JP2005195548A - Scanning probe microscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning probe microscope capable of stable and highly reliable operation in inspections on wafers etc. without operation halts in an inspection apparatus or any damage to a probe even if samples are charged in an inline automatic inspection process of wafers etc. <P>SOLUTION: The scanning probe microscope is provided with a measuring unit 1 provided with a probe 20 at a tip of a cantilever 21 for acquiring information on sample surfaces by bringing the probe close to the samples 12, destaticizing devices (301 and 302) for removing electrostatic charges of the samples, an electrostatically charged state determining part 311 for detecting the state of electrostatic charges of the samples based on displacements of the cantilever, and an additional destaticizing control part 312 for additionally removing electricity in the case that the state of electrostatic charge of the samples exceeds a threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は走査型プローブ顕微鏡に関し、特に、試料の帯電を確実に除去するための除電装置を備えた走査型プローブ顕微鏡に関する。   The present invention relates to a scanning probe microscope, and more particularly to a scanning probe microscope provided with a charge removal device for reliably removing the charge of a sample.

走査型プローブ顕微鏡は、従来、原子のオーダ(等級)またはサイズの微細な対象物を観察できる測定分解能を有する測定装置として知られる。近年、走査型プローブ顕微鏡は、半導体デバイスが作られた基板やウェハの表面の微細な凹凸形状の測定など各種の分野に適用されている。測定に利用する検出物理量に応じて各種のタイプの走査型プローブ顕微鏡がある。例えばトンネル電流を利用する走査型トンネル顕微鏡、原子間力を利用する原子間力顕微鏡、磁気力を利用する磁気力顕微鏡等があり、それらの応用範囲も拡大しつつある。   A scanning probe microscope is conventionally known as a measurement apparatus having a measurement resolution capable of observing a fine object of atomic order (grade) or size. In recent years, scanning probe microscopes have been applied to various fields such as measurement of fine irregularities on the surface of a substrate or wafer on which a semiconductor device is made. There are various types of scanning probe microscopes depending on the detected physical quantity used for measurement. For example, there are a scanning tunnel microscope using a tunnel current, an atomic force microscope using an atomic force, a magnetic force microscope using a magnetic force, etc., and their application range is expanding.

上記のうち原子間力顕微鏡は、試料表面の微細な凹凸形状を高分解能で検出するのに適し、半導体基板、ディスクなどの分野で実績を上げている。最近ではインライン自動検査工程の用途でも使用されてきている。   Among these, the atomic force microscope is suitable for detecting fine irregularities on the surface of the sample with high resolution, and has a proven record in the fields of semiconductor substrates and disks. Recently, it has also been used for in-line automatic inspection processes.

原子間力顕微鏡は、基本的な構成として、原子間力顕微鏡の原理に基づく測定装置部分を備える。通常、圧電素子を利用して形成されたトライポッド型あるいはチューブ型のXYZ微動機構を備え、このXYZ微動機構の下端に、先端に探針が形成されたカンチレバーが取り付けられている。探針の先端は試料の表面に対向している。上記カンチレバーに対して例えば光てこ式光学検出装置が配備される。すなわち、カンチレバーの上方に配置されたレーザ光源(レーザ発振器)から出射されたレーザ光がカンチレバーの背面で反射され、光検出器より検出される。カンチレバーにおいて捩れや撓みが生じると、光検出器におけるレーザ光の入射位置が変化する。従って探針およびカンチレバーで変位が生じると、光検出器から出力される検出信号で当該変位の方向および量を検出できる。上記の原子間力顕微鏡の構成について、制御系として、通常、比較器、制御器が設けられる。比較器は、光検出器から出力される検出電圧信号と基準電圧とを比較し、その偏差信号を出力する。制御器は、当該偏差信号が0になるように制御信号を生成し、この制御信号をXYZ微動機構内のZ微動機構に与える。こうして、試料と探針の間の距離を一定に保持するフィードバックサーボ制御系が形成される。上記の構成によって探針を試料表面の微細凹凸に追従させながら走査し、その形状を測定することができる(例えば、特許文献1参照)。   The atomic force microscope includes a measuring device portion based on the principle of the atomic force microscope as a basic configuration. Usually, a tripod type or tube type XYZ fine movement mechanism formed using a piezoelectric element is provided, and a cantilever having a probe tip formed at the tip is attached to the lower end of the XYZ fine movement mechanism. The tip of the probe faces the surface of the sample. For example, an optical lever type optical detection device is provided for the cantilever. That is, laser light emitted from a laser light source (laser oscillator) disposed above the cantilever is reflected by the back surface of the cantilever and detected by the photodetector. When the cantilever is twisted or bent, the incident position of the laser beam in the photodetector changes. Therefore, when a displacement occurs between the probe and the cantilever, the direction and amount of the displacement can be detected by the detection signal output from the photodetector. As for the configuration of the above atomic force microscope, a comparator and a controller are usually provided as a control system. The comparator compares the detection voltage signal output from the photodetector with the reference voltage and outputs a deviation signal. The controller generates a control signal so that the deviation signal becomes zero, and gives this control signal to the Z fine movement mechanism in the XYZ fine movement mechanism. In this way, a feedback servo control system that maintains a constant distance between the sample and the probe is formed. With the above configuration, the probe can be scanned while following the fine irregularities on the sample surface, and the shape of the probe can be measured (see, for example, Patent Document 1).

原子間力顕微鏡が発明された当時は、その高分解能性を利用してnm(ナノメートル)以下のオーダの表面微細形状の測定が中心課題であった。しかしながら、現在では、走査型プローブ顕微鏡は半導体デバイスのインライン製作装置の途中の段階で検査を行うインライン自動検査までその使用範囲が拡大してきている。このような状況になると、実際の検査工程では、基板またはウェハの表面を所定の間隔毎に検査することが要求される。そのために、基板またはウェハの表面を迅速に検出する自動測定も求められつつある。また、実際の検査工程の前には、種々の工程があり、それらの工程において処理された基板またはウェハ等の試料が帯電することがある。   At the time when the atomic force microscope was invented, measurement of surface fine shapes on the order of nm (nanometer) or less was a central issue by utilizing its high resolution. However, at present, the scanning probe microscope has been expanded in its range of use to in-line automatic inspection in which inspection is performed at an intermediate stage of an in-line manufacturing apparatus for semiconductor devices. In such a situation, in the actual inspection process, it is required to inspect the surface of the substrate or wafer at predetermined intervals. For this reason, automatic measurement for rapidly detecting the surface of a substrate or wafer is also being demanded. Further, there are various processes before the actual inspection process, and a sample such as a substrate or a wafer processed in these processes may be charged.

一般に、原子間力顕微鏡では、観察対象である試料が帯電している場合、カンチレバーが帯電した試料から静電気による引力(または斥力)を受け、試料に接近できなくなり、測定不能状態に陥ることが知られている。   In general, in the atomic force microscope, when the sample to be observed is charged, the cantilever receives an attractive force (or repulsive force) due to static electricity from the charged sample, making it impossible to access the sample, resulting in an inability to measure. It has been.

また一般に、試料の帯電は、除電装置(帯電除去装置)に試料を暴露することで除電できることが知られている。そのため、従来の原子間力顕微鏡では、装置内外に除電装置が備えられ、検査前に試料の除電を行う(特許文献2)。しかしながら、試料の除電が不十分な状態で無理にカンチレバーの先端の探針を接近させると、探針と試料の最初の接触時に探針と試料との間でマイクロスパーク(微小な火花)が発生し、探針が損傷し、測定が不能になったり、あるいは測定ができたとしても測定データにノイズを生じる可能性が高い。それ故、原子間力顕微鏡では、試料の帯電量が大きい場合には探針を接近させられず、測定が中断されたり、あるいは無理に接近させると探針が損傷するという問題があった。   In general, it is known that a sample can be charged by exposing the sample to a charge removal device (charge removal device). For this reason, in a conventional atomic force microscope, a neutralization device is provided inside and outside the device, and the sample is neutralized before inspection (Patent Document 2). However, if the tip at the tip of the cantilever is forcibly approached with insufficient charge removal from the sample, a microspark occurs between the probe and the sample at the first contact between the probe and the sample. However, even if the probe is damaged and measurement becomes impossible, or measurement can be performed, there is a high possibility that noise will occur in the measurement data. Therefore, the atomic force microscope has a problem that the probe cannot be approached when the charge amount of the sample is large, and the probe is damaged if the measurement is interrupted or forcedly approached.

前述のインライン自動検査によれば、原子間力顕微鏡(AFM)は、半導体工場の製造ラインにおいて各工程での抜取り検査(ラインQC)や、製造装置の条件出し等に用いられる。   According to the in-line automatic inspection described above, the atomic force microscope (AFM) is used for sampling inspection (line QC) in each process, condition determination of the manufacturing apparatus, and the like in the manufacturing line of the semiconductor factory.

半導体の製造ラインでは上記のごとくその製造工程(プロセス)によりウェハが帯電することがある。例えばスクラブ洗浄工程の直後はウェハが帯電している場合が多い。   In the semiconductor manufacturing line, the wafer may be charged by the manufacturing process as described above. For example, the wafer is often charged immediately after the scrub cleaning process.

