(57)【要約】【課題】不要な振動の発生が抑えられた、ｚ軸に沿った寸法の小さい走査型プローブ顕微鏡の走査機構を提供する。【解決手段】走査機構１０は、サンプル等の被走査物１８をｚ軸に沿って移動させるためのｚスキャナ１２と、ｚ軸に沿って変位し得る一つのｚスキャナ１４と、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４を共にｚ軸に直交すると共に互いに直交するｘ軸とｙ軸に沿って移動させるためのｘｙスキャナ１６とを備えている。ｚスキャナ１４は、ｚスキャナ１２を取り囲む形状を有しており、ｚスキャナ１２の中心軸に対して対称性良く位置している。ｘｙスキャナ１６はｘ軸とｙ軸に沿って移動し得る可動部を有し、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４は共にｘｙスキャナ１６の可動部に保持されている。ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４は共に、ｘｙスキャナ１６の可動部から同じ側に延出している。【選択図】    図２
2004333350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型プローブ顕微鏡の被走査物を少なくともｚ軸に沿って走査する走査機構であり、
被走査物をｚ軸に沿って移動させるための第一のｚスキャナと、
第一のｚスキャナの中心軸すなわち第一のｚスキャナの中心を通りｚ軸に平行な軸に対して対称性良く位置している少なくともｚ軸に沿って変位し得る少なくとも一つの第二のｚスキャナと、
第一のｚスキャナと第二のｚスキャナを共に保持するスキャナ保持部とを備えている、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【請求項２】
請求項１において、第一のｚスキャナと第二のｚスキャナを共にｚ軸に直交すると共に互いに直交するｘ軸とｙ軸に沿って移動させるためのｘｙスキャナを更に備えており、走査型プローブ顕微鏡の被走査物をｚ軸に加えてｚ軸に直交し互いに直交するｘ軸とｙ軸にも沿って走査し得る、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、走査機構はただ一つの第二のｚスキャナを有し、第二のｚスキャナは第一のｚスキャナを取り囲む形状を有している、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【請求項４】
請求項３において、第二のｚスキャナは、チューブスキャナであり、ｚ軸に沿ってだけでなくｘ軸とｙ軸に沿っても変位し得る、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、走査機構は複数の第二のｚスキャナを有し、それらの第二のｚスキャナは第一のｚスキャナの中心軸の周りに角度的に等間隔に配置されている、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【請求項６】
請求項１〜請求項５において、第二のｚスキャナに保持された錘を更に備えている、走査型プローブ顕微鏡の走査機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡の走査機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第６３２３４８３Ｂ１号は、走査型プローブ顕微鏡の走査機構のひとつを開示している。図９は、米国特許第６３２３４８３Ｂ１号に開示されている走査機構を示している。
【０００３】
図９に示されるように、この走査機構１１４は、支持部１２２に片持ち支持されたｘｙ方向に変位するｘｙスキャナ１３０と、ｘｙスキャナ１３０の自由端部に固定されたｚ方向に変位する二本のｚスキャナ１３４と１３６とを有している。二本のｚスキャナ１３４と１３６は、例えば積層型圧電体で構成され、ｚスキャナ固定部１３２からｚ軸に沿って上下に対称的に延びている。下側のｚスキャナ１３４の下端にはカンチレバー固定部１０２が固定されている。カンチレバー固定部１０２には、自由端にプローブ１１０を有するカンチレバー１０８が取り付けられる。
【０００４】
