JPH09318638A - Cantilever holder - Google Patents
Cantilever holderInfo
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- JPH09318638A JPH09318638A JP8131988A JP13198896A JPH09318638A JP H09318638 A JPH09318638 A JP H09318638A JP 8131988 A JP8131988 A JP 8131988A JP 13198896 A JP13198896 A JP 13198896A JP H09318638 A JPH09318638 A JP H09318638A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、探針の原子と試料
表面の原子との間に働く非常に小さな力を測定すること
により、原子・分子レベルでの試料の表面像を得る原子
力間顕微鏡（ＡＦＭ）の技術分野に属し、特に先端にピ
ラミッド形状の探針が設けられ、原子間の小さな力によ
って微小変位するカンチレバーを保持するためのカンチ
レバーホルダの技術分野に属するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an atomic force microscope for obtaining a surface image of a sample at an atomic / molecular level by measuring a very small force acting between atoms on a probe and atoms on a sample surface. The present invention belongs to the technical field of (AFM), and more particularly to the technical field of a cantilever holder for holding a cantilever that is provided with a pyramid-shaped probe at its tip and is minutely displaced by a small interatomic force.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＡＦＭは、先端に探針が設けられたカン
チレバーを備えており、このカンチレバーは探針の原子
と試料表面の原子との間に働く非常に小さな力によって
微小変位するようになっている。このカンチレバーの微
小変位は、試料表面の凹凸に応じて変化し、この変化が
カンチレバーの背面に照射された光の反射光の偏向角と
して検出される。そして、検出された反射光の偏向角に
基づいて、試料の表面像（ＡＦＭ像）が得られるように
なっている。2. Description of the Related Art An AFM is equipped with a cantilever having a probe at its tip, and this cantilever is minutely displaced by an extremely small force acting between the atom of the probe and the atom of the sample surface. ing. This small displacement of the cantilever changes according to the unevenness of the sample surface, and this change is detected as the deflection angle of the reflected light of the light irradiated on the back surface of the cantilever. Then, a surface image (AFM image) of the sample is obtained based on the detected deflection angle of the reflected light.
【０００３】ところで、従来のＡＦＭにおいては、カン
チレバーはＡＦＭのステージ本体に取り付けれられるカ
ンチレバーホルダに保持されている。図４（ａ）ないし
（ｃ）は、従来のカンチレバーホルダの一例を示す図で
ある。図４（ａ）ないし（ｃ）に示すように、カンチレ
バー４１はホルダ本体４２の突設された支持台４２ａの
傾斜した支持面４２ｂ上にその一端側が載置されている
とともに、カンチレバー４１のこの一端側に、板ばね４
３のコ字形状部分の押圧部４３ａが当接されている。こ
の板ばね４３は、そのコ字形状部分の両側壁４３ｂ,４
３ｂが支持台４２ａに嵌合されかつ支持台４２ａを貫通
するピン４４に回動可能にかつ支持台４２ａとの間に一
対のワッシャ４５,４５を介して支持されて、この支持
台４２ａに取り付けられている。更に、板ばね４３は断
面コ字形状部分から延設されたＬ字形状の延長部４３ｃ
を有しており、この延長部４３ｃが、ホルダ本体４２の
突出部４２ｃにピン４６により保持されているクランプ
４７によって図４（ａ）においてピン４４を中心として
反時計方向に押圧されている。このクランプ４７による
延長部４３ｃの押圧により、押圧部４３ａがカンチレバ
ー４１の一端側を、ピン４４を中心として反時計方向に
弾性的に押圧する。こうして、カンチレバー４１はホル
ダ本体４２の支持台４２ａに板ばね４３によって保持さ
れている。By the way, in the conventional AFM, the cantilever is held by a cantilever holder attached to the stage body of the AFM. 4A to 4C are views showing an example of a conventional cantilever holder. As shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c), the cantilever 41 has one end side mounted on the inclined support surface 42b of the supporting base 42a of the holder main body 42 protruding from the cantilever 41. Leaf spring 4 on one end side
The pressing portion 43a of the U-shaped portion of 3 is in contact with. The leaf spring 43 is provided on both side walls 43b, 4 of the U-shaped portion.
3b is fitted to the support base 42a, rotatably supported by a pin 44 penetrating the support base 42a, and supported by a pair of washers 45, 45 between the support base 42a and the support base 42a. Has been. Further, the leaf spring 43 has an L-shaped extension portion 43c extending from a U-shaped section.
This extension 43c is pressed counterclockwise about the pin 44 in FIG. 4 (a) by the clamp 47 held by the pin 46 on the protrusion 42c of the holder body 42. By the pressing of the extension portion 43c by the clamp 47, the pressing portion 43a elastically presses the one end side of the cantilever 41 counterclockwise about the pin 44. In this way, the cantilever 41 is held by the support base 42 a of the holder body 42 by the leaf spring 43.
【０００４】このとき、ＡＦＭ像を観察するにあたって
カンチレバー４１にバイアス電圧を印加するため、カン
チレバー４１をホルダ本体４２に対して電気的に絶縁す
る必要がある。この電気絶縁のために、板ばね４３およ
びクランプ４７がそれらの表面にそれぞれ電気絶縁のた
めのテフロンコーティングが施されているとともに、ピ
ン４４およびワッシャ４５がそれぞれ電気絶縁材である
アルミナによって形成されている。At this time, since a bias voltage is applied to the cantilever 41 when observing the AFM image, the cantilever 41 needs to be electrically insulated from the holder main body 42. For this electrical insulation, the leaf spring 43 and the clamp 47 have their surfaces coated with Teflon for electrical insulation, and the pin 44 and the washer 45 are each made of alumina which is an electrical insulating material. There is.
