技術が開示されている。
【0011】
この従来技術は、試料室内部のリード線の配線量が比較的多くなるので、アウトガスの対策が必要になる。ここで、アウトガスとは、リード線の被覆材から出る被覆材成分ガスや、リード線が撚り線の場合には、撚り線間に含まれる空気であり、コンタミネーション、真空低下の原因となるものである。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−103298号公報の図1の実施例
【特許文献2】
特開2002−187079号公報の図1の実施例
【特許文献3】
特開平11−254356号公報
【特許文献4】
特開2001−91857号公報
【特許文献5】
特開平6−310069号公報の図1、図2の実施例
【特許文献6】
特開平10−69618号公報の図1の実施例
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロハンドを駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を、試料室内から試料室外へ引き出すための電気配線には、種々の課題がある。
【0014】
一つは、例えばマイクロハンドの適用対象が電子顕微鏡などの場合には、高い倍率で観察するのでリード線のテンションがハンド機構(指片とその駆動機構の組立体)にかかると指片先端の振動要因となって、それが拡大され焦点が合わなくなる等の精度低下の原因となる。
【0015】
二つめは、電気信号を引き出すリード線からのアウトガスによるコンタミネーション発生、真空低下を抑制することが望まれる。
【0016】
本発明の目的は、上記課題を解決して、電子顕微鏡のような真空下、電子線照射の下でも、支障なく、微小対象物を摘んだり、移動させたり、回転させたり、開放動作を行い、今まで以上に微小物の観察や組立等を可能にする精度の良いマイクロハンドを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために基本的には、次のように構成した。
【0018】
一つは、真空の試料室内で単数或いは複数の指片を電気信号に基づき駆動するマイクロハンドにおいて、前記指片及びその駆動機構を保持し且つ試料室内における前記指片の位置を試料室外部から調整し得る可動ホルダーと、前記指片を駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を試料室内から試料室外へ引き出すための気密端子と、前記気密端子を保持する端子保持部と、を備える。そして、前記可動ホルダーと前記端子保持部とが、同軸一体構造をなして気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に設ける構成にした。
【0019】
また、上記構成に関連して、前記可動ホルダーは、気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に配置され、前記端子保持部は、前記可動ホルダー内に試料室内外を遮るようにして配置したマイクロハンドを提案する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0021】
図1は、本発明の一実施例であるマイクロハンドの取付け状態を示す断面図である。マイクロハンドは、一例として、走査電子顕微鏡に適用されている。
【0022】
図2は、上記実施例に使用されるマイクロハンドのハンド機構(指片とその駆動機構との組立体)を示す図、図3はその指片の一つを示す図(図2のA部詳細図)である。
【0023】
図1において、試料室2は、対物レンズ1の試料観察に使用され、対物レンズ1の下部に配置される。試料室2は、使用時に真空雰囲気にあり、試料30を固定する試料台29を収容している。
【0024】
試料室2の内部には、マイクロハンド10のハンド機構10Aが配置されている。ハンド機構10Aは、単数或いは複数の針状の指片15,16及びそれを駆動する駆動機構11との組立体(ユニット)よりなる。
【0025】
マイクロハンド10は、ハンド機構10Aとそれを保持する可動ホルダー10Bと備えて成る。
【0026】
可動ホルダー10Bは、軸方向に一体成形したスリーブ状の中空軸部10B´とロッド10B″とを有する。中空軸部10B´はロッド10B″よりも大径であり、両者は同一軸線上に配置されている。ハンド機構10Aは、可動ホルダー10Bの先端(反ロッド10B″側)に支持ベース60を介して取り付けられている。
【0027】
試料室2の壁体2aに、可動ホルダー10Bを保持する筒体3が壁体2aを貫通するようにして気密状に固定されている。2bは、壁体2aに設けた筒体3の貫通孔である。
【0028】
本実施例では、筒体3は、フランジ3aを有し、このフランジ3aを壁体2aにシールリング40を介して、ねじ止め(図示省略)することで、耐真空的に取り付けられている。また、筒体3は溶接により壁体2aに取り付けてもよい。
【0029】
筒体3の内部に、可動ホルダー10Bが、後述するスクリュー機構9および球面対偶4(首振運動機構5)を介して、X,Y,Z軸方向の動作が可能に組み込まれている。この可動ホルダー10Bの組み込みは、気密シール31を伴って組み込まれている。気密シール31は、Oリングにより構成され、可動ホルダー10Bの中空軸部10B´の外周に設けた溝50にはめ込まれている。
【0030】
可動ホルダー10Bは、この気密シール31を支点として首振り動作(Y軸,Z軸方向の動作を含む)が可能になるようにしてある。
【0031】
ここで、可動ホルダー10Bのスクリュー機構9及び首振運動機構5について説明する。
【0032】
筒体(外筒)3は、内部に凸球面4aを形成した隔壁41が形成されている。この隔壁41を境にして、筒体3内部の試料室側に可動ホルダー10Bの中空軸部10B´が配置され、またロッド10B″は、隔壁41に設けた孔43を通して隔壁41よりも反試料室側に延出している。
【0033】
ロッド10B″は、その外周に首振運動機構5の軸6が嵌合している。軸6は、ロッド10B″の溝45にビス44により固定されている。軸6の一端は凹球面4bをなし、先に述べた凸球面4aと凹球面4bとが係合することで球面対偶(すべり対偶)4を構成している。この場合、隔壁41側を凹球面、軸6側を凸球面としてもよい。
【0034】
軸6の外周面には、Y軸,Z軸にそれぞれ首振り操作用の調整つまみ(ねじ)61と戻しばね付の軸抑え46とが配置されており、この調整ねじ61と軸抑え46は、筒体3に設けられている。
【0035】
調整ねじ61を進退動作させることにより、球面対偶4のすべり動作により可動ホルダー10B(中空軸部10B´)がシール31を支点にして首振運動する。球面対偶4の球面の半径Rは、気密シール31の半径と可動ホルダー10Bの軸線とが交わる点から前記球面までの距離に一致する。
【0036】
ロッド10B″の後端部(反試料室側の端部)には、スクリュー機構9の雄ねじ9aが設けられ、この雄ねじ9aにつまみ(雌ねじ9b)が螺合している。つまみ9bを回すことにより、可動ホルダー10Bは、ロッド10B″外周の溝45の範囲内で進退動作(X軸方向の移動動作)を行う。
【0037】
可動ホルダー10B(中空軸部10B´)内部の先端側には、端子保持部47が試料室内外を遮るようにして固定配置されている。この端子保持部47には、複数の気密端子25が貫通保持されている。気密端子25は、指片(ハンド機構10A)15,16を駆動するための電力供給用及び電気信号検出用のリード線24,26を試料室内から試料室外へ引き出すためのものである。
【0038】
すなわち、可動ホルダー10Bと端子保持部47とは、同軸一体構造をなして気密シール31を伴って試料室2の内外を仕切る位置に設けられている。また、ハンド機構10A(指片駆動機構)と可動ホルダー10Bと端子保持部47とが同軸上に配置されている。
【0039】
可動ホルダー10B内に設けた端子保持部47は、少なくとも一部が試料室の内外を仕切る位置(壁2a)にかかるように配置され、球面対偶4が端子保持部47よりも可動ホルダー10Bの力点(つまみ)61側に配置されている。
