JPH08304427A - 走査型容量測定装置 - Google Patents
走査型容量測定装置Info
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- JPH08304427A JPH08304427A JP7113133A JP11313395A JPH08304427A JP H08304427 A JPH08304427 A JP H08304427A JP 7113133 A JP7113133 A JP 7113133A JP 11313395 A JP11313395 A JP 11313395A JP H08304427 A JPH08304427 A JP H08304427A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/312—Contactless testing by capacitive methods
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 静電容量の変化量を測定する走査型容量測定
装置において、試料が半導体以外の場合においても容量
を測定することを可能にする。 【構成】 半導体からなる探針２ａを有するカンチレバ
ー２と、探針２ａと試料１との間に交流バイアス電圧お
よび直流バイアス電圧を印加するバイアス電源３と、カ
ンチレバー２と試料１との間の、電圧の変化分に対する
容量の変化分を測定する容量測定手段４と、探針２ａと
試料１との位置を相対的に変位させる駆動手段５と、を
有する。
装置において、試料が半導体以外の場合においても容量
を測定することを可能にする。 【構成】 半導体からなる探針２ａを有するカンチレバ
ー２と、探針２ａと試料１との間に交流バイアス電圧お
よび直流バイアス電圧を印加するバイアス電源３と、カ
ンチレバー２と試料１との間の、電圧の変化分に対する
容量の変化分を測定する容量測定手段４と、探針２ａと
試料１との位置を相対的に変位させる駆動手段５と、を
有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料表面の容量を測定
する走査型容量測定装置に関するものである。
する走査型容量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、先端の鋭い探針により試料表面を
走査し、試料表面の情報を高空間分解能で得る様々なタ
イプの走査型プローブ顕微鏡（以下、ＳＰＭと称す）が
開発されている。この代表的なものとして、走査型トン
ネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと称す）や走査型原子間力顕
微鏡（以下、ＡＦＭと称す）が挙げられる。また、ＳＰ
Ｍの一つとして走査型静電容量顕微鏡（以下、ＳＣａＭ
と称す）が存在する。
走査し、試料表面の情報を高空間分解能で得る様々なタ
イプの走査型プローブ顕微鏡（以下、ＳＰＭと称す）が
開発されている。この代表的なものとして、走査型トン
ネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと称す）や走査型原子間力顕
微鏡（以下、ＡＦＭと称す）が挙げられる。また、ＳＰ
Ｍの一つとして走査型静電容量顕微鏡（以下、ＳＣａＭ
と称す）が存在する。
【０００３】このＳＣａＭは探針と試料との間の静電容
量の絶対値もしくは静電容量の変化量を局所的に測定す
る装置である。一般的に、ＳＣａＭでは、浮遊容量の影
響を避ける為、前者の静電容量の絶対値ではなく後者の
静電容量の変化量を測定する。上記のように、静電容量
の変化量を測定する場合には、なんらかの手段により探
針と試料との間の静電容量をある一定の周波数で変化さ
せる必要がある。このような静電容量を変化させる方法
としては、例えば、ＳＴＭで用いられる導電性の探針を
用いて、探針を上下に振動させることにより静電容量を
変化させる方法がある。
量の絶対値もしくは静電容量の変化量を局所的に測定す
る装置である。一般的に、ＳＣａＭでは、浮遊容量の影
響を避ける為、前者の静電容量の絶対値ではなく後者の
静電容量の変化量を測定する。上記のように、静電容量
の変化量を測定する場合には、なんらかの手段により探