さらに製造プロセスの一部変更や、製造装置の不具合のために条件が変わり、ウェハの帯電量が増加する場合がある。この場合、初期に設定された除電時間では除電が不足してウェハを完全に除電することができず、その結果、探針を接近できず、検査装置が停止することになる。半導体の製造ラインは24時間稼動であり、装置停止はラインスケジュールに影響を与え、最悪はライン停止に陥る。装置停止時に、現場に原子間力顕微鏡(AFM)を熟知した管理者が居るとは限らないため、新たに除電時間の再設定が行えない可能性が高い。
特許第3364531号公報 特開2000−171471号公報(例えば段落0046)
Furthermore, conditions may change due to partial changes in the manufacturing process or defects in the manufacturing apparatus, and the amount of charge on the wafer may increase. In this case, the static elimination time set at the initial stage is insufficient for static elimination, and the wafer cannot be completely eliminated. As a result, the probe cannot be approached and the inspection apparatus stops. The semiconductor production line is operated for 24 hours, and the stoppage of the apparatus affects the line schedule, and the worst case is the line stoppage. Since there is not always an administrator who is familiar with the atomic force microscope (AFM) at the site when the apparatus is stopped, there is a high possibility that the static elimination time cannot be reset again.
Japanese Patent No. 3364531 JP 2000-171471 A (for example, paragraph 0046)

本発明の課題は、上記のような運用環境での走査型プローブ顕微鏡に基づく帯電したウェハ等の検査で、検査装置が動作停止に陥ったり、探針が損傷を受けてしまうのを防止することにある。   An object of the present invention is to prevent the inspection apparatus from being stopped or the probe from being damaged in the inspection of a charged wafer or the like based on the scanning probe microscope in the operating environment as described above. It is in.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、ウェハ等のインライン自動検査工程でたとえ試料が帯電していたとしても、当該ウェハ等の検査で、検査装置が動作停止に陥らず、探針が損傷を受けることなく安定かつ信頼性の高い動作が可能な走査型プローブ顕微鏡を提供することにある。   In view of the above-described problems, the object of the present invention is to inspect the wafer or the like, even if the sample is charged in the in-line automatic inspection process of the wafer or the like, the inspection apparatus does not stop operating, and the probe is damaged. It is an object of the present invention to provide a scanning probe microscope capable of stable and reliable operation without being subjected to the above.

本発明に係る走査型プローブ顕微鏡は、上記目的を達成するために、次のように構成される。   In order to achieve the above object, a scanning probe microscope according to the present invention is configured as follows.

第1の走査型プローブ顕微鏡(請求項1に対応)は、カンチレバーの先端に探針を設け、探針を試料に対して接近させて、試料表面の情報を得る測定ユニットと、試料の帯電を除去するための除電装置を備えた走査型プローブ顕微鏡であり、カンチレバーの変位から試料の帯電状態を知る手段(帯電状態判定部)と、試料の帯電状態がしきい値以上の場合は追加除電を行う手段(追加除電制御部)とを備えるように構成される。   The first scanning probe microscope (corresponding to claim 1) is provided with a probe at the tip of the cantilever, and the probe is brought close to the sample to obtain information on the sample surface, and the sample is charged. A scanning probe microscope equipped with a static eliminator for removal, and means for knowing the charged state of the sample from the displacement of the cantilever (charged state determination unit), and additional static elimination if the charged state of the sample is above a threshold value And a means for performing (additional charge removal control unit).

第2の走査型プローブ顕微鏡(請求項2に対応)は、上記の第1の装置構成において、好ましくは、除電装置は、電極針に電圧をかけることにより、電極針から正と負のイオンを交互に発生させる除電器であることで特徴づけられる。
さらに第3の走査型プローブ顕微鏡(請求項3に対応)は、上記の第1の装置構成において、好ましくは、上記除電装置は、X線または紫外線を照射することにより試料の近傍のガスを電離し正と負のイオンを発生させる除電器であることで特徴づけられる。
In the second scanning probe microscope (corresponding to claim 2), in the first apparatus configuration described above, preferably, the static elimination apparatus applies positive and negative ions from the electrode needle by applying a voltage to the electrode needle. It is characterized by static eliminators that are generated alternately.
Further, in the first scanning probe microscope (corresponding to claim 3), in the first apparatus configuration described above, preferably, the static eliminator ionizes gas in the vicinity of the sample by irradiating with X-rays or ultraviolet rays. It is characterized by a static eliminator that generates positive and negative ions.

第4の走査型プローブ顕微鏡(請求項4に対応)は、上記の装置構成において、好ましくは、カンチレバーの変位から試料の帯電状態を知る手段は、光検出器の出力信号に基づいて試料の帯電状態を知ることで特徴づけられる。   In the fourth scanning probe microscope (corresponding to claim 4), preferably, the means for knowing the charged state of the sample from the displacement of the cantilever is configured to charge the sample based on the output signal of the photodetector. Characterized by knowing the state.

第5の走査型プローブ顕微鏡(請求項5に対応)は、上記の装置構成において、好ましくは、追加除電を行ったときは、追加除電に係る情報を表示手段に表示する手段を有することで特徴づけられる。   The fifth scanning probe microscope (corresponding to claim 5) is characterized in that, in the above-described apparatus configuration, preferably, when additional static elimination is performed, the display means has information for displaying information related to the additional static elimination. It is attached.

本発明に係る走査型プローブ顕微鏡では、試料の帯電を除去するための除電装置を備えるものであって、さらに試料の帯電状態を知る手段と、試料の帯電状態がしきい値以上の場合は繰り返し追加除電を行う手段を備え、これにより試料の帯電状態を判定し、試料の帯電状態に応じて試料の帯電を除去することが可能である。従来の走査型プローブ顕微鏡では、試料の帯電状態に応じて繰り返し追加除電する手段がないため、測定する試料が帯電していた場合、帯電状態に応じて追加除電をすることができず、完全には除電されないために、探針を試料表面に接近させることができなくなることがある。これに対して本発明では、上記の構成に基づき、試料の帯電を確実に除去することができる。すなわち、接近手段により、カンチレバーと試料は数mm離れた状態から接近を始めたとき、この距離においても、試料の帯電状態によっては、静電気力によりカンチレバーは変位し、微小区間接近させた際のカンチレバー変位より、次の微小区間を接近させた際のカンチレバー変位、すなわちウェハ等の試料の表面電位を予測できる。予測値がしきい値を超えている場合は追加除電を行う。この過程を必要に応じて繰り返すことで、しきい値以下の変位で接近完了し、人手を要さずに検査を続けることが可能となる。   The scanning probe microscope according to the present invention is equipped with a static eliminator for removing the charge of the sample, and further includes means for knowing the charged state of the sample and when the charged state of the sample is equal to or greater than a threshold value. It is possible to provide a means for performing additional static elimination, thereby determining the charged state of the sample and removing the charged sample according to the charged state of the sample. In conventional scanning probe microscopes, there is no means to repeatedly remove static electricity depending on the charged state of the sample.If the sample to be measured is charged, additional static electricity cannot be removed depending on the charged state. Is not discharged, the probe may not be able to approach the sample surface. On the other hand, in the present invention, the charge of the sample can be reliably removed based on the above configuration. That is, when the cantilever and the sample start approaching from a state where they are several mm apart by the approaching means, even at this distance, the cantilever is displaced by the electrostatic force depending on the charged state of the sample, and the cantilever when approaching a minute section From the displacement, the cantilever displacement when the next minute section is approached, that is, the surface potential of a sample such as a wafer can be predicted. If the predicted value exceeds the threshold value, additional static elimination is performed. By repeating this process as necessary, the approach is completed with a displacement equal to or less than the threshold value, and it is possible to continue the inspection without requiring manual labor.

本発明によれば、半導体デバイスのインライン自動検査工程で、突発的なウェハ帯電等により検査が中断すること、また探針が損傷を受けることを防止でき、経済的で検査信頼性の高い原子間力顕微鏡(AFM)等によるを検査を行うことができる。また追加除電プロセスによってウェハ等ごとの帯電量情報を蓄積することによってウェハ等ごとの事前除電を最適化できる。   According to the present invention, in an in-line automatic inspection process of semiconductor devices, it is possible to prevent the inspection from being interrupted due to sudden wafer charging or the like and to prevent the probe from being damaged. Inspection can be performed with a force microscope (AFM) or the like. In addition, by accumulating charge amount information for each wafer or the like by an additional charge removal process, it is possible to optimize the preliminary charge removal for each wafer or the like.

以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1〜図10に従って、本発明の代表的な実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡(SPM)を説明する。図1は走査型プローブ顕微鏡の装置全体の外観図と装置内部の概略構造の透視図を示している。この走査型プローブ顕微鏡は代表的な例として原子間力顕微鏡(AFM)を想定している。   A scanning probe microscope (SPM) according to a representative embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an external view of the entire apparatus of a scanning probe microscope and a perspective view of a schematic structure inside the apparatus. This scanning probe microscope assumes an atomic force microscope (AFM) as a typical example.

図1に示されるごとく、本実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡は、測定ユニット1と搬送ユニット2から構成される。測定ユニット1は、試料ステージ11、AFMセンサユニット3、第1制御装置33、第2制御装置34、表示装置35、入力装置36、除電器(イオナイザ)301、および除電器制御装置302から成る除電装置(帯電除去装置)を備えている。また搬送ユニット2は、搬送ロボット303、アライナ304、ロードポート305を備えている。   As shown in FIG. 1, the scanning probe microscope according to the present embodiment includes a measurement unit 1 and a transport unit 2. The measurement unit 1 includes a sample stage 11, an AFM sensor unit 3, a first control device 33, a second control device 34, a display device 35, an input device 36, a static eliminator (ionizer) 301, and a static eliminator control device 302. A device (charge removing device) is provided. The transport unit 2 includes a transport robot 303, an aligner 304, and a load port 305.

