JP2009198202A - 異物除去装置および異物除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の位置、大きさを正確に捉え、前記異物を的確かつ容易に除去することができる異物除去装置および異物除去方法を提供することを目的とする。
【解決手段】一端２７ａ側にＡＦＭ探針２８を有し、他端２７ｂ側にピエゾ素子２５を有するカンチレバー２７を備え、前記ピエゾ素子２５に電圧を印加することにより前記カンチレバー２７を動かして前記ＡＦＭ探針２８を走査させる異物除去装置１１であって、前記ＡＦＭ探針２８と試料３５の表面３５ｃとの間の距離をフィードバック制御しながら、前記ＡＦＭ探針２８で表面３５ｃを走査して、表面３５ｃ上に存在する異物の位置、形状および大きさを把握した後に、前記ＡＦＭ探針２８を前記異物に接触させて動かすことにより、前記試料３５の表面３５ｃから前記異物を除去する異物除去装置１１を用いることによって、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、異物除去装置および異物除去方法に関するものである。

ディスプレイデバイスまたは半導体デバイスの製造工程では、前工程として、水や洗剤を使用した洗浄方法によって表面の異物を除去するのが一般的である。しかしながら、ディスプレイデバイスまたは半導体デバイスを構成する多層膜を真空中で一括して形成する際に前記多層膜の間に発生する異物を除去するのに、大気中で洗浄するこの方法を用いることはできない。そのため、真空中で異物を除去できる装置が求められている。

また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と比較して有機ＥＬ（ＯＥＬ）の場合には、有機ＥＬを構成する多層膜各膜の膜厚が１０ｎｍ〜数百ｎｍ程度と薄いため、液晶ディスプレイの場合には問題とならなかった程度の大きさの異物が存在しても、異物がリーク電流を発生させて、素子特性に多大な影響を与える。このように、近年、ディスプレイデバイスにおいて除去することが求められる異物の大きさは、より小さなものとなっている。そのため、１０ｎｍ〜数μｍ程度の異物を除去できる装置が求められている。

このような微細な異物の位置、形状および大きさを測定する装置としては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）がある。
ＡＦＭは、探針と試料に作用する原子間力を検出するタイプの顕微鏡であって、ＡＦＭ探針はカンチレバーに取り付けられており、カンチレバーのたわみ量が一定となるように探針と試料との間の距離をフィードバックしながら試料面を走査することにより、表面形状を画像化するシステムである。

特許文献１には、ＡＦＭを用いたフォトマスク欠陥修正装置及び方法が開示されている。ＡＦＭの測定画像から得られた情報を元にして、黒欠陥部分のみを削ってフォトマスク欠陥を修正する方法である。しかしながら、この方法では、処理面を削って、処理面の欠陥を修正することはできるが、処理面上に存在する異物を除去することはほとんどできない。
特開２００６−２９３０６４号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、異物の位置、大きさを正確に捉え、前記異物を的確かつ容易に除去することができる異物除去装置および異物除去方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の異物除去装置は、一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させる異物除去装置であって、前記ＡＦＭ探針と試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、前記ＡＦＭ探針で試料の表面を走査して、前記試料の表面上に存在する異物の位置、形状あるいは大きさを求めた後に、前記ＡＦＭ探針を前記異物に接触させて動かすことにより、前記試料の表面から前記異物を除去することを特徴とする。

本発明の異物除去装置は、ＡＦＭ探針と試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、ＡＦＭ探針で試料の表面を走査する構成なので、試料の表面上に存在する異物の位置、形状および大きさを正確に把握することができる。
また、本発明の異物除去装置は、試料の表面上に存在する異物の位置、形状および大きさを正確に把握した後に、ＡＦＭ探針を異物に接触させて動かす構成なので、速やかに異物のみを除去することができる。

本発明の異物除去装置は、前記ＡＦＭ探針に凹部または平面部のいずれかが備えられていることを特徴とする。
本発明の異物除去装置は、ＡＦＭ探針に凹部または平面部のいずれかが備えられている構成なので、異物を的確に捕獲して、除去することができる。

本発明の異物除去装置は、前記カンチレバーに隣接して帯電または帯磁手段が備えられ、前記帯電または帯磁手段を用いて前記カンチレバーを帯電または帯磁させて、前記ＡＦＭ探針に異物を吸着自在とすることを特徴とする。
本発明の異物除去装置は、帯電または帯磁手段を用いてカンチレバーを帯電または帯磁させて、ＡＦＭ探針に異物を吸着自在とする構成なので、異物を効果的に捕獲することができる。

