JP2016080926A - Foreign matter removal method, foreign matter removal device, and probe - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foreign matter removal method capable of accurately removing foreign matter existing on a surface of an object without requiring an additional process such as washing.SOLUTION: In a method for removing foreign matter existing on a surface of an object using an atomic force microscope, a probe 1 is used which has a first carbon nanotube 12 and a second carbon nanotubes 13 shorter than the first carbon nanotube 12. In detecting foreign matter, scanning is performed in a state where a tip end of the first carbon nanotube 12 faces the surface of the object. In removing foreign matter, the first carbon nanotube 12 is bent to make the foreign matter adhere to the second carbon nanotubes 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、原子間力顕微鏡を用いて、対象物の表面に存在する微細な異物を除去する方法に関する。   The present invention relates to a method for removing fine foreign matter present on the surface of an object using an atomic force microscope.

微細な異物を除去する方法、特に半導体集積回路等の製造に用いるフォトマスクや半導体ウエハ上の異物を除去する方法として、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope、ＡＦＭ）に用いられる探針の先端にカーボンナノチューブを設け、この探針を使って、異物を除去する方法が提案されている（特許文献１、２）。
上記の特許文献１に記載の方法は、カーボンナノチューブを対象物の溝（凹部）内部でたわませて異物と接触させ、異物を移動させることで、異物を対象物から一時的に剥離させ、その後の洗浄工程で異物を洗い流すというものである。
また、上記の特許文献２に記載の方法は、先端部に中空構造の細管を有しているカンチレバーを用い、この細管で異物を吸引して対象物から除去するものである。細管としてカーボンナノチューブを挙げている。 At the tip of a probe used in an atomic force microscope (AFM) as a method of removing fine foreign matter, particularly as a method of removing foreign matter on a photomask or semiconductor wafer used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, etc. Methods have been proposed in which carbon nanotubes are provided and foreign matters are removed using this probe (Patent Documents 1 and 2).
In the method described in Patent Document 1, the carbon nanotube is bent inside the groove (concave portion) of the target object to come into contact with the foreign matter, and the foreign matter is moved to temporarily peel the foreign matter from the target, The foreign matter is washed away in the subsequent cleaning process.
In addition, the method described in Patent Document 2 uses a cantilever having a hollow thin tube at the tip, and removes foreign matter from the object by sucking the foreign object with this thin tube. Carbon nanotubes are cited as the thin tubes.

特開２０１０−５４７７３号公報JP 2010-54773 A 特開２０１２−２０３１６３号公報JP 2012-203163 A

しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法では、洗浄工程は従来と変わらないことから、必ずしも処理後の洗浄工程で微細な異物を除去できるとは限らない。また、探針で異物を移動させる装置（原子間力顕微鏡）による工程と、洗浄装置による洗浄工程が必要であり、さらには、異物の除去確認も洗浄工程後に別途実施する必要があり、工程全体が長くなってスループットが低下するという問題もある。   However, in the method described in Patent Document 1, since the cleaning process is not different from the conventional one, it is not always possible to remove fine foreign matters in the cleaning process after the treatment. In addition, a process using an instrument (atomic force microscope) that moves foreign matter with a probe and a cleaning process using a cleaning device are required. In addition, confirmation of the removal of foreign substances must be performed separately after the cleaning process. There is also a problem that the throughput is lowered due to a longer time.

また、上記の特許文献２に記載の方法では、吸引による振動の影響を受けるため、細管を微細な異物に精度良くアプローチすることは困難であり、フォトマスク等の対象物のパターンを損傷させてしまう問題がある。また、異物除去時の吸引によって細管途中に破片となった異物が混入し吸引力を低下させ、異物除去ができないというおそれもある。   Further, in the method described in Patent Document 2 described above, since it is affected by vibration due to suction, it is difficult to accurately approach the fine tube with fine foreign matter, and the pattern of an object such as a photomask is damaged. There is a problem. In addition, there is a risk that foreign matter that has become fragments in the middle of the thin tube due to suction during the removal of the foreign matter is mixed in, reducing the suction force, and the foreign matter cannot be removed.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、別途洗浄等の工程を必要とせずに、精度良く対象物の表面に存在する異物を除去することが可能な、異物除去方法を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a foreign matter removing method capable of accurately removing foreign matter existing on the surface of an object without requiring a separate step such as cleaning. The main purpose.

