SEM 内微細操作のためのマニピュレーションシステム（第2報）-マニピュレーションシステムの性能評価と微細操作実験

摘要

バイオテクノロジーやMEMS 技術の発展に伴い，より高分解能な観察，操作技術が期待されている．高分解能観察を行う方法の一つとして，走査型電子顕微鏡(SEM)が挙げられる．SEM は光学顕微鏡に比べて焦点深度が深く，より高い分解能での観察が行えるという特徴がある．しかし，SEM では試料表面の画像しか得られないため，試料内部を観察するには対象の破壊や移動，回転等を行わなければならない．このような微細操作を行うには，ニードルやピンセットなどのツールを操作対象の位置にまで移動させ，さらにツールの水平方向のアプローチ角θ，上下方向のアプローチ角Φ を変化させる必要がある．また，SEM は対象の観察に電子線を用いるため，磁気ノイズを発生する電磁石モータを用いたステージは使用できない．そこで，アクチュエータとして磁気ノイズの発生しない圧電素子のみを用いて，微細操作用のツールを搭載し，XY 方向，θ 方向，Φ 方向の自由度を持つ多自由度自走式ステージを開発した．その構成を図1 に示す．また，実際の操作実験として，図2 に示すようなミジンコ表面の亀裂に沿った切断実験を行った．このシステムに，資料の保持や，切片の移動を行うための把持ツールを加えることで，より自由度の高い試料操作が可能になると考えられる．把持ツールを用いた試料操作の概要を図3 に示す．そこで，前報ではその設計·試作と性能評価について述べた．本報では，それに改良を加え，問題点の解消を目指した．