図2は、測定ユニット1の構成を示す図である。AFMセンサユニット3と除電器301の下方には試料ステージ11が設けられている。試料ステージ11の上に搬送ロボット303により搬送された試料12が置かれている。試料ステージ11は、直交するX軸とY軸とZ軸で成る3次元座標系13で試料12の位置を変えるための機構である。試料ステージ11はXYステージ14とZステージ15と試料ホルダ16とから構成されている。試料ステージ11は、通常、試料側で変位(位置変化)を生じさせる粗動機構部として構成される。試料ステージ11の試料ホルダ16の上面には、比較的大きな面積でかつ薄板形状の上記試料12が置かれ、保持されている。試料12は、例えば、表面上に半導体デバイスが製作された基板またはウェハである。試料12は試料ホルダ16上に固定されている。試料ホルダ16は試料固定用チャック機構を備えている。この試料ステージ11は、試料12の除電を行うときは、除電器301の直下に試料12を配置させ、他方、AFM測定を行うときはAFMセンサユニット3の直下に試料12を配置するように動作する。図2では、試料ホルダ16はAFM測定時の配置状態で図示されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the measurement unit 1. A sample stage 11 is provided below the AFM sensor unit 3 and the static eliminator 301. The sample 12 transported by the transport robot 303 is placed on the sample stage 11. The sample stage 11 is a mechanism for changing the position of the sample 12 in a three-dimensional coordinate system 13 composed of orthogonal X, Y, and Z axes. The sample stage 11 includes an XY stage 14, a Z stage 15, and a sample holder 16. The sample stage 11 is normally configured as a coarse movement mechanism that causes displacement (position change) on the sample side. On the upper surface of the sample holder 16 of the sample stage 11, the sample 12 having a relatively large area and a thin plate shape is placed and held. The sample 12 is, for example, a substrate or a wafer on which a semiconductor device is manufactured on the surface. The sample 12 is fixed on the sample holder 16. The sample holder 16 includes a sample fixing chuck mechanism. The sample stage 11 operates so as to place the sample 12 immediately below the static eliminator 301 when removing the sample 12, and to place the sample 12 directly below the AFM sensor unit 3 when performing AFM measurement. To do. In FIG. 2, the sample holder 16 is shown in an arrangement state at the time of AFM measurement.

図3に従って試料ステージ11の具体的な構成例を説明する。図3で、14はXYステージであり、15はZステージである。XYステージ14は水平面(XY平面)上で試料を移動させる機構であり、Zステージ15は垂直方向に試料12を移動させる機構である。Zステージ15は、例えば、XYステージ14の上に搭載されて取り付けられている。   A specific configuration example of the sample stage 11 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 14 is an XY stage, and 15 is a Z stage. The XY stage 14 is a mechanism for moving the sample on the horizontal plane (XY plane), and the Z stage 15 is a mechanism for moving the sample 12 in the vertical direction. The Z stage 15 is mounted and mounted on the XY stage 14, for example.

XYステージ14は、Y軸方向に向けて配置された平行な2本のY軸レール201とY軸モータ202とY軸駆動力伝達機構203から成るY軸機構部と、X軸方向に向けて配置された平行な2本のX軸レール204とX軸モータ205とX軸駆動力伝達機構206から成るX軸機構部とから構成されている。上記XYステージ14によって、Zステージ15はX軸方向またはY軸方向に任意に移動させられる。またZステージ15には、試料ホルダ16をZ軸方向に昇降させるための駆動機構が付設されている。図3では当該駆動機構は隠れており、図示されていない。試料ホルダ16の上には試料12を固定するためのチャック機構207が設けられる。チャック機構207には、通常、機械式、吸着や静電等の作用を利用した機構が利用される。   The XY stage 14 includes two Y-axis rails 201 arranged in parallel in the Y-axis direction, a Y-axis motor unit composed of a Y-axis motor 202 and a Y-axis driving force transmission mechanism 203, and an X-axis direction. The X-axis mechanism unit includes two parallel X-axis rails 204, an X-axis motor 205, and an X-axis driving force transmission mechanism 206. By the XY stage 14, the Z stage 15 is arbitrarily moved in the X-axis direction or the Y-axis direction. The Z stage 15 is provided with a drive mechanism for raising and lowering the sample holder 16 in the Z-axis direction. In FIG. 3, the drive mechanism is hidden and not shown. A chuck mechanism 207 for fixing the sample 12 is provided on the sample holder 16. As the chuck mechanism 207, a mechanical type or a mechanism using an action such as adsorption or electrostatic is usually used.

再び図2において、AFMセンサユニット3には、駆動機構17を備えた光学顕微鏡18が配置されている。光学顕微鏡18は駆動機構17によって支持されている。駆動機構17は、光学顕微鏡18を、Z軸方向に動かすためのフォーカス用Z方向移動機構部17aと、XYの各軸方向に動かすためのXY方向移動機構部17bとから構成されている。取付け関係として、Z方向移動機構部17aは光学顕微鏡18をZ軸方向に動かし、XY方向移動機構部17bは光学顕微鏡18とZ方向移動機構部17aのユニットをXYの各軸方向に動かす。XY方向移動機構部17bはフレーム部材に固定されるが、図2で当該フレーム部材の図示は省略されている。光学顕微鏡18は、その対物レンズ18aを下方に向けて配置され、試料12の表面を真上から臨む位置に配置されている。光学顕微鏡18の上端部にはカメラ19が付設されている。カメラ19は、対物レンズ18aで取り込まれた試料表面の特定領域の像を撮像して取得し、画像データを出力する。   In FIG. 2 again, the AFM sensor unit 3 is provided with an optical microscope 18 having a drive mechanism 17. The optical microscope 18 is supported by a drive mechanism 17. The drive mechanism 17 includes a focus Z-direction moving mechanism 17a for moving the optical microscope 18 in the Z-axis direction and an XY-direction moving mechanism 17b for moving in the XY axial directions. As an attachment relationship, the Z-direction moving mechanism 17a moves the optical microscope 18 in the Z-axis direction, and the XY-direction moving mechanism 17b moves the units of the optical microscope 18 and the Z-direction moving mechanism 17a in the respective XY axes. Although the XY direction moving mechanism portion 17b is fixed to the frame member, the frame member is not shown in FIG. The optical microscope 18 is disposed with its objective lens 18a facing downward, and is disposed at a position facing the surface of the sample 12 from directly above. A camera 19 is attached to the upper end of the optical microscope 18. The camera 19 captures and acquires an image of a specific area of the sample surface captured by the objective lens 18a, and outputs image data.

試料12の上側には、先端に探針20を備えたカンチレバー21が接近した状態で配置されている。カンチレバー21は取付け部22に固定されている。取付け部22は、例えば、空気吸引部(図示せず)が設けられると共に、この空気吸引部は空気吸引装置(図示せず)に接続されている。カンチレバー21は、その大きな面積の基部が取付け部22の空気吸引部で吸着されることにより、固定され装着される。   On the upper side of the sample 12, a cantilever 21 having a probe 20 at the tip is arranged in a close state. The cantilever 21 is fixed to the attachment portion 22. For example, the attachment portion 22 is provided with an air suction portion (not shown), and the air suction portion is connected to an air suction device (not shown). The cantilever 21 is fixed and mounted by adsorbing the base portion having a large area by the air suction portion of the mounting portion 22.

上記の取付け部22は、Z方向に微動動作を生じさせるZ微動機構23に取り付けられている。さらにZ微動機構23はカンチレバー変位検出部24の下面に取り付けられている。   The attachment portion 22 is attached to a Z fine movement mechanism 23 that causes a fine movement operation in the Z direction. Further, the Z fine movement mechanism 23 is attached to the lower surface of the cantilever displacement detection unit 24.

カンチレバー変位検出部24は、支持フレーム25にレーザ光源26と光検出器27が所定の配置関係で取り付けられた構成を有する。カンチレバー変位検出部24とカンチレバー21は一定の位置関係に保持され、レーザ光源26から出射されたレーザ光28はカンチレバー21の背面で反射されて光検出器27に入射されるようになっている。上記カンチレバー変位検出部は光てこ式光学検出装置を構成する。この光てこ式光学検出装置によって、カンチレバー21で捩れや撓み等の変形が生じると、当該変形を検出することができる。   The cantilever displacement detector 24 has a configuration in which a laser light source 26 and a light detector 27 are attached to a support frame 25 in a predetermined arrangement relationship. The cantilever displacement detector 24 and the cantilever 21 are held in a certain positional relationship, and the laser light 28 emitted from the laser light source 26 is reflected by the back surface of the cantilever 21 and enters the photodetector 27. The cantilever displacement detector constitutes an optical lever type optical detector. When the cantilever 21 undergoes deformation such as twisting or bending by the optical lever type optical detection device, the deformation can be detected.

