JPH05215543A - 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 - Google Patents
雰囲気制御探針走査型顕微鏡Info
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- JPH05215543A JPH05215543A JP4806392A JP4806392A JPH05215543A JP H05215543 A JPH05215543 A JP H05215543A JP 4806392 A JP4806392 A JP 4806392A JP 4806392 A JP4806392 A JP 4806392A JP H05215543 A JPH05215543 A JP H05215543A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 観察時の試料周辺の雰囲気を任意に制御し、
生体試料に関してもそのままの状態で観察することがで
きるようにする。 【構成】 気密に設けられた試料観察室１４に、観察室
内のガスを排出するガス排出機構（ポンプ４０、４１
等）と、観察室内にガスを導入するガス導入機構（ガス
ボンベ４９等）とを設ける。
生体試料に関してもそのままの状態で観察することがで
きるようにする。 【構成】 気密に設けられた試料観察室１４に、観察室
内のガスを排出するガス排出機構（ポンプ４０、４１
等）と、観察室内にガスを導入するガス導入機構（ガス
ボンベ４９等）とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子間力顕微鏡（Atom
ic Force Microscope）、走査型トンネル顕微鏡（Scann
ing Tunneling Microscope）等の探針走査型顕微鏡（Ｓ
ＰＭ＝Scanning Probe Microscope 又はＳＸＭ）に関す
る。
ic Force Microscope）、走査型トンネル顕微鏡（Scann
ing Tunneling Microscope）等の探針走査型顕微鏡（Ｓ
ＰＭ＝Scanning Probe Microscope 又はＳＸＭ）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）では、尖鋭な
先端を有する探針をカンチレバーの先端に取り付け、探
針の先端を試料表面の極く近傍（探針の先端と試料表面
との間の距離は１ｎｍ＝１０-9ｍのオーダー）に近づけ
る。この状態で探針を試料の表面に沿って走査させる
と、探針の先端の原子と試料表面の原子との間に働くフ
ァンデルワールス力や斥力により探針は上下に移動し、
それに伴ってカンチレバーがたわむ。ｘ−ｙ平面内で探
針を走査する間のこのカンチレバーのたわみ（ｚ座標）
をレーザー光等によって検出することにより、試料の表
面形状の３次元像（凹凸像）を得ることができる。通常
は、このカンチレバーのたわみが一定となるようにカン
チレバーの高さをフィードバック制御し、試料表面の各
点におけるカンチレバーの高さにより試料表面の凹凸像
を得る。
先端を有する探針をカンチレバーの先端に取り付け、探
針の先端を試料表面の極く近傍（探針の先端と試料表面
との間の距離は１ｎｍ＝１０-9ｍのオーダー）に近づけ
る。この状態で探針を試料の表面に沿って走査させる
と、探針の先端の原子と試料表面の原子との間に働くフ
ァンデルワールス力や斥力により探針は上下に移動し、
それに伴ってカンチレバーがたわむ。ｘ−ｙ平面内で探
針を走査する間のこのカンチレバーのたわみ（ｚ座標）
をレーザー光等によって検出することにより、試料の表
面形状の３次元像（凹凸像）を得ることができる。通常
は、このカンチレバーのたわみが一定となるようにカン
チレバーの高さをフィードバック制御し、試料表面の各
点におけるカンチレバーの高さにより試料表面の凹凸像
を得る。
【０００３】また、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）で
は、同じく試料の表面の極く近傍に探針を対向配置し、
