JPH08101219A - 走査型プローブ顕微鏡 - Google Patents

走査型プローブ顕微鏡

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JPH08101219A
JPH08101219A JP23729294A JP23729294A JPH08101219A JP H08101219 A JPH08101219 A JP H08101219A JP 23729294 A JP23729294 A JP 23729294A JP 23729294 A JP23729294 A JP 23729294A JP H08101219 A JPH08101219 A JP H08101219A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料の交換作業が簡単な走査型プローブ顕微
鏡を提供する。 【構成】 測定光学部1を測定部11とベース12の二
つのユニットで構成し、その測定部11をベース12に
対して前後方向に移動して測定位置または試料交換を行
う位置のいずれか一方に選択的に配置するための移動機
構を設け、また、測定部11を測定位置に配置したと
き、この測定部11をベース12に固定するための固定
機構を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は走査型プローブ顕微鏡に
関する。
【0002】
【従来の技術】金属や半導体の試料面上の微細構造を測
定する有力な装置として走査型トンネル顕微鏡(ST
M)がある。また、最近では、そのSTMの技術を応用
して、探針先端と試料との間に働く力量(原子と探針先
端間の引力等)をプローブとして試料表面の微細構造を
観察する走査型プローブ顕微鏡が開発されている。
【0003】この走査型プローブ顕微鏡は、探針をもつ
カンチレバーを試料表面に沿って2次元状に走査する
と、そのカンチレバーが試料の表面形状に応じて変位す
る点を利用し、カンチレバーの変位を検出することによ
り試料表面の微細形状を原子レベルで測定する装置であ
る。
【0004】また、この種の走査型プローブ顕微鏡にお
いては、図5に示すように、レーザダイオードLDの出力
光をレンズLe,ビームスプリッタBSを介してカンチレバ
ーCLに照射し、その反射光をフォトダイオードPDで受光
するといった構成の測定光学部を、試料Sの上方に配置
してカンチレバーCLの変位を検出する構造のものがあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の走査
型プローブ顕微鏡によれば、図6に示すように、カンチ
レバーCLの変位検出用の光学系が配置された測定光学部
101を、試料Sが置かれるスキャナ(チューブピエ
ゾ)121の上方に固定配置して測定を行う構造となっ
ていることから、試料Sの交換の際には測定光学部10
1を装置から取り外す必要があり、このため試料の交換
作業が煩雑となっていた。
【0006】本発明はそのような点を解消すべくなされ
たもので、試料の交換作業が簡単な走査型プローブ顕微
鏡の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の走査型プローブ顕微鏡は、実施例に対応す
る図1〜図4に示すように、測定光学部1が、スキャナ
21に対し所定の位置関係で固定されるベース12とこ
のベース12上に配置される測定部11によって構成さ
れ、その測定部11のフレーム11aは、前面の開口部
から後部側に向けて延びる空洞Cが形成された構造で、
その空洞Cの内部にカンチレバー3が配置され、かつ、
このカンチレバー3の変位を検出するための光学系がフ
レーム11aに配置されているとともに、測定光学部1
には、測定部11をベース12に対し前後方向に移動し
てカンチレバー3をスキャナ21の上方の測定位置また
はそのスキャナ21の上方領域とは干渉しない位置のい
ずれか一方の位置に選択的に配置するための移動機構
(例えばリンク機構)と、測定部11を上記測定位置に
配置したときに、当該測定部1をベース12に対して固
定するための固定機構(固定レバー6及び溝11c)が
設けられていることによって特徴づけられる。
【0008】
【作用】測定部11をベース12に対して前後方向に移
動させるだけで、スキャナ21に置かれた試料Sの上方
領域に交換作業を行うための空間Aを確保できる。従っ
て試料交換の際に測定光学部1を装置から取り外す必要
がなくなる。
【0009】また、測定部11を測定位置に配置したと
きには、固定機構によって測定部11をベース12に固
定できるので、測定光学部1を測定部11とベース12
の二つのユニットで構成しても、測定に悪影響が及ぶこ
とはない。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図1は本発明実施例の構造を模式的に示す図
で、(a) 及び(b) はそれぞれ測定時及び試料交換時の状
態を示す。また、図2は本発明実施例の測定光学部1の
外観斜視図である。なお、図2(a) はカンチレバー交換
時の状態を示し、また同図(b) は試料交換時の状態を示
す。
【0011】さらに、図3はその測定光学部1の要部構
造を示す図で、(a) は正面部分断面図、(b) はその(a)
のX−X矢視断面図である。まず、この実施例の顕微鏡
は測定光学部1と試料Sの走査を行う走査機構部2によ
って構成されている。
【0012】走査機構部2は、試料Sが置かれるスキャ
ナ(チューブピエゾ)21及び支持台22を備えた構造
で、その支持台22の上方に測定光学部1が配置され
る。また、支持台22にはスキャナ21の周辺の複数部
位(3か所)に調節ねじ23・・23が配設されており、
この各調節ねじ23の操作により、スキャナ21上の試
料Sに対する測定光学部1の高さ位置を粗調節すること
ができる。なお、測定光学部1は支持台22に対して、