【0040】
また、可動ホルダー10Bが回動するための支点(気密シール31)は、可動ホルダー10Bの力点61と作用点(ハンド機構10A)との間の中点よりも作用点側に位置して力点の動きを縮小して伝達するようにしてある。
【0041】
端子保持部47は、試料室内外のリード線24,26の中継点となる。それによって、気密端子25の一端とハンド機構(指片の駆動機構)10Aとが試料室雰囲気の中でリード線24を介して電気的に接続され、且つ気密端子25のもう一端に接続されるリード線26が試料室外部に引き出されている。
【0042】
このようなリード線接続態様は、真空中のリード線24の長さを最短にすることができる。
【0043】
ハンド機構10Aのベース60には、リード線24を通す孔60´が設けられている。また、可動ホルダー10Bと筒体3の側面には、リード線26を試料室外部に引き出すための窓48,49が設けられている。
【0044】
本実施例に用いるハンド機構10Aの詳細は、図2に示してある。このハンド機構10Aについては、既に知られたものである。また、ハンド機構については、従来種々のタイプのものが知られているが、本発明は、これらに適用可能である。
【0045】
本例におけるハンド機構10Aは、指片15,16とその駆動機構11とによって構成される。駆動機構11は、第1のパラレルリンク機構11Aと第2のパラレルリンク機構11Bとによる簡便な機構により構成される。
【0046】
パラレルリンク機構11Aの中心軸とパラレルリンク機構11Bの中心線とが一致するように、これらのリンク機構11、11Bが対向配置されている。
【0047】
パラレルリンク機構11は、中心孔13aのある円板形状の基体13およびこの基体13に対向配置された円板形状の中間部材14を備える。基体13と中間部材14とは、複数(例えば6本)のリンク18により連結されている。一方、パラレルリンク機構11Bは、パラレルリンク機構11Aの構成部材を兼ねる中間部材14およびこの中間部材14に対向配置された円板形状のベース17を備える。この中間部材14とベース17とは、複数(例えば6本)のリンク19により連結されている。
【0048】
基体13の上面には、第1の指片15の基端部が固着され、第1指片15の先端部が外方に延出している。この第1指片15は、図3に詳細に示すように、基端部を形成する支柱15aにネジにより固着されたボールジョイント15cと、このボールジョイント15cのボール15dに連結された筒体15eと、この筒体15e内に挿入止着される先端部のニードル15fとを備え、ボールジョイント15cによりニードル15fを任意方向に向けることができるように支持されている。ボールジョイント15cは、支持体15により支持され、支持体15を介してボールジョイント15cと支柱15aとが連結される。
【0049】
一方、中間部材14においては、基体13より大きい円板の中心位置に、第2の指片16の基端部が固着され、その先端部は、基体13の中心孔13aを貫通して外方に延出させている。この指片16は、基端部を形成する支柱16aと、この支柱16aの端部に止着された先端部のニードル16bとを備える。この指片16と指片15のそれぞれの先端部、即ち、ニードル16bとニードル15fとが、両者間に微小な相対運動を生じさせるように対向配置されている。また、上記基体13と中間部材14とは、前述のように、6本のリンク18により連結され、これらのリンク18によって形成されるリンク機構は、主として指片15と指片16とに微小な相対運動を生成させる機能を果たすものである。更に、中間部材14とベース部材17とは、前述のように、6本のリンク19により連結され、これらのリンク19によって形成されるリンク機構は、主として、広い作業空間にある対象物に対する指片15および指片16の位置決め機能を果たすものである。
【0050】
パラレルリンク機構11Aを構成する6本のリンク18は、その3本ずつをそれぞれ1群とする。各群のリンク18の基体13および中間部材14との接続点を、基体13と中間部材14との中心軸線の周りの円周上にほぼ等分に配する。且つ両群のリンク18を互いに反対方向に傾斜させて配設する。更に詳細には、基体13において一方の群の接続点と他方の群の接続点とは、上記中心軸線の周りのほぼ同じ位置に配設される。また、中間部材14において一方の群の接続点と他方の群の接続点とは、上記中心軸線の周りのほぼ同じ位置に配設される。これによって、両群の互いに隣接するリンク18は、所定の傾斜角をなすように配設している。
【0051】
パラレルリンク機構11Bを構成する6本のリンク19もまた、その3本ずつをそれぞれ1群とする。各群のリンク19の中間部材14およびベース部材17との接続点を中心軸線の周りにほぼ等分に配する。且つ両群のリンク19を互いに反対方向に傾斜させて配設している。リンク18、19のそれぞれには、それらを伸縮にするアクチュエータ20、21がそれぞれ設けられる。それらのアクチュエータによってパラレルリンク機構11Aの動作を制御する第1駆動制御手段、およびパラレルリンク機構11Bの動作を制御する第2駆動制御手段を形成している。上記各リンクに設けるアクチュエータとしては、積層型圧電素子などを採用している。
【0052】
パラレルリンク機構11Bに用いられているアクチュエータ21は、広い作業空間にある対象物に対する位置決め制御を行うため、必要に応じて、パラレルリンク機構11Aのアクチュエータ20に比べて伸縮量の大きいものを用いるのが望ましい。
【0053】
アクチュエータ20、21として用いる積層型圧電素子は、応答が速く、微小変位と高出力が得られるものの、ヒシテリシスが非常に大きく、駆動電圧のみによるオープンループ制御では、正確な位置決めを行うことが困難であるため、変位量を測定してフィードバック制御することが望ましく、この場合には、特に、コンパクトな変位測定手段とサーボ駆動系が要求される。
【0054】
このような変位測定手段としては、図2に示すように、圧電素子からなるアクチュエータ20、21の伸縮方向に直接貼設して、それら圧電素子の微小な変位を検出する歪みゲージ22、23を採用している。また、上記圧電素子のサーボ系としては、計算機を用いたソフトウエアサーボや演算増幅器を用いたアナログサーボ等を採用している。
【0055】
アクチュエータ20、21および歪みゲージ22、23からのリード線24は気密端子25を介して大気側へ導びかれサーボ系制御回路(図示は省略してある)に接続している。
【0056】
リード線24の数はアクチュエータ20、21から24本(アクチュエータの数12個×2本)、歪みゲージ22、23から24本(歪みゲージの数12枚×2本)計48本になっており、気密端子25のピン数もその数に見合った数になっている。
【0057】
次に、本実施例に係るマイクロハンド機構の動作を説明する。
【0058】
マイクロハンドのハンド機構10Aは、予め試料室2にセットされ、走査電子顕微鏡を所定の手順で操作して表示画面に像を出す。そして、粗の位置調整機構をなす可動ホルダー10Bをつまみ9bや61を用いて操作することによって、所望の視野を選び、生物試料の場合次のような微細操作を行う。
【0059】
必要に応じて、ハンド機構10Aに対して、つまみ9bによるX軸方向位置調整とつまみ44(首振運動機構5)によるY軸,Z軸方向位置調整を行なうことで、試料30のどの部分に指片15,16の微細操作力を加えるのか決める。所定の対象物をハンドリングする場合は、アクチュエータ21による6本のリンク19により、下部パラレルリンク機構12を制御し、第1指片15と第2指片16とを上記対象物に対して位置決めする。且つ、アクチュエータ20による6本のリンク18により、上部パラレルリンク機構11を制御し、第1指片15と第2指片16とに微小な相対運動を生成させる。
【0060】
すなわち、まず、6本のリンク19のアクチュエータ21を駆動して、それらリンク19を所定量だけ伸縮させる。それによって、指片15と指片16とを広い作業空間にある対象物に対し位置決めするが、この位置決めは、歪みゲージ22から各リンク19の変位量を検出し、この変位量から指片15および指片16の現位置を算出し、これをフィードバックして指片15および指片16に対する位置決め指令値と比較し、その偏差量がなくなるまでアクチュエータ21をサーボ駆動することにより行う。
