(57)【要約】【課題】測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる表面分析装置を提供する。【解決手段】表面分析装置は、試料を載置するための試料ステージ５１と、上下方向に直交するＸＹ平面におけるＹ軸方向にスライド移動可能に構成され、試料ステージを保持する保持体５５と、保持体５５をＹ軸方向に進退させる進退機構６０と、保持体５５のスライド移動を案内するガイド部と、を備え、進退機構６０は、Ｙ軸方向に沿って移動可能に設けられた移動体６１を含み、移動体６１は、保持体５５の前進方向に向けて移動させた場合に保持体５５を前進させるように保持体５５に当接する第１状態と、保持体５５の後退方向に向けて移動させた場合に保持体５５を後退させるように保持体に当接する第２状態と、第１状態から第２状態に遷移するまでに保持体５５に当接しない第３状態とを有するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置するための試料ステージと、
上下方向に直交するＸＹ平面におけるＹ軸方向にスライド移動可能に構成され、前記試料ステージを保持する保持体と、
前記保持体を前記Ｙ軸方向に進退させる進退機構と、
前記保持体のスライド移動を案内するガイド部と、を備え、
前記進退機構は、前記Ｙ軸方向に沿って移動可能に設けられた移動体を含み、
前記移動体は、前記保持体の前進方向に向けて移動させた場合に前記保持体を前進させるように前記保持体に当接する第１状態と、前記保持体の後退方向に向けて移動させた場合に前記保持体を後退させるように前記保持体に当接する第２状態と、前記第１状態から前記第２状態に遷移するまでに前記保持体に当接しない第３状態とを有するように構成されている、表面分析装置。
【請求項２】
前記上下方向に平行な回転軸まわりに前記試料ステージを回転させるための回転機構をさらに備え、
前記回転機構は、前記試料ステージに固定され、前記試料ステージと一体に回転する回転体と、前記回転体を回転させるための動力を前記回転体に伝達するための動力伝達経路部とを含み、
前記動力伝達経路部は、前記回転体に接続された第１部分と、前記第１部分に着脱可能に係合する第２部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分とが係合した状態において、前記動力が前記回転体に伝達可能となり、
前記第１部分と前記第２部分との係合が解除され、前記第２部分が前記第１部分から離間した状態において、前記動力を前記回転体に伝達不能となり、
前記動力伝達経路部は、前記第１状態において前記第１部分と前記第２部分とが係合した状態となり、前記第３状態のいずれか期間で、前記第１部分と前記第２部分との係合が解除され、前記第２部分が前記第１部分から離間した状態となるように構成されている、請求項１に記載の表面分析装置。
【請求項３】
前記動力伝達経路部は、前記Ｙ軸方向に沿って延びるロッド部を含み、
前記第１部分および前記第２部分は、前記ロッド部において前記Ｙ軸方向に沿って並ぶように設けられ、
前記第２部分は、前記移動体の移動とともに前記Ｙ軸方向に沿って移動するように前記移動体に支持されており、
前記移動体が前記前進方向に向けて移動することにより、前記第２部分は、前記第１部分に係合し、
前記第１部分と前記第２部分とが係合した状態から前記移動体が前記後退方向に向けて移動することにより、前記第２部分と前記第１部分との係合が解除されて前記第２部分が前記第１部分から離間する、請求項２に記載の表面分析装置。
【請求項４】
前記回転体は、ギヤによって構成され、
前記第１部分は、前記ギヤを回転可能に前記ギヤに噛み合うネジ溝を有し、
前記第２部分は、前記Ｙ軸方向に平行な軸まわりに回転可能に設けられ、
前記第１部分と前記第２部分とが係合した状態において前記第２部分を回転させることにより、前記第１部分が前記第２部分と一体に回転して前記ギヤが回転する、請求項３に記載の表面分析装置。
【請求項５】
前記試料ステージに載置された試料を測定するための測定ヘッド部と、
前記測定ヘッド部を支持するベース部と、を備え、
前記ベース部には、前記Ｙ軸方向に沿って延びる切欠き部が設けられており、
前記切欠き部内を前記保持体が移動可能に構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の表面分析装置。
【請求項６】
設置面に設置され、前記設置面側から前記試料ステージに伝わる振動を抑制する制振部が設けられた本体部を備え、
前記進退機構は、前記移動体を移動可能に支持し、前記本体部の外部に設けられた支持体を含み、