【０００５】また、カンチレバー４１へのバイアス電圧
を印加するために、ホルダ本体４２に取り付けられた電
気絶縁材のインシュレータ４８に、金属がロー付けされ
たメタライズ面からなる電極４９が形成されているとと
もに、この電極４９と板ばね４３の押圧部４３ａとに、
細い銅線５０が半田５１付けされて、電極４９と板ばね
４３とが電気的に導通されている。そして、電極４９に
外部から電圧を印加することにより、カンチレバー４１
にバイアス電圧が印加されている。In order to apply a bias voltage to the cantilever 41, an insulator 48 made of an electrically insulating material attached to the holder body 42 is provided with an electrode 49 having a metallized surface to which metal is brazed. , The electrode 49 and the pressing portion 43a of the leaf spring 43,
The thin copper wire 50 is soldered 51 to electrically connect the electrode 49 and the leaf spring 43. Then, by externally applying a voltage to the electrode 49, the cantilever 41
A bias voltage is applied to.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
カンチレバーホルダにおいては、ＡＦＭ内の真空をよく
するためにＡＦＭ全体を焼き出してガス抜きを行うよう
にしている。このため、カンチレバーホルダはＡＦＭの
パーキングにおいて約２５０度に達するようになる。By the way, in this conventional cantilever holder, the entire AFM is burned out for degassing in order to improve the vacuum in the AFM. Therefore, the cantilever holder reaches about 250 degrees when the AFM is parked.
【０００７】しかしながら、このようにカンチレバーホ
ルダが約２５０度にまで加熱されると、銅線５０を接続
している半田５１が飛散するようになる。その場合、半
田５１はどこに飛散するかはっきりしなく、なかには試
料に付着する場合もある。このように試料に半田５１が
付着すると、試料表面の観察ができなくなってしまう。
更に場合によっては、半田５１が剥がれて電極４９と板
ばね４３との電気的導通が不良になってしまうこともあ
る。However, when the cantilever holder is heated to about 250 degrees in this way, the solder 51 connecting the copper wire 50 is scattered. In that case, it is not clear where the solder 51 is scattered, and in some cases, the solder 51 may adhere to the sample. If the solder 51 adheres to the sample in this way, the surface of the sample cannot be observed.
Further, in some cases, the solder 51 may be peeled off and the electrical continuity between the electrode 49 and the leaf spring 43 may be defective.
【０００８】また電極４９とカンチレバー４１との電気
的導通を得るために、板ばね４３の半田付け部分、およ
び板ばね４３のカンチレバー４１との当接部分のテフロ
ンコーティングを剥がさなければならなく、作業が煩雑
となる。しかも、アルミナ製のピン４４およびワッシャ
４５等の部品が必要であるため、部品点数が多いばかり
でなく、カンチレバーホルダの構造が複雑となってい
る。Further, in order to obtain electrical conduction between the electrode 49 and the cantilever 41, it is necessary to remove the Teflon coating on the soldering portion of the leaf spring 43 and the contact portion of the leaf spring 43 with the cantilever 41. Becomes complicated. Moreover, since parts such as the alumina pin 44 and the washer 45 are required, not only the number of parts is large, but also the structure of the cantilever holder is complicated.
【０００９】更に、カンチレバーホルダの構造が複雑で
あるため、ＡＦＭ像の観察時における、図４（ａ）ない
し（ｃ）に示すように試料中心に対する、走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）の観察ライン（ＳＥＭ１,ＳＥＭ２）、
二次電子検出器の検出ライン（ＳＥＤ）、光学顕微鏡の
観察ライン（ＯＭ）あるいは直視ライン（ＶＩＥＷ）が
制限されてしまう。つまり、ホルダ本体４２の突出部４
２ｃ、板ばね４３、クランプ４７等の多くの部品がこれ
らのライン近傍にあるため、例えば板ばね４３の取付具
合によってＳＥＭラインがこの板ばね４３に干渉した
り、ホルダ本体４２の装着具合によっては、ＯＭライン
あるいはＶＩＥＷラインがカットされたりしてしまうこ
とがある。Further, since the structure of the cantilever holder is complicated, when observing an AFM image, as shown in FIGS. 4A to 4C, an observation line of a scanning electron microscope (SEM) with respect to the center of the sample ( SEM1, SEM2),
The detection line (SED) of the secondary electron detector, the observation line (OM) of the optical microscope, or the direct-view line (VIEW) is limited. That is, the protruding portion 4 of the holder body 42
Since many components such as 2c, the leaf spring 43, and the clamp 47 are located near these lines, for example, the SEM line may interfere with the leaf spring 43 depending on how the leaf spring 43 is attached, or depending on how the holder body 42 is attached. , The OM line or the VIEW line may be cut.
