JP2003227788A - 走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法 - Google Patents
走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法Info
- Publication number
- JP2003227788A JP2003227788A JP2002028046A JP2002028046A JP2003227788A JP 2003227788 A JP2003227788 A JP 2003227788A JP 2002028046 A JP2002028046 A JP 2002028046A JP 2002028046 A JP2002028046 A JP 2002028046A JP 2003227788 A JP2003227788 A JP 2003227788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- cantilever
- sample
- moving
- sample surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 319
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 14
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
- G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
- G01Q60/32—AC mode
- G01Q60/34—Tapping mode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q10/00—Scanning or positioning arrangements, i.e. arrangements for actively controlling the movement or position of the probe
- G01Q10/04—Fine scanning or positioning
- G01Q10/06—Circuits or algorithms therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
- G01Q30/04—Display or data processing devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q70/00—General aspects of SPM probes, their manufacture or their related instrumentation, insofar as they are not specially adapted to a single SPM technique covered by group G01Q60/00
- G01Q70/08—Probe characteristics
- G01Q70/10—Shape or taper
- G01Q70/12—Nanotube tips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディジタルプロービング方式のＡＦＭ（原子
間力顕微鏡）において、高アスペクト構造を高精度で測
定する。 【解決手段】 探針２１を振動させながら試料表面に近
づけ引力領域で所定の原子間力を検出した時の探針の位
置を測定する（）。その後、探針を試料表面から離れ
る方向に移動させ（）、探針と試料表面との間隙を一
定に保つサーボ系を停止させ、探針を試料から離した状
態で試料表面に沿う向に測定点まで移動させる（）。
振動の周波数を、例えばカンチレバーの共振点よりわず
かに外れた周波数とし、カンチレバーの振動振幅の変化
に基づいて原子間力を検出する。
間力顕微鏡）において、高アスペクト構造を高精度で測
定する。 【解決手段】 探針２１を振動させながら試料表面に近
づけ引力領域で所定の原子間力を検出した時の探針の位
置を測定する（）。その後、探針を試料表面から離れ
る方向に移動させ（）、探針と試料表面との間隙を一
定に保つサーボ系を停止させ、探針を試料から離した状
態で試料表面に沿う向に測定点まで移動させる（）。
振動の周波数を、例えばカンチレバーの共振点よりわず
かに外れた周波数とし、カンチレバーの振動振幅の変化
に基づいて原子間力を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料の表面構造を
ナノメートルの精度で３次元的に計測できるプローブ顕
微鏡に係わり、特に、ナノメートルオーダの微細構造を
持ち、かつ、高アスペクト比を持つ表面構造を正確に計
測できるプローブ顕微鏡に関するものである。
ナノメートルの精度で３次元的に計測できるプローブ顕
微鏡に係わり、特に、ナノメートルオーダの微細構造を
持ち、かつ、高アスペクト比を持つ表面構造を正確に計
測できるプローブ顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報化社会の進展により、多くの
情報を共用できる技術の開発が要求されている。半導体
素子の分野でも微細化が進められており、現在最先端の
素子においては約０．１３μｍの最小線幅が求められて
いる。また、これに伴い、素子分離技術、配線技術、コ
ンタクト技術などで高精度化や微細化が求められてい
る。加えて、高アスペクト比（深さ／開口径）の構造が
提案され、その作製技術が求められている。作製技術と
共に計測技術も求められ、ナノメートルの精度を持った
計測法の開発が要求されている。具体的には、半導体ロ
ードマップによると、現状の最小孔径１８０ｎｍが２０
１０年には６０ｎｍとなり、かつ、アスペクト比が７か
ら１２へと増加し、ますます計測が難しい領域となる。
現状技術では、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用し、
試料を劈開あるいは集束イオンビーム（ＦＩＢ）加工し
てその断面を観察する方法が採用されている。
情報を共用できる技術の開発が要求されている。半導体
素子の分野でも微細化が進められており、現在最先端の
素子においては約０．１３μｍの最小線幅が求められて
いる。また、これに伴い、素子分離技術、配線技術、コ
ンタクト技術などで高精度化や微細化が求められてい
る。加えて、高アスペクト比（深さ／開口径）の構造が
提案され、その作製技術が求められている。作製技術と
共に計測技術も求められ、ナノメートルの精度を持った
計測法の開発が要求されている。具体的には、半導体ロ
ードマップによると、現状の最小孔径１８０ｎｍが２０
１０年には６０ｎｍとなり、かつ、アスペクト比が７か
ら１２へと増加し、ますます計測が難しい領域となる。
現状技術では、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用し、
試料を劈開あるいは集束イオンビーム（ＦＩＢ）加工し
てその断面を観察する方法が採用されている。
【０００３】このような高アスペクト比の表面構造をプ
ローブ顕微鏡で観察する方法として、試料から探針を離
した状態で試料と探針を離散的に相対走査し、離散的な
測定点において探針を試料に接近させて表面位置を計測
する方法がある（特許第２９３６５４５号）。この方法
は、面内走査の際には、試料と探針を物理量検出時の間
隙より必要以上に離して高速で次のピクセルに移動し、
表面計測の時は、走査を停止し、探針を試料に近づけて
表面位置を測定するものである。
ローブ顕微鏡で観察する方法として、試料から探針を離
した状態で試料と探針を離散的に相対走査し、離散的な
測定点において探針を試料に接近させて表面位置を計測
する方法がある（特許第２９３６５４５号）。この方法
は、面内走査の際には、試料と探針を物理量検出時の間
隙より必要以上に離して高速で次のピクセルに移動し、
表面計測の時は、走査を停止し、探針を試料に近づけて
表面位置を測定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】開口径が小さくアスペ
クト比が大きい試料表面を計測するには、非常に細長い
探針がカンチレバーの先端についていることが必要であ
る。このため、探針の横方向の弾性が低くなり殆どカン
チレバーの弾性定数と同じになる。これにより、探針が
斜面に到達した際、探針に変形が起こる。
クト比が大きい試料表面を計測するには、非常に細長い
探針がカンチレバーの先端についていることが必要であ
る。このため、探針の横方向の弾性が低くなり殆どカン
チレバーの弾性定数と同じになる。これにより、探針が
斜面に到達した際、探針に変形が起こる。
【０００５】従来の接触方式ディジタルプロービング
（離散的）原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Mic
roscope）の場合、探針は画素の位置で試料表面への接
近及び後退を繰り返す。探針が接近しながら試料表面を
捉える際、斜面が急峻であると、図１０に示すようにカ
ンチレバー８０と探針８１は捩れ、試料８２の表面の計
測位置に誤差が生じる。この探針の変形による計測位置
誤差量Δｒ（面内）、Δｚ（垂直方向）は、次のように
表される。 Δｒ＝Ｆctanθ／ｋ （ｋ＝Ｅｌ／(５γa 3)，γa＝ｌ／ｔ） (1) Δｚ＝Δｒtanθ (2) Ｆc＝Ｆcos2θ (3) ただし、Ｆc：制御された一定な原子間力、θ：探針に
対する垂直面から傾いた試料面の角度、ｋ：探針のバネ
定数、Ｅ：探針のヤング率、ｌ：探針の長さ、ｔ：探針
の厚さである。γaは、ここでは探針のアスペクト比と
呼ぶ。探針のアスペクト比は、おおよそ試料側のアスペ
クト比と同じ意味を持ち、この種の測定では、試料側の
アスペクト比より大きなアスペクト比を持った探針でな
いと測定ができない。
（離散的）原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Mic
roscope）の場合、探針は画素の位置で試料表面への接
近及び後退を繰り返す。探針が接近しながら試料表面を
捉える際、斜面が急峻であると、図１０に示すようにカ
ンチレバー８０と探針８１は捩れ、試料８２の表面の計
測位置に誤差が生じる。この探針の変形による計測位置
誤差量Δｒ（面内）、Δｚ（垂直方向）は、次のように