本発明の異物除去装置は、前記カンチレバーが２つ備えられ、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして２つのＡＦＭ探針をそれぞれ独立に走査させる異物除去装置であって、一方のＡＦＭ探針と、もう一方のＡＦＭ探針との間に前記異物が捕獲自在とされていることを特徴とする。
本発明の異物除去装置は、２つのカンチレバーを動かして２つのＡＦＭ探針をそれぞれ独立に走査させることができ、一方のＡＦＭ探針と、もう一方のＡＦＭ探針との間に異物が捕獲自在とされている構成なので、異物を効果的に捕獲、除去することができる。

本発明の異物除去装置は、一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させる異物除去装置であって、前記ＡＦＭ探針に連動する異物処理部が備えられ、前記異物処理部には一対の採取部材が備えられ、前記採取部材の先端部は帯電または帯磁されるように構成されており、前記ＡＦＭ探針は前記異物の検出のみに用いられ、前記一対の採取部材の先端部において前記異物が捕獲自在とされていることを特徴とする。
本発明の異物除去装置は、ＡＦＭ探針に連動する異物処理部が備えられ、異物処理部に備えられた一対の採取部材の先端部を帯電または帯磁させて動かすことができ、一方の先端部と、もう一方の先端部との間に前記異物が捕獲自在とされている構成なので、異物を効果的に捕獲、除去することができる。

本発明の異物除去装置は、画像撮影装置が備えられていることを特徴とする。
本発明の異物除去装置は、画像撮影装置が備えられている構成なので、この画像撮影装置を用いて大まかに測定することにより、異物が存在せず、表面形状を精緻に検索する必要のない部分の測定を行わなくてすみ、より正確に、また速やかに異物を除去することができ、異物除去工程の効率を向上させることができる。

本発明の異物除去方法は、一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させ、前記ＡＦＭ探針または前記ＡＦＭ探針に連動する採取部材によって、試料の表面から異物を除去する方法であって、前記ＡＦＭ探針と前記試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、前記ＡＦＭ探針で前記試料の表面を走査する工程と、前記試料の表面上に存在する異物の位置、形状あるいは大きさを検出する工程と、前記検出データに基づいて、前記ＡＦＭ探針または前記採取部材を前記異物の位置に動かす工程と、前記ＡＦＭ探針を前記異物に接触させて動かすか、前記ＡＦＭ探針に前記異物を吸着させるか、または、前記ＡＦＭ探針または前記採取部材により前記異物を捕獲することによって、前記試料の表面から前記異物を除去する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の異物除去方法は、ＡＦＭ探針を走査させ、異物の位置、形状あるいは大きさを検出した後、前記ＡＦＭ探針または前記ＡＦＭ探針に連動する採取部材によって、試料の表面から前記異物を除去する構成なので、正確に前記異物の位置、形状あるいは大きさのデータを検出できるとともに、的確に前記異物を除去することができる。

上記の構成によれば、異物の位置、大きさを正確に捉え、前記異物を的確かつ容易に除去することができる異物除去装置および異物除去方法を提供できる。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態である異物除去装置１１を示す図であって、図１（ａ）は斜視概略図であり、図１（ｂ）はＡＦＭ探針２８の斜視拡大図であり、図１（ｃ）はＡＦＭ探針２８の平面拡大図である。
図１（ａ）に示すように、異物除去装置１１は、一端２７ａ側にＡＦＭ探針２８を有し、他端２７ｂ側にピエゾ素子２５を有するカンチレバー２７を備えた異物除去装置１１である。
異物除去装置１１は、試料３５を載せる試料台３４を備えている。たとえば、試料台３４の一面３４ｃに垂直な方向をｚ、試料台３４の一面３４ｃの任意の一方向をｘ、試料台３４の一面３４ｃ内でｘに垂直な方向をｙとして設定する。

