JPH04164202A - 位置決めプレート及び走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置 - Google Patents
位置決めプレート及び走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置Info
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- JPH04164202A JPH04164202A JP29055390A JP29055390A JPH04164202A JP H04164202 A JPH04164202 A JP H04164202A JP 29055390 A JP29055390 A JP 29055390A JP 29055390 A JP29055390 A JP 29055390A JP H04164202 A JPH04164202 A JP H04164202A
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- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 24
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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〕
本発明は顕微鏡等の位置決め調整装置に係り、特に表面
形状等を測定する走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整
装置に関する。
形状等を測定する走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整
装置に関する。
走査型トンネル顕微鏡の原理は、先端の細い金属プロー
ブと圧電素子を用いてトンネル電流が一定となるように
測定面に垂直なＺ方向の圧電素子を駆動すると、プロー
ブ先端と測定面との間隙を一定に保つことができる。こ
の状態でプローブをｘ−Ｙ方向に駆動し、圧電素子に加
えた電圧変化から測定面の表面形状を知ることが出来る
。
ブと圧電素子を用いてトンネル電流が一定となるように
測定面に垂直なＺ方向の圧電素子を駆動すると、プロー
ブ先端と測定面との間隙を一定に保つことができる。こ
の状態でプローブをｘ−Ｙ方向に駆動し、圧電素子に加
えた電圧変化から測定面の表面形状を知ることが出来る
。
一方、このような走査型トンネル顕微鏡は、例えば１０
μ×１０μという極めて微小範囲を観察するものであり
、予め光学顕微鏡で観察範囲を決定し、次に同じ観察位
置に走査型トンネル顕微鏡をセットし観察する。従って
走査型トンネル顕微鏡、と光学顕微鏡は、通常リボルバ
ー、支持梁等を介してセフ）て使用される場合が多い。
μ×１０μという極めて微小範囲を観察するものであり
、予め光学顕微鏡で観察範囲を決定し、次に同じ観察位
置に走査型トンネル顕微鏡をセットし観察する。従って
走査型トンネル顕微鏡、と光学顕微鏡は、通常リボルバ
ー、支持梁等を介してセフ）て使用される場合が多い。
従来の走査型トンネル顕微鏡は、先ず光学顕微鏡で測定
エリアを観察し、次にリボルバー等を回転して（又は顕
微鏡の支持部を移動して）走査型トンネル顕微鏡をセン
トし、観察する。
エリアを観察し、次にリボルバー等を回転して（又は顕
微鏡の支持部を移動して）走査型トンネル顕微鏡をセン
トし、観察する。
しかしながら、前記従来の装置では、走査型トンネル顕
微鏡のプローブ等を交換する際、プローブ取付部のガタ
等によりプローブの傾き等が異なり、光学顕微鏡で設定
した測定エリアと異なる場合が生じる。この為、従来こ
のガタ分の調整等を位置決めプレート等を用いて行って
いるが、調整に時間がかかる欠点がある。
微鏡のプローブ等を交換する際、プローブ取付部のガタ
等によりプローブの傾き等が異なり、光学顕微鏡で設定
した測定エリアと異なる場合が生じる。この為、従来こ
のガタ分の調整等を位置決めプレート等を用いて行って
いるが、調整に時間がかかる欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたちので、プロ
