JPH02141601A - 標準試料及びこれを用いた位置補正方法並びに複合化測定装置 - Google Patents
標準試料及びこれを用いた位置補正方法並びに複合化測定装置Info
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- JPH02141601A JPH02141601A JP63296446A JP29644688A JPH02141601A JP H02141601 A JPH02141601 A JP H02141601A JP 63296446 A JP63296446 A JP 63296446A JP 29644688 A JP29644688 A JP 29644688A JP H02141601 A JPH02141601 A JP H02141601A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高倍率で測定領域の狭い測定機器で、希望す
る任意の場所に測定領域を位置決めするため、他の測定
機器と複合化した装置において、両者の測定位置のズレ
量を求め、補正することができる位置合わせ用の標準試
料に関する。詳しくは、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ
）と光学顕微鏡（先頭）、あるいは走査型電子顕微鏡（
ＳＥＭ）等との複合装置において、両者の測定位置の関
係を求めるための標準試料である。
る任意の場所に測定領域を位置決めするため、他の測定
機器と複合化した装置において、両者の測定位置のズレ
量を求め、補正することができる位置合わせ用の標準試
料に関する。詳しくは、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ
）と光学顕微鏡（先頭）、あるいは走査型電子顕微鏡（
ＳＥＭ）等との複合装置において、両者の測定位置の関
係を求めるための標準試料である。
高倍率で測定領域の狭い測定機器の例では、走査型トン
ネル顕微鏡（３７Ｍ装置）が代表的なものとしてあげる
ことができる。
ネル顕微鏡（３７Ｍ装置）が代表的なものとしてあげる
ことができる。
この３７Ｍ装置は、試料表面上トンネル電流領域まで測
定探針を接近させ、トンネル電流を検出して高倍率の３
次元観察ができることで知られている。この装置では高
倍率測定ができる反面、探針を走査しながら測定する測
定範囲を広くすることが現時点では困難で、ミクロンオ
ーダの微小領域の測定範囲となっている。
定探針を接近させ、トンネル電流を検出して高倍率の３
次元観察ができることで知られている。この装置では高
倍率測定ができる反面、探針を走査しながら測定する測
定範囲を広くすることが現時点では困難で、ミクロンオ
ーダの微小領域の測定範囲となっている。
この装置により、試料の所望部分を観察する場合には、
第１１図に概略示すように、試料４上の目標位置Ｘを概
略見当づけて、３７Ｍ装置９の測定探針９ａにより３７
Ｍ測定し、所望の場所でないときは、次にまた別の位置
を３７Ｍ測定するというように、順次試料４上の位ｔ（
ｘ＋、→Ｘ２・・・）を測定しながら目標位置Ｘを見つ
け出すことを試行錯誤で行っていた。
第１１図に概略示すように、試料４上の目標位置Ｘを概
略見当づけて、３７Ｍ装置９の測定探針９ａにより３７
Ｍ測定し、所望の場所でないときは、次にまた別の位置
を３７Ｍ測定するというように、順次試料４上の位ｔ（
ｘ＋、→Ｘ２・・・）を測定しながら目標位置Ｘを見つ
け出すことを試行錯誤で行っていた。
ところが近年になって、試料を能率的かつ多面的に観察
、測定、分析できるよう複数の測定手段、例えば３７Ｍ
装置と光学顕微鏡（先願）、３７Ｍ装置と走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）等を備えた複合装置が要望されてきてい
る。
、測定、分析できるよう複数の測定手段、例えば３７Ｍ
装置と光学顕微鏡（先願）、３７Ｍ装置と走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）等を備えた複合装置が要望されてきてい
