JPS63177002A - 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 - Google Patents
表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡Info
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- JPS63177002A JPS63177002A JP884587A JP884587A JPS63177002A JP S63177002 A JPS63177002 A JP S63177002A JP 884587 A JP884587 A JP 884587A JP 884587 A JP884587 A JP 884587A JP S63177002 A JPS63177002 A JP S63177002A
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
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- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
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- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(oxomethylidene)benzenesulfonamide Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)N=C=O)C=C1 VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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】
技術分野
本発明は、たとえば半導体の表面などを観察するために
有利に実施することができる表面の検出方法とそれに用
いる顕微鏡に関する。
有利に実施することができる表面の検出方法とそれに用
いる顕微鏡に関する。
背景技術
本発明の典型的な先行技術は、光′１７′顕微鏡である
、この光学顕微鏡は、光を利用しているので、その光の
波長の制約を受け、分解能の限界は約０゜３μ−である
。
、この光学顕微鏡は、光を利用しているので、その光の
波長の制約を受け、分解能の限界は約０゜３μ−である
。
電子顕微鏡は、その分解能がさらに向上され、分子の見
えるオングストロームオーダの分解能を有しているけれ
ども、これは分解能が大きすぎて、手軽に０．１μ−程
度のオーダの被検出物の表面を見るというわけにはいか
ない、またこの電子顕微鏡では、被検出物などを真空中
に置く必要があり、取扱いが面倒である。
えるオングストロームオーダの分解能を有しているけれ
ども、これは分解能が大きすぎて、手軽に０．１μ−程
度のオーダの被検出物の表面を見るというわけにはいか
ない、またこの電子顕微鏡では、被検出物などを真空中
に置く必要があり、取扱いが面倒である。
さらに池の先行技術は、いわゆる走査型トンネ°ル顕微
鏡である。探針と被検出物との間に電圧を加え、両者の
距離を１１−程度の距離まで近付けると、トンネル電流
が流れ、この電流は両者の距離変化に非常に敏感であり
、たとえば０．ｌｎｍの距ｇ！変化に対してトンネル電
流が１桁変わる現象を利用している。この先行技術もま
た、分解能が大きすぎて手軽に０．１μ−オーダの対象
を見ることができない。
鏡である。探針と被検出物との間に電圧を加え、両者の
距離を１１−程度の距離まで近付けると、トンネル電流
が流れ、この電流は両者の距離変化に非常に敏感であり
、たとえば０．ｌｎｍの距ｇ！変化に対してトンネル電
流が１桁変わる現象を利用している。この先行技術もま
た、分解能が大きすぎて手軽に０．１μ−オーダの対象
を見ることができない。
発明が解決すべき問題点
本発明の目的は、０．１μ論オーグの高分解能の画像を
得ることができるようにした表面の検出方法とそれに用
いる顕微鏡を提供することである。
得ることができるようにした表面の検出方法とそれに用
いる顕微鏡を提供することである。
間２点を解決するための手段
本発明は、探針を、被検出物の導電性表面に沿って近接
して走査し、この走査中における探針と前記表面との間
の静電容量を検出し、この静電容量の分布状態に基づい
て、前記表面の形状を観察することを特徴とする表面の
検出方法である。
して走査し、この走査中における探針と前記表面との間
の静電容量を検出し、この静電容量の分布状態に基づい
て、前記表面の形状を観察することを特徴とする表面の
検出方法である。
好ましい実施態様では、探針の先端部を、予め定めた仮
想平面上で走査して前記ＷＰ電電量量検出することを特
徴とする。
想平面上で走査して前記ＷＰ電電量量検出することを特
徴とする。
また好ましい実施態様では、走査中に、検出される静電
容量が一定となるように探針および被検出物の間の距離
を変化して、前記表面の形状を観察することを特徴とす
る。
容量が一定となるように探針および被検出物の間の距離
を変化して、前記表面の形状を観察することを特徴とす
る。
さらにまた好ましい実施態様では、尤学頴豪鏡を用いて
前記被検出物の前記表面を観察し、このｖ１￥Ｘされた