ーブ等を交換する際、位置決め調整が短時間に出来る走
査型トンネル顕微鏡の位置決約調整装置を提案すること
を目的とする。
ーブ等を交換する際、位置決め調整が短時間に出来る走
査型トンネル顕微鏡の位置決約調整装置を提案すること
を目的とする。
本発明は、前記目的を達成する為に、セット位置のプロ
ーブで位置決めプレートのＸ軸方向に直交するＹ軸方向
の不規則パターンを走査してパターン形状を測定し、こ
のパターン形状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｙ軸方
向の不規則パターンの形状と中心からのズレ量との相関
関係と比較してＸ軸方向のずれ量を決定し、前記プロー
ブで位置決めプレートのＸ軸方向の不規則パターンをＹ
方向に走査してパターン形状を測定し、このパターン形
状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｘ軸方向の不規則パ
ターンの形状と中心からのズレ量との相関関係と比較し
てＹ軸方向のズレ量を決定することを特徴とする。
ーブで位置決めプレートのＸ軸方向に直交するＹ軸方向
の不規則パターンを走査してパターン形状を測定し、こ
のパターン形状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｙ軸方
向の不規則パターンの形状と中心からのズレ量との相関
関係と比較してＸ軸方向のずれ量を決定し、前記プロー
ブで位置決めプレートのＸ軸方向の不規則パターンをＹ
方向に走査してパターン形状を測定し、このパターン形
状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｘ軸方向の不規則パ
ターンの形状と中心からのズレ量との相関関係と比較し
てＹ軸方向のズレ量を決定することを特徴とする。
本発明によれば、位置決めプレートのＹ軸方向の不規則
パターン形状を走査し、Ｘ軸方向のズレ量を決定する。
パターン形状を走査し、Ｘ軸方向のズレ量を決定する。
次に、位置決約プレートのＸ軸方向の不規則パターン形
状を走査し、Ｙ軸方向のズレ量を決定する。
状を走査し、Ｙ軸方向のズレ量を決定する。
以下、添付図面に従って本発明に係る顕微鏡等の位置決
め調整装置の好ましい実施例を詳説する。
め調整装置の好ましい実施例を詳説する。
第１図に示すベース１０上には門型の支柱１２が立設さ
れ、この支柱１２には、光学顕微鏡１４と走査型トンネ
ル顕微鏡１６とが上下動自在に取付けられている。光学
顕微鏡１４は、焦点調整の為に上下動され、また走査型
トンネル顕微鏡１６は、ワークの測定位置の高さに合わ
せることが出来るように上下動される。
れ、この支柱１２には、光学顕微鏡１４と走査型トンネ
ル顕微鏡１６とが上下動自在に取付けられている。光学
顕微鏡１４は、焦点調整の為に上下動され、また走査型
トンネル顕微鏡１６は、ワークの測定位置の高さに合わ
せることが出来るように上下動される。
走査型トンネル顕微鏡１６の下部にはトライポット１８
を介してプローブ２０が取付けられる。
を介してプローブ２０が取付けられる。
トライボッド１８は、プローブ２０と測定面の距離を制
御するＸ軸方向の圧電素子駆動体２２、測定面上でプロ
ーブ２０をＸ軸方向に走査させるＸ軸圧型素子駆動体２
４、プローブ２０をＸ軸方向に直交するＹ軸方向の圧電
素子駆動体２６から構成される。Ｚ軸圧型素子駆動体２
２の電圧変化はＣＰＵ５０に送られ、表面形状が測定で
きる。
御するＸ軸方向の圧電素子駆動体２２、測定面上でプロ
ーブ２０をＸ軸方向に走査させるＸ軸圧型素子駆動体２
４、プローブ２０をＸ軸方向に直交するＹ軸方向の圧電
素子駆動体２６から構成される。Ｚ軸圧型素子駆動体２
２の電圧変化はＣＰＵ５０に送られ、表面形状が測定で
きる。
一方、ベース１０上にはＸテーブル２７がＸ軸方向に移
動自在に配置され、Ｘテーブル２７上にはＹテーブル２
８がＹ軸方向に移動自在に配置される。Ｙテーブル２８
の上には載物台３０が設けられ、載物台３０上には、位
置決めプレート３２又はワークが載置される。
動自在に配置され、Ｘテーブル２７上にはＹテーブル２
８がＹ軸方向に移動自在に配置される。Ｙテーブル２８