【0061】
そして、位置決めされた第2の指片16に対し、6本のリンク18のアクチュエータ20を駆動してこれらリンク18を所定量だけ伸縮させ、第1指片15および第2指片16とに微小な相対運動を生成させる。
【0062】
この相対運動の生成は、上述の位置決めの場合と同様に、歪みゲージ22から各リンク18の変位量を検出して、この変位量から指片15および16の相互の相対位置を算出し、指片15および16に所定の相対運動を生成させるようにアクチュエータ20をサーボ駆動することにより行う。次に、例えば、対象物を指片15と16とにより摘んで所定の場所に移動させる場合には、パラレルリンク機構12を制御するだけでよい。
【0063】
このように、パラレルリンク機構11、12にそれぞれ上記機能をそれぞれ分担させることにより、動作領域が広く、しかも広い動作領域内で微小な相対運動を生成して、容易に対象物をハンドリングすることができる。なお、上述したマイクロハンド機構は、真空中、電子線下で数ミクロンm程度の微小物体(例えば細胞等)を対象とし2本指でそれを摘んで、並進、回転移動による位置決め、把持、押付け、切断、引き伸ばし、圧搾、穴明け、かき混ぜ、はね飛ばし等を行うために有効なものである。
【0064】
本実施例によれば、次のような効果を奏する。
【0065】
▲1▼試料室の内外を仕切る位置にある可動ホルダー10Bの内部に、端子保持部47が試料室内外を遮るようにして配置される。それによって、可動ホルダー10Bと端子保持部47とが、同軸一体或いはそれに近い構造をなす。
【0066】
このような構造は、端子保持部47を試料室内外のリード線中継点とすることによって、試料室内のリード線24の長さをできるだけ短くでき、省線ひいてはリード線24のハンド機構10Aにかかる負荷を小さくすることができる(換言すれば、リード線の大部分は、符号26に示す端子保持部47より大気側に出たリード線となり、このリード線26はハンド機構10Aに負荷を与えない)。特に、ハンド機構10Aと可動ホルダー10Bと端子保持部47とが同軸上に配置されると、リード線24は接続対象物間に最短距離で接続されることになる。また、リード線24により接続されるハンド機構10Aと端子保持部47とは、可動ホルダー10Bと一体に動くので、リード線24にさほど弛みをもたせなくともリード線24のテンションの影響をハンド機構10Aにほとんで与えない配線構造にすることができる。マイクロハンド10の全体の動きに追随してリード線24も同じ動きをするので、指片15と16に微細な動きをさせるときの妨げとなっていない。
【0067】
したがって、リード線の配線は複数の針状指片の動きと干渉せずに引き出され、リード線によって針状指片の微細な動きが阻害されることがない。
【0068】
それによって、試料の微細操作を精度良く行うことができる。
【0069】
▲2▼また、首振り機構5の球面対偶4が端子保持部47よりも力点61側に配置されているので、球面対偶4と力点61間の距離を短くすることで、振動に強い首振り機構が実現でき、それによってハンド機構ひいては指片に微細動作の精度をさらに向上させることができる。
【0070】
▲3▼また、可動ホルダー10Bが回動するための支点31は、力点61と作用点10Aの間の中点よりも作用点側に位置しているので、力点の動きを縮小して伝達することができ、微細動作の精度をさらに向上させることができる。
【0071】
▲4▼また、試料室外(真空外)でリード線の大部分26を引き出すことで、試料室内(真空中)のリード線を減少させ、それによって、アウトガスによるコンタミネーションの要因や真空を低下させる要因を大幅に減少させることができる。
【0072】
特に、真空中では、リード線の種類に制限があるが(アウトガスの発生をさけるために被覆材の成分ガスが発生しにくい線材や隙間に空気含有が多い撚り線の使用をできるだけ避けるなど)、本実施例では、このような制限にとらわれず、リード線を使用できる利点がある。
【0073】
▲5▼電子顕微鏡の持つ高い倍率と高い分解能は、マイクロハンドについても高精度の微細操作力を要求するが、本発明によれば、このような要求に応えることができる。それによって、本発明は、マイクロエレクトロニクス、バイオテクノロジー、医療の分野により貢献することが可能となる。
【0074】
なお、本発明に係るマイクロハンドは、電子顕微鏡に限らず、種々のμオーダーの試料操作が要求されるものに適用可能である。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、電子顕微鏡のような真空下、電子線照射の下でも、試料に対して今まで以上に高精度の微細操作力を与えることにより、精度が高くい試料微小物の観察や組立等を可能にし、しかも、その試料操作の操作性を向上させることができる。
【0076】
その他に、装置の省配線化を実現でき、また、配線からのアウトガスの低減、つまり真空の低下とコンタミテーションの要因を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるマイクロハンドの取付け状態を示す断面図。
【図2】上記実施例に使用される二本指ハンド機構の斜視図。
【図3】図2のA部詳細を示す要部断面図。
【符号の説明】
2…試料室、2a…試料室の壁体、3…筒体、4…球面対偶、5…首振運動機構、10…マイクロハンド、10A…ハンド機構、10B…可動ホルダー、11…指片駆動機構、15,16…指片、24,26…リード線、25…気密端子、47…端子保持部、31…気密シール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to a microhand that drives a finger piece that gives a fine operating force to a sample, particularly a device that handles a micro sample of μ order, such as an electron microscope, an ion beam processing device, and other devices that handle various micro samples. The present invention relates to a usable micro hand (micro manipulator, sometimes called a manipulator).
[0002]
[Prior art]
When observing μ-order biological specimens (micro specimens) using an electron microscope, one or more needle-shaped bars (finger pieces), which are elements of the hand mechanism, are used to finely manipulate the finger pieces from outside the sample chamber. A technique for applying the operating force to a sample is known.
[0003]
A micro hand used in a sample chamber in a vacuum atmosphere, such as an electron microscope, has a finger mechanism that operates in the sample chamber and a drive mechanism thereof, and a position that holds the hand mechanism and adjusts its position from the outside of the sample chamber. An adjustment mechanism.
