JPS63195589A - 微小位置決め機構 - Google Patents
微小位置決め機構Info
- Publication number
- JPS63195589A JPS63195589A JP62027820A JP2782087A JPS63195589A JP S63195589 A JPS63195589 A JP S63195589A JP 62027820 A JP62027820 A JP 62027820A JP 2782087 A JP2782087 A JP 2782087A JP S63195589 A JPS63195589 A JP S63195589A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positioning mechanism
- axis
- piezoelectric element
- piezoelectric elements
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、分析機器及び走査型トンネル顕微鏡の分野
において、試料及び検出部をＸ及びｙ方向に微小位置決
めするのに用いる微小位置機構に関する。
において、試料及び検出部をＸ及びｙ方向に微小位置決
めするのに用いる微小位置機構に関する。
この発明は、球体又は半球体状物質を固定した圧電素子
体の変位で摩擦の小さい物質を介して圧電素子体に直交
する位置に固定した柱をたわませることにより、柱に取
付けられた試料または検出部を微小位置決めする機構で
、Ｘ及びｙ方向相互の動きに干渉を起こさない様にした
ものであり、産業上有益な微小位置決め機構である。
体の変位で摩擦の小さい物質を介して圧電素子体に直交
する位置に固定した柱をたわませることにより、柱に取
付けられた試料または検出部を微小位置決めする機構で
、Ｘ及びｙ方向相互の動きに干渉を起こさない様にした
ものであり、産業上有益な微小位置決め機構である。
試料表面と検出探針先端部間に流れるトンネル電流を検
出し、トンネル電流が一定になるように、試料表面と検
出探針先端部間を制御して、原子構造を観察する走査ト
ンネル顕微鏡においては、試料表面に検出探針先端部を
Ｘ及びｙ方向に走査させる微小位置決め機構が必要であ
る。そして、従来は第５図に示す様なＸ及びｙ方向に一
体で作製されたＰＺＴ圧電素子体と２軸周棒状圧電素子
体を組合わせたトライボッドと称される微動機構が知ら
れている。
出し、トンネル電流が一定になるように、試料表面と検
出探針先端部間を制御して、原子構造を観察する走査ト
ンネル顕微鏡においては、試料表面に検出探針先端部を
Ｘ及びｙ方向に走査させる微小位置決め機構が必要であ
る。そして、従来は第５図に示す様なＸ及びｙ方向に一
体で作製されたＰＺＴ圧電素子体と２軸周棒状圧電素子
体を組合わせたトライボッドと称される微動機構が知ら
れている。
前記、トライボッド微動機構は、原子スケールのみの極
微小な領域を観察する上では、ｘ、ｙ及びｚ軸の干渉は
、それほど問題にならないが、観察領域が大きいつまり
、広い領域を観察すると、ｘ、ｙ及びｚ軸の干渉が大き
くなり、見逃せない問題となる。ｘ＋ ｙ軸と２軸の
干渉については、固定側にｘ、 ｙ軸微動機構を付け
、粗動側に２軸微動機構を付けて分離し、それぞれに試
料と探針を付けるシステム構成にすれば、避けられるが
Ｘ。
微小な領域を観察する上では、ｘ、ｙ及びｚ軸の干渉は
、それほど問題にならないが、観察領域が大きいつまり
、広い領域を観察すると、ｘ、ｙ及びｚ軸の干渉が大き
くなり、見逃せない問題となる。ｘ＋ ｙ軸と２軸の
干渉については、固定側にｘ、 ｙ軸微動機構を付け
、粗動側に２軸微動機構を付けて分離し、それぞれに試
料と探針を付けるシステム構成にすれば、避けられるが
Ｘ。
ｙ軸の干渉については、いまだ取り除けない問題があっ
た。
た。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決するために、この発明は、球体又は
半球体状物質を固定した圧電素子体の変位で摩擦の小さ
い物質を介して圧電素子体に直交する位置に固定した柱
をたわませることにより柱に取付けられた試料又は、検
出探針部を微小位置決めするようにしたことで、Ｘ及び
ｙ軸方向の微小位置決めを、干渉なく行うことを可能に
した。
半球体状物質を固定した圧電素子体の変位で摩擦の小さ
い物質を介して圧電素子体に直交する位置に固定した柱
をたわませることにより柱に取付けられた試料又は、検
出探針部を微小位置決めするようにしたことで、Ｘ及び
ｙ軸方向の微小位置決めを、干渉なく行うことを可能に
した。
（作用〕
上記に示した機構にすることで、前記球体又は半球体状
物質と摩擦の小さい物質量で、圧電素子体と柱部が接し
ている為、ｙ軸及びｙ軸は互いに独立であり、それぞれ
の動きが他軸方向の動きとして生じないつまり、干渉が
ないことで、Ｘ及びｙ軸方向の微小位置決めが、干渉な