表される。 Δｒ＝Ｆctanθ／ｋ （ｋ＝Ｅｌ／(５γa 3)，γa＝ｌ／ｔ） (1) Δｚ＝Δｒtanθ (2) Ｆc＝Ｆcos2θ (3) ただし、Ｆc：制御された一定な原子間力、θ：探針に
対する垂直面から傾いた試料面の角度、ｋ：探針のバネ
定数、Ｅ：探針のヤング率、ｌ：探針の長さ、ｔ：探針
の厚さである。γaは、ここでは探針のアスペクト比と
呼ぶ。探針のアスペクト比は、おおよそ試料側のアスペ
クト比と同じ意味を持ち、この種の測定では、試料側の
アスペクト比より大きなアスペクト比を持った探針でな
いと測定ができない。
【０００６】光てこ方式等で原子間力を検出する接触方
式の場合、力の設定は１０-8Ｎ程度となる。例えば、原
子間力Ｆcの設定が１０-8Ｎ、角度θが４５度、探針の
ヤング率Ｅが２×１０11Ｎ／ｃｍ2、探針の長さｌが１
μｍ、探針の厚さｔが５０ｎｍ（γa＝２０）の時、Δ
ｒ及びΔｚは２ｎｍとなる。角度θが８０度となると、
Δｒは１１ｎｍ、Δｚは６４ｎｍとなる。さらに、角度
θが８５度となると、Δｒは２３ｎｍ、Δｚは２６１ｎ
ｍとなり、探針先端が試料斜面で滑ってしまうことが分
かる。これは、従来技術では高アスペクト比の表面構造
の形状を正確に測定できないことを示している。
式の場合、力の設定は１０-8Ｎ程度となる。例えば、原
子間力Ｆcの設定が１０-8Ｎ、角度θが４５度、探針の
ヤング率Ｅが２×１０11Ｎ／ｃｍ2、探針の長さｌが１
μｍ、探針の厚さｔが５０ｎｍ（γa＝２０）の時、Δ
ｒ及びΔｚは２ｎｍとなる。角度θが８０度となると、
Δｒは１１ｎｍ、Δｚは６４ｎｍとなる。さらに、角度
θが８５度となると、Δｒは２３ｎｍ、Δｚは２６１ｎ
ｍとなり、探針先端が試料斜面で滑ってしまうことが分
かる。これは、従来技術では高アスペクト比の表面構造
の形状を正確に測定できないことを示している。
【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑み、高アスペクト比の表面構造の形状を正確に測定す
ることのできる走査型プローブ顕微鏡、及び高アスペク
ト比を有する試料の表面構造測定方法を提供することを
目的とする。
鑑み、高アスペクト比の表面構造の形状を正確に測定す
ることのできる走査型プローブ顕微鏡、及び高アスペク
ト比を有する試料の表面構造測定方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記式（１）（２）か
ら、計測位置誤差Δｒ、Δｚを小さくするには、サーボ
により一定に制御された原子間力Ｆcを小さくすれば良
いことが分かる。即ち、システムを小さい原子間力で制
御することが重要である。従来技術では斥力領域の原子
間力を利用していた。しかし、これらは最小原子間力が
１０-8Ｎ前後であり、１ｎｍ以下の計測位置誤差を目指
す場合、一定に制御された原子間力を１０ -10Ｎ以下に
する必要がある。
ら、計測位置誤差Δｒ、Δｚを小さくするには、サーボ
により一定に制御された原子間力Ｆcを小さくすれば良
いことが分かる。即ち、システムを小さい原子間力で制
御することが重要である。従来技術では斥力領域の原子
間力を利用していた。しかし、これらは最小原子間力が
１０-8Ｎ前後であり、１ｎｍ以下の計測位置誤差を目指
す場合、一定に制御された原子間力を１０ -10Ｎ以下に
する必要がある。
【０００９】１０-10Ｎ以下の原子間力を制御するため
に、本発明では、振動方式の力検出法、即ち、非接触方
式の力検出法を採用する。この方式には、探針を支持し
ているカンチレバーをその共振点で振動させ、外部の強
制力に対してシフトした共振点を測定し、探針に作用す
る弱い力を検出する方式（ＦＭ変調方式）と、カンチレ
バーをその共振点より少し外れた周波数で振動させ、外
部からの強制力により振幅が変化するのを検出して微小
な原子間力を計測する方式（スロープ検出方式）の２つ
がある。これらの検出方式を採用し、引力領域の原子間
力を検出する。この方法によると１０-13Ｎ前後の原子
間力を検出することができ、試料断面のスロープが８５
度でも１ｎｍ以下の探針位置誤差を達成できるため、ア
スペクト比１０以上の形状をサブナノメートル精度で計
測することが可能となる。また、探針としてカーボンナ
ノチューブのような高アスペクトな探針を使用すること
ができる。
に、本発明では、振動方式の力検出法、即ち、非接触方
式の力検出法を採用する。この方式には、探針を支持し
ているカンチレバーをその共振点で振動させ、外部の強
制力に対してシフトした共振点を測定し、探針に作用す
る弱い力を検出する方式（ＦＭ変調方式）と、カンチレ
バーをその共振点より少し外れた周波数で振動させ、外
部からの強制力により振幅が変化するのを検出して微小
な原子間力を計測する方式（スロープ検出方式）の２つ
がある。これらの検出方式を採用し、引力領域の原子間
力を検出する。この方法によると１０-13Ｎ前後の原子
間力を検出することができ、試料断面のスロープが８５
度でも１ｎｍ以下の探針位置誤差を達成できるため、ア
スペクト比１０以上の形状をサブナノメートル精度で計
測することが可能となる。また、探針としてカーボンナ
ノチューブのような高アスペクトな探針を使用すること
ができる。
【００１０】すなわち、本発明による走査型プローブ顕
微鏡は、試料を載置する試料ステージと、探針と、探針
を固定したカンチレバーと、探針を試料表面に沿う方向
に２次元的に移動させる第１の探針移動手段と、探針を
試料表面に対して近づく方向あるいは遠ざかる方向に移
動させる第２の探針移動手段と、探針の位置を検出する
探針位置検出手段と、カンチレバーをその共振点よりわ
ずかに外れた所定の周波数で振動させる手段と、カンチ
レバーの前記所定の周波数成分の振動振幅を検出する振
幅検出手段と、カンチレバーを試料表面に対して近づく
方向に移動させながらカンチレバーの前記所定周波数の
振動振幅の変化を検出し、振動振幅の変化が所定量に達
したときの探針の位置を計測する制御手段とを含むこと
を特徴とする。振幅検出手段はロックイン増幅器によっ
て構成することができる。
微鏡は、試料を載置する試料ステージと、探針と、探針
を固定したカンチレバーと、探針を試料表面に沿う方向
に２次元的に移動させる第１の探針移動手段と、探針を
試料表面に対して近づく方向あるいは遠ざかる方向に移
動させる第２の探針移動手段と、探針の位置を検出する
探針位置検出手段と、カンチレバーをその共振点よりわ
ずかに外れた所定の周波数で振動させる手段と、カンチ
レバーの前記所定の周波数成分の振動振幅を検出する振
幅検出手段と、カンチレバーを試料表面に対して近づく
方向に移動させながらカンチレバーの前記所定周波数の
振動振幅の変化を検出し、振動振幅の変化が所定量に達
したときの探針の位置を計測する制御手段とを含むこと
を特徴とする。振幅検出手段はロックイン増幅器によっ
て構成することができる。
【００１１】本発明による走査型プローブ顕微鏡は、ま
た、試料を載置する試料ステージと、探針と、探針を固
定したカンチレバーと、探針を試料表面に沿う方向に２
次元的に移動させる第１の探針移動手段と、探針を試料
表面に対して近づく方向あるいは遠ざかる方向に移動さ
せる第２の探針移動手段と、探針の位置を検出する探針
位置検出手段と、探針を固定したカンチレバーをその共
振点で振動させる手段と、カンチレバーの共振周波数の
シフトを検出する共振周波数シフト検出手段と、カンチ
レバーを試料表面に対して近づく方向に移動させながら
カンチレバーの共振周波数のシフトを検出し、共振周波
数のシフトが所定量に達したときの探針の位置を計測す
る制御手段とを含むことを特徴とする。共振周波数シフ
ト検出手段はフェイズロックドループ回路によって構成
することができる。
た、試料を載置する試料ステージと、探針と、探針を固
定したカンチレバーと、探針を試料表面に沿う方向に２
次元的に移動させる第１の探針移動手段と、探針を試料
表面に対して近づく方向あるいは遠ざかる方向に移動さ
せる第２の探針移動手段と、探針の位置を検出する探針
位置検出手段と、探針を固定したカンチレバーをその共
振点で振動させる手段と、カンチレバーの共振周波数の
シフトを検出する共振周波数シフト検出手段と、カンチ
レバーを試料表面に対して近づく方向に移動させながら
カンチレバーの共振周波数のシフトを検出し、共振周波
数のシフトが所定量に達したときの探針の位置を計測す
る制御手段とを含むことを特徴とする。共振周波数シフ
ト検出手段はフェイズロックドループ回路によって構成
することができる。
【００１２】本発明による走査型プローブ顕微鏡の探針
はカーボンナノチューブによって構成することができ
る。探針位置検出手段としては、容量変位計、歪みゲー
ジ、光干渉計又は光てこを用いることができる。
はカーボンナノチューブによって構成することができ
る。探針位置検出手段としては、容量変位計、歪みゲー
ジ、光干渉計又は光てこを用いることができる。
【００１３】本発明による試料の表面構造測定方法は、
探針を固定したカンチレバーを備える走査型プローブ顕
微鏡を用いて試料の表面構造を測定する方法において、
探針と試料表面との間隙を一定に保つサーボ系を停止さ
せ、探針を試料から離した状態で試料表面に沿う向に測
定点まで移動させるステップと、探針を振動させながら
試料表面に近づけ引力領域で所定の原子間力を検出した
時の探針の位置を測定するステップと、測定後直ちに探
針を試料表面から離れる方向に移動させるステップとを
測定点毎に反復することを特徴とする。探針を試料表面
から離れる方向に移動させるステップでは、探針を試料
の吸着力の影響がなくなる距離以上移動させる。
探針を固定したカンチレバーを備える走査型プローブ顕
微鏡を用いて試料の表面構造を測定する方法において、
探針と試料表面との間隙を一定に保つサーボ系を停止さ
せ、探針を試料から離した状態で試料表面に沿う向に測
定点まで移動させるステップと、探針を振動させながら
試料表面に近づけ引力領域で所定の原子間力を検出した
時の探針の位置を測定するステップと、測定後直ちに探
針を試料表面から離れる方向に移動させるステップとを
測定点毎に反復することを特徴とする。探針を試料表面
から離れる方向に移動させるステップでは、探針を試料
の吸着力の影響がなくなる距離以上移動させる。
【００１４】なお、探針が所定の原子間力を検出した
後、探針を試料から引き離すが、この時、回路系の遅れ
等で探針が試料表面に衝突する場合がある。これにより
探針先端がこわれると測定不能となる。これを回避する
ため、探針を接近する際にサーボ回路（所望の原子間力
となるように探針・試料間隙の距離を制御する回路）の
距離制御信号を用いて探針を試料表面に接近することが
望ましい。また、一定のスピードで探針を試料に接近し
