(57)【要約】【課題】デイジー型カンチレバーホイール構造となして、これを回転することにより、計測ヘッドや修飾ヘッドの設定を容易にし、遠心力を用いた修飾、試料付着、並びに試料への力の印加を可能とし、カンチレバーアレーの固有振動数や振幅の変化の計測を容易にすることができるデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置を提供する。【解決手段】デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、円盤状基板１と、この円盤状基板１のラジアル方向にその長手軸を一致させて配置される複数のカンチレバーアレー３と、このカンチレバーアレー３を有する円盤状基板１の回転手段と、カンチレバーアレー３の位置決め装置と、カンチレバーアレー３に対応する位置に配置され、カンチレバー２の運動を計測する光計測ヘッド７とを備え、円盤状基板１の回転に伴って順次カンチレバー２の周波数変化や振幅変化を計測する。【選択図】図１
2006125984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）円盤状基板と、
（ｂ）該円盤状基板のほぼラジアル方向にその長手軸を一致させて配置されるカンチレバーアレーと、
（ｃ）前記カンチレバーアレーが配置される円盤状基板の回転手段と、
（ｄ）前記カンチレバーアレーの位置決め装置と、
（ｅ）前記カンチレバーアレーに対応する位置に配置され、カンチレバーの運動を計測する光計測ヘッドとを備え、
（ｆ）前記円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの周波数変化や振幅変化を計測することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記回転手段の回転によって、その遠心力によりカンチレバーに付着している余分な付着物を排除することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに修飾物質を付与する修飾物質付与装置を具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項４】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が回転するカンチレバーアレーに対して位置決めされ、円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの修飾を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項５】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が修飾物質滴下装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーを有する計測装置。
【請求項６】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドがインクジェットプリンタであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項７】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが修飾されたカンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項８】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが、電子線により雰囲気中の物質を析出させる装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項９】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板を回転させ、前記円盤状基板及びカンチレバー上に滴下乃至噴霧した物質を、回転に伴う遠心力でカンチレバー長手方向にコーティングを行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１０】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給装置は、前記円盤状基板上に配置される修飾物質供給部と、該修飾物質供給部と前記カンチレバーアレーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給部を複数配置し、該複数の修飾物質供給部に同一ないしそれぞれ異なった修飾物質を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる修飾の組み合わせを施すことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板の回転による遠心力により、前記修飾物質をカンチレバーの先端へ送ることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１３】
請求項１１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記修飾物質を導くことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１４】
請求項４記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が修飾物質と接触するように修飾物質を配置したテーブルを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１５】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記カンチレバーの探針先端がセットされた試料の所定の位置に順次接触し、試料表面の物質を採取することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置がカムからなる変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１７】
請求項１４又は１５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が光加熱による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１８】
請求項１４又は１５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が電流加熱による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項１９】
請求項１４又は１５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が静電力による変位装置であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２０】
請求項１５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記採取される試料表面の物質の量は、原子一個、分子一個の単位から数ピコグラム程度の微量であることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２１】
請求項２０記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質を、タイムオブフライト法によって質量分析を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２２】
