JPWO2011108543A1 - ポテンシャル取得装置、磁場顕微鏡、検査装置およびポテンシャル取得方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1a 検査装置
1c 温度分布取得装置
4 コンピュータ
9 試料
9a,9c 対象物
11 静磁場形成部
12 送信コイル
21,21a〜21c 測定部
32,32a 回動機構
33,33a 水平移動機構
34,34a 昇降機構
61,63 演算部
62,62a 制御部
71 磁場分布画像
72 補助磁場分布画像
81 蒸着源
91,92 測定面
93 (試料の)表面
220 薄膜
221 基板
S11〜S14,S21〜S25 ステップ
Claims (14)
- 対象物(9,9a,9c)の存在に起因して少なくとも前記対象物の周囲に形成される3次元ポテンシャルを示すポテンシャル関数をφ(x,y,z)(ただし、x,y,zは、前記対象物に対して設定される互いに垂直なX,Y,Z方向にて規定される直交座標系の座標パラメータを示す。)として、前記対象物の外部に設定されたz=α(ただし、αは任意の値)を満たす測定面(91,92)におけるφ(x,y,α)を取得するポテンシャル取得装置(1,1a〜1c)であって、
XY平面に平行な前記測定面上において前記測定面に平行な長手方向に伸びる複数の線状領域を、前記長手方向に垂直なX’方向に配列設定するとともに、Y方向に平行な前記測定面上の基準方向と、前記長手方向とがなす角度をθとして、前記角度θを複数通りに変更した状態にて前記複数の線状領域のそれぞれにおける前記3次元ポテンシャルに由来する測定値を取得する測定ユニットと、
X’方向の座標パラメータをx’として(ただし、原点はZ軸上である。)、前記測定ユニットにより取得される測定値f(x’,θ)を用いて、
を備える。 - 請求項1に記載のポテンシャル取得装置であって、
前記測定ユニットが、
前記長手方向に伸びるとともに、前記3次元ポテンシャルに由来する測定値を取得する測定部(21,21a〜21c)と、
前記基準方向と、前記測定部の前記長手方向との間の前記角度θを変更する角度変更部(32,32a)と、
前記測定面上において前記測定部をX’方向に前記対象物に対して相対的に移動して、前記対象物の測定領域上を前記測定部が通過する走査を行う移動機構(33,33a)と、
前記角度変更部および前記移動機構を制御することにより、前記角度θを複数通りに変更しつつ前記走査を繰り返す制御部(4,62,62a)と、
を備え、
前記走査の繰り返しにより、前記測定ユニットにおいて測定値f(x’,θ)が取得される。 - 請求項2に記載のポテンシャル取得装置であって、
前記3次元ポテンシャルが、磁位のポテンシャルをZ方向に関して1回以上微分したものであり、
前記測定部が、前記長手方向およびZ方向に広がるとともに、前記3次元ポテンシャルに由来する信号を生成する薄膜素子である。 - 請求項3に記載のポテンシャル取得装置であって、
前記薄膜素子の膜厚が前記対象物側に向かって漸次減少する。 - 請求項2ないし4のいずれかに記載のポテンシャル取得装置であって、
前記測定部をZ方向に前記対象物に対して相対的に移動するもう1つの移動機構(34,34a)をさらに備え、
前記3次元ポテンシャルがラプラス方程式を満たし、
前記制御部が、z=0を満たす前記測定面においてφ(x,y,0)を2次元の第1画像(71)として取得し、前記測定部をZ方向に微小距離だけ相対移動した後、前記第1画像と同様の手法により2次元の中間画像(72)を取得し、
前記演算部が、前記第1画像と前記中間画像との差分画像を求め、前記差分画像を前記微小距離で除算した微分画像を第2画像として取得し、前記第1画像であるφ(x,y,0)および前記第2画像であるφz(x,y,0)をそれぞれフーリエ変換してψ(kx,ky)およびψz(kx,ky)(ただし、kx,kyはX方向およびY方向の波数である。)を求め、さらに、ψ(kx,ky)およびψz(kx,ky)を用いて、
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のポテンシャル取得装置であって、
前記3次元ポテンシャルがラプラス方程式を満たし、
z=0を満たす前記測定面における任意のポテンシャルH(x,y,z)のzによるq回微分であるHz (q)(x,y,0)が一の測定において取得されるφ(x,y,α)であり、前記任意のポテンシャルH(x,y,z)のzによるp回微分であるHz (p)(x,y,0)が他の測定において取得されるφ(x,y,α)であり(ただし、p,qは0以上の整数であり、qが奇数、pが偶数である。)、