てもよい。この時、サーボ回路の信号を使用して探針の
衝突を回避することが必要である。
後、探針を試料から引き離すが、この時、回路系の遅れ
等で探針が試料表面に衝突する場合がある。これにより
探針先端がこわれると測定不能となる。これを回避する
ため、探針を接近する際にサーボ回路（所望の原子間力
となるように探針・試料間隙の距離を制御する回路）の
距離制御信号を用いて探針を試料表面に接近することが
望ましい。また、一定のスピードで探針を試料に接近し
てもよい。この時、サーボ回路の信号を使用して探針の
衝突を回避することが必要である。
【００１５】具体的には、探針振動の周波数をカンチレ
バーの共振点よりわずかに外れた周波数とし、カンチレ
バーの振動振幅の変化に基づいて所定の原子間力を検出
するようにすることができる。
バーの共振点よりわずかに外れた周波数とし、カンチレ
バーの振動振幅の変化に基づいて所定の原子間力を検出
するようにすることができる。
【００１６】あるいは、探針振動の周波数をカンチレバ
ーの共振点の周波数とし、カンチレバーの共振周波数の
シフトに基づいて所定の原子間力を検出するようにする
ことができる。
ーの共振点の周波数とし、カンチレバーの共振周波数の
シフトに基づいて所定の原子間力を検出するようにする
ことができる。
【００１７】本発明の走査型プローブ顕微鏡は、微細素
子の測長計測に利用したり、欠陥計測に利用することが
できる。また、半導体製造プロセスのラインモニタとし
て使用できる。測定の際の探針動作の基本は、表面を計
測するときは、走査を停止すること、走査する時は試料
面から探針を離す動作を行うことである。これと同時
に、設定力を１０-10Ｎ以下とするため振動方式（非接
触方式）を採用したことである。これにより、アスペク
ト比１０以上でも、すべりによる誤差を１ｎｍ以下に抑
えることができ、高精度の形状計測が可能となる。
子の測長計測に利用したり、欠陥計測に利用することが
できる。また、半導体製造プロセスのラインモニタとし
て使用できる。測定の際の探針動作の基本は、表面を計
測するときは、走査を停止すること、走査する時は試料
面から探針を離す動作を行うことである。これと同時
に、設定力を１０-10Ｎ以下とするため振動方式（非接
触方式）を採用したことである。これにより、アスペク
ト比１０以上でも、すべりによる誤差を１ｎｍ以下に抑
えることができ、高精度の形状計測が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。本発明のディジタルプロービング
ＡＦＭは、力勾配（フォースグラジエント）を検出する
検出系を持つ。以下の図において、同じ機能部分には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。
施の形態を説明する。本発明のディジタルプロービング
ＡＦＭは、力勾配（フォースグラジエント）を検出する
検出系を持つ。以下の図において、同じ機能部分には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】［実施形態１］図１は、スロープ検出方式
を用いた本発明によるディジタルプロービングＡＦＭの
一例を示す模式図である。このディジタルプロービング
ＡＦＭは、通常のＡＦＭの構成に加えて、原子間力勾配
を検出する振動方式の機構を備えている。
を用いた本発明によるディジタルプロービングＡＦＭの
一例を示す模式図である。このディジタルプロービング
ＡＦＭは、通常のＡＦＭの構成に加えて、原子間力勾配
を検出する振動方式の機構を備えている。
【００２０】試料１１はＸＹ試料ステージ１２の上に載
置され、ＸＹ試料ステージ１２は測定領域が探針の下方
に位置するようにＸＹ走査回路２５によって粗移動され
る。先端に探針が固定されたカンチレバー２２は、加振
用ピエゾ素子２３及び円筒型のＸＹＺ走査用ピエゾ素子
２４を備える。力検出器としては、半導体レーザ３１、
位置検出器３２、力検出回路３４を備える通常の光てこ
方式のものを採用した。サーボ回路３５は、ＸＹＺ走査
用ピエゾ素子２４によって探針をＺ方向に駆動して、力
検出回路３４で検出された信号を一定値にサーボ制御す
る。ＸＹ走査回路２５は、また、ＸＹＺ走査用ピエゾ素
子２４をＸＹ駆動して探針を試料１１面上でＸＹ走査す
る。また、図示しないが、ＸＹＺ走査用ピエゾ素子２４
によるＺ移動より大きなストロークで探針を試料１１の
表面に近づけたり遠ざけたりするための接近機構が設け
られている。本例では、力勾配を検出するため、ロック
イン増幅器４０を用いている。制御部３７は、ＸＹ走査
回路２５及びサーボ回路３５を制御する。
置され、ＸＹ試料ステージ１２は測定領域が探針の下方
に位置するようにＸＹ走査回路２５によって粗移動され
る。先端に探針が固定されたカンチレバー２２は、加振
用ピエゾ素子２３及び円筒型のＸＹＺ走査用ピエゾ素子
２４を備える。力検出器としては、半導体レーザ３１、
位置検出器３２、力検出回路３４を備える通常の光てこ
方式のものを採用した。サーボ回路３５は、ＸＹＺ走査
用ピエゾ素子２４によって探針をＺ方向に駆動して、力
検出回路３４で検出された信号を一定値にサーボ制御す
る。ＸＹ走査回路２５は、また、ＸＹＺ走査用ピエゾ素
子２４をＸＹ駆動して探針を試料１１面上でＸＹ走査す
る。また、図示しないが、ＸＹＺ走査用ピエゾ素子２４
によるＺ移動より大きなストロークで探針を試料１１の
表面に近づけたり遠ざけたりするための接近機構が設け
られている。本例では、力勾配を検出するため、ロック
イン増幅器４０を用いている。制御部３７は、ＸＹ走査
回路２５及びサーボ回路３５を制御する。
【００２１】探針は、試料１１の持つ溝深さや山の高さ
を考慮して、できるだけ細長い形状とすることが望まし
い。特にアスペクト比が１０以上の探針は、カーボンナ
ノチューブやカーボンファイバ等を使用して作製するの
が好ましい。
を考慮して、できるだけ細長い形状とすることが望まし
い。特にアスペクト比が１０以上の探針は、カーボンナ
ノチューブやカーボンファイバ等を使用して作製するの
が好ましい。
【００２２】図２は、カーボンナノチューブによって探
針を構成した例を示す模式図である。シリコン膜、シリ
コン窒化膜あるいはシリコン酸化膜で作ったカンチレバ
ー２２の先端に、カーボンナノチューブを接着して探針
２１とする。カーボンナノチューブは直径１０〜５０ｎ
ｍ程度、長さは５００ｎｍ以上のものを用いるのがよ
い。また、カンチレバー２２へのカーボンナノチューブ
の接着は、カーボンナノチューブを図示しないマニピュ
レータに固定してカンチレバーの先端に位置付け、カー
ボンナノチューブのカンチレバー２２側の端部（図の矢
印位置）に電子ビームを照射し、その時発生するカーボ
ンによって行うことができる。
針を構成した例を示す模式図である。シリコン膜、シリ
コン窒化膜あるいはシリコン酸化膜で作ったカンチレバ
ー２２の先端に、カーボンナノチューブを接着して探針
２１とする。カーボンナノチューブは直径１０〜５０ｎ
ｍ程度、長さは５００ｎｍ以上のものを用いるのがよ
い。また、カンチレバー２２へのカーボンナノチューブ
の接着は、カーボンナノチューブを図示しないマニピュ
レータに固定してカンチレバーの先端に位置付け、カー
ボンナノチューブのカンチレバー２２側の端部（図の矢
印位置）に電子ビームを照射し、その時発生するカーボ
ンによって行うことができる。
【００２３】図３は、図１に示した非接触方式のディジ
タルプロービングＡＦＭによる計測の手順を探針の動き
によって模式的に示した図である。図３（ａ）は試料表
面に対して反復して運動する探針の動きを示した模式
図、図３（ｂ）は探針の基本的な動きを説明する図であ
る。
タルプロービングＡＦＭによる計測の手順を探針の動き
によって模式的に示した図である。図３（ａ）は試料表
面に対して反復して運動する探針の動きを示した模式
図、図３（ｂ）は探針の基本的な動きを説明する図であ
る。
【００２４】まず、探針２１をｚ方向に振幅数ｎｍ〜数
十ｎｍ程度で振動させながらＸＹＺ走査用ピエゾ素子２
４によってＺ方向に駆動し、試料１１の表面に接近させ
る（）。この時、ロックイン増幅器４０あるいは外部
発信器から加振信号を出力して、加振用ピエゾ素子２３
に入力し、ピエゾ素子２３の振動により探針２１を振動
させる。振動の周波数はカンチレバーの共振点よりわず
かに外れた周波数とする。設定した原子間力勾配が探針
２１に作用したとき、振動振幅が変化し、設定値に一致
する。これを、探針２１が試料１１の表面に接触したと
判断して、試料表面に接近する方向への探針２１の駆動
を停止し、その後、試料表面から後退する方向に予め定
めた距離ΔＺだけ駆動する（）。距離ΔＺは、少なく
とも探針２１に対する試料１１の吸着力の影響がなくな
る距離、あるいは予想される表面凹凸より大きな距離に
設定しておく。次に、距離ΔＺだけ後退したＺ位置にお
いて、ＸＹ走査回路２５によってＸＹＺ走査用ピエゾ素
子２４を駆動して探針２１をＸ方向にΔＸだけ移動さ
せ、探針２１を次の画素位置に設定する（）。
十ｎｍ程度で振動させながらＸＹＺ走査用ピエゾ素子２
４によってＺ方向に駆動し、試料１１の表面に接近させ
る（）。この時、ロックイン増幅器４０あるいは外部
発信器から加振信号を出力して、加振用ピエゾ素子２３
に入力し、ピエゾ素子２３の振動により探針２１を振動
させる。振動の周波数はカンチレバーの共振点よりわず
かに外れた周波数とする。設定した原子間力勾配が探針
２１に作用したとき、振動振幅が変化し、設定値に一致
する。これを、探針２１が試料１１の表面に接触したと
判断して、試料表面に接近する方向への探針２１の駆動
を停止し、その後、試料表面から後退する方向に予め定
めた距離ΔＺだけ駆動する（）。距離ΔＺは、少なく
とも探針２１に対する試料１１の吸着力の影響がなくな
る距離、あるいは予想される表面凹凸より大きな距離に
設定しておく。次に、距離ΔＺだけ後退したＺ位置にお
いて、ＸＹ走査回路２５によってＸＹＺ走査用ピエゾ素
子２４を駆動して探針２１をＸ方向にΔＸだけ移動さ
せ、探針２１を次の画素位置に設定する（）。
【００２５】このからなる探針２１の動きを反復
して行うことにより、試料１１の表面構造を測定する。
Ｘ方向の走査が終わったら、Ｙ方向に所定距離ΔＹだけ
探針を移動し、再びＸ方向走査することを反復すること
で、試料表面の３次元構造を測定することができる。
して行うことにより、試料１１の表面構造を測定する。
Ｘ方向の走査が終わったら、Ｙ方向に所定距離ΔＹだけ
探針を移動し、再びＸ方向走査することを反復すること
で、試料表面の３次元構造を測定することができる。
【００２６】次に、図４に示すロックイン増幅器の概略