試料と探針との間に電圧を印加する。この電圧を適度に
調節することにより、試料と探針との間にはトンネル電
流が流れるようになる。ＳＴＭではこのトンネル電流が
一定となるように両者間の間隔を制御しながら探針で試
料表面を走査することにより、試料表面の形状を得る。
は、同じく試料の表面の極く近傍に探針を対向配置し、
試料と探針との間に電圧を印加する。この電圧を適度に
調節することにより、試料と探針との間にはトンネル電
流が流れるようになる。ＳＴＭではこのトンネル電流が
一定となるように両者間の間隔を制御しながら探針で試
料表面を走査することにより、試料表面の形状を得る。
【０００４】このように、探針で試料の表面を走査する
ことにより試料表面の形状を測定する顕微鏡には、これ
らの他に、レーザ力顕微鏡（ＬＦＭ＝Laser Force Micr
oscope）、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ＝Magnetic Force Mic
roscope）、走査イオン伝導顕微鏡（ＳＩＣＭ＝Scannin
g Ion-Conductance Microscope）、走査容量顕微鏡（Ｓ
ＣＭ＝Scanning Capacitance Microscope）等がある。
これらはいずれも探針を原子オーダーで試料の表面に近
づけるため、非常に高い解像度（倍率）が得られるとい
う特長を有する。
ことにより試料表面の形状を測定する顕微鏡には、これ
らの他に、レーザ力顕微鏡（ＬＦＭ＝Laser Force Micr
oscope）、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ＝Magnetic Force Mic
roscope）、走査イオン伝導顕微鏡（ＳＩＣＭ＝Scannin
g Ion-Conductance Microscope）、走査容量顕微鏡（Ｓ
ＣＭ＝Scanning Capacitance Microscope）等がある。
これらはいずれも探針を原子オーダーで試料の表面に近
づけるため、非常に高い解像度（倍率）が得られるとい
う特長を有する。
【０００５】現在、ＡＦＭやＳＴＭは主として金属や半
導体等の非生体試料の観察を対象としているため、試料
は超高真空の試料室内に入れられ、加熱又は劈開により
清浄な表面を得るようになっている。
導体等の非生体試料の観察を対象としているため、試料
は超高真空の試料室内に入れられ、加熱又は劈開により
清浄な表面を得るようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】蛋白質やＤＮＡ等の生
体試料を観察する場合、これらを真空中にセットすると
形態が常圧の場合とは大幅に異なってしまう可能性があ
る。そのため、生体試料の観察は従来より大気中におい
て行なわれていた。
体試料を観察する場合、これらを真空中にセットすると
形態が常圧の場合とは大幅に異なってしまう可能性があ
る。そのため、生体試料の観察は従来より大気中におい
て行なわれていた。
【０００７】しかし、この場合、試料も探針も、何の保
護設備もない状態で観察することになるため、大気中の
汚染物質が試料や探針に付着するおそれがある。ところ
が、ＡＦＭやＳＴＭの解像度（倍率）は上記の通り非常
に高いため、このような汚染物質が試料の表面に付着し
た状態で観察を行なった場合、何を観察しているのかわ
からなくなる。また、生体試料は真空中では凝集してし
まうため、個別の試料の像を得ることができないという
問題点もある。
護設備もない状態で観察することになるため、大気中の
汚染物質が試料や探針に付着するおそれがある。ところ
が、ＡＦＭやＳＴＭの解像度（倍率）は上記の通り非常
に高いため、このような汚染物質が試料の表面に付着し
た状態で観察を行なった場合、何を観察しているのかわ
からなくなる。また、生体試料は真空中では凝集してし
まうため、個別の試料の像を得ることができないという
問題点もある。
【０００８】これらの問題はＡＦＭやＳＴＭに限らず、
種々の探針走査型顕微鏡（ＳＰＭ）で生体試料を観察し
ようとする場合には必ず生じるものである。本発明はこ
のような課題を解決するために成されたものであり、そ