【００１０】更に、板ばね４３の延長部４３ｃがクラン
プ４７によってピン４４を中心に回動されてカンチレバ
ー４１を押圧するようになるため、板ばね４３の押圧部
４３ａがカンチレバー４１に対して面当たりではなく線
当たりし、カンチレバー４１の一端が押圧部４３ａの押
圧面から浮いた状態となってしまう。このため、カンチ
レバー４１が板ばね４３により安定して保持されなくな
る。更に板ばねの延長部４３ｃがクランプ４７によって
押圧されたとき、ホルダ本体４２に当接して、電気的絶
縁が不良となるおそれがある。Further, since the extension portion 43c of the leaf spring 43 is rotated about the pin 44 by the clamp 47 to push the cantilever 41, the pushing portion 43a of the leaf spring 43 comes into contact with the cantilever 41. Instead of hitting the wire, one end of the cantilever 41 floats above the pressing surface of the pressing portion 43a. Therefore, the cantilever 41 cannot be stably held by the leaf spring 43. Further, when the extension portion 43c of the leaf spring is pressed by the clamp 47, it may come into contact with the holder body 42 and the electrical insulation may become defective.
【００１１】一方、板ばね４３によるカンチレバー４１
の保持以外に、従来ワイヤによりカンチレバー１を保持
することも行われているが、同様に前述の各ラインのい
ずれかに干渉してしまうばかりでなく、焼き出し後のカ
ンチレバーの保持の安定性が十分でないという問題があ
る。On the other hand, the cantilever 41 by the leaf spring 43
In addition to holding the cantilever 1, it has also been conventionally held by a wire, but similarly, the cantilever 1 does not interfere with any of the above-mentioned lines, and the stability of the holding of the cantilever after baking is also improved. There is a problem that it is not enough.
【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、カンチレバーを確実にかつ
安定して保持するとともに、カンチレバーと外部からの
電極との電気的接続およびカンチレバーとホルダとの電
気的絶縁を簡単にかつ確実にし、しかも各ラインとの干
渉を確実に防止する構造が簡単なカンチレバーホルダを
提供することである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to securely and stably hold the cantilever, and to electrically connect the cantilever and an electrode from the outside and the cantilever. An object of the present invention is to provide a cantilever holder having a simple structure that ensures electrical insulation with a holder easily and surely prevents interference with each line.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、外部から電圧が供給される電
極とカンチレバー支持面を有する支持台とを備えたホル
ダ本体と、前記カンチレバーを前記カンチレバー支持面
との間で弾性的に挟圧する断面Ｌ字状部分とこの断面Ｌ
字状部分から延設され前記ホルダ本体に固定される取付
部と前記電極に接触する電極接触片とからなる板ばねと
を少なくとも備えたカンチレバーホルダであって、前記
断面Ｌ字状部分は、前記カンチレバー支持面に対向する
ように配設されて前記カンチレバーを前記カンチレバー
支持面の方へ弾性的に押圧する押圧部とこの押圧部から
延設されかつ前記取付部に連続する側壁部とからなるこ
とを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 provides a holder main body comprising an electrode to which a voltage is supplied from the outside and a support base having a cantilever support surface, and An L-shaped section for elastically pressing the cantilever with the cantilever supporting surface and this section L
A cantilever holder including at least a mounting portion extending from a letter-shaped portion and fixed to the holder body, and a leaf spring including an electrode contact piece that contacts the electrode, wherein the L-shaped cross-section portion is A pressing portion which is disposed so as to face the cantilever supporting surface and elastically presses the cantilever toward the cantilever supporting surface; and a side wall portion which extends from the pressing portion and is continuous with the mounting portion. Is characterized by.
【００１４】また請求項２の発明は、前記板ばねが前記
ホルダ本体に取り付けられていない状態で、前記板ばね
の前記取付部の取付面から前記カンチレバーを押圧する
前記押圧部の押圧面までの長さが、前記取付部が取り付
けられる前記ホルダ本体側の取付部支持面から前記カン
チレバー支持面に載置された前記カンチレバーの上面ま
での距離より若干小さく設定されていて、前記板ばねが
前記ホルダ本体に取り付けられた状態では、前記押圧部
が弾性変形により生じるばね力で前記カンチレバーを前
記カンチレバー支持面の方へ押圧することを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, in a state in which the leaf spring is not attached to the holder body, a portion from a mounting surface of the mounting portion of the leaf spring to a pressing surface of the pressing portion that presses the cantilever. The length is set to be slightly smaller than the distance from the mounting portion supporting surface on the holder main body side where the mounting portion is mounted to the upper surface of the cantilever mounted on the cantilever supporting surface, and the leaf spring is the holder. When attached to the main body, the pressing portion presses the cantilever toward the cantilever supporting surface by a spring force generated by elastic deformation.
【００１５】更に請求項３の発明は、前記電極接触片
が、内側面が前記電極に接触する湾曲した電極接触部が
形成されており、前記板ばねが前記ホルダ本体に取り付
けられたときは、少なくとも前記電極接触片が若干弾性
変形して発生したばね力で前記電極接触部が前記電極に
押圧されて接触しているとともに、前記電極接触片の前
記ばね力でも前記押圧部が前記カンチレバーを前記カン
チレバー支持面の方へ押圧することを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, the electrode contact piece is formed with a curved electrode contact portion whose inner surface contacts the electrode, and when the leaf spring is attached to the holder body, At least the electrode contact portion is pressed and brought into contact with the electrode by a spring force generated by a slight elastic deformation of the electrode contact piece, and the spring force of the electrode contact piece causes the pressing portion to move the cantilever. The feature is that the cantilever is pressed toward the supporting surface.