る。
しかしながら、３７Ｍ装置では測定探針先端が非常に鋭
利でなければならない必要性や、探針表面の仕事関数が
問題となる測定を行う必要などから、探針の交換が頻繁
に行われる。
利でなければならない必要性や、探針表面の仕事関数が
問題となる測定を行う必要などから、探針の交換が頻繁
に行われる。
ところが、探針の取付時に探針の位置が装置の特性上前
の位置とはズレが生じてしまう。
の位置とはズレが生じてしまう。
そのため、複合装置では探針と他の測定器の光軸等の相
対位置が交換するたびに異なったものとなり、その相対
位置を特定することが必要とされている。しかも、位置
を特定するため、試料上の所定位置を決め、その位置を
求めることも前述したように煩雑で問題となっていた。
対位置が交換するたびに異なったものとなり、その相対
位置を特定することが必要とされている。しかも、位置
を特定するため、試料上の所定位置を決め、その位置を
求めることも前述したように煩雑で問題となっていた。
そこで、本発明は測定試料のような測定軸が頻繁にズし
て変位しても、前述したような試行錯誤を繰り返すこと
なく、容易に所定の位置が見つけられ、しかもその位置
のパターンにより複合装置の測定軸（例えば探針や光軸
等）の相対位置が特定でき、較正できる標準試料および
位置補正方法を提供することを目的とする。
て変位しても、前述したような試行錯誤を繰り返すこと
なく、容易に所定の位置が見つけられ、しかもその位置
のパターンにより複合装置の測定軸（例えば探針や光軸
等）の相対位置が特定でき、較正できる標準試料および
位置補正方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では標準試料が、所定
の領域内に全て異なるパターンを有する位置特定用パタ
ーン部が、間隔を置いて形成され、この位置特定用パタ
ーン部を囲んで、互いに異なるパターンを有する少なく
とも３種の補助パターン部が形成されていることを特徴
とする。
の領域内に全て異なるパターンを有する位置特定用パタ
ーン部が、間隔を置いて形成され、この位置特定用パタ
ーン部を囲んで、互いに異なるパターンを有する少なく
とも３種の補助パターン部が形成されていることを特徴
とする。
また位置補正方法が標準試料の位置特定用バタン部内の
位置に第１の測定手段の位置を合わせ、次に、この位置
に第２の測定手段を合わせ、複合された測定手段の相対
位置を補正することを特徴とする。
位置に第１の測定手段の位置を合わせ、次に、この位置
に第２の測定手段を合わせ、複合された測定手段の相対
位置を補正することを特徴とする。
上記の手段によれば、標準試料内で試行錯誤を繰り返す
ことなく、容易に所定位置が見つけられ、しかもその位
置により複合装置の測定手段の相対位置も容易に補正を
することができ、筒便に複合装置の測定が可能となる。
ことなく、容易に所定位置が見つけられ、しかもその位
置により複合装置の測定手段の相対位置も容易に補正を
することができ、筒便に複合装置の測定が可能となる。
以下図面に基づいて実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例である位置合わせ用標準試料１
（以下単に標準試料という）のパターン構成を示す平
面図である。
（以下単に標準試料という）のパターン構成を示す平
面図である。
測定位置特定用主パターン（８部（以下主パターン部）
２０は、測定軸、例えばＳＴＭＱ置の測定探針先端位置
を特定するためのパターン部である。
２０は、測定軸、例えばＳＴＭＱ置の測定探針先端位置
を特定するためのパターン部である。
そして主パターン羽部２０の上下には補助パターン回部
２１が、両横には補助パター７０部２２が、斜め方向に
は補助パターン部０２３がそれぞれ形成されている。即
ち、標準試料ｌのパターンは、格子状に区切られ、主パ
ターン（８部を囲んで、補助パターン（Ａｌ、 Ｂ、
（０が一定ピンチで形成されている。
２１が、両横には補助パター７０部２２が、斜め方向に
は補助パターン部０２３がそれぞれ形成されている。即
ち、標準試料ｌのパターンは、格子状に区切られ、主パ