針と試料との間の静電容量をある一定の周波数で変化さ
せる必要がある。このような静電容量を変化させる方法
としては、例えば、ＳＴＭで用いられる導電性の探針を
用いて、探針を上下に振動させることにより静電容量を
変化させる方法がある。
【０００４】また、J. Appl. Phys. 70, 2725 (1991)で
開示されているＳＣａＭでは、導電性のカンチレバーを
用いて、試料を半導体上に形成された絶縁膜とし、この
試料と導電性のカンチレバーとの間に印加する電圧を交
流電圧とすることにより静電容量を変化させている。つ
まり、探針と試料との間に交流電圧が印加することによ
り、半導体試料中の空乏層の厚みが変化するため、この
空乏層の厚みの変化を静電容量の変化としているのであ
る。
開示されているＳＣａＭでは、導電性のカンチレバーを
用いて、試料を半導体上に形成された絶縁膜とし、この
試料と導電性のカンチレバーとの間に印加する電圧を交
流電圧とすることにより静電容量を変化させている。つ
まり、探針と試料との間に交流電圧が印加することによ
り、半導体試料中の空乏層の厚みが変化するため、この
空乏層の厚みの変化を静電容量の変化としているのであ
る。
【０００５】さらに、RCA Review 43, 195 (1982)に記
載されているように、上記のような探針と試料との間の
静電容量の変化を測定するための電気回路がＲＣＡによ
り開発されている。また、国内においては、同様な回路
がビクターのビデオディスクシステムにおいて用いられ
ている。
載されているように、上記のような探針と試料との間の
静電容量の変化を測定するための電気回路がＲＣＡによ
り開発されている。また、国内においては、同様な回路
がビクターのビデオディスクシステムにおいて用いられ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置は、導電性のカンチレバーを用いて、容量の検出を
行う場合、試料における半導体中の空乏層の厚みの変化
により静電容量を変化させるため、試料が半導体に限定
されてしまうという問題点があった。本発明は、上記問
題点を鑑みて成されたものであり、静電容量の変化量を
測定する走査型容量測定装置において、試料が半導体以
外の場合においても容量を測定することの可能な走査型
容量測定装置を提供することを目的とする。
装置は、導電性のカンチレバーを用いて、容量の検出を
行う場合、試料における半導体中の空乏層の厚みの変化
により静電容量を変化させるため、試料が半導体に限定
されてしまうという問題点があった。本発明は、上記問
題点を鑑みて成されたものであり、静電容量の変化量を
測定する走査型容量測定装置において、試料が半導体以
外の場合においても容量を測定することの可能な走査型
容量測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明の容量
測定装置は、半導体からなる探針を有するカンチレバー
と、探針と試料との間に交流バイアス電圧および直流バ
イアス電圧を印加するバイアス電源と、カンチレバーと
試料との間の、電圧の変化分に対する容量の変化分を測
定する容量測定手段と、探針と前記試料との位置を相対
的に変位させる駆動手段と、から構成する（請求項
１）。
測定装置は、半導体からなる探針を有するカンチレバー
と、探針と試料との間に交流バイアス電圧および直流バ
イアス電圧を印加するバイアス電源と、カンチレバーと
試料との間の、電圧の変化分に対する容量の変化分を測
定する容量測定手段と、探針と前記試料との位置を相対
的に変位させる駆動手段と、から構成する（請求項
１）。
【０００８】また、この場合（請求項１）に、試料面に
おける探針の位置を検出する位置検出手段と、容量測定
手段で測定された電圧の変化分に対する容量の変化分の
データである容量データと、位置検出手段で検出された
位置データ信号と、を用いて試料の容量データを２次元
的な画像データに変換する演算手段と、演算手段から出
力された画像データを画像として表示する表示手段とを
さらに設けても良い（請求項２）。
おける探針の位置を検出する位置検出手段と、容量測定
手段で測定された電圧の変化分に対する容量の変化分の
データである容量データと、位置検出手段で検出された
位置データ信号と、を用いて試料の容量データを２次元
的な画像データに変換する演算手段と、演算手段から出