の上には載物台３０が設けられ、載物台３０上には、位
置決めプレート３２又はワークが載置される。
第４図では位置決めプレート３２が示され、Ｘ−Ｘ線と
これに直交するＹ−Ｙ線との交点Ｏはプレート３２の中
心を示している。プレート３２のｘ−Ｘ線とＹ−Ｙ線は
光学顕微鏡１４の中心位置合わせに用いられる。更にプ
レート３２にはエリア３４．３６に縦方向（Ｙ軸方向）
の不規則パターン形状から成る不規則パターンが形成さ
れ、この不規則パターンは例えば第５図（Ａ）に示され
る。エリア３４．３６はプローブ２０が中心０からＸ軸
方向にどの位離れているかの測定に利用される。更にプ
レート３２にはエリア３８．４０に横方向（Ｘ軸方向）
の不規則パターン形状から成る不規則パターンが形成さ
れる。エリア３８．４０は中心○からＹ軸方向にどの位
離れているかの測定に利用される。また、このエリア３
４．３６．３８．４０の不規則パターン形状は予めＣＰ
Ｕに記憶され、特定のパターンが中心Ｏからどの位離れ
ているか相関関係が人力されている。
これに直交するＹ−Ｙ線との交点Ｏはプレート３２の中
心を示している。プレート３２のｘ−Ｘ線とＹ−Ｙ線は
光学顕微鏡１４の中心位置合わせに用いられる。更にプ
レート３２にはエリア３４．３６に縦方向（Ｙ軸方向）
の不規則パターン形状から成る不規則パターンが形成さ
れ、この不規則パターンは例えば第５図（Ａ）に示され
る。エリア３４．３６はプローブ２０が中心０からＸ軸
方向にどの位離れているかの測定に利用される。更にプ
レート３２にはエリア３８．４０に横方向（Ｘ軸方向）
の不規則パターン形状から成る不規則パターンが形成さ
れる。エリア３８．４０は中心○からＹ軸方向にどの位
離れているかの測定に利用される。また、このエリア３
４．３６．３８．４０の不規則パターン形状は予めＣＰ
Ｕに記憶され、特定のパターンが中心Ｏからどの位離れ
ているか相関関係が人力されている。
前記の如く構成された本発明に係る走査型トンネル顕微
鏡の位置決め調整装置の好ましい実施例を詳説する。
鏡の位置決め調整装置の好ましい実施例を詳説する。
走査型トンネル顕微鏡１６のプローブ２０を交換した後
、先ずＸテーブル２７、Ｙテーブル２８を移動して載物
台３０を光学顕微鏡１４の真下に配置する。次にＸテー
ブル２７、Ｙテーブル２８を微調移動して光学顕微鏡１
４の視野の中心と載物台３０上のプレート３２の中心と
をプレート３２のｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線を使って位置合わ
せする。
、先ずＸテーブル２７、Ｙテーブル２８を移動して載物
台３０を光学顕微鏡１４の真下に配置する。次にＸテー
ブル２７、Ｙテーブル２８を微調移動して光学顕微鏡１
４の視野の中心と載物台３０上のプレート３２の中心と
をプレート３２のｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線を使って位置合わ
せする。
次に予め所定の位置にある走査型トンネル顕微鏡のとこ
ろまでプレート３２が位置するようにＸ軸テーブル２６
、Ｙ軸テーブル２８を駆動する。
ろまでプレート３２が位置するようにＸ軸テーブル２６
、Ｙ軸テーブル２８を駆動する。
この時プローブ２０がズして測定エリア３６上の一点に
あった場合、Ｘ軸圧型素子駆動体２４を駆動してライン
Ｌ１ を走査する。この時の不規則パターンの表面形状
が第５図（Ｂ）であるとすると、前記したようにＣＰＵ
５０には予め第５図（Ａ）のパターンと中心○からの距
離との関係が記憶されており、例えば中心０から１５μ
ズしていることがプレートの傾きが無い時は分かる。同
様にして測定エリア４０にプローブ２０を移し、Ｙ軸圧
型素子駆動体２６を駆動してラインＬ２を走査する。こ
れにより中心ＯからＹ軸方向のズレ量が判明する。以上
の操作によりプレートの傾きが無い場合は、プローブ２
０の中心○からのズレ量が分かる。
あった場合、Ｘ軸圧型素子駆動体２４を駆動してライン
Ｌ１ を走査する。この時の不規則パターンの表面形状
が第５図（Ｂ）であるとすると、前記したようにＣＰＵ
５０には予め第５図（Ａ）のパターンと中心○からの距
離との関係が記憶されており、例えば中心０から１５μ
ズしていることがプレートの傾きが無い時は分かる。同