ターン（８部を囲んで、補助パターン（Ａｌ、 Ｂ、
（０が一定ピンチで形成されている。
本実施例では、具体的には主パターンｆＰ１部２０は後
述するように、０．１６１ｍｍ口で、縦横のピッチＪは
、０．５鰭となっている。そして、補助パターン部はピ
ッチＪと主パターン部の大きさとから主パターン部以外
の部分が補助パターン形成部となり、補助パターンＣ部
では、０．３３９ｍｍ口寸法となっている。
述するように、０．１６１ｍｍ口で、縦横のピッチＪは
、０．５鰭となっている。そして、補助パターン部はピ
ッチＪと主パターン部の大きさとから主パターン部以外
の部分が補助パターン形成部となり、補助パターンＣ部
では、０．３３９ｍｍ口寸法となっている。
この例の如く、縦横のピッチＪを０．５１に設定してい
るのは、ＳＴＭの測定探針の交換時の取付は誤差が、本
実施例に用いた装置では、およそ０．２〜０．３鶴とな
っていることから、ピッチ領域３口を０．５ｍｍとして
、探針を取り付けたときの誤差範囲内に主パターン部２
０が２ケ所は入らないようにして、どの主パターン部を
使用するかが分かるよう配慮しである。
るのは、ＳＴＭの測定探針の交換時の取付は誤差が、本
実施例に用いた装置では、およそ０．２〜０．３鶴とな
っていることから、ピッチ領域３口を０．５ｍｍとして
、探針を取り付けたときの誤差範囲内に主パターン部２
０が２ケ所は入らないようにして、どの主パターン部を
使用するかが分かるよう配慮しである。
第２図は、第１図の主パターン（８部２０の拡大説明図
である。主パターン（８部２０は、ピッチＨで格子２４
が形成され、この格子２４内部には識別用パターンＱ、
Ｑ・・・が形成されている。この例ではピッチＨは１０
μ思で縦・横に巾ＩＪｒｍでの格子により１６分割し、
１６１０−の主パターン部２０をなしている。
である。主パターン（８部２０は、ピッチＨで格子２４
が形成され、この格子２４内部には識別用パターンＱ、
Ｑ・・・が形成されている。この例ではピッチＨは１０
μ思で縦・横に巾ＩＪｒｍでの格子により１６分割し、
１６１０−の主パターン部２０をなしている。
図に示されるように１０趨ピツチで格子を設け、この格
子内に識別パターンを設けたのは、３７Ｍ探針の観察時
の走査範囲がほぼ１ＯＮであることによるものである。
子内に識別パターンを設けたのは、３７Ｍ探針の観察時
の走査範囲がほぼ１ＯＮであることによるものである。
そして、この主パターン部２０は、分割された格子内
に、１６進数０−Ｆを用いて２桁で行と列を示す、すべ
て異なるパターンＱ、 Ｑ・・・が識別用パターンとし
て設けられている。また、このパターン及び格子（斜線
部分）は、図の白部分に対して相対的に段差となるよう
形成され（例えば、数百人程度の薄膜パターン）、識別
できるようになっている。
に、１６進数０−Ｆを用いて２桁で行と列を示す、すべ
て異なるパターンＱ、 Ｑ・・・が識別用パターンとし
て設けられている。また、このパターン及び格子（斜線
部分）は、図の白部分に対して相対的に段差となるよう
形成され（例えば、数百人程度の薄膜パターン）、識別
できるようになっている。
第３図、第４図は他の識別パターン例を示すもので、第
３図では行・列でパターン位置が間にずれていく例であ
り、第４図ではパターンの形を変化させたものである。
３図では行・列でパターン位置が間にずれていく例であ
り、第４図ではパターンの形を変化させたものである。
補助パターン（Ａｌ、 （１３，ｔｏ部には、第５図に
示す′ように各々異なった均一なパターンＡ、Ｂ、Ｃが
それぞれ形成され、位置特定用主パターン（口部２゜が
どの方向にあるか、このパターンＡ、Ｂ、Ｃが観察され
たときに分かるようになっている。即ち、補助パターン
Ａが観察されたときは、上又は下方向に移動させれば、
主パターン（８部２０に行きつくことができ、補助パタ
ーンＢのときは、左又は右方向に、補助パターンＣのと
きは斜め方向に移動させれば、容易に主パターン（８部
２０に行きつくことができる。
示す′ように各々異なった均一なパターンＡ、Ｂ、Ｃが
それぞれ形成され、位置特定用主パターン（口部２゜が
どの方向にあるか、このパターンＡ、Ｂ、Ｃが観察され