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、原子間力顕微鏡を用いて、カンチレバーの先端部に設けられた探針で対象物の表面に存在する異物を除去する方法であって、前記探針として、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有する探針を用い、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査して、前記対象物の表面に存在する異物を検出する異物検出工程と、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に押し付けて前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させる湾曲工程と、前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させて前記第１のカーボンナノチューブの側面を前記対象物の表面に押し付けた状態で、前記探針を移動させて前記第２のカーボンナノチューブを前記対象物の表面に存在する異物に接触させ、前記異物を前記第２のカーボンナノチューブに付着させる異物付着工程と、前記異物を前記第２のカーボンナノチューブに付着させた状態で、前記探針を前記対象物の表面から離間させる離間工程と、を備えることを特徴とする異物除去方法である。   That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a method for removing foreign matter existing on the surface of an object with a probe provided at the tip of a cantilever using an atomic force microscope, As the needle, a probe having a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube is used, and the tip of the first carbon nanotube is directed to the surface of the object. A foreign matter detection step of detecting a foreign matter present on the surface of the target by scanning the surface of the target, and pressing the tip of the first carbon nanotube against the surface of the target to attach the first carbon nanotube A bending step of bending, a state in which the first carbon nanotube is bent and a side surface of the first carbon nanotube is pressed against the surface of the object Moving the probe to bring the second carbon nanotube into contact with a foreign substance existing on the surface of the object, and attaching the foreign substance to the second carbon nanotube; and And a separation step of separating the probe from the surface of the object in a state of being attached to the carbon nanotubes.

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記離間工程の後に、前記異物が前記第２のカーボンナノチューブに付着した状態の前記探針を用いて、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査して、前記対象物の表面から前記異物が除去されたことを確認する異物除去確認工程を、備えることを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法である。   In the invention according to claim 2 of the present invention, after the separating step, the tip of the first carbon nanotube is attached to the tip of the first carbon nanotube using the probe in a state where the foreign matter is attached to the second carbon nanotube. 2. A foreign matter removal confirmation step of scanning the surface of the target object in a state directed toward the surface of the target object to confirm that the foreign matter has been removed from the surface of the target object. The foreign matter removing method described in 1.

また、本発明の請求項３に係る発明は、カンチレバーの先端部に設けられ、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有する探針と、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査する機構と、前記カンチレバーの上下方向の位置を検知して前記対象物の表面の形状に関する情報を取得する機構と、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に押し付けて前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させる機構と、前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させて前記第１のカーボンナノチューブの側面を前記対象物の表面に押し付けた状態で、前記探針を移動させて前記第２のカーボンナノチューブを前記対象物の表面に存在する異物に接触させる機構と、前記探針を前記対象物の表面から離間させる機構と、を備えることを特徴とする異物除去装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a probe having a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube, provided at the tip of the cantilever, and the first carbon nanotube. A mechanism for scanning the surface of the object with the tip of the carbon nanotube directed toward the surface of the object, and detecting the vertical position of the cantilever to obtain information on the shape of the surface of the object A mechanism, a mechanism for pressing the tip of the first carbon nanotube against the surface of the object, and bending the first carbon nanotube; and a side surface of the first carbon nanotube by bending the first carbon nanotube In a state where the probe is pressed against the surface of the object, the probe is moved to bring the second carbon nanotube into the object A mechanism for contacting the foreign substance existing on the surface of, a mechanism of separating the probe from the surface of the object, a foreign matter removing apparatus comprising: a.

また、本発明の請求項４に係る発明は、カンチレバーの先端部に設けられる探針であって、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有することを特徴とする探針である。   The invention according to claim 4 of the present invention is a probe provided at the tip of a cantilever, and includes a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube. It is a characteristic probe.