カンチレバー２７は他端２７ｂ側をピエゾ素子２５に把持されている。ピエゾ素子２５は、電圧を印加することにより、ｚ方向に伸縮する圧電材料部２５ｚと、ｘ方向に伸縮する圧電材料部２５ｘと、ｙ方向に伸縮する圧電材料部２５ｙとから構成されている。そのため、各圧電材料部２５ｘ、２５ｙ、２５ｚに電圧を印加することによって、ピエゾ素子２５の形状を変化させることができ、その変化の割合に伴って、カンチレバー２７を走査することができる。さらに、カンチレバー２７の走査に伴って、試料３５の表面３５ａ上の任意の位置に、ＡＦＭ探針２８を動かすことが出来る。

圧電材料部２５ｘ、２５ｙは、ｘｙ駆動回路１９を介して、キーボード２２とディスプレイ２１が備えられたコンピュータ２０に接続されている。そのため、コンピュータ２０により、圧電材料部２５ｘと圧電材料部２５ｙとに印加する電圧を制御することにより、ＡＦＭ探針２８を任意のｘおよびｙ方向に走査することができる。

また、半導体レーザー１５からカンチレバー２７の一面２７ｃに照射された光は、その一面２７ｃで反射され、光センサー１６に入射される。光センサー１６に入射された光は、たわみ信号（電気信号）に変換され、プリアンプ１７で増幅された後、ｚ電圧フィードバック回路１８に入力される。ｚ電圧フィードバック回路１８は、圧電材料部２５ｚに接続されるとともに、コンピュータ２０に接続されている。そのため、コンピュータ２０により、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、圧電材料部２５ｚに印加する電圧を制御して、カンチレバー２７の他面２７ｄに形成されたＡＦＭ探針２８を任意のｚ方向に走査することができる。このようにして、ＡＦＭ探針２８と試料３５との間の距離をフィードバックしながら試料３５の表面３５ｃの任意のエリアを走査することにより、そのエリアの表面形状をディスプレイ２１上に画像化することができる。
このように、異物除去装置１１は、ＡＦＭ探針２８と試料３５の表面３５ｃとの間の距離をフィードバック制御しながら、ＡＦＭ探針２８で試料３５の表面３５ｃを走査する構成なので、試料３５の表面３５ｃ上に存在する異物５０の位置、形状および大きさを正確に把握することができる。

なお、ＡＦＭの測定方法として、ＡＦＭ探針先端部２９を試料に接触させないノンコンタクトモードについて説明したが、これに限られるものではなく、ＡＦＭ探針先端部２９を試料に接触させるコンタクトモードを用いてもよい。

図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、ＡＦＭ探針２８は四角錐形状であり、ＡＦＭ探針先端部２９を備えている。ＡＦＭ探針先端部２９は、四角錐形状のＡＦＭ探針２８の先端部分をそのまま用いてもよいが、一般に、更に引き伸ばして、先端部分がなるべく小さくなるように形成する。ＡＦＭ探針先端部２９をなるべく小さく形成することにより、ＡＦＭとしての解像度を向上させることができるためである。たとえば、ＡＦＭ探針２８の高さを約３μｍ、引き伸ばしたＡＦＭ探針先端部２９の長さを約２００ｎｍ、曲率半径Ｒを２０ｎｍ以下とする。

ＡＦＭ探針２８の形状は、先端部分を小さくできる形状であれば、特に限定されるものではなく、四角錘形状のほか、三角錘形状などの他の多角錘形状、円錐形状などを挙げることができる。

なお、異物を除去する試料３５としては特に限定されることはなく、電気光学装置に用いられる各種基板および材料、たとえば、ディスプレイ用または半導体装置用の基板、それらの基板上に成膜した各種膜、あるいは、磁気センサーなど各種センサー用基板およびその基板上に成膜した膜などを挙げることができる。

異物は、たとえば、電気光学装置を製造するプロセスで混入されるものであり、プロセスで使用する材料、ガスなどから生成される各種化合物、各種パーティクルなどを挙げることができる。一般に、電気光学装置の製造はパーティクルなどのゴミをできるだけ排したクリーンルームでその作業を行い、真空装置などの成膜作業においては、よりパーティクルの影響は排されるが、そのような状況下においても、わずかに上記異物が混入される場合がある。
なお、異物の大きさは、ＡＦＭ探針２８の高さおよびＡＦＭ探針先端部２９の長さを制御することにより、１０ｎｍ〜数μｍ程度のものを取り扱うことができる。