構成図を用いて探針に作用する原子間力勾配の測定につ
いて説明する。発振器４５から出力される高周波信号
は、加振用ピエゾ素子２３とロックイン増幅器４０の乗
算器４１に入力される。カンチレバー２２は、加振用ピ
エゾ素子２３によって周波数ωで駆動される。半導体レ
ーザ３１から出射され、カンチレバー２２で反射された
レーザビーム３３は、２分割あるいは４分割光検出器か
らなる位置検出器３２で検出される。力検出回路（レー
ザ位置検出回路）３４の出力はロックイン増幅器４０中
の乗算器４１で発振器４５からの出力と乗算され、乗算
器４１の出力はローパスフィルタ４２を通って周波数ω
に一致した周波数成分の振幅が検出される。
構成図を用いて探針に作用する原子間力勾配の測定につ
いて説明する。発振器４５から出力される高周波信号
は、加振用ピエゾ素子２３とロックイン増幅器４０の乗
算器４１に入力される。カンチレバー２２は、加振用ピ
エゾ素子２３によって周波数ωで駆動される。半導体レ
ーザ３１から出射され、カンチレバー２２で反射された
レーザビーム３３は、２分割あるいは４分割光検出器か
らなる位置検出器３２で検出される。力検出回路（レー
ザ位置検出回路）３４の出力はロックイン増幅器４０中
の乗算器４１で発振器４５からの出力と乗算され、乗算
器４１の出力はローパスフィルタ４２を通って周波数ω
に一致した周波数成分の振幅が検出される。
【００２７】探針２１が試料１１の表面に近づくと、探
針２１に原子間力が作用し、カンチレバー２２の共振点
が移動する。ロックイン増幅器４０は、この共振点の移
動を探針２１の振動の振幅変化として捉える。この振幅
変化が力勾配の変動として検出され、設定された力勾配
の変化量になった時、探針２１が試料１１の表面に達し
たと判断し、制御部３７は、その時の探針２１の座標す
なわち表面位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を測定する。
針２１に原子間力が作用し、カンチレバー２２の共振点
が移動する。ロックイン増幅器４０は、この共振点の移
動を探針２１の振動の振幅変化として捉える。この振幅
変化が力勾配の変動として検出され、設定された力勾配
の変化量になった時、探針２１が試料１１の表面に達し
たと判断し、制御部３７は、その時の探針２１の座標す
なわち表面位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を測定する。
【００２８】図５は、探針と試料表面間の距離とロック
イン増幅器による振幅変化の検出量の関係を表す図であ
る。横軸は探針と試料の間隙、縦軸はロックイン増幅器
で検出された周波数ω成分の振幅である。曲線Ａは、加
振周波数ωを探針２１の共振周波数より低い周波数にセ
ットした場合の振幅変化を表す。この場合、探針２１が
試料表面に近づくと周波数ω成分の振幅は増大する。ま
た、曲線Ｂは、加振周波数ωを探針２１の共振周波数よ
り高い周波数にセットした場合の振幅変化を表す。この
場合には、探針２１が試料表面に近づくと周波数ω成分
の振幅は逆に減少する。従って、振幅変化に閾値を設定
しておくことにより、検出された振幅変化がその閾値を
超えたとき、探針２１が試料表面に達したと判定するこ
とができる。
イン増幅器による振幅変化の検出量の関係を表す図であ
る。横軸は探針と試料の間隙、縦軸はロックイン増幅器
で検出された周波数ω成分の振幅である。曲線Ａは、加
振周波数ωを探針２１の共振周波数より低い周波数にセ
ットした場合の振幅変化を表す。この場合、探針２１が
試料表面に近づくと周波数ω成分の振幅は増大する。ま
た、曲線Ｂは、加振周波数ωを探針２１の共振周波数よ
り高い周波数にセットした場合の振幅変化を表す。この
場合には、探針２１が試料表面に近づくと周波数ω成分
の振幅は逆に減少する。従って、振幅変化に閾値を設定
しておくことにより、検出された振幅変化がその閾値を
超えたとき、探針２１が試料表面に達したと判定するこ
とができる。
【００２９】探針２１に作用する力勾配によって試料表
面の位置を検出している時、ＸＹ走査回路２５によるＸ
Ｙ走査機能は完全に停止している。探針座標の測定後、
直ちに探針２１を所定の距離ΔＺだけ試料表面からＺ方
向に後退させる。Ｚ方向への後退後、ＸＹ走査回路２５
によって探針２１を次の画素点までΔＸだけ移動する。
その後、同様の手順で探針２１を試料１１の表面に接近
させ、表面位置を検出する。こうして全ての画素で試料
の表面位置（ｘ，ｙ，ｚ）を計測して試料の表面構造に
関する情報を得る。
面の位置を検出している時、ＸＹ走査回路２５によるＸ
Ｙ走査機能は完全に停止している。探針座標の測定後、
直ちに探針２１を所定の距離ΔＺだけ試料表面からＺ方
向に後退させる。Ｚ方向への後退後、ＸＹ走査回路２５
によって探針２１を次の画素点までΔＸだけ移動する。
その後、同様の手順で探針２１を試料１１の表面に接近
させ、表面位置を検出する。こうして全ての画素で試料
の表面位置（ｘ，ｙ，ｚ）を計測して試料の表面構造に
関する情報を得る。
【００３０】このように探針２１を駆動することによ
り、連続的にサーボしながら探針２１を走査することに
よる摩擦の影響を無くすことができる。また、非常に小
さい力を検出してシステムを動作させるため、探針２１
を試料１１に垂直に接近させる際、急峻なスロープ上で
の探針２１の滑りによる誤差を極力小さくすることがで
きる。本発明の方法によると、将来必要となる高アスペ
クト比の構造を精度良く計測することができる。なお、
探針２１の後退量ΔＺは、試料１１の表面構造の持つ深
さあるいは山の高さを考慮して、その深さあるいは高さ
より大きく設定するのがよい。
り、連続的にサーボしながら探針２１を走査することに
よる摩擦の影響を無くすことができる。また、非常に小
さい力を検出してシステムを動作させるため、探針２１
を試料１１に垂直に接近させる際、急峻なスロープ上で
の探針２１の滑りによる誤差を極力小さくすることがで
きる。本発明の方法によると、将来必要となる高アスペ
クト比の構造を精度良く計測することができる。なお、
探針２１の後退量ΔＺは、試料１１の表面構造の持つ深
さあるいは山の高さを考慮して、その深さあるいは高さ
より大きく設定するのがよい。
【００３１】図示した例では探針２１の変位を光てこに
よって検出しているが、光てこに代えて容量変位計、歪
みゲージ、光干渉計等、他の公知の測定技術を用いて測
定するようにしてもよい。
よって検出しているが、光てこに代えて容量変位計、歪
みゲージ、光干渉計等、他の公知の測定技術を用いて測
定するようにしてもよい。
【００３２】［実施形態２］図６は、本発明によるディ
ジタルプロービングＡＦＭの他の例を示す模式図であ
る。このディジタルプロービングＡＦＭは、通常のＡＦ
Ｍの構成に加えて、ＦＭ（周波数変調）検出方式の原子
間力勾配検出器を備える。
ジタルプロービングＡＦＭの他の例を示す模式図であ
る。このディジタルプロービングＡＦＭは、通常のＡＦ
Ｍの構成に加えて、ＦＭ（周波数変調）検出方式の原子
間力勾配検出器を備える。
【００３３】図示の例では、力検出器は、半導体レーザ
３１、位置検出器３２、力検出回路３４で構成される光
てこ方式を採用している。一方、力勾配を検出するため
に、ＰＬＬ（フェーズロックドループ）回路５０を用い
て周波数を復調し、周波数の変化から力勾配の変化を検
出する。また、検出された信号を一定値に制御するため
のサーボ系、走査系、接近機構、探針位置検出器等は実
施形態１と同じものを使用している。なお、探針の振動
は、実施形態１と異なり、外部発振器を使わず、内部の
回路網で共振回路系を構成し、これを用いている。即
ち、探針、加振用ピエゾ素子２３、発振回路５１、力検
出回路３４、光てこ探針位置検出器３２の閉ループを正
帰還結合させてカンチレバー２２を共振点で発振させ
る。
３１、位置検出器３２、力検出回路３４で構成される光
てこ方式を採用している。一方、力勾配を検出するため
に、ＰＬＬ（フェーズロックドループ）回路５０を用い
て周波数を復調し、周波数の変化から力勾配の変化を検
出する。また、検出された信号を一定値に制御するため
のサーボ系、走査系、接近機構、探針位置検出器等は実
施形態１と同じものを使用している。なお、探針の振動
は、実施形態１と異なり、外部発振器を使わず、内部の
回路網で共振回路系を構成し、これを用いている。即
ち、探針、加振用ピエゾ素子２３、発振回路５１、力検
出回路３４、光てこ探針位置検出器３２の閉ループを正
帰還結合させてカンチレバー２２を共振点で発振させ
る。
【００３４】測定手順は、実施形態１と同じである。ま
ず、上述のように、探針、加振用ピエゾ素子２３、発振
回路５１、力検出回路３４、光てこ探針位置検出器３２
で閉ループを作り、正帰還結合させてカンチレバー２２
を共振点で発振させる。探針を振動させながら試料表面
に接近させる。設定した原子間力勾配が探針に作用した
とき、探針が試料表面に接触したと判断して、表面位置
情報を取得し、その後、所定の距離ΔＺだけ探針を試料
表面から後退させる。後退したＺ位置において、探針を
Ｘ方向に次の画素位置まで移動させ、同様の表面位置計
測動作を反復する。
ず、上述のように、探針、加振用ピエゾ素子２３、発振
回路５１、力検出回路３４、光てこ探針位置検出器３２
で閉ループを作り、正帰還結合させてカンチレバー２２
を共振点で発振させる。探針を振動させながら試料表面
に接近させる。設定した原子間力勾配が探針に作用した
とき、探針が試料表面に接触したと判断して、表面位置
情報を取得し、その後、所定の距離ΔＺだけ探針を試料
表面から後退させる。後退したＺ位置において、探針を
Ｘ方向に次の画素位置まで移動させ、同様の表面位置計
測動作を反復する。
【００３５】次に、図７に示すＰＬＬ回路の概略構成図
を用いて探針に作用する原子間力勾配の測定について説
明する。探針を振動させながら試料１１の表面に接近さ
せる。この時、発振回路５１から加振信号をＰＬＬ回路
５０に入力する。ＰＬＬ回路５０は復調機能を持ち、共
振周波数を低周波領域の信号に変換し、サーボ回路３５
に入力する。すなわち、発振回路５１からの共振周波数
ω1の信号Ｖ1＝Ａcosω1ｔは、位相比較器５３で電圧制
御発振器５６からの周波数ω2の信号Ｖ2＝Ｂcosω2ｔと
掛け合わされる。ループフィルタ５４は位相比較器５３
からの信号のうち周波数（ω1−ω2）の低周波成分の信
号をループ増幅器５５に出力する。ループ増幅器５５
は、周波数変化を示す信号Ｇ｛cos(ω1−ω2)ｔ｝を出
力する。電圧制御発振器５６では、ω2＝ω1｛cos(ω1
−ω2)ｔ｝、（Ｇ＝ω1）となるように、すなわち常に
ω2＝ω1となるように制御される。
を用いて探針に作用する原子間力勾配の測定について説