前記支持体は、前記設置面または、前記本体部のうち前記設置面から前記制振部に至るまでの部分に保持される、請求項１から５のいずれか１項に記載の表面分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表面分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表面分析装置としての走査型プローブ顕微鏡においては、国際公開第２０１６／１８９６５１号（特許文献１）に記載のように、測定前に３次元に微動可能なピエゾスキャナを用いて試料が載置されたステージを移動させることにより、試料の初期位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１８９６５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、ピエゾスキャナの可動範囲は小さくなっているため、試料の大きさが大きい場合には、ピエゾスキャナの可動範囲外の領域の測定が困難となる。このため、試料の大きさが大きい場合には、機械的に構成された粗動機構を用いて試料ステージを大きく移動させたい場合がある。
【０００５】
しかしながら、粗動機構は、比較的大きな形状を有するため、停止した状態においても振動の影響を受けやすい。この場合には、粗動機構の振動が試料ステージに伝達され、正確に試料を測定できなくなることが懸念される。
【０００６】
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる表面分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に基づく表面分析装置は、試料を載置するための試料ステージと、上下方向に直交するＸＹ平面におけるＹ軸方向にスライド移動可能に構成され、上記試料ステージを保持する保持体と、上記保持体を上記Ｙ軸方向に進退させる進退機構と、上記保持体のスライド移動を案内するガイド部と、を備える。上記進退機構は、上記Ｙ軸方向に沿って移動可能に設けられた移動体を含む。上記移動体は、上記保持体の前進方向に向けて移動させた場合に上記保持体を前進させるように上記保持体に当接する第１状態と、上記保持体の後退方向に向けて移動させた場合に上記保持体を後退させるように上記保持体に当接する第２状態と、上記第１状態から上記第２状態に遷移するまでに上記保持体に当接しない第３状態とを有するように構成されている。
【０００８】
上記本開示に基づく表面分析装置は、上下方向に平行な回転軸まわりに上記試料ステージを回転させるための回転機構をさらに備えていてもよい。この場合には、上記回転機構は、上記試料ステージに固定され、上記試料ステージと一体に回転する回転体と、上記回転体を回転させるための動力を上記回転体に伝達するための動力伝達経路部とを含むことが好ましい。また、上記動力伝達経路部は、上記回転体に接続された第１部分と、上記第１部分に着脱可能に係合する第２部分とを有することが好ましい。さらに、上記第１部分と上記第２部分とが係合した状態において、上記動力が上記回転体に伝達可能となり、上記第１部分と上記第２部分との係合が解除され、上記第２部分が上記第１部分から離間した状態において、上記動力を上記回転体に伝達不能となることが好ましい。さらにこの場合には、上記動力伝達経路部は、上記第１状態において上記第１部分と上記第２部分とが係合した状態となり、上記第３状態のいずれか期間で、上記第１部分と上記第２部分との係合が解除され、上記第２部分が上記第１部分から離間した状態となるように構成されていることが好ましい。
【０００９】
上記本開示に基づく表面分析装置にあっては、上記動力伝達経路部は、上記Ｙ軸方向に沿って延びるロッド部を含んでいてもよく、上記第１部分および上記第２部分は、上記ロッド部において上記Ｙ軸方向に沿って並ぶように設けられていてもよい。また、上記第２部分は、上記移動体の移動とともに上記Ｙ軸方向に沿って移動するように上記移動体に支持されていてもよい。この場合には、上記移動体が上記前進方向に向けて移動することにより、上記第２部分は、上記第１部分に係合することが好ましく、上記第１部分と上記第２部分とが係合した状態から上記移動体が上記後退方向に向けて移動することにより、上記第２部分と上記第１部分との係合が解除されて上記第２部分が上記第１部分から離間することが好ましい。
【００１０】
上記本開示に基づく表面分析装置にあっては、上記回転体は、ギヤによって構成されていてもよい。また、上記第１部分は、上記ギヤを回転可能に上記ギヤに噛み合うネジ溝を有していてもよく、上記第２部分は、上記Ｙ軸方向に平行な軸まわりに回転可能に設けられていてもよい。この場合には、上記第１部分と上記第２部分とが係合した状態において上記第２部分を回転させることにより、上記第１部分が上記第２部分と一体に回転して上記ギヤが回転することが好ましい。
