(57)【要約】【課題】  カンチレバーを自動的に干渉の危険がある周辺機器から退避させることができ、手作業によってカンチレバーを容易且つ迅速に交換することができるとともに、構成の簡単化とコストの低減とを図ることができる走査型プローブ顕微鏡を提供する。【解決手段】 カンチレバー６１によって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡１において、駆動手段によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージ２０と、駆動手段によりＺ軸方向に移動可能なＺ駆動部３０，８０と、駆動手段によりＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の合成した３次元方向に回転可能な電動レボルバ５０とを備え、レバー交換制御部からの信号に基づいて、これらＸＹステージ２０、Ｚ駆動部３０，８０及び電動レボルバ５０を駆動させ、ＸＹステージ２０をカンチレバー６１から退避させ、又はカンチレバー６１をＸＹステージ２０から退避させる構成としてある。【選択図】      図１
2006125910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージを、制御部からの信号に基づいてＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、観察光軸上から退避させることを特徴とする走査型ブローブ顕微鏡。
【請求項２】
カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段によりＺ軸方向に移動可能なＺ駆動部を備え、該Ｚ駆動部を制御部からの信号に基づいて移動させ、前記カンチレバーをＺ軸方向に退避させることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段により回転可能な電動レボルバに前記カンチレバーを保持し、該電動レボルバを制御部からの信号に基づいて回転させ、前記カンチレバーを観察光軸上から退避させることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項４】
前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか２つ以上を備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項５】
前記制御部に接続され、少なくともカンチレバー交換ボタンを有する操作画面を表示する表示部と、前記制御部に接続され、前記表示部の操作画面上における操作を行うための指示入力部とを備え、該指示入力部によって前記操作画面上のカンチレバー交換ボタンをクリックすることにより、前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか１つ以上が退避動作することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項６】
前記退避動作後、再び前記指示入力部によって前記操作画面上のカンチレバー交換ボタンをクリックすることにより、前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか１つ以上が退避動作前の状態に復帰することを特徴とする請求項５いずれか記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項７】
前記Ｚ駆動部を、Ｚ軸方向への粗動動作が可能なＺ粗動駆動部としたことを特徴とする請求項２，４，５又は６記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項８】
前記Ｚ駆動部を、Ｚ軸方向への微動動作が可能なＺ微動駆動部としたことを特徴とする請求項２，４，５又は６記載の走査型プローブ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡に関し、特に、手作業によるカンチレバーの交換を容易且つ迅速に行うことができる走査型プローブ顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自由端に尖鋭化された探針を有するカンチレバーによって、試料の表面情報を測定するものとして、例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）等の走査型プローブ顕微鏡が知られている。この種の走査型プローブ顕微鏡は、試料をカンチレバーに対して走査させる試料走査型と、カンチレバーを試料に対して走査させるカンチレバー走査型とに大別されるが、いずれの場合も、探針と試料との間に働く相互作用によって生じるカンチレバーの変位量が一定になるようにフィードバック制御をかけながら、試料の表面情報が測定されている。