く行えることを可能にした。
物質と摩擦の小さい物質量で、圧電素子体と柱部が接し
ている為、ｙ軸及びｙ軸は互いに独立であり、それぞれ
の動きが他軸方向の動きとして生じないつまり、干渉が
ないことで、Ｘ及びｙ軸方向の微小位置決めが、干渉な
く行えることを可能にした。
本実施例は、走査型トンネル顕微鏡の試料表面と探針先
端部をＸ及びｙ軸方向に微小位置決めする機構に関する
もので、以下、図面に基づいて説明していくこととする
。
端部をＸ及びｙ軸方向に微小位置決めする機構に関する
もので、以下、図面に基づいて説明していくこととする
。
〔第１実施例〕
第１図は、本発明機構の立体図を示したものであり、三
面からなる立方体状の箱体１の端に柱５が固定され、そ
の柱と直交する２軸（ｘ、ｙ軸）方向には、圧電素子体
２３，２ｇがあり、前記柱５と圧電素子体２＋、２ｚは
、柱５に固定された摩擦の比較的小さい板材４３，４□
と圧電素子体２１．２□に固定された球体状物質３１．
３ｇを介して接している状態になっている。本実施例で
は、板材４＋。
面からなる立方体状の箱体１の端に柱５が固定され、そ
の柱と直交する２軸（ｘ、ｙ軸）方向には、圧電素子体
２３，２ｇがあり、前記柱５と圧電素子体２＋、２ｚは
、柱５に固定された摩擦の比較的小さい板材４３，４□
と圧電素子体２１．２□に固定された球体状物質３１．
３ｇを介して接している状態になっている。本実施例で
は、板材４＋。
４２はサファイヤ材を、球体状物１１．３□はルビー球
を用いた。
を用いた。
又、前記圧電素子体り、２ｇの他端は、箱体１に取付け
られた押しネジにより柱５に押しつけられている。第２
図は、−軸のみの側面図を示したものであり、先に示し
た様に柱５は板材４Ｉと球状体３．を介して圧電素子２
．に接している。そのため、第３図に示した様に、初期
状Ｍ ｆａ）から電圧を加えると軸方向に変形を起こす
圧電素子体２゜に電圧を加え、矢印（イ）の方向にのば
すことにより、（ｂｌに示すように柱５を矢印（ロ）方
向にたわませる。この際、動作軸に対する他軸は、柱５
に固定しである板材４□と圧電素子体２□に固定しであ
る球状体３□を介して接しであるため、柱５が矢印（ロ
）方向にスライドしても、板材４□と球状体３□の間で
すべりが生じ、干渉を起こすことはない。以上作製した
微小位置決め機構を光学系を用いた測定器で動作評価し
たところ、従来品の干渉問題を軽減できることがｆ１１
認できた。
られた押しネジにより柱５に押しつけられている。第２
図は、−軸のみの側面図を示したものであり、先に示し
た様に柱５は板材４Ｉと球状体３．を介して圧電素子２
．に接している。そのため、第３図に示した様に、初期
状Ｍ ｆａ）から電圧を加えると軸方向に変形を起こす
圧電素子体２゜に電圧を加え、矢印（イ）の方向にのば
すことにより、（ｂｌに示すように柱５を矢印（ロ）方
向にたわませる。この際、動作軸に対する他軸は、柱５
に固定しである板材４□と圧電素子体２□に固定しであ
る球状体３□を介して接しであるため、柱５が矢印（ロ
）方向にスライドしても、板材４□と球状体３□の間で
すべりが生じ、干渉を起こすことはない。以上作製した
微小位置決め機構を光学系を用いた測定器で動作評価し
たところ、従来品の干渉問題を軽減できることがｆ１１
認できた。
〔第２実施例〕
第４閾は、本発明機構の別タイプを示したものであり、
４本の圧電素子体を用いており、同軸上の相対する圧電
素子体を一方は延ばし、他方は縮めて動作する点を除け
ば、先の第１実施例と動作原理は同しであるが、箱体１
を５面からなる立方体にし、４本の圧電素子体を用いる
ことで、リヂソトになり、動作に安定性を増すことがで
き、動作は先の第１実施例と差異がないことも確認でき
た。
４本の圧電素子体を用いており、同軸上の相対する圧電
素子体を一方は延ばし、他方は縮めて動作する点を除け
ば、先の第１実施例と動作原理は同しであるが、箱体１
を５面からなる立方体にし、４本の圧電素子体を用いる
ことで、リヂソトになり、動作に安定性を増すことがで
き、動作は先の第１実施例と差異がないことも確認でき
た。
この発明によると以上説明した（策に、球体又は半球体
状物質を固定した圧電素子体の変位で摩擦の小さい物質
を介して圧電素子体に直交する位置に固定した柱をたわ
ませることにより、柱に取付けられた試料又は検出探針
部を微小位置決めするようにしたため、ｙ軸及びｙ軸は
互いに独立であり、それぞれの動きが他軸方向へ干渉せ
ずに、Ｘ及びｙ軸方向の微小位置決めを可能にした。
状物質を固定した圧電素子体の変位で摩擦の小さい物質
を介して圧電素子体に直交する位置に固定した柱をたわ
ませることにより、柱に取付けられた試料又は検出探針
部を微小位置決めするようにしたため、ｙ軸及びｙ軸は
互いに独立であり、それぞれの動きが他軸方向へ干渉せ
ずに、Ｘ及びｙ軸方向の微小位置決めを可能にした。
第１図は本発明の第１実施例立体図、第２図は本発明機
構−軸側面図、第３図は本発明機構−軸動作概略図、第