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記第１のカーボンナノチューブの本数が１本であり、前記第２のカーボンナノチューブを複数本有することを特徴とする請求項４に記載の探針である。   Further, in the invention according to claim 5 of the present invention, the number of the first carbon nanotubes is one, and the probe has a plurality of the second carbon nanotubes. It is.

また、本発明の請求項６に係る発明は、前記第１のカーボンナノチューブが前記探針の本体部の先端に設けられており、前記第２のカーボンナノチューブが前記探針の本体部の側面に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の探針である。   In the invention according to claim 6 of the present invention, the first carbon nanotube is provided at the tip of the main body portion of the probe, and the second carbon nanotube is provided on a side surface of the main body portion of the probe. The probe according to claim 5, wherein the probe is provided.

本発明によれば、別途洗浄を施すことを要せずに、精度良く対象物の表面に存在する異物を除去することが可能な、異物除去方法等を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foreign material removal method etc. which can remove the foreign material which exists on the surface of a target object with sufficient precision, without performing separately washing | cleaning can be provided.

本発明に係る異物除去方法の一例について示すフローチャートThe flowchart shown about an example of the foreign material removal method which concerns on this invention 本発明に係る異物除去方法に用いられる探針の一例を示す図The figure which shows an example of the probe used for the foreign material removal method which concerns on this invention 探針１が対象物の表面を走査する様子を示す図The figure which shows a mode that the probe 1 scans the surface of a target object. 第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させる様子を示す図The figure which shows a mode that the 1st carbon nanotube 12 is curved 異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させる様子を示す図The figure which shows a mode that the foreign material 22 is made to adhere to the 2nd carbon nanotube 13. FIG. 湾曲させた第１のカーボンナノチューブ１２と異物２２との関係を示す図The figure which shows the relationship between the curved 1st carbon nanotube 12 and the foreign material 22 探針１を対象物の表面から離間させる様子を示す図The figure which shows a mode that the probe 1 is spaced apart from the surface of a target object. 異物２２を付着した探針１を用いて対象物の表面を走査する様子を示す図The figure which shows a mode that the surface of a target object is scanned using the probe 1 to which the foreign material 22 adhered. 本発明に係る異物除去装置の構成例について示す図The figure shown about the structural example of the foreign material removal apparatus which concerns on this invention

＜異物除去方法＞
まず、本発明に係る異物除去方法について説明する。
図１は、本発明に係る異物除去方法の一例について示すフローチャートである。
本発明に係る異物除去方法を用いて、対象物の表面に存在する異物を除去するには、まず、所定のカーボンナノチューブを有する探針を準備する（Ｓ１１）。 <Foreign matter removal method>
First, the foreign matter removal method according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a foreign matter removing method according to the present invention.
In order to remove the foreign matter existing on the surface of the object using the foreign matter removing method according to the present invention, first, a probe having a predetermined carbon nanotube is prepared (S11).

（探針）
図２は、本発明に係る異物除去方法に用いられる探針の一例を示す図である。
図２に例示するように、探針１においては、探針本体部１１の先端に第１のカーボンナノチューブ１２を１本有しており、探針本体部１１の側面に第２のカーボンナノチューブ１３を複数本有している。そして、第１のカーボンナノチューブ１２は、第２のカーボンナノチューブ１３よりも長い形態を有している。 (Probe)
FIG. 2 is a diagram showing an example of a probe used in the foreign matter removing method according to the present invention.
As illustrated in FIG. 2, the probe 1 has one first carbon nanotube 12 at the tip of the probe main body 11, and the second carbon nanotube 13 on the side surface of the probe main body 11. It has a plurality. The first carbon nanotube 12 has a longer form than the second carbon nanotube 13.

（探針本体部）
本発明において探針本体部１１については、カンチレバー（図示略）の先端部に設けられ、原子間力顕微鏡に使用することが可能なものであれば用いることができる。例えば、シリコン、窒化シリコン、ダイヤモンド等の材料から構成される公知の原子間力顕微鏡の探針を用いることができる。また、表面にダイヤモンドやダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、金や白金のコートがされていてもよい。 (Probe body)
In the present invention, the probe main body 11 can be used as long as it is provided at the tip of a cantilever (not shown) and can be used for an atomic force microscope. For example, a known atomic force microscope probe made of a material such as silicon, silicon nitride, or diamond can be used. The surface may be coated with diamond, diamond-like carbon (DLC), gold or platinum.