力された画像データを画像として表示する表示手段とを
さらに設けても良い（請求項２）。
【０００９】
【作用】本発明の走査型容量測定装置は、半導体からな
る探針を用いて、また、試料として金属上の絶縁体膜を
用いることにより、試料である金属、絶縁体膜及び探針
の半導体がいわゆるＭＩＳ（金属−絶縁体−半導体）構
造を形成する。従って、試料が金属の場合においても、
探針が半導体であるため、試料と探針との間に交流電圧
を印加し、半導体である探針に発生する空乏層の厚みを
変化させることができるため、電圧の変化に対する容量
の変化を測定することができる。
る探針を用いて、また、試料として金属上の絶縁体膜を
用いることにより、試料である金属、絶縁体膜及び探針
の半導体がいわゆるＭＩＳ（金属−絶縁体−半導体）構
造を形成する。従って、試料が金属の場合においても、
探針が半導体であるため、試料と探針との間に交流電圧
を印加し、半導体である探針に発生する空乏層の厚みを
変化させることができるため、電圧の変化に対する容量
の変化を測定することができる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限るものではない。図１は、
本発明の実施例による走査型容量測定装置を示す概略ブ
ロック図である。
明するが、本発明はこれに限るものではない。図１は、
本発明の実施例による走査型容量測定装置を示す概略ブ
ロック図である。
【００１１】本実施例の装置は、金属１ａおよび絶縁体
１ｂからなる試料１の静電容量を測定するものであり、
Ｐ型シリコン製の探針２ａを有するカンチレバー２、探
針２ａと試料１との間に交流および直流のバイアス電圧
を印加するバイアス電源３、金属１ａと探針２ａとの間
の静電容量を測定する静電容量測定手段４、駆動制御手
段６からの駆動信号に基づいて試料１を探針２に対して
変位させるアクチュエータ５、カンチレバー２の撓みを
光てこ法を用いて検出するための半導体レーザー７およ
び２分割の光検出手段８、光検出手段８からの信号及び
コンピュータ９からの制御信号に基づいてアクチュエー
タ５に駆動信号を出力する駆動制御手段６、駆動制御手
段６へ出力する制御信号及び静電容量測定手段４で得ら
れた容量データとから画像データを作りだすコンピュー
タ９、及びコンピュータ９から出力された画像データを
画像として表示するＣＲＴ１０を有している。尚、図１
に示した構成のうち、試料表面をカンチレバー２の探針
２ａで走査する手段やカンチレバー２の撓みを検出する
手段等は、従来の原子間力顕微鏡及び走査型容量顕微鏡
等に用いている構成と同じ構成であり、従来と同様に他
の構成に置き換えることは可能である。
１ｂからなる試料１の静電容量を測定するものであり、
Ｐ型シリコン製の探針２ａを有するカンチレバー２、探
針２ａと試料１との間に交流および直流のバイアス電圧
を印加するバイアス電源３、金属１ａと探針２ａとの間
の静電容量を測定する静電容量測定手段４、駆動制御手
段６からの駆動信号に基づいて試料１を探針２に対して
変位させるアクチュエータ５、カンチレバー２の撓みを
光てこ法を用いて検出するための半導体レーザー７およ
び２分割の光検出手段８、光検出手段８からの信号及び
コンピュータ９からの制御信号に基づいてアクチュエー
タ５に駆動信号を出力する駆動制御手段６、駆動制御手
段６へ出力する制御信号及び静電容量測定手段４で得ら
れた容量データとから画像データを作りだすコンピュー
タ９、及びコンピュータ９から出力された画像データを
画像として表示するＣＲＴ１０を有している。尚、図１
に示した構成のうち、試料表面をカンチレバー２の探針
２ａで走査する手段やカンチレバー２の撓みを検出する
手段等は、従来の原子間力顕微鏡及び走査型容量顕微鏡
等に用いている構成と同じ構成であり、従来と同様に他
の構成に置き換えることは可能である。
【００１２】本実施例のカンチレバー２は、原子間力顕
微鏡等で用いられているカンチレバーと同じものであ
り、半導体プロセス技術を用いて製作するが、以下に図
４を用いてカンチレバーの構造ならびに製作過程を説明
する。まず、シリコンウェハー３０上に窒化シリコン膜
３１を２００ｎｍ蒸着する〔図４（ａ）〕。
微鏡等で用いられているカンチレバーと同じものであ
り、半導体プロセス技術を用いて製作するが、以下に図
４を用いてカンチレバーの構造ならびに製作過程を説明