[0004]
In the case of using a needle-like finger piece, not only the surface of the sample is observed but also the internal tissue can be pulled out and observed.
[0005]
When operating force is applied to a sample of an electron microscope or an ion beam processing apparatus using a micro hand, the sample chamber is in a vacuum atmosphere. Therefore, when the finger piece is operated from the outside of the sample chamber (atmosphere), a holder for supporting the hand mechanism is disposed in an airtight manner in the wall forming the sample chamber. Moreover, it is necessary to draw out the lead wires for power supply and electric signal detection for driving the actuator from the sample chamber to the outside of the vacuum.
[0006]
As this type of lead wiring technique, the inventors of the present application have proposed, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-103298). In this technology, a hermetic terminal is uniquely placed through the wall of the sample chamber, and one end of this terminal and the hand mechanism (the finger piece and its drive mechanism are combined into one assembly) are connected to the lead wire inside the sample chamber. In addition, the other end of the terminal is connected to a lead wire drawn out to the control device outside the sample chamber.
[0007]
Such a wiring technique has a structure in which the tension of the lead wire is likely to be applied to the driving mechanism of the microhand, and thus is a factor that inhibits minute movement of the finger piece and generates vibration.
[0008]
Further, the inventors of the present invention disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-187079) that a microhand position adjusting mechanism (holder) and an airtight terminal are collectively arranged on one flange, and this flange is used as a sample. It proposes a technology to attach to the wall of the room. This also has a structure in which the tension of the lead wire is easily applied to the driving mechanism of the microhand, as described above. In addition to this, there are Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-254356), Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-91857), etc. as apparatuses for performing a fine work on a sample. Has not been proposed.
[0009]
Further, the present inventor applied a voltage to the semiconductor sample inside the support device (holder) for holding the semiconductor sample in the sample support device for the electron microscope described in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-310069). The technology through the code to do is proposed. This is to supply voltage to the sample, and does not cause the sample to move finely like a micro hand, but suggests a problem of tension acting on the lead wire in giving fine movement to the sample. It has not been.
[0010]
In Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-69618), in a charged particle device (for example, a transmission electron microscope), a moving mechanism is provided on a part of the mirror body (sample chamber wall), and this moving mechanism is a sample. A technique for holding an assembly of a sample fixing base, a terminal, and a fixing base holding part in a room is disclosed. This known example discloses a technique in which a sample-signal wire (lead wire) -terminal-signal wire (lead wire) is connected in a sample chamber (vacuum atmosphere), and the signal wire is drawn out through a mirror body. .