走査機構１１４は、ｘｙスキャナ１３０によりサンプル１０４に対してプローブ１１０をｘｙ方向に移動させると共に、ｚスキャナ１３４を伸縮させ、例えばサンプル１０４からプローブ１１０までの距離を一定に保つようにプローブ１１０をｚ方向に移動させる。ｚスキャナ１３４によりプローブ１１０をｚ方向に移動させる際、ｚスキャナ１３４の伸縮によりｚスキャナ固定部１３２が受ける力を打ち消すように、ｚスキャナ１３６がｚスキャナ１３４とは逆方向に伸縮される。これにより、ｚスキャナ固定部１３２の不要な振動の発生が抑えられる。このため、ｘｙスキャナ１３０の不要な振動の発生も抑えられる。これにより、安定した走査型プローブ顕微鏡測定を可能にする。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第６３２３４８３Ｂ１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した走査機構では、ｚスキャナ固定部１３２から二本のｚスキャナ１３４と１３６がｚ軸に沿って反対方向に突出しているため、ｚ軸に沿った寸法が大きい。このため、この走査機構は、ｚ軸に沿った寸法の狭い空間に設置することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、不要な振動の発生が抑えられた、ｚ軸に沿った寸法の小さい走査型プローブ顕微鏡の走査機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡の被走査物を少なくともｚ軸に沿って走査する走査機構に向けられており、以下の各項に列記する走査型プローブ顕微鏡の走査機構を含んでいる。
【０００９】
１．本発明の走査機構は、被走査物をｚ軸に沿って移動させるための第一のｚスキャナと、第一のｚスキャナの中心軸すなわち第一のｚスキャナの中心を通りｚ軸に平行な軸に対して対称性良く位置している少なくともｚ軸に沿って変位し得る少なくとも一つの第二のｚスキャナと、第一のｚスキャナと第二のｚスキャナを共に保持するスキャナ保持部とを備えている。
【００１０】
この走査機構においては、第一のｚスキャナの伸縮に対して逆に第二のｚスキャナを伸縮させることにより、第一のｚスキャナの伸縮により引き起こされるスキャナ保持部のｚ軸に沿った不所望な振動を減衰させ、理想的には無くすことが可能になる。
【００１１】
２．本発明の別の走査機構は、第１項の走査機構において、第一のｚスキャナと第二のｚスキャナを共にｚ軸に直交すると共に互いに直交するｘ軸とｙ軸に沿って移動させるためのｘｙスキャナを更に備えており、走査型プローブ顕微鏡の被走査物をｚ軸に加えてｚ軸に直交し互いに直交するｘ軸とｙ軸にも沿って走査し得る。
【００１２】
３．本発明の別の走査機構は、第１項または第２項の走査機構において、走査機構はただ一つの第二のｚスキャナを有し、第二のｚスキャナは第一のｚスキャナを取り囲む形状を有している。
【００１３】
４．本発明の別の走査機構は、第３項の走査機構において、第二のｚスキャナは、チューブスキャナであり、ｚ軸に沿ってだけでなくｘ軸とｙ軸に沿っても変位し得る。
【００１４】
この走査機構においては、伸縮に伴う第一のｚスキャナのｘ軸やｙ軸に沿った変位に応じて第二のｚスキャナをｘ軸やｙ軸に沿って変位させることにより、第一のｚスキャナの伸縮により引き起こされるスキャナ保持部のｘ軸やｙ軸に沿った不所望な振動をも減衰させ、理想的には無くすことが可能になる。
【００１５】
５．本発明の別の走査機構は、第１項または第２項の走査機構において、走査機構は複数の第二のｚスキャナを有し、それらの第二のｚスキャナは第一のｚスキャナの中心軸の周りに角度的に等間隔に配置されている。
【００１６】
この走査機構においては、伸縮に伴う第一のｚスキャナのｘ軸やｙ軸に沿った変位に応じて複数の第二のｚスキャナを不均等に伸縮させることにより、第一のｚスキャナの伸縮により引き起こされるスキャナ保持部のｘ軸やｙ軸に沿った不所望な振動をも減衰させ、理想的には無くすことが可能になる。
【００１７】
６．本発明の別の走査機構は、第１項〜第５項のいずれかひとつの走査機構において、第二のｚスキャナに保持された錘を更に備えている。
【００１８】
この走査機構においては、第二のｚスキャナが錘を保持しているため、その分、第二のｚスキャナが伸縮した際に起きる運動量変化が大きくなる。従って、その分、第二のｚスキャナの長さを短くすることが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
第一実施形態
本実施形態は、走査型プローブ顕微鏡の被走査物を少なくともｚ軸に沿って走査する走査機構に向けられている。以下、図１と図２を参照しながら本実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第一実施形態の走査型プローブ顕微鏡の走査機構の平面図である。図２は、図１に示された走査機構のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【００２２】