カンチレバー２７、ＡＦＭ探針２８およびＡＦＭ探針先端部２９の材料としては、一般に使用されている材料を用いることができ、たとえば、窒化シリコン、シリコンのような絶縁物あるいは金属などを単独であるいは組み合わせて使用することができる。また、シリコン表面を窒化シリコン膜で覆ってもよい。
ピエゾ素子の材料としては、一般に使用されている材料を用いることができ、たとえば、ＰｂＺｒＴｉＯ_３などからなる圧電セラミックスなどを挙げることができる。

図９は、本発明の実施形態である異物除去装置を用いて異物を除去する工程の一例を説明するフローチャート図である。
本発明の実施形態である異物除去装置を用いて異物を除去する工程は、４つのステップからなる。ＳＴ１は、走査ステップであり、ＡＦＭ探針と試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、ＡＦＭ探針で試料の表面を走査する。ＳＴ２は、検出ステップであり、試料の表面上に存在する異物の位置、形状あるいは大きさを検出する。ＳＴ３は、移動ステップであり、異物の位置、形状あるいは大きさの検出データに基づいて、ＡＦＭ探針または採取部材を異物の位置に動かす。ＳＴ４は、除去ステップであり、ＡＦＭ探針を異物に接触させて動かすか、ＡＦＭ探針に異物を吸着させるか、または、ＡＦＭ探針または採取部材により異物を捕獲することによって、試料の表面から異物を除去する。

図２は、本発明の実施形態である異物除去装置１１を用いて異物を除去する工程の一例を説明する図である。試料３５の表面３５ｃの任意のエリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝から異物を除去する例について、図１の記載も利用して説明する（以下、同じ）。
本発明の実施形態である異物除去装置１１を用いて異物を除去する工程は、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、ＡＦＭ探針２８と試料３５の表面３５ｃとの間の距離をフィードバック制御しながら、ＡＦＭ探針２８で試料３５の表面３５ｃを走査して、試料３５の表面３５ｃ上に存在する異物の位置、形状および大きさを把握した後に、ＡＦＭ探針２８を異物に接触させて動かすことにより、試料３５の表面３５ｃから異物を除去する。

（異物の位置、形状および大きさを把握する工程）
まず、図２（ａ）に示すように、ＡＦＭ探針２８を動かして、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_０、ｙ_０）の位置に合わせる。次に、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、試料３５の表面３５ｃと一定の距離となるように制御しながら、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_０、ｙ_ｍ）へ走査する。

次に、ＡＦＭ探針先端部２９を試料３５の表面３５ｃから離して、（ｘ_１、ｙ_０）の位置へ移動させた後、先に記載した走査と同様に、すなわち、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、試料３５の表面３５ｃと一定の距離となるように制御しながら、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_１、ｙ_ｍ）へ走査する。

以後、同様の操作を繰り返し、最後に、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_ｍ、ｙ_０）から（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）へ走査する。
ここまでの電気信号の制御情報を集計することにより、このエリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝の表面形状および異物の位置、形状および大きさを把握することができる。
図２（ｂ）は、（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）の位置に異物５０が存在した場合を示している。

（異物を除去する工程）
次に、図２（ｃ）に示すように、ＡＦＭ探針２８を（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）の近傍に移動させた後、ＡＦＭ探針２８を試料３５の表面３５ｃに降ろして、ＡＦＭ探針２８を異物５０に接触させる。
その後、図２（ｄ）に示すように、ＡＦＭ探針２８を動かして異物５０を押し出すことにより、エリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝から異物５０を除去することができる。
なお、異物５０の大きさが１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度と小さい場合には、ＡＦＭ探針先端部２９を異物５０に接触させて押し出すことになる。
このように、試料３５の表面３５ｃ上に存在する異物５０の位置、形状および大きさを正確に把握した後に、ＡＦＭ探針２８を異物５０に接触させて動かす構成なので、速やかに異物５０のみを除去することができる。

なお、光学顕微鏡に電子画像撮影装置を取り付けた画像撮影装置などを備えることが好ましく、ＡＦＭ探針２８を用いて異物５０の位置、形状、大きさを精密に測定する前に、この画像撮影装置により異物５０の大まかな位置、形状および大きさの検出を行うことが好ましい。
画像撮影装置を用いて、このような操作を行うことにより、異物５０が存在せず、表面形状を精緻に調べる必要のない部分の測定を行わなくてすみ、速やかに異物５０を除去することができ、異物除去工程の効率を向上させることができる。