カンチレバー変位検出部24はXY微動機構29に取り付けられている。XY微動機構29によってカンチレバー21および探針20等はXYの各軸方向に微小距離で移動される。このとき、カンチレバー変位検出部24は同時に移動されることになり、カンチレバー21とカンチレバー変位検出部24の位置関係は不変である。   The cantilever displacement detector 24 is attached to an XY fine movement mechanism 29. The XY fine movement mechanism 29 moves the cantilever 21, the probe 20 and the like at a minute distance in the XY axial directions. At this time, the cantilever displacement detector 24 is moved simultaneously, and the positional relationship between the cantilever 21 and the cantilever displacement detector 24 is unchanged.

上記において、Z微動機構23とXY微動機構29は、通常、圧電素子で構成されている。Z微動機構23とXY微動機構29によって、探針20の移動について、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の各々へ微小距離(例えば数〜10μm、最大100μm)の変位を生じさせる。   In the above description, the Z fine movement mechanism 23 and the XY fine movement mechanism 29 are usually composed of piezoelectric elements. The Z fine movement mechanism 23 and the XY fine movement mechanism 29 cause displacement of the probe 20 by a minute distance (for example, several to 10 μm, maximum 100 μm) in each of the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction.

上記の取付け関係において、光学顕微鏡18による観察視野には、試料12の特定領域の表面と、カンチレバー21における探針20を含む先端部(背面部)とが含まれる。   In the above mounting relationship, the observation field of view by the optical microscope 18 includes the surface of a specific region of the sample 12 and the tip (back) of the cantilever 21 including the probe 20.

また図2において、試料ステージ11の上方には、前述した除電器(イオナイザ)301が配置されている。そして後に述べるように除電器301とこれを制御する除電器制御装置302により除電装置を構成する。   In FIG. 2, the above-described static eliminator (ionizer) 301 is disposed above the sample stage 11. As will be described later, a static eliminator 301 and a static eliminator control device 302 for controlling the static eliminator 301 constitute a static eliminator.

図4は、除電装置の構成と動作を解説する図である。図4(a)で示すように除電装置は、除電器301と除電器制御装置302から構成される。除電器301は、複数のイオン発生部301aを備え、各イオン発生部301aは電極針301bを有する。図4(b)に示すように電極針301bは電源301cにより高電圧を印加され、電極針301bと接地面の間にコロナ放電を発生させ、正イオン301dと負イオン301eを多数生成する。これらのイオンにより、帯電している試料を電気的に中和し除電する。ここで、除電器301はAC方式の除電器であり、図4(c)で示すように電極針301bに曲線C10で示した交流電圧をかける。これにより、点線L11で示す正側のしきい値電圧(例えば3kV)以上の電圧になったとき正イオンを発生し、点線L12で示す負側のしきい値電圧(例えば−3kV)以下の電圧になったとき負イオンを発生する。このように電極針301bから正イオンと負イオンを交互に発生させる。図4(c)での縦軸は印加電圧(V)を示し、横軸は時間(t)を示す。通常、50Hzまたは60Hzの交流電源を使用し、正イオンと負イオンは50Hzまたは60Hzで交互に発生する。除電処理は、除電時間、すなわち電極針301bに交流電圧をかける時間により制御される。   FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration and operation of the static eliminator. As shown in FIG. 4A, the static eliminator includes a static eliminator 301 and a static eliminator control device 302. The static eliminator 301 includes a plurality of ion generators 301a, and each ion generator 301a has an electrode needle 301b. As shown in FIG. 4B, a high voltage is applied to the electrode needle 301b by the power supply 301c, and a corona discharge is generated between the electrode needle 301b and the ground surface to generate a large number of positive ions 301d and negative ions 301e. With these ions, the charged sample is electrically neutralized and neutralized. Here, the static eliminator 301 is an AC type static eliminator, and as shown in FIG. 4C, an AC voltage indicated by a curve C10 is applied to the electrode needle 301b. As a result, positive ions are generated when the voltage is equal to or higher than the positive threshold voltage (eg, 3 kV) indicated by the dotted line L11, and the voltage is equal to or lower than the negative threshold voltage (eg, −3 kV) indicated by the dotted line L12. When it becomes, negative ions are generated. In this way, positive ions and negative ions are generated alternately from the electrode needle 301b. In FIG. 4C, the vertical axis indicates the applied voltage (V), and the horizontal axis indicates time (t). Usually, an AC power supply of 50 Hz or 60 Hz is used, and positive ions and negative ions are alternately generated at 50 Hz or 60 Hz. The charge removal process is controlled by the charge removal time, that is, the time during which the AC voltage is applied to the electrode needle 301b.

次に、再び図2を参照して走査型プローブ顕微鏡の制御系を説明する。制御系の構成としては、比較器31、制御器32、第1制御装置33、第2制御装置34、除電器制御装置302が設けられる。制御器32は、例えば原子間力顕微鏡(AFM)による測定機構を原理的に実現するための制御器である。また第1制御装置33は複数の駆動機構等のそれぞれの駆動制御用の制御装置であり、除電器制御装置302は除電器301の動作を制御する装置であり、第2制御装置34は上位の制御装置である。   Next, referring to FIG. 2 again, the control system of the scanning probe microscope will be described. As a configuration of the control system, a comparator 31, a controller 32, a first control device 33, a second control device 34, and a static eliminator control device 302 are provided. The controller 32 is a controller for realizing in principle a measurement mechanism using, for example, an atomic force microscope (AFM). The first control device 33 is a control device for driving control of each of a plurality of drive mechanisms, the static eliminator control device 302 is a device that controls the operation of the static eliminator 301, and the second control device 34 is a host device. It is a control device.

比較器31は、光検出器27から出力される電圧信号Vdと予め設定された基準電圧(Vref)とを比較し、その偏差信号s1を出力する(s1=Vref−Vd)。通常、探針に力が加わっていない状態では、Vdは0V近傍の電圧を示し、基準電圧(Vref)は通常測定状態ではプラス数Vに設定されている。探針に斥力が加わりカンチレバーが反試料側に変形すると、Vdはプラス側に変位し、探針に引力が加わりカンチレバーが試料側に変形すると、Vdはマイナス側に変形する。制御器32は、偏差信号s1が0になるように制御信号s2を生成し、この制御信号s2をZ微動機構23に与える。制御信号s2を受けたZ微動機構23は、カンチレバー21の高さ位置を調整し、探針20と試料12の表面との間の距離を一定の距離に保つ。上記の光検出器27からZ微動機構23に到る制御ループは、探針20で試料表面を走査するとき、光てこ式光学検出装置によってカンチレバー21の変形状態を検出しながら、探針20と試料12との間の距離を上記の基準電圧(Vref)に基づいて決まる所定の一定距離に保持するためのフィードバックサーボ制御のループである。この制御ループによって探針20は試料12の表面から一定の距離に保たれ、この状態で試料12の表面を走査すると、試料表面の凹凸形状を測定することができる。   The comparator 31 compares the voltage signal Vd output from the photodetector 27 with a preset reference voltage (Vref) and outputs a deviation signal s1 (s1 = Vref−Vd). Usually, when no force is applied to the probe, Vd indicates a voltage in the vicinity of 0 V, and the reference voltage (Vref) is set to a plus number V in the normal measurement state. When a repulsive force is applied to the probe and the cantilever is deformed to the anti-sample side, Vd is displaced to the plus side. When an attractive force is applied to the probe and the cantilever is deformed to the sample side, Vd is deformed to the minus side. The controller 32 generates a control signal s2 so that the deviation signal s1 becomes 0, and gives this control signal s2 to the Z fine movement mechanism 23. Upon receiving the control signal s2, the Z fine movement mechanism 23 adjusts the height position of the cantilever 21, and keeps the distance between the probe 20 and the surface of the sample 12 at a constant distance. The control loop from the photodetector 27 to the Z fine movement mechanism 23 detects the deformation state of the cantilever 21 with the optical lever type optical detection device while scanning the sample surface with the probe 20. This is a feedback servo control loop for maintaining the distance to the sample 12 at a predetermined constant distance determined based on the reference voltage (Vref). By this control loop, the probe 20 is kept at a constant distance from the surface of the sample 12, and when the surface of the sample 12 is scanned in this state, the uneven shape of the sample surface can be measured.

次に、第1制御装置33を説明する。第1制御装置33は次のような機能部を備えている。   Next, the first control device 33 will be described. The first control device 33 includes the following functional units.

光学顕微鏡18は、フォーカス用Z方向移動機構部17aとXY方向移動機構部17bとから成る駆動機構17によって、その位置が変化させられる。第1制御装置33は、上記のZ方向移動機構部17aとXY方向移動機構部17bのそれぞれの動作を制御するための第1駆動制御部41と第2駆動制御部42を備えている。   The position of the optical microscope 18 is changed by a driving mechanism 17 including a focusing Z-direction moving mechanism 17a and an XY-direction moving mechanism 17b. The first control device 33 includes a first drive control unit 41 and a second drive control unit 42 for controlling the operations of the Z direction moving mechanism unit 17a and the XY direction moving mechanism unit 17b.

光学顕微鏡18によって得られた試料表面やカンチレバー21の像は、カメラ19によって撮像され、画像データとして取り出される。光学顕微鏡18のカメラ19で得られた画像データは第1制御装置33に入力され、内部の画像処理部43で処理される。   The sample surface and the image of the cantilever 21 obtained by the optical microscope 18 are picked up by the camera 19 and taken out as image data. Image data obtained by the camera 19 of the optical microscope 18 is input to the first control device 33 and processed by the internal image processing unit 43.