明する。探針を振動させながら試料１１の表面に接近さ
せる。この時、発振回路５１から加振信号をＰＬＬ回路
５０に入力する。ＰＬＬ回路５０は復調機能を持ち、共
振周波数を低周波領域の信号に変換し、サーボ回路３５
に入力する。すなわち、発振回路５１からの共振周波数
ω1の信号Ｖ1＝Ａcosω1ｔは、位相比較器５３で電圧制
御発振器５６からの周波数ω2の信号Ｖ2＝Ｂcosω2ｔと
掛け合わされる。ループフィルタ５４は位相比較器５３
からの信号のうち周波数（ω1−ω2）の低周波成分の信
号をループ増幅器５５に出力する。ループ増幅器５５
は、周波数変化を示す信号Ｇ｛cos(ω1−ω2)ｔ｝を出
力する。電圧制御発振器５６では、ω2＝ω1｛cos(ω1
−ω2)ｔ｝、（Ｇ＝ω1）となるように、すなわち常に
ω2＝ω1となるように制御される。
【００３６】探針が試料表面に近づくと、探針に原子間
力が加わり、カンチレバー２２の共振点がシフトする。
図８に、探針と試料表面とが近づいたときのＰＬＬ回路
５０によって検出される共振周波数の変化を示す。この
共振周波数の変化から力勾配の変動を検出し、設定され
た力勾配の変化量になった時、探針が試料１１の表面に
達したと判断する。そこで、制御部３７は、直ちに探針
の位置から試料１１の表面位置（ｘ，ｙ，ｚ）を測定す
る。この時、ＸＹ走査回路２５によるＸＹ走査機能は完
全に停止している。
力が加わり、カンチレバー２２の共振点がシフトする。
図８に、探針と試料表面とが近づいたときのＰＬＬ回路
５０によって検出される共振周波数の変化を示す。この
共振周波数の変化から力勾配の変動を検出し、設定され
た力勾配の変化量になった時、探針が試料１１の表面に
達したと判断する。そこで、制御部３７は、直ちに探針
の位置から試料１１の表面位置（ｘ，ｙ，ｚ）を測定す
る。この時、ＸＹ走査回路２５によるＸＹ走査機能は完
全に停止している。
【００３７】探針の変位検出には、図示した光てこに代
えて、容量変位計、歪みゲージ、光干渉計等、他の公知
の測定技術を用いてもよい。
えて、容量変位計、歪みゲージ、光干渉計等、他の公知
の測定技術を用いてもよい。
【００３８】［実施形態３］図９は、スロープ検出方式
を用いたディジタルプロービングＡＦＭを半導体検査装
置に適用した例を示す模式図である。図示する半導体検
査装置は、振動方式の原子間力勾配を検出する機能を備
えるＡＦＭを備え、更に、半導体チップ内の任意の測定
位置で測定するためのチップ位置認識機能、及び自動測
定のための計算機処理機能を備えている。
を用いたディジタルプロービングＡＦＭを半導体検査装
置に適用した例を示す模式図である。図示する半導体検
査装置は、振動方式の原子間力勾配を検出する機能を備
えるＡＦＭを備え、更に、半導体チップ内の任意の測定
位置で測定するためのチップ位置認識機能、及び自動測
定のための計算機処理機能を備えている。
【００３９】ＡＦＭの力検出器は、半導体レーザ３１、
位置検出器３２、力検出器３４で構成される光てこ方式
を採用し、力勾配は実施形態１と同様にロックイン増幅
器４０で検出する。更に、探針２１を試料（半導体チッ
プ）１１の表面に近づけるための接近機構を設けている
（図示省略）。
位置検出器３２、力検出器３４で構成される光てこ方式
を採用し、力勾配は実施形態１と同様にロックイン増幅
器４０で検出する。更に、探針２１を試料（半導体チッ
プ）１１の表面に近づけるための接近機構を設けている
（図示省略）。
【００４０】このＡＦＭ測定手段に加えて、探針２１と
試料１１を同時に観察するための光学顕微鏡６０を備え
る。光学顕微鏡６０は、対物レンズ６１及び接眼レンズ
６２を有し、試料面やカンチレバー２２と試料１１とを
同時に観察することができる。なお、図では落射照明系
を省略している。照明された試料１１や探針２１はＣＣ
Ｄカメラ６３で観察される。ＣＣＤカメラ６３で撮像さ
れた光学像は、システム上でチップの位置を正確に認識
するために使用される。これにより、ウェハ内のチップ
配列や検査装置内の位置関係など計算して求めることが
できる。このマッピングにより、表面形状を測定したい
チップ上の場所に正確に探針２１を位置決めすることが
できる。
試料１１を同時に観察するための光学顕微鏡６０を備え
る。光学顕微鏡６０は、対物レンズ６１及び接眼レンズ
６２を有し、試料面やカンチレバー２２と試料１１とを
同時に観察することができる。なお、図では落射照明系
を省略している。照明された試料１１や探針２１はＣＣ
Ｄカメラ６３で観察される。ＣＣＤカメラ６３で撮像さ
れた光学像は、システム上でチップの位置を正確に認識
するために使用される。これにより、ウェハ内のチップ
配列や検査装置内の位置関係など計算して求めることが
できる。このマッピングにより、表面形状を測定したい
チップ上の場所に正確に探針２１を位置決めすることが
できる。
【００４１】制御部３７は、ホストコンピュータとの通
信やウェハ自動搬送ロボットとの通信を行い、測定箇所
や測定条件のレシピを受け取り、自動計測を制御し、ま
た、ロボットからのウェハの搬入・搬出を制御する。制
御部３７は、ホストコンピュータで指定された場所が観
察位置となるようにＸＹ走査回路２５に指令してＸＹ試
料ステージ１２及びＸＹＺ走査ピエゾ素子２４を駆動
し、指定場所を測定する。また、制御部３７は、測定デ
ータをホストコンピュータに通信したり、表示装置３８
に表示する。
信やウェハ自動搬送ロボットとの通信を行い、測定箇所
や測定条件のレシピを受け取り、自動計測を制御し、ま
た、ロボットからのウェハの搬入・搬出を制御する。制
御部３７は、ホストコンピュータで指定された場所が観
察位置となるようにＸＹ走査回路２５に指令してＸＹ試
料ステージ１２及びＸＹＺ走査ピエゾ素子２４を駆動
し、指定場所を測定する。また、制御部３７は、測定デ
ータをホストコンピュータに通信したり、表示装置３８
に表示する。
【００４２】以上のように、本発明をサブミクロン領域
の寸法を持った高アスペクト構造の形状計測に適用する
と、斜面での探針のすべりがなくナノメートル以下の精
度で計測することができ、微細素子の測長計測や欠陥計
測に利用することができる。また、半導体製造プロセス
のラインモニタとして使用することもできる。
の寸法を持った高アスペクト構造の形状計測に適用する
と、斜面での探針のすべりがなくナノメートル以下の精
度で計測することができ、微細素子の測長計測や欠陥計
測に利用することができる。また、半導体製造プロセス
のラインモニタとして使用することもできる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、サブミクロン領域の寸
法を持った高アスペクト構造の形状計測にあたり、斜面
での探針のすべりがなくナノメートル以下の精度で計測
することができる。
法を持った高アスペクト構造の形状計測にあたり、斜面
での探針のすべりがなくナノメートル以下の精度で計測
することができる。
【図１】スロープ検出方式を用いた本発明によるディジ
タルプロービングＡＦＭの一例を示す模式図。
タルプロービングＡＦＭの一例を示す模式図。
【図２】カーボンナノチューブによって探針を構成した
例を示す模式図。
例を示す模式図。
【図３】非接触方式のディジタルプロービングＡＦＭに
よる計測の手順を探針の動きによって模式的に示した
図。
よる計測の手順を探針の動きによって模式的に示した
図。
【図４】ロックイン増幅器の概略構成図。
【図５】探針と試料表面間の距離とロックイン増幅器に
よる振幅変化の検出量の関係を表す図。
よる振幅変化の検出量の関係を表す図。
【図６】本発明によるディジタルプロービングＡＦＭの
他の例を示す模式図。
他の例を示す模式図。
【図７】ＰＬＬ回路の概略構成図。
【図８】探針と試料表面間の距離とＰＬＬ回路によって
検出される共振周波数の関係を示す図。
検出される共振周波数の関係を示す図。
【図９】本発明による半導体検査装置の概略図。
【図１０】探針を斜面に近づけた際に探針に作用する力
と探針のねじれを説明する図。
と探針のねじれを説明する図。
１１…試料、１２…ＸＹ試料ステージ、２１…探針、２
２…カンチレバー、２３…加振用ピエゾ素子、２４…Ｘ
ＹＺ走査ピエゾ素子、２５…ＸＹ走査回路、３１…半導
体レーザ、３２…位置検出器、３３…レーザビーム、３
４…力検出器、３５…サーボ回路、３７…制御部、３８
…表示装置、４０…ロックイン増幅器、４１…乗算器、
４２…ローパスフィルタ、４５…発振器、５０…ＰＬＬ
回路、５１…発振回路、５３…位相比較器、５４…ルー
プフィルタ、５５…ループ増幅器、５６…電圧制御発振
器、６０…光学顕微鏡、６１…対物レンズ、６２…接眼
レンズ、６３…ＣＣＤカメラ
２…カンチレバー、２３…加振用ピエゾ素子、２４…Ｘ
ＹＺ走査ピエゾ素子、２５…ＸＹ走査回路、３１…半導
体レーザ、３２…位置検出器、３３…レーザビーム、３
４…力検出器、３５…サーボ回路、３７…制御部、３８
…表示装置、４０…ロックイン増幅器、４１…乗算器、
４２…ローパスフィルタ、４５…発振器、５０…ＰＬＬ
回路、５１…発振回路、５３…位相比較器、５４…ルー
プフィルタ、５５…ループ増幅器、５６…電圧制御発振
器、６０…光学顕微鏡、６１…対物レンズ、６２…接眼
レンズ、６３…ＣＣＤカメラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中山 知信
埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所
内
(72)発明者 保坂 純男
群馬県桐生市天神町１−５−１ 群馬大学
内
Ｆターム(参考） 2F069 AA02 AA06 CC06 DD08 DD19
GG06 GG07 GG18 HH09 HH30
JJ07
Claims (10)
- 【請求項１】 試料を載置する試料ステージと、 探針と、 前記探針を固定したカンチレバーと、 前記探針を試料表面に沿う方向に２次元的に移動させる
第１の探針移動手段と、 前記探針を試料表面に対して近づく方向あるいは遠ざか
る方向に移動させる第２の探針移動手段と、 前記探針の位置を検出する探針位置検出手段と、 前記カンチレバーをその共振点よりわずかに外れた所定
の周波数で振動させる手段と、 前記カンチレバーの前記所定の周波数成分の振動振幅を
検出する振幅検出手段と、 前記カンチレバーを試料表面に対して近づく方向に移動
させながら前記カンチレバーの前記所定の周波数成分の
振動振幅の変化を検出し、前記振動振幅の変化が所定量
に達したときの前記探針の位置を計測する制御手段とを
含むことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項２】 請求項１記載の走査型プローブ顕微鏡に