の目的とするところは、探針走査型顕微鏡（ＳＰＭ）で
試料を観察する際の雰囲気を任意に制御し、生体試料に
関しても、そのままの状態で観察することができるよう
にすることにある。
種々の探針走査型顕微鏡（ＳＰＭ）で生体試料を観察し
ようとする場合には必ず生じるものである。本発明はこ
のような課題を解決するために成されたものであり、そ
の目的とするところは、探針走査型顕微鏡（ＳＰＭ）で
試料を観察する際の雰囲気を任意に制御し、生体試料に
関しても、そのままの状態で観察することができるよう
にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る雰囲気制御探針走査型顕微鏡
は、 ａ）気密に設けられた試料観察室と、 ｂ）試料観察室内で先端が試料の表面の近傍に来るよう
に設けられた探針と、 ｃ）探針の先端が試料表面に沿って移動するように探針
又は試料を３次元的に駆動する探針移動手段と、 ｄ）試料観察室内のガスを排出するガス排出手段と、 ｅ）試料観察室内にガスを導入するガス導入手段と を備えることを特徴としている。
に成された本発明に係る雰囲気制御探針走査型顕微鏡
は、 ａ）気密に設けられた試料観察室と、 ｂ）試料観察室内で先端が試料の表面の近傍に来るよう
に設けられた探針と、 ｃ）探針の先端が試料表面に沿って移動するように探針
又は試料を３次元的に駆動する探針移動手段と、 ｄ）試料観察室内のガスを排出するガス排出手段と、 ｅ）試料観察室内にガスを導入するガス導入手段と を備えることを特徴としている。
【００１０】
【作用】ガス排出手段ｄにより試料観察室ａ内のガス
（通常、大気）を一旦すべて排出した後、ガス導入手段
ｅにより試料観察室ａ内に別のガスを任意の圧力となる
まで導入する。これにより、試料観察室内の雰囲気を任
意のものに制御することができる。その後、探針移動手
段ｃにより探針ｂを試料の表面に沿って走査することに
より、試料の表面形状の３次元像を得ることができる。
（通常、大気）を一旦すべて排出した後、ガス導入手段
ｅにより試料観察室ａ内に別のガスを任意の圧力となる
まで導入する。これにより、試料観察室内の雰囲気を任
意のものに制御することができる。その後、探針移動手
段ｃにより探針ｂを試料の表面に沿って走査することに
より、試料の表面形状の３次元像を得ることができる。
【００１１】
【実施例】本発明を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に適用し
た例を図１〜図５により説明する。本実施例のＡＦＭは
図１に示す通り、大別すると観察部１０、制御部１１及
びコンソール部１２から構成される。観察部１０では、
エアサスペンション１６により支えられたテーブル１５
上にメインチェンバ１４が設けられている。メインチェ
ンバ１４は気密に組み立てられており、複数の透視窓
（図１に示されている斜上方透視窓１７及び前面透視窓
１８の他に、上面にも２個の図示せぬ透視窓が設けられ
ている）と２個の操作開口２０、２１が設けられてい
る。
た例を図１〜図５により説明する。本実施例のＡＦＭは
図１に示す通り、大別すると観察部１０、制御部１１及
びコンソール部１２から構成される。観察部１０では、
エアサスペンション１６により支えられたテーブル１５
上にメインチェンバ１４が設けられている。メインチェ
ンバ１４は気密に組み立てられており、複数の透視窓
（図１に示されている斜上方透視窓１７及び前面透視窓
１８の他に、上面にも２個の図示せぬ透視窓が設けられ
ている）と２個の操作開口２０、２１が設けられてい
る。
【００１２】図２（ａ）に示すように、メインチェンバ
１４の中には試料ステーション２３が設けられている。
試料ステーション２３において、試料２４はピエゾドラ
イバ２５の上面に載置される。試料観察の際は、試料２
４の上部に設けられたカンチレバー保持機構の粗移動モ
ータにより、カンチレバー２６の先端に取り付けられた
探針が試料２４の近傍に来るようにセットされる。その
後、ピエゾドライバ２５により試料２４を僅かずつ持ち
上げ（ｚ方向に移動する）、試料表面と探針の先端との
距離を更に小さくしてゆく。両者の間の原子間力により