制御器32等を含む上記のフィードバックサーボ制御ループにおいて、制御器32から出力される制御信号s2は、走査型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)における探針20の高さ信号を意味するものである。探針20の高さ信号すなわち制御信号s2によって探針20の高さ位置の変化に係る情報を得ることができる。探針20の高さ位置情報を含む上記制御信号s2は、前述のごとくZ微動機構23に対して駆動制御用に与えられると共に、制御装置33内のデータ処理部44に取り込まれる。   In the feedback servo control loop including the controller 32 and the like, the control signal s2 output from the controller 32 means a height signal of the probe 20 in the scanning probe microscope (atomic force microscope). . Information related to the change in the height position of the probe 20 can be obtained by the height signal of the probe 20, that is, the control signal s2. The control signal s2 including the height position information of the probe 20 is given to the Z fine movement mechanism 23 for driving control as described above, and is taken into the data processing unit 44 in the control device 33.

カンチレバー変位検出部(変位検出装置)24の光検出器27から出力される電圧信号Vdは、モニタ部49によってモニタされる。   The voltage signal Vd output from the photodetector 27 of the cantilever displacement detection unit (displacement detection device) 24 is monitored by the monitor unit 49.

試料12の表面の測定領域について探針20による試料表面の走査は、XY微動機構29を駆動することにより行われる。XY微動機構29の駆動制御は、XY微動機構29に対してXY走査信号s3を提供するXY走査制御部45によって行われる。   The scanning of the sample surface with the probe 20 in the measurement region on the surface of the sample 12 is performed by driving the XY fine movement mechanism 29. The drive control of the XY fine movement mechanism 29 is performed by an XY scanning control unit 45 that provides the XY fine movement mechanism 29 with an XY scanning signal s3.

また試料ステージ11のXYステージ14とZステージ15の駆動は、X方向駆動信号を出力するX駆動制御部46とY方向駆動信号を出力するY駆動制御部47とZ方向駆動信号を出力するZ駆動制御部48とによって制御される。   The XY stage 14 and the Z stage 15 of the sample stage 11 are driven by an X drive control unit 46 that outputs an X direction drive signal, a Y drive control unit 47 that outputs a Y direction drive signal, and a Z direction that outputs a Z direction drive signal. It is controlled by the drive control unit 48.

なお第1制御装置33は、必要に応じて、設定された制御用データ、入力した光学顕微鏡画像データや探針の高さ位置に係るデータ等を記憶・保存する記憶部を備える。   The first control device 33 includes a storage unit that stores and saves the set control data, the input optical microscope image data, the data related to the height position of the probe, and the like as necessary.

除電器制御装置302は、第2制御装置34からの指令に基づいて除電器301の動作を制御する装置である。   The static eliminator control device 302 is a device that controls the operation of the static eliminator 301 based on a command from the second control device 34.

上記第1制御装置33と除電器制御装置302に対して上位に位置する第2制御装置34が設けられている。第2制御装置34は、通常の計測プログラムの記憶・実行および通常の計測条件の設定・記憶、自動計測プログラムの記憶・実行およびその計測条件の設定・記憶、計測データの保存、計測結果の画像処理および表示装置(モニタ)35への表示等の処理を行う。特に、本発明の場合には、試料の帯電状態を知る機能と、試料の帯電状態がしきい値以上の場合に繰り返し追加除電を行う機能と、除電装置を駆動する機能とを実現するプログラムを備える。すなわち、試料がAFMセンサユニット3の直下にセット完了後、光検出器から出力される検出信号をモニタし、モニタした検出信号により試料の帯電状態を判定し、試料の帯電状態がしきい値以上の場合に繰り返し追加除電を行うためのプログラムを備えている。また試料カセット307がセットされた後の試料の搬送から、AFM測定までの一連のプロセスを行うプログラムを備えている。さらに通信機能を有するように構成し、外部装置との間で通信を行える機能を持たせることもできる。   A second control device 34 positioned above the first control device 33 and the static eliminator control device 302 is provided. The second control device 34 stores and executes a normal measurement program and sets and stores a normal measurement condition, stores and executes an automatic measurement program and sets and stores the measurement condition, stores measurement data, and displays an image of the measurement result. Processing such as processing and display on the display device (monitor) 35 is performed. In particular, in the case of the present invention, a program for realizing a function of knowing the charged state of a sample, a function of repeatedly performing additional static elimination when the charged state of the sample is equal to or greater than a threshold value, and a function of driving a static elimination device. Prepare. That is, after the sample is set directly under the AFM sensor unit 3, the detection signal output from the photodetector is monitored, the charged state of the sample is determined by the monitored detection signal, and the charged state of the sample is equal to or greater than the threshold value. In this case, a program for repeatedly performing additional static elimination is provided. In addition, a program for performing a series of processes from the conveyance of the sample after the sample cassette 307 is set to the AFM measurement is provided. Furthermore, it can be configured to have a communication function, and can have a function to communicate with an external device.

第2制御装置34は、上記の機能を有することから、処理装置であるCPU51と記憶部52とから構成される。記憶部52には上記のプログラムおよび条件データ等が記憶・保存される。また、CPU51と記憶部52により、試料がAFMセンサユニット直下にセット完了後、光検出器から出力される検出信号をモニタし、モニタした検出信号により試料の帯電状態を判定し、試料の帯電状態がしきい値以上の場合に繰り返し追加除電を行う機能と、試料カセットがセットされた後の試料の搬送から、AFM測定までの一連のプロセスを行う機能を実現する。さらに第2制御装置34は、画像表示制御部53と通信部等を備える。加えて第2制御装置34にはインタフェース54を介して入力装置36が接続されており、入力装置36によって記憶部52に記憶されるプログラム、条件、データ等を設定・変更することができるようになっている。また第2制御装置34には、インタフェース56を介して搬送ロボット303が接続される。   Since the second control device 34 has the above function, the second control device 34 includes a CPU 51 that is a processing device and a storage unit 52. The storage unit 52 stores and saves the above programs, condition data, and the like. In addition, the CPU 51 and the storage unit 52 monitor the detection signal output from the photodetector after the sample is set directly under the AFM sensor unit, determine the charged state of the sample based on the monitored detection signal, and charge the sample. A function of repeatedly performing additional static elimination when the value is equal to or greater than a threshold value and a function of performing a series of processes from sample conveyance after setting the sample cassette to AFM measurement are realized. Further, the second control device 34 includes an image display control unit 53 and a communication unit. In addition, an input device 36 is connected to the second control device 34 via an interface 54 so that programs, conditions, data, and the like stored in the storage unit 52 can be set and changed by the input device 36. It has become. In addition, a transport robot 303 is connected to the second control device 34 via an interface 56.

第2制御装置34のCPU51は、バス55を介して、第1制御装置33の各機能部に対して上位の制御指令等を提供し、また画像処理部43とデータ処理部44とモニタ部49等から画像データや探針の高さに係るデータ等を提供される。さらに、除電器制御装置302に対して事前除電と追加除電のための上位の制御指令を提供する。   The CPU 51 of the second control device 34 provides higher-level control commands and the like to each functional unit of the first control device 33 via the bus 55, and the image processing unit 43, the data processing unit 44, and the monitor unit 49. Image data, data related to the height of the probe, and the like. Further, a higher-level control command for preliminary static elimination and additional static elimination is provided to the static eliminator control device 302.

次に、図1および図5を参照して搬送ユニット2を説明する。搬送ユニット2は、ロードポート305とアライナ304と搬送ロボット303を備えている。ロードポート305は試料カセットを設置するためのものである。アライナ304は、ウェハの方向の調整を行うものである。搬送ロボット303は、試料(ウェハ)をロードポート305からアライナ304および試料ステージ11に搬送するものである。この搬送ユニット2での動作を図5を用いて説明すると、被検体である試料12はカセット307に入った状態で装置のロードポート305にセットされる。ロードポート305にセットされた試料12を搬送ロボット303が先端に取り付けられたロボットハンド308で、試料12を試料カセット307から取り出す。取り出された試料12は、いったんアライナ304上に置かれ、角度およびXY面内の位置合わせが行われる。このように、アライナ304に載せ、試料の位置調整を行った後、試料12はロボットハンド308で、アライナ304上から測定ユニット1の試料ステージ11の試料ホルダ16上に搬送する。チャック機構207は試料12を空気負圧で吸着する。   Next, the transport unit 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 5. The transport unit 2 includes a load port 305, an aligner 304, and a transport robot 303. The load port 305 is for installing a sample cassette. The aligner 304 adjusts the direction of the wafer. The transfer robot 303 transfers a sample (wafer) from the load port 305 to the aligner 304 and the sample stage 11. The operation of the transport unit 2 will be described with reference to FIG. 5. The sample 12 as the subject is set in the load port 305 of the apparatus in a state where it is in the cassette 307. The sample 12 set in the load port 305 is taken out from the sample cassette 307 by a robot hand 308 having a transfer robot 303 attached to the tip. The sample 12 taken out is once placed on the aligner 304, and the angle and the alignment in the XY plane are performed. After placing the sample on the aligner 304 and adjusting the position of the sample as described above, the sample 12 is transferred from the aligner 304 to the sample holder 16 of the sample stage 11 of the measurement unit 1 by the robot hand 308. The chuck mechanism 207 adsorbs the sample 12 with negative air pressure.