たときに分かるようになっている。即ち、補助パターン
Ａが観察されたときは、上又は下方向に移動させれば、
主パターン（８部２０に行きつくことができ、補助パタ
ーンＢのときは、左又は右方向に、補助パターンＣのと
きは斜め方向に移動させれば、容易に主パターン（８部
２０に行きつくことができる。
次に、本試料を用いて２つの測定手段を持つ測定装置、
例えば、第７図に示すような３７Ｍ測定と光学顕微鏡（
光顕）測定の位置合わせを行う方法について説明する。
例えば、第７図に示すような３７Ｍ測定と光学顕微鏡（
光顕）測定の位置合わせを行う方法について説明する。
第６図は、その方法を説明するフロー図である。
３７Ｍ探針交換後、標準試料の任意の箇所を３７Ｍ測定
しＳＴＭ像を得る（Ｓｒ２）。
しＳＴＭ像を得る（Ｓｒ２）。
この像からどのパターン部か判定する（ＳＴ３〜６）。
補助パターンＡ、Ｂ、Ｃのときは主パターン部の方向が
この像より分かるので、試料を移動させ、再び３７Ｍ測
定し主パターン部の識別パターンと格子が出るようにす
る（Ｓｒ６）。
この像より分かるので、試料を移動させ、再び３７Ｍ測
定し主パターン部の識別パターンと格子が出るようにす
る（Ｓｒ６）。
主パターン部２０内のどの識別パターンか識別できると
ころで、別の測定手段である光顕測定に切換える（Ｓｒ
１）。第７図のようにレボルバ８に対物レンズ６とＳＴ
Ｍ装置９が装着された装置では、レボルバ８を回転させ
光顕測定にする。そして光顕の視野内に表示されたクロ
スカーソルが、ステップ６ （Ｓｒ６）で確認された識
別パターン又は格子の交叉部の位置に来るように、標準
試料を移動テーブル７により移動させ、この移動量（Ｘ
、Ｙ方向）を読みとる（Ｓｒ８）。この移動量が探針交
換後のプレ量で補正量となる。（Ｓｒ９）なお、この補
正量を求めることは、第８図のように光顕とＳＴＭ装置
が別々の測定軸として構成されていても、オフセント量
に対するズレ量として同様に補正することが可能である
。
ころで、別の測定手段である光顕測定に切換える（Ｓｒ
１）。第７図のようにレボルバ８に対物レンズ６とＳＴ
Ｍ装置９が装着された装置では、レボルバ８を回転させ
光顕測定にする。そして光顕の視野内に表示されたクロ
スカーソルが、ステップ６ （Ｓｒ６）で確認された識
別パターン又は格子の交叉部の位置に来るように、標準
試料を移動テーブル７により移動させ、この移動量（Ｘ
、Ｙ方向）を読みとる（Ｓｒ８）。この移動量が探針交
換後のプレ量で補正量となる。（Ｓｒ９）なお、この補
正量を求めることは、第８図のように光顕とＳＴＭ装置
が別々の測定軸として構成されていても、オフセント量
に対するズレ量として同様に補正することが可能である
。
次に、測定したい試料（測定試料）の所望部分を測定す
るときは、光顕で位置合わせ、つまり、所望部分をクロ
スカーソルに位置合わせし、その後レボルバ８を回転し
、ＳＴＭ測定側にして補正量だけ試料を移動させれば、
その部分の３７Ｍ測定を容易にすることができる（ＳＴ
ＩＩ〜１３）。
るときは、光顕で位置合わせ、つまり、所望部分をクロ
スカーソルに位置合わせし、その後レボルバ８を回転し
、ＳＴＭ測定側にして補正量だけ試料を移動させれば、
その部分の３７Ｍ測定を容易にすることができる（ＳＴ
ＩＩ〜１３）。
なお、前述した標準試料の構成で、補助パターン部なし
ですべて主パターン部で標準試料を形成した場合、どこ
の主パターン部の像なのか判定が煩雑となり、主パター
ンの周囲に補助パターンを設けることで判定が容易とな
り、また主パターン方向も容易に知ることができる。
ですべて主パターン部で標準試料を形成した場合、どこ
の主パターン部の像なのか判定が煩雑となり、主パター
ンの周囲に補助パターンを設けることで判定が容易とな
り、また主パターン方向も容易に知ることができる。
また、実施例の説明の前半部分で述べたように、ピッチ
Ｊによる領域（主、補助パターンを含む口Ｊの領域）は
、探針交換時に想定されるズレ量よりも大きな値に設定
する必要がある。
Ｊによる領域（主、補助パターンを含む口Ｊの領域）は
、探針交換時に想定されるズレ量よりも大きな値に設定
する必要がある。
また、本実施例では、個々の識別パターン領域のピッチ