【００１６】[0016]
【作用】このような構成をした本発明のカンチレバーホ
ルダにおいては、板ばねの取付部がホルダ本体に取り付
けられたとき、押圧部がホルダ本体のカンチレバー支持
台のカンチレバー支持面上のカンチレバーを弾性的に押
圧する。このとき、押圧部の押圧面がカンチレバーの上
面にほぼ面当たりした状態でカンチレバーを押圧するの
で、カンチレバーは板ばねと支持台との間に確実にかつ
安定して取り付けられるようになる。In the cantilever holder of the present invention having such a structure, when the mounting portion of the leaf spring is mounted on the holder body, the pressing portion elastically moves the cantilever on the cantilever support surface of the cantilever support base of the holder body. Press on. At this time, since the cantilever is pressed with the pressing surface of the pressing portion substantially contacting the upper surface of the cantilever, the cantilever can be reliably and stably attached between the leaf spring and the support base.
【００１７】そして、板ばねがホルダ本体に取り付けら
れたときは、板ばねの電極接続片がホルダ本体の電極に
自動的に接触するようになる。すなわち、板ばねはカン
チレバーへのバイアス電圧を伝導するリードプレートと
しての機能を有するようになる。したがって、従来のよ
うな銅線および半田付けが不要となって、ＡＦＭ内の真
空のための焼き出しを行っても、半田が飛散したり剥が
れたりすることはなくなる。これにより、カンチレバー
とホルダ本体の電極との電気的導通がより確実となると
ともに、より一層良質の真空が得られる。When the leaf spring is attached to the holder body, the electrode connecting piece of the leaf spring automatically comes into contact with the electrode of the holder body. That is, the leaf spring has a function as a lead plate for transmitting a bias voltage to the cantilever. Therefore, the conventional copper wire and soldering are not required, and the solder is not scattered or peeled off even when baking out for vacuum in the AFM is performed. As a result, electrical continuity between the cantilever and the electrode of the holder body becomes more reliable, and a vacuum of even higher quality can be obtained.
【００１８】更に、板ばねの形状が単純になり、板ばね
とホルダ本体との接触が防止される。したがって、カン
チレバーとホルダ本体との電気絶縁が確実に行われるよ
うになる。Further, the shape of the leaf spring is simplified and contact between the leaf spring and the holder body is prevented. Therefore, electrical insulation between the cantilever and the holder body can be ensured.
【００１９】また、カンチレバーホルダが単純な構造と
なって、ＳＥＭライン、ＳＥＤライン、ＯＭラインおよ
びＶＩＥＷラインには、従来のような部品がなくなるば
かりでなく、従来のホルダ本体の突出部も設けられなく
なって、これらの各ラインがオープン構造となる。これ
により、各ラインに干渉するものがなくなり、各ライン
の設定自由度が高くなるとともに、、ＳＥＭ像が確実に
得られる。Further, since the cantilever holder has a simple structure, the SEM line, the SED line, the OM line and the VIEW line not only have the conventional parts, but also have the conventional holder main body projections. Each of these lines becomes an open structure. As a result, there is nothing that interferes with each line, the degree of freedom in setting each line is high, and an SEM image is reliably obtained.
【００２０】特に請求項２の発明では、押圧部が弾性変
形により生じるばね力でカンチレバーをカンチレバー支
持面の方へ押圧するので、カンチレバーはより確実に取
り付けられるようになる。In particular, according to the second aspect of the invention, since the pressing portion presses the cantilever toward the cantilever supporting surface by the spring force generated by the elastic deformation, the cantilever can be attached more reliably.
【００２１】更に請求項３の発明では、少なくとも電極
接触片の弾性変形により生じるばね力でも、押圧部がカ
ンチレバーをカンチレバー支持面の方へ押圧するので、
カンチレバーは更に一層確実に取り付けられるようにな
る。Further, in the invention of claim 3, the pressing portion presses the cantilever toward the cantilever supporting surface even at least by the spring force generated by the elastic deformation of the electrode contact piece.
The cantilever becomes even more securely attached.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明にかかるカンチレバー
ホルダの実施の形態の一例を示す図である。なお、前述
の図４に示す従来のカンチレバーホルダの構成要素と対
応する構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳
細な説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment of a cantilever holder according to the present invention. The components corresponding to those of the conventional cantilever holder shown in FIG. 4 described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００２３】図１に示すように、本例のホルダ本体２
は、カンチレバー１を保持する支持台２ａを有する保持
部２ｂとこの保持部２ｂから上方に突設され図示しない
チャッキング装置によってチャッキングされるＵ字状の
被チャッキング部２ｃとから構成されている。保持部２
ｂは、中央部に形成されかつ大部分が図１（ｂ）におい
て右側縁に開口する断面矩形状の第１溝２ｄと、図１
（ｂ）において右側縁に上下方向に延びて形成されかつ
第１溝２ｄと交差する第２溝２ｅと、図１（ｂ）におい
て上縁に前後方向（紙面に垂直方向）に延びて形成され
かつ第１溝２ｄと交差する第３溝２ｆとを有している。As shown in FIG. 1, the holder body 2 of the present example.
Is composed of a holding portion 2b having a support base 2a for holding the cantilever 1, and a U-shaped chucked portion 2c projecting upward from the holding portion 2b and chucked by a chucking device (not shown). There is. Holding part 2
1b is a first groove 2d having a rectangular cross section, which is formed in the central portion and most of which is open to the right side edge in FIG.