請求項２０記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質を、タイムオブフライト法によって質量分析を行い、次に、前記探針への電界印加によって探針先端に残留する試料片を除去するクリーニングを行い、前記デイジー型カンチレバーホイールの回転に伴いクリーニングされた探針が再度試料から試料片の採取を行い、採取、タイムオブフライト計測、クリーニングを繰り返すことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２３】
請求項２０から２２の何れか１項記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、固体試料をその面内でラスター走査し、前記カンチレバーの探針先端が接触する箇所を順次掃引し、前記固体試料上の異なる位置の試料片や原子を順次採取することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２４】
請求項２３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記試料の異なる部位から採取された試料のタイムオブフライト質量計測、元素同定を行うことにより、試料表面の元素組成分布の、高分解能でのマッピングを行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２５】
請求項１又は３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに測定試料を供給する測定試料供給装置を具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２６】
請求項２５記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給装置は、前記円盤状基板上に配置される測定試料供給部と、該測定試料供給部と前記カンチレバーアレーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２７】
請求項２６記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給部を複数配置し、該複数の測定試料供給部に同一ないしそれぞれ異なった測定試料を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる測定試料の組み合わせを付着させることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２８】
請求項１１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記測定試料を導くことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項２９】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が測定試料と接触するように測定試料を配置したテーブルを具備することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３０】
請求項３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーへの修飾物質を選択的に設定することにより、測定試料の検出を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３１】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを、固有周波数の帯域の異なる複数のカンチレバーの組に分けて、帯域によって修飾物質を変えることによって周波数ごとに異なる測定試料を検出することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３２】
請求項１又は３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがＶ字型カンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３３】
請求項１又は３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがループ状カンチレバーであることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３４】
請求項３３記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記ループ状カンチレバーに薄膜状の修飾物質を張ることを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３５】
請求項３４記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記薄膜状の修飾物質上に測定試料を捕捉することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３６】
請求項１０記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３７】
請求項２６記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３８】
請求項５から１４の何れか１項記載のカンチレバーや探針に設置された修飾物質と、請求項１６、２５、または２９記載のカンチレバーや探針に設置された試料の間の、反応の有無、結合の有無、結合の強度を、カンチレバーの機械特性の変化、カンチレバー表面の光学特性の変化として計測することを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【請求項３９】
請求項１記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置を用いて、固体試料表面の原子レベルからナノメートルオーダの加工を行うことを特徴とするデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デイジー（ｄａｉｓｙ）型カンチレバーホイールを有する計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、一列に並んだカンチレバー上を、電気式センサ、光式センサで走査することによってカンチレバーの固有振動数の変化や、振幅の変化を計測するようにしていた（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
図１７はかかる従来のインライン型カンチレバーを有する計測装置の模式図である。
【０００４】
この図において、１０１は基台、１０２はその基台１０１から一列に配置されるカンチレバーアレー、１０３はカンチレバーアレー１０２の固有振動数の変化や、振幅の変化を計測するために、インライン方向ａに駆動される光計測ヘッド、１０４，１０５はカンチレバーアレー１０２に修飾物質を付与する修飾ヘッドである。
【０００５】
また、各カンチレバーや探針を特定の物質で修飾し、物質センサとして用いる研究が行われている（下記非特許文献２、３参照）。
【０００６】
その非特許文献３に示された研究では、インクジェットプリンタのノズルをｘｙｚに位置決めして、カンチレバーへの修飾物質のプリンティングを行っていた。
