JP2006250637A - Scanning probe microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は走査型プローブ顕微鏡に関し、特に、試料の連続的な自動測定において探針の長さ管理を行って測定精度を向上するのに好適な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 suitable for improving the measurement accuracy by managing the length of a probe in continuous automatic measurement of a sample.
走査型プローブ顕微鏡は、従来、原子のオーダ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ている。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(STM)、原子間力を利用する原子間力顕微鏡(AFM)、磁気力を利用する磁気力顕微鏡(MFM)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 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 scanning tunneling microscopes (STM) that use tunnel current, atomic force microscopes (AFM) that use atomic force, and magnetic force microscopes (MFM) that use magnetic force. It's getting on.
上記のうち特に原子間力顕微鏡は、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。 Of these, the atomic force microscope is particularly suitable for detecting fine irregularities on the surface of a 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.
原子間力顕微鏡等をインライン自動検査工程で使用するときには、半導体製品である多数の試料を連続的に順次に測定し、当該半導体製品の検査を行わなければならない。原子間力顕微鏡の測定精度は、探針の先端の摩耗度合いに大きく依存する。そのため、多数の試料の測定・検査を継続すると、次第に探針の先端が摩耗され、探針の長さが短くなってその尖り状態が劣化する。探針の長さが短くなり、それに比例して探針の先端が鈍り、分解能が低下し、測定精度が低下してきた場合、従来では、通常、探針を交換するようにしていた(例えば特許文献1参照)。
インライン自動検査工程等で使用される原子間力顕微鏡等において探針の先端形状は計測において重要な要素であり、管理されることが必要である。現在の探針先端の摩耗管理では、使用中の探針について走行距離管理、測定試料に対するコンタクト回数の管理が行われている。これらの管理データを利用して探針の先端形状が推測され、探針の寿命が推測される。従って、現状では、探針の摩耗の程度は間接的なデータで推測されているにすぎず、探針の摩耗を直接に監視しているわけでない。また探針の摩耗を直接に監視する装置がないため、実際には測定中のデータの異常から探針の先端摩耗を知ること大部分である。従って測定装置としての信頼性を低いものとしている。さらに探針の先端の摩耗は探針の個体差も存在するが、それ以上に試料に対する依存性が高い。従って、単純に走行距離やコンタクト回数等の間接的な管理データに基づいて探針先端の摩耗状態を正確に推測することは困難である。 In an atomic force microscope or the like used in an in-line automatic inspection process or the like, the tip shape of the probe is an important element in measurement and needs to be managed. In the current wear management of the probe tip, the travel distance management and the number of contacts with the measurement sample are managed for the probe in use. The tip shape of the probe is estimated using these management data, and the lifetime of the probe is estimated. Therefore, at present, the degree of wear of the probe is only estimated by indirect data, and the wear of the probe is not directly monitored. In addition, since there is no device for directly monitoring the wear of the probe, in practice, it is mostly known to know the tip wear of the probe from the abnormality of the data being measured. Therefore, the reliability as a measuring apparatus is low. Furthermore, the wear of the tip of the probe has individual differences among the probes, but it is more dependent on the sample than that. Therefore, it is difficult to accurately estimate the wear state of the probe tip based simply on indirect management data such as the travel distance and the number of contacts.
本発明の目的は、装置に装着された探針の長さを測定することで探針の長さを正確に管理すると共に探針の摩耗状態を正確に推測し、測定中に探針の先端状態を良好に保持し、探針の使用寿命を延長し、測定・検査の精度を良好に保持できる走査型プローブ顕微鏡を提供することにある。 The object of the present invention is to accurately control the length of the probe by measuring the length of the probe mounted on the apparatus and accurately estimate the wear state of the probe, and to measure the tip of the probe during measurement. An object of the present invention is to provide a scanning probe microscope capable of maintaining a good state, extending the service life of a probe, and maintaining a good measurement / inspection accuracy.
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、試料に対向する探針を有する探針部と、探針を移動させる探針移動機構と、探針と試料の間で生じる物理量を測定する測定部と、試料が載置される試料ステージを備え、探針で試料の表面を走査して試料の表面を測定する走査型プローブ顕微鏡において、探針の軸方向の長さを測定する探針長さ測定機構を備えるように構成される。 The first scanning probe microscope (corresponding to claim 1) includes a probe unit having a probe facing the sample, a probe moving mechanism for moving the probe, and a physical quantity generated between the probe and the sample. Measures the length of the probe in the axial direction in a scanning probe microscope that includes a measurement unit for measurement and a sample stage on which the sample is placed, and measures the surface of the sample by scanning the surface of the sample with a probe. A probe length measuring mechanism is provided.