In FIG. 1B, a second groove 2e is formed extending in the vertical direction on the right side edge and intersects the first groove 2d, and is formed on the upper edge in FIG. 1B extending in the front-rear direction (perpendicular to the paper surface). Further, it has a third groove 2f intersecting with the first groove 2d.
【００２４】支持台２ａは、前述の図４の支持台４２ａ
と同様に傾斜した支持面２ｇを有しており、この支持面
２ｇにカンチレバー１の一端側が載置されている。この
カンチレバー１の一端側には板ばね３が当接されてい
る。図２に示すように、本例の板ばね３は、カンチレバ
ー１を押圧する押圧部３ａを備えてＬ字形状部分を有
し、この押圧部３ａは支持台２の支持面２ｇの傾斜角と
同じ傾斜角θで傾斜して形成されている。板ばね３のＬ
字形状部分の側壁部３ｂから取付部３ｃが穿設されてお
り、この取付部３ｃには２つのボルト挿通孔３ｄ,３ｄ
が穿設されている。The support base 2a is the support base 42a shown in FIG.
Similarly to the above, it has an inclined support surface 2g, and one end side of the cantilever 1 is placed on this support surface 2g. A leaf spring 3 is in contact with one end of the cantilever 1. As shown in FIG. 2, the leaf spring 3 of the present example includes a pressing portion 3a for pressing the cantilever 1 and has an L-shaped portion, and the pressing portion 3a corresponds to the inclination angle of the supporting surface 2g of the support base 2. It is formed to be inclined at the same inclination angle θ. L of leaf spring 3
A mounting portion 3c is bored from the side wall portion 3b of the character-shaped portion, and the two bolt insertion holes 3d, 3d are formed in the mounting portion 3c.
Has been drilled.
【００２５】図３に示すように、板ばね３の取付部３ｃ
の取付面３ｅから押圧部３ａの押圧面３ｆまでの高さｈ
1は、取付部３ｃとホルダ本体２との間に介在される後
述するインシュレータ４支持面４ａから支持台２ａの支
持面２ｇに載置されたカンチレバー１の対応する位置の
上面までの高さｈ2より若干小さく設定されている。As shown in FIG. 3, the mounting portion 3c of the leaf spring 3
From the mounting surface 3e of the to the pressing surface 3f of the pressing portion 3a h
1 is a height h from an insulator 4 support surface 4a, which will be described later, interposed between the mounting portion 3c and the holder body 2 to an upper surface of a corresponding position of the cantilever 1 mounted on the support surface 2g of the support base 2a. It is set slightly smaller than 2 .
【００２６】更に、取付部３ｃと反対側の押圧部３ａの
側端に突出部３ｇが形成されている。更に、図２に明瞭
に示すように押圧部３ａから電極接触片３ｈが下方に垂
下されて設けられている。この電極接触片３ｈの先端に
は、湾曲した電極接触部３ｉが形成されている。Further, a protrusion 3g is formed at the side end of the pressing portion 3a opposite to the mounting portion 3c. Further, as clearly shown in FIG. 2, an electrode contact piece 3h is provided so as to hang downward from the pressing portion 3a. A curved electrode contact portion 3i is formed at the tip of the electrode contact piece 3h.
【００２７】一方、図１（ａ）に示すように、ホルダ本
体２には、インシュレータ５を介して電極６が設けられ
ている。そして、図１（ａ）において、電極接触部３ｉ
の内側面３ｊは、板ばね３をホルダ本体２の所定位置に
取り付けたとき、電極６の表面６ａよりも若干内側｛図
１（ａ）で右側）に位置するようになっているが、実際
にはこの内側面３ｊは電極６の表面６ａに当接すること
から、電極接触片３ｈが図１（ａ）において左側に弾性
的に若干撓んだ状態となる。On the other hand, as shown in FIG. 1A, the holder body 2 is provided with an electrode 6 via an insulator 5. Then, in FIG. 1A, the electrode contact portion 3i
The inner side surface 3j of the electrode is located slightly inward of the surface 6a of the electrode 6 (right side in FIG. 1A) when the leaf spring 3 is attached to the holder body 2 at a predetermined position. Since the inner side surface 3j contacts the surface 6a of the electrode 6, the electrode contact piece 3h is elastically slightly bent to the left in FIG. 1A.
【００２８】このように形成された板ばね３を用いてカ
ンチレバー１をホルダ本体２の支持台２ａに取り付ける
には、まず板ばね３の取付部３ｃをホルダ本体２の所定
位置にインシュレータ４を介してセットし、電気絶縁材
であるアルミナ製の２つのねじ７,７によりホルダ本体
２に固定する。このとき、電極接触片３ｈが弾性的に若
干撓んで電極接触部３ｉが電極６に当接し、電極６と板
ばね３とが電気的に導通した状態となる。そして、この
状態から押圧部３ａの突出部３ｇを上方に押圧すると、
押圧部３ａは支点α（図３に図示）を中心に上方へ弾性
的にかつ回動的に撓むので、この押圧部３ａと支持台２
ａとの間に間隙が形成される。In order to mount the cantilever 1 on the support base 2a of the holder main body 2 using the plate spring 3 thus formed, first the mounting portion 3c of the plate spring 3 is placed at a predetermined position on the holder main body 2 via the insulator 4. And are fixed to the holder main body 2 by two screws 7 made of alumina which is an electric insulating material. At this time, the electrode contact piece 3h elastically bends slightly so that the electrode contact portion 3i contacts the electrode 6, and the electrode 6 and the leaf spring 3 are electrically connected. Then, when the protruding portion 3g of the pressing portion 3a is pressed upward from this state,
Since the pressing portion 3a is elastically and pivotally bent upward around the fulcrum α (shown in FIG. 3), the pressing portion 3a and the support base 2 are
A gap is formed with a.