おいて、前記振幅検出手段はロックイン増幅器からなる
ことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項３】 試料を載置する試料ステージと、 探針と、 前記探針を固定したカンチレバーと、 前記探針を試料表面に沿う方向に２次元的に移動させる
第１の探針移動手段と、 前記探針を試料表面に対して近づく方向あるいは遠ざか
る方向に移動させる第２の探針移動手段と、 前記探針の位置を検出する探針位置検出手段と、 前記探針を固定したカンチレバーをその共振点で振動さ
せる手段と、 前記カンチレバーの共振周波数のシフトを検出する共振
周波数シフト検出手段と、 前記カンチレバーを試料表面に対して近づく方向に移動
させながら前記カンチレバーの共振周波数のシフトを検
出し、前記共振周波数のシフトが所定量に達したときの
前記探針の位置を計測する制御手段とを含むことを特徴
とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項４】 請求項３記載の走査型プローブ顕微鏡に
おいて、前記共振周波数シフト検出手段はフェイズロッ
クドループ回路からなることを特徴とする走査型プロー
ブ顕微鏡。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の走査
型プローブ顕微鏡において、前記探針はカーボンナノチ
ューブからなることを特徴とする走査型プローブ顕微
鏡。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の走査
型プローブ顕微鏡において、前記探針位置検出手段とし
て、容量変位計、歪みゲージ、光干渉計又は光てこを用
いることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 - 【請求項７】 探針を固定したカンチレバーを備える走
査型プローブ顕微鏡を用いて試料の表面構造を測定する
方法において、 前記探針と試料表面との間隙を一定に保つサーボ系を停
止させ、前記探針を試料から離した状態で試料表面に沿
う向に測定点まで移動させるステップと、 前記探針を振動させながら試料表面に近づけ引力領域で
所定の原子間力を検出した時の前記探針の位置を測定す
るステップと、 前記探針を試料表面から離れる方向に移動させるステッ
プとを測定点毎に反復することを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法において、前記探針
を試料表面から離れる方向に移動させるステップでは、
前記探針を試料の吸着力の影響がなくなる距離以上移動
させることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８記載の方法において、前
記振動の周波数は前記カンチレバーの共振点よりわずか
に外れた周波数であり、前記カンチレバーの振動振幅の
変化に基づいて前記所定の原子間力を検出することを特
徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項７又は８記載の方法において、
前記振動の周波数は前記カンチレバーの共振点の周波数
であり、前記カンチレバーの共振周波数のシフトに基づ
いて前記所定の原子間力を検出することを特徴とする方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028046A JP2003227788A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法 |
| KR10-2004-7011279A KR20040096530A (ko) | 2002-02-05 | 2003-02-05 | 주사형프로브현미경 및 시료의 표면구조측정방법 |
| EP03703178A EP1482297A4 (en) | 2002-02-05 | 2003-02-05 | RASTERSONDENMIKROSKOP AND METHOD FOR MEASURING THE SURFACE STRUCTURE OF PREPARATIONS |
| US10/503,701 US7241994B2 (en) | 2002-02-05 | 2003-02-05 | Scanning probe microscope and specimen surface structure measuring method |
| PCT/JP2003/001168 WO2003067224A1 (en) | 2002-02-05 | 2003-02-05 | Scanning probe microscope and specimen surface structure measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028046A JP2003227788A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227788A true JP2003227788A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27677852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002028046A Pending JP2003227788A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7241994B2 (ja) |
| EP (1) | EP1482297A4 (ja) |
| JP (1) | JP2003227788A (ja) |
| KR (1) | KR20040096530A (ja) |
| WO (1) | WO2003067224A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234507A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡とその測定方法 |
| JP2011511286A (ja) * | 2008-02-01 | 2011-04-07 | インペリアル イノベーションズ リミテッド | 走査型イオンコンダクタンス顕微鏡法 |
| US8034641B2 (en) | 2009-10-26 | 2011-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for inspection of defects on a substrate |
| JP2012513615A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | カールツァイス エスエムエス ゲーエムベーハー | フォトマスクの基板の端縁における、または端縁に近接した欠陥の修復形状を測定する方法 |
| JP2021092572A (ja) * | 2017-03-28 | 2021-06-17 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 走査型プローブ顕微鏡 |
| WO2022065928A1 (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 파크시스템스 주식회사 | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 |
| KR20220041757A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-04-01 | 파크시스템스 주식회사 | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005024390A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Hitachi Kenki Fine Tech Co., Ltd | プローブの製造方法、プローブおよび走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2006059701A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Sii Nanotechnology Inc | 荷電粒子ビーム装置およびそれを用いた狭ギャップ電極形成方法 |
| US7444856B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-11-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Sensors for electrochemical, electrical or topographical analysis |
| JP2006125846A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Olympus Corp | カンチレバー |
| JP4502122B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2010-07-14 | セイコーインスツル株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡及び走査方法 |
| KR100635546B1 (ko) | 2004-12-24 | 2006-10-17 | 학교법인 포항공과대학교 | 전계 효과 트랜지스터 채널 구조를 갖는 스캐닝 프로브마이크로 스코프의 탐침 및 그 제조 방법 |
| US7571638B1 (en) * | 2005-05-10 | 2009-08-11 | Kley Victor B | Tool tips with scanning probe microscopy and/or atomic force microscopy applications |
| US9423693B1 (en) | 2005-05-10 | 2016-08-23 | Victor B. Kley | In-plane scanning probe microscopy tips and tools for wafers and substrates with diverse designs on one wafer or substrate |
