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プローバーシャトルシリーズ

プローバーシャトル

Kleindiek Nanotechnik社（クラインディークナノテクニク）

　多くのFE-SEMで採用されているロードロックに対応可能で、試料交換室経由で本体の着脱をするため、試料室を開放する必要がなくなります。特定のアプリケーション に特化しています。複数台のマニピュレータを1台のユニットにまとめることでコンパクトになり、特にユニット全体の厚みが薄いため、短いワーキングディスタンスに 対応可能です。
　用途に合わせて、以下の製品があります。

  • PS4（4台まで）
  • PS8（8台まで）
  • PS8e（エンコーダー付）

主な特徴

PS4
  • 小型でロードロック対応
  • マニピュレーター4台まで
  • 微小電流キット付属
  • エンコーダー無
PS8
  • 小型でロードロック対応
  • マニピュレーター8台まで
  • 微小電流キット付属
  • エンコーダー無
PS8e
  • 小型でロードロック対応
  • マニピュレーター8台まで
  • 微小電流キット付属
  • エンコーダー有

装置概要

ロードロック式SEM対応「Shuttleマウント」

　通常の試料交換と同様の手順で、試料交換室にユニット本体をセットし、試料室に導入します。予め試料ステージ周りに配置したソケット コネクタにユニットが接続することで導通を取ります。試料交換室経由でユニットを着脱できるため、試料やプローブ針の交換の度に、試料室を 開放する必要が無くなります。(Shuttleマウントはドローアウト式のSEMやFIBにも適用可能です)
PS4とロードロック

コンパクトサイズ、SEM式ナノプロービングに最適化

　幅100 mm(または140 mm) x 高さ10 mmと、非常にサイズが小さいため、開口の狭い試料交換室にも対応できます。また、より短いワーキングディスタンスで 使用できるためSEMの分解能を損なうことがありません。
PS4の写真

製品動画

PS8をロードロックから挿入する様子

動作原理

　マイクロマニピュレーターの動作原理は、圧電モーターであるNanoMotor®に基づいています。このNanoMotorは一般的な 実験室環境で動作するため、特別に空調された作業環境は不要です。
　NanoMotorはステーター(圧電結晶)とスライダーで構成されています。スライダーはステーターに接触しており、摩擦によって保持されています。 ステーターに電圧を加えると伸縮し、その動きをフ微動モードと粗動モードの二つの方法で動きを制御します。

微動モード(ファインモード)

ファインモードは非常に細かい作業を行うために、マニピュレーターを極めて微小なステップで制御する際に使用します。－80 Vから＋80 Vの範囲の 電圧を用いて、ステーターの変位によりマニピュレーターを動かします。
動作範囲は以下の通りです。
  • 直進軸(前後：in/out)
    • 合計ファインレンジ：約1 μm / 1ステップ：約0.02 nm
  • 回転軸(上下・左右)
    • 合計ファインレンジ：約20 μm / 1ステップ：約0.3 nm

粗動モード(コースモード)

　コースモードでは、マニピュレーターの動きを進めるためにモーメント(慣性)を利用します。ステーターとスライダー間の摩擦クラッチによって 可能になります。このクラッチの摩擦力を超えると、両者は独立して動くため、ステーターを損傷させることなく、手動でマニピュレーターを動かすことも 可能です。
ラチェット動作の考え方は以下の通りです。
  1. スライダーを摩擦限界以下の力で希望する移動方向に加速する
  2. その直後に、ステーターを非常に早く逆方向に変位させる
  3. スライダーは摩擦限界を超えるため追従できず、その場にとどまる
  4. これによりステーターは再び希望方向に変位を開始できる
この動作を繰り返すことで、任意の方向に無限の移動が可能になります。

アプリケーション

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