【００２９】この間隙にカンチレバー１を挿入して支持
台２ａの支持面２ｇに所定の状態で載置した後、突出部
３ｇの押圧力を解除すると、押圧部３ａは板ばね３のば
ね力により支点αを中心に下方へ回動し、押圧部３ａの
押圧面がカンチレバー１の上面の被押圧部に当接する。
このとき、図３に示すように高さｈ1が高さｈ2より若干
小さいので、板ばね３の押圧部３ａは若干弾性的に撓ん
だ状態となり、ばね力を発生した状態となっている。し
たがって、板ばね３はこのばね力でカンチレバー１を支
持台２ａの方へ押圧している。しかも、支点αからカン
チレバー１までの距離βがカンチレバー１の厚みに比べ
てきわめて大きく設定されているので、押圧部３ａの押
圧面はカンチレバー１の上面にほぼ面当たりした状態と
なっている。これにより、カンチレバー１は板ばね３と
支持台２ａとの間に確実にかつ安定して取り付けられる
ようになる。After the cantilever 1 is inserted into this gap and placed on the support surface 2g of the support base 2a in a predetermined state, when the pressing force of the projecting portion 3g is released, the pressing portion 3a is pressed by the spring force of the leaf spring 3. It rotates downward about the fulcrum α, and the pressing surface of the pressing portion 3a comes into contact with the pressed portion on the upper surface of the cantilever 1.
At this time, since the height h 1 is slightly smaller than the height h 2 as shown in FIG. 3, the pressing portion 3a of the leaf spring 3 is slightly elastically bent and a spring force is generated. There is. Therefore, the leaf spring 3 presses the cantilever 1 toward the support base 2a by this spring force. Moreover, since the distance β from the fulcrum α to the cantilever 1 is set to be extremely larger than the thickness of the cantilever 1, the pressing surface of the pressing portion 3a is in a state of substantially contacting the upper surface of the cantilever 1. As a result, the cantilever 1 can be reliably and stably attached between the leaf spring 3 and the support base 2a.
【００３０】更に、電極接触部３ｉの内側面３ｊが電極
６の表面６ａの当接することにより、少なくとも電極接
触片３ｈが弾性変形してばね力を発生する。そして、こ
のばね力によっても、押圧部３ａがカンチレバー１を支
持台２ａの方へ押圧しているので、カンチレバー１は更
に一層確実に取り付けられる。Further, when the inner surface 3j of the electrode contact portion 3i contacts the surface 6a of the electrode 6, at least the electrode contact piece 3h is elastically deformed to generate a spring force. The spring force also causes the pressing portion 3a to press the cantilever 1 toward the support base 2a, so that the cantilever 1 can be mounted more reliably.
【００３１】本例のカンチレバーホルダによれば、板ば
ね３をカンチレバー１の面にほぼ面当たりの状態で押し
当てるとともに、この板ばね３のばね力によりカンチレ
バー１を支持台２ａに押圧しているので、カンチレバー
１を確実にかつ安定して保持できるようになる。According to the cantilever holder of this example, the leaf spring 3 is pressed against the surface of the cantilever 1 in a substantially flat state, and the spring force of the leaf spring 3 presses the cantilever 1 against the support base 2a. Therefore, the cantilever 1 can be held reliably and stably.
【００３２】また、板ばね３に電極接続片３ｈを設け、
板ばね３のホルダ本体２の取付状態ではこの電極接続片
３ｈを、ホルダ本体２に設けられ、外部から電圧を印加
される電極６に自動的に当接するようにしているので、
板ばね３にカンチレバー１へのバイアス電圧を伝導する
リードプレートとしての機能を持たせることができる。
したがって、従来のような銅線５０および半田５１付け
が不要となる。これにより、ＡＦＭ内の真空のための焼
き出しを行っても、半田５１が飛散したり剥がれたりす
るような不具合がなくなるので、カンチレバー１とホル
ダ本体２の電極６との電気的導通がより確実となるとと
もに、より一層良質の真空を得ることができるようにな
る。Further, the plate spring 3 is provided with an electrode connecting piece 3h,
When the leaf spring 3 is attached to the holder body 2, the electrode connecting piece 3h is provided on the holder body 2 so as to automatically contact the electrode 6 to which a voltage is applied from the outside.
The leaf spring 3 can be provided with a function as a lead plate for transmitting a bias voltage to the cantilever 1.
Therefore, it is not necessary to attach the copper wire 50 and the solder 51 as in the conventional case. As a result, even if baking out for vacuum in the AFM is performed, there is no problem that the solder 51 is scattered or peeled off, so that electrical conduction between the cantilever 1 and the electrode 6 of the holder body 2 is more reliable. As a result, a higher quality vacuum can be obtained.
【００３３】板ばね３は断面Ｌ字状部分と単純な取付部
と単純な電極接触部とから形成されているだけであるの
で、板ばね３の形状が簡単になるので、板ばね３とホル
ダ本体２とが接触するようなことはない。したがって、
カンチレバー１とホルダ本体２との電気絶縁が確実とな
る。Since the leaf spring 3 is formed only of an L-shaped section, a simple mounting portion and a simple electrode contact portion, the shape of the leaf spring 3 is simplified, so that the leaf spring 3 and the holder can be simplified. There is no contact with the main body 2. Therefore,
The electrical insulation between the cantilever 1 and the holder body 2 is ensured.