（実施形態２）
図３は、ＡＦＭ探針２８の別の一例を示す図であって、図３（ａ）は斜視拡大図であり、図３（ｂ）は平面拡大図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ＡＦＭ探針２８は、三角錐形状であり、ＡＦＭ探針先端部２９を備えている。三角錐の一面はカンチレバー２７の他面２７ｄにほぼ垂直とされた平面部３１とされている。
実施形態１の四角錘形状のＡＦＭ探針２８を用いた場合には、ＡＦＭ探針２８の異物５０に接触させる面が、押出し方向に対してＡＦＭ探針先端部２９が後となるように傾斜されているので、異物５０を押し出す際に、異物５０にうまく力を伝えることができず、異物５０を押し出さずに、ＡＦＭ探針２８のみを動かしてしまう場合がある。
平面部３１を異物５０に接触させる面とすれば、ＡＦＭ探針２８の異物５０に接触させる面が押出し方向に垂直にされているので、異物５０に的確に力を伝えることができ、異物５０を的確に押し出すことができる。
なお、平面部３１が異物をすくいとるように、平面部３１を傾斜させて形成しても良い。このようにすることで、異物５０を的確に捕獲して動かすことができる。

（実施形態３）
図４は、ＡＦＭ探針２８のさらに別の一例を示す図であって、図４（ａ）は斜視拡大図であり、図４（ｂ）は平面拡大図である。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ＡＦＭ探針２８は、平面部３１に凹部３２が形成されている他は、実施形態２と同様の構成とされている。
異物５０にＡＦＭ探針２８の平面部３１を接触させた場合、凹部３２の内部に異物５０に捕獲することができ、より効率的に異物５０を除去することができる。

なお、平面部３１または凹部３２の形状、大きさは特に規定されない。目的とする異物５０の大きさにより適宜変更することができる。実際には、ＡＦＭ探針２８の先端を引き伸ばしてＡＦＭ探針先端部２９する際に、任意の形状、大きさの平面部３１または凹部３２を形成したものを数種類用意しておき、目的に応じて、所定のＡＦＭ探針２８をカンチレバー２７に取り付けて使用する。

（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態である異物除去装置１２を示す斜視概略図である。
図５に示すように、異物除去装置１２は、カンチレバー２７が２つ備えられている他は、実施形態１と同様の構成とされている。なお、実施形態１と同様の部材については、同じ符号を付して示している。

２つのカンチレバー２７はそれぞれ別のピエゾ素子２５に接続されており、それぞれ独立に動かすことができる。そのため、２つのカンチレバー２７にそれぞれ備えられた２つのＡＦＭ探針２８を独立に走査させることができ、一方のＡＦＭ探針２８と、もう一方のＡＦＭ探針２８との間に異物が捕獲自在とされている。そのため、異物５０を効果的に捕獲、除去することができる。

図６は、異物除去装置１２を用いて異物を除去する工程の一例を説明する図である。試料３５の表面３５ｃの任意のエリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝から異物を除去する例について、図５の記載も利用して説明する。
異物除去装置１２を用いて異物を除去する工程は、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、ＡＦＭ探針２８と試料３５の表面３５ｃとの間の距離をフィードバック制御しながら、ＡＦＭ探針２８で試料３５の表面３５ｃを走査して、試料３５の表面３５ｃ上に存在する異物の位置、形状および大きさを把握した後に、一方のＡＦＭ探針２８と、もう一方のＡＦＭ探針２８との間に異物を捕獲することにより、試料３５の表面３５ｃから異物を除去する。

（異物の位置、形状および大きさを把握する工程）
まず、図６（ａ）に示すように、一方のＡＦＭ探針２８を動かして、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_０、ｙ_０）の位置に合わせる。次に、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、試料３５の表面３５ａと一定の距離となるように制御しながら、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_０、ｙ_ｍ）へ走査する。

次に、ＡＦＭ探針先端部２９を試料３５の表面３５ｃから離して、（ｘ_１、ｙ_０）の位置へ移動させた後、先に記載した走査と同様に、すなわち、カンチレバー２７のたわみ量が一定になるように、試料３５の表面３５ａと一定の距離となるように制御しながら、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_１、ｙ_ｍ）へ走査する。

