JPH0540006A - Ｓｔｍ探針保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】探針を、加工せずに容易に取り付けることがで
き、探針の先端を一定位置に再現することができる探針
保持装置を提供する。 【構成】探針を挿入する空隙部および該探針の軸方向に
沿った割りとを有する探針保持部材と、該探針保持部材
の割りの部分を締め付ける締め付け部材、からなる探針
保持装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴ
Ｍと称す）の探針の保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＳＴＭの探針保持装置の例を図を
用いて示す。

【０００３】図３に示したのは、探針１の外径より、わ
ずかに太い内径を有するパイプ８を、探針保持装置とす
る例である。この装置では、探針１をくの字型に折り曲
げ、折り曲げ部１ａまでパイプ８の内側に入るようにパ
イプ８に差し込み、探針１の折り曲げ部１ａから生じる
バネ圧により、探針１をパイプ８に保持する。探針１
は、くの字に曲がった状態ではなく、まっすぐの状態で
販売されているため、探針の交換時に、その都度、使用
者がくの字に曲げて使用していた。

【０００４】図４に示したのは、探針１におねじを有す
る部材１０ｂを溶接等で取付け、開口部にめねじを有す
る探針保持装置１０ａに、部材１０ｂをねじこむことに
よって保持する例である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の、探
針をくの字に曲げてパイプ状の保持装置に保持する装置
においては、くの字の曲げ具合とパイプに差し込む角度
によって、探針の先端の位置が異なり、同じ位置に先端
を持っていくことは非常に困難であった。また、針を交
換する度に、くの字に曲げなければならず、探針交換に
手間を要していた。 探針に取り付けたおねじ部材を、
めねじ部材にねじこんで保持する装置においては、ねじ
の傾きによって探針が傾くという欠点があった。また、
探針におねじ部材を溶接等で取り付けるには、熟練を要
し、おねじ部材が最初から取り付けられた探針を購入し
た場合には、探針のみを購入する場合より高額になって
しまう。

【０００６】また、近年、ＳＴＭと光学顕微鏡を同軸上
に配置した装置が開発され、光学顕微鏡の焦点位置に探
針先端を合わせ、試料を両者で観察することが可能にな
った。この装置においては、光学顕微鏡で探針の先端を
高倍率で観察するために、探針を交換した場合に、探針
の先端の位置がずれると、光学顕微鏡の視野内から探針
が外れてしまう。そのため、探針を交換しても、一定位
置に探針の先端を保持することができる探針保持装置が
望まれていた。

【０００７】そこで本発明では、探針を、加工せずに容
易に取り付けることができ、探針の先端を一定位置に再
現することができる探針保持装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記目的のために本発明で
は、探針を挿入する空隙部および該探針の軸方向に沿っ
た割りとを有する探針保持部材と、該探針保持部材の割
りの部分を締め付ける締め付け部材、とで探針保持装置
を構成した。

【０００９】

【作用】本発明では、探針保持部材が割りを有し、割り
の中央部の空隙に探針を差し込んで、締め付け部材によ
り、探針保持部材の割りが設けられている部分を締め付
けると、割りの間隔が縮小し、中央部に押し込まれる。
割りの中央部の探針を差し込んである空隙は、その断面
積が小さくなり、探針を押しつけ、その力で探針を保持
する。探針は、まわりから均等な力で締められるので、
探針先端位置の再現性が良い。

【００１０】また、探針保持部材のストッパ部は、探針
の後端が一定深さ以上探針保持部材に挿入されるのを阻
止するため、針の長さが一定であれば、探針保持装置か
ら突き出す探針の長さは、一定になり、さらに先端位置
の再現性が良くなる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である探針保持装
置の概略断面図である。また、図２は、探針保持装置に
形成される割りの形状を示す断面図である。探針保持部
材２は、中央に、探針１が挿入されるための内径３ｃ、
深さ３ａの探針挿入穴３が形成されている。図２（ａ）
に示すように、探針保持部材２には、中央の探針挿入穴
３を通って、探針保持部材２を先端３ｄより２つに割る
幅ｔ、深さ１１ａの割り１１が、形成されている。探針
保持部材２の周りには、締め付け部材６が配置されてい
る。締め付け部材６には、探針保持部材２のテーパ部２
ａに接する部分に、テーパ部２ａと同じ角度のテーパ部
６ａが、形成されている。探針保持部材２の突起部２ｃ
と締め付け部材６の突起部６ｂの間には、圧縮コイルバ
ネ７が配置されている。圧縮コイルバネ７は、その反発
力で、探針保持部材２の突起部２ｃと締め付け部材６の
突起部６ｂの間を押し広げ、締め付け部材６のテーパ部
６ａを、探針保持部材２のテーパ部２ａに押しつける。
探針保持部材２は、テーパ部２ａが押されることにより
中央部の探針挿入穴３に向かう力を受け、探針保持部材
２の割り１１を押し縮め、探針１が挿入されている場合
には探針１を保持する。