次に、測定ユニット1での装置の動作について説明する。搬送ロボット303により搬送された試料12を除電器301の直下の位置に移動させ、AFMセンサユニット3による検査に入る前に、最初に除電器301によって一定時間試料12の除電(事前除電)を行う。   Next, the operation of the apparatus in the measurement unit 1 will be described. The sample 12 transported by the transport robot 303 is moved to a position immediately below the static eliminator 301, and before the inspection by the AFM sensor unit 3 starts, the static eliminator 301 first performs static elimination (preliminary static elimination) for a predetermined time. .

事前除電が終わると、XYステージ11を駆動してチャック機構207および試料12をAFMセンサユニット3の位置へ移動させる。この際に、探針20と試料12とはZ方向に数mm以上離れている。AFMセンサユニット3による検査のためには、探針20が試料12に対して所定距離になるまで両者を接近させなければならない。そのため、試料ステージ11のZステージ16を駆動して両者を接近させる。その際、試料12が帯電していると、カンチレバー21は静電気力による変位を受け、両者の距離が近づくほど、また、帯電量が多いほど変位量も大きくなる。この様子を図6に示す。静電気力は距離の2乗に反比例する長距離力で、数百ミクロン離れていてもカンチレバー21が大きな変位を受け、接近終了と誤認することがある。   When the preliminary charge removal is completed, the XY stage 11 is driven to move the chuck mechanism 207 and the sample 12 to the position of the AFM sensor unit 3. At this time, the probe 20 and the sample 12 are separated by several mm or more in the Z direction. For the inspection by the AFM sensor unit 3, the probe 20 must be brought close to the sample 12 until it reaches a predetermined distance. Therefore, the Z stage 16 of the sample stage 11 is driven to bring them closer together. At this time, if the sample 12 is charged, the cantilever 21 receives displacement due to electrostatic force, and the displacement amount increases as the distance between the two approaches and the charge amount increases. This is shown in FIG. The electrostatic force is a long-distance force that is inversely proportional to the square of the distance, and even if it is several hundred microns away, the cantilever 21 is subject to a large displacement and may be mistaken for the end of the approach.

図6の縦軸は光検出器27の出力信号Vdの絶対値であり、横軸は探針20と試料12間の距離を表す。曲線C20は、試料12の帯電が大きい場合の出力信号と距離の関係を示し、曲線C21は試料12の帯電が小さい場合の出力信号と距離の関係を示す。静電気力には斥力と引力があり、どちらが働くかは試料12の帯電状態により異なる。このため、Vdの絶対値であるlVdlを試料帯電量の指標とする。   The vertical axis in FIG. 6 is the absolute value of the output signal Vd of the photodetector 27, and the horizontal axis represents the distance between the probe 20 and the sample 12. A curve C20 indicates the relationship between the output signal and the distance when the sample 12 is highly charged, and a curve C21 indicates the relationship between the output signal and the distance when the sample 12 is smallly charged. The electrostatic force includes repulsive force and attractive force, and which one works depends on the charged state of the sample 12. For this reason, LVdl, which is the absolute value of Vd, is used as an index of the sample charge amount.

光検出器27は、探針20に作用する原子間力によるカンチレバー21の微小変位(撓み)を電気信号に変換するが、静電気力によるカンチレバー変位による信号と区別が付かず、探針20が試料12に接触して力を受けた、すなわち接近が終了したと誤判定し、接近が中断してしまいAFMセンサユニット3による検査に至らないという問題がある。また、静電気力によるVdのオフセットを相殺して接近を継続させたとしても、本当に探針20が試料12に対して所定距離になった際に、試料12に帯電した電荷が、探針20を通じて一気に放電されるマイクロスパークが発生して、探針20に大きな損傷を与えることがある。   The photodetector 27 converts a minute displacement (deflection) of the cantilever 21 due to the interatomic force acting on the probe 20 into an electric signal, but it cannot be distinguished from the signal due to the cantilever displacement due to the electrostatic force. There is a problem in that it is erroneously determined that the contact has been received by the contact 12, that is, the approach has been completed, and the approach has been interrupted, leading to no inspection by the AFM sensor unit 3. Even when the offset of Vd due to electrostatic force is canceled and the approach is continued, when the probe 20 really reaches a predetermined distance from the sample 12, the charge charged on the sample 12 passes through the probe 20. Microsparks that are discharged at a time are generated, and the probe 20 may be greatly damaged.

前者は継続するためには人の介入が必要になり、インライン自動検査装置としてはまずい状況である。後者は一見検査が継続しているように見えるため、さらに、悪い結果をもたらす。   The former requires human intervention to continue, which is a bad situation for an inline automatic inspection device. The latter has even worse results because the test appears to continue.

本実施形態では、帯電量が多く事前除電だけでは除電が不十分な場合に自動的に追加除電を行う機能を実現する。その仕組みを図7〜図9を用いて説明する。   In the present embodiment, a function of automatically performing additional static elimination when the amount of charge is large and static elimination is insufficient only by preliminary static elimination is realized. The mechanism will be described with reference to FIGS.

図7は、前述した追加除電制御機構のブロック構成図である。追加除電制御機構309は接近終了判定部310と帯電状態判定部311と追加除電制御部312から構成される。接近終了判定部310は、第2制御装置33内に機能部として実現され、モニタ部49からの出力信号に基づいて探針20と試料12との間に働く原子間力が、設定値(=Vref)に達しているか否かで判定する。その接近終了の情報を帯電状態判定部311に出力する。帯電状態判定部311は、出力信号Vdの絶対値としきい値Vtとの大小を比較し、Vdの絶対値とVtの大小関係の情報を、追加除電制御部312に出力する。追加除電制御部312は、Vdの絶対値がVtより小さいという信号を受けたときは、除電を停止し、Vdの絶対値がVtより大きいという信号を受信したときは、追加除電プログラムを実行する。追加除電プログラムは、まず、XYステージ15を除電器301の直下に試料12が配置されるように移動し、その後、除電器301を駆動し、除電を行い、再び、XYステージ15を駆動し、試料12をAFMセンサユニット3の直下に移動するという動作をさせるためのプログラムである。   FIG. 7 is a block diagram of the additional static elimination control mechanism described above. The additional charge removal control mechanism 309 includes an approach end determination unit 310, a charged state determination unit 311, and an additional charge removal control unit 312. The approach end determination unit 310 is realized as a functional unit in the second control device 33, and an atomic force acting between the probe 20 and the sample 12 based on an output signal from the monitor unit 49 is set to a set value (= Judgment is made based on whether or not Vref has been reached. Information about the end of the approach is output to the charging state determination unit 311. The charged state determination unit 311 compares the absolute value of the output signal Vd with the threshold value Vt, and outputs information on the magnitude relationship between the absolute value of Vd and Vt to the additional static elimination control unit 312. The additional static elimination control unit 312 stops static elimination when receiving a signal that the absolute value of Vd is smaller than Vt, and executes the additional static elimination program when receiving a signal that the absolute value of Vd is larger than Vt. . In the additional static elimination program, first, the XY stage 15 is moved so that the sample 12 is disposed immediately below the static eliminator 301, and then the static eliminator 301 is driven to perform static elimination, and the XY stage 15 is driven again. This is a program for causing the sample 12 to move directly below the AFM sensor unit 3.

図8は、実際の追加除電を行うときの探針20と試料12間の距離と、出力信号Vdの絶対値の変化を示す。横軸は探針20と試料12の間の距離を示し、縦軸は出力信号Vdの絶対値を示す。また直線L30は、しきい値Vtであり、帯電量がこれ以下であればAFMセンサユニット3による検査に影響を与えず、探針にも損傷(ダメージ)を与えない値である。まず曲線C30に従って、探針20の試料12への接近によって徐々に出力電圧Vdの絶対値が増加する。そして、距離d1でしきい値Vtに達したら、追加除電を行い、出力電圧Vdの絶対値がVLになり、さらなる探針20の接近で曲線C31のように変化する。点線C32は、除電を行わない場合のVdの絶対値の変化を示す。探針をdZ接近させた際のVdの変化をdVdとすると、次の区間(=dZ)の接近によるVdの増加もおよそdVdであると予測できる。この予測値がVtを超えている場合は、接近を一時中断し、試料を除電器(帯電除去装置)301の直下位置に移動させ、追加除電を行った後で、元の位置に戻り接近を継続する。   FIG. 8 shows changes in the distance between the probe 20 and the sample 12 and the absolute value of the output signal Vd when actual additional static elimination is performed. The horizontal axis indicates the distance between the probe 20 and the sample 12, and the vertical axis indicates the absolute value of the output signal Vd. The straight line L30 is the threshold value Vt, and is a value that does not affect the inspection by the AFM sensor unit 3 and does not damage the probe if the charge amount is less than this. First, according to the curve C30, the absolute value of the output voltage Vd gradually increases as the probe 20 approaches the sample 12. Then, when the threshold value Vt is reached at the distance d1, additional static elimination is performed, the absolute value of the output voltage Vd becomes VL, and changes as shown by the curve C31 when the probe 20 further approaches. A dotted line C32 indicates a change in the absolute value of Vd when static elimination is not performed. Assuming that the change in Vd when the probe approaches dZ is dVd, the increase in Vd due to the approach in the next section (= dZ) can be predicted to be approximately dVd. If this predicted value exceeds Vt, the approach is temporarily interrupted, the sample is moved to a position directly below the static eliminator (charge removal device) 301, and after additional static elimination, the original position is returned and approached. continue.