【００３４】更に、従来のようなアルミナ製のピン４お
よびワッシャ５、クランプ７等の部品が不要となるた
め、部品点数が削減できるとともに、カンチレバーホル
ダを単純な構造とすることができる。しかも、これによ
りカンチレバー１の保持作業もより簡単になる。Further, since the conventional components such as the alumina pin 4 and the washer 5 and the clamp 7 are not required, the number of components can be reduced and the cantilever holder can have a simple structure. Moreover, this also makes the work of holding the cantilever 1 easier.
【００３５】更に、カンチレバーホルダが単純な構造と
なって、ＳＥＭライン、ＳＥＤライン、ＯＭラインおよ
びＶＩＥＷラインには、従来のこのような部品がなくな
るばかりでなく、従来のホルダ本体４２の突出部４２ｃ
も設けられなくなるので、これらの各ラインをオープン
構造とすることができる。これにより、各ラインと各部
品およびホルダ本体２とが干渉するような不具合がなく
なり、各ラインの設定自由度が高くなるとともに、、Ｓ
ＥＭ像を確実に得ることができるようになる。Furthermore, since the cantilever holder has a simple structure, the conventional SEM line, SED line, OM line and VIEW line do not have such conventional parts, and the protrusion 42c of the conventional holder main body 42 is eliminated.
Since it is not provided, each of these lines can have an open structure. This eliminates the problem that each line interferes with each component and the holder main body 2, and the degree of freedom in setting each line is increased.
An EM image can be surely obtained.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のカンチレバーホルダによれば、板ばねをカンチレバー
の面にほぼ面当たりの状態で押し当てかつこの板ばねの
ばね力によりカンチレバーをカンチレバー支持台に押圧
しているので、カンチレバーを確実にかつ安定して保持
できる。As is apparent from the above description, according to the cantilever holder of the present invention, the leaf spring is pressed against the surface of the cantilever in a state of substantially abutting, and the cantilever is supported by the spring force of the leaf spring. Since it is pressed against the table, the cantilever can be held reliably and stably.
【００３７】また、ホルダ本体の電極に当接する電極接
続片を設けて板ばねにカンチレバーへのバイアス電圧を
伝導するリードプレートとしての機能を持たせているの
で、従来のような銅線および半田付けが不要となり、Ａ
ＦＭ内の真空のための焼き出しを行っても、半田が飛散
したり剥がれたりするような不具合を防止できる。これ
により、カンチレバーとホルダ本体の電極との電気的導
通がより確実となるとともに、より一層良質の真空を得
ることができる。Further, since the plate spring is provided with an electrode connecting piece which comes into contact with the electrode of the holder main body so as to have a function as a lead plate for transmitting a bias voltage to the cantilever, the copper wire and the soldering as in the conventional case are used. Is unnecessary, and A
Even if bake-out for vacuum in the FM is performed, it is possible to prevent problems such as solder scattering or peeling. As a result, electrical continuity between the cantilever and the electrode of the holder body becomes more reliable, and a higher quality vacuum can be obtained.
【００３８】更に、板ばねの形状を単純にして、板ばね
とホルダ本体との接触を防止しているので、カンチレバ
ーとホルダ本体との電気絶縁を確実に行うことができ
る。Further, since the shape of the leaf spring is simplified to prevent contact between the leaf spring and the holder body, electrical insulation between the cantilever and the holder body can be ensured.
【００３９】更に、従来のようなアルミナ製のピンおよ
びワッシャ、クランプ等の部品が不要となるため、部品
点数が削減できるとともに、カンチレバーホルダを単純
な構造とすることができる。しかも、これによりカンチ
レバーの保持作業もより簡単になる。Further, since the conventional alumina pins, washers, clamps, and other parts are not required, the number of parts can be reduced and the cantilever holder can have a simple structure. Moreover, this also makes it easier to hold the cantilever.
【００４０】更に、ＳＥＭライン、ＳＥＤライン、ＯＭ
ラインおよびＶＩＥＷラインをオープン構造にしている
ので、各ラインと各部品およびホルダ本体とが干渉する
ことがなくなり、各ラインの設定自由度を大きくできる
とともに、ＳＥＭ像を確実に得ることができる。Further, SEM line, SED line, OM
Since the line and the VIEW line have an open structure, there is no interference between each line and each component and the holder main body, the degree of freedom in setting each line can be increased, and the SEM image can be reliably obtained.
【図１】 本発明にかかるカンチレバーホルダの実施の
形態の一例を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその
正面図、（ｃ）はその右側面図である。FIG. 1 shows an example of an embodiment of a cantilever holder according to the present invention, (a) is a plan view thereof, (b) is a front view thereof, and (c) is a right side view thereof.
【図２】 図１に示す例のカンチレバーに用いられてい
る板ばねの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a leaf spring used in the cantilever of the example shown in FIG.
【図３】 図２におけるIIIーIII線に沿う断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
【図４】 従来のカンチレバーホルダの一例を示し、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はそ
の右側面図である。FIG. 4 shows an example of a conventional cantilever holder,
(A) is the top view, (b) is the front view, (c) is the right side view.