【０００７】
また、インクジェットによるカンチレバーの修飾方法に関する論文として、非特許文献４および５が示されている。
【０００８】
因みに、本願発明者は、各種のカンチレバー及びそれらのカンチレバーを用いた以下のような各種の計測方法及び装置について提案を行っている。
【０００９】
（１）構成が簡単で、的確な試料表面の検出が可能なカンチレバーアレイ、その製造方法及びそれを用いた走査型プローブ顕微鏡、案内・回転機構の摺動装置、センサ、ホモダインレーザ干渉計、試料の光励振機能を有するレーザドップラー干渉計ならびにカンチレバーの励振方法（下記特許文献１参照）。
【００１０】
（２）シリコン微小細線からなる微小３次元構造体としてのカンチレバー、その製造方法及びそれを利用したデバイス（下記特許文献２参照）。
【００１１】
（３）カンチレバー（２〜ｎ）の固有振動数がそれぞれ異なるカンチレバーアレーを用い、その固有振動を変調光励振によって順次励振し、その振動をレーザドップラー計によって計測する方法及び装置（下記特許文献３参照）。
【非特許文献１】Ｇｅｒｈａｒｄ  Ｇｒｏｓｃｈ，“Ｈｙｂｒｉｄ  ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ／ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｓｅｎｓｏｒ”，Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ，Ａｐｒｉｌ  １９９０，Ｖｏｌ．２３，Ｉｓｓｕｅｓ．１−３，ｐｐ．１１２８−１１３１
【非特許文献２】Ｊａｍｅｓ  Ｃ．Ｍａｂｒｙ，Ｔｉｍ  Ｙａｕ，Ｈｕｉ−Ｗｅｎ  Ｙａｐ，Ｊｏｈｎ−Ｂｒｕｃｅ  Ｄ．Ｇｒｅｅｎ，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ａｔｏｍｉｃ  ｆｏｒｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ”，Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ９１，（２００２），ｐｐ．７３−８２
【非特許文献３】Ｍ．Ｋ．Ｂａｌｌｅｒ，Ｈ．Ｐ．Ｌａｎｇ，Ｊ．Ｆｒｉｔｚ，Ｃｈ．Ｇｅｒｂｅｒ，Ｊ．Ｋ．Ｇｉｍｚｅｗｓｋｉ，Ｕ．Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒ，Ｈ．Ｒｏｔｈｕｉｚｅｎ，Ｍ．Ｄｅｓｐｏｎｔ，Ｐ．Ｖｅｔｔｉｇｅｒ，Ｆ．Ｍ．Ｂａｔｔｉｓｔｏｎ，Ｊ．Ｐ．Ｒａｍｓｅｙｅｒ，Ｐ．Ｆｏｒｎａｒｏ，Ｅ．Ｍｅｙｅｒ，ａｎｄ  Ｈ．−Ｊ．Ｇｕｅｎｔｈｅｒｏｄｔ；Ａ  ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ａｒｒａｙ−ｂａｓｅｄ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｎｏｓｅ，Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，（２０００），１
【非特許文献４】Ｂｉｅｔｓｃｈ  Ａ，Ｚｈａｎｇ  ＪＹ，Ｈｅｇｎｅｒ  Ｍ，Ｌａｎｇ  ＨＰ，Ｇｅｒｂｅｒ  Ｃ；Ｒａｐｉｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ａｒｒａｙ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｂｙ  ｉｎｋｊｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ，ＮＡＮＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  １５（８）  ＡＵＧ  ２００４，ｐｐ８７３−８８０
【非特許文献５】Ｂｉｅｔｓｃｈ  Ａ，Ｈｅｇｎｅｒ  Ｍ，Ｌａｎｇ  ＨＰ，Ｇｅｒｂｅｒ  Ｃ；Ｉｎｋｊｅｔ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｌｋａｎｅｔｈｉｏｌａｔｅ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  ａｎｄ  ＤＮＡ  ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ  ｏｎ  ｇｏｌｄ：Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐｏｔ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  ｂｙ  ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ，ＬＡＮＧＭＵＩＲ  ２０（１２）  ＪＵＮ  ８  ２００４，ｐｐ．５１１９−５１２２
【特許文献１】特開２００３−１１４１８２号公報
【特許文献２】ＷＯ  ０３／１０２５４９  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ２００４／０６１４２７  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した非特許文献１に見られる計測方法及び計測装置では、カンチレバーはインライン状に配置され、光計測ヘッドも直線方向に駆動される方式のものであり、そのためにミラースキャナ、ガルバノスキャナ、ポリゴンミラー等の光走査機構や、直線移動型の機械的変位機構を必要としていた。
【００１３】
また、非特許文献２又は３に見られる計測方法及び計測装置では、カンチレバーへの修飾物質のプリンティングにインクジェットプリンタを用いるが、そのインクジェットプリンタはｘｙｚ位置決め機構を要するとともに、そのｘｙｚ位置決め機構の高速化を図る必要がある。
【００１４】
このように、従来の計測方法及び計測装置では、計測ヘッドや修飾ヘッドの変位機構が複雑になるといった問題があった。
【００１５】
本発明は、上記状況に鑑みて、デイジー型カンチレバーホイール構造となして、これを回転することにより、計測ヘッドや修飾ヘッドの設定を容易にし、遠心力を用いた修飾、試料付着、並びに試料への力の印加を可能とし、カンチレバーアレーの固有振動数や振幅の変化の計測を容易にすることができるデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、円盤状基板と、この円盤状基板のほぼラジアル方向にその長手軸を一致させて配置されるカンチレバーアレーと、前記カンチレバーアレーが配置される円盤状基板の回転手段と、前記カンチレバーアレーの位置決め装置と、前記カンチレバーアレーに対応する位置に配置され、カンチレバーの運動を計測する光計測ヘッドとを備え、前記円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの周波数変化や振幅変化を計測することを特徴とする。
【００１７】
〔２〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記回転手段の回転によって、その遠心力によりカンチレバーに付着している余分な付着物を排除することを特徴とする。
【００１８】
〔３〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに修飾物質を付与する修飾物質付与装置を具備することを特徴とする。
【００１９】