図１と図２に示されるように、本実施形態の走査型プローブ顕微鏡の走査機構１０は、サンプル等の被走査物１８をｚ軸に沿って移動させるためのｚスキャナ１２と、ｚ軸に沿って変位し得る一つのｚスキャナ１４と、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４をｘ軸とｙ軸に沿って移動させるためのｘｙスキャナ１６とを備えている。
【００２３】
ｚスキャナ１４は、図１に示されるように、ｚスキャナ１２を取り囲む形状を有している。ｚスキャナ１４は、ｚスキャナ１２の中心軸すなわちｚスキャナ１２の中心を通りｚ軸に平行な軸に対して対称性良く位置している。より詳しくは、ｚスキャナ１４は、ｚスキャナ１２の中心軸に対して軸対称な形状を有している。
【００２４】
被走査物１８はｚスキャナ１２に取り付けられる。ｚスキャナ１２は、これに限定されないが、例えば、積層型圧電素子で構成される。ｚスキャナ１４は、これに限定されないが、例えば、矩形の筒状の積層型圧電素子で構成される。このようなｚスキャナ１４は、例えば、積層型圧電素子に貫通孔を形成して作製される。
【００２５】
ｘｙスキャナ１６は、これに限定されないが、例えば、特開２００１−３３０４２５号公報に開示されている一体切り抜きバネを利用したスキャナで構成される。ｘｙスキャナ１６はｘ軸とｙ軸に沿って移動し得る可動部を有し、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４は共にｘｙスキャナ１６の可動部に保持されている。つまり、ｘｙスキャナ１６の可動部は、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４とを共に保持するスキャナ保持部を構成している。ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４は共に、ｘｙスキャナ１６の可動部から同じ側に延出している。
【００２６】
本実施形態の走査機構１０では、被走査物１８を移動させるために、ｚスキャナ１２に適宜電圧が印加される。ｚスキャナ１２は電圧印加に応じてｚ軸に沿って伸縮する。その結果、ｚスキャナ１２に取り付けられた被走査物１８がｚ軸に沿って移動される。
【００２７】
ｚスキャナ１２への電圧印加に対応して、ｚスキャナ１４にも適宜電圧が印加される。印加電圧の時間的変化に注目すると、ｚスキャナ１４には、ｚスキャナ１２に印加される電圧波形に対して、周波数が同じで位相が逆の波形の電圧が印加される。更に、ｚスキャナ１４に印加される電圧波形の振幅は、ｚスキャナ１２の伸縮によりｘｙスキャナ１６の可動部が受ける衝撃を打ち消すように調整される。
【００２８】
ｚスキャナ１２は電圧印加に応じてｚ軸に沿って伸縮する。ｚスキャナ１２の伸縮は、これを保持している部材、すなわち、ｘｙスキャナ１６の可動部をｚ軸に沿って振動させる。また、ｚスキャナ１４も電圧印加に応じてｚ軸に沿って伸縮する。ｚスキャナ１４の伸縮は、ｚスキャナ１２の伸縮に対して逆となるため、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされたｘｙスキャナ１６の可動部の振動を減衰させる。
【００２９】
予め、ｚスキャナ１２やｚスキャナ１４やｘｙスキャナ１６の諸特性を考慮して、ｚスキャナ１４に印加する電圧の波形を調整しておくことにより、理想的には、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされたｘｙスキャナ１６の可動部の振動が打ち消される。つまり、ｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を無くすことが可能となる。
【００３０】
本実施形態の走査機構１０では、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４は共に、ｘｙスキャナ１６に対して同じ側に配置されている。このため、走査機構１０のｚ軸に沿った寸法を比較的小さく抑えることが可能である。これにより、走査機構１０は、ｚ軸に沿った寸法の狭い空間に対しても、比較的容易に設置することが可能である。
【００３１】
また、ｚスキャナ１２とｚスキャナ１４が共にｘｙスキャナ１６に対して同じ側に位置するため、走査機構１０の組立が比較的容易に行なわれ得る。これは、走査機構１０の諸特性の向上にとって有利である。
【００３２】
第二実施形態
本実施形態は、走査型プローブ顕微鏡の別の走査機構に向けられている。以下、図３〜図５を参照しながら本実施形態について説明する。
【００３３】
図３は、本発明の第二実施形態の走査機構の平面図である。図４は、図３に示された走査機構のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図３と図４に示されたチューブスキャナの側面図である。図３〜図５において、図１と図２に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００３４】
