JP4328104B2

JP4328104B2 - Scanning probe microscope, conveyance probe holder mounting member, and probe holder attaching / detaching method

Info

Publication number: JP4328104B2
Application number: JP2003032215A
Authority: JP
Inventors: 隆渡辺
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP2004239876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＴＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ走査型トンネル顕微鏡）およびＡＦＭ（ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ原子間力顕微鏡）等のＳＰＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ走査型プローブ顕微鏡）、前記ＳＰＭで使用可能なプローブホルダが装着される搬送用プローブホルダ装着部材およびプローブホルダ着脱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）またはＡＦＭ（Atomic Force Microscope 原子間力顕微鏡）等のＳＰＭ（Scanning Probe Microscope 走査型プローブ顕微鏡）は、１つのチップ（プローブ（探針））またはプローブステージに１以上の複数のカンチレバー（プローブ（探針））を試料表面に近づけることにより得られるトンネル電流またはカンチレバーの変形等を利用して表面の凹凸や試料表面の原子配列等の情報、または試料表面の摩擦力の情報等を得るために使用されている。
前記ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）で使用するプローブホルダ搬送部材としては、次の技術が従来公知である。
（１）特許文献１（特開２０００−２５８４３９号公報）記載の技術
この公報には、プローブホルダ７を操作棒９の先端に連結したホルダ保持手段１０によりスキャナ５に装着する技術が記載されている。
この公報記載の技術では、複数のプローブホルダを同時に使用して試料表面の観察、測定等を行うことができない。
【０００３】
前記ＳＰＭにおいて、試料表面の複数箇所を同時に計測したり観察したりする場合には、ステージ用試料ホルダ装着部材に近接して配置された複数のステージ用プローブホルダ装着部材に、それぞれプローブホルダを装着する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２５８４３９号公報（要約の欄）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
複数のプローブホルダの着脱が可能な前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材に、複数のプローブホルダを着脱する際、プローブホルダを１個づつ着脱すると、着脱作業に時間がかかる。したがって、プローブホルダの着脱作業の時間を短縮するためには、前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材の各々にプローブホルダを同時に搬送し且つ、搬送した複数のプローブホルダを複数のステージ用プローブホルダ装着部材に同時に装着したり、前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材に装着された複数のプローブホルダを同時に離脱させて搬送することが可能な搬送用プローブホルダ装着部材が必要となる。
【０００６】
前述のような搬送用プローブホルダ装着部材および複数のステージ用プローブホルダ装着部材が有れば、一方のホルダ装着部材に装着された前記複数のプローブホルダを同時に離脱させて他方のホルダ装着部材に同時に装着させることが可能となり、着脱作業時間が短縮されて便利である。
【０００７】
本発明は、前述の問題点に鑑み、下記の記載内容（Ｏ01），（Ｏ02）を課題とする。
（Ｏ01）ＳＰＭで使用する複数のプローブホルダを着脱可能な複数のステージ用プローブホルダ装着部材に対して、複数のプローブホルダを同時に着脱できるようにすること。
（Ｏ02）複数のプローブホルダを同時に着脱可能な搬送用プローブホルダ装着部材を提供すること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００９】
（第１発明）
前記課題を解決するために、第１発明の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、下記の構成要件（Ａ01），（Ａ02）を備えたことを特徴とする。
（Ａ01）直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）が着脱可能に装着される試料ホルダ装着孔（６ａ）を有するステージ用試料ホルダ装着部材（６）、
（Ａ02）プローブ（５５，５６）を保持するプローブ保持部（５７）と搬送用プローブホルダ装着部材（３６）により保持される搬送用被保持部（５９）とステージ用被保持部（５８）とを有する複数のプローブホルダ（ＰＨ）が、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）により前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を＋Ｚ側に貫通して同時に搬送されたときに、前記複数の各プローブホルダ（ＰＨ）のステージ用被保持部（５８）をそれぞれ同時に着脱可能に保持するステージ用ホルダ保持部（３２）を有する複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）、
（Ａ03）複数のプローブホルダ（ＰＨ）が前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の各ステージ用ホルダ保持部（３２）にそれぞれ保持された状態で前記複数の各ステージ用プローブホルダ装着部材（２９）を＋Ｚ側に同時に移動させるホルダ装着時移動部材（２２）。
【００１０】
（第１発明の作用）
前記構成を備えた第１発明の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）では、ステージ用試料ホルダ装着部材（６）の試料ホルダ装着孔（６ａ）には、直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）が着脱可能に装着される。
プローブ（５５，５６）を保持するプローブ保持部（５７）と搬送用プローブホルダ装着部材（３６）により保持される搬送用被保持部（５９）とステージ用被保持部（５８）とを有する複数のプローブホルダ（ＰＨ）が、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）により前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を＋Ｚ側に貫通して同時に搬送されたときに、複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の各ステージ用ホルダ保持部（３２）は、前記複数の各プローブホルダ（ＰＨ）のステージ用被保持部（５８）をそれぞれ同時に着脱可能に保持する。
複数のプローブホルダ（ＰＨ）が前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の各ステージ用ホルダ保持部（３２）にそれぞれ同時に保持された状態で、ホルダ装着時移動部材（２２）は、前記複数の各ステージ用プローブホルダ装着部材（２９）を＋Ｚ側に同時に移動させる。このとき、前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）から複数の各プローブホルダ（ＰＨ）を同時に離脱させて複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に同時に装着することができる。
【００１１】
前記第１発明の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）において次の構成要件（Ａ04）を備えることが可能である。
（Ａ04）磁性材料製の前記ステージ用被保持部（５８）を着脱可能に保持する永久磁石により構成された前記ステージ用ホルダ保持部（３２）。
前記構成要件（Ａ04）を備えた走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）では、永久磁石により構成された前記ステージ用ホルダ保持部（３２）は、プローブホルダ（ＰＨ）の磁性材料製のステージ用被保持部（５８）を着脱可能に保持する。
【００１２】
また、前記第１発明の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）において、下記の構成要件（Ｂ01），（Ｂ02）を備えることが可能である。
（Ｂ01）複数の前記ステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の前記各ステージ用ホルダ保持部（３２）によりそれぞれ保持される前記ステージ用被保持部（５８）と、複数の前記プローブホルダ（ＰＨ）を同時に搬送する前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の各搬送用保持部材（４３）によりそれぞれ保持される前記搬送用被保持部（５９）と、前記プローブ（５５，５６）を保持する前記プローブ保持部（５７）とを有する前記プローブホルダ（ＰＨ）、
（Ｂ02）永久磁石を有する前記ステージ用ホルダ保持部（３２）により着脱可能に吸着される磁性材料製の前記ステージ用被保持部（５８）。
【００１３】
前記構成要件（Ｂ01），（Ｂ02）を備えた走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、プローブ保持部（５７）によりプローブ（５５，５６）を保持する。複数のプローブホルダ（ＰＨ）の各ステージ用被保持部（５８）は、複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の各ステージ用ホルダ保持部（３２）によりそれぞれ保持される。また、複数のプローブホルダ（ＰＨ）の各搬送用被保持部（５９）は、複数のプローブホルダ（ＰＨ）を同時に搬送する搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の各搬送用保持部材（４３）によりそれぞれ保持される。
前記プローブホルダ（ＰＨ）のる磁性材料製の前記ステージ用被保持部（５８）は、永久磁石を有する前記ステージ用ホルダ保持部（３２）により着脱可能に吸着されて保持される。
【００１４】
また、前記第１発明の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）において、下記の構成要件（Ｂ01），（Ｂ03）を備えることが可能である。
（Ｂ01）複数の前記ステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の前記各ステージ用ホルダ保持部（３２）によりそれぞれ保持される前記ステージ用被保持部（５８）と、複数の前記プローブホルダ（ＰＨ）を同時に搬送する前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の各搬送用保持部材（４３）によりそれぞれ保持される前記搬送用被保持部（５９）と、前記プローブ（５５，５６）を保持する前記プローブ保持部（５７）とを有する前記プローブホルダ（ＰＨ）、
（Ｂ03）保持位置と離脱位置との間で移動可能で且つ保持位置に移動した時に前記プローブホルダ（ＰＨ）を保持し且つ前記離脱位置に移動した時に前記プローブホルダ（ＰＨ）から離脱する回転可能なフック（４３）により構成された前記搬送用保持部材（４３）により着脱可能に保持される前記搬送用被保持部（５９）。