[0011]
In this prior art, the amount of lead wires in the sample chamber is relatively large, and therefore countermeasures against outgas are required. Here, outgas is a coating material component gas that comes out of the coating material of the lead wire, or, if the lead wire is a stranded wire, it is the air contained between the stranded wires, which causes contamination and reduced vacuum It is.
[0012]
[Patent Document 1]
FIG. 1 embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-103298 [Patent Document 2]
FIG. 1 embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-187079 [Patent Document 3]
JP-A-11-254356 [Patent Document 4]
JP 2001-91857 A [Patent Document 5]
Examples of FIGS. 1 and 2 of JP-A-6-310069 [Patent Document 6]
FIG. 1 embodiment of Japanese Patent Laid-Open No. 10-69618
[Problems to be solved by the invention]
There are various problems in electrical wiring for drawing out the lead wires for power supply and electric signal detection for driving the microhand from the sample chamber to the outside of the sample chamber.
[0014]
For example, when the application object of the micro hand is an electron microscope, for example, since observation is performed at a high magnification, if the tension of the lead wire is applied to the hand mechanism (the assembly of the finger piece and its driving mechanism), It becomes a vibration factor, which causes a reduction in accuracy such as expansion and loss of focus.
[0015]
Secondly, it is desired to suppress the occurrence of contamination due to outgas from the lead wire from which an electric signal is drawn out and the vacuum drop.
[0016]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and perform picking, moving, rotating, and opening operations of a micro object without any trouble even under vacuum or electron beam irradiation like an electron microscope. It is an object of the present invention to provide a micro hand with high accuracy that enables observation, assembly, and the like of minute objects than ever.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is basically configured as follows.
[0018]
One is a micro hand that drives one or more finger pieces in a vacuum sample chamber based on an electrical signal, and holds the finger pieces and the driving mechanism thereof, and positions the finger pieces in the sample chamber from the outside of the sample chamber. A movable holder that can be adjusted, an airtight terminal for pulling out a lead wire for power supply and electric signal detection for driving the finger piece from the sample chamber to the outside of the sample chamber, and a terminal holding portion for holding the airtight terminal. Prepare. Then, the movable holder and the terminal holding part are provided in a position that forms a coaxial integrated structure and partitions the inside and outside of the sample chamber with an airtight seal.
[0019]
Further, in relation to the above configuration, the movable holder is disposed at a position for partitioning the inside and outside of the sample chamber with an airtight seal, and the terminal holding portion is configured to block the outside of the sample chamber within the movable holder. Propose the arranged micro hand.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting state of a microhand according to an embodiment of the present invention. The microhand is applied to a scanning electron microscope as an example.
[0022]
FIG. 2 is a view showing a hand mechanism (an assembly of finger pieces and their drive mechanisms) of the micro hand used in the above embodiment, and FIG. 3 is a view showing one of the finger pieces (part A in FIG. 2). Detailed view).
[0023]
In FIG. 1, a
[0024]
Inside the
[0025]
The
[0026]
The movable holder 10B has a sleeve-shaped hollow shaft portion 10B ′ and a rod 10B ″ integrally formed in the axial direction. The hollow shaft portion 10B ′ has a larger diameter than the rod 10B ″, and both are disposed on the same axis. Has been. The
[0027]
A
[0028]
In the present embodiment, the
[0029]
A movable holder 10B is incorporated in the
[0030]
The movable holder 10B is capable of swinging (including operations in the Y-axis and Z-axis directions) with the
[0031]
Here, the
[0032]
The cylindrical body (outer cylinder) 3 is formed with a
[0033]
The
[0034]
On the outer peripheral surface of the
[0035]
By moving the
[0036]
A
[0037]
A
[0038]
That is, the
[0039]
The
[0040]
Further, the fulcrum (airtight seal 31) for rotating the movable holder 10B is located closer to the action point than the midpoint between the
[0041]
The
[0042]
Such a lead wire connection mode can minimize the length of the
[0043]
The
[0044]
Details of the
[0045]
The
[0046]
These link
[0047]
The
[0048]
The base end portion of the
[0049]
On the other hand, in the
[0050]
Each of the six
[0051]
The six
[0052]
The
[0053]
The multilayer piezoelectric elements used as the
[0054]
As such a displacement measuring means, as shown in FIG. 2, strain gauges 22 and 23 for directly attaching the
[0055]
Lead
[0056]
The number of
[0057]
Next, the operation of the microhand mechanism according to the present embodiment will be described.
[0058]
The
[0059]
If necessary, the X-axis direction position adjustment by the
[0060]
That is, first, the
[0061]
Then, the
[0062]
As in the case of the positioning described above, the relative motion is generated by detecting the displacement amount of each link 18 from the
[0063]
In this way, by causing the
[0064]
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0065]
{Circle around (1)} The
[0066]
In such a structure, by using the
[0067]
Therefore, the wiring of the lead wire is drawn out without interfering with the movement of the plurality of needle-like finger pieces, and the fine movement of the needle-like finger pieces is not hindered by the lead wire.
[0068]
Thereby, fine manipulation of the sample can be performed with high accuracy.
[0069]
(2) Since the
[0070]
(3) Further, since the
[0071]
(4) Also, by pulling out most of the
[0072]
Especially in vacuum, there are restrictions on the types of lead wires (such as avoiding the use of wire rods that do not easily generate component gas to prevent outgassing or stranded wires with high air content in the gap). In this embodiment, there is an advantage that a lead wire can be used without being restricted by such a restriction.
[0073]
{Circle around (5)} The high magnification and high resolution of the electron microscope require a highly precise fine manipulation force for the micro hand, but according to the present invention, such a demand can be met. Thereby, the present invention can contribute to the fields of microelectronics, biotechnology and medicine.