【０００３】
図１１は従来の走査型プローブ顕微鏡を示す概念図である。同図において、走査型プローブ顕微鏡は、自由端に探針１０１を有するカンチレバー１０２と、該カンチレバー１０２が水平面Ｈに対して所定の傾斜角度θになるように、該カンチレバー１０２の基端を支持する基板１０３と、該基板１０３を支持し、且つ該基板１０３を移動させることによって、カンチレバー１０２の自由端を所定位置に位置決めする移動機構１０４と、探針１０１と試料１０５との間の相互作用によって生じるカンチレバー１０２の変位を光学的に検出する変位検出光学系とを具備した走査ユニット１０６を備えている。
【０００４】
走査ユニット１０６は、アプローチ機構部１０７によって支持された圧電体１０８に接続されている。また、走査ユニット１０６に設けられた変位検出光学系は、光てこ法によってカンチレバー１０２の変位を検出可能に構成されており、レ−ザ−光をカンチレバー１０２の反射面に出射する半導体レ−ザ１１０と、カンチレバー１０２の反射面から反射した反射光を受光して、その受光量に対応した電気信号を出力する受光素子１０９とを備えている。
【０００５】
このような構成によれば、ホストコンピュ−タ１１２から出力された信号に基づいて、制御回路１１１は、アプローチ機構部１０７を介して走査ユニット１０６を下降させて、探針１０１を試料１０５から所定距離に位置付ける。このとき、探針１０１と試料１０５との間に生じた相互作用によって、カンチレバー１０２は所定量だけ変位する。この変位量は、上記変位検出光学系によって光学的に検出され、その変位量に対応した電気信号がホストコンピュ−タ１１２に入力される。ホストコンピュ−タ１１２は、入力した電気信号に基づいて、制御回路１１１に所定の信号を送信する。なお、上記変位検出光学系の光軸上にカンチレバー１０２の反射面が位置付けられていない場合には、例えば、移動機構１０４によって、カンチレバー１０２の位置を調節することになる。
【０００６】
制御回路１１１は、送信された信号に基づいて、カンチレバー１０２の変位が一定に維持されるように、圧電体１０８を駆動制御しながら、走査ユニットを試料１０５に沿って移動制御する。このとき、制御回路１１１から出力される制御信号に基づいて、試料１０５の表面情報がホストコンピュ−タ１１２上に画像化されることになる。
【０００７】
上述したような走査型プローブ顕微鏡において、カンチレバー１０２は、最も重要な部品であり、その自由端に設けられた探針１０１の尖鋭化の程度によって測定デ−タの善し悪しが決定される。しかしながら、探針１０１は、試料１０５上を走査することにより摩耗するため、カンチレバー１０２を定期的に交換する必要があった。
【０００８】
したがって、高精度な測定デ−タを得るためには、カンチレバー１０２を交換する場合、カンチレバー１０２の基端を支持する基板１０３ごと交換する方法や、走査ユニット１０６を圧電体１０８から取り外してしまうことが考えられる。また、取り付け取り外し及び、位置決めを容易にするため、特開平８−２９４３５号（特許文献１）に記載されているような、カンチレバーを備えたホルダを有し、ホルダを本体に対して挿脱することで、カンチレバーを交換している。また、カンチレバーを自動交換する技術が、特許３１７６９３１号（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】特開平０８−２９４３５号公報
【特許文献２】特許３１７６９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来の走査型ブローブ顕微鏡では、カンチレバー１０２近傍に測定対象である試料や、試料１０５を搭載する図示しないステージ等が配置されている。また、カンチレバー１０２の探針１０１は、微小で、測定の際、磨耗が生じるくらいに、非常にやわらかいものである。よって、このようなカンチレバー１０２の探針１０１を交換するにあっては、大変慎重に行う必要が生じるが、このような周辺環境でのカンチレバー１０２の交換は、測定する試料１０５や、該試料１０５を搭載する前記ステージ等との干渉に注意を払う必要があり、非常に作業性が悪く、測定開始までに、多大な時間がかかるという問題がある。