【００１５】
前記構成要件（Ｂ01），（Ｂ03）を備えた走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）は、プローブ保持部（５７）によりプローブ（５５，５６）を保持する。複数のプローブホルダ（ＰＨ）の各ステージ用被保持部（５８）は、複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）の各ステージ用ホルダ保持部（３２）によりそれぞれ保持される。また、複数のプローブホルダ（ＰＨ）の各搬送用被保持部（５９）は、複数のプローブホルダ（ＰＨ）を同時に搬送する搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の各搬送用保持部材（４３）によりそれぞれ保持される。
複数の前記プローブホルダ（ＰＨ）の各搬送用被保持部（５９）は、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の回転可能なフック（４３）により構成された搬送用保持部材（４３）によりそれぞれ着脱可能に保持される。前記フック（４３）により構成された搬送用保持部材（４３）は、保持位置と離脱位置との間で移動可能であり、前記プローブホルダ（ＰＨ）の搬送用被保持部（５９）はフック（４３）が前記保持位置に移動した時に保持され且つ前記離脱位置に移動した時に前記フック（４３）から離脱する。
【００１８】
（第２発明）
第２発明の搬送用プローブホルダ装着部材（３６）は、下記の構成要件（Ｃ01），（Ｃ02），（Ｃ04）を備えたことを特徴とする。
（Ｃ01）プローブ（５５，５６）を保持するプローブ保持部（５７）とステージ用プローブホルダ装着部材（２９）により保持されるステージ用被保持部（５８）と、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）により保持される搬送用被保持部（５９）とを有するプローブホルダ（ＰＨ）が着脱可能に装着される搬送用プローブホルダ装着部材（３６）、
（Ｃ02）ホルダ搬送棒（６１）の進退移動により前記ホルダ搬送棒（６１）に連結・離脱可能な搬送棒連結部（３７ｈ）と、前記搬送用被保持部（５９）を保持する保持位置および前記搬送用被保持部（５９）から離脱した離脱位置の間で移動可能な複数の搬送用保持部材（４３）と、前記搬送用保持部材（４３）を前記保持位置に移動させる保持位置移動部材（４４＋４５）と、前記ホルダ搬送棒（６１）の移動に応じて前記複数の搬送用保持部材（４３）を前記離脱位置に同時に移動させる離脱位置移動部材（５２）とを有する前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）、
（Ｃ04）直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）が着脱可能に装着される試料ホルダ装着孔（６ａ）を有するステージ用試料ホルダ装着部材（６）と前記試料ホルダ装着孔（６ａ）の＋Ｚ側に配置された複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）とを有する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）に対して、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）に装着された複数のプローブホルダ（ＰＨ）が＋Ｚ方向に搬送され且つ前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を貫通して前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近した状態で、前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）との間で複数のプローブホルダ（ＰＨ）の受渡しを同時に行う前記複数の搬送用保持部材（４３）。
【００１９】
（第２発明の作用）
前記構成要件（Ｃ01），（Ｃ02），（Ｃ04）を備えた第２発明の搬送用プローブホルダ装着部材（３６）では、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）は、プローブ（５５，５６）を保持するプローブ保持部（５７）とステージ用プローブホルダ装着部材（２９）により保持されるステージ用被保持部（５８）とを有するプローブホルダ（ＰＨ）の搬送用被保持部（５９）が着脱可能に装着される。
搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の搬送棒連結部（３７ｈ）には、ホルダ搬送棒（６１）の進退移動により前記ホルダ搬送棒（６１）が連結・離脱可能に連結される。
前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の保持位置および離脱位置の間で移動可能な複数の搬送用保持部材（４３）は、前記保持位置に移動したときに複数のプローブホルダ（ＰＨ）の搬送用被保持部（５９）を保持し、前記離脱位置に移動したときに前記搬送用被保持部（５９）から離脱する。保持位置移動部材（４４＋４５）は前記搬送用保持部材（４３）を前記保持位置に移動させる。離脱位置移動部材（５２）は、前記ホルダ搬送棒（６１）の移動に応じて前記複数の搬送用保持部材（４３）を前記離脱位置に同時に移動させる。
【００２２】
また、前記構成要件（Ｃ01），（Ｃ02），（Ｃ04）を備えた第２発明の搬送用プローブホルダ装着部材（３６）は、直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）が着脱可能に装着される試料ホルダ装着孔（６ａ）を有するステージ用試料ホルダ装着部材（６）と前記試料ホルダ装着孔（６ａ）の＋Ｚ側に配置された複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）とを有する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）に対して、搬送用プローブホルダ装着部材（３６）に装着された複数のプローブホルダ（ＰＨ）を＋Ｚ方向に搬送し且つ前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を貫通させて前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近させる。そして前記接近した状態で、前記複数の搬送用保持部材（４３）は、前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）との間で複数のプローブホルダ（ＰＨ）の受渡しを同時に行う。
【００２３】
（第３発明）
第３発明のプローブホルダ着脱方法は、直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）が着脱可能に装着される試料ホルダ装着孔（６ａ）を有するステージ用試料ホルダ装着部材（６）と前記試料ホルダ装着孔（６ａ）の＋Ｚ側に配置された複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）とを有する走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）と、前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を貫通して前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近可能で且つプローブホルダ（ＰＨ）を保持する保持位置とプローブホルダ（ＰＨ）から離脱した離脱位置との間で移動可能な複数の搬送用保持部材（４３）および前記複数の搬送用保持部材（４３）を前記保持位置と離脱位置との間で同時に移動させる移動部材（４４＋４５＋５２）を有する搬送用プローブホルダ装着部材（３６）との間でプローブホルダ（ＰＨ）の着脱を行うプローブホルダ着脱方法において、下記の構成要件（Ｄ01）を備えたことを特徴とする。
（Ｄ01）前記ホルダ装着孔を貫通して前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近した前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の搬送用保持部材（４３）および前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）のうちの一方の複数の部材に装着された複数のプローブホルダ（ＰＨ）を同時に離脱させると同時に他方の複数の部材に同時に装着させるプローブホルダ着脱方法。
【００２４】
（第３発明の作用）
第３発明のプローブホルダ着脱方法では、直線に沿って設定されたＺ軸に沿って前記Ｚ軸の一端側の−Ｚ側から他端側の＋Ｚ側に搬送された試料ホルダ（ＳＨ）は、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）のステージ用試料ホルダ装着部材（６）の試料ホルダ装着孔（６ａ）に着脱可能に装着される。搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の搬送用保持部材（４３）は、前記試料ホルダ装着孔（６ａ）を貫通して、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の前記試料ホルダ装着孔（６ａ）の＋Ｚ側に配置された複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近する。前記接近した位置において、移動部材（４４＋４５＋５２）により保持位置と離脱位置との間で移動する複数の搬送用保持部材（４３）は、前記保持位置において、プローブホルダ（ＰＨ）を保持し、離脱位置においてプローブホルダ（ＰＨ）から離脱する。
したがって、前記ホルダ装着孔を貫通して前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）に接近した前記搬送用プローブホルダ装着部材（３６）の複数の搬送用保持部材（４３）と前記複数のステージ用プローブホルダ装着部材（２９）とは、一方の複数の部材に装着された複数のプローブホルダ（ＰＨ）を同時に離脱させると同時に他方の複数の部材に同時に装着させる。すなわち複数のプローブホルダ（ＰＨ）の着脱を同時に行うことができる。
【００２５】
【実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００２６】
（実施の形態１）
（走査型プローブ顕微鏡）
図１は本発明の実施の形態１のＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）の正断面図である。
図２は前記図１のＳＰＭの試料ステージの要部説明図で、図２Ａは前記図１の要部を示す図、図２Ｂは前記図２Ａの矢印IIＢ−IIＢから見た図で下面図である。
【００２７】
図１、図２において、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の鏡筒１の下方にはＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）が配置されている。ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）１は、ステージ支持部材２（図１の２点鎖線参照）を有しており、ステージ支持部材２には貫通孔２ａが形成されている。
前記ステージ支持部材２の上面には試料ステージＳＴが支持されている。試料ステージＳＴは、前記ステージ支持部材２の上面に支持される環状プレート３を有しており、前記環状プレート３の内周部上面にはステージ用試料ホルダ装着部材６が支持されている。
ステージ用試料ホルダ装着部材６は円板状の試料ホルダ装着部材本体７と前記試料ホルダ装着部材本体７の上面に固定されたリング状抜止プレート８とを有している。
【００２８】
