JP2011089985A - 原子間力顕微鏡の探針を特徴づけるための方法および構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】任意の高さ(h1、h2、h3)に対応する前記二つの傾斜側壁を分離する少なくとも一つの実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)が既知である。探針(205)によって傾斜側壁(202、203)の表面をスキャンするステップ、なお、このスキャニングは、探針(205)が垂直にのみ振動しながら実行され、任意の高さに対して、二つの傾斜側壁(202、203)を分離する側方距離を測定するステップ、なお、この測定は、特徴づけ構造(200)の外形と探針(205)の外形のコンボリューションを取り込むものであり、そして測定側方距離および実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)の関数として探針(205)の特徴的な寸法(D)を決定するステップからなる。
【選択図】図7
Description
ことを可能にする。
可能にする特徴づけ構造18の隆起部の末端19または20は、可能な限り接触が点接触であるよう極度に狭くなければならない。これなしで、測定値の正確さおよび再現性が高品質になることはない。
、非常に正確な特徴づけを可能にする。したがって、このモードを用いて構造を測定すると、測定精度の改善が得られる。(実際、正確な測定値を得るためには、少なくとも探針の直径をデコンボリュートすることが必要である。)
○ 複雑な外形の特徴づけされるべき裾広探針のケースでは探針のすべての水平円形断面における最大径、
○ 円柱探針のケースでは探針の水平円形断面の直径、そして
○ 円錐探針のケースでは探針の末端の曲率半径である。
を下側ベースに結合する。
y)は水平面である。実質的に台形状のこの構造200は、面204の上方に隆起する、二つの比較的に滑らかに傾斜した側壁202および203を備えた部分201からなり、二つの傾斜面202および203は、相互に反対側に位置する。傾斜側壁202および203は、平面(Oxy)に平行な水平面204に対して厳密に0から90°の角度θを形成する二つの実質的に滑らかな面と理解すべきである。
均直径=109.4nm)、そして、CDモードにおけるVPS構造上での値(平均直径=109.5nm)から得られる直径を考慮している。
− 水平なサブストレート303に実質的に平行な幅d1の上側ベース304。
− サブストレート303に実質的に平行な下側ベース305。
− 上側ベース304と下側ベース305とを結ぶ第一および第二の傾斜側壁306および307。
− 選択的に蝕刻可能な、Si(AまたはB)とSiGe(BまたはA)との対。
− 選択的に蝕刻可能な、Si(A)とSiO2(B)との対。
Claims (13)
- 特徴づけ構造(200)によって原子間力顕微鏡の探針(205)を特徴づけるための方法(100)であって、前記構造は、構造のサブストレートの表面の平面に対して二つの傾斜側壁(202、203)を持ち、前記傾斜側壁は相互に反対側に位置し、
構造のサブストレートの表面の平面に平行に、そして前記構造(200)の任意の高さ(h1、h2、h3)に対応して前記二つの傾斜側壁を分離する少なくとも一つの実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)が既知であり、
前記方法が、
前記探針(205)によって前記構造(200)の前記傾斜側壁(202、203)の表面をスキャンする(102)ステップ、なお、前記にスキャンは、前記探針(205)が、構造のサブストレートの表面の平面に対して直交する垂直方向のみに振動しながら実行される、
前記任意の高さに対して、前記二つの傾斜側壁(202、203)を分離している、構造のサブストレートの表面の平面に平行な側方距離を測定する(102)ステップ、なお、前記測定は、前記特徴づけ構造(200)の外形と前記探針(205)の外形のコンボリューションを取り込む、そして
前記測定側方距離および前記実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)の関数として前記探針(205)の特徴的な寸法(D)を決定する(103)ステップからなる、前記方法。 - 任意の高さ(h1、h2、h3)における傾斜側壁(202、203)間の前記少なくとも一つの実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)が、特徴づけられるべき探針(205)とは異なる較正探針によって実行される原子間力顕微鏡法によって決定され(101)、そして
前記較正探針が、水平および垂直に振動する、既知の寸法および外形を持つ複雑な外形の裾広探針であることを特徴とする、請求項1に記載の方法(100)。 - 前記二つの傾斜側壁(202、203)を分離する既知の実際の側方距離(CD1、CD2、CD3)に各々の高さが対応する複数の任意の高さ(h1、h2、h3)に対して、前記測定が実行されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記特徴的な寸法が、
複雑な外形の特徴づけされるべき裾広探針のケースでは探針のすべての水平円形断面における最大径、
円柱探針のケースでは探針の水平円形断面の直径、そして
円錐探針のケースでは探針の末端の曲率半径であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 任意の高さに対応する前記二つの傾斜側壁を分離する実際の側方距離を、前記同じ高さに対する前記二つの傾斜側壁を分離する測定側方距離から引くことによって、前記直径が得られることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記特徴的な寸法の変化を時間の関数としてモニターするために、前記測定が時間経過に対して繰り返されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 原子間力顕微鏡の探針を特徴づけるために、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法を実行するための構造(300)であって、
前記構造(300)は、サブストレート(303)上に製造され、サブストレート(303)の主平面に対して厳密に0°と90°との間の角度θで傾いた第一の側壁(306
)、そしてサブストレート(303)の主平面に対して前記第一の側壁(306)と同じ角度で傾いた第二の側壁(307)からなり、前記第一および第二の側壁(306、307)が相互に対向し、
前記構造が、
サブストレート(303)に実質的に平行な上側ベース(304)とサブストレート(303)に実質的に平行な下側ベース(305)を持つ第一の要素(301)、なお、前記第一および第二の傾斜側壁(306、307)は上側ベース(304)を下側ベース(305)に結合する、そして
前記第一の要素(301)の下方、そして上述のサブストレート(303)の上方に位置する第二の要素(302)であって、実質的に垂直側壁を持つ前記第二の要素(302)からなり、
前記第一および第二の傾斜側壁と下側ベースとの間の結合が、開き角度θで突出する二つの部分(308、309)を形成する、前記構造。 - 前記第一の要素が第一の物質(A)から製造され、そして前記第二の要素が、前記第一の物質(A)とは異なる第二の物質(B)から製造されるため、前記第一および第二の物質(A、B)は、相互に対して選択的に蝕刻することが可能であることを特徴とする、請求項7に記載の構造(300)。
- 前記第一の物質がSiまたはSiGeであることを特徴とする、請求項8に記載の構造(300)。
- 第一の物質および第二の物質が、
第一の物質に対してSiおよび第二の物質に対してSiGe、
第一の物質に対してSiGeおよび第二の物質に対してSi、そして
第一の物質に対してSiおよび第二の物質に対してSiO2の対の一つから各々選択されることを特徴とする、請求項9に記載の構造(300)。 - 前記第二の要素(302)の高さ(h2)が、特徴づけられるべき探針(501)の有益な部分の高さ(h3)よりも大きいように選択されることを特徴とする、請求項7から10のいずれか一項に記載の構造(300)。
- 円錐外形を持つ原子間力顕微鏡の探針(401)を特徴づけるための、請求項7から11のいずれか一項に記載の構造(300)であって、円錐の開き角度をθ1とするとき、角度θが、90°−θ1よりも小さいように選択されることを特徴とする、前記構造。
- 傾斜側壁を持つ部分の高さ(h1)が、試験されるべき探針の曲率半径よりも厳密に大きいように選択されることを特徴とする、請求項7から12のいずれか一項に記載の構造(300)。
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