する。まず、シリコンウェハー３０上に窒化シリコン膜
３１を２００ｎｍ蒸着する〔図４（ａ）〕。
【００１３】次に、窒化シリコン膜３１上にレジスト３
２を塗布し、縮小露光装置により露光した後、窒化シリ
コン３１の一部をウェットエッチングにより取り除く。
さらに、シリコン基板を異方性エッチングし、探針を作
るためのピラミッド状の溝を形成する〔図４（ｂ）〕。
その後、残留レジストを取り去り、シリコンを３００ｎ
ｍ蒸着する。ただし、シリコンは不純物としてリンをド
ープすることによりｐ型シリコン３３となるようにす
る。再び、レジストをパターニングし、カンチレバーが
形成されるように余分なシリコンを取り除く。さらに、
ｐ型シリコン３３上にニッケルクロムおよび金を蒸着し
電極３４とする〔図４（ｃ）〕。
２を塗布し、縮小露光装置により露光した後、窒化シリ
コン３１の一部をウェットエッチングにより取り除く。
さらに、シリコン基板を異方性エッチングし、探針を作
るためのピラミッド状の溝を形成する〔図４（ｂ）〕。
その後、残留レジストを取り去り、シリコンを３００ｎ
ｍ蒸着する。ただし、シリコンは不純物としてリンをド
ープすることによりｐ型シリコン３３となるようにす
る。再び、レジストをパターニングし、カンチレバーが
形成されるように余分なシリコンを取り除く。さらに、
ｐ型シリコン３３上にニッケルクロムおよび金を蒸着し
電極３４とする〔図４（ｃ）〕。
【００１４】その後、シリコンウェハー３０の反対の面
にレジストをパターンニングし、シリコンウェハーをウ
ェットエッチングしてカンチレバーを形成する〔図４
（ｄ）〕。以下図２を用いて、図１の装置で絶縁体膜中
に帯電している電荷を測定する方法を説明する。
にレジストをパターンニングし、シリコンウェハーをウ
ェットエッチングしてカンチレバーを形成する〔図４
（ｄ）〕。以下図２を用いて、図１の装置で絶縁体膜中
に帯電している電荷を測定する方法を説明する。
【００１５】図４のようにして製作されたカンチレバー
２は、探針２ａがＰ型のシリコンである。従って、探針
２ａをグランドとし、金属１ａ側にプラスの電位を印加
するとＰ型シリコンの絶縁体との界面付近において、多
数キャリアである正孔が追い払われて空乏層が形成され
る。空乏層はキャリアが存在しないため導電性を持たな
い。従って、空乏層の厚さが大きくなるに従って金属と
シリコンとの間の静電容量が減少する。
２は、探針２ａがＰ型のシリコンである。従って、探針
２ａをグランドとし、金属１ａ側にプラスの電位を印加
するとＰ型シリコンの絶縁体との界面付近において、多
数キャリアである正孔が追い払われて空乏層が形成され
る。空乏層はキャリアが存在しないため導電性を持たな
い。従って、空乏層の厚さが大きくなるに従って金属と
シリコンとの間の静電容量が減少する。
【００１６】例えば、図２（ｂ）のように絶縁体表面に
プラスの電荷が存在すると、このプラス電荷の存在は金
属膜にプラスの電位を印加することと同様の効果を与え
る。従って、絶縁体層１ｂに電荷が存在しないとき〔図
２（ａ）〕には図３（ａ）の曲線２０ａに沿って探針と
金属膜との間の静電容量が変化する。一方、絶縁体表面
にプラスの電荷が存在するとき〔図２（ｂ）〕には、図
３（ａ）の曲線２０ｂに沿って静電容量が変化する。
尚、図３（ａ）の縦軸は試料と探針との間の静電容量で
あり、横軸は試料と探針との間に印加されている電圧値
を示す。また、図１の容量測定手段４で測定される容量
データは、曲線２０ａおよび曲線２０ｂの微分値の絶対
値（｜ｄＣ／ｄＶ｜）であり、それぞれ図３（ｂ）に示
される曲線２１ａおよび曲線２１ｂで表される。尚、図
３（ｂ）の縦軸は電圧の変化に対する静電容量の変化量
の絶対値（｜ｄＣ／ｄＶ｜）であり、横軸は試料と探針
との間に印加されている電圧値を示す。従って、図１の
コンピュータ９では図３のようにして得られた容量デー
タを積分して図３（ａ）のようなデータを得ている。
プラスの電荷が存在すると、このプラス電荷の存在は金
属膜にプラスの電位を印加することと同様の効果を与え
る。従って、絶縁体層１ｂに電荷が存在しないとき〔図
２（ａ）〕には図３（ａ）の曲線２０ａに沿って探針と
金属膜との間の静電容量が変化する。一方、絶縁体表面
にプラスの電荷が存在するとき〔図２（ｂ）〕には、図
３（ａ）の曲線２０ｂに沿って静電容量が変化する。