上記の事前除電と追加除電のプロセスに関するアルゴリズムを図9のフローチャートに従って説明する。まず事前除電が行われ(ステップS11)、次にAFMセンサユニット3の直下で試料12上で探針20の接近が行われ(ステップS12)、このステップS12で接近終了か判定される。接近終了の判定は、探針20と試料12との間に働く原子間力が、設定値(=Vref)に達しているか否かで判定される。VrefとVtの間にはVref>Vtの関係がある。この判定は図7の接近終了判定部310により行われる。接近終了の場合は、この工程は終了し、AFMセンサユニット3によるAFM測定のプロセスに入る。また接近終了ではない場合、探針20の試料12への接近が行われる(ステップS13)。ステップS14で図9中のlVdl>Vtの判定は、図7の帯電状態判定部311により行われる。Vdの絶対値がVtより小さいときは、ステップS12を実行する。これは図8での場合であり1回の追加除電で試料12の電位が下がり、接近終了まで至っている。Vdの絶対値がVtより大きいとき、すなわち、試料帯電量がまだ多く残存し、除電しても接近によりしきい値Vtを超える場合は、追加除電を繰り返し行う(ステップS15)。接近終了までに要した追加除電の回数は、第2制御装置34の記憶部52に記録され、表示装置35に出力される。ステップS16では除電回数が設定値より大きいかどうか判断し、追加除電の回数が設定値を超えた場合は、十分な除電が不可能であるとしてエラー(ステップS17)を出して、接近動作を停止する。   An algorithm relating to the above-described pre-static elimination and additional static elimination processes will be described with reference to the flowchart of FIG. First, pre-charge elimination is performed (step S11), and then the probe 20 is approached on the sample 12 immediately below the AFM sensor unit 3 (step S12). In step S12, it is determined whether or not the approach is completed. The determination of the end of the approach is made based on whether or not the atomic force acting between the probe 20 and the sample 12 has reached a set value (= Vref). There is a relationship of Vref> Vt between Vref and Vt. This determination is performed by the approach end determination unit 310 of FIG. In the case of the end of approach, this step ends, and the process of AFM measurement by the AFM sensor unit 3 starts. If the approach is not complete, the probe 20 approaches the sample 12 (step S13). In step S14, the determination of LVdl> Vt in FIG. 9 is performed by the charged state determination unit 311 in FIG. When the absolute value of Vd is smaller than Vt, step S12 is executed. This is the case in FIG. 8, and the potential of the sample 12 is lowered by one additional static elimination until the approach is completed. When the absolute value of Vd is larger than Vt, that is, when the amount of charged sample still remains and exceeds the threshold value Vt due to the approach even after static elimination, additional static elimination is repeated (step S15). The number of additional static elimination required until the end of the approach is recorded in the storage unit 52 of the second control device 34 and output to the display device 35. In step S16, it is determined whether or not the number of static eliminations is greater than the set value. If the number of additional static eliminations exceeds the set value, an error (step S17) is issued and sufficient access is not possible, and the approaching operation is stopped. To do.

また、試料12に対して探針20を接近させる際は、スループットを落とさないために、途中までは大きなステップ(単位移動距離:本実施形態では例えばdZ=100μm)で接近させ、或る点からは小さなステップ(例えばdZ=10μm)に切り替える。接近開始時に探針20と試料12の間の正確な距離がわかっているわけではない。つまり、正確な接近終了位置はわかっていない。このステップ変更点は、ウェハ等の厚みのばらつきを考慮して決められる。   Further, when approaching the probe 20 to the sample 12, in order not to reduce the throughput, the probe 20 is approached by a large step (unit moving distance: for example, dZ = 100 μm in this embodiment) halfway. Switch to a small step (eg dZ = 10 μm). The exact distance between the probe 20 and the sample 12 is not known at the start of approach. That is, the exact approach end position is not known. This step change point is determined in consideration of variations in the thickness of the wafer and the like.

本実施形態によれば、突発的な原因(製造プロセスの修正、製造装置の不具合等)によりウェハ等の試料の帯電量が増え、装置管理者が設定した事前除電時間では十分に除電できなかった場合にも、自動的に追加除電を行い、AFMによる検査を継続することができる。設定された回数の追加除電を行っても除電できない場合はエラーを出して停止するため、マイクロスパーク等により探針に損傷を受ける可能性が低く、探針寿命の延長による経済性の向上、検査データの信頼性の向上に貢献する。   According to the present embodiment, the charge amount of a sample such as a wafer is increased due to a sudden cause (correction of a manufacturing process, a defect of a manufacturing apparatus, etc.), and the charge removal cannot be sufficiently performed in the pre-static charge time set by the apparatus administrator. Even in this case, additional static elimination can be automatically performed and the inspection by AFM can be continued. If neutralization is not possible even after the set number of additional neutralizations, an error is generated and the probe stops, so there is little possibility of damage to the probe due to microsparking, etc. Contributes to improving data reliability.

また追加除電の実施状況に係るデータを記憶・蓄積し、さらに当該実施状況を表示することにより、製造プロセスに変化があったことを装置管理者に知らせることができる。装置管理者はこれを受けて、事前除電時間を延長するか、または除電プロセスを見直すかを判断する。   Further, by storing / accumulating data related to the implementation status of the additional static elimination, and further displaying the implementation status, it is possible to notify the apparatus manager that there has been a change in the manufacturing process. In response to this, the device manager determines whether to extend the pre-charge removal time or review the charge removal process.

AFMによる検査では、通常は、1枚のウェハ等につき、数カ所を測定する場合が多い。例えば5箇所の場合は、ウェハ中心、左端、右端、上端、下端と対称的に測定するのが通例である。本実施形態によれば、各々の測定点に関して、追加除電の実施状況を知ることができるため、ウェハ等上の帯電のバランスを知ることができる。   In the inspection by AFM, usually, several places are measured for one wafer or the like. For example, in the case of five places, it is usual to measure symmetrically with the wafer center, left end, right end, upper end, and lower end. According to the present embodiment, since it is possible to know the implementation status of additional static elimination at each measurement point, it is possible to know the balance of charging on the wafer or the like.

上記のような追加除電のプロセスが完了すると、試料ステージ11における試料ホルダ16および試料12に対して、AFMセンサユニット3のZ軸方向微動部とZステージ15を駆動して両者の接近を行い、AFM測定に基づく検査を行う。   When the additional static elimination process as described above is completed, the Z-axis direction fine movement portion of the AFM sensor unit 3 and the Z stage 15 are driven with respect to the sample holder 16 and the sample 12 in the sample stage 11, Inspection based on AFM measurement is performed.

次に上記走査型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)の基本動作を説明する。   Next, the basic operation of the scanning probe microscope (atomic force microscope) will be described.

試料ステージ11上に置かれた半導体基板等の試料12の表面の所定領域に対してカンチレバー21の探針20の先端を臨ませる。通常、探針接近用機構であるZステージ15によって探針20を試料12の表面に近づけ、原子間力を作用させてカンチレバー21に撓み変形を生じさせる。カンチレバー21の撓み変形による撓み量を、前述した光てこ式光学検出装置によって検出する。この状態において、試料表面に対して探針20を移動させることにより試料表面の走査(XY走査)が行われる。探針20による試料12の表面のXY走査は、探針20の側をXY微動機構29で移動(微動)させることによって、または試料12の側をXYステージ14で移動(粗動)させることによって、試料12と探針20の間で相対的なXY平面内での移動関係を作り出すことにより行われる。   The tip of the probe 20 of the cantilever 21 is made to face a predetermined region on the surface of the sample 12 such as a semiconductor substrate placed on the sample stage 11. Normally, the probe 20 is brought close to the surface of the sample 12 by the Z stage 15 which is a probe approach mechanism, and an atomic force is applied to cause the cantilever 21 to bend and deform. The amount of bending due to the bending deformation of the cantilever 21 is detected by the optical lever type optical detection device described above. In this state, the sample surface is scanned (XY scan) by moving the probe 20 relative to the sample surface. The XY scanning of the surface of the sample 12 by the probe 20 is performed by moving (finely moving) the probe 20 side by the XY fine movement mechanism 29 or by moving (coarsely moving) the sample 12 side by the XY stage 14. This is done by creating a relative movement relationship in the XY plane between the sample 12 and the probe 20.

探針20側の移動は、カンチレバー21を備えるXY微動機構29に対してXY微動に係るXY走査信号s3を与えることによって行われる。XY微動に係る走査信号s3は第1制御装置33内のXY走査制御部45から与えられる。他方、試料側の移動は、試料ステージ11のXYステージ14に対してX駆動制御部46とY駆動制御部47から駆動信号を与えることによって行われる。   The movement on the probe 20 side is performed by giving an XY scanning signal s3 related to XY fine movement to an XY fine movement mechanism 29 including a cantilever 21. The scanning signal s3 related to the XY fine movement is given from the XY scanning control unit 45 in the first control device 33. On the other hand, the movement on the sample side is performed by giving drive signals from the X drive control unit 46 and the Y drive control unit 47 to the XY stage 14 of the sample stage 11.