例えばねじと引張ばねまたはプランジャ等(図示せず)
を利用した機構によって固定される。
【0013】さて、測定光学部1は、測定部11とベー
ス12の二つのユニットで構成されている。その測定部
11のフレーム11aには、前面側が開放された空洞C
が設けられており、その空洞Cの奥方にカンチレバー3
がホルダ4を利用して装着される。また、フレーム11
aには、図示しないが、カンチレバー3の変位を検出す
るための光学系(先の図5または図6を参照)が組み込
まれている。また、ベース12の中央部にはU字形の切
欠き12aが設けられており、この切欠き12aを通じ
てスキャナ21の上端部が空洞Cの内部に臨む。
【0014】フレーム11aの左右の側壁下部には、そ
れぞれ、側壁に対して所定の間隔を隔てて延びる内部壁
11bが一体に形成されており、その左右の内部壁11
bには、それぞれ前後の2か所にリンク5・・5がピン5
aによって連結されている。また、各リンク5の他端は
ベース12にピン5bを介して回動自在に支承されてお
り、これらの部材により構成される4節リンク機構によ
って、測定部11の全体がベース12に対して前後方向
に移動可能となっている。
【0015】そして、測定部11を、ベース12の前部
側の位置に配置した状態で、カンチレバー3がスキャナ
21に置かれた試料Sの上方に位置して測定可能な状態
となり、また、試料Sを交換する際には、測定部11を
後方へと移動させる、といった簡単な作業により、試料
Sの上方領域に、交換作業のための空間Aを確保するこ
とができる。
【0016】ここで、測定部11を測定位置に配置した
ときには、測定部11をベース12に固定する必要があ
り、その手段として本発明実施例では、図4に示す固定
レバー6を設けている。この固定レバー6は、ベース1
2に設けられた支点12bに回動自在に支承されてお
り、その力点側を操作することにより、荷重点側の先端
6aが、測定部11の内部壁11bに設けた溝11cに
嵌り込む。この溝11cはベース12の後方側に向かう
につれて上方へと傾く形状に加工されており、従って固
定レバー6の力点側をベース12の前方側への向きに回
すと、固定レバー6の先端6aが溝11cの下側の面を
下方へと押圧し、これにより測定部11がベース12に
強固に固定される。
【0017】なお、以上の実施例では、測定部11の移
動機構としてリンク機構を採用しているが、これに限ら
れることなく、例えば測定部11をベース12上に沿っ
て移動させるスライド機構などの他の公知の機構であっ
てもよい。また、固定機構としては固定レバーに代え
て、例えばプランジャ又はピンを利用した他の公知の固
定手段を採用してもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の走査型プ
ローブ顕微鏡によれば、試料上方に配置される測定光学
部を、測定部とベースの二つのユニットで構成し、その
測定部をベースに対して前後方向に移動する機構(リン
ク機構等)を設けたので、試料交換の際には、測定部を
移動させるだけで試料の上方に広い空間を確保でき、そ
の結果、試料交換の作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の構造を模式的に示す図
【図2】本発明実施例の測定光学部1の構造を示す外観
斜視図
【図3】その測定光学部1の要部構造を示す縦断面図
【図4】本発明実施例の固定レバー6の構造を示す部分
斜視図
【図5】走査型プローブ顕微鏡の測定光学部の構成例を
示す図
【図6】測定光学部を試料上方に配置した走査型プロー
ブ顕微鏡の従来の構造例を示す図
【符号の説明】
1 測定光学部 11 測定部 11a フレーム 11b 内部壁 11c 溝 12 ベース 12b 支点 2 走査部 21 スキャナ 22 支持台 3 カンチレバー 4 ホルダ 5・・5 リンク 5a・・5a,5b・・5b ピン 6 固定レバー 6a 固定レバーの先端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料面上の微細構造を測定する顕微鏡で
    あって、探針をもつカンチレバーと、試料を上記探針に
    対して2次元の方向に走査するスキャナを有し、このス
    キャナの上方に測定光学部が配置される走査型プローブ
    顕微鏡において、上記測定光学部は、上記スキャナに対
    し所定の位置関係で固定されるベースとこのベース上に
    配置される測定部によって構成され、その測定部のフレ
    ームは前面の開口部から後部側に向けて延びる空洞が形
    成された構造で、その空洞内部に上記カンチレバーが配
    置され、かつ、このカンチレバーの変位を検出するため
    の光学系が当該フレームに配置されているとともに、上
    記測定光学部には、上記測定部を上記ベースに対し前後
    方向に移動して上記カンチレバーを上記スキャナの上方
    の測定位置またはそのスキャナの上方領域とは干渉しな
    い位置のいずれか一方の位置に選択的に配置するための
    移動機構と、上記測定部を上記測定位置に配置したとき
    に、当該測定部を上記ベースに対して固定するための固
    定機構が設けられていることを特徴とする走査型プロー
    ブ顕微鏡。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013238430A (ja) * 2012-05-11 2013-11-28 Olympus Corp 走査型プローブ顕微鏡およびその操作方法
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US10996238B2 (en) 2019-04-04 2021-05-04 Shimadzu Corporation Surface analyzer

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