図３と図４に示されるように、本実施形態の走査機構２０は、ｚスキャナ１２と、ｘｙスキャナ１６と、ｚスキャナ１２を取り囲んでいるチューブスキャナ２２とを備えている。ｚスキャナ１２とチューブスキャナ２２は共にｘｙスキャナ１６の可動部に保持されている。
【００３５】
チューブスキャナ２２は、円筒形状をしており、ｚスキャナ１２の中心軸に対して軸対称に配置されている。つまり、チューブスキャナ２２は、ｚスキャナ１２の中心軸に対して対称性良く位置している。
【００３６】
チューブスキャナ２２は、例えば、走査型プローブ顕微鏡においてよく使用される円筒型圧電素子であり、ｚ軸に沿ってだけでなく、ｘ軸とｙ軸に沿っても変位し得る。チューブスキャナ２２すなわち円筒型圧電素子は、図５に示されるように、円筒形状の圧電体２４と、円筒の外周面に四つの駆動電極２６と、円筒の内周面に設けられた（図示しない）一つの共通電極とで構成されている。四つの駆動電極２６は、互いに離れており、円筒の中心軸周りに、角度的に等間隔に位置している。
【００３７】
このようなチューブスキャナ２２は、例えば、円筒の内側の共通電極が接地され、円筒の外側の四つの駆動電極２６に電圧が適宜印加されることで駆動される。例えば、チューブスキャナ２２は、円筒の中心軸に対して反対側に位置する二つの駆動電極２６に逆極性の電圧が印加されると、その二つの駆動電極２６を横切る方向に湾曲する。従って、チューブスキャナ２２は、軸対称に位置する二つの駆動電極２６への印加電圧を制御することにより、その自由端がｘ軸あるいはｙ軸に沿って変位される。また、四つの駆動電極２６に同じ電圧が印加されると、チューブスキャナ２２はｚ軸に沿って伸縮する。
【００３８】
本実施形態の走査機構２０では、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２の伸縮に対して逆にチューブスキャナ２２を伸縮させることにより、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を減衰させる、理想的には無くすことが可能となる。
【００３９】
本実施形態の走査機構２０では、チューブスキャナ２２がｚ軸に沿ってだけでなくｘ軸とｙ軸に沿っても変位し得るので、ｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸とｙ軸に沿った変位を無くすことが可能である。言い換えれば、ｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸とｙ軸に沿った振動をも減衰させることが可能である。
【００４０】
走査機構２０の組立においては、ｚスキャナ１２をｘｙスキャナ１６の可動部に対して完全に垂直に取り付けることは、言い換えれば、ｘｙスキャナ１６のｘ軸とｙ軸に対してｚスキャナ１２の中心軸を完全に直交させてｘｙスキャナ１６に取り付けることは非常に難しい。これは、本実施形態の走査機構２０に限らず、通常の走査機構の組立についても一般的に言えることである。
【００４１】
このため、走査機構２０は、ｚスキャナ１２の中心軸がｘｙスキャナ１６のｘ軸とｙ軸に対して傾いて組み立てられることがある。このような走査機構２０においては、ｚスキャナ１２の伸縮は、ｚ軸に沿った成分だけでなく、ｘ軸やｙ軸に沿った成分をも含むものとなる。この場合、ｚスキャナ１２の伸縮は、ｘｙスキャナ１６の可動部をｘ軸やｙ軸に沿って変位（振動）させる。
【００４２】
また、ｚスキャナ１２の製造時のバラツキにより、ｚスキャナ１２の伸縮の方向が中心軸に対して傾いている場合もある。この場合も、ｚスキャナ１２の伸縮は、ｘｙスキャナ１６の可動部をｘ軸やｙ軸に沿って変位（振動）させる。
【００４３】
本実施形態においては、ｚスキャナ１２のｚ軸に沿った伸縮に応じて発生するｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸やｙ軸に沿った変位を予め測定しておき、ｚスキャナ１２のｘ軸やｙ軸に沿った変位により引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸やｙ軸に沿った振動を打ち消すように、チューブスキャナ２２をｘ軸とｙ軸に沿って変位させるとよい。これにより、ｘｙスキャナ１６の可動部の振動を、ｚ軸に沿った成分についてだけでなく、ｘ軸とｙ軸に沿った成分についても、減衰させることが、理想的には無くすが可能となる。
【００４４】
ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸やｙ軸に沿った変位は、どのような手法によって測定されてもよい。例えば、ｘｙスキャナ１６の近くに変位センサを設置して測定しても、あるいは、ｘｙスキャナ１６に歪みゲージを設けて測定してもよい。