| JP2008051556A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Sii Nanotechnology Inc | 光学式変位検出機構及びそれを用いた表面情報計測装置 |
| KR100761059B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2007-09-21 | 파크시스템스 주식회사 | 오버행 샘플 측정이 가능한 주사 탐침 현미경 |
| US8050802B2 (en) * | 2006-11-03 | 2011-11-01 | Bruker Nano, Inc. | Method and apparatus of compensating for position shift |
| US8166567B2 (en) | 2007-03-16 | 2012-04-24 | Bruker Nano, Inc. | Fast-scanning SPM scanner and method of operating same |
| US8904560B2 (en) * | 2007-05-07 | 2014-12-02 | Bruker Nano, Inc. | Closed loop controller and method for fast scanning probe microscopy |
| US7770231B2 (en) | 2007-08-02 | 2010-08-03 | Veeco Instruments, Inc. | Fast-scanning SPM and method of operating same |
| FR2921192B1 (fr) * | 2007-09-17 | 2010-08-20 | Commissariat Energie Atomique | Lentille a immersion solide et procede de realisation associe |
| CN101294887B (zh) * | 2007-11-20 | 2011-01-26 | 中国科学院电工研究所 | Spm高分辨图形数据处理方法 |
| JP5351590B2 (ja) * | 2009-04-01 | 2013-11-27 | キヤノン株式会社 | 圧電素子駆動ユニット及び異物除去装置 |
| KR101045059B1 (ko) * | 2009-06-17 | 2011-06-29 | (주)나노포커스 | 에이에프엠 측정 방법 및 에이에프엠 측정 시스템 |
| WO2010150756A1 (ja) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | 国立大学法人京都大学 | 走査型プローブ顕微鏡及びそのプローブ近接検出方法 |
| US8549660B2 (en) | 2010-04-09 | 2013-10-01 | Boise State University | Cantilever-based optical fiber probe interfacial force microscope for partial immersion in liquid |
| US20120047610A1 (en) | 2010-04-09 | 2012-02-23 | Boise State University | Cantilever-based optical interface force microscope |
| EP2646838B1 (en) * | 2010-11-29 | 2019-11-27 | Bruker Nano, Inc. | Method of using peak force tapping mode to measure physical properties of a sample |
| CN103288033B (zh) * | 2012-02-23 | 2016-02-17 | 清华大学 | 碳纳米管微尖结构的制备方法 |
| CN103293341B (zh) * | 2012-02-23 | 2015-07-01 | 清华大学 | 原子力显微镜探针 |
| CN103295853B (zh) * | 2012-02-23 | 2015-12-09 | 清华大学 | 场发射电子源及应用该场发射电子源的场发射装置 |
| CN103515168B (zh) * | 2012-06-20 | 2016-01-20 | 清华大学 | 热发射电子器件 |
| US9778572B1 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Victor B. Kley | In-plane scanning probe microscopy tips and tools for wafers and substrates with diverse designs on one wafer or substrate |
| EP2816342A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | CSM Instruments SA | Measuring head for nanoindentation instrument and measuring method |
| CN104865409B (zh) * | 2015-05-07 | 2017-12-05 | 天津大学 | 基于新型音叉探针的双频原子力测试系统与方法 |
| CN105241908A (zh) * | 2015-08-28 | 2016-01-13 | 广州市本原纳米仪器有限公司 | 一种改进的扫描探针显微镜扫描方法 |
| CN105258786A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-20 | 中国科学院半导体研究所 | 高频谐振子的谐振频率及品质因子快速测量 |
| WO2017125466A1 (en) | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Anton Paar Tritec Sa | Sample holder arrangement |
| KR102407818B1 (ko) | 2016-01-26 | 2022-06-10 | 삼성전자주식회사 | 원자힘 현미경용 캔틸레버 세트, 이를 포함하는 기판 표면 검사 장치, 이를 이용한 반도체 기판의 표면 분석 방법 및 이를 이용한 미세 패턴 형성 방법 |
| WO2018211563A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | オリンパス株式会社 | 原子間力顕微鏡 |
| TWI730578B (zh) * | 2020-01-06 | 2021-06-11 | 精浚科技股份有限公司 | 原子力顯微鏡 |
| TWI714418B (zh) * | 2020-01-06 | 2020-12-21 | 精浚科技股份有限公司 | 聚焦式原子力顯微鏡 |
| CN113125808A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-16 | 精浚科技股份有限公司 | 聚焦式原子力显微镜 |
| CN114765113B (zh) * | 2021-01-15 | 2024-07-05 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构尺寸的测量方法及设备 |
| CN114088981B (zh) * | 2021-10-21 | 2023-05-23 | 华南理工大学 | 一种侧壁扫描探针及其加工方法 |
| CN114155219B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-05-14 | 东北林业大学 | 基于afm敲击加工轨迹测压电剪切叠堆高频运动位移的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566794B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1996-12-25 | セイコー電子工業株式会社 | 走査型トンネル顕微鏡の測定方法 |
| JP2936545B2 (ja) | 1988-06-24 | 1999-08-23 | 株式会社日立製作所 | 走査プローブ顕微鏡 |
| JPH05296761A (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-09 | Hitachi Ltd | 走査型力顕微鏡 |
| DE69309318T2 (de) | 1992-01-10 | 1997-10-30 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | Verfahren und Vorrichtung zum Beobachten einer Fläche |
| US5262643A (en) * | 1992-06-12 | 1993-11-16 | International Business Machines Corp. | Automatic tip approach method and apparatus for scanning probe microscope |
| US5412980A (en) * | 1992-08-07 | 1995-05-09 | Digital Instruments, Inc. | Tapping atomic force microscope |
| JPH09152436A (ja) | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡用プローブ及びその作製方法 |
| JPH1130619A (ja) | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Jeol Ltd | 走査プローブ顕微鏡 |
| DE19812987A1 (de) * | 1998-03-24 | 1999-09-30 | Boris Anczykowski | Selbstanregungs-Kraftmikroskopie mit Amplituden und Frequenzregelung bei konstanter Anregungsamplitude |