カンチレバー２６が所定量だけたわんだ時点でピエゾド
ライバ２５のｚ方向の移動を停止し、次に試料２４を同
じくピエゾドライバ２５によりｘ−ｙ平面内で走査す
る。このように走査を行なっている間、カンチレバー保
持機構ではカンチレバー２６のたわみ量をレーザ２７か
らカンチレバーに照射したレーザ光の触れ角により検出
し、制御部１１に送信する。制御部１１ではこのカンチ
レバー２６のたわみ量が常に一定となるようにピエゾド
ライバ２５をｚ方向に駆動し、試料２４を上下に移動さ
せる。こうして所定の領域についての走査が終了したと
き、試料２４の表面形状の３次元像が得られる。
１４の中には試料ステーション２３が設けられている。
試料ステーション２３において、試料２４はピエゾドラ
イバ２５の上面に載置される。試料観察の際は、試料２
４の上部に設けられたカンチレバー保持機構の粗移動モ
ータにより、カンチレバー２６の先端に取り付けられた
探針が試料２４の近傍に来るようにセットされる。その
後、ピエゾドライバ２５により試料２４を僅かずつ持ち
上げ（ｚ方向に移動する）、試料表面と探針の先端との
距離を更に小さくしてゆく。両者の間の原子間力により
カンチレバー２６が所定量だけたわんだ時点でピエゾド
ライバ２５のｚ方向の移動を停止し、次に試料２４を同
じくピエゾドライバ２５によりｘ−ｙ平面内で走査す
る。このように走査を行なっている間、カンチレバー保
持機構ではカンチレバー２６のたわみ量をレーザ２７か
らカンチレバーに照射したレーザ光の触れ角により検出
し、制御部１１に送信する。制御部１１ではこのカンチ
レバー２６のたわみ量が常に一定となるようにピエゾド
ライバ２５をｚ方向に駆動し、試料２４を上下に移動さ
せる。こうして所定の領域についての走査が終了したと
き、試料２４の表面形状の３次元像が得られる。
【００１３】図３に示すように、メインチェンバ１４の
側壁には試料導入パイプ３０が接続されており、試料導
入パイプ３０の途中には、前後をバルブ３２、３３で挟
まれた試料チェンバ３１が設けられている。また、メイ
ンチェンバ１４の他の方向の側壁に設けられた操作開口
２０、２１には、それぞれ、ゴム手袋３５、３６が気密
に取り付けられており、また、ゴム手袋３５、３６を引
き出した後は各操作開口２０、２１を気密に遮蔽するこ
とのできるシャッタ３７、３８も設けられている。
側壁には試料導入パイプ３０が接続されており、試料導
入パイプ３０の途中には、前後をバルブ３２、３３で挟
まれた試料チェンバ３１が設けられている。また、メイ
ンチェンバ１４の他の方向の側壁に設けられた操作開口
２０、２１には、それぞれ、ゴム手袋３５、３６が気密
に取り付けられており、また、ゴム手袋３５、３６を引
き出した後は各操作開口２０、２１を気密に遮蔽するこ
とのできるシャッタ３７、３８も設けられている。
【００１４】本実施例のＡＦＭでは、メインチェンバ１
４内のガス雰囲気を制御することができる。そのための
ガス系統はテーブル１５の下に設けられており、その配
管等は図４に示す通りとなっている。本実施例のＡＦＭ
では、メインチェンバ１４内のガス（最初は空気）を排
出するために、ロータリーポンプ（ＲＰ）４１及びター
ボ分子ポンプ（ＴＭＰ）４０を使用している。また、メ
インチェンバ内を別のガス（例えばアルゴンガス等）で
満たす場合のために、ガスボンベ４９を接続するための
ターミナル４８を備えている。ガス系統には更に、これ
らのポンプ４０、４１やボンベ４９とメインチェンバ１
４、試料チェンバ３１及び操作開口２０、２１のシャッ
タ３７、３８とゴム手袋３５、３６との間の空間を接続
するためのパイプ４２及び種々のバルブ４３、４４、４
５、４６、４７が含まれる。
４内のガス雰囲気を制御することができる。そのための
ガス系統はテーブル１５の下に設けられており、その配
管等は図４に示す通りとなっている。本実施例のＡＦＭ
では、メインチェンバ１４内のガス（最初は空気）を排
出するために、ロータリーポンプ（ＲＰ）４１及びター
ボ分子ポンプ（ＴＭＰ）４０を使用している。また、メ
インチェンバ内を別のガス（例えばアルゴンガス等）で
満たす場合のために、ガスボンベ４９を接続するための
ターミナル４８を備えている。ガス系統には更に、これ