【００１０】
また、カンチレバー１０２を自動交換する技術は、測定対象である試料１０５や、前記ステージ等との干渉を気にする必要はなくなるが、システム上複雑となり、また、装置が大変高価になってしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カンチレバーを自動的に干渉の可能性がある周辺機器から退避させることができ、手作業によってカンチレバーを容易且つ迅速に交換することができるとともに、構成の簡単化とコストの低減とを図ることができる走査型プローブ顕微鏡の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージを、制御部からの信号に基づいてＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、観察光軸上から退避させる構成としてある。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る第２の走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段によりＺ軸方向に移動可能なＺ駆動部を備え、該Ｚ駆動部を制御部からの信号に基づいて移動させ、前記カンチレバーをＺ軸方向に退避させる構成としてある。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る第３の走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバーによって試料の表面情報を測定する走査型プローブ顕微鏡において、駆動手段により回転可能な電動レボルバに前記カンチレバーを保持し、該電動レボルバを制御部からの信号に基づいて回転させ、前記カンチレバーを観察光軸上から退避させる構成としてある。
【００１５】
好ましくは、前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか２つ以上を備えた構成、又は、前記制御部に接続され、少なくともカンチレバー交換ボタンを有する操作画面を表示する表示部と、前記制御部に接続され、前記表示部の操作画面上における操作を行うための指示入力部とを備え、該指示入力部によって前記操作画面上のカンチレバー交換ボタンをクリックすることにより、前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか１つ以上が退避動作する構成とする。
【００１６】
より好ましくは、前記退避動作後、再び前記指示入力部によって前記操作画面上のカンチレバー交換ボタンをクリックすることにより、前記ＸＹステージ、Ｚ駆動部及び電動レボルバのいずれか１つ以上が退避動作前の状態に復帰する構成とする。
【００１７】
より好ましくは、前記Ｚ駆動部を、Ｚ軸方向への粗動動作が可能なＺ粗動駆動部とした構成、又は、前記Ｚ駆動部を、Ｚ軸方向への微動動作が可能なＺ微動駆動部とした構成とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の走査型プローブ顕微鏡によれば、カンチレバーを自動的に干渉の可能性がある周辺機器から退避させることができ、手作業によってカンチレバーを容易且つ迅速に交換することができる。また、カンチレバーを自動交換するものではないので、自動交換のための複雑な構成や制御が不要となり、構成の簡単化とコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡について、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡を示す概略図である。同図において、本走査型プローブ顕微鏡１は、カンチレバー６１を試料１０５に対して走査させるカンチレバー走査型となっており、基台となるベース１１には、コラム１２が垂直に取り付けてある。該ベース１１上には、試料１０５をＸ軸方向及びＹ軸方向に自動で移動させるＸＹステージ２０が配設してある。
【００２０】