１…カンチレバー、２…ホルダ本体、２ａ…支持台、２
ｂ…保持部、２ｃ…被チャッキング部、２ｄ…第１溝、
２ｅ…第２溝、２ｆ…第３溝、２ｇ…支持面、３…板ば
ね、３ａ…押圧部、３ｂ…側壁部、３ｃ…取付部、３ｅ
…取付面、３ｆ…押圧面、３ｈ…電極接続片、３ｉ…電
極接続部、３ｊ…内側面、４,５…インシュレータ、６
…電極、７…ねじ1 ... Cantilever, 2 ... Holder body, 2a ... Support base, 2
b ... holding portion, 2c ... chucked portion, 2d ... first groove,
2e ... 2nd groove, 2f ... 3rd groove, 2g ... support surface, 3 ... leaf spring, 3a ... pressing part, 3b ... side wall part, 3c ... mounting part, 3e
... Mounting surface, 3f ... Pressing surface, 3h ... Electrode connecting piece, 3i ... Electrode connecting portion, 3j ... Inner side surface, 4,5 ... Insulator, 6
… Electrodes, 7… screws
Claims (3)
レバー支持面を有する支持台とを備えたホルダ本体と、
前記カンチレバーを前記カンチレバー支持面との間で弾
性的に挟圧する断面Ｌ字状部分とこの断面Ｌ字状部分か
ら延設され前記ホルダ本体に固定される取付部と前記電
極に接触する電極接触片とからなる板ばねとを少なくと
も備えたカンチレバーホルダであって、前記断面Ｌ字状
部分は、前記カンチレバー支持面に対向するように配設
されて前記カンチレバーを前記カンチレバー支持面の方
へ弾性的に押圧する押圧部とこの押圧部から延設されか
つ前記取付部に連続する側壁部とからなることを特徴と
するカンチレバーホルダ。1. A holder main body including an electrode to which a voltage is externally supplied and a support base having a cantilever support surface,
An L-shaped section having elastically clamping the cantilever between the cantilever supporting surface and a mounting section extending from the L-shaped section and fixed to the holder body, and an electrode contact piece for contacting the electrode. A cantilever holder having at least a leaf spring consisting of and the L-shaped section is disposed so as to face the cantilever supporting surface, and the cantilever elastically moves toward the cantilever supporting surface. A cantilever holder comprising a pressing portion for pressing and a side wall portion extending from the pressing portion and continuous with the mounting portion.
られていない状態で、前記板ばねの前記取付部の取付面
から前記カンチレバーを押圧する前記押圧部の押圧面ま
での長さが、前記取付部が取り付けられる前記ホルダ本
体側の取付部支持面から前記カンチレバー支持面に載置
された前記カンチレバーの上面までの距離より若干小さ
く設定されていて、前記板ばねが前記ホルダ本体に取り
付けられた状態では、前記押圧部が弾性変形により生じ
るばね力で前記カンチレバーを前記カンチレバー支持面
の方へ押圧することを特徴とする請求項１記載のカンチ
レバーホルダ。2. The length from the mounting surface of the mounting portion of the plate spring to the pressing surface of the pressing portion that presses the cantilever in a state where the plate spring is not mounted on the holder body is the mounting surface. A state in which the leaf spring is attached to the holder body, which is set to be slightly smaller than the distance from the attachment portion support surface on the holder body side where the portion is attached to the upper surface of the cantilever mounted on the cantilever support surface. 2. The cantilever holder according to claim 1, wherein the pressing portion presses the cantilever toward the cantilever supporting surface by a spring force generated by elastic deformation.
接触する湾曲した電極接触部が形成されており、前記板
ばねが前記ホルダ本体に取り付けられたときは、少なく
とも前記電極接触片が若干弾性変形して発生したばね力
で前記電極接触部が前記電極に押圧されて接触している
とともに、前記電極接触片の前記ばね力でも前記押圧部
が前記カンチレバーを前記カンチレバー支持面の方へ押
圧することを特徴とする請求項２記載のカンチレバーホ
ルダ。3. The electrode contact piece is formed with a curved electrode contact portion whose inner surface contacts the electrode, and when the leaf spring is attached to the holder body, at least the electrode contact piece is formed. The electrode contact portion is pressed against and is in contact with the electrode by the spring force generated by a slight elastic deformation, and the spring force of the electrode contact piece causes the pressing portion to move the cantilever toward the cantilever support surface. The cantilever holder according to claim 2, wherein the cantilever holder is pressed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13198896A JP3325458B2 (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Cantilever holder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13198896A JP3325458B2 (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Cantilever holder |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318638A true JPH09318638A (en) | 1997-12-12 |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3325458B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0560509A (en) * | 1991-09-02 | 1993-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Scanning tunneling microscope |
| JPH05251524A (en) * | 1991-12-09 | 1993-09-28 | Fujitsu Ltd | Probe equipment and integrated circuit inspecting equipment |
| JPH05340714A (en) * | 1991-12-11 | 1993-12-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Tunnel microscope device |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13198896A patent/JP3325458B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0560509A (en) * | 1991-09-02 | 1993-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Scanning tunneling microscope |
| JPH05251524A (en) * | 1991-12-09 | 1993-09-28 | Fujitsu Ltd | Probe equipment and integrated circuit inspecting equipment |
| JPH05340714A (en) * | 1991-12-11 | 1993-12-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Tunnel microscope device |
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