[0074]
Note that the microhand according to the present invention is not limited to an electron microscope, and can be applied to those requiring various μ-order sample operations.
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, for example, even in a vacuum such as an electron microscope, even under irradiation with an electron beam, by applying a fine manipulation force with higher accuracy to the sample than ever, it is possible to obtain a sample with high accuracy. Observation, assembly, and the like are possible, and the operability of the sample operation can be improved.
[0076]
In addition, the wiring of the apparatus can be reduced, and the outgas from the wiring can be reduced, that is, the factor of vacuum drop and contamination can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting state of a microhand according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a two-finger hand mechanism used in the embodiment.
3 is a cross-sectional view of a main part showing details of a part A in FIG.
[Explanation of symbols]
2 ... sample chamber, 2a ... wall of sample chamber, 3 ... cylinder, 4 ... spherical pair, 5 ... oscillating motion mechanism, 10 ... micro hand, 10A ... hand mechanism, 10B ... movable holder, 11 ... finger drive Mechanism, 15, 16 ... finger pieces, 24, 26 ... lead wire, 25 ... airtight terminal, 47 ... terminal holding part, 31 ... airtight seal.
Claims (8)
前記指片及びその駆動機構からなるハンド機構を前記試料室内に保持し且つ試料室内における前記指片の位置を試料室外部から調整し得る可動ホルダーと、前記指片を駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を試料室内から試料室外へ引き出すための気密端子と、前記気密端子を保持する端子保持部と、を備え、
前記可動ホルダーと前記端子保持部とが、同軸一体構造をなして気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に設けられ、
前記駆動機構と前記可動ホルダーと前記端子保持部とが同軸線上に配置され、前記ハンド機構と端子保持部とが前記可動ホルダーと一体に動くように構成され、
前記可動ホルダーは、大気側に設けた球面対偶により回動動作が可能にしてあり、前記可動ホルダーの外周には溝を設け、該溝にOリングよりなる前記気密シールを組み込んで、該気密シールの前記筒体の内周に接する部位を支点にして、前記可動ホルダーが回動し得るように構成され、
前記可動ホルダー内に設けた前記端子保持部は、少なくとも一部が前記試料室の内外を仕切る位置にかかるように配置され、
前記試料室の内外を仕切る壁体を基準にして、この壁体から外側に向けて前記端子保持部を有する可動ホルダーと、前記球面対偶と、力点が作用する軸とが同一軸線上にその記載順に配置され、
前記球面対偶は、前記可動ホルダーを保持する前記筒体に設けた固定側の球面対偶要素と、力点が作用する前記軸に設けた可動側の球面対偶要素とからなり、これらの球面対偶要素は球形の一部からなる形状をなし、
前記固定側の球面対偶要素の中心に貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記可動ホルダーに設けたロッドが挿通されて、このロッドを介して、前記可動ホルダーと力点が作用する前記軸とが連結されていることを特徴とするマイクロハンド。In a micro hand that drives one or more finger pieces that give a fine operating force to a sample in a vacuum sample chamber based on an electrical signal,
A movable holder that holds a hand mechanism including the finger piece and its driving mechanism in the sample chamber and can adjust the position of the finger piece in the sample chamber from the outside of the sample chamber, and a power supply and an electric for driving the finger piece An airtight terminal for drawing a signal detection lead wire out of the sample chamber from the sample chamber, and a terminal holding portion for holding the airtight terminal,
The movable holder and the terminal holding part are provided at a position where the inner and outer sides of the sample chamber are partitioned with an airtight seal in a coaxial integrated structure,
The drive mechanism, the movable holder, and the terminal holding portion are arranged on a coaxial line, and the hand mechanism and the terminal holding portion are configured to move integrally with the movable holder,
The movable holder can be rotated by a spherical pair provided on the atmosphere side, and a groove is provided on an outer periphery of the movable holder, and the hermetic seal including an O-ring is incorporated in the groove, and the hermetic seal is provided. The movable holder can be rotated with a portion in contact with the inner periphery of the cylindrical body as a fulcrum,
The terminal holding portion provided in the movable holder is disposed so that at least a part thereof is in a position to partition the inside and outside of the sample chamber,
The movable holder having the terminal holding portion from the wall body to the outside with reference to the wall body that partitions the inside and outside of the sample chamber, the spherical pair, and the axis on which the force point acts are described on the same axis. Arranged in order,
The spherical pair includes a fixed-side spherical pair element provided on the cylindrical body that holds the movable holder, and a movable-side spherical pair element provided on the shaft on which a force point acts, and these spherical pair elements are A shape consisting of a part of a sphere,
A through-hole is provided in the center of the spherical element on the fixed side, and a rod provided on the movable holder is inserted into the through-hole, and the movable holder and the shaft on which a force point acts are inserted through the rod. A micro hand characterized by being connected .