Ｈを１０μｍ、および主、副パターン部のピッチＪを０
．５１■としたが、装置の特性により走査範囲、取付誤
差の異なるものに対しては、これに対応したピッチＪの
標準パターンとすることもできる。
Ｈを１０μｍ、および主、副パターン部のピッチＪを０
．５１■としたが、装置の特性により走査範囲、取付誤
差の異なるものに対しては、これに対応したピッチＪの
標準パターンとすることもできる。
また、標準試料１は、第１０図に示す如く、試料ホルダ
ー１０に測定試料とともに載置することで簡便に利用す
ることができる。
ー１０に測定試料とともに載置することで簡便に利用す
ることができる。
更に、第１１図に示すように補助パターン部囚。
（［３，［）内の識別パターンを、主パターン部（口方
向に指すようなパターン（例えば探針で走査できる範囲
内の大きさの矢印等）で形成すれば、より容易に主パタ
ーン部の位置を判定することができる。
向に指すようなパターン（例えば探針で走査できる範囲
内の大きさの矢印等）で形成すれば、より容易に主パタ
ーン部の位置を判定することができる。
以上の実施例では主に３７Ｍ装置と先頭との複合装置を
例に説明したが、他の組み合わせ例えば３７Ｍ装置とＳ
ＥＭでも適用でき、同様な効果が得られる。
例に説明したが、他の組み合わせ例えば３７Ｍ装置とＳ
ＥＭでも適用でき、同様な効果が得られる。
以上説明したように、本標準試料は位置識別パターンの
周期を任意に設定できるため、広い領域内で特定の位置
を容易に求めるＳＴＭの位置合わせ用試料と・して非常
に有益である。
周期を任意に設定できるため、広い領域内で特定の位置
を容易に求めるＳＴＭの位置合わせ用試料と・して非常
に有益である。
また、複合装置の位置補正をすることにより、多面的な
測定が簡便に、正確にすることができる効果がある。
測定が簡便に、正確にすることができる効果がある。
第１図は本発明の実施例の標準試料平面図、第２図は第
１図の位置特定用パターン部の拡大詳細図で、識別用の
パターンを示す説明図、第３図第４図は他の識別用パタ
ーン例を説明する説明図、第５図は補助パターン例を示
す説明図、第６図は位置合わせ方法のフロー図、第７図
は光学顕微鏡とＳＴＭを複合化した例の側面図、第８図
は光学顕微鏡とＳＴＭを複合化した他の例の側面図、第
９図は標準試料の搭載例を示す斜視図、第１Ｏ図は他の
補助パターン例の説明図、第１１図は従来のＳＴＭ測定
の説明斜視図である。 ■ ・ ・ ４ ・ ・ ９ ・ ・ ９ ａ ・ ２０・ ・ ２１・ ・ ２２・ ・ 標準試料 試ｆ４ ３７Ｍ装置 探針 測定位置特定用パターン部 補助パターンＡ部 補助パター７８部 ２３・・・補助パターンＣ部 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助 別Ｑ市ヌ１１用のパターン２示す説明９第 ３ 図 バターレフ＋３状″ｌ受イこロゼた例と示前記θ月図第
４ 図 パターンＡ パターンβ パターンＣ 准′助パターン若ｐΣ示亨゛説、Ｉ］８図第 図 ７ｊ顕と５丁Ｍε復含！としたイ列のイ則面図第 父 １本６滞詰′朴 を 尤ソ只ＬＳ丁間と複合化しに牙１のイ列Σ水す説Ｂ月回
木賃＊Ｌ人゛木寸ｍＫジイク１ と 示オル弗千４后図
第 ｃｌ 図 第 δ 図
１図の位置特定用パターン部の拡大詳細図で、識別用の
パターンを示す説明図、第３図第４図は他の識別用パタ
ーン例を説明する説明図、第５図は補助パターン例を示
す説明図、第６図は位置合わせ方法のフロー図、第７図
は光学顕微鏡とＳＴＭを複合化した例の側面図、第８図
は光学顕微鏡とＳＴＭを複合化した他の例の側面図、第
９図は標準試料の搭載例を示す斜視図、第１Ｏ図は他の
補助パターン例の説明図、第１１図は従来のＳＴＭ測定
の説明斜視図である。 ■ ・ ・ ４ ・ ・ ９ ・ ・ ９ ａ ・ ２０・ ・ ２１・ ・ ２２・ ・ 標準試料 試ｆ４ ３７Ｍ装置 探針 測定位置特定用パターン部 補助パターンＡ部 補助パター７８部 ２３・・・補助パターンＣ部 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助 別Ｑ市ヌ１１用のパターン２示す説明９第 ３ 図 バターレフ＋３状″ｌ受イこロゼた例と示前記θ月図第