マスクパターンが形成されたフォトマスク等が対象物の場合、探針本体部１１の先端部の曲率半径は、ターゲットとなるパターンの線幅や除去すべき異物のサイズによって決定される。本発明においては、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に向けた状態で走査して、対象物の表面に存在する異物を検出することができ、かつ、第２のカーボンナノチューブ１３を異物に接触させることができれば特に制限はされないが、例えば、探針本体部１１の先端部の曲率半径は２ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが望ましい。   When a photomask or the like on which a mask pattern is formed is an object, the radius of curvature of the tip of the probe main body 11 is determined by the line width of the target pattern and the size of foreign matter to be removed. In the present invention, the tip of the first carbon nanotube 12 is scanned in a state where it is directed to the surface of the object, and foreign substances present on the surface of the object can be detected, and the second carbon nanotube 13 However, for example, the radius of curvature of the tip of the probe main body 11 is preferably in the range of 2 nm to 100 nm.

（第１のカーボンナノチューブ）
本発明において、第１のカーボンナノチューブ１２は、対象物の表面を走査して対象物の表面に存在する異物を検出する作用を奏するものであり、かつ、異物除去に際しては、第２のカーボンナノチューブ１３が異物と接触することを妨げないように、湾曲可能なものである。その材料としては、一般に知られているカーボンナノチューブ（carbon nanotube、ＣＮＴ）を用いることができる。 (First carbon nanotube)
In the present invention, the first carbon nanotube 12 functions to detect the foreign matter present on the surface of the target by scanning the surface of the target, and the second carbon nanotube is used for removing the foreign matter. It can be bent so as not to prevent 13 from coming into contact with foreign matter. As the material, generally known carbon nanotube (CNT) can be used.

このカーボンナノチューブは、炭素原子から構成される円筒形状の物質であり、１．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の直径に対し、その長さは、数ｎｍ〜数μｍの範囲とすることができる。その形態としては、円筒面が単層のシングルウォールタイプ（single wall carbon nanotube）や多層のマルチウォールタイプ（multiwall carbon nanotube）がある。
また、カーボンナノチューブは、柔軟性が高い性質を有する。それゆえ、湾曲させることも、元の伸びた状態に復元させることも自在にできる。 The carbon nanotube is a cylindrical substance composed of carbon atoms, and the length can be in the range of several nm to several μm with respect to the diameter in the range of 1.5 nm to 20 nm. As a form thereof, there are a single wall type (single wall carbon nanotube) having a single cylindrical surface and a multiwall type (multiwall carbon nanotube) having a multilayer surface.
Carbon nanotubes have a high flexibility. Therefore, it can be freely bent or restored to its original stretched state.

本発明において、第１のカーボンナノチューブ１２は、上記の異物検出ができ、かつ、湾曲可能なものであれば、単層（シングルウォールタイプ）、多層（マルチウォールタイプ）のいずれでも用いることができ、その直径の大きさも特に制限されないが、その長さは、第２のカーボンナノチューブ１３よりも長いものである。第１のカーボンナノチューブ１２の長さは、例えば、数百ｎｍ程度（１０１ｎｍ〜９９９ｎｍの範囲）である。   In the present invention, the first carbon nanotube 12 can be used as either a single-layer (single wall type) or a multilayer (multi-wall type) as long as it can detect the foreign matter and can be bent. The diameter is not particularly limited, but the length is longer than that of the second carbon nanotube 13. The length of the first carbon nanotube 12 is, for example, about several hundred nm (range from 101 nm to 999 nm).