〔４〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が回転するカンチレバーアレーに対して位置決めされ、円盤状基板の回転に伴って順次カンチレバーの修飾を行うことを特徴とする。
【００２０】
〔５〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置が修飾物質滴下装置であることを特徴とする。
【００２１】
〔６〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドがインクジェットプリンタであることを特徴とする。
【００２２】
〔７〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが修飾されたカンチレバーであることを特徴とする。
【００２３】
〔８〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質付与装置の修飾ヘッドが、電子線により雰囲気中の物質を析出させる装置であることを特徴とする。
【００２４】
〔９〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板を回転させ、前記円盤状基板及びカンチレバー上に滴下乃至噴霧した物質を、回転に伴う遠心力でカンチレバー長手方向にコーティングを行うことを特徴とする。
【００２５】
〔１０〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給装置は、前記円盤状基板上に配置される修飾物質供給部と、該修飾物質供給部と前記カンチレバーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とする。
【００２６】
〔１１〕上記〔１０〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質供給部を複数配置し、この複数の修飾物質供給部に同一ないしそれぞれ異なった修飾物質を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる修飾の組み合わせを施すことを特徴とする。
【００２７】
〔１２〕上記〔１１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記円盤状基板の回転による遠心力により、前記修飾物質をカンチレバーの先端へ送ることを特徴とする。
【００２８】
〔１３〕上記〔１１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記修飾物質を導くことを特徴とする。
【００２９】
〔１４〕上記〔４〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が修飾物質と接触するように修飾物質を配置したテーブルを具備することを特徴とする。
【００３０】
〔１５〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記カンチレバーの探針先端がセットされた試料の所定の位置に順次接触し、試料表面の物質を採取することを特徴とする。
【００３１】
〔１６〕上記〔１４〕又は〔１５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置がカムからなる変位装置であることを特徴とする。
【００３２】
〔１７〕上記〔１４〕又は〔１５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が光加熱による変位装置であることを特徴とする。
【００３３】
〔１８〕上記〔１４〕又は〔１５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が電流加熱による変位装置であることを特徴とする。
【００３４】
〔１９〕上記〔１４〕又は〔１５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記変位装置が静電力による変位装置であることを特徴とする。
【００３５】
〔２０〕上記〔１５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記採取される試料表面の物質の量は、原子一個、分子一個の単位から数ピコグラム程度の微量であることを特徴とする。
【００３６】
〔２１〕上記〔２０〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質（原子一個も含む）を、タイムオブフライト法によって質量分析を行うことを特徴とする。
【００３７】
〔２２〕上記〔２０〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーの探針先端で採取された前記微量の物質（原子一個も含む）を、タイムオブフライト法によって質量分析を行い、次に、前記探針への電界印加によって探針先端に残留する試料片を除去するクリーニングを行い、前記デイジー型カンチレバーホイールの回転に伴いクリーニングされた探針が再度試料から試料片の採取を行い、採取、タイムオブフライト計測、クリーニングを繰り返すことを特徴とする。
【００３８】
〔２３〕上記〔２０〕から〔２２〕の何れか１項記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、固体試料をその面内でラスター走査し、前記カンチレバーの探針先端が接触する箇所を順次掃引し、前記固体試料上の異なる位置の試料片や原子を順次採取することを特徴とする。
【００３９】
〔２４〕上記〔２３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記試料の異なる部位から採取された試料のタイムオブフライト質量計測、元素同定を行うことにより、試料表面の元素組成分布の、高分解能でのマッピングを行うことを特徴とする。
【００４０】
〔２５〕上記〔１〕又は〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーに測定試料を供給する測定試料供給装置を具備することを特徴とする。
【００４１】
〔２６〕上記〔２５〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給装置は、前記円盤状基板上に配置される測定試料供給部と、この測定試料供給部と前記カンチレバーとを接続する案内溝とを具備することを特徴とする。
【００４２】
〔２７〕上記〔２６〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料供給部を複数配置し、この複数の測定試料供給部に同一ないしそれぞれ異なった測定試料を設定し、複数のカンチレバーに同一ないしそれぞれ異なる測定試料の組み合わせを付着させることを特徴とする。
【００４３】
〔２８〕上記〔１１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記案内溝における毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに前記測定試料を導くことを特徴とする。
【００４４】
〔２９〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備え、前記円盤状基板の回転により前記カンチレバーの先端が接触するように測定試料を配置したテーブルを具備することを特徴とする。
【００４５】
〔３０〕上記〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーへの修飾物質を選択的に設定することにより、測定試料の検出を行うことを特徴とする。
【００４６】