４ 図 パターンＡ パターンβ パターンＣ 准′助パターン若ｐΣ示亨゛説、Ｉ］８図第 図 ７ｊ顕と５丁Ｍε復含！としたイ列のイ則面図第 父 １本６滞詰′朴 を 尤ソ只ＬＳ丁間と複合化しに牙１のイ列Σ水す説Ｂ月回
木賃＊Ｌ人゛木寸ｍＫジイク１ と 示オル弗千４后図
第 ｃｌ 図 第 δ 図
Claims (2)
- （１）所定の領域内に全て異なるパターンを有する位置
特定用パターン部が、間隔を置いて形成され、この位置
特定用パターン部を囲んで、少なくとも３種類の互いに
異なる補助パターン部が形成されていることを特徴とす
る標準試料。 - （２）請求項１記載の標準試料の位置特定用パターン部
内の位置に第１の測定手段の位置を合わせ、次に、この
位置に他の測定手段を合わせ、複合された測定手段の相
対位置を補正することを特徴とする位置補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296446A JP2706703B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 標準試料及びこれを用いた位置補正方法並びに複合化測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296446A JP2706703B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 標準試料及びこれを用いた位置補正方法並びに複合化測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141601A true JPH02141601A (ja) | 1990-05-31 |
| JP2706703B2 JP2706703B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17833648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296446A Expired - Fee Related JP2706703B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 標準試料及びこれを用いた位置補正方法並びに複合化測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706703B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999000689A3 (en) * | 1997-06-25 | 1999-04-15 | Northern Edge Associates Inc | Test slide for microscopes and method for the production of such a slide |
| JP2004070036A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 顕微鏡画像撮像装置 |
| JP2004132745A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | National Institute For Materials Science | 多探針走査型顕微鏡の探針相対位置校正テンプレート |
| JP2004327018A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-18 | Seiko Instruments Inc | 評価サンプルおよび記録媒体検査装置の位置決め精度評価方法 |
| JP2005234306A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Olympus Corp | 顕微鏡観察装置 |
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