前記試料ホルダ装着部材本体７には貫通孔７ａが形成されている。貫通孔７ａの下端部には内方に突出するリング状内方突出部７ｂが形成されており、前記リング状内方突出部７ｂには円周方向に１８０°離れた位置に一対の挿入用第１切除部７ｃ，７ｃが形成されている。また、前記リング状内方突出部７ｂには、前記挿入用第１切除部７ｃ，７ｃに対して円周方向に９０°離れた位置に挿入用第２切除部７ｄ，７ｄが形成されている。
前記リング状抜止プレート８には貫通孔８ａが形成されており、前記貫通孔８ａの内径はリング状内方突出部７ｂの内径よりも小さい。前記貫通孔７ａおよび８ａにより試料ホルダ装着孔６ａが構成されている。
【００２９】
前記リング状内方突出部７ｂには円周方向に９０°離れた位置に合計４個の長孔状の電極板挿入孔７ｅが形成されている。前記４個の電極板挿入孔７ｅは、前記４個の挿入用切除部７ｃ，７ｃ，７ｄ，７ｄの丁度中間に配置されている。
前記リング状内方突出部７ｂの下面には前記４個の電極板挿入孔７ｅに隣接してそれぞれ絶縁ブロック（図示せず）が固定されており、前記絶縁ブロックの下面には板バネ状の電極板１１が支持されている。電極板１１の先端は、前記電極板挿入孔７ｅを下面側から上面側に貫通して斜めに延びている。
前記符号３〜１１で示された要素により試料ステージＳＴが構成されている。
【００３０】
図１において前記環状プレート３の上面には左右一対のＹ軸ガイド１３，１３が固定されており、前記Ｙ軸ガイド１３，１３にはＹ軸スライダ１４，１４がＹ軸方向にスライド移動可能に支持されている。前記Ｙ軸スライダ１４，１４およびそれを移動させるスライダ移動機構は従来公知の種々の技術を使用可能である。なお、本実施の形態１の前記Ｙ軸スライダ１４，１４は圧電体（図示せず）にスライダ移動用パルスが印加される度にＹ軸方向（左右方向）に移動可能に構成されており、このような、スライダ駆動機構は市販されている。
【００３１】
前記Ｙ軸スライダ１４，１４の上面にはそれぞれＸガイド１６，１６が固定されており、前記Ｘ軸ガイド１６，１６にはＸ軸スライダ１７，１７がＸ軸方向（前後方向）にスライド移動可能に支持されている。前記Ｘ軸スライダ１７，１７は前記Ｙ軸スライダ１４，１４と同様に、圧電体（図示せず）にスライダ移動用パルスが印加される度にＸ軸方向に移動可能である。
【００３２】
前記Ｘ軸スライダ１７，１７の上面にはそれぞれＬ字型ブラケット１８，１８が固定されており、前記Ｌ字型ブラケット１８，１８の水平部１８ａ，１８ａの外端部にはそれぞれバランサ部分（バランス調節用の重り部分）１８ｂ，１８ｂが形成され且つバランサ１９，１９が固定されている。
前記Ｌ字型ブラケット１８，１８の鉛直部１８ｃ，１８ｃにはそれぞれＺ軸ガイド２１，２１が固定されており、前記Ｚ軸ガイド２１，２１にはＺ軸スライダ（ホルダ装着時移動部材）２２，２２がＺ軸方向（上下方向）にスライド移動可能に支持されている。前記Ｚ軸スライダ２２，２２は前記Ｙ軸スライダ１４，１４と同様に、圧電体（図示せず）にスライダ移動用パルスが印加される度にＺ軸方向に移動可能である。
【００３３】
前記Ｚ軸スライダ２２，２２の鉛直面にはそれぞれＬ字型のスキャナ連結ブラケット２３，２３が固定されており、前記スキャナ連結ブラケット２３，２３の水平部２３ａ，２３ａの下面には下方に突出する連結ブロック２４，２４が固定されている。前記各連結ブロック２４，２４の下端部には上側絶縁体２５，２５が固定されており、前記上側絶縁体２５，２５の下端部にはチューブ状圧電体２６，２６が下方に突出するように支持されている。前記チューブ状圧電体２６，２６の下端部には下側絶縁体２７，２７が固定されている。また、前記連結ブロック２４，２４および上側絶縁体２５，２５の外周面に固定された円筒状の電場シールド部材２８，２８は、前記チューブ状圧電体２６，２６き外側を被覆するように配置されている。
【００３４】
前記下側絶縁体２７，２７にはステージ用プローブホルダ装着部材２９，２９が固定されている。ステージ用プローブホルダ装着部材２９は、装着部材本体３１とその下面に固定したマグネット（ステージ用ホルダ保持部）３２と、下方に突出するガイドピン３３とを有している。
前記マグネット３２はプローブホルダＰＨ（図３により後述する）の被保持部の磁性材（鉄）を吸着するための部材である。
【００３５】
前記図１では、左右一対のステージ用プローブホルダ装着部材２９，２９が示されておりそれについて説明したが、実際には図１の画面に垂直なＸ軸方向（前後方向）にも前後一対のステージ用プローブホルダ装着部材２９，２９が設けられている。この図示されていない前後一対のステージ用プローブホルダ装着部材２９，２９は、前記左右一対のステージ用プローブホルダ装着部材２９，２９と同様に構成されており、それらを支持するＸ軸スライダ、Ｙ軸スライダ、Ｚ軸スライダ等の構成もほぼ同様である。
【００３６】
（搬送用プローブホルダ装着部材）
図３は本発明の実施の形態１の搬送用プローブホルダ装着部材の説明図であり、図３Ａは正断面図で後述の図３ＢのIIIＡ−IIIＡ線断面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図、図３Ｃは前記図３ＡのIIIＣ−IIIＣ線断面図、図３Ｄは前記３Ａの矢印IIIＤから見た図である。
図４は本発明の実施の形態１の搬送用プローブホルダ装着部材に対するプローブホルダの着脱方法の説明図で、図４Ａはプローブホルダが装着されている状態を示す図、図４Ｂはプローブホルダを離脱させる状態を示す図である。
図３、図４において、搬送用プローブホルダ装着部材３６は、搬送用装着部材本体３７を有している。搬送用装着部材本体３７は、円筒壁３７ａと、前記円筒壁３７ａの上端部に形成された上端壁３７ｂと、前記上端壁３７ｂの中心部から下方に突出する棒状の中心軸部３７ｃと、前記円筒壁の下部から半径方向外側に突出する一対の第１突出部３７ｄ，３７ｄと、一対の第２突出部３７ｅ，３７ｅとを有している。前記上端壁３７ｂは中央部上面が円形に凹んで形成されている。前記突出部３７ｄ，３７ｄ、３７ｅ，３７ｅの上端面は前記リング状抜止プレート８の下面に当接して位置決めされる当り面として形成されている。
【００３７】
前記一対の第１突出部３７ｄ，３７ｄは円周方向に１８０°離れて配置されており、一対の第２突出部３７ｅ，３７ｅは前記第１突出部３７ｄ，３７ｄと円周方向に９０°離れた位置に配置されている。
前記上端壁３７ｂには円周方向に９０°離れた位置で且つ前記第１、第２突出部３７ｄ，３７ｄ、３７ｅ，３７ｅに対応した位置に合計４個のフック貫通孔３７ｆが形成されている。また、前記円筒壁３７ａには円周方向に９０°離れた位置に合計４個の連結ネジ孔３７ｇが形成されている。
前記棒状の中心軸部３７ｃの下端部には搬送棒連結部３７ｈが形成されており、搬送棒連結部３７ｈにはピン３８が軸に垂直に貫通して固定されている。したがって、ピン３８はその両外端部が棒状の搬送棒連結部３７ｈの外側面から突出している。
【００３８】
前記円筒壁３７ａの内側且つ前記中心軸部３７ｃの外側であってさらに前記上端壁３７ｂの下方の空間には肉厚円筒状のフック保持部材４０が収容されており、フック保持部材４０には前記４個の連結ネジ孔３７ｇに対応して４個のネジ貫通孔４０ａが形成されている。そして、搬送用装着部材本体３７とフック保持部材４０とは、前記ネジ貫通孔４０ａを貫通し且つ前記連結ネジ孔３７ｇに螺合する４個の連結ネジＮ１により、連結されている。
前記肉厚円筒状のフック保持部材４０の上端には、円周方向に９０°の間隔で一対の板状上方突出部４０ｂ，４０ｂが形成されている。一対の板状上方突出部４０ｂ，４０ｂは数ｍｍ離れて配置されており、それらの間にはロッド４１およびストッパ軸４２（図３Ｃ参照）が設けられている。
【００３９】
前記ロッド４１にはフック（搬送用保持部材）４３が回転可能に支持されており、フック４３の先端部４３ａは前記搬送用装着部材本体３７の上端壁３７ｂ（図３Ｂ参照）に形成されたフック貫通孔３７ｆを貫通して上方に突出可能である。フック４３には前記ストッパ軸４２が貫通するストッパ貫通孔４３ｂ（図３Ａ参照）が形成されており、ストッパ貫通孔４３ｂの内径は前記ストッパ軸４２の外径よりも少し大きく形成されている。このため、フック４３は前記ストッパ軸４２とストッパ貫通孔４３ｂとの間の遊び（隙間）の分だけ、前記ロッド４１回りに回転可能である。
図３Ａにおいて、フック保持部材４０には上下に延びる４個の保持位置移動部材収容孔４０ｃが形成されており、各保持位置移動部材収容孔４０ｃ内部には押込み棒４４および圧縮バネ４５が収容されている。前記フック保持部材４０の下端にはリングプレート４６が４本のネジＮ２により固定されている。したがって、前記保持位置移動部材収容孔４０ｃの下端はリングプレート４６により塞がれている。
【００４０】
前記保持位置移動部材収容孔４０ｃに収容された押込み棒４４は圧縮バネ４５により上方に押圧されており、押込み棒４４の上端部は前記フック保持部材４０の上端から上方に突出している。前記押込み棒４４の上端部は前記フック４３に当接して、フック４３を押圧している。前記押込み棒４４により押圧されるフック４３は、回転力（後述のプローブホルダＰＨを保持する位置（保持位置）に移動する回転力）を受けている。
前記押込み棒４４および圧縮バネ４５により、前記フック４３を保持位置（後述のプローブホルダＰＨを保持する位置）に移動させる保持位置移動部材（４４＋４５）が構成されている。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂにおいて、前記搬送用装着部材本体３７の中心軸部３７ｃの外側面には円筒状スライダ５１が軸方向にスライド可能に装着されており、前記円筒状スライダ５１の外側面には円筒状の離脱位置移動部材（前記フック４３を離脱位置（後述のプローブホルダＰＨを離脱させる位置に移動させる部材）５２がビス５３により上下方向（Ｚ軸方向）に一定距離だけスライド可能に支持されている。したがって、円筒状スライダ５１および離脱位置移動部材５２は、それらの一方が他方に対して前記一定距離だけ移動した後で前記中心軸部３７ｃの軸方向に一体的にスライド可能である。
前記円筒状スライダ５１の上端と前記搬送用装着部材本体３７の上端壁３７ｂ下面との間には圧縮コイルバネ５４が配置されている。前記圧縮コイルバネ５４により、前記円筒状スライダ５１は常時下方に押圧されており、その下端は前記ピン３８に当接している。
【００４２】
（プローブホルダＰＨ）
図３Ａ、図４において、前記搬送用装着部材本体３７の上端壁３７ｂの上面に着脱可能に装着されるプローブホルダＰＨが示されている。プローブホルダＰＨとしては、カンチレバーホルダＰＨ１またはチップホルダＰＨ２等が使用される。カンチレバーホルダＰＨ１はカンチレバー（プローブ）５５を保持するホルダであり、チップホルダＰＨ２はチップ（プローブ、探針）５６を保持するホルダである。
以後の説明では、プローブとしてカンチレバー５５を使用したものについて説明する。
前記プローブホルダＰＨは前記カンチレバー（プローブ）５５（図３Ａ参照）を保持するプローブ保持部５７を有している。
【００４３】
図４Ａ、図４Ｂにおいて、前記プローブホルダＰＨの上端部には磁性材料（鉄）により構成されたステージ用被保持部５８が設けられており、下端面には傾斜した被係止孔により形成された搬送用被保持部５９が設けられている。図３Ａにおいて、フック４３の先端部は前記搬送用装着部材本体３７の上端壁３７ｂの上面に突出して、プローブホルダＰＨの搬送用被保持部５９に係合している。この状態では前記フック４３によりプローブホルダＰＨは前記搬送用装着部材本体３７の上端壁３７ｂの上面に保持される。
なお、前記プローブホルダＰＨには前記ステージ用ホルダ装着部材２９のガイドピン３３（図１参照）が挿入されるピン挿入孔（図示せず）が形成されており、プローブホルダＰＨがステージ用ホルダ装着部材２９に装着される際には、前記ピン挿入孔（図示せず）が前記ガイドピン３３に嵌合し、ガイドされる。
【００４４】
（搬送棒）
図４Ａ、図４Ｂにおいて、ホルダ搬送棒６１はその上端部に前記搬送用装着部材本体３７の搬送棒連結部３７ｈが挿入されて嵌合する嵌合孔６１ａと、Ｕ字溝６１ｂとが形成されている。Ｕ字溝６１ｂは、前記ホルダ搬送棒６１により前記搬送用装着部材本体３７の下端を支持したときに、ピン３８が嵌合する溝である。前記ホルダ搬送棒６１により前記搬送用装着部材本体３７の下端を支持すると、前記圧縮コイルバネ５４は搬送用プローブホルダ装着部材３６の重量により僅かに圧縮される。前記圧縮により前記円筒状スライダ５１と一体的に移動する前記離脱位置移動部材５２は、前記フック４３に接近するが接触しない程度に圧縮コイルバネ５４の弾性が設定されている。