| US6079254A (en) * | 1998-05-04 | 2000-06-27 | International Business Machines Corporation | Scanning force microscope with automatic surface engagement and improved amplitude demodulation |
| JP3754821B2 (ja) * | 1998-07-09 | 2006-03-15 | 日本電子株式会社 | カンチレバー振幅測定方法および非接触原子間力顕微鏡 |
| US6666075B2 (en) * | 1999-02-05 | 2003-12-23 | Xidex Corporation | System and method of multi-dimensional force sensing for scanning probe microscopy |
| JP3766682B2 (ja) * | 1999-05-16 | 2006-04-12 | 喜萬 中山 | ナノチューブプローブ |
| JP3877919B2 (ja) * | 1999-10-13 | 2007-02-07 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡 |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002028046A patent/JP2003227788A/ja active Pending
-
2003
- 2003-02-05 WO PCT/JP2003/001168 patent/WO2003067224A1/ja active Application Filing
- 2003-02-05 US US10/503,701 patent/US7241994B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-05 EP EP03703178A patent/EP1482297A4/en not_active Withdrawn
- 2003-02-05 KR KR10-2004-7011279A patent/KR20040096530A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234507A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡とその測定方法 |
| WO2006098123A1 (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-21 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | 走査型プローブ顕微鏡とその測定方法 |
| JP2011511286A (ja) * | 2008-02-01 | 2011-04-07 | インペリアル イノベーションズ リミテッド | 走査型イオンコンダクタンス顕微鏡法 |
| JP2012513615A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | カールツァイス エスエムエス ゲーエムベーハー | フォトマスクの基板の端縁における、または端縁に近接した欠陥の修復形状を測定する方法 |
| US8034641B2 (en) | 2009-10-26 | 2011-10-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for inspection of defects on a substrate |
| JP2021092572A (ja) * | 2017-03-28 | 2021-06-17 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 走査型プローブ顕微鏡 |
| WO2022065928A1 (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 파크시스템스 주식회사 | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 |
| KR20220041757A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-04-01 | 파크시스템스 주식회사 | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 |
| KR102632891B1 (ko) | 2020-09-24 | 2024-02-06 | 파크시스템스 주식회사 | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040096530A (ko) | 2004-11-16 |
| US7241994B2 (en) | 2007-07-10 |
| EP1482297A4 (en) | 2008-04-30 |
| WO2003067224A1 (en) | 2003-08-14 |
| US20050242283A1 (en) | 2005-11-03 |
| EP1482297A1 (en) | 2004-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003227788A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡及び試料の表面構造測定方法 | |
| US7373806B2 (en) | Scanning probe microscope and scanning method | |
| EP0574234B1 (en) | Automatic tip approach method and apparatus for scanning probe microscope | |
| WO2004074816A1 (ja) | 走査プローブ顕微鏡およびこれを用いた試料観察方法並びに半導体デバイス製造方法 | |
| KR100751928B1 (ko) | 주사형 프로브 현미경과 그 탐침 이동 제어방법 | |
| US10197595B2 (en) | Dual-probe scanning probe microscope | |
| JP3925380B2 (ja) | 走査プローブ顕微鏡 | |
| JP2009525466A (ja) | 可変密度走査関連出願の相互参照本出願は、２００６年１月３１日に出願された米国仮特許出願６０／７６３，６５９の優先権を主張し、２００６年１１月２８日に出願された、米国特許出願１１／５６３，８２２（発明の名称「可変密度走査」）に関連しその優先権を主張するものであり、引用によりその全体を本明細書に包含する。 | |
| US7333191B2 (en) | Scanning probe microscope and measurement method using the same | |
| JPH0642953A (ja) | 原子間力顕微鏡 | |
| TW201831910A (zh) | 用於執行樣品上之偵測或樣品之特性鑑定的方法及系統 | |
| EP2776851B1 (en) | Method and apparatus of tuning a scanning probe microscope | |
| US9366693B2 (en) | Variable density scanning | |
| US7009414B2 (en) | Atomic force microscope and method for determining properties of a sample surface using an atomic force microscope | |
| JP2007085764A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡の探針制御方法 | |
| JP3076467B2 (ja) | 面合わせ方法およびそれを用いたトンネル顕微鏡および記録再生装置 | |
| JP2005283538A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡および漏洩物理量の計測方法 | |
| US20070012095A1 (en) | Scanning probe microscope | |
| JPWO2006019130A1 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡の探針走査制御方法および探針走査制御装置 | |
| Marinello et al. | Elastic-properties measurement at high temperatures through contact resonance atomic force microscopy | |
| KR20240127429A (ko) | 스캐닝 프로브 현미경 시스템 및 이러한 시스템의 동작 방법 | |
| JP2006220597A (ja) | 表面情報計測装置。 | |
| KR20220041757A (ko) | 측정 장치에 의해 측정 대상의 표면의 특성을 측정하는 방법, 이 방법이 수행되기 위한 원자 현미경 및 이 방법이 수행되기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 | |
| TW202311747A (zh) | 具有潛變校正的ａｆｍ成像 | |
| JP3597613B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031201 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040323 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050705 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050905 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050920 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051202 |