【００４５】
これまでの説明から分かるように、本実施形態の走査機構２０においても、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２とチューブスキャナ２２が共にｘｙスキャナ１６に対して同じ側に配置されている。このため、ｚ軸に沿った寸法を比較的小さく抑えることが可能である。また、走査機構２０の組立が比較的容易に行なわれ得る。
【００４６】
さらに、チューブスキャナ２２は、ｚ軸に沿ってだけでなく、ｘ軸とｙ軸に沿っても変位し得るため、走査機構２０においては、ｚスキャナ１２の伸縮により引き起こされるｘ軸とｙ軸に沿った成分を含む不所望な振動をも減衰させたり、理想的には打ち消したりすることも可能となる。
【００４７】
第三実施形態
本実施形態は、走査型プローブ顕微鏡の別の走査機構に向けられている。以下、図６と図７を参照しながら本実施形態について説明する。
【００４８】
図６は、本発明の第三実施形態の走査機構の平面図である。図７は、図６に示された走査機構のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。図６と図７において、図１と図２に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
図６と図７に示されるように、本実施形態の走査機構３０は、ｚスキャナ１２と、ｘｙスキャナ１６と、ｚスキャナ１２の両側にｘ軸に沿って配置された二つのｚスキャナ３２とを備えている。ｚスキャナ１２とｚスキャナ３２は共にｘｙスキャナ１６の可動部に保持されている。
【００５０】
ｚスキャナ３２は、これに限定されないが、例えば、積層型圧電体で構成される。二つのｚスキャナ３２は、ｚスキャナ１２の中心軸に対して軸対称に配置されている。つまり、二つのｚスキャナ３２は、ｚスキャナ１２の中心軸に対して対称性良く位置している。
【００５１】
本実施形態の走査機構３０では、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２の伸縮に対して逆に二つのｚスキャナ３２を等しく伸縮させることにより、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を減衰させる、理想的には無くすことが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の走査機構３０では、第二実施形態の走査機構２０と同様の理由付けにより、二つのｚスキャナ３２を不均等に伸縮させることにより、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸に沿った不所望な変位を無くすことが可能である。言い換えれば、ｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸に沿った振動をも減衰させることが可能である。
【００５３】
本実施形態の走査機構３０においても、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２とｚスキャナ３２が共にｘｙスキャナ１６に対して同じ側に配置されている。このため、ｚ軸に沿った寸法を比較的小さく抑えることが可能である。また、走査機構３０の組立が比較的容易に行なわれ得る。さらに、ｚスキャナ３２を構成する柱状の積層型圧電素子は比較的安価であるため、走査機構３０は比較的安価に作製され得る。
【００５４】
さらに、本実施形態の走査機構３０においては、ｚスキャナ１２を間に挟んで二つのｚスキャナ３２がｘ軸に沿って配置されているため、ｚスキャナ１２の伸縮により引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸に沿った成分を含む不所望な振動をも減衰させる、理想的には無くすことも可能となる。
【００５５】
本実施形態の走査機構３０は、図６と図７に示されるように、ｚスキャナ１２を間に挟んでｘ軸に沿って配置された二つのｚスキャナ３２を有しているが、より好ましくは、ｘｙスキャナ１６の可動部のｘ軸に沿った成分を含む不所望な振動を減衰させる、理想的には無くすために、ｚスキャナ１２を間に挟んでｙ軸に沿って配置された二つのｚスキャナ３２を更に有しているとよい。
【００５６】
さらに、複数のｚスキャナ３２はｘ軸あるいはｙ軸に沿って配置されている必要はない。複数のｚスキャナ３２は、ｚスキャナ１２の中心軸の周りに角度的に等間隔に配置されていてもよい。例えば、三つのｚスキャナ３２が、ｚスキャナ１２の中心軸上に中心が位置する円周上に１２０度の間隔で配置されていてもよい。つまり、複数のｚスキャナ３２は、ｚスキャナ１２の中心軸に対して対称性良く配置されていればよい。