〔３１〕上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーアレーを、固有周波数の帯域の異なる複数のカンチレバーの組に分けて、帯域によって修飾物質を変えることによって周波数ごとに異なる測定試料を検出することを特徴とする。
【００４７】
〔３２〕上記〔１〕又は〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがＶ字型カンチレバーであることを特徴とする。
【００４８】
〔３３〕上記〔１〕又は〔３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーがループ状カンチレバーであることを特徴とする。
【００４９】
〔３４〕上記〔３３〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記ループ状カンチレバーに薄膜状の修飾物質を張ることを特徴とする。
【００５０】
〔３５〕上記〔３４〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記薄膜状の修飾物質上に測定試料を捕捉することを特徴とする。
【００５１】
〔３６〕上記〔１０〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記修飾物質液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とする。
【００５２】
〔３７〕上記〔２６〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記測定試料液の案内溝及びそれに接続されるカンチレバーを、前記円盤状基板の回転力を考慮して、水平方向に曲線を描くように構成したことを特徴とする。
【００５３】
〔３８〕デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置であって、上記〔５〕から請求項〔１４〕の何れか１項記載のカンチレバーや探針に設置された修飾物質と、上記〔１６〕、上記〔２５〕、または上記〔２９〕記載のカンチレバーや探針に設置された試料の間の、反応の有無、結合の有無、結合の強度を、カンチレバーの機械特性の変化、カンチレバー表面の光学特性の変化として計測することを特徴とする。
【００５４】
〔３９〕デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、上記〔１〕記載のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置を用いて、固体試料表面の原子レベルからナノメートルオーダの加工を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５６】
（Ａ）デイジー型カンチレバーホイールの回転によって、最も相対速度の求められる計測ヘッドや修飾ヘッドを大きく走査させることなく、カンチレバーの修飾・計測を実現することができる。
【００５７】
（Ｂ）デイジー型カンチレバーホイールの回転によってスピンコートによる成膜、表面修飾を可能とする。
【００５８】
（Ｃ）デイジー型カンチレバーホイールの回転による遠心力により、測定試料（ターゲット物質）に直接力を作用させ、修飾物質との結合力を計測可能とする。
【００５９】
（Ｄ）デイジー型カンチレバーホイールの回転による遠心力により、結合の生じていない試料をカンチレバーから飛ばして排除することができる。
【００６０】
（Ｅ）カンチレバーを複数の周波数帯域の組に分けて計測することにより、帯域ごとに異なる測定試料の検出ができる。
【００６１】
（Ｆ）上記により、容易にカンチレバーの修飾、測定試料導入、非測定試料の排除、結合力別計測、カンチレバー計測が可能となる。
【００６２】
（Ｇ）カンチレバーの表面修飾や、膜の生成が可能となり、様々な物質の検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
本発明は、カンチレバーをデイジー型ホイール状（ほぼ放射状）に配置し、スピンドルを用いてデイジー型カンチレバーホイールとカンチレバーアレーを回転させる。これにより、計測ヘッドや修飾ヘッドを大きく走査させることなく、ホイールの回転によってカンチレバーの固有振動数や振幅の計測、ならびに修飾、測定試料の計測が可能となる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００６５】
図１は本発明の基本的構成を示すデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置の模式図である。
【００６６】
この図において、１はデイジー型カンチレバーホイール、２はそのホイール１のラジアル方向と長手軸を一致させて配置されるカンチレバー、３はその複数のカンチレバー２からなるカンチレバーアレーである。４はホイール１の回転軸、５はそのホイール１の回転駆動装置（スピンドル等）、６はその回転駆動装置５の位置決め機能を含む制御装置、７は光計測ヘッド、８，９は修飾ヘッドである。
【００６７】
この図に示すように、デイジー型カンチレバーホイール１にはそのラジアル方向と長手軸を一致させて配置される複数のカンチレバー２が植設されており、そのホイール１は回転駆動装置５によって回転可能になっている。また、そのホイール１に植設されているカンチレバー２の位置決めは制御装置６によって正確に行うことができる。
【００６８】
これにより、光計測ヘッド７や修飾ヘッド８，９を大きく走査させることなく、ホイール１を回転させることにより、カンチレバー２と光計測ヘッド７、修飾ヘッド８，９とを的確な位置に設定して、カンチレバー２の固有振動数や振幅の計測を行うことができる。
【００６９】
その際に、カンチレバー２に付着している余分な付着物はホイール１の回転により飛ばして排除することができるため、正味のカンチレバーの固有振動数や振幅の計測、つまり、精密なカンチレバーの固有振動数や振幅の計測を行うことができる。
【００７０】
また、カンチレバー２を修飾すべき修飾物質を修飾ヘッド８，９からホイール１の回転による遠心力により、カンチレバー２に供給することができる。その際に、その遠心力により、カンチレバー２に付着している結合力の弱い余分な付着物はカンチレバー２から外に飛ばし、結合力の強い目的の修飾物質のみをカンチレバー２に付着させることができる。
【００７１】
ここでは、例えば、図２に示すように、修飾物質付与装置である修飾ヘッド８，９が液滴の滴下装置となっており、この修飾ヘッド８，９により、直接又は間接的にカンチレバー２に修飾物質１０を塗布する。また、修飾ヘッド８′をホイール１上に配置し、ホイール１上に滴下した修飾物質１０を遠心力によりカンチレバー２に導くようにすることもできる。
【００７２】
また、図３に示すように、ホイール１に植設されているカンチレバー２に対して斜め下方に配置されるインクジェットプリンタ１１から修飾物質を塗布することもできる。
【００７３】
図４は修飾物質付与装置である修飾ヘッドが、修飾されたカンチレバーである場合を示す図であり、ホイール１に植設されたカンチレバー２に対して、修飾されたカンチレバーからなる修飾ヘッド１２によって修飾物質１０を塗布するようにしている。
【００７４】
図５は修飾物質付与装置である修飾ヘッドが、電子線により雰囲気中の物質を析出させる装置である例を示す図であり、電子線ノズル１３から電子線１４を照射して、カンチレバー２の近傍に浮遊する物質１５を析出して、修飾物質１０としてカンチレバーアレー２に付与するようにしている。
【００７５】