上記の走査型プローブ顕微鏡は、例えば半導体製造プロセス中のインライン自動検査工程に配備され、多数の半導体基板等の測定・検査を継続的に行う。上記走査型プローブ顕微鏡によれば、この試料の測定・検査において、測定の際に適宜なタイミングで探針長さ測定機構により使用前または使用中の探針の軸方向の長さを測定し、かつ当該探針長さに係るデータをメモリ等に記録し管理することにより、常に良好な先端摩耗状態で探針を使用することが可能となる。 The above-described scanning probe microscope is deployed, for example, in an in-line automatic inspection process during a semiconductor manufacturing process, and continuously measures and inspects a large number of semiconductor substrates and the like. According to the scanning probe microscope, in the measurement / inspection of this sample, the length in the axial direction of the probe before or during use is measured by the probe length measurement mechanism at an appropriate timing at the time of measurement, In addition, by recording and managing data related to the probe length in a memory or the like, it is possible to always use the probe in a good tip wear state.
第2の走査型プローブ顕微鏡(請求項2に対応)は、上記の走査型プローブ顕微鏡の構成において、好ましくは、探針長さ測定機構は、基準台と、この基準台に探針の先端を位置させる時の第1の位置と基準台に探針の基端を位置させる時の第2の位置を測定する測定部と、第1の位置と第2の位置との差を探針の長さとして算出する長さ算出部とを有することで特徴づけられる。 In the second scanning probe microscope (corresponding to claim 2), in the configuration of the scanning probe microscope described above, preferably, the probe length measuring mechanism includes a reference base and a tip of the probe on the reference base. The difference between the first position and the second position, the measuring unit for measuring the first position when the probe is positioned and the second position when the proximal end of the probe is positioned on the reference base, and the length of the probe It is characterized by having a length calculation unit for calculating the length.
第3の走査型プローブ顕微鏡(請求項3に対応)は、上記の走査型プローブ顕微鏡の構成において、好ましくは、探針部に探針を装着した後に、探針長さ測定機構によって使用前の探針の長さを測定する。 The third scanning probe microscope (corresponding to claim 3), in the configuration of the scanning probe microscope described above, preferably, after the probe is mounted on the probe portion, the probe length measuring mechanism is used before use. Measure the length of the probe.
第4の走査型プローブ顕微鏡(請求項4に対応)は、上記の走査型プローブ顕微鏡の構成において、好ましくは、探針長さ測定機構で測定された探針の長さを記録する記録部を備えることを特徴とする。 In the fourth scanning probe microscope (corresponding to claim 4), preferably, in the configuration of the scanning probe microscope described above, a recording unit for recording the probe length measured by the probe length measuring mechanism is provided. It is characterized by providing.
本発明に係る走査型プローブ顕微鏡によれば、半導体製造プロセス中のインライン自動検査工程等に配備されて当該測定・検査を行う場合において、装着状態の探針の長さを測定して探針の長さを正確に管理するようにしたため、使用中の探針の摩耗状態を正確に推測し、測定中に探針の先端状態を良好に保持し、探針の使用寿命を延長し、測定・検査の精度を向上しかつ良好に保持することができる。 According to the scanning probe microscope of the present invention, when the measurement probe is deployed in an in-line automatic inspection process or the like in the semiconductor manufacturing process, the length of the mounted probe is measured to Since the length is managed accurately, the wear state of the probe in use is accurately estimated, the tip state of the probe is maintained well during measurement, the service life of the probe is extended, The accuracy of the inspection can be improved and kept well.
以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に基づいて、本発明に係る走査型プローブ顕微鏡(SPM)の全体の構成を説明する。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。 Based on FIG. 1, the whole structure of the scanning probe microscope (SPM) based on this invention is demonstrated. This scanning probe microscope assumes an atomic force microscope (AFM) as a typical example.