【００５７】
第四実施形態
本実施形態は、走査型プローブ顕微鏡の別の走査機構に向けられている。以下、図８を参照しながら本実施形態について説明する。
【００５８】
図８は、本発明の第四実施形態の走査機構の断面図である。図８において、図１と図２に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００５９】
図８に示されるように、本実施形態の走査機構４０は、ｚスキャナ１２と、ｘｙスキャナ１６と、ｚスキャナ１２を取り囲んでいるｚスキャナ４２と、ｚスキャナ４２に支持された錘４４とを備えている。ｚスキャナ１２とｚスキャナ４２は共にｘｙスキャナ１６の可動部に保持されている。
【００６０】
ｚスキャナ４２は、これに限定されないが、例えば、第一実施形態と同様に、矩形の筒状の積層型圧電素子で構成される。あるいは、第二実施形態と同様に、円筒型圧電素子で構成されてもよい。さらには、第三実施形態と同様に、ｚスキャナ１２の両側あるいは周りに配置された複数の柱状の積層型圧電素子で構成されてもよい。
【００６１】
本実施形態の走査機構４０では、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２の伸縮に対してｚスキャナ４２を伸縮させることにより、ｚスキャナ１２の伸縮によって引き起こされるｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を減衰させる、理想的には無くすことが可能となる。
【００６２】
ｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を減衰させるために必要な力は、ｚスキャナ４２の伸縮により移動した部材の運動量変化に依存する。このため、第一実施形態〜第三実施形態の走査機構では、ｘｙスキャナ１６の可動部の不所望な振動を減衰させるためのｚスキャナは、ｚスキャナ１２の伸縮速度とｚスキャナ１２の伸縮により移動される物体の質量（ｚスキャナ１２自身の質量をも含む）とに応じて、ある程度の長さを有している必要がある。
【００６３】
これに対して、本実施形態の走査機構４０では、ｚスキャナ４２の自由端に錘４４が取り付けられているため、錘４４の無い構成と比較して、同じ運動量変化を得るために必要なｚスキャナ４２の長さは短くて済む。従って、その分、ｚ軸に沿った寸法に関して更に走査機構４０の小型化を図ることが可能となる。
【００６４】
本実施形態の走査機構４０においても、第一実施形態の走査機構１０と同様に、ｚスキャナ１２とｚスキャナ４２が共にｘｙスキャナ１６に対して同じ側に配置されている。このため、ｚ軸に沿った寸法を比較的小さく抑えることが可能である。また、走査機構３０の組立が比較的容易に行なわれ得る。さらに、ｚスキャナ４２の自由端に錘４４が取り付けられているため、その分、ｚ軸に沿った寸法を更に小さく抑えることが可能である。
【００６５】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、不要な振動の発生が抑えられた、ｚ軸に沿った寸法の小さい走査型プローブ顕微鏡の走査機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の走査型プローブ顕微鏡の走査機構の平面図である。
【図２】図１に示された走査機構のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態の走査機構の平面図である。
【図４】図３に示された走査機構のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図３と図４に示されたチューブスキャナの側面図である。
【図６】本発明の第三実施形態の走査機構の平面図である。
【図７】図６に示された走査機構のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第四実施形態の走査機構の断面図である。
【図９】米国特許第６３２３４８３Ｂ１号に開示されている走査機構を示している。
【符号の説明】
１０…走査機構、１２…ｚスキャナ、１４…ｚスキャナ、１６…ｘｙスキャナ、２０…走査機構、２２…チューブスキャナ、３０…走査機構、３２…ｚスキャナ、４０…走査機構、４２…ｚスキャナ、４４…錘。
【図１】
2004333350.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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