表面の希望する部分領域に探針を近接して走査すること
を特徴とする。
前記被検出物の前記表面を観察し、このｖ１￥Ｘされた
表面の希望する部分領域に探針を近接して走査すること
を特徴とする。
本発明はまた、被検出物の検出されるべき表面が大略的
に予め定めた仮想平面上にあるように被検出物を支持す
る手段と、 探針と、 探針なその先端部が前記仮想平面に近接・離反変位自在
に駆動する手段と、 探針を前記仮想平面に平行に変位自在に駆動して走査す
る手段と、 探針と前記表面との間の静′！４．＋７量を検出する手
段と、 静電ｇｌ検出手段からの出力に応答して表面の形状を表
示する千ｆスとを含むことを特徴とする顕Ｗ鏡である。
に予め定めた仮想平面上にあるように被検出物を支持す
る手段と、 探針と、 探針なその先端部が前記仮想平面に近接・離反変位自在
に駆動する手段と、 探針を前記仮想平面に平行に変位自在に駆動して走査す
る手段と、 探針と前記表面との間の静′！４．＋７量を検出する手
段と、 静電ｇｌ検出手段からの出力に応答して表面の形状を表
示する千ｆスとを含むことを特徴とする顕Ｗ鏡である。
作 泪
本発明に従えば、探針を、被検出物の導電性表面に沿っ
て近接して走査し、この走査中における探針と、前記表
面との間の静電容量の分布状態を検出して、そのｅ電寥
量に対応する表面の形状を観察するようにしたので、光
学顕微鏡のように原理的に分解能が制約されることはな
く、また探針の駆動手段の精度およびｙ電容量の変化の
検出精度などによって、たとえば０．１μ鎗のオーダの
分解能を達成することができ、その画像処理によって表
面の形状を観察することができる。
て近接して走査し、この走査中における探針と、前記表
面との間の静電容量の分布状態を検出して、そのｅ電寥
量に対応する表面の形状を観察するようにしたので、光
学顕微鏡のように原理的に分解能が制約されることはな
く、また探針の駆動手段の精度およびｙ電容量の変化の
検出精度などによって、たとえば０．１μ鎗のオーダの
分解能を達成することができ、その画像処理によって表
面の形状を観察することができる。
探針は、予め定めた仮想平面に平行に変位自在であり、
これによって探針の先端を前記仮想平面に平行に変位し
て走査することによって、その探針と被検出物の表面と
の間の１１Ｐ電穿量の変化を検出して、被検出物の表面
の形状を観察することができる。またこの探針を仮想平
面に近接・離反変位自在に駆動する手段を設けることに
よって、探針と被検出物の表面との間の静１容量が一定
となるように探針を駆動し、この探針の仮想平面に対す
る変位量の変化に基づいて、被検出物の表面の形状をｍ
察することができる。
これによって探針の先端を前記仮想平面に平行に変位し
て走査することによって、その探針と被検出物の表面と
の間の１１Ｐ電穿量の変化を検出して、被検出物の表面
の形状を観察することができる。またこの探針を仮想平
面に近接・離反変位自在に駆動する手段を設けることに
よって、探針と被検出物の表面との間の静１容量が一定
となるように探針を駆動し、この探針の仮想平面に対す
る変位量の変化に基づいて、被検出物の表面の形状をｍ
察することができる。
実施例
ＰｔＳｉ図は、本発明の一実施例の斜視図であ仝。
半導体などの被検出物１は、定盤２などの上に固定され
る。この被検出物１の周囲には複数の支柱３が立設され
、この支柱３によって枠４が支持され、このようにして
架台５が構成される。第１台車６は、Ｘ方向に駆動手段
７によって駆動することができる。この台車６上にはも
う１つの台車８が設けられ、この台車８は台車６上をＹ
方向に駆動手段９によって移動することができる０台車
８には、Ｚ方向に探針１０を変位する駆動手段１１が設
けられる。Ｘ／Ｙ乎面は、この実施例では、たとえば水
平面であり、被検出物１の検出されるべき表面１２の平
均的な仮想平面と平行である。
る。この被検出物１の周囲には複数の支柱３が立設され
、この支柱３によって枠４が支持され、このようにして
架台５が構成される。第１台車６は、Ｘ方向に駆動手段
７によって駆動することができる。この台車６上にはも
う１つの台車８が設けられ、この台車８は台車６上をＹ
方向に駆動手段９によって移動することができる０台車
８には、Ｚ方向に探針１０を変位する駆動手段１１が設
けられる。Ｘ／Ｙ乎面は、この実施例では、たとえば水
平面であり、被検出物１の検出されるべき表面１２の平
均的な仮想平面と平行である。
２方向は鉛直方向であり、前記仮想平面に垂直である。
探針１０と被検出物１の表面１２との間の静電容量は、
静電容量検出手段１５によって検出され、その検出出力
はマイクロコンピュータなどによって実現される処理回
路１６に与えられる。
静電容量検出手段１５によって検出され、その検出出力
はマイクロコンピュータなどによって実現される処理回
路１６に与えられる。
第３図は、探針１０付近の拡大断面図である。
被検出物１の表面１２のほぼ平均的な水平な仮想平面は
、参照符１３で示されている。探針１０の先端部１０ｍ
は表面１２に近接しており、静電容量検出手段１５は探
針１０と、被検出物１とに電気的に接続されており、両
者の静電容量を検出する。
、参照符１３で示されている。探針１０の先端部１０ｍ
は表面１２に近接しており、静電容量検出手段１５は探
針１０と、被検出物１とに電気的に接続されており、両
者の静電容量を検出する。
＠４図は、被検出物１の表面１２の上方を探針１０によ