【００４５】
（ステージ用プローブホルダ装着部材２９へのプローブホルダＰＨの着脱）
図５はプローブホルダを装着した搬送用プローブホルダ装着部材をＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）の試料ステージに搬送してから、ステージ用プローブホルダ装着部材を着脱位置に下降させた状態を示す図である。
図６は前記図５の状態で、プローブホルダを搬送用プローブホルダ装着部材から離脱させてステージ用プローブホルダ装着部材に装着させ、その後ステージ用ホルダ装着部材を上昇させてた後、搬送用プローブホルダ装着部材を試料ステージから後退させた状態を示す図である。
【００４６】
前記図４Ａの状態では、押込み棒４４およびそれを上方に押し上げる圧縮バネ４５により構成される４個の保持位置移動部材（４４＋４５）により、フック（搬送用保持部材）４３は、プローブホルダＰＨを保持する保持位置に移動している。すなわち図４Ａの状態では、４個の（複数の）プローブホルダＰＨは、前記保持位置に移動しているフック４３により、搬送用プローブホルダ装着部材３６に保持されている。
前記図４Ａの状態でホルダ搬送棒６１を上方に移動させて、前記搬送用プローブホルダ装着部材３６を上方に搬送する。その際、前記搬送用プローブホルダ装着部材３６の前記第１、第２突出部３７ｄ，３７ｄ、３７ｅ，３７ｅは、試料ホルダ装着部材本体７の挿入用第１および第２切除部７ｃ，７ｃ、７ｄ，７ｄ（図２参照）に挿入される。このとき、図５に示すように、搬送用プローブホルダ装着部材３６の上端に保持された（装着された）プローブホルダＰＨは前記ステージ用試料ホルダ装着部材６の試料ホルダ装着孔６ａを下側から上側に貫通する。
【００４７】
その状態でホルダ搬送棒６１を反時計方向に４５°回転させると、前記電極板挿入孔７ｅを下面側から上面側に貫通して斜めに延びている前記板バネ状の４個の各電極板１１の先端の上面に、前記搬送用プローブホルダ装着部材３６の第１、第２突出部３７ｄ，３７ｄ、３７ｅ，３７ｅの下面が当接する。前記板バネ状の４個の各電極板１１の先端部により、前記搬送用プローブホルダ装着部材３６の第１、第２突出部３７ｄ，３７ｄ、３７ｅ，３７ｅの下面が持ち上げられて、上面は前記リング状抜止プレート８の下面に押圧される。その状態は、搬送用プローブホルダ装着部材３６が試料ステージＳＴのステージ用試料ホルダ装着部材６の試料ホルダ装着孔６ａに装着された状態である。
この状態になるまで、前記ステージ用ホルダ装着部材２９はプローブホルダＰＨに接触しないように、前記Ｚ軸スライダ２２により上方位置に移動している。
【００４８】
その状態で前記Ｚ軸スライダ２２を下降させると、ステージ用プローブホルダ装着部材２９の下面のマグネット（ステージ用ホルダ保持部）３２はプローブホルダＰＨの上端の磁性材料製のステージ用被保持部５８に当接する。このとき図５に示すように、マグネット３２によりプローブホルダＰＨのステージ用ホルダ保持部５８は吸着される。
図５の状態でホルダ搬送棒６１を上方に移動させると、図４Ｂに示すように、前記圧縮コイルバネ５４が収縮して、離脱位置移動部材５２の上端が前記フック４３を上方に押圧する。このとき、４個の（複数の）前記保持位置移動部材（４４＋４５）により保持位置に移動していた４個のフック４３は、保持位置から回転して離脱位置に移動し、４個のフック４３の先端部は、前記プローブホルダＰＨの搬送用被保持部５９から同時に離脱する。
前記保持位置移動部材（４４＋４５）および前記離脱位置移動部材５２により、前記フック４３を保持位置および離脱位置に自動的に移動させる移動部材（４４＋４５＋５２）が構成されている。
【００４９】
その状態でスライダ２２を上昇させると、プローブホルダＰＨは搬送用プローブホルダ装着部材３６から離脱しステージ用プローブホルダ装着部材２９に装着される。
前述の搬送用プローブホルダ装着部材３６から複数のステージ用プローブホルダ装着部材２９へプローブホルダＰＨを移動させる手順と逆の手順で着脱操作を行うことにより、前記ステージ用プローブホルダに装着された４個のプローブホルダＰＨを、同時に離脱させて搬送用プローブホルダ装着部材３６に同時に装着することができる。
【００５０】
前記試料ステージＳＴの試料ホルダ装着部材６に装着した状態でプローブホルダＰＨを搬送用プローブホルダ装着部材３６からステージ用プローブホルダ装着部材２９に移動させた後で、前記搬送用プローブホルダ装着部材３６を試料ステージＳＴの試料ホルダ装着部材６から離脱させるには、前記装着時と逆方向（時計方向）にホルダ搬送棒６１を４５°回転させてから下降させる。そのとき、４個のプローブホルダＰＨは４個のステージ用プローブホルダ装着部材２９に装着された状態で、搬送用プローブホルダ装着部材３６のみ下方に移動する。
【００５１】
（ステージ用試料ホルダ装着部材６への試料ホルダＳＨの着脱）
図７は、ステージ用試料ホルダ装着部材とそこに装着された試料ホルダとを示す図である。
図７において、前記ＳＰＭの複数のステージ用プローブホルダ装着部材２９にそれぞれプローブホルダＰＨを装着した状態で、試料Ｓを保持した試料ホルダＳＨを前記ステージ用試料ホルダ装着部材６に装着する。このステージ用試料ホルダ装着部材６に対する試料ホルダＳＨの着脱方法は、前記ステージ用ホルダ装着部材６に対するプローブホルダＰＨの着脱方法と同じである。
前記図７に示す状態で、前記Ｙ軸スライダ１４、Ｘ軸スライダ１７およびＺ軸スライダ２２によりプローブホルダＰＨおよびプローブ５５の位置を移動させて試料Ｓに対するプローブ５５の位置決めを行い、その後、ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）により試料Ｓ表面の観察または測定を行う。
なお、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により、試料表面の観察を行うこともできる。
【００５２】
（変更例）
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施の形態を下記に例示する。
（Ｈ01）前記図４〜図６の説明では、プローブホルダＰＨとしてカンチレバーホルダＰＨ１を同時に搬送してステージ用プローブホルダ装着部材２９に着脱させる例について説明したが、４個のチップホルダＰＨ２（図３Ａに１個図示）を同時に搬送して４個のステージ用プローブホルダ装着部材２９に着脱することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
前述の本発明の長尺シート用給紙装置は、下記の効果（Ｅ01），（Ｅ02）を奏することができる。
（Ｅ01）ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）で使用する複数のプローブホルダを着脱可能な複数のステージ用プローブホルダ装着部材に対して、複数のプローブホルダを同時に着脱することができる。
（Ｅ02）複数のプローブホルダを同時に着脱可能な搬送用プローブホルダ装着部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１のＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）の正断面図である。
【図２】図２は前記図１のＳＰＭの試料ステージの要部説明図で、図２Ａは前記図１の要部を示す図、図２Ｂは前記図２Ａの矢印IIＢ−IIＢから見た図で下面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１の搬送用プローブホルダ装着部材の説明図であり、図３Ａは正断面図で後述の図３ＢのIIIＡ−IIIＡ線断面図、図３Ｂは前記図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線断面図、図３Ｃは前記図３ＡのIIIＣ−IIIＣ線断面図、図３Ｄは前記３Ａの矢印IIIＤから見た図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１の搬送用プローブホルダ装着部材に対するプローブホルダの着脱方法の説明図で、図４Ａはプローブホルダが装着されている状態を示す図、図４Ｂはプローブホルダを離脱させる状態を示す図である。
【図５】図５はプローブホルダを装着した搬送用プローブホルダ装着部材をＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）の試料ステージに搬送してから、ステージ用プローブホルダ装着部材を着脱位置に下降させた状態を示す図である。
【図６】図６は前記図５の状態で、プローブホルダを搬送用プローブホルダ装着部材から離脱させてステージ用プローブホルダ装着部材に装着させ、その後ステージ用ホルダ装着部材を上昇させてた後、搬送用プローブホルダ装着部材を試料ステージから後退させた状態を示す図である。
【図７】図７は、ステージ用試料ホルダ装着部材とそこに装着された試料ホルダとを示す図である。
【符号の説明】
ＰＨ…プローブホルダ、ＳＨ…試料ホルダ、ＳＴ…試料ステージ、
６…ステージ用試料ホルダ装着部材、６ａ…試料ホルダ装着孔、２２…ホルダ装着時移動部材、２９…ステージ用プローブホルダ装着部材、３２…ステージ用ホルダ保持部、３６…搬送用プローブホルダ装着部材、３７ｈ…搬送棒連結部、４３…搬送用保持部材、５２…離脱位置移動部材、５５，５６…プローブ、５７…プローブ保持部、５８…ステージ用被保持部、５９…搬送用被保持部、６１…ホルダ搬送棒、
（４４＋４５）…保持位置移動部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an SPM (Scanning Probe Microscope Scanning Probe Microscope) such as STM (Scanning Tunneling Microscope Scanning Tunneling Microscope) and AFM (Atomic Force Microscope Atomic Force Microscope), a probe holder usable in the SPMFor transportProbe holder mounting memberAnd probe holder attachment / detachmentAbout.
[0002]
[Prior art]
SPM (Scanning Probe Microscope) such as STM (Scanning Tunnel Microscope) or AFM (Atomic Force Microscope) is one tip (probe) or more than one probe stage. Information on surface irregularities, atomic arrangement of the sample surface, etc., or information on the frictional force of the sample surface using the tunnel current obtained by bringing the cantilever (probe) close to the sample surface or deformation of the cantilever Has been used to get etc.
As a probe holder transport member used in the SPM (scanning probe microscope), the following technique is conventionally known.
(1) Technology described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-258439)
This publication describes a technique for attaching the probe holder 7 to the scanner 5 by holder holding means 10 connected to the tip of the operating rod 9.