一方、コラム１２には、Ｚ粗動駆動部（Ｚ駆動部）３０を介してレーザー顕微鏡光学系４０が取り付けてあり、該レーザー顕微鏡光学系４０には、回転自在な電動レボルバ５０を介して、ＳＰＭ(Scanning Probe Microscope）観察用の走査型プローブユニット６０、及び光学観察用の対物レンズ７０が切り替え可能に設けてある。また、走査型プローブユニット６０には、Ｚ微動駆動部８０を介して、前記カンチレバー６１が取り付けてある。Ｚ粗動駆動部３０により、レーザー顕微鏡光学系４０、電動レボルバ５０、走査型プローブユニット６０及びカンチレバー６１をＺ軸方向に自動で粗動させることができ、Ｚ微動駆動部（Ｚ駆動部）８０により、カンチレバー６１のみをＺ軸方向に自動で微動させることができる。
【００２１】
また、レーザー顕微鏡光学系４０には、対物レンズ７０を用いたレーザー顕微鏡観察と、走査型プローブユニット６０によるＳＰＭ観察とを切り替えて、演算処理や各部の動作を制御するための制御部９１が接続してある。詳述すると、該制御部９１は、レ−ザー顕微鏡光学系４０からの検出信号、走査型プローブユニット６０からの検出信号を処理し、観察する試料画像を作成し、該試料画像を表示部９２に表示させる。また、電動レボルバ５０の切り替えや、ＸＹステージ２０、Ｚ粗動駆動部３０及びＺ微動駆動部８０の動作を制御している。
【００２２】
さらに、本実施形態では、制御部９１に、後述するカンチレバー６１の交換動作を制御するレバー交換制御部（制御部）９１ａを内蔵している。その他、制御部９１には、外部から指示を与える指示入力部９３が接続してあり、該指示入力部９３からの指示で、前記レバー交換制御部９１ａが動作し、後述するカンチレバー６１の交換動作が行われる。
【００２３】
次に、ＸＹステージ２０、Ｚ粗動駆動部３０、Ｚ微動駆動部８０及び電動レボルバ５０について、図２〜図５を参照しつつ詳述する。図２はＸＹステージ２０の平面図、図３はＺ粗動駆動部３０の部分断面側面図、図４はＺ微動駆動部８０の側面図、図５は電動レボルバ５０の概念図である。
【００２４】
図２において、ＸＹステージ２０は、Ｘ軸方向に移動可能なＸステージ２１と、Ｙ軸方向に移動可能なＹステージ２２とを有している。Ｘステージ２１には、ナット２１ａが固定してあり、該ナット２１ａを、Ｘ軸方向に伸びるボールねじ２１ｂに螺合させ、該ボールねじ２１ｂをモーター２１ｃにより正逆方向に回転させることで、Ｘステージ２１をＸ軸方向に移動可能としている。
【００２５】
同様に、Ｙステージ２２には、ナット２２ａが固定してあり、該ナット２２ａを、Ｙ軸方向に伸びるボールねじ２２ｂに螺合させ、該ボールねじ２２ｂをモーター２２ｃにより正逆方向に回転させることで、Ｙステージ２２をＹ軸方向に移動可能としている。
【００２６】
各モーター２１ｃ，２２ｃには、モーター制御部２３が接続してあり、該モーター制御部２３が、前記制御部９１のレバー交換制御部９１ａからの信号に基づいて、各モーター２１ｃ，２２ｃを所定方向に所定量だけ回転させて、Ｘステージ２１及びＹステージ２２を動作させている。
【００２７】
図３において、Ｚ粗動駆動部３０は、コラム１２とレーザー顕微鏡光学系４０（図１参照）の間に介設してあり、コラム１２に設けた固定板３１と、該固定板３１に沿ってＺ軸方向に延びるレール状のガイド３２と、該ガイド３２に沿って摺動自在な支持部材３３と、該支持部材３３と螺合するＺ軸方向に延びるボールねじ３４と、該ボールねじ３４を正逆方向に回転させるモーター３５と、前記制御部９１のレバー交換制御部９１ａからの信号に基づいて、モーター３５を所定方向に所定量だけ回転させるモーター制御部３６とを備えた構成となっている。
【００２８】
このようなＺ粗動駆動部３０では、モーター３５によりボールねじ３４を回転させることにより、支持部材３３がガイド３２に沿ってＺ軸方向に摺動し、該支持部材３３に連結固定したレーザー顕微鏡光学系４０、電動レボルバ５０、走査型プローブユニット６０及びカンチレバー６１がＺ軸方向に粗動するようになっている。該Ｚ粗動駆動部３０の場合、ボールねじ２２ｂのピッチを粗くすることにより、そのＺ軸方向の動作が粗動となるようにしてある。
【００２９】
図４において、Ｚ微動駆動部８０は、走査型プローブユニット６０に内蔵してあり、カンチレバー６１を含む周辺機器を支持する支持板８１と、該支持板８１をＺ軸方向に案内する丸棒状のガイド８２と、該ガイド８２と平行に設けられ、前記支持板８１と螺合するボールねじ８３と、該ボールねじ８３を正逆方向に回転させるモーター８４と、該モーター８４を前記ガイド８２に固定する連結板８５と、前記制御部９１のレバー交換制御部９１ａからの信号に基づいて、モーター８４を所定方向に所定量だけ回転させるモーター制御部８６とを備えた構成となっている。