次に、ホイール１を回転させ、ホイール１及びカンチレバー２の根本上に滴下乃至噴霧した物質を、回転に伴う遠心力でカンチレバー長手方向にコーティングを行う例について説明する。
【００７６】
図６では修飾物質付与装置はホイール１に形成される修飾物質液溜（修飾物質供給部）１６であり、この修飾物質液溜１６からカンチレバー２に接続される案内溝１７をホイール１に形成して修飾物質液１８をカンチレバー２に導くようにしている。つまり、ホイール１の回転に伴う遠心力により、修飾物質液溜１６の修飾物質液１８は案内溝１７を通り、カンチレバー２の長手方向にコーティングされる。その際に、ホイール１の回転に伴う遠心力により、あらかじめカンチレバー２に付着していた余分な付着物を飛ばすことにより除去し、修飾物質液１８のみを塗布することができる。
【００７７】
さらに、図７に示すように、修飾物質液溜を複数配置して、その複数の修飾物質液溜１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，…にそれぞれ異なった修飾物質液１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，…を設定し、複数の案内溝１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，…を介してカンチレバー２のそれぞれに、異なった修飾物質液１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，…を付着させるようにしてもよい。
【００７８】
また、図８に示すように、上記した案内溝１７における毛細管現象１９〔図８（ａ）〕や電界ウェッティング２０〔図８（ｂ）〕によって特定のカンチレバーのみに修飾物質液１８が導かれるようにしてもよい。
【００７９】
図９はデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、カンチレバーの下方に修飾物質の設定部を配置して、その修飾物質にカンチレバーが選択的に接触することにより、カンチレバーに修飾物質を付与する例を示す図である。
【００８０】
この図のように、修飾物質２１を配置したテーブル２２をカンチレバーアレー３の下方に、カンチレバーアレー３を上下方向に変位させるカム２３をカンチレバーアレー３の上方に配置して、ホイール１を回転させることにより、カム２３によってカンチレバー２が上下方向に変位し、修飾物質２１を配置したテーブル２２にカンチレバー２が接触し、修飾物質２１が付着する。なお、カンチレバー２に修飾物質２１を付与した後、計測時にはカム２３及びテーブル２２はカンチレバー２から離れた位置に待機させることができる。また、テーブル２２を適当な回転角で移動させることにより、各カンチレバー２に修飾物質２１を選択的に接触させることもできる。
【００８１】
次に、カンチレバーアレーに修飾物質を付着させた後に、又は修飾物質を介さずに直接カンチレバーアレーに、測定試料供給装置から試料（物質、創薬、細胞など）を付着させて、その試料が付着したカンチレバーを光計測ヘッドで走査することにより、試料を含めたカンチレバーの固有振動数や振幅の計測を行い、試料を付着させていないカンチレバーの固有振動数や振幅の計測結果との差を求めることにより、試料の計測を行うことについて説明する。
【００８２】
図１０は、カンチレバーに修飾物質を付着させた後に、又は修飾物質を介さずに直接カンチレバーに測定試料を供給する方式の模式図である。
【００８３】
ここでは、測定試料付与装置として、ホイール１に測定試料液溜（測定試料供給部）３１を配置しておき、この測定試料液溜３１からカンチレバー２に接続される案内溝３２をホイール１に形成して測定試料液をカンチレバー２に導くようにしている。
【００８４】
この場合にも、ホイール１の回転に伴う遠心力により、測定試料液溜３１から案内溝３２を介してカンチレバー２に測定試料が供給される。当然、事前にカンチレバー２に付着していた不純物は遠心力により飛ばすことができる。なお、前記したように、測定試料を付着させる前に修飾物質を付着させておくことが望ましいことは言うまでもない。
【００８５】
このようにして、カンチレバー２に簡単に測定試料を付与することができる。
【００８６】
さらに、図１１に示すように、測定試料供給装置を複数配置して、その複数の測定試料供給部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，…にそれぞれ異なった測定試料３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，…を設定し、複数の案内溝３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，…を介してカンチレバー２のそれぞれに、異なった測定試料３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，…を付着させることができる。また、測定試料は、カンチレバーに直接滴下したり、また、その他種々の供給方法によってカンチレバーに供給することができる。
【００８７】
また、図８に示した修飾物質を供給する場合と同様に、案内溝を介して毛細管現象や電界ウェッティングによって特定のカンチレバーに測定試料が導かれるように構成してもよい。
【００８８】
図１２はデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、カンチレバーの下方に測定試料のテーブルを配置して、その測定試料にカンチレバーが選択的に接触することにより、カンチレバーに測定試料を供給する例を示す図である。
【００８９】
この図のように、測定試料４１を配置したテーブル４２をカンチレバーアレー３の下方に、カンチレバーアレー３を上下方向に変位させるカム４３をカンチレバーアレー３の上方に配置して、ホイール１を回転させることにより、カム４３によってカンチレバー２が上下方向に変位し、測定試料４１を配置したテーブル４２にカンチレバー２が接触し、測定試料４１が付着する。なお、カンチレバー２に測定試料４１を付与した後、計測時にはカム４３及びテーブル４２はカンチレバー２から離れた位置に待機させることができる。また、テーブル４２を適当な回転角で移動させることにより、各カンチレバー２に測定試料４１を選択的に接触させることもできる。
【００９０】
このように、カンチレバーへの測定試料を設定し、その測定試料を選択的に付着させることにより、それぞれのカンチレバーで目的の測定試料の検出を行うことができる。
【００９１】
また、カンチレバーアレーを、固有周波数の帯域の異なる複数のカンチレバーの組に分けて、帯域によって修飾物質を変えることによって周波数ごとに異なる測定試料を検出することができる。
【００９２】
図１３は本発明のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、前記カンチレバーをＶ字型カンチレバーとした場合の模式図である。
【００９３】
このように構成すると、Ｖ字型カンチレバー５１のＶ字部５２で修飾物質５３を移動させることができる。ホイール１の回転と相まって円滑にカンチレバー５１の先端へ修飾物質５３を移動させることができる。
【００９４】
さらに、その修飾物質５３に測定試料５４を付着させることができる。
【００９５】
図１４は本発明の実施例を示すカンチレバーを先端にループ状ワイヤが形成されたカンチレバーとした計測装置の模式図であり、図１４（ａ）はその平面図、図１４（ｂ）はその拡大部分斜視図である。
【００９６】