らのポンプ４０、４１やボンベ４９とメインチェンバ１
４、試料チェンバ３１及び操作開口２０、２１のシャッ
タ３７、３８とゴム手袋３５、３６との間の空間を接続
するためのパイプ４２及び種々のバルブ４３、４４、４
５、４６、４７が含まれる。
【００１５】本実施例のＡＦＭにより生体試料を観察す
る際の手順を図５のフローチャートに従い説明する。最
初に、ゴム手袋３５、３６を外部に引き出した後、シャ
ッタ３７、３８により両操作開口２０、２１を閉鎖する
とともに、バルブ３３を閉鎖する（ステップＳ１）。そ
してバルブ４３、４７を開け、真空ポンプ４０、４１に
よりガス排出口３９からメインチェンバ１４内の空気を
排出する（ステップＳ２）。これにより、汚染物質を含
んだ空気がメインチェンバ１４内から排出される。メイ
ンチェンバ１４内の空気を十分に排出した後バルブ４７
を閉じ、ガスボンベ４９へのバルブ４６を開けて所定の
雰囲気ガスをメインチェンバ１４に導入する（ステップ
Ｓ３）。メインチェンバ１４内のガス圧力が所定値に達
した時点で（メインチェンバ１４内のガス圧力は、圧力
センサ３４により検出される）バルブ４６を閉鎖する。
こうして、メインチェンバ１４内の雰囲気が、汚染され
た空気から清浄なガスに完全に入れ換えられたことにな
る。ここで、生体試料を観察する場合には、新しいガス
雰囲気としては、不活性ガス（アルゴンガス、ヘリウム
ガス等。窒素ガスでもよい。）と水蒸気との混合ガスを
１気圧にして使用するのが望ましい。もちろん、他の種
類の試料を観察する場合には、ガスボンベ４９を取り替
えるだけで任意のガスに置換することができ、また、そ
の圧力も任意の値に設定することができる。
る際の手順を図５のフローチャートに従い説明する。最
初に、ゴム手袋３５、３６を外部に引き出した後、シャ
ッタ３７、３８により両操作開口２０、２１を閉鎖する
とともに、バルブ３３を閉鎖する（ステップＳ１）。そ
してバルブ４３、４７を開け、真空ポンプ４０、４１に
よりガス排出口３９からメインチェンバ１４内の空気を
排出する（ステップＳ２）。これにより、汚染物質を含
んだ空気がメインチェンバ１４内から排出される。メイ
ンチェンバ１４内の空気を十分に排出した後バルブ４７
を閉じ、ガスボンベ４９へのバルブ４６を開けて所定の
雰囲気ガスをメインチェンバ１４に導入する（ステップ
Ｓ３）。メインチェンバ１４内のガス圧力が所定値に達
した時点で（メインチェンバ１４内のガス圧力は、圧力
センサ３４により検出される）バルブ４６を閉鎖する。
こうして、メインチェンバ１４内の雰囲気が、汚染され
た空気から清浄なガスに完全に入れ換えられたことにな
る。ここで、生体試料を観察する場合には、新しいガス
雰囲気としては、不活性ガス（アルゴンガス、ヘリウム
ガス等。窒素ガスでもよい。）と水蒸気との混合ガスを
１気圧にして使用するのが望ましい。もちろん、他の種
類の試料を観察する場合には、ガスボンベ４９を取り替
えるだけで任意のガスに置換することができ、また、そ
の圧力も任意の値に設定することができる。
【００１６】観察しようとする試料はまず試料チェンバ
３１に入れる（ステップＳ４）。この試料チェンバ３１
内の空気も、上記メインチェンバ１４の場合と同様に、
バルブ４５、４７、４６等を操作することにより新しい
雰囲気ガスに置き換える（ステップＳ５）。一方、両操
作開口２０、２１の部分でも、ゴム手袋３５、３６とシ
ャッタ３７、３８との間の空間にも僅かではあるが汚染
空気が残留しているので、この部分も同様にバルブ４
４、４７、４６を操作することにより新しい雰囲気ガス
に置き換える（ステップＳ６）。
３１に入れる（ステップＳ４）。この試料チェンバ３１
内の空気も、上記メインチェンバ１４の場合と同様に、
バルブ４５、４７、４６等を操作することにより新しい
雰囲気ガスに置き換える（ステップＳ５）。一方、両操
作開口２０、２１の部分でも、ゴム手袋３５、３６とシ
ャッタ３７、３８との間の空間にも僅かではあるが汚染
空気が残留しているので、この部分も同様にバルブ４
４、４７、４６を操作することにより新しい雰囲気ガス
に置き換える（ステップＳ６）。
【００１７】このようにしてメインチェンバ１４及びそ
の周辺の空間の汚染空気が清浄な雰囲気ガスに置き換え