って走査する動作を説明するための簡略化した平面図で
ある。探針１０は、駆動手段７による台ｒｒＬ６の走行
によって矢符１４で示されるようにＸ方向に走査される
。予め定めたＸ方向の走査が終了すると、駆動手段９に
よって台車８はＹ方向にわずかに変位し、再び駆動手段
７によってＸ方向に走行する。このとき駆動手段１１に
よる探針１０のＺ方向の変位は零であり、探針１０の先
端部１０ｍは水τ面内で移動する。静電容量検出手段１
５は、前述のように探針１０と、被検出物１の表面１２
どの間の静電容量を検出し、処理回路１６はＸ方向およ
びＹ方向に沿う静電容量をストアする。こうして探針１
０が被検出物１の表面１２の希望する領域を走査した後
、処理回路１６によって表示手段１７には、静電容量に
対応した表面１２の凹凸の形状を画像表示する０表示手
段１７は、たとえば陰極線管であってもよく、または液
晶などであってもよ（、その他の画像表示をすることが
できる構造であってもよい。
って走査する動作を説明するための簡略化した平面図で
ある。探針１０は、駆動手段７による台ｒｒＬ６の走行
によって矢符１４で示されるようにＸ方向に走査される
。予め定めたＸ方向の走査が終了すると、駆動手段９に
よって台車８はＹ方向にわずかに変位し、再び駆動手段
７によってＸ方向に走行する。このとき駆動手段１１に
よる探針１０のＺ方向の変位は零であり、探針１０の先
端部１０ｍは水τ面内で移動する。静電容量検出手段１
５は、前述のように探針１０と、被検出物１の表面１２
どの間の静電容量を検出し、処理回路１６はＸ方向およ
びＹ方向に沿う静電容量をストアする。こうして探針１
０が被検出物１の表面１２の希望する領域を走査した後
、処理回路１６によって表示手段１７には、静電容量に
対応した表面１２の凹凸の形状を画像表示する０表示手
段１７は、たとえば陰極線管であってもよく、または液
晶などであってもよ（、その他の画像表示をすることが
できる構造であってもよい。
近似的に、幅Ｗの探針と、アースされているも。
のと想定した平面１３との間のｅ′ｉＬ容量Ｃは、第１
式のとおりとなる。
式のとおりとなる。
ここでε。は真空中の誘電率、Ｃは周辺媒体すなわち空
気の比誘電率であり、ｈは探針１０の先端部１０ｍと表
面１２との間の間隔であり、Ｈはその表面１２と探針１
０の上端部との間の距離である０間隔１１がｈｍｉｎか
らｈｅ＋ａｘまで変化したときの容量変化をΔＣとする
と、 ｈｍａｘ＜ＣＨ として、 間隔りの変化、つまりΔｌ−が小さいとき、容量検出の
ための探針１０の凹凸分解能Ａ１すなわち凹凸変化の空
間波長λに対応する容量変化ΔＣの大きさは、間隔りの
関数である。凹凸波高値が小さいとき、 ここで１１゜は、平均の距離である。
気の比誘電率であり、ｈは探針１０の先端部１０ｍと表
面１２との間の間隔であり、Ｈはその表面１２と探針１
０の上端部との間の距離である０間隔１１がｈｍｉｎか
らｈｅ＋ａｘまで変化したときの容量変化をΔＣとする
と、 ｈｍａｘ＜ＣＨ として、 間隔りの変化、つまりΔｌ−が小さいとき、容量検出の
ための探針１０の凹凸分解能Ａ１すなわち凹凸変化の空
間波長λに対応する容量変化ΔＣの大きさは、間隔りの
関数である。凹凸波高値が小さいとき、 ここで１１゜は、平均の距離である。
ここで、
であるとき、分解能Ａは距離りだけの１！！数となる。
本発明の他の実施例として、静電容量検出手段１５によ
って検出される静電容量が予め定めた一定値となるよう
に、探針１０をＺ方向の駆動手段１１によって駆動し、
このＺ方向の探針１０の変位を表面１２の検出すべき領
域にわたって検出し、その表面１２の凹凸をａ察するよ
うにしてもよい。
って検出される静電容量が予め定めた一定値となるよう
に、探針１０をＺ方向の駆動手段１１によって駆動し、
このＺ方向の探針１０の変位を表面１２の検出すべき領
域にわたって検出し、その表面１２の凹凸をａ察するよ
うにしてもよい。
本発明のさらに他の実施例として、被検出物１の表面１
２を在米のレンズを有する光学顕微鏡によってｍ察し、
その表面１２のさらに高分解能で観察すべき領域だけを
、本発明に従う上述の各実施例によって観察するように
してもよい。
２を在米のレンズを有する光学顕微鏡によってｍ察し、
その表面１２のさらに高分解能で観察すべき領域だけを
、本発明に従う上述の各実施例によって観察するように
してもよい。
効 果
以上のように本発明によれば、光学顕微鏡よりも分解能
を向上することができ、しかも電子顕微鏡や走査型トン
ネル顕微鏡などのように分解能が大きすぎることもなく
、たとえば０．１μ−オーダの分解能で被検出物の表面
の形状を画像として得ることが可能となる。
を向上することができ、しかも電子顕微鏡や走査型トン
ネル顕微鏡などのように分解能が大きすぎることもなく
、たとえば０．１μ−オーダの分解能で被検出物の表面
の形状を画像として得ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図に
示された実施例の電気的構造を示すブロック図、第３図
は探針１０付近の断面図、ＰＩＳ４図は探針１０による
被検出物１の表面１２の走査を示す簡略化した平面図で
ある。 １・・・被検出物、２・・・定盤、５・・・架台、６，
８・・・台車、？、９．１１・・・駆動手段、１０・・
・探針、１２・・・表面、１３・・・仮想平面、１４・
・・走査方向、１５・・・著量穿】検出手段、１６・・