原子間力顕微鏡装置の下側部分には試料ステージ11が設けられている。試料ステージ11は基準面10上に滑らかに自在に移動できるように配置されている。試料ステージ11は、それ自体がXY移動部であり、かつその内部にZステージ15を有している。XY移動部として試料ステージ11を基準面10上で移動させるのは、基準面10上に固定されたXYステージ機構14である。XYステージ機構14はXステージ機構14aとYステージ機構14bから成る。また、試料ステージ11とXYステージ機構14とは連結部14cで連結されている。
A
上記の試料ステージ11の上に試料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、上記のごとくXYステージ機構14とZステージ15を備え、さらに試料ホルダ16を備える。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の集積回路パターン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、その上面部分に試料固定用チャック機構を備えている。
A
図1において、試料12の上方位置には、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1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TVカメラ(撮像装置)19が付設されている。TV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、これによって画像データを出力する。
In FIG. 1, an
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、その大きな面積を有する基部が取付け部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
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
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、当該変形による変位を検出することができる。
The
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。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。なおXY微動機構29は、図示しない上記フレーム部材に固定されている。
The
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の適宜な領域の表面と、カンチレバー21における探針20を含む先端部(背面部)とが含まれることになる。
In the above mounting relationship, the observation field of view by the
次に原子間力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、コントローラ(第1制御装置)33、上位制御装置(第2制御装置)34が設けられる。制御器32は、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。またコントローラ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、上位制御装置34はコントローラ33に指令等を出しかつコントローラ33からのデータを処理する制御装置である。
Next, the control system of the atomic force microscope will be described. As a configuration of the control system, a
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。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
次にコントローラ33は、原子間力顕微鏡の各部を駆動させるための制御装置であり、次のような機能部を備えている。 Next, the controller 33 is a control device for driving each part of the atomic force microscope, and 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。コントローラ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
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、TV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TVカメラ19で得られた画像データはコントローラ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
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、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、コントローラ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
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
また試料ステージ11のXYステージ機構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
なおコントローラ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(図示せず)を備える。 The controller 33 includes a storage unit (not shown) 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.
上記コントローラ33に対して上位制御装置34が設けられている。上位制御装置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、自動計測における探針の長さの測定に係る制御が行われる。自動計測に係る条件は設定ファイルに記憶され、管理される。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 host controller 34 is provided for the controller 33. The host controller 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 performs image processing of the measurement result. Further, processing such as display on the display device (monitor) 35 is performed. Particularly in the case of the present invention, control related to the measurement of the length of the probe in automatic measurement is performed. Conditions relating to automatic measurement are stored and managed in a setting file. Furthermore, it can be configured to have a communication function, and can have a function to communicate with an external device.
上位制御装置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・保存されている。また上記制御装置34は、画像表示制御部53と通信部等を備える。加えて上位制御装置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に記憶される測定プログラム、測定条件、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。
Since the host controller 34 has the above functions, the host controller 34 includes a
上位制御装置34のCPU51は、バス55を介して、コントローラ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やデータ処理部44等から画像データや探針の高さ位置に係るデータを提供される。
The
次に上記の原子間力顕微鏡装置の基本動作を説明する。 Next, the basic operation of the atomic force microscope apparatus 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ステージ機構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
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はコントローラ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ステージ機構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
上記の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10μm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、微小な狭域範囲の測定となる。他方、上記のXYステージ機構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ステージ機構によるXY走査によれば、広域範囲の測定を行うことができる。
The XY
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2 0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、例えば、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(走査)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
上記構成を有する走査型プローブ顕微鏡において、さらに、試料ステージ11の上に基準台61が設けられる。この基準台61は、好ましくは、その上面に、その「基準高さ」として高さ位置が既知に設定された高さ基準面が形成されている。なお基準台61はその高さが既知である必要は必ずしもない。例えば第1の高さ位置と第2の高さ位置の差が計測できるものであれば任意のものを用いることができる。
In the scanning probe microscope having the above configuration, a reference table 61 is further provided on the
さらに上位制御装置34の記憶部52には、探針20の長さ(軸方向の長さ)を測定するプログラムと、探針20の長さに係る測定データが記憶されている。探針20の長さに係る測定データは記憶部52の探針記録領域に記録される。
Further, the
次に、図2と図3を参照して探針20の長さを測定して管理する動作を説明する。図2は探針の長さを測定するプログラムのフローチャートであり、図3は探針20と基準台61との位置関係を示す図である。
Next, an operation for measuring and managing the length of the
最初のステップS11では、走査型プローブ顕微鏡による測定開始前に、探針20を取付け部22に装着する。次に、Xステージ機構14aとYステージ機構14bによって試料ステージ11を移動させ、探針20を基準台61の上方位置に位置させる(ステップS12)。その後、探針20を下降させ、探針20の先端を基準台61の高さ基準面に接触させる(ステップS13)。図3の(A)はこの状態を示している。その時の探針20を下降させた移動量から探針20のZ方向高さ位置(Z1)を測定する(ステップS14)。測定されたZ方向高さ位置(Z1)に係るデータは記憶部52の探針記録領域に記録される(ステップS15)。
In the first step S <b> 11, the
次に、探針20を上昇させ(ステップS16)、探針20と基準台61の位置関係を変更する(ステップS17)。
Next, the
再び、探針20を下降させ、探針20の基端の縁の部分(カンチレバー21の付根部分)を基準台61の高さ基準面に接触させる(ステップS18)。図3の(B)はこの状態を示している。その時の探針20を下降させた移動量から探針20のZ方向高さ位置(Z2)を測定する(ステップS19)。測定されたZ方向高さ位置(Z2)に係るデータは記憶部52の探針記録領域に記録される(ステップS20)。
The
次に記憶部52の探針記録領域に記録された高さ位置データZ1,Z2に基づき探針20の長さ(L1=Z1−Z2)を算出する(ステップS21)。算出された探針20の長さデータは記憶部52の探針記録領域に記録される。
Next, the length (L1 = Z1-Z2) of the
なお図2のフローチャートでは、ステップS22,S23が存在するが、最初の探針長さの測定プロセスではこれらの処理は実行されない。 In the flowchart of FIG. 2, steps S22 and S23 exist, but these processes are not executed in the initial probe length measurement process.