【００３０】
このようなＺ微動駆動部８０では、モーター８４によりボールねじ８３を回転させることにより、支持板８１がガイド８２に沿ってＺ軸方向に摺動し、該支持板８１に連結固定した前記周辺機器及びカンチレバー６１がＺ軸方向に微動するようになっている。該Ｚ微動駆動部８０の場合、ボールねじ８３のピッチを細かくすることにより、そのＺ軸方向の動作が微動となるようにしてある。
【００３１】
図５において、電動レボルバ５０は、取付部５１ａを介してレーザー顕微鏡光学系４０に固定されたベース部材５１と、該ベース部材５１に内蔵されたモーター５２と、該モーター５２の回転軸に取り付けられた回転体５３と、前記制御部９１のレバー交換制御部９１ａからの信号に基づいて、モーター５２を所定方向に所定量だけ回転させる制御部５４とを備えた構成となっている。
【００３２】
このような電動レボルバ５０では、モーター５２により回転体５３を回転させることにより、該回転体５３に取り付けた走査型プローブユニット６０及び対物レンズ７０の切り替えと、該走査型プローブユニット６０の試料１０５からの退避とが可能となっている。
【００３３】
なお、本実施形態の走査型プローブ顕微鏡１は、ＸＹステージ２０、Ｚ粗動駆動部３０、Ｚ微動駆動部８０及び電動レボルバ５０を全て備えた構成としてあるが、後述のように、これら駆動部のいずれか１つによってもカンチレバー６１を所定位置に退避させることができるので、これら駆動部のいずれか１つ又は２つを備えた構成とすることも可能である。
【００３４】
また、Ｚ粗動駆動部３０又はＺ微動駆動部８０をＸＹステージ２０に設けて、該ＸＹステージ２０が、カンチレバー６１からＺ軸方向へ退避する構成としてもよい。さらに、カンチレバー６１とＸＹステージ２０の双方にＺ粗動駆動部３０又はＺ微動駆動部８０を設けて、これらカンチレバー６１とＸＹステージ２０が互いにＺ軸方向に離反する構成としてもよい。
【００３５】
次に、上記構成からなる本走査型プローブ顕微鏡１における、カンチレバー交換時の動作について図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
［ＸＹステージによる交換時動作］
まず、図１，図２，図６〜図８に基づいて、ＸＹステージ２０によるカンチレバー交換時の動作について説明する。図６は表示部の操作画面を示す概略図、図７Ａは本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図、図７Ｂは本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図、図８はＸＹステージのカンチレバー交換時の動作を示す概略平面図である。
【００３７】
本走査型プローブ顕微鏡１では、走査型プローブユニット６０のカンチレバー６１を試料１０５から退避させ、又は、試料１０５をカンチレバー６１から退避させた状態にして該カンチレバー６１の交換を行う。このような退避の動作制御は、図１に示す表示部９２の操作画面９４により行う。図６に示すように、操作画面９４には、例えば、カンチレバー交換ボタン９４ａ、レーザー顕微鏡観察ボタン９４ｂ、ＳＰＭ観察ボタン９４ｃ、これら観察した画像や、解析結果を表示する表示ウインド９４ｄ等が表示されている。
【００３８】
図７Ａに示す本走査型プローブ顕微鏡１のＳＰＭ観察時の状態では、走査型プローブユニット６０のカンチレバー６１の先端が、ＸＹステージ２０上に載置した試料１０５に接近している。このような状態から、カンチレバー６１の交換動作を説明する。
【００３９】
まず、図１に示す指示入力部９３を操作して、図６に示す操作画面９４に表示されているカンチレバー交換ボタン９４ａをクリックする。すると、図１に示すレバー交換制御部９１ａに信号が入力され、該レバー交換制御部９１ａがＸＹステージ２０のモーター制御部２３（図２参照）に信号を出力する。これにより、該モーター制御部２３が、図２に示すモーター２１ｃ，２２ｃをあらかじめ設定された順序、回転方向、回転量で駆動させ、Ｘテーブル２１、Ｙテーブル２２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。このときのＸＹステージ２０の動作として、例えば、図８に示すような動作とすることができ、図７Ｂに示すように、ＳＰＭ観察光軸（観察光軸）Ｐ上から、試料１０５を搭載したＸＹステージ２０を所定距離だけ退避させることができる。