られた後、バルブ３３を開けて試料をメインチェンバ１
４内に入れる（ステップＳ７）。そして、両操作開口２
０、２１のシャッタ３７、３８を開け、操作者がゴム手
袋３５、３６に手を入れて試料を試料台上の所定位置に
セットする（ステップＳ８）。このとき、斜上方や前方
等の透視窓１７、１８によりメインチェンバ１４内を見
ることができるため、操作者は細かい作業でも確実に行
なうことができる。こうして試料のセットが終了した後
は、上記の通り、制御部１１の制御の下にＡＦＭ観察を
行なう（ステップＳ９）。
の周辺の空間の汚染空気が清浄な雰囲気ガスに置き換え
られた後、バルブ３３を開けて試料をメインチェンバ１
４内に入れる（ステップＳ７）。そして、両操作開口２
０、２１のシャッタ３７、３８を開け、操作者がゴム手
袋３５、３６に手を入れて試料を試料台上の所定位置に
セットする（ステップＳ８）。このとき、斜上方や前方
等の透視窓１７、１８によりメインチェンバ１４内を見
ることができるため、操作者は細かい作業でも確実に行
なうことができる。こうして試料のセットが終了した後
は、上記の通り、制御部１１の制御の下にＡＦＭ観察を
行なう（ステップＳ９）。
【００１８】上記実施例では原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）
について説明したが、本発明は走査型トンネル顕微鏡
（ＳＴＭ）についても全く同様に適用することができ
る。その場合には、図２（ａ）に示した試料ステーショ
ンを図２（ｂ）に示したようなＳＴＭ専用のステーショ
ンに変えるだけであり、図３に示した試料セット用機構
や図４に示したガス系統は全く同様のものを用いること
ができる。なお、図２（ｂ）のＳＴＭ用試料ステーショ
ン７３において、７４は試料台、７５は防振台、７６は
探針（チップ）移動用のピエゾドライバ、７７は探針
（チップ）、７８は粗移動用のマイクロメータである。
また、同様に、前述のレーザ力顕微鏡（ＬＦＭ）や磁気
力顕微鏡（ＭＦＭ）等、他の探針走査型顕微鏡について
も本発明を適用することができる。
について説明したが、本発明は走査型トンネル顕微鏡
（ＳＴＭ）についても全く同様に適用することができ
る。その場合には、図２（ａ）に示した試料ステーショ
ンを図２（ｂ）に示したようなＳＴＭ専用のステーショ
ンに変えるだけであり、図３に示した試料セット用機構
や図４に示したガス系統は全く同様のものを用いること
ができる。なお、図２（ｂ）のＳＴＭ用試料ステーショ
ン７３において、７４は試料台、７５は防振台、７６は
探針（チップ）移動用のピエゾドライバ、７７は探針
（チップ）、７８は粗移動用のマイクロメータである。
また、同様に、前述のレーザ力顕微鏡（ＬＦＭ）や磁気
力顕微鏡（ＭＦＭ）等、他の探針走査型顕微鏡について
も本発明を適用することができる。
【００１９】本発明の他の実施例であるＡＦＭを図６に
示す。この実施例のＡＦＭではメインチェンバ１１４は
ベース部１５１とその上に気密に固定されたガラスケー
ス１５０から構成され、試料を操作するためのゴム手袋
１３５、１３６をメインチェンバ１１４内に入れるため
の開口はベース部１５１に設けられる。また、ガス系統
では、メインチェンバ１１４からガスを排出するための
排気管１５３と別のガスを導入するための導入管１５４
とが別々に設けられている。なお、他の構成部品は、図
１〜図４に示した同じ下２桁の数字が付されたものと同
じである。
示す。この実施例のＡＦＭではメインチェンバ１１４は
ベース部１５１とその上に気密に固定されたガラスケー
ス１５０から構成され、試料を操作するためのゴム手袋
１３５、１３６をメインチェンバ１１４内に入れるため
の開口はベース部１５１に設けられる。また、ガス系統
では、メインチェンバ１１４からガスを排出するための
排気管１５３と別のガスを導入するための導入管１５４
とが別々に設けられている。なお、他の構成部品は、図
１〜図４に示した同じ下２桁の数字が付されたものと同
じである。
【００２０】本発明の更に別の実施例であるＡＦＭを図
７に示す。一時的に真空中に置かれた程度では変形しな
いような試料であれば、最初に試料をメインチェンバ２