この第１のカーボンナノチューブ１２の長さが、第２のカーボンナノチューブ１３よりも長いものであるため、対象物の表面を走査する際には、この第１のカーボンナノチューブ１２の先端（探針本体部１１とは反対側の自由端）が、対象物の表面に最も接近することになり、高精度に表面観察することができる。   Since the length of the first carbon nanotube 12 is longer than that of the second carbon nanotube 13, when scanning the surface of the object, the tip of the first carbon nanotube 12 (the probe main body portion) 11 is the closest end to the surface of the object, and the surface can be observed with high accuracy.

また高精度に表面観察するために、第１のカーボンナノチューブ１２の本数は１本であることが好ましく、探針本体部１１の先端に設けられていることが好ましい。
なお、本発明においては、第１のカーボンナノチューブ１２が厳密に探針本体部１１の先端に設けられていなくとも、対象物の表面を走査する際に、第１のカーボンナノチューブ１２の先端が、対象物の表面に最も接近する状態になってさえいれば、特に制限なく用いることができる。 In order to observe the surface with high accuracy, the number of the first carbon nanotubes 12 is preferably one, and is preferably provided at the tip of the probe main body 11.
In the present invention, even when the first carbon nanotubes 12 are not strictly provided at the tip of the probe main body 11, when the surface of the object is scanned, the tip of the first carbon nanotubes 12 is As long as the surface is closest to the surface of the object, it can be used without any particular limitation.

１本の第１のカーボンナノチューブ１２を、探針本体部１１の先端に形成する方法としては、例えば特開２００５−３０８６７５号公報に記載のように、探針本体部１１の先端表面にカーボン化合物を形成し、探針本体部１１の先端に高エネルギービームを照射することにより、１本のカーボンナノチューブを成長形成させる方法を挙げることができる。
また、例えば特許第３４４１３９７号公報に記載のように、予め別の装置で形成したカーボンナノチューブを、マニピュレータを用いて探針本体部１１の先端、若しくはその近傍に接着する方法を用いても良い。 As a method for forming one first carbon nanotube 12 at the tip of the probe main body 11, a carbon compound is formed on the tip surface of the probe main body 11 as described in, for example, JP-A-2005-308675. And a method of growing and forming one carbon nanotube by irradiating the tip of the probe main body 11 with a high energy beam.
Further, as described in, for example, Japanese Patent No. 3441397, a method of adhering carbon nanotubes formed in advance with another apparatus to the tip of the probe main body 11 or its vicinity using a manipulator may be used.

（第２のカーボンナノチューブ）
本発明において、第２のカーボンナノチューブ１３は、異物と接触した際にファンデルワールス力によって異物を付着する作用を奏するものであり、その材料としては、上記の第１のカーボンナノチューブ１２と同様に、一般に知られているカーボンナノチューブを用いることができる。 (Second carbon nanotube)
In the present invention, the second carbon nanotube 13 has an effect of adhering foreign matter by van der Waals force when it comes into contact with the foreign matter, and the material thereof is the same as the first carbon nanotube 12 described above. Generally known carbon nanotubes can be used.

本発明において、第２のカーボンナノチューブ１３は、上記の異物付着が可能なものであれば、単層（シングルウォールタイプ）、多層（マルチウォールタイプ）のいずれでも用いることができ、その直径の大きさも特に制限されないが、その長さは、上記の第１のカーボンナノチューブ１２よりも短いものである。第２のカーボンナノチューブ１３の長さは、例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲である。   In the present invention, as long as the second carbon nanotube 13 can adhere to the above-mentioned foreign matter, it can be used in either a single wall (single wall type) or a multilayer (multi wall type), and has a large diameter. Although not particularly limited, the length is shorter than that of the first carbon nanotube 12 described above. The length of the second carbon nanotube 13 is, for example, in the range of about 10 nm to 100 nm.

この第２のカーボンナノチューブ１３の長さが、第１のカーボンナノチューブ１２よりも短いものであるため、探針１を用いて対象物の表面を走査する際には、第１のカーボンナノチューブ１２の先端が、対象物の表面に最も接近することになる。それゆえ、探針１が第２のカーボンナノチューブ１３を有していても、この第２のカーボンナノチューブ１３の存在によって、第１のカーボンナノチューブ１２による高精度な表面観察が妨げられることは、通常生じない。   Since the length of the second carbon nanotube 13 is shorter than that of the first carbon nanotube 12, when the surface of the object is scanned using the probe 1, The tip will be closest to the surface of the object. Therefore, even if the probe 1 has the second carbon nanotubes 13, it is normal that the presence of the second carbon nanotubes 13 hinders high-accuracy surface observation by the first carbon nanotubes 12. Does not occur.