With the technique described in this publication, it is not possible to observe and measure the sample surface using a plurality of probe holders simultaneously.
[0003]
In the SPM, when simultaneously measuring and observing a plurality of locations on the sample surface, the probe holders are mounted on the plurality of stage probe holder mounting members arranged close to the stage sample holder mounting member, respectively. There is a need to.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-258439 A (summary column)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When attaching / detaching the probe holders one by one when attaching / detaching the probe holders to / from the plurality of stage probe holder mounting members that can attach / detach the probe holders, it takes time to attach / detach. Accordingly, in order to shorten the time for attaching and detaching the probe holder, the probe holder is simultaneously transported to each of the plurality of stage probe holder mounting members, and the plurality of transported probe holders are mounted to the plurality of stage probe holders. A transport probe holder mounting member that can be mounted on the member at the same time or can be transported by simultaneously detaching and transporting the plurality of probe holders mounted on the plurality of stage probe holder mounting members is required.
[0006]
If there is a transfer probe holder mounting member and a plurality of stage probe holder mounting members as described above, the plurality of probe holders mounted on one of the holder mounting members can be simultaneously detached and simultaneously mounted on the other holder mounting member. It is possible to attach it, which is convenient because the time for attaching and detaching is shortened.
[0007]
In view of the above problems, the present invention has the following description contents (O01) and (O02).
(O01) A plurality of probe holders can be attached / detached simultaneously to / from a plurality of stage probe holder mounting members to which a plurality of probe holders used in SPM can be attached / detached.
(O02) To provide a carrying probe holder mounting member that can attach and detach a plurality of probe holders at the same time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Next, the present invention that solves the above-described problems will be described. In order to facilitate the correspondence with the elements of the embodiments described later, the elements of the present invention are shown by enclosing the reference numerals of the elements of the embodiments in parentheses. Appendices. The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the embodiments described later is to facilitate the understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.
[0009]
(First invention)
In order to solve the above problems, the scanning probe microscope (SPM) of the first invention is characterized by comprising the following structural requirements (A01) and (A02).
(A01) A sample holder to which a sample holder (SH) transported from the −Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is detachably mounted. A stage sample holder mounting member (6) having a mounting hole (6a),
(A02) A probe holding portion (57) for holding the probes (55, 56), a holding portion for transfer (59) held by a transfer probe holder mounting member (36), and a holding portion for stage (58) When the plurality of probe holders (PH) are conveyed simultaneously through the sample holder mounting hole (6a) to the + Z side by the transport probe holder mounting member (36), the plurality of probe holders (PH) A plurality of stage probe holder mounting members (29) each having a stage holder holding portion (32) for detachably holding a stage holding portion (58) of PH),
(A03) Each of the plurality of stage probe holder mounting members in a state in which the plurality of probe holders (PH) are respectively held by the stage holder holding portions (32) of the plurality of stage probe holder mounting members (29). A holder mounting moving member (22) for simultaneously moving (29) to the + Z side.
[0010]
(Operation of the first invention)
In the scanning probe microscope (SPM) of the first invention having the above configuration, the sample holder mounting hole (6a) of the stage sample holder mounting member (6) has a Z axis set along a straight line. A sample holder (SH) transported from the −Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side is detachably mounted.
A plurality of probe holding portions (57) for holding the probes (55, 56), a holding portion for transfer (59) held by a transfer probe holder mounting member (36), and a holding portion for stage (58). When the plurality of probe holders (PH) are simultaneously transported through the sample holder mounting hole (6a) to the + Z side by the transport probe holder mounting member (36), a plurality of probe holders for stage (29) The stage holder holders (32) of () hold the stage holders (58) of the plurality of probe holders (PH) detachably at the same time.
In a state where the plurality of probe holders (PH) are simultaneously held by the stage holder holders (32) of the plurality of stage probe holder mounting members (29), the holder mounting moving member (22) The plurality of stage probe holder mounting members (29) are simultaneously moved to the + Z side. At this time, the plurality of probe holders (PH) can be simultaneously detached from the plurality of probe holder mounting members (29) by detaching them from the carrying probe holder mounting member (36).
[0011]
The scanning probe microscope (SPM) according to the first aspect of the present invention can include the following constituent elements (A04).
(A04) The stage holder holding portion (32) configured by a permanent magnet that detachably holds the stage held portion (58) made of a magnetic material.
In the scanning probe microscope (SPM) provided with the above-described configuration requirement (A04), the stage holder holding portion (32) made of a permanent magnet is a stage holding portion made of a magnetic material of the probe holder (PH). (58) is detachably held.
[0012]
  In the scanning probe microscope (SPM) of the first invention,The following configuration requirements (B01) and (B02) are provided.Is possible.
(B01) MultipleAboveOf the probe holder mounting member (29) for the stageAboveEach stage is held by a holder holder (32).AboveStage holding part (58), and a plurality ofAboveConvey probe holder (PH) at the same timeAboveEach of the plurality of transfer holding members (43) of the transfer probe holder mounting member (36) is held.AboveHolding part (59) for conveyance;AboveHold the probe (55, 56)AboveA probe holder (57).AboveProbe holder (PH),
(B02) The stage held portion (58) made of a magnetic material that is detachably attracted by the stage holder holding portion (32) having a permanent magnet.
[0013]
  Scanning probe microscope (SPM) provided with the above-mentioned constituent elements (B01) and (B02)Holds the probes (55, 56) by the probe holding part (57). Each stage held portion (58) of the plurality of probe holders (PH) is held by each stage holder holding portion (32) of the plurality of stage probe holder mounting members (29). In addition, each of the transport holding parts (59) of the plurality of probe holders (PH) includes a plurality of transport holding members (36) of the transport probe holder mounting member (36) that transports the plurality of probe holders (PH) simultaneously. 43).
  The stage held portion (58) made of a magnetic material as the probe holder (PH) is detachably attracted and held by the stage holder holding portion (32) having a permanent magnet.
[0014]
  In the scanning probe microscope (SPM) of the first invention,The following configuration requirements (B01) and (B03) are provided.Is possible.
(B01) MultipleAboveOf the probe holder mounting member (29) for the stageAboveEach stage is held by a holder holder (32).AboveStage holding part (58), and a plurality ofAboveConvey probe holder (PH) at the same timeAboveEach of the plurality of transfer holding members (43) of the transfer probe holder mounting member (36) is held.AboveHolding part (59) for conveyance;AboveHold the probe (55, 56)AboveA probe holder (57).AboveProbe holder (PH),
(B03) It is movable between the holding position and the detaching position, and is rotatable so as to hold the probe holder (PH) when moved to the holding position and to detach from the probe holder (PH) when moved to the detaching position. It was composed of a hook (43)AboveThe said held part (59) for conveyance hold | maintained so that attachment or detachment is possible by the holding member (43) for conveyance.
[0015]
  Scanning probe microscope (SPM) provided with the above-mentioned constituent elements (B01) and (B03)Holds the probes (55, 56) by the probe holding part (57). Each stage held portion (58) of the plurality of probe holders (PH) is held by each stage holder holding portion (32) of the plurality of stage probe holder mounting members (29). In addition, each of the transport holding parts (59) of the plurality of probe holders (PH) includes a plurality of transport holding members (36) of the transport probe holder mounting member (36) that transports the plurality of probe holders (PH) simultaneously. 43).
  Each of the transport holding parts (59) of the plurality of probe holders (PH) is composed of a plurality of rotatable hooks (43) of the transport probe holder mounting member (36). Are each detachably held. The conveyance holding member (43) constituted by the hook (43) is movable between a holding position and a disengagement position, and the conveyance held portion (59) of the probe holder (PH) is a hook ( 43) is held when moved to the holding position, and detached from the hook (43) when moved to the detached position.
[0018]
(Second invention)
  The transport probe holder mounting member (36) of the second invention has the following structural requirements (C01), (C02), (C04)It is provided with.
(C01) A probe holding portion (57) for holding the probes (55, 56), a stage held portion (58) held by the stage probe holder mounting member (29), and a transport probe holder mounting member (36) A probe holder mounting member (36) to which a probe holder (PH) having a transported held portion (59) held by the head is detachably mounted,
(C02) a holding rod holding portion (59) for holding a conveying rod connecting portion (37h) that can be connected to and detached from the holder conveying rod (61) by advancing and retreating the holder conveying rod (61); A plurality of conveyance holding members (43) movable between the separation positions separated from the conveyance held portion (59), and a holding position moving member for moving the conveyance holding member (43) to the holding position (44 + 45) and a separation position moving member (52) for simultaneously moving the plurality of conveyance holding members (43) to the separation position in accordance with the movement of the holder conveyance rod (61). Mounting member (36),
(C04) A sample holder to which a sample holder (SH) transported from the −Z side on one end side to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is detachably mounted. A scanning probe microscope having a stage sample holder mounting member (6) having a mounting hole (6a) and a plurality of stage probe holder mounting members (29) arranged on the + Z side of the sample holder mounting hole (6a). With respect to (SPM), the plurality of probe holders (PH) mounted on the transport probe holder mounting member (36) are transported in the + Z direction and pass through the sample holder mounting hole (6a) and the plurality of stages. The plurality of probe holders (PH) are simultaneously transferred to and from the plurality of stage probe holder mounting members (29) while being close to the probe holder mounting member (29). Transport holding member (43).
[0019]
(Operation of the second invention)
  Component requirements (C01), (C02), (C04)In the transport probe holder mounting member (36) according to the second aspect of the present invention, the transport probe holder mounting member (36) includes a probe holder (57) for holding the probes (55, 56) and a stage probe holder mounting. A holding part (59) for conveyance of a probe holder (PH) having a stage holding part (58) held by a member (29) is detachably mounted.
  The holder transfer rod (61) is connected to the transfer rod connecting portion (37h) of the transfer probe holder mounting member (36) so that the holder transfer rod (61) can be connected and detached by the forward and backward movement of the holder transfer rod (61).