【００４０】
これにより、走査型プローブユニット６０のカンチレバー６１の先端に配置されている探針の直下に作業空間Ａが確保され、該カンチレバー６１を交換する作業者の手が入り易くなり、該カンチレバー６１の交換を容易に行うことができる。
【００４１】
カンチレバー６１の交換が終了した後、再度、図６に示すカンチレバー交換ボタン９４ａをクリックすると、再びＸＹステージ２０が移動を開始し、カンチレバー６１の交換前のＳＰＭ観察可能な状態に復帰する（図７Ａ参照）。
【００４２】
以上のようなＸＹステージ２０の動作制御を行うことで、カンチレバー６１の交換時にワンクリックで自動的にカンチレバー６１近傍から、干渉の可能性があるＸＹステージ２０及び試料１０５を退避させることができ、カンチレバー６１の交換に十分な作業空間Ａを確保することができる。よって、簡単な構成で、カンチレバー６１とその近傍のＸＹステージ２０や試料１０５等との干渉を気にせず、交換作業が容易に行えるようになり、この結果、交換作業が短時間となるという効果もある。
【００４３】
なお、本実施形態では、ＸＹステージ２０をＸ軸方向及びＹ軸方向の両方に移動させて退避させたが、これに限定されず、カンチレバー６１近傍に十分なスペ−スが確保できるならば、Ｘステージ２１や、Ｙステージ２２のいずれか一方のみを移動させるように制御してもよい。
【００４４】
［Ｚ粗動駆動部、Ｚ微動駆動部による交換時動作］
次に、図１，図３，図４，図６，図９Ａ及び図９Ｂに基づいて、Ｚ粗動駆動部、Ｚ微動駆動部によるカンチレバー交換時の動作について説明する。図９Ａは本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図、図９Ｂは本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図である。
【００４５】
図９Ａに示す本走査型プローブ顕微鏡１のＳＰＭ観察時の状態において、図６に示す操作画面９４のカンチレバー交換ボタン９４ａを指示入力部９３によりクリックすると、図１に示すレバー交換制御部９１ａが、図３に示すＺ粗動駆動部３０のモーター制御部３６、必要な場合には、図４に示すＺ微動駆動部８０のモーター制御部８６に信号を出力する。これにより、図３に示すモーター３５（及び図４に示すモーター８４）が所定方向に所定量だけ回転し、レーザー顕微鏡光学系４０、電動レボルバ５０、走査型プローブユニット６０及びカンチレバー６１がＺ軸方向（試料１０５から離れる方向）に粗動（及び微動）する。なお、モーター８４を回転させた場合は、カンチレバー６１のみがＺ軸方向に微動する。
【００４６】
これにより、図９Ｂに示すように、走査型プローブユニット６０のカンチレバー６１を、試料１０５を搭載したＸＹステージ２０からＺ軸方向に所定距離だけ退避させることができ、該カンチレバー６１の先端に配置されている探針の直下に作業空間Ａが確保され、該カンチレバー６１を交換する作業者の手が入り易くなり、該カンチレバー６１の交換を容易に行うことができる。
【００４７】
カンチレバー６１の交換が終了した後、再度、図６に示すカンチレバー交換ボタン９４ａをクリックすると、再びＺ粗動駆動部３０、Ｚ微動駆動部８０が駆動して、カンチレバー６１の交換前のＳＰＭ観察可能な状態に復帰する（図９Ａ参照）。
【００４８】
以上のようなＺ粗動駆動部３０、Ｚ微動駆動部８０の動作制御を行うことで、カンチレバー６１の交換時にワンクリックで自動的にカンチレバー６１を、干渉の可能性があるＸＹステージ２０及び試料１０５からＺ軸方向に退避させることができ、カンチレバー６１の交換に十分な作業空間Ａを確保することできる。よって、簡単な構成で、カンチレバー６１とその近傍のＸＹステージ２０や試料１０５等との干渉を気にせず、交換作業が容易に行えるようになり、この結果、交換作業が短時間となるという効果もある。
【００４９】
なお、本実施形態では、Ｚ粗動駆動部３０、Ｚ微動駆動部８０のみを駆動させて、カンチレバー６１をＺ軸方向に退避させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上述したＸＹステージ２０のＸ軸方向への移動、Ｙ軸方向への移動を組み合わせて、カンチレバー６１の交換のための作業空間Ａをより広く確保するようにしてもよい。
【００５０】
［電動レボルバによる交換時動作］