尚、図３（ａ）の縦軸は試料と探針との間の静電容量で
あり、横軸は試料と探針との間に印加されている電圧値
を示す。また、図１の容量測定手段４で測定される容量
データは、曲線２０ａおよび曲線２０ｂの微分値の絶対
値（｜ｄＣ／ｄＶ｜）であり、それぞれ図３（ｂ）に示
される曲線２１ａおよび曲線２１ｂで表される。尚、図
３（ｂ）の縦軸は電圧の変化に対する静電容量の変化量
の絶対値（｜ｄＣ／ｄＶ｜）であり、横軸は試料と探針
との間に印加されている電圧値を示す。従って、図１の
コンピュータ９では図３のようにして得られた容量デー
タを積分して図３（ａ）のようなデータを得ている。
【００１７】従って、図３（ｂ）に示すように、バイア
ス電源３により、直流バイアス電圧Ｖ１ならびに高周波
の交流バイアス（モジュレーション）電圧を金属膜１ａ
に印加し、容量測定手段４により｜ｄＣ／ｄＶ｜を測定
すると、絶縁体表面に電荷が存在しない場合は電圧Ｖ１
で｜ｄＣ／ｄＶ｜は極大値を示すが、プラス電荷が存在
する場合には電圧Ｖ１で｜ｄＣ／ｄＶ｜はほぼ０であ
る。従って、｜ｄＣ／ｄＶ｜の極大値における電圧の差
を測定することによって、絶縁体膜１ｂに存在するプラ
ス電荷の大きさを測定できる。尚、このような電荷の測
定は、図３（ａ）に示される曲線２０ａと曲線２０ｂと
の電圧のシフト量を測定しても同様に測定することが可
能である。
ス電源３により、直流バイアス電圧Ｖ１ならびに高周波
の交流バイアス（モジュレーション）電圧を金属膜１ａ
に印加し、容量測定手段４により｜ｄＣ／ｄＶ｜を測定
すると、絶縁体表面に電荷が存在しない場合は電圧Ｖ１
で｜ｄＣ／ｄＶ｜は極大値を示すが、プラス電荷が存在
する場合には電圧Ｖ１で｜ｄＣ／ｄＶ｜はほぼ０であ
る。従って、｜ｄＣ／ｄＶ｜の極大値における電圧の差
を測定することによって、絶縁体膜１ｂに存在するプラ
ス電荷の大きさを測定できる。尚、このような電荷の測
定は、図３（ａ）に示される曲線２０ａと曲線２０ｂと
の電圧のシフト量を測定しても同様に測定することが可
能である。
【００１８】次に、図５を用いて本実施例における走査
型容量測定装置を用いて、絶縁体中に形成されている導
線の断線箇所を検出する方法を説明する。図５（ａ）の
試料は、金属の導線４０が絶縁体である酸化シリコン４
１で覆われた構造をしている。このような試料は、良く
半導体装置の回路等でみられるものである。導線４０は
断線箇所４０ａを有しており、導線４０の両端は外部の
電気回路に接続されている。導線４０の一方の端にはバ
イアス電源３により交流バイアス電圧ならびに直流バイ
アス電圧が印加され、他方の端はアース及び容量測定手
段４に接続されており、容量測定手段４の他端はカンチ
レバー２に接続されている。
型容量測定装置を用いて、絶縁体中に形成されている導
線の断線箇所を検出する方法を説明する。図５（ａ）の
試料は、金属の導線４０が絶縁体である酸化シリコン４
１で覆われた構造をしている。このような試料は、良く
半導体装置の回路等でみられるものである。導線４０は
断線箇所４０ａを有しており、導線４０の両端は外部の
電気回路に接続されている。導線４０の一方の端にはバ
イアス電源３により交流バイアス電圧ならびに直流バイ
アス電圧が印加され、他方の端はアース及び容量測定手
段４に接続されており、容量測定手段４の他端はカンチ
レバー２に接続されている。
【００１９】ここで、上記の装置のシリコン製探針２ａ
により酸化シリコン４１上を走査すると、コンピュータ
９から図５（ｂ）に示される信号が得られる。尚、図５
（ｂ）の縦軸は導線４０と探針２ａとの間の静電容量の
変化量の絶対値であり、横軸は探針２ａの変位を示す。
図５（ａ）の導線において、断線箇所４０ａより左側で
は、導線４０に印加された交流および直流バイアス電圧
により探針２ａと試料１との間の静電容量は変化する
が、断線箇所４１ａより右側では導線４０は常にアース
電位であるため、探針２ａと試料１との間の静電容量は
変化しない。従って、図５（ａ）に示される試料の左側
から右へ探針２ａを走査していくと、断線箇所４０ａよ
りも右側の領域では静電容量の変化量が０であるので、
断線箇所４０ａを特定することができる。
により酸化シリコン４１上を走査すると、コンピュータ
９から図５（ｂ）に示される信号が得られる。尚、図５
（ｂ）の縦軸は導線４０と探針２ａとの間の静電容量の