The plurality of transfer holding members (43) movable between the holding position and the release position of the transfer probe holder mounting member (36) transfer the plurality of probe holders (PH) when moved to the holding position. When the held portion (59) is held and moved to the separation position, the held portion (59) is detached from the conveyance held portion (59). The holding position moving member (44 + 45) moves the carrying holding member (43) to the holding position. The separation position moving member (52) simultaneously moves the plurality of conveyance holding members (43) to the separation position in accordance with the movement of the holder conveyance rod (61).
[0022]
  In addition, according to the second aspect of the present invention, the structural requirements (C01), (C02), and (C04) are provided.The transport probe holder mounting member (36) has a sample holder (SH) transported from the -Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line. A stage sample holder mounting member (6) having a sample holder mounting hole (6a) to be detachably mounted and a plurality of stage probe holder mounting members (29) arranged on the + Z side of the sample holder mounting hole (6a) ), A plurality of probe holders (PH) mounted on a transport probe holder mounting member (36) are transported in the + Z direction and the sample holder mounting hole (6a) Are made to approach the plurality of stage probe holder mounting members (29). In the approached state, the plurality of transfer holding members (43) simultaneously deliver the plurality of probe holders (PH) to and from the plurality of stage probe holder mounting members (29).
[0023]
(Third invention)
  Third inventionThe probe holder attaching / detaching method is such that the sample holder (SH) transported from the −Z side at one end of the Z axis to the + Z side at the other end along the Z axis set along a straight line is detachably attached. A stage sample holder mounting member (6) having a sample holder mounting hole (6a) and a plurality of stage probe holder mounting members (29) arranged on the + Z side of the sample holder mounting hole (6a). A scanning probe microscope (SPM), a holding position and a probe that pass through the sample holder mounting hole (6a) and are accessible to the plurality of stage probe holder mounting members (29) and hold the probe holder (PH) A plurality of transfer holding members (43) movable between a release position separated from the holder (PH) and the plurality of transfer holding members (43) between the hold position and the release position. Removing or inserting a probe holder (PH) between the transport probe holder mounting member having a moving member (44 + 45 + 52) for moving at (36)Probe holder attaching / detaching methodThe present invention is characterized in that the following configuration requirement (D01) is provided.
(D01) A plurality of transport holding members (43) and a plurality of the plurality of transport probe holder mounting members (36) passing through the holder mounting holes and approaching the plurality of stage probe holder mounting members (29) A probe holder attaching / detaching method in which a plurality of probe holders (PH) attached to one of a plurality of stage probe holder attaching members (29) are simultaneously detached and simultaneously attached to the other plurality of members.
[0024]
(Third inventionAction)
  Third inventionIn the probe holder attaching / detaching method, the sample holder (SH) conveyed from the −Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is a scanning probe. The sample holder mounting member (6) for the stage (6) of the microscope (SPM) is detachably mounted in the sample holder mounting hole (6a). The plurality of transfer holding members (43) of the transfer probe holder mounting member (36) penetrate the sample holder mounting hole (6a), and the sample holder mounting hole (6a) of the scanning probe microscope (SPM). Approaches the plurality of stage probe holder mounting members (29) arranged on the + Z side. In the approached position, the plurality of transfer holding members (43) that are moved between the holding position and the detachment position by the moving member (44 + 45 + 52) hold the probe holder (PH) at the holding position, and the detachment position. At the time of separation from the probe holder (PH).
  Therefore, the plurality of transport holding members (43) and the plurality of stages of the transport probe holder mounting member (36) passing through the holder mounting hole and approaching the plurality of stage probe holder mounting members (29). The probe holder mounting member (29) is used for simultaneously removing the plurality of probe holders (PH) mounted on one of the plurality of members and simultaneously mounting on the other plurality of members. That is, a plurality of probe holders (PH) can be attached and detached simultaneously.
[0025]
[Embodiment]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
In order to facilitate understanding of the following description, in the drawings, the front-rear direction is the X-axis direction, the left-right direction is the Y-axis direction, the up-down direction is the Z-axis direction, and arrows X, -X, Y, -Y, The direction indicated by Z and -Z or the indicated side is defined as the front side, the rear side, the right side, the left side, the upper side, the lower side, or the front side, the rear side, the right side, the left side, the upper side, and the lower side, respectively.
In the figure, “•” in “○” means an arrow heading from the back of the page to the front, and “×” in “○” is the front of the page. It means an arrow pointing from the back to the back.
[0026]
(Embodiment 1)
(Scanning probe microscope)
FIG. 1 is a front sectional view of an SPM (scanning probe microscope) according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is an explanatory diagram of the main part of the sample stage of the SPM of FIG. 1, FIG. 2A is a diagram showing the main part of FIG. 1, and FIG. 2B is a bottom view of the figure viewed from the arrow IIB-IIB of FIG. is there.
[0027]
1 and 2, an SPM (scanning probe microscope) is disposed below a lens barrel 1 of an SEM (scanning electron microscope). The SPM (scanning probe microscope) 1 has a stage support member 2 (see a two-dot chain line in FIG. 1), and a through hole 2 a is formed in the stage support member 2.
A sample stage ST is supported on the upper surface of the stage support member 2. The sample stage ST has an annular plate 3 supported on the upper surface of the stage support member 2, and a stage sample holder mounting member 6 is supported on the upper surface of the inner peripheral portion of the annular plate 3.
The stage sample holder mounting member 6 includes a disk-shaped sample holder mounting member main body 7 and a ring-shaped retaining plate 8 fixed to the upper surface of the sample holder mounting member main body 7.
[0028]
A through hole 7 a is formed in the sample holder mounting member main body 7. A ring-shaped inward projecting portion 7b projecting inward is formed at the lower end portion of the through-hole 7a, and a pair of inserts are inserted into the ring-shaped inward projecting portion 7b at positions 180 ° apart in the circumferential direction. First cut portions 7c and 7c are formed. The ring-shaped inward projecting portion 7b has insertion second excision portions 7d and 7d formed at positions 90 ° apart from the first insertion excision portions 7c and 7c in the circumferential direction. .
A through hole 8a is formed in the ring-shaped retaining plate 8, and the inner diameter of the through hole 8a is smaller than the inner diameter of the ring-shaped inward protruding portion 7b. The through-holes 7a and 8a constitute a sample holder mounting hole 6a.
[0029]
The ring-shaped inward projecting portion 7b is formed with a total of four elongated electrode plate insertion holes 7e at positions spaced 90 ° in the circumferential direction. The four electrode plate insertion holes 7e are arranged just in the middle of the four insertion cutting portions 7c, 7c, 7d, and 7d.
An insulating block (not shown) is fixed to the lower surface of the ring-shaped inward projecting portion 7b adjacent to the four electrode plate insertion holes 7e, and a plate spring-like shape is formed on the lower surface of the insulating block. The electrode plate 11 is supported. The tip of the electrode plate 11 extends obliquely through the electrode plate insertion hole 7e from the lower surface side to the upper surface side.
A sample stage ST is constituted by the elements indicated by the reference numerals 3 to 11.
[0030]
In FIG. 1, a pair of left and right Y-axis guides 13 and 13 are fixed to the upper surface of the annular plate 3, and the Y-axis guides 13 and 13 are slidably movable in the Y-axis direction. It is supported. The Y-axis sliders 14 and 14 and the slider moving mechanism for moving the Y-axis sliders 14 and 14 can use various conventionally known techniques. The Y-axis sliders 14 and 14 of the first embodiment are configured to be movable in the Y-axis direction (left-right direction) each time a slider moving pulse is applied to a piezoelectric body (not shown). Such a slider drive mechanism is commercially available.
[0031]
X guides 16 and 16 are fixed to the upper surfaces of the Y axis sliders 14 and 14, respectively. The X axis guides 16 and 16 can be slidably moved in the X axis direction (front-rear direction). It is supported by. The X-axis sliders 17 and 17 can move in the X-axis direction each time a slider moving pulse is applied to a piezoelectric body (not shown), like the Y-axis sliders 14 and 14.
[0032]
L-shaped brackets 18 and 18 are fixed to the upper surfaces of the X-axis sliders 17 and 17, respectively, and balancer portions (balances) are provided at outer ends of the horizontal portions 18a and 18a of the L-shaped brackets 18 and 18, respectively. The adjustment weight portions 18b and 18b are formed, and the balancers 19 and 19 are fixed.
Z-axis guides 21 and 21 are fixed to the vertical portions 18c and 18c of the L-shaped brackets 18 and 18, respectively. The Z-axis guides 21 and 21 are Z-axis sliders (moving members when the holder is mounted) 22, 22 is supported so as to be slidable in the Z-axis direction (vertical direction). Similar to the Y-axis sliders 14 and 14, the Z-axis sliders 22 and 22 are movable in the Z-axis direction each time a slider moving pulse is applied to a piezoelectric body (not shown).
[0033]
L-shaped scanner connection brackets 23 and 23 are fixed to the vertical surfaces of the Z-axis sliders 22 and 22, respectively, and project downward from the lower surfaces of the horizontal portions 23a and 23a of the scanner connection brackets 23 and 23. The connecting blocks 24, 24 are fixed. Upper insulators 25, 25 are fixed to the lower ends of the connecting blocks 24, 24, and tubular piezoelectric bodies 26, 26 protrude downward from the lower ends of the upper insulators 25, 25. It is supported. Lower insulators 27, 27 are fixed to the lower ends of the tubular piezoelectric bodies 26, 26. Cylindrical electric field shield members 28, 28 fixed to the outer peripheral surfaces of the connecting blocks 24, 24 and the upper insulators 25, 25 are arranged so as to cover the outer sides of the tubular piezoelectric bodies 26, 26. ing.
[0034]
Stage probe holder mounting members 29, 29 are fixed to the lower insulators 27, 27. The stage probe holder mounting member 29 has a mounting member main body 31, a magnet (stage holder holding portion) 32 fixed to the lower surface thereof, and a guide pin 33 protruding downward.
The magnet 32 is a member for attracting the magnetic material (iron) of the held portion of the probe holder PH (described later with reference to FIG. 3).
[0035]
In FIG. 1, a pair of left and right stage probe holder mounting members 29, 29 are shown and described, but in reality, a pair of front and rear is also provided in the X-axis direction (front-rear direction) perpendicular to the screen of FIG. Stage probe holder mounting members 29 and 29 are provided. The pair of front and rear stage probe holder mounting members 29 and 29 (not shown) are configured in the same manner as the pair of left and right stage probe holder mounting members 29 and 29, and an X-axis slider and a Y-axis for supporting them. The configuration of the slider, the Z-axis slider, etc. is almost the same.