様にして測定エリア４０にプローブ２０を移し、Ｙ軸圧
型素子駆動体２６を駆動してラインＬ２を走査する。こ
れにより中心ＯからＹ軸方向のズレ量が判明する。以上
の操作によりプレートの傾きが無い場合は、プローブ２
０の中心○からのズレ量が分かる。
また、一般にはプレートが傾いているのでＸ軸圧型素子
駆動体２４を駆動して測定エリア３８上でラインＬ３
を操作する。ラインＬ２ とラインＬ３ との比較によ
りプレートの傾きが無い場合は駆動部の傾きを知ること
が出来る。
駆動体２４を駆動して測定エリア３８上でラインＬ３
を操作する。ラインＬ２ とラインＬ３ との比較によ
りプレートの傾きが無い場合は駆動部の傾きを知ること
が出来る。
前記実施例ではラインＬ＋ 、Ｌ２ 、Ｌ３ を使用し
たが、プレートの傾きが無視できる場合はラインＬＩＳ
Ｌ２の走査だけでもよい。
たが、プレートの傾きが無視できる場合はラインＬＩＳ
Ｌ２の走査だけでもよい。
前記実施例では、プローブ２０を走査するのにＺ軸方向
圧電素子駆動体２２、Ｘ軸方向圧電素子駆動体２４、Ｙ
軸方向圧電素子駆動体２６を用いたが、第６図に示すよ
うにＸ−Ｙ方向に移動するのにＸ軸方向圧電素子駆動体
２４、Ｙ軸方向圧電素子駆動体２６の代わりにＸ−Ｙ移
動テーブル６′０で微少距離移動させてもよい。
圧電素子駆動体２２、Ｘ軸方向圧電素子駆動体２４、Ｙ
軸方向圧電素子駆動体２６を用いたが、第６図に示すよ
うにＸ−Ｙ方向に移動するのにＸ軸方向圧電素子駆動体
２４、Ｙ軸方向圧電素子駆動体２６の代わりにＸ−Ｙ移
動テーブル６′０で微少距離移動させてもよい。
以上説明したように本発明に係る位置決めプレート及び
走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置によれば、２
回又は３回の走査で中心からのプローブのズレ量が分か
るので、調整時間が短縮する。
走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置によれば、２
回又は３回の走査で中心からのプローブのズレ量が分か
るので、調整時間が短縮する。
第１図は走査型トンネル顕微鏡の概略図、第２図はトラ
イボッドの概略図、第３図は走査型トンネル顕微鏡の制
御ブロック図、第４図は位置決めプレート３２の説明図
、第５図（Ａ）は不規則パターンの波形図、第５図（Ｂ
）はラインＬ１ の波形図、第６図は本発明の他の実
施例を示す制御ブロック図である。 １６・・走査型トンネル顕微鏡、 １８・・・トライポット、 ２０・・・プローブ、
２２・・・２軸圧型素子駆動体、 ２４・・・Ｘ軸圧電素子駆動体、 ２６・・・Ｙ軸圧型素子駆動体、 ３２・・・位置決めプレート。
イボッドの概略図、第３図は走査型トンネル顕微鏡の制
御ブロック図、第４図は位置決めプレート３２の説明図
、第５図（Ａ）は不規則パターンの波形図、第５図（Ｂ
）はラインＬ１ の波形図、第６図は本発明の他の実
施例を示す制御ブロック図である。 １６・・走査型トンネル顕微鏡、 １８・・・トライポット、 ２０・・・プローブ、
２２・・・２軸圧型素子駆動体、 ２４・・・Ｘ軸圧電素子駆動体、 ２６・・・Ｙ軸圧型素子駆動体、 ３２・・・位置決めプレート。
Claims (3)
- （１）Ｘ軸と直交するＹ軸方向に不規則パターンが連続
して形成されたＸ軸方向位置決めエリアと、Ｘ軸方向に
不規則パターンが連続して形成されたＹ軸方向位置決め
エリアと、から成る位置決めプレート。 - （２）プローブが取付けられプローブと測定面間の距離
を制御するＺ軸方向圧電素子駆動体と、Ｚ軸方向圧電素
子駆動体に連接されたＸ軸方向圧電素子駆動体と、Ｚ軸
方向圧電素子駆動体に連接されたＹ軸方向圧電素子駆動
体と、を有してなる走査型トンネル顕微鏡に於いて、 セット位置のプローブで位置決めプレートのＸ軸方向に
直交するＹ軸方向の不規則パターンを走査してパターン
形状を測定し、このパターン形状を予めＣＰＵで記憶し
ていた前記Ｙ軸方向の不規則パターンの形状と中心から
のズレ量との相関関係と比較してＸ軸方向のずれ量を決
定し、 前記プローブで位置決めプレートのＸ軸方向の不規則パ
ターンをＹ方向に走査してパターン形状を測定し、この