上記手順によって、探針20の取付け部22に装着し測定を開始する使用前の段階の探針20の長さ(L1)が測定される。その後に走査型プローブ顕微鏡による測定が開始される。測定が開始された後、上記手順に基づく探針20の長さの測定は、所要のタイミングにより定期的に繰り返し実行される。従って、新品の探針20の長さを最初に測定・記録し、その後に定期的に探針の長さの測定を行って記録していく。その後に行われる探針20の長さ測定のプロセスでは、探針20の長さを測定するたびに、使用前の探針20の長さと比較を行い(ステップS22)、探針20の状態を表示装置35に表示する(ステップS23)。この表示によって一定量の長さの差が生じた場合には、探針20の先端の摩耗が大きくなったものとして交換等の警告情報をオペレータ等に知らせる。
According to the above procedure, the length (L1) of the
なお図1に示した走査型プローブ顕微鏡が半導体製造プロセス中のインライン自動検査工程に配備されて使用される場合には、上記の警告情報はホストコンピュータに通知される。 When the scanning probe microscope shown in FIG. 1 is deployed and used in an in-line automatic inspection process in the semiconductor manufacturing process, the above warning information is notified to the host computer.
上記の探針長さを測定するプログラムによって実現される探針長さ測定機構を図に示すと、図4のごとくなる。探針長さ測定機構72は、基準高さ位置を有する上記基準台61と、この基準台61に探針20の先端を位置させる時の第1の高さ位置(Z1)と基準台61に探針20の基端を位置させる時の第2の高さ位置(Z2)を測定する測定部63と、第1の高さ位置(Z1)と第2の高さ位置(Z2)との差を探針20の長さとして算出する長さ算出部64とから構成されている。また長さ算出部64で算出された探針の長さに係るデータは記録部65に供給され、ここで記録される。
A probe length measuring mechanism realized by the above-described program for measuring the probe length is shown in FIG. The probe length measuring mechanism 72 includes the reference table 61 having a reference height position, the first height position (Z1) when the tip of the
なお上記の実施形態による探針の長さの測定プロセスでは長さ測定を実行するたびに探針20の長さを絶対値として正確に求めるようにしたが、上記ステップS12〜S15のみを定期的に実行することにより、図3の(A)の測定状態に基づいて相対的に探針長さの変化を求める簡易型の測定プロセスを行うように構成することもできる。
In the probe length measurement process according to the above embodiment, the length of the
以上の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、説明された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 the above embodiments are merely 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 are as follows. It is only an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
上記の実施形態の説明では基準台61を用いた例を説明したが、基準台61については特別のものを設ける必要はなく、例えば試料の一部や試料ホルダ16等の特定の場所を用いることができるのは勿論である。
In the above description of the embodiment, the example using the reference table 61 has been described. However, it is not necessary to provide a special one for the reference table 61. For example, a specific place such as a part of the sample or the
本発明は、走査型プローブ顕微鏡において探針の長さを管理することにより探針先端の摩耗度を管理し、探針を有効利用し測定・検査精度を上げるのに利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for managing the probe tip wear level in a scanning probe microscope to manage the wear degree of the tip of the probe, and to effectively use the probe to increase the measurement / inspection accuracy.
10 基準面
11 試料ステージ
12 試料
14 XYステージ機構
15 Zステージ
16 試料ホルダ
20 探針
21 カンチレバー
23 Z微動機構
29 XY微動機構
61 基準台
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The scanning probe microscope according to claim 1, further comprising recording means for recording the length of the probe measured by the probe length measuring mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005065982A JP2006250637A (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Scanning probe microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005065982A JP2006250637A (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Scanning probe microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006250637A true JP2006250637A (en) | 2006-09-21 |
Family
ID=37091315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005065982A Pending JP2006250637A (en) | 2005-03-09 | 2005-03-09 | Scanning probe microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006250637A (en) |
-
2005
- 2005-03-09 JP JP2005065982A patent/JP2006250637A/en active Pending
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