１４内の試料ステーション２２３にセットしておき、そ
の後メインチェンバ２１４を閉め切って内部の汚染空気
を清浄な雰囲気ガスに置換することができる。この場
合、メインチェンバ２１４の中に手を入れたり内部を見
たりする必要がなくなるため、メインチェンバ２１４の
構造は図７に示すように簡単にすることができる。図７
においても、他の構成部品は、図１〜図４に示した同じ
下２桁の数字が付されたものと同じである。
７に示す。一時的に真空中に置かれた程度では変形しな
いような試料であれば、最初に試料をメインチェンバ２
１４内の試料ステーション２２３にセットしておき、そ
の後メインチェンバ２１４を閉め切って内部の汚染空気
を清浄な雰囲気ガスに置換することができる。この場
合、メインチェンバ２１４の中に手を入れたり内部を見
たりする必要がなくなるため、メインチェンバ２１４の
構造は図７に示すように簡単にすることができる。図７
においても、他の構成部品は、図１〜図４に示した同じ
下２桁の数字が付されたものと同じである。
【００２１】
【発明の効果】任意の探針走査型顕微鏡（ＳＰＭ）にお
いて、試料を任意の種類の、任意の圧力の雰囲気ガスの
下で観察することができるようになる。特に、生体試料
を観察する場合、初めに試料観察室内から汚染物質を含
む大気を排除し、代わりに清浄な不活性ガス（及び水蒸
気）で試料観察室を１気圧に調整することにより、生体
試料が変形したり凝集したりすることがなくなり、試料
の正しい（大気圧下での状態の）表面形状を観察するこ
とができるようになる。
いて、試料を任意の種類の、任意の圧力の雰囲気ガスの
下で観察することができるようになる。特に、生体試料
を観察する場合、初めに試料観察室内から汚染物質を含
む大気を排除し、代わりに清浄な不活性ガス（及び水蒸
気）で試料観察室を１気圧に調整することにより、生体
試料が変形したり凝集したりすることがなくなり、試料
の正しい（大気圧下での状態の）表面形状を観察するこ
とができるようになる。
【図１】 本発明の一実施例である雰囲気制御原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）の正面図。
顕微鏡（ＡＦＭ）の正面図。
【図２】 実施例のＡＦＭのメインチェンバの縦断面
図。
図。
【図３】 メインチェンバの横断面図。
【図４】 実施例のＡＦＭのガス系統図。
【図５】 実施例のＡＦＭで生体試料を観察する際の手
順を示すフローチャート。
順を示すフローチャート。
【図６】 本発明の他の実施例であるＡＦＭの概略構成
図。
図。
【図７】 本発明の更に別の実施例であるＡＦＭの概略
構成図。
構成図。
１０…観察部 １１…制御部 １２…コンソール部 １４…メインチェンバ １７、１８…透視窓 ２０、２１…操作
開口 ２３…試料ステーション ２４…試料 ２５…ピエゾドラ
イバ ２６…カンチレバー ２７…レーザ ３０…試料導入パイプ ３１…試料チェンバ ３２、３３…バル
ブ ３４…圧力センサ ３５、３６…ゴム手袋 ３７、３８…シャ
ッタ ３９…ガス排出口 ４０…ターボ分子
ポンプ ４１…ロータリポンプ ４２…パイプ ４３、４４、４５、４６、４７…バルブ ４８…ボンベ取付ターミナル ４９…雰囲気ガス
ボンベ
開口 ２３…試料ステーション ２４…試料 ２５…ピエゾドラ
イバ ２６…カンチレバー ２７…レーザ ３０…試料導入パイプ ３１…試料チェンバ ３２、３３…バル
ブ ３４…圧力センサ ３５、３６…ゴム手袋 ３７、３８…シャ
ッタ ３９…ガス排出口 ４０…ターボ分子
ポンプ ４１…ロータリポンプ ４２…パイプ ４３、４４、４５、４６、４７…バルブ ４８…ボンベ取付ターミナル ４９…雰囲気ガス
ボンベ
Claims (1)
- 【請求項１】 ａ）気密に設けられた試料観察室と、 ｂ）試料観察室内で先端が試料の表面の近傍に来るよう
に設けられた探針と、 ｃ）探針の先端が試料表面に沿って移動するように探針
又は試料を３次元的に駆動する探針移動手段と、 ｄ）試料観察室内のガスを排出するガス排出手段と、 ｅ）試料観察室内にガスを導入するガス導入手段とを備