・処理回路、１７・・・表示手段 代理人 弁理士 画数 圭一部 第 ２ 図
示された実施例の電気的構造を示すブロック図、第３図
は探針１０付近の断面図、ＰＩＳ４図は探針１０による
被検出物１の表面１２の走査を示す簡略化した平面図で
ある。 １・・・被検出物、２・・・定盤、５・・・架台、６，
８・・・台車、？、９．１１・・・駆動手段、１０・・
・探針、１２・・・表面、１３・・・仮想平面、１４・
・・走査方向、１５・・・著量穿】検出手段、１６・・
・処理回路、１７・・・表示手段 代理人 弁理士 画数 圭一部 第 ２ 図
Claims (5)
- （１）探針を、被検出物の導電性表面に沿つて近接して
走査し、この走査中における探針と前記表面との間の静
電容量を検出し、この静電容量の分布状態に基づいて、
前記表面の形状を観察することを特徴とする表面の検出
方法。 - （２）探針の先端部を、予め定めた仮想平面上で走査し
て前記静電容量を検出することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の表面の検出方法。 - （３）走査中に、検出される静電容量が一定となるよう
に探針および被検出物の間の距離を変化して、前記表面
の形状を観察することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の表面の検出方法。 - （４）光学顕微鏡を用いて前記被検出物の前記表面を観
察し、この観察された表面の希望する部分領域に探針を
近接して走査することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の表面の検出方法。 - （５）被検出物の検出されるべき表面が大略的に予め定
めた仮想平面上にあるように被検出物を支持する手段と
、 探針と、 探針をその先端部が前記仮想平面に近接・離反変位自在
に駆動する手段と、 探針を前記仮想平面に平行に変位自在に駆動して走査す
る手段と、 探針と前記表面との間の静電容量を検出する手段と、 静電容量検出手段からの出力に応答して表面の形状を表
示する手段とを含むことを特徴とする顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP884587A JPS63177002A (ja) | 1987-01-17 | 1987-01-17 | 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP884587A JPS63177002A (ja) | 1987-01-17 | 1987-01-17 | 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177002A true JPS63177002A (ja) | 1988-07-21 |
Family
ID=11704093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP884587A Pending JPS63177002A (ja) | 1987-01-17 | 1987-01-17 | 表面の検出方法およびそれに用いる顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63177002A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330448A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Matsushita Electron Corp | 異物検査装置 |
| CN103063168A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-04-24 | 中国科学院对地观测与数字地球科学中心 | 地表粗糙度参数测量装置及方法 |
| CN103217089A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种滑动式混凝土表面平整度测试装置 |
| CN104408997A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-11 | 南阳理工学院 | 新型静电场描绘仪 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182104A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 静電容量型距離計 |
-
1987
- 1987-01-17 JP JP884587A patent/JPS63177002A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182104A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 静電容量型距離計 |
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| CN104408997B (zh) * | 2014-11-06 | 2017-12-22 | 南阳理工学院 | 新型静电场描绘仪 |
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