前記指片及びその駆動機構からなるハンド機構を前記試料室内に保持し且つ試料室内における前記指片の位置を試料室外部から調整し得る可動ホルダーと、前記指片を駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を試料室内から試料室外へ引き出すための気密端子と、前記気密端子を保持する端子保持部と、を備え、
前記可動ホルダーは、気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に配置され、前記端子保持部は、前記可動ホルダーの内部に試料室内外を遮るようにして配置され、
前記駆動機構と前記可動ホルダーと前記端子保持部とが同軸線上に配置され、前記ハンド機構と端子保持部とが前記可動ホルダーと一体に動くように構成され、
前記可動ホルダーは、大気側に設けた球面対偶により回動動作が可能にしてあり、前記可動ホルダーの外周には溝を設け、該溝にOリングよりなる前記気密シールを組み込んで、該気密シールの前記筒体の内周に接する部位を支点にして、前記可動ホルダーが回動し得るように構成され、
前記可動ホルダー内に設けた前記端子保持部は、少なくとも一部が前記試料室の内外を仕切る位置にかかるように配置され、
前記試料室の内外を仕切る壁体を基準にして、この壁体から外側に向けて前記端子保持部を有する可動ホルダーと、前記球面対偶と、力点が作用する軸とが同一軸線上にその記載順に配置され、
前記球面対偶は、前記可動ホルダーを保持する前記筒体に設けた固定側の球面対偶要素と、力点が作用する前記軸に設けた可動側の球面対偶要素とからなり、これらの球面対偶要素は球形の一部からなる形状をなし、
前記固定側の球面対偶要素の中心に貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記可動ホルダーに設けたロッドが挿通されて、このロッドを介して、前記可動ホルダーと力点が作用する前記軸とが連結されていることを特徴とするマイクロハンド。In a micro hand that drives one or more finger pieces that give a fine operating force to a sample in a vacuum sample chamber based on an electrical signal,
A movable holder that holds a hand mechanism including the finger piece and its driving mechanism in the sample chamber and can adjust the position of the finger piece in the sample chamber from the outside of the sample chamber, and a power supply and an electric for driving the finger piece An airtight terminal for drawing a signal detection lead wire out of the sample chamber from the sample chamber, and a terminal holding portion for holding the airtight terminal,
The movable holder is disposed at a position for partitioning the inside and outside of the sample chamber with an airtight seal, and the terminal holding portion is disposed so as to block the outside of the sample chamber inside the movable holder,
The drive mechanism, the movable holder, and the terminal holding portion are arranged on a coaxial line, and the hand mechanism and the terminal holding portion are configured to move integrally with the movable holder,
The movable holder can be rotated by a spherical pair provided on the atmosphere side, and a groove is provided on an outer periphery of the movable holder, and the hermetic seal including an O-ring is incorporated in the groove, and the hermetic seal is provided. The movable holder can be rotated with a portion in contact with the inner periphery of the cylindrical body as a fulcrum,
The terminal holding portion provided in the movable holder is disposed so that at least a part thereof is in a position to partition the inside and outside of the sample chamber,
The movable holder having the terminal holding portion from the wall body to the outside with reference to the wall body that partitions the inside and outside of the sample chamber, the spherical pair, and the axis on which the force point acts are described on the same axis. Arranged in order,
The spherical pair includes a fixed-side spherical pair element provided on the cylindrical body that holds the movable holder, and a movable-side spherical pair element provided on the shaft on which a force point acts, and these spherical pair elements are A shape consisting of a part of a sphere,
A through-hole is provided in the center of the spherical element on the fixed side, and a rod provided on the movable holder is inserted into the through-hole, and the movable holder and the shaft on which a force point acts are inserted through the rod. A micro hand characterized by being connected .
前記指片及びその駆動機構からなるハンド機構を前記試料室内に保持し且つ試料室内における前記指片の位置を試料室外部から調整し得る可動ホルダーと、前記指片を駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を試料室内から試料室外へ引き出すための気密端子と、前記気密端子を保持する端子保持部と、を備え、
前記可動ホルダーと前記端子保持部とが、同軸一体構造をなして気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に設けられ、
前記駆動機構と前記可動ホルダーと前記端子保持部とが同軸線上に配置され、前記ハンド機構と端子保持部とが前記可動ホルダーと一体に動くように構成され、
前記可動ホルダーは、大気側に設けた球面対偶により回動動作が可能にしてあり、前記可動ホルダーの外周には溝を設け、該溝にOリングよりなる前記気密シールを組み込んで、該気密シールの前記筒体の内周に接する部位を支点にして、前記可動ホルダーが回動し得るように構成され、
前記可動ホルダーが回動するための支点は、力点と作用点の間の中点よりも作用点側に位置して力点の動きを縮小して伝達するようにしてあることを特徴とするマイクロハンド。 In a micro hand that drives one or more finger pieces that give a fine operating force to a sample in a vacuum sample chamber based on an electrical signal,
A movable holder that holds a hand mechanism including the finger piece and its driving mechanism in the sample chamber and can adjust the position of the finger piece in the sample chamber from the outside of the sample chamber, and a power supply and an electric for driving the finger piece An airtight terminal for drawing a signal detection lead wire out of the sample chamber from the sample chamber, and a terminal holding portion for holding the airtight terminal,
The movable holder and the terminal holding part are provided at a position where the inner and outer sides of the sample chamber are partitioned with an airtight seal in a coaxial integrated structure,
The drive mechanism, the movable holder, and the terminal holding portion are arranged on a coaxial line, and the hand mechanism and the terminal holding portion are configured to move integrally with the movable holder,
The movable holder can be rotated by a spherical pair provided on the atmosphere side, and a groove is provided on an outer periphery of the movable holder, and the hermetic seal including an O-ring is incorporated in the groove, and the hermetic seal is provided. The movable holder can be rotated with a portion in contact with the inner periphery of the cylindrical body as a fulcrum,
The fulcrum for rotating the movable holder is located closer to the action point than the midpoint between the force point and the action point, and transmits the reduced force movement. .