変化量の絶対値であり、横軸は探針２ａの変位を示す。
図５（ａ）の導線において、断線箇所４０ａより左側で
は、導線４０に印加された交流および直流バイアス電圧
により探針２ａと試料１との間の静電容量は変化する
が、断線箇所４１ａより右側では導線４０は常にアース
電位であるため、探針２ａと試料１との間の静電容量は
変化しない。従って、図５（ａ）に示される試料の左側
から右へ探針２ａを走査していくと、断線箇所４０ａよ
りも右側の領域では静電容量の変化量が０であるので、
断線箇所４０ａを特定することができる。
【００２０】以上のように、本実施例では、カンチレバ
ー２の探針２ａがシリコンであるため、従来測定するこ
とができなかった絶縁体中に存在する金属配線の断線等
を測定することもできる。尚、本実施例では試料と探針
との間の容量を測定したが、本実施例の走査型容量測定
装置は、原子間力顕微鏡としても働かせることも可能で
あり、この場合は試料と探針との間の容量測定と試料表
面の形状測定を同時に行うことができる。
ー２の探針２ａがシリコンであるため、従来測定するこ
とができなかった絶縁体中に存在する金属配線の断線等
を測定することもできる。尚、本実施例では試料と探針
との間の容量を測定したが、本実施例の走査型容量測定
装置は、原子間力顕微鏡としても働かせることも可能で
あり、この場合は試料と探針との間の容量測定と試料表
面の形状測定を同時に行うことができる。
【００２１】本実施例では、バイアス電源３を用いて、
直接、金属１ａに電圧を印加しているが、導電体ステー
ジを用いて導電体ステージにバイアス電源３を接続し、
導電体ステージと金属１ａとが電気的に接続されるよう
に試料１を配置しても同様に測定することができる。ま
た、このように導電体ステージを用いる場合には絶縁体
のみの試料を用いても同様に絶縁体の静電容量を測定す
ることができる。
直接、金属１ａに電圧を印加しているが、導電体ステー
ジを用いて導電体ステージにバイアス電源３を接続し、
導電体ステージと金属１ａとが電気的に接続されるよう
に試料１を配置しても同様に測定することができる。ま
た、このように導電体ステージを用いる場合には絶縁体
のみの試料を用いても同様に絶縁体の静電容量を測定す
ることができる。
【００２２】また、本実施例では、直流バイアスを試料
と探針との間に印加しているが、これは静電容量の変化
を大きくするために印加されているものであり、試料に
応じて任意の電圧値に設定すれば良い。また、本実施例
では探針の材料としてシリコンを用いたが、他の半導体
材料を用いても良い。
と探針との間に印加しているが、これは静電容量の変化
を大きくするために印加されているものであり、試料に
応じて任意の電圧値に設定すれば良い。また、本実施例
では探針の材料としてシリコンを用いたが、他の半導体
材料を用いても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明では、探針を半導
体とすることによって、半導体以外の試料においても、
静電容量の測定を行うことができる。
体とすることによって、半導体以外の試料においても、
静電容量の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による走査型容量測定装置を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による絶縁体に帯電している電
荷を測定する方法を説明するための概略図である。
荷を測定する方法を説明するための概略図である。
【図３】本発明の実施例において測定されたバイアス電
圧に対応する静電容量の値（ａ）および静電容量の変化
量（ｂ）を示すグラフである。
圧に対応する静電容量の値（ａ）および静電容量の変化
量（ｂ）を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例による走査型容量測定装置で用
いるカンチレバーの製作過程を示す概略断面図である。
いるカンチレバーの製作過程を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施例による絶縁体中の導線の断線箇
所を検出する方法を説明するための概略図である。
所を検出する方法を説明するための概略図である。