これらの図に示すように、カンチレバー６１の先端部には、先端で交差するループ状ワイヤ６２を備え、そのループ状ワイヤ６２に薄膜状の修飾物質６３を張ることができる。なお、ループ状ワイヤを有するカンチレバーなどの構造については、本願発明者の提案にかかる前記特許文献２に開示されている。
【００９７】
さらに、前記薄膜状の修飾物質６３上に試料物質を捕捉することができ、その試料物質を計測することができる。
【００９８】
図１５は本発明の他の実施形態を示すデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置の模式図である。
【００９９】
ホイール１には修飾物質液溜７１が形成され、この修飾物質液溜７１に接続される水平方向に曲線を描く案内溝７２が形成され、その案内溝７２に接続されるように、水平方向に曲線を描くカンチレバー７３を形成するようにしている。ここで、案内溝７２及びカンチレバー７３が曲線を描くようにしたのは、ホイール１が時計回りに回転するとすると、遠心力によりホイール１の中心部から放射方向に修飾物質７４が案内されると同時に、回転力により回転方向とは逆の方向の放射方向にも案内され、曲線を描くように案内されることを考慮して、その場合の案内が円滑になるようにしたものである。なお、カンチレバー７３の基部のみはホイール１に対して直角方向に延ばすことが望ましい。
【０１００】
図１６は本発明の他の実施形態を示すタイムオブフライト（ＴＯＦ）と組み合わせたデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置の模式図である。
【０１０１】
この図において、８１は固体試料がセットされるテーブル、８２はそのテーブル８１のｘｙｚスキャナ、８３は回転可能なデイジー型カンチレバーホイール、８４は探針付きカンチレバー、８５はその探針付きカンチレバー８４を変位させる変位装置としてのカム、８６は探針クリーニング用電界印加電極群、８７はＴＯＦ装置である。なお、探針付きカンチレバー８４を変位させる変位装置としては、カム８５に代えて、図示しないが、光加熱による変位装置、電流加熱による変位装置や静電力による変位装置を用いることができる。光加熱による変位装置の場合は、探針付きカンチレバー８４に光を照射して探針付きカンチレバー８４を変位させる。また、電流加熱による変位装置の場合は、探針付きカンチレバー８４に直に電流を流して加熱させて変形させたり、探針付きカンチレバー８４の近傍に通電することにより間接的に熱を加えるようにする。更に、静電力による変位装置の場合には、探針付きカンチレバー８４と対向する対向片との間に静電力を作用させて探針付きカンチレバー８４を変形させるようにする。
【０１０２】
このように、カンチレバーアレーを上下方向に変位させる変位装置を備えており、カンチレバー８４の探針先端が、セットされた試料の所定の位置に順次接触し、試料表面の物質を採取することができる。
【０１０３】
その場合に、採取される試料表面の物質の量は、原子一個、分子一個の単位から数ピコグラム程度の微量である。
【０１０４】
さらに、探針先端で採取された前記微量の物質（原子一個も含む）を、探針付きカンチレバー８４の近傍に配置されるタイムオブフライト（ＴＯＦ）装置８７を用いて、タイムオブフライト法によって質量分析を行うことができる。
【０１０５】
この図１６において、探針先端で採取された微量の物質（原子一個も含む）について、タイムオブフライト法によって質量分析を行った後、探針クリーニング用電界印加電極群８６を用いて、探針へ電界印加を行い、探針先端に残留する試料片を除去するクリーニングを行い、デイジー型カンチレバーホイール８３の回転に伴いクリーニングされた探針が再度試料から試料片の採取を行い、採取、タイムオブフライト計測、クリーニングを繰り返す。
【０１０６】
なお、ＴＯＦとプローブ顕微鏡を複合した先行技術としては、代表例として、  （Ａ）ＤｏｎｇＷｅｏｎ  Ｌｅｅ，Ａｄｒｉａｎ  Ｗｅｔｚｅｌ，Ｒｏｎａｌｄ  Ｂｅｎｎｅｗｉｔｚ，Ｅｒｎｓｔ  Ｍｅｙｅｒ，Ｍｉｃｈｅｌ  Ｄｅｓｐｏｎｔ，Ｐｅｔｅｒ  Ｖｅｔｔｉｇｅｒ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ  Ｃｅｒｂｅｒ；Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ｆｏｒ  ａ  ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．８４，Ｎｏ．９，１  Ｍａｒｃｈ  ２００４．ｐｐ．１５５８−１５６０
（Ｂ）Ｏ．Ｎｉｓｈｉｋａｗａ  ｅｔ．ａｌ；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ａｔｏｍ  ｐｒｏｂｅ  ａｎｄ  ａｔｏｍ−ｂｙ−ａｔｏｍ  ｍａｓｓ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｄｉａｍｏｎｄｓ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，Ａ，６６，Ｓ１１−Ｓ１６，Ｐａｒｔ  １  Ｓｕｐｐｌ．Ｓ，ＭＡＲ（１９９８）
（Ｃ）Ｏ．Ｎｉｓｈｉｋａｗａ  ｅｔ．ａｌ；Ａｔｏｍｉｃ  ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  ａｐｅｘｅｓ  ｏｆ  ｄｉａｍｏｎｄ  ｅｍｉｔｔｅｒｓ  ｂｙ  ａ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ａｔｏｍ  ｐｒｏｂｅ：Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ，１６，ｐｐ．８３６−８４０（１９９８）
（Ｄ）特開平７−４３３７３号公報
を挙げることができる。
【０１０７】
ここに挙げた、上記研究文献と本発明との差異は、以下のようである。
【０１０８】
上記研究文献では、探針が１個しかないため、ＴＯＦ計測の度にある程度の時間をかけて探針先端のクリーニングを行う必要があり、通常の環境で作動させるには、熱ドリフトによる観察位置の変化により、固体試料表面の、例えば５１２×５１２点での元素同定、並びに前回計測による残留試料による元素マッピングの誤差は避けられなかった。この問題に対し、本発明のデイジー型カンチレバーホイールでは、例えば、円周上に５１２本の、探針を有するカンチレバーを配置することにより、５１２×５１２点からなる試料採取位置から試料を採取する場合、１ライン５１２点の採取にはデイジー型カンチレバーホイール１回転で採取が可能であり、かつ、ＴＯＦ同定とクリーニングに時間をかけることが可能となる。これにより、高速で、残留元素によるマッピングの誤差、ドリフトによる誤差の生じにくい元素・組成マッピングが可能となる。更に、今までの、電子線照射によるｘ線計測による元素組成分析では、１μｍ3 程度の体積の同定しか可能でなかったのに対し、本発明によれば、原理的に原子１個からの同定とその採取位置のマッピングが可能となる。
【０１０９】
すなわち、本発明のデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、固体試料をその面内でラスター走査し（徐々に変位させ）、探針先端が接触する箇所を順次掃引し、固体試料上の異なる位置の試料片や原子を順次採取することができる。
【０１１０】
さらに、デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、試料の異なる部位から採取された試料のタイムオブフライト質量計測、元素同定を行うことにより、試料表面の元素組成分布の、高分解能でのマッピングを行うこともできる。
【０１１１】