えることを特徴とする探針走査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4048063A JP2612395B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4048063A JP2612395B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056230A Division JPH08285870A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
| JP5622996A Division JP2862074B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215543A true JPH05215543A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2612395B2 JP2612395B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=12792897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4048063A Expired - Fee Related JP2612395B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612395B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI669508B (zh) * | 2015-06-02 | 2019-08-21 | 日商日立高新技術科學股份有限公司 | Scanning probe microscope |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2862074B2 (ja) | 1996-03-13 | 1999-02-24 | 株式会社島津製作所 | 雰囲気制御探針走査型顕微鏡 |
| JP3285084B2 (ja) | 1998-12-01 | 2002-05-27 | 日本電気株式会社 | 走査容量顕微鏡による静電容量測定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04326007A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Nec Corp | 大気圧中における固体表面変化の観察・分析方法およびその装置 |
| JPH0545160A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-02-23 | Tadahiro Omi | 原子間力顕微鏡装置 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP4048063A patent/JP2612395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04326007A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Nec Corp | 大気圧中における固体表面変化の観察・分析方法およびその装置 |
| JPH0545160A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-02-23 | Tadahiro Omi | 原子間力顕微鏡装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI669508B (zh) * | 2015-06-02 | 2019-08-21 | 日商日立高新技術科學股份有限公司 | Scanning probe microscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2612395B2 (ja) | 1997-05-21 |
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