[0036]
(Transfer probe holder mounting member)
3A and 3B are explanatory views of the carrying probe holder mounting member according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a front sectional view taken along the line IIIA-IIIA in FIG. 3B, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line IIIB in FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line IIIC-IIIC of FIG. 3A, and FIG. 3D is a view seen from the arrow IIID of the 3A.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for attaching / detaching the probe holder to / from the carrying probe holder attaching member according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4A is a diagram showing a state in which the probe holder is attached, and FIG. It is a figure which shows the state made to do.
3 and 4, the transport probe holder mounting member 36 has a transport mounting member main body 37. The transport mounting member body 37 includes a cylindrical wall 37a, an upper end wall 37b formed at the upper end of the cylindrical wall 37a, a rod-shaped central shaft portion 37c protruding downward from the center of the upper end wall 37b, It has a pair of 1st protrusion parts 37d and 37d which protrude to a radial direction outer side from the lower part of a cylindrical wall, and a pair of 2nd protrusion parts 37e and 37e. The upper end wall 37b is formed such that the upper surface of the central portion is recessed in a circular shape. The upper end surfaces of the projecting portions 37d, 37d, 37e, 37e are formed as contact surfaces that are positioned in contact with the lower surface of the ring-shaped retaining plate 8.
[0037]
The pair of first protrusions 37d and 37d are disposed 180 degrees apart from each other in the circumferential direction, and the pair of second protrusions 37e and 37e are separated from the first protrusions 37d and 37d by 90 degrees in the circumferential direction. It is arranged at the position.
A total of four hook through holes 37f are formed in the upper end wall 37b at positions 90 ° apart in the circumferential direction and at positions corresponding to the first and second projecting portions 37d, 37d, 37e, 37e. . Further, a total of four connecting screw holes 37g are formed in the cylindrical wall 37a at positions 90 ° apart in the circumferential direction.
A conveying rod connecting portion 37h is formed at the lower end of the rod-shaped central shaft portion 37c, and a pin 38 is fixed to the conveying rod connecting portion 37h so as to pass through the shaft vertically. Therefore, both outer end portions of the pin 38 protrude from the outer surface of the rod-shaped transport rod connecting portion 37h.
[0038]
A thick cylindrical hook holding member 40 is accommodated in a space inside the cylindrical wall 37a and outside the central shaft portion 37c and further below the upper end wall 37b. Four screw through holes 40a are formed corresponding to the four connecting screw holes 37g. The transport mounting member body 37 and the hook holding member 40 are connected by four connecting screws N1 that pass through the screw through holes 40a and are screwed into the connecting screw holes 37g.
On the upper end of the thick cylindrical hook holding member 40, a pair of plate-like upper protrusions 40b, 40b are formed at intervals of 90 ° in the circumferential direction. The pair of plate-like upward projecting portions 40b, 40b are arranged several mm apart, and a rod 41 and a stopper shaft 42 (see FIG. 3C) are provided between them.
[0039]
A hook (carrying holding member) 43 is rotatably supported on the rod 41, and a tip 43a of the hook 43 is formed on an upper end wall 37b (see FIG. 3B) of the carrying mounting member body 37. It can project upward through the through hole 37f. The hook 43 is formed with a stopper through hole 43b (see FIG. 3A) through which the stopper shaft 42 penetrates. The inner diameter of the stopper through hole 43b is slightly larger than the outer diameter of the stopper shaft 42. Therefore, the hook 43 can rotate around the rod 41 by the amount of play (gap) between the stopper shaft 42 and the stopper through hole 43b.
In FIG. 3A, the hook holding member 40 is formed with four holding position moving member accommodation holes 40c extending vertically, and a push bar 44 and a compression spring 45 are accommodated in each holding position movement member accommodation hole 40c. ing. A ring plate 46 is fixed to the lower end of the hook holding member 40 by four screws N2. Therefore, the lower end of the holding position moving member accommodation hole 40 c is closed by the ring plate 46.
[0040]
The push bar 44 accommodated in the holding position moving member accommodation hole 40 c is pressed upward by a compression spring 45, and the upper end portion of the push bar 44 projects upward from the upper end of the hook holding member 40. The upper end portion of the push-in rod 44 is in contact with the hook 43 and presses the hook 43. The hook 43 pressed by the pushing rod 44 receives a rotational force (a rotational force that moves to a position (holding position) for holding a probe holder PH described later).
The pushing rod 44 and the compression spring 45 constitute a holding position moving member (44 + 45) that moves the hook 43 to a holding position (a position for holding a probe holder PH described later).
[0041]
4A and 4B, a cylindrical slider 51 is mounted on the outer surface of the central shaft portion 37c of the mounting member body 37 for conveyance so as to be slidable in the axial direction, and on the outer surface of the cylindrical slider 51. A cylindrical disengagement position moving member (a member for moving the hook 43 to a disengagement position (a position for moving a probe holder PH described later) 52) is supported by a screw 53 so as to be slidable by a predetermined distance in the vertical direction (Z-axis direction). Therefore, the cylindrical slider 51 and the detachment position moving member 52 can be integrally slid in the axial direction of the central shaft portion 37c after one of them moves by the predetermined distance with respect to the other.
A compression coil spring 54 is disposed between the upper end of the cylindrical slider 51 and the lower surface of the upper end wall 37 b of the carrying mounting member body 37. The cylindrical slider 51 is always pressed downward by the compression coil spring 54, and the lower end thereof is in contact with the pin 38.
[0042]
(Probe holder PH)
3A and 4 show a probe holder PH that is detachably attached to the upper surface of the upper end wall 37b of the carrying attachment body 37. As shown in FIG. As the probe holder PH, a cantilever holder PH1 or a tip holder PH2 is used. The cantilever holder PH1 is a holder that holds a cantilever (probe) 55, and the tip holder PH2 is a holder that holds a tip (probe, probe) 56.
In the following description, a case where the cantilever 55 is used as a probe will be described.
The probe holder PH has a probe holding portion 57 for holding the cantilever (probe) 55 (see FIG. 3A).
[0043]
4A and 4B, a stage held portion 58 made of a magnetic material (iron) is provided at the upper end portion of the probe holder PH, and the lower end surface is formed by an inclined locked hole. Further, a transported held portion 59 is provided. In FIG. 3A, the tip end portion of the hook 43 protrudes from the upper surface of the upper end wall 37b of the carrying mounting member body 37 and engages with the carrying held portion 59 of the probe holder PH. In this state, the probe holder PH is held on the upper surface of the upper end wall 37 b of the carrying mounting member body 37 by the hook 43.
The probe holder PH is formed with a pin insertion hole (not shown) into which the guide pin 33 (see FIG. 1) of the stage holder mounting member 29 is inserted, and the probe holder PH is mounted on the stage holder. When mounted on the member 29, the pin insertion hole (not shown) is fitted into the guide pin 33 and guided.
[0044]
(Conveying rod)
4A and 4B, the holder transport rod 61 is formed with a fitting hole 61a into which the transport rod connecting portion 37h of the transport mounting member main body 37 is inserted and fitted, and a U-shaped groove 61b at the upper end portion thereof. ing. The U-shaped groove 61 b is a groove into which the pin 38 is fitted when the lower end of the carrying mounting member body 37 is supported by the holder carrying rod 61. When the holder transport rod 61 supports the lower end of the transport mounting member main body 37, the compression coil spring 54 is slightly compressed by the weight of the transport probe holder mounting member 36. The detachment position moving member 52 that moves integrally with the cylindrical slider 51 by the compression is set with elasticity of the compression coil spring 54 so as to approach the hook 43 but do not come into contact therewith.
[0045]
(Removal of probe holder PH to probe holder mounting member 29 for stage)
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the probe holder mounting member for transporting the probe holder mounted thereon is transported to the sample stage of the AFM (scanning probe microscope) and then the stage probe holder mounting member is lowered to the attachment / detachment position. .
FIG. 6 shows the state shown in FIG. 5, after the probe holder is detached from the carrying probe holder mounting member and mounted on the stage probe holder mounting member, and then the stage holder mounting member is raised, and then the carrying probe holder It is a figure which shows the state which retracted the mounting member from the sample stage.
[0046]
In the state shown in FIG. 4A, the hook (carrying holding member) 43 holds the probe holder PH by the four holding position moving members (44 + 45) constituted by the pushing rod 44 and the compression spring 45 that pushes it upward. Moved to the holding position. That is, in the state of FIG. 4A, the four (plural) probe holders PH are held on the transport probe holder mounting member 36 by the hooks 43 that have moved to the holding position.
In the state of FIG. 4A, the holder transport rod 61 is moved upward to transport the transport probe holder mounting member 36 upward. At that time, the first and second projecting portions 37d, 37d, 37e, 37e of the probe holder mounting member 36 for transfer are inserted into the first and second cutout portions 7c, 7c, 7d for insertion of the sample holder mounting member main body 7, respectively. , 7d (see FIG. 2). At this time, as shown in FIG. 5, the probe holder PH held at (attached to) the upper end of the transport probe holder mounting member 36 passes through the sample holder mounting hole 6a of the stage sample holder mounting member 6 from below. It penetrates upward.
[0047]
When the holder transport rod 61 is rotated 45 ° counterclockwise in this state, each of the four plate spring-like electrode plates extending obliquely through the electrode plate insertion hole 7e from the lower surface side to the upper surface side. 11, the lower surfaces of the first and second projecting portions 37d, 37d, 37e, and 37e of the carrying probe holder mounting member 36 come into contact with the upper surface of the distal end of the transfer head. The lower surfaces of the first and second projecting portions 37d, 37d, 37e, and 37e of the transport probe holder mounting member 36 are lifted by the tip portions of the four electrode plates 11 in the form of leaf springs, and the upper surface is It is pressed against the lower surface of the ring-shaped retaining plate 8. This state is a state where the transport probe holder mounting member 36 is mounted in the sample holder mounting hole 6a of the stage sample holder mounting member 6 of the sample stage ST.