【００１１】
上記本開示に基づく表面分析装置は、上記試料ステージに載置された試料を測定するための測定ヘッド部と、上記測定ヘッド部を支持するベース部と、を備えることが好ましい。この場合には、上記ベース部には、上記Ｙ軸方向に沿って延びる切欠き部が設けられていてもよく、上記切欠き部内を上記保持体が移動可能に構成されていてもよい。
【００１２】
上記本開示に基づく表面分析装置は、設置面に設置され、設置面側から上記試料ステージに伝わる振動を抑制する制振部が設けられた本体部を備えていてもよく、上記進退機構は、上記移動体を移動可能に支持し、上記本体部の外部に設けられた支持体を含んでいてもよい。この場合には、支持体は、設置面または、上記本体部のうち設置面から上記制振部に至るまでの部分に保持されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる表面分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略側面図である。
【図３】実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略正面図である。
【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】実施の形態に係る移動体の第１状態を示す図である。
【図６】実施の形態に係る移動体の第２状態を示す図である。
【図７】実施の形態に係る移動体の第３状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、表面分析装置として、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を例示して説明するが、表面分析装置は、走査型プローブ顕微鏡に限定されず、たとえば、電子プローブ微小分析器（ＥＰＭＡ）などであってもよい。また、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１６】
図１は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の構成を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略的な構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、走査型プローブ顕微鏡１は、測定ヘッド部１０、試料ステージ５１、スキャナ５２、および制御部９０を備える。
【００１８】
試料ステージ５１は、試料を載置するための部位である。試料ステージ５１は、スキャナ５２によって微動させることができる。なお、試料ステージ５１は、後述するように粗動機構によって大きく移動させることができる。
【００１９】
スキャナ５２は、Ｘ，Ｙ軸の２軸方向に走査するＸＹスキャナと、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸方向（上下方向）に微動させるＺスキャナとを含む。スキャナ５２は、制御部９０によって制御される。
【００２０】
測定ヘッド部１０は、試料ステージに載置された試料を測定するためのユニットである。測定ヘッド部１０は、カンチレバー２０、カンチレバー支持部２１、光源部３０、撮像部３５、および光検出部４０を含む。
【００２１】
カンチレバー２０は、測定時において試料ステージ５１に載置された試料の上方に位置するように設けられている。カンチレバー２０は、先端側に探針２０ａを有する。カンチレバー２０は、上下方向に振動可能にカンチレバー支持部２１に支持されている。カンチレバー２０は、着脱可能にカンチレバー支持部２１に支持される。
【００２２】
カンチレバー支持部２１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に移動可能に構成されていてもよい。この場合には、カンチレバー支持部２１を移動させることにより、カンチレバー２０の位置を調整することができる。
【００２３】
光源部３０および光検出部４０は、カンチレバー２０のＺ軸方向の変位を検出するために用いられる。光源部３０は、光照射部３１と、照射位置調整部３２とを含む。
【００２４】
光照射部３１は、カンチレバー２０よりも上方に配置されている。光照射部３１は、カンチレバー２０に向けてレーザ光を出射する。具体的には、光照射部３１は、カンチレバー２０の先端側の背面に向けてレーザ光を出射する。なお、配置により光路途中にビームスプリッタ等を設置する場合もある。
【００２５】
カンチレバー２０の背面に向けて出射されたレーザ光は、上記背面にて反射してミラー４５によって光検出部４０の光検出素子４１に導入される。
【００２６】
照射位置調整部３２は、光照射部３１の位置を調整する。光照射部３１の位置を調整することにより、レーザ光が照射される照射位置（スポット）を調整することができる。照射位置調整部３２は、２軸位置決めステージであってもよいし、超音波モータ等の駆動源であってもよい。
【００２７】
光検出部４０は、光検出素子４１および検出位置調整部４２を含む。光検出素子４１は、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に４分割された受光面を有する。カンチレバー２０が変位するとこれら複数の受光面に入射する光量の割合が変化する。複数の受光光量に応じた検出信号を制御部９０によって演算処理することで、カンチレバー２０の変位を算出することができる。
【００２８】
検出位置調整部４２は、光検出素子４１の位置を調整することができる。検出位置調整部４２は、２軸位置決めステージであってもよいし、超音波モータ等の駆動源であってもよい。
【００２９】
撮像部３５は、探針２０ａの上方に配置されている。撮像部３５は、ＣＣＤカメラを有する。撮像部３５は、試料の表面を補助的に観察するために用いられる。また、撮像部３５は、カンチレバー２０の背面（上面）を観察しながら光照射部３１の位置を調整するためにも用いられる。
【００３０】
図２は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略側面図である。図３は、実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡の概略正面図である。図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図２から図４を参照して、走査型プローブ顕微鏡１の詳細な構成について説明する。
【００３１】
図２および図３に示すように、走査型プローブ顕微鏡１は、設置面１００に設置され、設置面１００側からの試料ステージ５１に伝わる振動を抑制する制振部１７が設けられた本体部１５を備える。本体部１５は、測定ヘッド部１０の外殻を構成する外殻部材１１および測定ヘッド部１０を支持するベース部１３を含む。
【００３２】
外殻部材１１は、Ｙ軸負方向に向けて開放されており、内部に開放空間１２を有する。ベース部１３には、上記のように開放空間１２に連通する切欠き部１３ａが設けられている。切欠き部１３ａは、Ｙ軸方向に沿って延在する。切欠き部１３ａは、Ｙ軸方向に向けて開放されており、これにより、切欠き部１３ａ内を後述する保持体５５が移動可能となる。これにより、スペースを効率よく利用することができる。
【００３３】
図２から図４に示すように、走査型プローブ顕微鏡１は、保持体５５、進退機構６０、回転機構７０、およびガイド部８０（図４参照）を備える。
【００３４】
保持体５５は、試料ステージ５１を保持する。保持体５５は、上下方向に直交するＸＹ平面におけるＹ軸方向にスライド可能に構成されている。保持体５５は、Ｙ軸方向に沿って延びる板状部５６と、板状部５６の後端から上方に向けて突出する突出部５７とを含む。突出部５７には、Ｙ軸方向に貫通する開口部５７ｃが設けられている。開口部５７ｃには、後述する移動体６１の一部である接続部６１２が挿通される。Ｘ軸方向における開口部５７ｃの幅は、Ｘ軸方向における接続部６１２の幅よりも大きく、接続部６１２は、非接触の状態で開口部５７ｃに挿通される。
【００３５】
Ｘ軸方向における保持体５５の両端側には、ガイド部８０が設けられている。ガイド部８０は、保持体５５のスライド移動を案内する。ガイド部８０は、Ｙ軸方向に沿って延在する。ガイド部８０は、Ｘ軸方向における保持体５５の両端部が摺動可能となるように設けられている。
【００３６】
進退機構６０は、保持体５５をＹ軸方向に進退させる。なお、保持体５５の前進方向は、Ｙ軸正方向であり、保持体の後退方向は、Ｙ軸負方向である。
【００３７】
進退機構６０は、移動体６１および支持体６２を含む。移動体６１は、Ｙ軸方向に沿って移動可能に設けられている。移動体６１は、先端部６１３、接続部６１２、胴部６１１、およびつまみ部６１４を有する。
【００３８】
胴部６１１は、略円柱形状を有する。胴部６１１は、Ｙ軸方向に沿って延在する。胴部６１１は、送りネジ機構によってＹ軸方向に移動可能に構成されている。胴部６１１の外周面には、上記送りネジ機構を構成するネジ溝が設けられている。また、胴部６１１の後端側には、つまみ部６１４が設けられている。
【００３９】
接続部６１２は、略円柱形状を有する。接続部６１２は、胴部６１１の前端から前方に向けて突出するように設けられている。接続部６１２は、先端部６１３と、胴部６１１とを接続する。
【００４０】
先端部６１３は、略円板形状を有する。先端部６１３は、接続部６１２の前端側で拡径するように設けられている。先端部６１３は、胴部６１１と略同一の幅を有する。先端部６１３および胴部６１１の幅は、接続部６１２の幅よりも大きくなっている。
【００４１】
支持体６２は、移動体６１を移動可能に支持する。支持体６２は、本体部１５の外部に設けられている。支持体６２は、ブロック体６２１およびブロック体支持部６２２を有する。
【００４２】
ブロック体６２１は、ブロック体支持部６２２によって支持されている。ブロック体６２１は、移動体６１を挿通可能な挿通孔を有する。挿通孔の内周面には、上記胴部６１１の外周面に噛み合い、移動体６１を送るためのネジ溝が設けられている。このため、上記移動体６１のつまみ部６１４を回転させることにより、移動体６１がＹ軸方向に沿って移動する。
【００４３】
ブロック体支持部６２２は、本体部１５の外部に設けられている。ブロック体支持部６２２は、たとえば、上下方向に延びる一対の脚部と、一対の脚部の上端同士を接続する接続部とを有する。この接続部にブロック体６２１が固定されている。
【００４４】
なお、ブロック体支持部６２２は、単一の脚部によって構成されていてもよく、ブロック体支持部６２２の形状は、適宜変更することができる。
【００４５】
ブロック体支持部６２２は、設置面１００上に設置されており、設置面１００に保持されている。これにより、支持体６２（ブロック体６２１およびブロック体支持部６２２）の振動が本体部１５に直接伝達されることを防止することができる。
【００４６】
また、ブロック体６２１およびブロック体支持部６２２の振動が設置面１００を伝って、本体部１５に伝達される場合であっても、制振部１７によってその振動が緩和される。これにより、試料ステージ５１への振動の影響を低減させることができる。
【００４７】
なお、移動体６１はブロック体６２１によって移動可能に支持されているが、試料の測定時においては、後述するように、試料ステージ５１を保持する保持体５５と移動体６１とは当接しないように構成されている。このため、測定時においては、支持体６２の振動は、移動体６１から直接試料ステージ５１に伝達されないようになっている。
【００４８】
上述においては、ブロック体支持部６２２が設置面１００に設置される場合を例示したが、ブロック体支持部６２２は、本体部１５に接続されることにより、本体部１５に保持されてもよい。この場合には、ブロック体支持部６２２は、本体部１５のうち、設置面１００から制振部１７に至るまでの部分に保持されることが好ましい。これにより、支持体６２の振動が本体部１５に伝達される場合であっても、当該振動は、制振部１７によって緩和されるため、試料ステージ５１に与える影響を抑制することができる。
【００４９】
回転機構７０は、上下方向に平行な回転軸まわりに試料ステージ５１を回転させるための機構である。回転機構７０は、回転体７１と、動力伝達経路部としてのロッド部７２とを含む。
【００５０】
回転体７１は、試料ステージ５１に固定されており、試料ステージ５１と一体に回転する。回転体７１は、ロッド部７２から伝達される動力によって回転する。回転体７１は、たとえば、ギヤによって構成されている。
【００５１】
ロッド部７２は、回転体７１を回転させるための動力を回転体７１に伝達する。ロッド部７２は、当該動力を回転体７１に伝達可能な状態と、動力を伝達不能な状態とを変更可能に構成されている。
【００５２】
具体的には、ロッド部７２は、回転体７１を回転可能に接続された第１部分７２１と、第１部分７２１に着脱可能に係合する第２部分７２２とを有する。第１部分７２１と第２部分７２２とが係合した状態において、動力が回転体７１に伝達可能となる。第１部分７２１と第２部分７２２との係合が解除され、第２部分７２２が第１部分７２１から離間した状態において、動力を回転体７１に伝達不能となる。
【００５３】
第１部分７２１および第２部分７２２は、Ｙ軸方向に並ぶように設けられている。第１部分７２１には、回転体７１に噛み合うネジ溝７２１ａを有する。第１部分７２１がＹ軸方向に平行な軸まわりに回転することにより、回転体７１が上下方向に平行な回転軸まわりに回転する。
【００５４】
第２部分７２２は、移動体６１の移動とともにＹ軸方向に沿って移動するように移動体６１に支持されている。移動体６１が保持体５５の前進方向に向けて移動することにより、第２部分７２２は、第１部分７２１に係合する。第１部分７２１と第２部分７２２とが係合した状態から移動体６１が後退方向に向けて移動することにより、第２部分７２２と第１部分７２１との係合が解除されて第２部分７２２が第１部分７２１から離間する。
【００５５】
第２部分７２２は、移動体６１に対して相対的に回転可能となるように移動体６１に支持されている。第２部分７２２の後端には、つまみ部７２３が設けられている。つまみ部７２３を回転させることにより、Ｙ軸方向に平行な軸まわりに第２部分７２２が回転する。第１部分７２１と第２部分７２２とが係合した状態において第２部分７２２を回転させることにより、第１部分７２１が第２部分７２２と一体に回転して回転体７１が回転する。
【００５６】
図５は、実施の形態に係る移動体の第１状態を示す図である。図６は、実施の形態に係る移動体の第２状態を示す図である。図７は、実施の形態に係る移動体の第３状態を示す図である。図５から図７を参照して、移動体６１の移動の様子について説明する。
【００５７】
移動体６１は、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動することにより、第１状態、第２状態、および第３状態を有するように構成されている。
【００５８】
図５に示すように、第１状態においては、移動体６１を保持体５５の前進方向に向けて移動させた場合に、移動体６１は、保持体５５を前進させるように保持体５５に当接する。
【００５９】
保持体５５の突出部５７は、Ｙ軸方向の両端に前面５７ａおよび後面５７ｂを有する。移動体６１の先端部６１３は、Ｙ軸方向の両端に、前面６１３ａおよび後面６１３ｂを有する。移動体６１の胴部６１１は、前端側に、突出部５７の後面５７ｂに当接可能な当接面６１１ａを有する。
【００６０】
前進方向に向けて移動体６１を移動させた場合には、胴部６１１の当接面６１１ａが、突出部５７の後面５７ｂに当接する。さらに、移動体６１を前進方向に向けて移動させることにより、後面５７ｂが当接面６１１ａに押圧されて、移動体６１と保持体５５とが一体となって前進方向に向けて移動する。
【００６１】
保持体５５が前進することにより、保持体５５に保持された試料ステージ５１が前進する。これにより、試料ステージ５１に載置された試料を大きく移動させ、Ｙ軸方向に測定位置を調整することができる。
【００６２】
なお、胴部６１１の当接面６１１ａが、突出部５７の後面５７ｂに当接した状態においては、上述のように、ロッド部７２において、第２部分７２２が第１部分７２１に係合する。
【００６３】
第１部分７２１は、移動体６１に対して相対的にＹ軸方向に移動可能に設けられている。第１部分７２１の後端側は、移動体６１に設けられた穴部に挿入されている。当該穴部の径は、第１部分７２１の径よりも大きく、第１部分７２１は、移動体６１とは非接触の状態となっている。
【００６４】
第１部分７２１の後端の中央部には、Ｙ軸方方向に向けて突出する係合凸部が設けられている。第２部分７２２の先端の中央部には、Ｙ軸負方向に向けて凹む係合凹部が設けられている。移動体６１の前進方向への移動ともに第２部分７２２が第１部分７２１に近づくように移動し、上記第１状態となった状態で、係合凹部が係合凸部に嵌り込む。
【００６５】
第１部分７２１と第２部分７２２とが係合した状態で、第２部分７２２を回転させることにより、上述のように、第１部分７２１が第２部分７２２と一体に回転して回転体７１が回転する。これにより、試料ステージ５１が、Ｚ軸方向に平行な回転軸まわりに回転する。この結果、試料ステージ５１を回転させて、周方向に測定位置を調整することができる。
【００６６】
図６に示すように、第２状態においては、移動体６１を保持体５５の後退方向に向けて移動させた場合に、移動体６１は、保持体５５を後退させるように保持体に当接する。
【００６７】
具体的には、後退方向に向けて移動体６１を移動させた場合に、先端部６１３の後面６１３ｂが、突出部５７の前面５７ａに当接する。さらに、移動体６１を後退方向に向けて移動させることにより、前面５７ａが後面６１３ｂに押圧されて、移動体６１と保持体５５とが一体となって後退方向に向けて移動する。
【００６８】
保持体５５が後退することにより、保持体５５に保持された試料ステージ５１が後退する。これにより、試料ステージ５１に載置された試料を大きく移動させ、Ｙ軸方向に測定位置を調整することができる。
【００６９】
なお、先端部６１３の後面６１３ｂが、突出部５７の前面５７ａに当接した状態においては、第２部分７２２と第１部分７２１との係合が解除されており、第２部分７２２は、第１部分７２１からＹ軸負方向に離れて位置する。
【００７０】
図７に示すように、第３状態においては、移動体６１は、保持体５５に当接しない。なお、第３状態は、第１状態と第２状態との間の中間状態であり、第１状態から第２状態に遷移するまでの間の状態である。また、第３状態は、第２状態から第１状態に遷移するまでの間の状態でもある。
【００７１】
第３状態においては、具体的には、先端部６１３の後面６１３ｂが、突出部５７の前面５７ａからＹ軸正方向に離れており、胴部６１１の当接面６１１ａは、突出部５７の後面５７ｂからＹ軸負方向に離れている。これにより、移動体６１は、保持体５５に接触しない状態となっている。
【００７２】
第１状態から第２状態に遷移させる場合には、第１部分７２１と第２部分７２２とが係合した状態から、移動体６１を後退させる。移動体６１を後退させた場合には、第２部分７２２が移動体６１とともに後退する。これにより、第２部分７２２は、第１部分７２１から離れる方向に移動する。この結果、第３状態のいずれかの期間において、第１部分７２１と第２部分７２２との係合が解除され、第２部分７２２が第１部分７２１から離間した状態となる。この場合には、第２部分７２２を回転させても、第１部分７２１は回転しないため、第２部分７２２の回転力は、回転体７１には伝達されない。
【００７３】
上述のように、第３状態においては、移動体６１は、保持体５５とは接触しない状態となっている。また、第１部分７２１は、上述のように移動体６１とは接触しないように設けられているとともに、第３状態において、第２部分７２２から離間している。このため、移動体６１が振動した場合であっても、当該振動は、試料ステージ５１には伝わらない。
【００７４】
したがって、移動体６１を第１状態または第２状態として試料ステージ５１の位置を調整した後に、移動体６１を第３状態にして測定を開始することにより、移動体６１側から振動が試料ステージに伝達されない状態で、試料を測定することができる。この結果、本実施の形態に係る走査型プローブ顕微鏡１にあっては、測定時に試料に振動が伝達することを抑制することができる。
【００７５】
また、回転機構７０を設けることにより、試料の測定位置を周方向に調整することが可能となる。この場合において、上記のように、回転機構７０が、第１部分７２１と、これに着脱可能に係合する第２部分７２２を有するように構成され、第３状態のいずれかの期間に第１部分と前記第２部分との係合が解除されて前記第２部分が前記第１部分から離間した状態となることにより、回転機構７０を通って試料ステージ５１に伝達することも抑制することができる。
【００７６】
上述した実施の形態においては、回転機構７０が設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、回転機構７０は設けられていなくてもよい。
【００７７】
上述した実施の形態においては、第１部分７２１が回転体７１に噛み合うネジ溝を有し、第１部分７２１が回転することで回転体７１が回転する場合を例示して説明したが、これに限定されない。第１部分７２１および回転体７１がラックアンドピニオン機構を構成し、第１部分７２１がＹ軸方向に移動することで回転体７１が回転してもよい。
【００７８】
上述した実施の形態においては、第２部分７２２は、手動で回転させられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、モータ等の駆動源によって回転させられてもよい。この場合には、駆動源の動作は、制御部９０によって制御されることが好ましい。
【００７９】
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１  走査型プローブ顕微鏡、１０  測定ヘッド部、１１  外殻部材、１２  開放空間、１３  ベース部、１３ａ  切欠き部、１５  本体部、１７  制振部、２０  カンチレバー、２０ａ  探針、２１  カンチレバー支持部、３０  光源部、３１  光照射部、３２  照射位置調整部、３５  撮像部、４０  光検出部、４１  光検出素子、４２  検出位置調整部、４５  ミラー、５１  試料ステージ、５２  スキャナ、５５  保持体、５６  板状部、５７  突出部、５７ａ  前面、５７ｂ  後面、５７ｃ  開口部、６０  進退機構、６１  移動体、６２  支持体、７０  回転機構、７１  回転体、７２  ロッド部、８０  ガイド部、９０  制御部、１００  設置面、６１１  胴部、６１１ａ  当接面、６１２  接続部、６１３  先端部、６１３ａ  前面、６１３ｂ  後面、６１４  つまみ部、６２１  ブロック体、６２２  ブロック体支持部、７２１  第１部分、７２１ａ  ネジ溝、７２２  第２部分、７２３  つまみ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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