前記演算部が、Hz (q)(x,y,0)およびHz (p)(x,y,0)をそれぞれフーリエ変換してhz (q)(kx,ky)およびhz (p)(kx,ky)(ただし、kx,kyはX方向およびY方向の波数である。)を求め、さらに、hz (q)(kx,ky)およびhz (p)(kx,ky)を用いて、
- 請求項1ないし6のいずれかに記載のポテンシャル取得装置であって、
前記3次元ポテンシャルが、磁位、電位、温度または重力に由来するポテンシャルである。 - 磁場顕微鏡(1)であって、
磁位のポテンシャルをZ方向に関して1回以上微分したものをφ(x,y,z)として取得する請求項5に記載のポテンシャル取得装置を備え、
前記演算部が、φ(x,y,z)のzに前記対象物の表面の位置または表面に近接する位置を示す値を代入する。 - 核磁気共鳴を利用した検査装置(1a)であって、
磁位のポテンシャルをZ方向に関して1回以上微分したものをφ(x,y,z)として取得する請求項5に記載のポテンシャル取得装置と、
Z方向の複数の位置における複数の平面上にて前記対象物の内部に核磁気共鳴を順次生じさせる手段(11,12)と、
を備え、
前記制御部が、前記複数の平面に含まれる各平面にて核磁気共鳴を生じさせた際に、φ(x,y,z)を取得し、
前記演算部が、前記各平面に対して取得されるφ(x,y,z)のzに前記各平面の位置を示す値を代入する。 - 対象物(9,9a,9c)の存在に起因して少なくとも前記対象物の周囲に形成される3次元ポテンシャルを示すポテンシャル関数をφ(x,y,z)(ただし、x,y,zは、前記対象物に対して設定される互いに垂直なX,Y,Z方向にて規定される直交座標系の座標パラメータを示す。)として、前記対象物の外部に設定されたz=α(ただし、αは任意の値)を満たす測定面(91,92)におけるφ(x,y,α)を取得するポテンシャル取得方法であって、
a)XY平面に平行な前記測定面上において前記測定面に平行な長手方向に伸びる複数の線状領域を、前記長手方向に垂直なX’方向に配列設定するとともに、Y方向に平行な前記測定面上の基準方向と、前記長手方向とがなす角度をθとして、前記角度θを複数通りに変更した状態にて前記複数の線状領域のそれぞれにおける前記3次元ポテンシャルに由来する測定値を取得する工程(S11〜S13)と、
b)X’方向の座標パラメータをx’として(ただし、原点はZ軸上である。)、前記a)工程により取得される測定値f(x’,θ)を用いて、
を備える。 - 請求項10に記載のポテンシャル取得方法であって、
前記a)工程が、
a1)前記長手方向に伸びるとともに、前記3次元ポテンシャルに由来する測定値を取得する測定部(21,21a〜21c)を、前記測定面上においてX’方向に前記対象物に対して相対的に移動して、前記対象物の測定領域上を前記測定部が通過する走査を行う工程(S11)と、
a2)前記基準方向と、前記測定部の前記長手方向との間の前記角度θを複数通りに変更しつつ、前記a1)工程を繰り返すことにより測定値f(x’,θ)を取得する工程(S12〜S13)と、
を備える。 - 請求項11に記載のポテンシャル取得方法であって、
前記3次元ポテンシャルが、磁位のポテンシャルをZ方向に関して1回以上微分したものであり、
前記測定部が、前記長手方向およびZ方向に広がるとともに、前記3次元ポテンシャルに由来する信号を生成する薄膜素子である。 - 請求項11または12に記載のポテンシャル取得方法であって、
前記3次元ポテンシャルがラプラス方程式を満たし、かつ、前記測定面がz=0を満たし、
前記a)およびb)工程によりφ(x,y,0)が2次元の第1画像(71)として取得され、
前記ポテンシャル取得方法が、
c)前記測定部をZ方向に微小距離だけ相対移動した後、前記第1画像と同様の手法により2次元の中間画像(72)を取得する工程(S22)と、
d)前記第1画像と前記中間画像との差分画像を求め、前記差分画像を前記微小距離で除算した微分画像を第2画像として取得する工程(S23)と、
e)前記第1画像であるφ(x,y,0)および前記第2画像であるφz(x,y,0)をそれぞれフーリエ変換してψ(kx,ky)およびψz(kx,ky)(ただし、kx,kyはX方向およびY方向の波数である。)を求める工程(S24)と、
f)ψ(kx,ky)およびψz(kx,ky)を用いて、
を備える。 - 請求項10ないし13のいずれかに記載のポテンシャル取得方法であって、
前記3次元ポテンシャルが、磁位、電位、温度または重力に由来するポテンシャルである。
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