次に、図１，図３，図４，図６，図１０Ａ及び図１０Ｂに基づいて、電動レボルバによるカンチレバー交換時の動作について説明する。図１０Ａは本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図、図１０Ｂは本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図である。
【００５１】
図１０Ａに示す本走査型プローブ顕微鏡１のＳＰＭ観察時の状態において、図６に示す操作画面９４のカンチレバー交換ボタン９４ａを指示入力部９３によりクリックすると、図１に示すレバー交換制御部９１ａが、図５に示す電動レボルバ５０のモーター制御部５４に信号を出力する。これにより、図５に示すモーター５２が駆動して回転体５３を所定方向に所定量だけ回転させ、図１０Ｂに示すように、走査型プローブユニット６０のカンチレバー６１を、ＳＰＭ観察光軸Ｐ上から所定距離だけ退避させる。
【００５２】
カンチレバー６１の交換が終了した後、再度、図６に示すカンチレバー交換ボタン９４ａをクリックすると、再び電動レボルバ５０が回転して、カンチレバー６１の交換前のＳＰＭ観察可能な状態に復帰する（図１０Ａ参照）。
【００５３】
以上のような電動レボルバ５０の動作制御を行うことで、カンチレバー６１の交換時にワンクリックで自動的にカンチレバー６１を３次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の合成方向）に移動させることができ、周囲に交換作業を阻害するものが全くない位置にカンチレバー６１を退避させることができる。この結果、該カンチレバー６１の交換作業を極めて容易且つ迅速に行うことができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、電動レボルバ５０のみを回転させてカンチレバー６１をＳＰＭ観察光軸Ｐ上から退避させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、上述したＸＹステージ２０によるＸ軸及びＹ軸方向への移動、Ｚ粗動駆動部３０及びＺ微動駆動部８０によるＺ軸方向への移動と組み合わせて、カンチレバー６１の交換がより容易となる状態を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡を示す概略図である。
【図２】ＸＹステージの平面図である。
【図３】Ｚ粗動駆動部の部分断面側面図である。
【図４】Ｚ微動駆動部の側面図である。
【図５】電動レボルバの概念図である。
【図６】表示部の操作画面を示す概略図である。
【図７Ａ】本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図である。
【図７Ｂ】本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図である。
【図８】ＸＹステージのカンチレバー交換時の動作を示す概略平面図である。
【図９Ａ】本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図である。
【図９Ｂ】本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図である。
【図１０Ａ】本走査型プローブ顕微鏡のＳＰＭ観察時の状態を示す概略図である。
【図１０Ｂ】本走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー交換時の状態を示す概略図である。
【図１１】従来の走査型プローブ顕微鏡を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  走査型プローブ顕微鏡
１１  ベース
１２  コラム
２０  ＸＹステージ
３０  Ｚ微動駆動部（Ｚ駆動部）
４０  レーザー顕微鏡光学系
５０  電動レボルバ
６０  走査型プローブユニット
６１  カンチレバー
７０  対物レンズ
８０  Ｚ微動駆動部（Ｚ駆動部）
９１  制御部
９１ａ  レバー交換制御部（制御部）
９２  表示部
９３  指示入力部
９４  操作画面
９４ａ  レバー交換制御部
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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