前記指片及びその駆動機構からなるハンド機構を前記試料室内に保持し且つ試料室内における前記指片の位置を試料室外部から調整し得る可動ホルダーと、前記指片を駆動する電力供給用及び電気信号検出用のリード線を試料室内から試料室外へ引き出すための気密端子と、前記気密端子を保持する端子保持部と、を備え、
前記可動ホルダーは、気密シールを伴って前記試料室の内外を仕切る位置に配置され、前記端子保持部は、前記可動ホルダーの内部に試料室内外を遮るようにして配置され、
前記駆動機構と前記可動ホルダーと前記端子保持部とが同軸線上に配置され、前記ハンド機構と端子保持部とが前記可動ホルダーと一体に動くように構成され、
前記可動ホルダーは、大気側に設けた球面対偶により回動動作が可能にしてあり、前記可動ホルダーの外周には溝を設け、該溝にOリングよりなる前記気密シールを組み込んで、該気密シールの前記筒体の内周に接する部位を支点にして、前記可動ホルダーが回動し得るように構成され、
前記可動ホルダーが回動するための支点は、力点と作用点の間の中点よりも作用点側に位置して力点の動きを縮小して伝達するようにしてあることを特徴とするマイクロハンド。 In a micro hand that drives one or more finger pieces that give a fine operating force to a sample in a vacuum sample chamber based on an electrical signal,
A movable holder that holds a hand mechanism including the finger piece and its driving mechanism in the sample chamber and can adjust the position of the finger piece in the sample chamber from the outside of the sample chamber, and a power supply and an electric for driving the finger piece An airtight terminal for drawing a signal detection lead wire out of the sample chamber from the sample chamber, and a terminal holding portion for holding the airtight terminal,
The movable holder is disposed at a position for partitioning the inside and outside of the sample chamber with an airtight seal, and the terminal holding portion is disposed so as to block the outside of the sample chamber inside the movable holder,
The drive mechanism, the movable holder, and the terminal holding portion are arranged on a coaxial line, and the hand mechanism and the terminal holding portion are configured to move integrally with the movable holder,
The movable holder can be rotated by a spherical pair provided on the atmosphere side, and a groove is provided on an outer periphery of the movable holder, and the hermetic seal including an O-ring is incorporated in the groove, and the hermetic seal is provided. The movable holder can be rotated with a portion in contact with the inner periphery of the cylindrical body as a fulcrum,
The fulcrum for rotating the movable holder is located closer to the action point than the midpoint between the force point and the action point, and transmits the reduced force movement. .
前記可動ホルダーの内部に設けた前記端子保持部が、試料室内外のリード線を中継する中継点となり、前記気密端子の一端と前記指片の駆動機構とが試料室雰囲気の中でリード線を介して電気的に接続され、且つ前記気密端子のもう一端に接続されるリード線が試料室外部に引き出されている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のマイクロハンド。The movable holder is attached to a position where the inside and outside of the sample chamber are partitioned through a cylindrical airtight seal provided on the outer periphery thereof, and an operation for adjusting the position of the finger piece can be performed using the airtight seal as a fulcrum. Composed of
The terminal holding portion provided inside the movable holder serves as a relay point for relaying the lead wire inside and outside the sample chamber, and one end of the hermetic terminal and the drive mechanism of the finger piece connect the lead wire in the sample chamber atmosphere. via is electrically connected to, and the micro hand according lead wires connected to the other end to any one of claims 1 to 5 is drawn to the sample chamber outside the hermetic terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003159344A JP4177176B2 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Micro hand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003159344A JP4177176B2 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Micro hand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004358601A JP2004358601A (en) | 2004-12-24 |
JP4177176B2 true JP4177176B2 (en) | 2008-11-05 |
Family
ID=34052431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003159344A Expired - Fee Related JP4177176B2 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Micro hand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4177176B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103969104A (en) * | 2014-05-21 | 2014-08-06 | 上海华力微电子有限公司 | Vibration reduction device and method for focusing ion beam machine probe |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006135939A2 (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Touchstone Research Laboratory, Ltd. | Microsystem manipulation apparatus |
JP4055826B1 (en) | 2006-10-13 | 2008-03-05 | 松下電器産業株式会社 | Industrial robot |
JP5094788B2 (en) * | 2009-06-18 | 2012-12-12 | 株式会社日立製作所 | Electron microscope and its sample holder |
CN105171730B (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-05 | 清华大学 | A kind of micro-nano operation device |
CN105763705B (en) * | 2016-04-28 | 2018-09-21 | 北京易诚高科科技发展有限公司 | A kind of two fingers manipulator for mobile phone test |
JP7395860B2 (en) | 2019-07-12 | 2023-12-12 | 日本精工株式会社 | Needle grippers and actuators |
-
2003
- 2003-06-04 JP JP2003159344A patent/JP4177176B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103969104A (en) * | 2014-05-21 | 2014-08-06 | 上海华力微电子有限公司 | Vibration reduction device and method for focusing ion beam machine probe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004358601A (en) | 2004-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8063383B2 (en) | Inertial positioner and an optical instrument for precise positioning | |
JP3830515B2 (en) | Electromechanical positioning unit | |
JP4524002B2 (en) | A modular manipulation system for microscopic specimen manipulation | |
AU601405B2 (en) | Kinematic arrangement for the micro-movements of objects | |
JP4166934B2 (en) | electronic microscope | |
US7690047B2 (en) | Scanning probe apparatus | |
US7122940B2 (en) | Manipulator | |
JP4177176B2 (en) | Micro hand | |
Breguet et al. | Applications of piezo-actuated micro-robots in micro-biology and material science | |
Bergander et al. | Micropositioners for microscopy applications based on the stick-slip effect | |
JP2009078345A (en) | Manipulator, manipulator system, and image display device for manipulator, and manipulation system | |
US20070187594A1 (en) | Scanning probe apparatus | |
Bacher et al. | Flexures for high precision robotics | |
JPH1110564A (en) | Fine assembling device | |
JP4607927B2 (en) | Micromanipulator | |
JP3838488B2 (en) | Sample sampling method and apparatus | |
Bergander et al. | Development of miniature manipulators for applications in biology and nanotechnologies | |
JP4087054B2 (en) | electronic microscope | |
JP3408972B2 (en) | Charged particle beam apparatus and processing method | |
Mitsuishi et al. | Development of an inter-world tele-micro-surgery system with operational environment information transmission capability | |
JP2000009867A (en) | Stage moving device | |
JP4278909B2 (en) | Micromanipulation equipment for fine work | |
Alqatamin et al. | Teleoperation Interface for sAFAM, a Solid Articulated Four Axes Microrobot | |
Fung et al. | Internet-based remote sensing and manipulation in micro environment | |
JP5530245B2 (en) | Compound microscope and cable support device for compound microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060316 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071126 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080520 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080722 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080725 |
|
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: 20080819 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080821 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |