JP4628099B2 - 複数の走査プローブのソフトウエア同期化 - Google Patents
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Description
本出願は、2002年7月8日に出願され、発明の名称が「複数の走査プローブのソフトウエア同期化」である米国仮出願シリアルNo.60/394,414の優先権を主張するものであり、その米国仮出願の開示は、本明細書に完全に組み込まれている。
本出願で開示される或る一定のソフトウエア・プログラム又はルーチンは、著作権保護を受け、そしてそれらに対する全ての権利が特に確保されている。それらの著作権の公衆への提供は、本明細書におけるそのような開示により意図されているわけでなく、また行われているわけではない。
本発明は、一般的に、走査プローブ顕微鏡(SPM)及び故障解析(FA)に関し、詳細には、SPMを用いてFAのため様相(features)の位置を特定する(locate)ときに複数のプローブの走査を制御するシステムに関する。
故障解析(FA)作業のための半導体超小型回路における様相の位置の特定は、多くの場合困難な作業であった。技術の進歩により、FAのための関心の様相のサイズが低減した。FAにおける関心の様相への電気的接触を行う伝統的な方法(これはまた「探査(probing)」と呼ばれる。)は、精細な探査針を備える機械的位置決め装置及び光学顕微鏡を用いることを伴った。位置決め装置は、手動式又は電動式であり得る正確な3軸ステージである。位置決め装置には、尖った探査針が装着されている。伝統的な光学顕微鏡及び位置決め装置を用いて、ユーザは、当該針でもって関心のFAデバイスを探査(probe)する。現在の半導体技術でサイズが小さくなることにより、光学顕微鏡の限界のため、FAのための様相の位置特定及び探査が難しく、あるいは不可能にすらなってきている。
最小の時間量でそれぞれの関心の様相の位置を特定するため重なった又は重なっていない複数の関心の範囲にわたり複数の走査プローブを同時に走査する装置及び方法は、それぞれの走査プローブがカンチレバーにより原子間力顕微鏡(AFM)に支持された少なくとも2つの走査プローブを採用する。各AFMの制御器は、AFMのうちの第1のAFMに関して第1の軸での移動に対して第1の移動制御信号を、また第1のAFMに関して第2の軸での移動に対して第2の移動制御信号を発生するマスタ制御器から移動制御信号を受け取る。第2の軸は、第1の軸に対して実質的に垂直である。次いで、マスタ制御器は、AFMのうちの第2のAFMがAFMのうちの第1のAFMに対して第1の軸において離間する関係の移動に関する第1の移動制御信号に応答して第1のオフセット移動制御信号を計算し、またAFMのうちの第2のAFMがAFMのうちの第1のAFMに対して第2の軸において離間する関係の移動に関する第2の移動制御信号に応答して第2のオフセット移動制御信号を計算する。
[発明の詳細な説明]
図2Aに示されるように、本発明の一実施形態は、試料110の近くに配置されている2又はそれより多くの走査プローブ先端部114A及び114Bを用いる。試料110は、関心の様相112A及び112Bを含む。図2Bは、走査プローブ先端部を、望ましい走査範囲116A及び116Bのそれぞれと関連して示す。図示の実施形態においては、走査範囲116A及び116Bが重なっていることに注目されたい。各走査範囲は、それぞれの走査プローブ先端部がその走査を始める開始点118A及び118Bを有する。各走査プローブ先端部はまた、走査方向120A及び120Bをそれぞれ有する。図示の実施形態においては、走査方向120A及び120Bは、常に、全ての走査プローブ先端部に関して平行で且つずれている。これは、プローブ先端部が離間した関係で同時に移動することにより衝突を回避する。図2Cは、関心の様相上に位置決めされ、そして電気測定又は力測定のため準備済みである走査プローブ先端部を示す。
Claims (9)
- 走査プローブ顕微鏡システムであって、
各走査プローブがカンチレバーにより別個の原子間力顕微鏡(AFM)へ支持されている2つの走査プローブであって、各走査プローブが、対応する別個の空間基準角度を有するものと、
前記AFMのうちの第1のAFMのための移動制御信号を発生する手段であって、当該移動制御信号が、駆動波形であるものと、