また、デイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置において、カンチレバーや探針に設置された修飾物質と、カンチレバーや探針に設置された試料の間の、反応の有無、結合の有無、結合の強度を、カンチレバーの機械特性の変化、カンチレバー表面の光学特性の変化として計測することができる。
【０１１２】
その場合に、セットされる試料は２種類に限らず、多くの種類の試料をセットしておき、互いに作用させたものを計測することもできる。
【０１１３】
すなわち、本発明では試料と修飾物質という言葉で統一的に表現しているが、要は、カンチレバーや探針を一種の“ナノ反応サイト（又は試験管）”とし、反応、結合等の有無をカンチレバーの特性や光学特性の変化として捉えることができるものであり、更に、カンチレバーアレーを有する円盤状基板の回転手段による回転に伴う遠心力により、カンチレバーに付着している余分な付着物を排除する手法、つまり、遠心力により弱い結合を意図的に破断させる機能を生かし、試料と修飾物質の結合強度の順位付けをすることができる。また、３種類以上の物質をカンチレバー上で混ぜて、様子を見ることもできる。
【０１１４】
なお、本発明にかかる光計測ヘッド及びその計測システムについては、本願発明の発明者の提案にかかる前記特許文献１及び３に記載の技術を用いることができる。
【０１１５】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の計測装置は、（１）様々な薬品に対する病原菌の反応の計測、また、病原菌の同定、（２）ＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）に対する、投薬ルーチーンの瞬時判定が可能な装置、（３）微小生体膜をループ状カンチレバーの構成するループ内に実現する装置、（４）各種物質センサ、（５）原子オーダーから除去可能な、超精密加工装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の基本的構成を示すデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す修飾ヘッドとして、液滴の滴下装置を用いる場合の模式図である。
【図３】本発明の実施例を示す修飾ヘッドとして、ホイールに植設されているカンチレバーに対して斜め下方に配置されるインクジェットプリンタを用いる場合の模式図である。
【図４】本発明の実施例を示す修飾ヘッドとして、修飾されたカンチレバーを用いる場合の模式図である。
【図５】本発明の実施例を示す修飾ヘッドとして、電子線により雰囲気中の物質を析出させる装置を用いる場合の模式図である。
【図６】本発明の実施例を示す修飾物質付与装置が、ホイールに形成される修飾物質液溜（修飾物質供給部）である例を示す図である。
【図７】本発明の実施例を示す修飾物質液溜を複数配置する例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例を示す修飾物質の他の移動形態を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例を示すカンチレバーアレーの変位装置を用いた修飾物質付与装置の模式図である。
【図１０】本発明の実施例を示すカンチレバーアレーに修飾物質を付着させた後に、又は修飾物質を介しないで直接カンチレバーアレーに測定試料を供給する方式の模式図である。
【図１１】本発明の実施例を示す測定試料供給装置を複数配置する方式の模式図である。
【図１２】本発明の実施例を示すカンチレバーアレーの変位装置を用いた測定試料供給装置の模式図である。
【図１３】本発明の実施例を示すカンチレバーをＶ字型カンチレバーとした計測装置の模式図である。
【図１４】本発明の実施例を示すカンチレバーを先端にループ状ワイヤが形成されたカンチレバーとした計測装置の模式図である。
【図１５】本発明のデイジー型カンチレバーホイール構造の変形例を示す模式図である。
【図１６】本発明の他の実施形態を示すタイムオブフライト（ＴＯＦ）と組み合わせたデイジー型カンチレバーホイールを有する計測装置の模式図である。
【図１７】従来のインライン型カンチレバーを有する計測装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１，８３    デイジー型カンチレバーホイール
２，６１    カンチレバー
３    カンチレバーアレー
４    ホイールの回転軸
５    ホイールの回転駆動装置（スピンドル等）
６    回転駆動装置の位置決め機能を含む制御装置
７    光計測ヘッド
８，９    修飾ヘッド
１０，２１，５３，７４    修飾物質
１１    インクジェットプリンタ
１２    修飾されたカンチレバーからなる修飾ヘッド
１３    電子線ノズル
１４    電子線
１５    カンチレバーの近傍に浮遊する物質
１６    修飾物質液溜（修飾物質供給部）
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，…    複数の修飾物質液溜
１７，３２    案内溝
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，…，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，…    複数の案内溝
１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，…    修飾物質液
１９    毛細管現象
２０    電界ウェッティング
２２    修飾物質を配置したテーブル
２３，４３，８５    カンチレバーアレーを上下方向に変位させるカム
３１    測定試料液溜（測定試料供給部）
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，…    複数の測定試料供給部
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，…，４１，５４    測定試料
４２    測定試料を配置したテーブル
５１    Ｖ字型カンチレバー
５２    Ｖ字型カンチレバーのＶ字部
６２    ループ状ワイヤ
６３    薄膜状の修飾物質
７１    修飾物質液溜
７２    水平方向に曲線を描く案内溝
７３    水平方向に曲線を描くカンチレバー
８１    固体試料がセットされるテーブル
８２    ｘｙｚスキャナ
８４    探針付きカンチレバー
８６    探針クリーニング用電界印加電極群
８７    ＴＯＦ装置
【図１】
2006125984.tif 000003
【図２】
2006125984.tif 000004
【図３】
2006125984.tif 000005
【図４】
2006125984.tif 000006
【図５】
2006125984.tif 000007
【図６】
2006125984.tif 000008
【図７】
2006125984.tif 000009
【図８】
2006125984.tif 000010
【図９】
2006125984.tif 000011
【図１０】
2006125984.tif 000012
【図１１】
2006125984.tif 000013
【図１２】
2006125984.tif 000014
【図１３】
2006125984.tif 000015
【図１４】
2006125984.tif 000016
【図１５】
2006125984.tif 000017
【図１６】
2006125984.tif 000018
【図１７】
2006125984.tif 000019