Until this state is reached, the stage holder mounting member 29 is moved to the upper position by the Z-axis slider 22 so as not to contact the probe holder PH.
[0048]
When the Z-axis slider 22 is lowered in this state, the magnet (stage holder holding portion) 32 on the lower surface of the stage probe holder mounting member 29 is moved to the stage holding portion 58 made of magnetic material at the upper end of the probe holder PH. Abut. At this time, as shown in FIG. 5, the stage holder holding portion 58 of the probe holder PH is attracted by the magnet 32.
When the holder conveying rod 61 is moved upward in the state of FIG. 5, the compression coil spring 54 contracts as shown in FIG. 4B, and the upper end of the detachment position moving member 52 presses the hook 43 upward. At this time, the four hooks 43 that have been moved to the holding position by the four (plural) holding position moving members (44 + 45) rotate from the holding position and move to the disengagement position. At the same time is detached from the transported held portion 59 of the probe holder PH.
The holding position moving member (44 + 45) and the disengaging position moving member 52 constitute a moving member (44 + 45 + 52) that automatically moves the hook 43 to the holding position and the disengaging position.
[0049]
When the slider 22 is raised in this state, the probe holder PH is detached from the transport probe holder mounting member 36 and mounted on the stage probe holder mounting member 29.
By performing the attaching / detaching operation in the reverse procedure of the procedure of moving the probe holder PH from the transfer probe holder mounting member 36 to the plurality of stage probe holder mounting members 29, the four mounted on the stage probe holder These probe holders PH can be detached at the same time and attached to the carrying probe holder attachment member 36 at the same time.
[0050]
After the probe holder PH is moved from the transport probe holder mounting member 36 to the stage probe holder mounting member 29 in a state of being mounted on the sample holder mounting member 6 of the sample stage ST, the transport probe holder mounting member 36 is moved. In order to detach the sample stage ST from the sample holder mounting member 6, the holder transport rod 61 is rotated 45 ° in the opposite direction (clockwise) to the time of mounting and then lowered. At this time, the four probe holders PH are moved downward only in the transport probe holder mounting member 36 in a state where the four probe holders PH are mounted on the four stage probe holder mounting members 29.
[0051]
(Removal of sample holder SH to / from stage sample holder mounting member 6)
FIG. 7 is a diagram showing a stage sample holder mounting member and a sample holder mounted thereon.
In FIG. 7, the sample holder SH holding the sample S is mounted on the stage sample holder mounting member 6 while the probe holder PH is mounted on each of the plurality of stage probe holder mounting members 29 of the SPM. The method of attaching / detaching the sample holder SH to / from the stage sample holder mounting member 6 is the same as the method of attaching / detaching the probe holder PH to / from the stage holder mounting member 6.
In the state shown in FIG. 7, the positions of the probe holder PH and the probe 55 are moved by the Y-axis slider 14, the X-axis slider 17, and the Z-axis slider 22, and the probe 55 is positioned with respect to the sample S. The surface of the sample S is observed or measured by a scanning probe microscope.
Note that the surface of the sample can also be observed with an SEM (scanning electron microscope).
[0052]
(Example of change)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be done. The modified embodiment of the present invention is exemplified below.
(H01) In the description of FIG. 4 to FIG. 6, the example in which the cantilever holder PH1 is simultaneously transported as the probe holder PH and is attached to and detached from the stage probe holder mounting member 29 has been described. Can be attached to and detached from the four stage probe holder mounting members 29 simultaneously.
[0053]
【The invention's effect】
The long sheet feeding device of the present invention described above can achieve the following effects (E01) and (E02).
(E01) A plurality of probe holders can be attached / detached simultaneously to / from a plurality of stage probe holder mounting members to which a plurality of probe holders used in SPM (scanning probe microscope) can be attached / detached.
(E02) It is possible to provide a conveyance probe holder mounting member that can attach and detach a plurality of probe holders at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of an SPM (scanning probe microscope) according to a first embodiment of the present invention.
2 is an explanatory view of the main part of the sample stage of the SPM of FIG. 1, FIG. 2A is a view showing the main part of FIG. 1, and FIG. 2B is a view seen from the arrow IIB-IIB of FIG. FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a carrying probe holder mounting member according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 3A is a front sectional view taken along the line IIIA-IIIA in FIG. 3B, and FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 3A, FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line IIIC-IIIC in FIG. 3A, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for attaching / detaching a probe holder to / from a carrying probe holder mounting member according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 4A is a diagram showing a state in which the probe holder is mounted, and FIG. It is a figure which shows the state which removes a probe holder.
FIG. 5 shows a state in which the probe holder mounting member mounted with the probe holder is transported to the sample stage of the AFM (scanning probe microscope) and then the stage probe holder mounting member is lowered to the attachment / detachment position. FIG.
FIG. 6 shows the state of FIG. 5 after the probe holder is detached from the carrying probe holder mounting member and mounted on the stage probe holder mounting member, and then the stage holder mounting member is raised; It is a figure which shows the state which retracted the conveyance probe holder mounting member from the sample stage.
FIG. 7 is a diagram showing a stage sample holder mounting member and a sample holder mounted thereon.
[Explanation of symbols]
PH ... probe holder, SH ... sample holder, ST ... sample stage,
6 ... Stage sample holder mounting member, 6a ... Sample holder mounting hole, 22 ... Moving member when the holder is mounted, 29 ... Stage probe holder mounting member, 32 ... Stage holder holder, 36 ... Transport probe holder mounting member, 37h: transport rod connecting portion, 43: transport holding member, 52: separation position moving member, 55, 56 ... probe, 57 ... probe holding portion, 58 ... stage held portion, 59 ... transport held portion, 61 ... Holder transfer rod,
(44 + 45) ... Holding position moving member.

Claims

A scanning probe microscope comprising the following constituent elements (A01) to (A03):
(A01) A sample holder mounting hole in which a sample holder transported from the −Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is detachably mounted. A sample holder mounting member for a stage,
(A02) A plurality of probe holders each having a probe holding portion for holding a probe, a holding portion for transfer and a holding portion for a stage held by a transfer probe holder mounting member, are A plurality of stage probe holders having a stage holder holding part that detachably holds the stage held parts of the plurality of probe holders when they are simultaneously conveyed through the holder mounting hole to the + Z side. Mounting member, (A03) The plurality of stage probe holder mounting members are simultaneously moved to the + Z side in a state where the plurality of probe holders are respectively held by the stage holder holding portions of the plurality of stage probe holder mounting members. A moving member when the holder is mounted.

The scanning probe microscope according to claim 1, comprising the following constituent elements (A04):
(A04) The stage holder holding portion made of a permanent magnet that detachably holds the stage held portion made of a magnetic material.

The scanning probe microscope according to claim 1, comprising the following constituent elements (B01) and (B02):
(B01) of the stage held holders respectively held by the stage holder holders of the plurality of stage probe holder mounting members, and the transfer probe holder mounting member for transferring the plurality of probe holders simultaneously. The probe holder having the held parts for conveyance respectively held by a plurality of holding members for conveyance; and the probe holding part for holding the probes;
(B02) The stage held portion made of a magnetic material that is detachably attracted by the stage holder holding portion having a permanent magnet.

The scanning probe microscope according to claim 1, comprising the following constituent elements (B01) and (B03):
(B01) of the stage held holders respectively held by the stage holder holders of the plurality of stage probe holder mounting members, and the transfer probe holder mounting member for transferring the plurality of probe holders simultaneously. The probe holder having the held parts for conveyance respectively held by a plurality of holding members for conveyance; and the probe holding part for holding the probes;
(B03) It is configured by a rotatable hook that is movable between a holding position and a detaching position and that holds the probe holder when moved to the holding position and is detached from the probe holder when moved to the detaching position. The held portion for transfer that is detachably held by the holding member for transfer.

Conveying probe holder mounting member comprising the following constituent elements (C01), (C02) , and (C04) :
(C01) A probe holder having a probe holding portion for holding a probe, a stage held portion held by a stage probe holder mounting member, and a transport held portion held by a transport probe holder mounting member is attached and detached. A probe holder mounting member for transportation that can be mounted,
(C02) a conveying rod connecting portion that can be connected to and detached from the holder conveying rod by advancing and retreating the holder conveying rod, a holding position that holds the holding portion for conveying, and a separating position that is separated from the holding portion for conveying A plurality of transfer holding members movable between, a holding position moving member for moving the transfer holding member to the holding position, and the separation of the plurality of transfer holding members according to the movement of the holder transfer rod The transfer probe holder mounting member having a disengagement position moving member that simultaneously moves to a position ;
(C04) A sample holder mounting hole in which a sample holder transported from the −Z side on one end side to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is detachably mounted. A scanning probe microscope having a stage sample holder mounting member and a plurality of stage probe holder mounting members arranged on the + Z side of the sample holder mounting hole has a plurality mounted on the transport probe holder mounting member. A plurality of probes with the plurality of stage probe holder mounting members in a state where the probe holder is transported in the + Z direction and passes through the sample holder mounting hole and approaches the plurality of stage probe holder mounting members. The plurality of conveyance holding members that simultaneously deliver the holder.

For a stage having a sample holder mounting hole in which a sample holder transported from the −Z side on one end side of the Z axis to the + Z side on the other end side along the Z axis set along a straight line is detachably mounted. A scanning probe microscope having a sample holder mounting member and a plurality of stage probe holder mounting members disposed on the + Z side of the sample holder mounting hole, and the plurality of stage probe holders through the sample holder mounting hole A plurality of transfer holding members that can move between a holding position that is accessible to the mounting member and holds the probe holder and a release position that is detached from the probe holder, and the plurality of transfer holding members are held in the holding position and the release position. A probe holder attaching / detaching method for attaching / detaching a probe holder to / from a probe holder attaching member for conveyance having a moving member that moves simultaneously with Probe holder detachable method characterized by comprising the following constituent elements (D01),
(D01) A plurality of one of the plurality of transfer holding members of the holder mounting member and the plurality of stage probe holder mounting members passing through the holder mounting hole and approaching the plurality of stage probe holder mounting members A probe holder attaching / detaching method of simultaneously removing a plurality of probe holders attached to one member and simultaneously attaching them to the other plurality of members.