【００１２】探針１の取り付けおよび取外しは、手また
は工具で、締め付け部材６の突起部６ｂを、探針保持部
材２の突起部２ｃに近づけ、圧縮コイルバネ７を押し縮
めて、探針挿入穴３に加えられている力をゆるめ、割り
１１が開いた状態で行う。

【００１３】図２（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、割り１１の形
状の他の実施例である。図２（ｂ）は、探針挿入穴３を
探針外径よりやや小さくし、割り１１の位置を片側にず
らして、探針１が３点で保持されるようにした探針保持
部材２の断面図、図２（ｃ）は、割り１１を１２０度お
きに設けて探針保持部材２を３分割にした探針保持部材
２の断面図、図２（ｄ）は、割り１１を９０度おきに設
けて探針保持部材２を４分割にした探針保持部材２の断
面図である。

【００１４】上記探針保持部材２の割り１１は、ワイヤ
カット、放電加工等で形成することができる。

【００１５】上述のように本発明では、探針保持部材２
に割りを入れて、探針保持部材２のテーパ部を、締め付
け部材６のテーパ部６ｂが、圧縮コイルバネ７の反発力
で押し付けることにより、割り１１が締まり、探針１を
確実に保持する構成とした。本発明の探針保持装置の使
用方法は、締め付け部材６を手または専用の工具で押し
もどし、本体の割りが開いた状態で探針１を挿入穴３に
入れて、探針１の後端がつきあたるまで差し込み、締め
付け部材６を元にもどすという操作のみで、容易に探針
を取り付けることができる。

【００１６】本実施例の探針保持装置に、長さＬの探針
を取り付けた場合、探針は常に、探針挿入穴３の方向に
保持され、探針保持装置から探針が、長さＬ−３ａ突き
出た状態に保持することができ、探針の先端位置を容易
に再現することができる。

【００１７】また、ＳＴＭと光学顕微鏡を同軸上に配置
した装置に使用する場合、探針保持装置が光学顕微鏡の
光束をケラないで、光学顕微鏡の対物レンズの立体角内
に入るように、探針保持部材の先端部にテーパ２ｂを設
ければよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、探針を、
加工せずに容易に取り付けることができ、探針の先端を
一定位置に再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による探針保持装置の一実施例の概略断
面図。

【図２】割りの形状例を示す探針保持装置の断面図。

【図３】従来の探針保持装置の例。

【図４】従来の探針保持装置の別の例。

【符号の説明】

１…探針、２…探針保持部材、３…探針挿入穴（空隙
部）、４…ストッパ、６…締め付け部材、７…圧縮コイ
ルバネ、８…探針保持装置、１０…探針保持装置、１１
…割り。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】探針を挿入する空隙部および該探針の軸方
   向に沿った割りとを有する探針保持部材と、 該探針保持部材の割りの部分を締め付ける締め付け部
   材、からなる探針保持装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記探針保持部材が、
   前記探針の一定深さ以上の挿入を阻止するストッパ部を
   有することを特徴とする探針保持装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記探針保持
   装置は、外周にテーパを有することを特徴とする探針保
   持装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３において、前記締め
   付け部材は、バネ圧で前記探針保持部を締め付けるバネ
   部材を有することを特徴とする探針保持装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記探針保持部材と前
   記締め付け部材の接触面は、前記探針保持部材の軸方向
   に向いたバネ圧による力を、軸方向と垂直方向に分力す
   る傾斜面を有することを特徴とする探針保持装置。