４図は第２実施例上面図、第５図は従来品立体図。 ｌ・・・箱体 ２Ｉ、２□、２３．２． ・・・圧電素子体３１．３
Ｌ３３．３− ・・・球状体４１，４□、４ａ、４＝
・・・摩擦の小さい板材５・・・柱部 ６＋、６ｇ、６ｓ、６４ ・・・押しネジ７・・・検
出探針 以上 第１ ＸＦｃｔ列の立イ本図 第１図 本発ロ用艮溝−軸側面図 第２図
構−軸側面図、第３図は本発明機構−軸動作概略図、第
４図は第２実施例上面図、第５図は従来品立体図。 ｌ・・・箱体 ２Ｉ、２□、２３．２． ・・・圧電素子体３１．３
Ｌ３３．３− ・・・球状体４１，４□、４ａ、４＝
・・・摩擦の小さい板材５・・・柱部 ６＋、６ｇ、６ｓ、６４ ・・・押しネジ７・・・検
出探針 以上 第１ ＸＦｃｔ列の立イ本図 第１図 本発ロ用艮溝−軸側面図 第２図
Claims (4)
- （１）柱状部材に対し、複数の棒状圧電素子体が、前記
柱状部材に低摩擦物質と湾曲面とを介して当接されてい
ることを特徴とする微小位置決め機構。 - （２）柱状部材と、複数本の棒状圧電素子体との対向面
のいずれか一方に低摩擦物質を形成し、他方に球体もし
くは半球体物質を設けた特許請求の範囲第１項記載の微
小位置決め機構。 - （３）柱状部材と、複数本の棒状圧電素子体との対向面
のいずれか一方に、低摩擦物質で被覆された球体もしく
は半球体が固定されている特許請求の範囲第１項記載の
微小位置決め機構。 - （４）複数の棒状圧電素子体が、それぞれ互いに略直交
して、柱状部材に対向している特許請求の範囲第１項記
載の微小位置決め機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62027820A JPS63195589A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 微小位置決め機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62027820A JPS63195589A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 微小位置決め機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195589A true JPS63195589A (ja) | 1988-08-12 |
Family
ID=12231595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62027820A Pending JPS63195589A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 微小位置決め機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195589A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054138A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Canon Inc | 位置決め装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052230A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Omron Tateisi Electronics Co | 微動ステ−ジ機構 |
| JPS61127127A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Hitachi Ltd | ミラー取付け装置 |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP62027820A patent/JPS63195589A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052230A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Omron Tateisi Electronics Co | 微動ステ−ジ機構 |
| JPS61127127A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Hitachi Ltd | ミラー取付け装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH054138A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Canon Inc | 位置決め装置 |
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