パターン形状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｘ軸方向
の不規則パターンの形状と中心からのズレ量との相関関
係と比較してＹ軸方向のズレ量を決定することを特徴と
する走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置。 - （３）プローブが取付けられプローブと測定面間の距離
を制御するＺ軸方向圧電素子駆動体と、測定面をＸ−Ｙ
方向に移動するＸ−Ｙ移動機構と、を有してなる走査型
トンネル顕微鏡に於いて、 セット位置のプローブで位置決めプレートのＸ軸方向に
直交するＹ軸方向の不規則パターンを走査してパターン
形状を測定し、このパターン形状を予めＣＰＵで記憶し
ていた前記Ｙ軸方向の不規則パターンの形状と中心から
のズレ量との相関関係と比較してＸ軸方向のずれ量を決
定し、 前記プローブで位置決めプレートのＸ軸方向の不規則パ
ターンをＹ方向に走査してパターン形状を測定し、この
パターン形状を予めＣＰＵで記憶していた前記Ｘ軸方向
の不規則パターンの形状と中心からのズレ量との相関関
係と比較してＹ軸方向のズレ量を決定することを特徴と
する走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055390A JPH04164202A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 位置決めプレート及び走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055390A JPH04164202A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 位置決めプレート及び走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164202A true JPH04164202A (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=17757522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29055390A Pending JPH04164202A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 位置決めプレート及び走査型トンネル顕微鏡の位置決め調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04164202A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1223450A2 (de) * | 2001-01-05 | 2002-07-17 | Leica Microsystems Heidelberg GmbH | Mikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Mikroskops |
| CN105057727A (zh) * | 2015-09-08 | 2015-11-18 | 华中科技大学 | 一种火车车轴锻造毛坯车削加工基准定位方法及其系统 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP29055390A patent/JPH04164202A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1223450A2 (de) * | 2001-01-05 | 2002-07-17 | Leica Microsystems Heidelberg GmbH | Mikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Mikroskops |
| CN105057727A (zh) * | 2015-09-08 | 2015-11-18 | 华中科技大学 | 一种火车车轴锻造毛坯车削加工基准定位方法及其系统 |
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