上記XY微動機構29は、圧電素子を利用して構成され、高精度および高分解能な走査移動を行うことができる。またXY微動機構29によるXY走査で測定される測定範囲については、圧電素子のストロークによって制約されるので、最大でも約100μm程度の距離で決まる範囲となる。XY微動機構29によるXY走査によれば、微小範囲の測定となる。他方、上記のXYステージ14は、通常、駆動部として電磁気モータを利用して構成するので、そのストロークは数百mmまで大きくすることができる。XYステージ14によるXY走査によれば、ワイド範囲の測定となる。   The XY fine movement mechanism 29 is configured using a piezoelectric element, and can perform scanning movement with high accuracy and high resolution. Further, the measurement range measured by the XY scanning by the XY fine movement mechanism 29 is limited by the stroke of the piezoelectric element, and therefore is a range determined by a distance of about 100 μm at the maximum. According to the XY scanning by the XY fine movement mechanism 29, a minute range is measured. On the other hand, since the XY stage 14 is usually configured using an electromagnetic motor as a drive unit, the stroke can be increased to several hundred mm. According to the XY scanning by the XY stage 14, the measurement is performed in a wide range.

上記のごとくして試料12の表面上の所定の測定領域を探針20で走査しながら、フィードバックサーボ制御ループに基づいてカンチレバー21の撓み量(撓み等による変形量)が一定になるように制御を行う。カンチレバー21の撓み量は、常に、基準となる目標撓み量(基準電圧Vrefで設定される)に一致するように制御される。その結果、探針20と試料12の表面との距離は一定の距離に保持される。従って探針20は試料12の表面の微細凹凸形状(プロファイル)をなぞりながら移動することになり、探針の高さ信号を得ることによって試料12の表面の微細凹凸形状を計測することができる。   As described above, while the predetermined measurement area on the surface of the sample 12 is scanned with the probe 20, the amount of bending of the cantilever 21 (the amount of deformation due to bending) is controlled based on the feedback servo control loop. I do. The amount of bending of the cantilever 21 is controlled so as to always coincide with the reference target amount of bending (set by the reference voltage Vref). As a result, the distance between the probe 20 and the surface of the sample 12 is maintained at a constant distance. Accordingly, the probe 20 moves while tracing the fine uneven shape (profile) on the surface of the sample 12, and the fine uneven shape on the surface of the sample 12 can be measured by obtaining the probe height signal.

上記のごとき走査型プローブ顕微鏡は、例えば、図10に示すごとく、半導体デバイス(LSI)のインライン製作装置の途中段階でウェハまたは基板の検査を行う自動検査工程92として組み込まれる。図示しない基板搬送装置によって、前段の製作処理工程91から検査対象であるウェハ(試料12)を搬出し、自動検査工程92の上記走査型プローブ顕微鏡(SPM)の基板ホルダ16上に置くと、走査型プローブ顕微鏡により基板表面の所定領域の微細凹凸形状が自動的に計測され、前段での基板製作の処理内容の合否が判定され、その後、再び基板搬送装置によって後段の製作処理工程93へ搬出される。   For example, as shown in FIG. 10, the scanning probe microscope as described above is incorporated as an automatic inspection process 92 for inspecting a wafer or a substrate at an intermediate stage of an in-line manufacturing apparatus of a semiconductor device (LSI). When a wafer (sample 12) to be inspected is unloaded from the manufacturing process step 91 in the previous stage by a substrate transfer device (not shown) and placed on the substrate holder 16 of the scanning probe microscope (SPM) in the automatic inspection step 92, scanning is performed. A microprotrusion shape of a predetermined area on the substrate surface is automatically measured by a scanning probe microscope, and the pass / fail of the processing of the substrate manufacturing in the previous stage is determined. Thereafter, the substrate is transported again to the subsequent manufacturing processing step 93 by the substrate transfer device. The

なお、事前除電を行うときに、予め試料の種類を知ることにより、或る程度の除電条件を設定し、除電を行うようにした場合にも、上記のような追加除電を行うことにより、より確実に試料の除電を行うことができる。さらに上記の実施形態の説明では、除電装置として電極針を有するタイプの例を説明したが、他のタイプの除電装置としてX線や紫外線を照射して試料の近傍の気体を電離してイオンを発生させるタイプのものも用いることができる。   It should be noted that, when performing static elimination beforehand, by knowing the type of sample in advance, a certain level of static elimination conditions can be set, and even when static elimination is performed, by performing additional static elimination as described above, The sample can be surely neutralized. Furthermore, in the description of the above embodiment, an example of a type having an electrode needle as a static eliminator has been described. However, as another type of static eliminator, X-rays or ultraviolet rays are irradiated to ionize a gas in the vicinity of the sample to generate ions. A generated type can also be used.

上記の各実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成(材質)については例示にすぎない。従って本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in each of the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the compositions (materials) of the respective configurations. Is just an example. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

本発明は、ウェハ等のインライン自動検査工程で、帯電したウェハ等の検査でも検査装置が動作停止に陥らず、探針が損傷を受けることなく安定かつ信頼性の高い動作をする検査装置として利用される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is an in-line automatic inspection process for wafers and the like, which is used as an inspection apparatus that operates stably and highly reliably without damaging the probe even when charged wafers are inspected. Is done.

本発明の代表的な実施形態に係る走査型プローブ顕微鏡の全体的な構成(装置が概略的内部構造)を示す構成図である。It is a block diagram which shows the whole structure (an apparatus is a schematic internal structure) of the scanning probe microscope which concerns on typical embodiment of this invention. 測定ユニットの詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a measurement unit. 試料ステージの具体的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the specific structure of a sample stage. 除電装置の構成と動作を示す図であり、(a)は除電装置の構成を示し、(b)は電極針からイオンが放出する様子を示し、(c)は印加電圧の時間変化とイオンの発生を示す図である。It is a figure which shows a structure and operation | movement of a static elimination apparatus, (a) shows a structure of a static elimination apparatus, (b) shows a mode that ion discharge | releases from an electrode needle, (c) is a time change of an applied voltage, and ion It is a figure which shows generation | occurrence | production. 搬送ユニットによる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement by a conveyance unit. 光検出器の出力信号の絶対値と探針・試料間距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of the output signal of a photodetector, and the distance between a probe and a sample. 追加除電制御機構のブロック構成図である。It is a block block diagram of an additional static elimination control mechanism. 追加除電を行ったときの出力信号の絶対値と探針・試料間距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of an output signal when additional static elimination is performed, and the distance between a probe and a sample. 除電の工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of static elimination. 本発明に係る走査型プローブ顕微鏡がインライン自動検査工程として用いられる構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure by which the scanning probe microscope which concerns on this invention is used as an in-line automatic test process.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定ユニット
2 搬送ユニット
3 AFMセンサユニット
11 試料ステージ
12 試料
16 試料ホルダ
17 駆動機構
18 光学顕微鏡
19 カメラ
20 探針
21 カンチレバー
22 取付け部
23 Z微動機構
29 XY微動機構
33 第1制御装置
34 第2制御装置
301 除電器
302 除電器制御装置
303 搬送ロボット
304 アライナ
305 ロードポート
310 接近終了判定部
311 帯電状態判定部
312 追加除電制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement unit 2 Conveyance unit 3 AFM sensor unit 11 Sample stage 12 Sample 16 Sample holder 17 Drive mechanism 18 Optical microscope 19 Camera 20 Probe 21 Cantilever 22 Mounting part 23 Z fine movement mechanism 29 XY fine movement mechanism 33 1st control apparatus 34 2nd Control device 301 Static eliminator 302 Static eliminator control device 303 Transfer robot 304 Aligner 305 Load port 310 Approach end determination unit 311 Charged state determination unit 312 Additional static elimination control unit

Claims (5)

カンチレバーの先端に探針を設け、この探針を試料に対して接近させて、試料表面の情報を得る測定ユニットと、前記試料の帯電を除去するための除電装置とを備える走査型プローブ顕微鏡において、
前記カンチレバーの変位から前記試料の帯電状態を知る手段と、
前記試料の帯電状態がしきい値以上の場合は追加除電を行う手段と、
を備えることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
In a scanning probe microscope provided with a probe at the tip of a cantilever and bringing the probe close to a sample to obtain information on the surface of the sample, and a static eliminator for removing the charge of the sample ,
Means for knowing the charged state of the sample from the displacement of the cantilever;
Means for performing additional static elimination when the charged state of the sample is equal to or greater than a threshold;
A scanning probe microscope comprising:
前記除電装置は、電極針に電圧をかけることにより前記電極針から正と負のイオンを交互に発生させる除電器であることを特徴とする請求項1記載の走査型プローブ顕微鏡。   2. The scanning probe microscope according to claim 1, wherein the static eliminator is a static eliminator that alternately generates positive and negative ions from the electrode needle by applying a voltage to the electrode needle. 前記除電装置は、X線または紫外線を照射することにより前記試料の近傍のガスを電離し正と負のイオンを発生させる除電器であることを特徴とする請求項1記載の走査型プローブ顕微鏡。   2. The scanning probe microscope according to claim 1, wherein the static eliminator is a static eliminator that generates positive and negative ions by ionizing a gas in the vicinity of the sample by irradiating with X-rays or ultraviolet rays. 前記カンチレバーの変位から試料の帯電状態を知る前記手段は、光検出器の出力信号に基づいて前記試料の帯電状態を知ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の走査型プローブ顕微鏡。   The scanning according to any one of claims 1 to 3, wherein the means for knowing the charged state of the sample from the displacement of the cantilever knows the charged state of the sample based on an output signal of a photodetector. Type probe microscope. 前記追加除電を行ったときは前記追加除電に係る情報を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の走査型プローブ顕微鏡。   5. The scanning probe microscope according to claim 1, further comprising a display unit configured to display information related to the additional static elimination when the additional static elimination is performed.
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