１・・・試料 ２・・・カンチレバー ２ａ・・探針 ３・・・バイアス電源 ４・・・キャパシタンス測定手段 ５・・・アクチュエータ ６・・・駆動制御手段 ７・・・半導体レーザー ８・・・光検出手段 ９・・・コンピュータ １０・・・ＣＲＴ ２０ａ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在しないときの静
電容量値） ２０ｂ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在するときの静電
容量値） ２１ａ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在しないときの｜
ｄＣ／ｄＶ｜値） ２１ｂ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在するときの｜ｄ
Ｃ／ｄＶ｜値） ３０・・・シリコンウェハー ３１・・・窒化シリコン ３２・・・Ｐ型シリコン ３３・・・電極 ４０・・・導線 ４０ａ・・断線箇所 ４１・・・酸化シリコン
電容量値） ２０ｂ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在するときの静電
容量値） ２１ａ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在しないときの｜
ｄＣ／ｄＶ｜値） ２１ｂ・・曲線（絶縁体層に電荷が存在するときの｜ｄ
Ｃ／ｄＶ｜値） ３０・・・シリコンウェハー ３１・・・窒化シリコン ３２・・・Ｐ型シリコン ３３・・・電極 ４０・・・導線 ４０ａ・・断線箇所 ４１・・・酸化シリコン
Claims (2)
- 【請求項１】半導体からなる探針を有するカンチレバー
と、 前記探針と試料との間に交流バイアス電圧および直流バ
イアス電圧を印加するバイアス電源と、 前記カンチレバーと前記試料との間の、電圧の変化分に
対する容量の変化分を測定する容量測定手段と、 前記探針と前記試料との位置を相対的に変位させる駆動
手段と、 を有することを特徴とする走査型容量測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記試料面における前
記探針の位置を検出する位置検出手段と、 前記容量測定手段で測定された電圧の変化分に対する容
量の変化分のデータである容量データと、前記位置検出
手段で検出された位置データ信号と、を用いて前記試料
の容量データを２次元的な画像データに変換する演算手
段と、 前記演算手段から出力された画像データを画像として表
示する表示手段とをさらに有することを特徴とする走査
型容量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113133A JPH08304427A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 走査型容量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113133A JPH08304427A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 走査型容量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304427A true JPH08304427A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14604393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113133A Pending JPH08304427A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 走査型容量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304427A (ja) |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7113133A patent/JPH08304427A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050222 |