前記AFMのうちの第2のAFMのために、オフセット移動制御信号を決定する手段であって、当該オフセット移動制御信号が、前記駆動波形を、回転マトリックスによって、空間基準角度に変換した結果であり、走査方向120a及び120bを、他の走査プローブ先端部と、常に平行で、かつ、ずれるように保持することによって、プローブ先端部が離間した関係で同時に移動することにより衝突を回避することで、当該オフセット移動制御信号が、第2のAFMによって支持されるプローブの、第1のAFMによって支持されるプローブへの、妨害の無い走査のために、第1のAFM及び第2のAFMの、第1の移動制御信号及び空間基準角度に対応するものであるものと、
前記移動制御信号を受信するようにされる、第1のAFM内の制御手段と、
前記オフセット移動制御信号を受信するようにされる、第2のAFM内の制御手段と、
を備える走査プローブ顕微鏡システム。 - 走査プローブ顕微鏡システムであって、
空間基準角度を有する2つの走査プローブであって、各走査プローブが、カンチレバーによって、原子間力顕微鏡(AFM)に支持されるものと、
前記AFMのうちの第1のAFMのための移動制御信号を発生する手段であって、当該移動制御信号が、駆動波形であるものと、
前記AFMのうちの第2のAFMのために、オフセット移動制御信号を決定する手段であって、当該オフセット移動制御信号が、前記駆動波形を、回転マトリックスによって、空間基準角度に変換した結果であり、走査方向120a及び120bを、他の走査プローブ先端部と、常に平行で、かつ、ずれるように保持することによって、プローブ先端部が離間した関係で同時に移動することにより衝突を回避することで、当該オフセット移動制御信号が、第2のAFMによって支持されるプローブの、第1のAFMによって支持されるプローブへの、妨害の無い走査のために、第1のAFM及び第2のAFMの、第1の移動制御信号及び空間基準角度に対応するものであるものと、
前記移動制御信号を受信するようにされる、第1のAFM内の制御手段と、
前記オフセット移動制御信号を受信するようにされる、第2のAFM内の制御手段と、
を備える走査プローブ顕微鏡システム。 - 前記移動制御信号に応答する、前記第1のAFMによって支持される前記プローブによる走査と、前記オフセット移動制御信号に応答する、第2のAFMによって支持されるプローブによって同時に行われる走査が重なっている、請求項1に記載の走査プローブ顕微鏡システム。
- 前記オフセット移動制御信号を決定する手段が、各AFMに対するプラテン角度に等しい角度値に基づいて形成された回転変換マトリックスによって乗算するための手段を備える、
請求項1に記載の走査プローブ顕微鏡システム。 - 第2のAFMによって支持されるプローブの走査が、第1のAFMによって支持されるプローブの走査と同時である、
請求項1に記載の走査プローブ顕微鏡システム。 - 走査プローブ顕微鏡システムを制御する方法であって、
前記走査プローブ顕微鏡システムが2つの走査プローブを有し、各走査プローブがカンチレバーにより別個の原子間力顕微鏡(AFM)へ支持されており、各走査プローブが、対応する別個の空間基準角度を有し、前記方法が、以下の、
前記AFMのうちの第1のAFMのための移動制御信号を発生するステップであって、当該移動制御信号が、駆動波形であるものと、
前記AFMのうちの第2のAFMのために、オフセット移動制御信号を決定するステップであって、当該オフセット移動制御信号が、前記駆動波形を、回転マトリックスによって、空間基準角度に変換した結果であり、走査方向120a及び120bを、他の走査プローブ先端部と、常に平行で、かつ、ずれるように保持することによって、プローブ先端部が離間した関係で同時に移動することにより衝突を回避することで、当該オフセット移動制御信号が、第2のAFMによって支持されるプローブの、第1のAFMによって支持されるプローブへの、妨害の無い走査のために、第1のAFM及び第2のAFMの、第1の移動制御信号及び空間基準角度に対応するものであるものと、
第1のAFM内で、前記移動制御信号の受信を制御するステップと、
第2のAFM内で、前記オフセット移動制御信号の受信を制御するステップと、
を含む方法。 - 前記移動制御信号に応答する、前記第1のAFMによって支持される前記プローブによる走査と、前記オフセット移動制御信号に応答する、第2のAFMによって支持されるプローブによって同時に行われる走査が重なっている、請求項6に記載の方法。
- 前記オフセット移動制御信号を決定するステップが、各AFMに対するプラテン角度に等しい角度値に基づいて形成された回転変換マトリックスによって乗算するためのステップを含む、
請求項6に記載の方法。 - 第2のAFMによって支持されるプローブの走査が、第1のAFMによって支持されるプローブの走査と同時である、
請求項6に記載の方法。
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