以後、同様の操作を繰り返し、最後に、ＡＦＭ探針先端部２９を（ｘ_ｍ、ｙ_０）から（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）へ走査する。
ここまでの電気信号の制御情報を集計して、このエリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝の表面形状および異物の位置、形状および大きさを把握することができる。
図６（ｂ）は、（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）の位置に異物５０が存在した場合を示している。

（異物を除去する工程）
次に、図６（ｃ）に示すように、２つのＡＦＭ探針２８を（ｘ_ｎ、ｙ_ｎ）の近傍に移動させた後、２つのＡＦＭ探針２８を試料３５の表面３５ｃに下げるとともに、ｘｙ面上の位置を調整して、一方のＡＦＭ探針２８と、もう一方のＡＦＭ探針２８との間に異物５０を挟み込んで捕獲する。
その後、図６（ｄ）に示すように、２つのＡＦＭ探針２８を動かすことにより、エリア｛（ｘ_０、ｙ_０）〜（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）｝から異物５０を除去することができる。

ここでは、実施形態１に記載したＡＦＭ探針２８を用いたが、実施形態２または実施形態３のような形状のＡＦＭ探針２８を用いることができる。たとえば、実施形態３のような形状のＡＦＭ探針２８を用いることにより、２つの凹部３２の内部に異物５０を捕獲することができるので、移動途中で異物５０を落とすことがなく、確実に異物５０を除去することができる。

（実施形態５）
図７は、本発明の実施形態である異物除去装置１３を示す斜視概略図である。
図７に示すように、異物除去装置１３は、ＡＦＭ探針２８に連動する異物処理部４３が備えられている他は、実施形態１と同様の構成とされている。なお、実施形態１と同様の部材については、同じ符号を付して示している。
異物処理部４３には、支持部材４１と一対の採取部材４２が備えられている。採取部材４２の先端部３０は帯電または帯磁されるように構成されており、一対の採取部材４２の先端部３０において異物が捕獲自在とされている。

異物処理部４３は、支持部材４１と一対の採取部材４２とから構成されている。一対の採取部材４２を取り付けた支持部材４１は、ピエゾ素子２５に固定されており、異物処理部４３の位置がＡＦＭ探針２８の位置と連動するようにされている。
また、一対の採取部材４２は、それぞれ先端部３０を有しているとともに、コンピュータ２０と接続された位置制御部４５に接続されているので、コンピュータ２０を介して位置制御部４５に情報を伝達して、２つの先端部３０をそれぞれ独立に動かすことができることができる構成とされている。

２つの先端部３０は帯電または帯磁されるように構成されており、静電気力または磁力などにより動かすことができる。たとえば、一対の採取部材４２をそれぞれシリコンなどの絶縁体で構成した場合には、それぞれの一対の採取部材４２に同種の電荷をチャージさせることにより、先端部３０を反発させて広げることができる。逆に異種の電荷をチャージさせることにより、先端部３０を引きつけることができる。また、一対の採取部材４２をそれぞれ金属などで構成した場合には、それぞれの一対の採取部材４２に同種の磁気を付加させることにより、先端部３０を反発させて広げることができる。逆に異種の磁気を付加させることにより、先端部３０を引きつけることができる。

異物処理部４３は、カンチレバー２７を介してＡＦＭ探針２８を固定したピエゾ素子２５に固定されているので、ＡＦＭ探針２８の位置と異物処理部４３の位置が連動される構成とされている。そのため、ＡＦＭ探針先端部２９が走査して把握した試料３５の表面３５ｃの表面形状および異物５０の位置、形状及び大きさの情報をほぼそのまま用いて異物除去処理を行うことができるので、異物除去の処理スピードを向上させることができる。さらに、ＡＦＭ探針２８は異物の検出のみに用いることにより、異物除去の処理スピードをより向上させることができる。また、異物５０を効果的に捕獲、除去することができる。

（実施形態６）
図８は、本発明の実施形態である異物除去装置１４を示す斜視概略図である。
図８に示すように、異物除去装置１４は帯電または帯磁手段４８がカンチレバー２７に隣接して配置されている他は、実施形態１と同様の構成とされている。なお、実施形態１と同様の部材については、同じ符号を付して示している。

異物除去装置１４は、カンチレバー２７に隣接して帯電または帯磁手段４８が備えられているので、帯電または帯磁手段４８を用いてカンチレバー２７を帯電または帯磁させることができる。また、カンチレバー２７が帯電または帯磁されて静電気力または磁力を発生することにより、ＡＦＭ探針２８に異物５０が吸着される。エリア内の異物５０をＡＦＭ探針２８で吸着した後、ＡＦＭ探針２８を持ち上げてエリア外に動かして、静電気力または磁力を消去することにより、異物５０をＡＦＭ探針２８から取り外すことができる。
このように、的確かつ速やかに異物５０を除去することができる。

本発明の実施形態である異物除去装置を示す図である。 本発明の実施形態である異物除去装置を用いて異物を除去する工程を説明する図である。 本発明の実施形態である異物除去装置のＡＦＭ探針の拡大図である。 本発明の実施形態である異物除去装置のＡＦＭ探針の拡大図である。 本発明の実施形態である異物除去装置を示す図である。 本発明の実施形態である異物除去装置を用いて異物を除去する工程を説明する図である。 本発明の実施形態である異物除去装置を示す図である。 本発明の実施形態である異物除去装置を示す図である。 本発明の実施形態である異物除去方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１１、１２、１３、１４…異物除去装置、１５…半導体レーザー、１６…光センサー、１７…プリアンプ、１８…ｚ電圧フィードバック回路、１９…ｘｙ駆動回路、２０…コンピュータ、２１…ディスプレイ、２２…キーボード、２５…ピエゾ素子、２５ｘ、２５ｙ、２５ｚ…圧電材料部、２７…カンチレバー、２７ａ…一端、２７ｂ…他端、２７ｃ…一面、２７ｄ…他面、２８…ＡＦＭ探針、２９…ＡＦＭ探針先端、３０…先端部、３１…平面部、３２…凹部、３４…試料台、３４ｃ…一面、３５…試料、３５ｃ…表面、４１…支持部材、４２…採取部材、４３…異物処理部、４５…位置制御部、４８…帯電または帯磁手段、５０…異物。

Claims (7)

1. 一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させる異物除去装置であって、
   前記ＡＦＭ探針と試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、前記ＡＦＭ探針で試料の表面を走査して、前記試料の表面上に存在する異物の位置、形状あるいは大きさを求めた後に、前記ＡＦＭ探針を前記異物に接触させて動かすことにより、前記試料の表面から前記異物を除去することを特徴とする異物除去装置。
2. 前記ＡＦＭ探針に凹部または平面部のいずれかが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
3. 前記カンチレバーに隣接して帯電または帯磁手段が備えられ、前記帯電または帯磁手段を用いて前記カンチレバーを帯電または帯磁させて、前記ＡＦＭ探針に異物を吸着自在とすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の異物除去装置。
4. 前記カンチレバーが２つ備えられ、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして２つのＡＦＭ探針をそれぞれ独立に走査させる異物除去装置であって、一方のＡＦＭ探針と、もう一方のＡＦＭ探針との間に前記異物が捕獲自在とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の異物除去装置。
5. 一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させる異物除去装置であって、
   前記ＡＦＭ探針に連動する異物処理部が備えられ、前記異物処理部には一対の採取部材が備えられ、前記採取部材の先端部は帯電または帯磁されるように構成されており、前記ＡＦＭ探針は前記異物の検出のみに用いられ、前記一対の採取部材の先端部において前記異物が捕獲自在とされていることを特徴とする異物除去装置。
6. 画像撮影装置が備えられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の異物除去装置。
7. 一端側にＡＦＭ探針を有し、他端側にピエゾ素子を有するカンチレバーを備え、前記ピエゾ素子に電圧を印加することにより前記カンチレバーを動かして前記ＡＦＭ探針を走査させ、前記ＡＦＭ探針または前記ＡＦＭ探針に連動する採取部材によって、試料の表面から異物を除去する方法であって、
   前記ＡＦＭ探針と前記試料の表面との間の距離をフィードバック制御しながら、前記ＡＦＭ探針で前記試料の表面を走査する工程と、
   前記試料の表面上に存在する異物の位置、形状あるいは大きさを検出する工程と、
   前記検出データに基づいて、前記ＡＦＭ探針または前記採取部材を前記異物の位置に動かす工程と、
   前記ＡＦＭ探針を前記異物に接触させて動かすか、前記ＡＦＭ探針に前記異物を吸着させるか、または、前記ＡＦＭ探針または前記採取部材により前記異物を捕獲することによって、前記試料の表面から前記異物を除去する工程と、を有することを特徴とする異物除去方法。
   

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