ここで、高精度な表面観察のために、第１のカーボンナノチューブ１２の本数は１本であることが好ましいが、この第２のカーボンナノチューブ１３の本数は１本である必要は無く、むしろ本数が多いほど異物と接触する表面積が大きくなり、ファンデルワールス力によって異物を付着する作用も増大することになる。   Here, the number of the first carbon nanotubes 12 is preferably one for high-accuracy surface observation, but the number of the second carbon nanotubes 13 is not necessarily one, rather the number. As the amount increases, the surface area in contact with the foreign matter increases, and the action of attaching the foreign matter by van der Waals force also increases.

また、高精度な表面観察のために、第１のカーボンナノチューブ１２は探針本体部１１の先端に設けられていることが好ましいが、この第２のカーボンナノチューブ１３は、探針本体部１１の側面に設けられていることが好ましく、特に、探針本体部１１の先端近傍の側面に設けられていることが好ましい。
後述するように、対象物の表面に存在する異物を除去する際には、第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させてその側面を対象物の表面に押し付けた状態で、探針１を移動させて、探針１の先端近傍の側面（より詳しくは、探針１の先端近傍の側面に設けられた第２のカーボンナノチューブ１３）を前記異物に接触させるからである（図６）。 In order to observe the surface with high accuracy, it is preferable that the first carbon nanotube 12 is provided at the tip of the probe main body 11, but the second carbon nanotube 13 is formed on the probe main body 11. It is preferably provided on the side surface, and particularly preferably provided on the side surface near the tip of the probe main body 11.
As will be described later, when removing foreign substances existing on the surface of the object, the probe 1 is moved in a state where the first carbon nanotubes 12 are curved and the side surfaces thereof are pressed against the surface of the object. This is because the side surface near the tip of the probe 1 (more specifically, the second carbon nanotube 13 provided on the side surface near the tip of the probe 1) is brought into contact with the foreign matter (FIG. 6).

このように、第１のカーボンナノチューブ１２と第２のカーボンナノチューブ１３は、例え同一材料から構成されるものであっても、本発明において異なる作用を奏するものである。
カーボンナノチューブを有する探針を用いて、高精度な表面観察と異物除去の双方を叶えようとする場合、本発明のように、１本の長いカーボンナノチューブ（すなわち、第１のカーボンナノチューブ）と複数本の短いカーボンナノチューブ（すなわち、第２のカーボンナノチューブ）を有する探針とすることが、必要になる。 Thus, even if the first carbon nanotube 12 and the second carbon nanotube 13 are made of the same material, they have different effects in the present invention.
When using a probe having carbon nanotubes to achieve both high-precision surface observation and foreign matter removal, as in the present invention, one long carbon nanotube (ie, the first carbon nanotube) and a plurality of carbon nanotubes are used. It is necessary to provide a probe having short carbon nanotubes (ie, second carbon nanotubes).

なお、図２に例示する探針１においては、複数本の第２のカーボンナノチューブ１３は、いずれも同程度の長さになっているが、本発明においては、このような形態に限定されず、第１のカーボンナノチューブ１２よりも短い長さであれば、それぞれ異なる長さであって良い。またその直径もそれぞれ異なる大きさであって良い。また、単層（シングルウォールタイプ）、多層（マルチウォールタイプ）の両タイプが混在していても良い。   In the probe 1 illustrated in FIG. 2, the plurality of second carbon nanotubes 13 have the same length, but the present invention is not limited to such a form. As long as the length is shorter than that of the first carbon nanotube 12, the length may be different. The diameters may also be different. Further, a single layer (single wall type) and a multilayer (multi wall type) may be mixed.

また、図２に例示する探針１においては、複数本の第２のカーボンナノチューブ１３は、探針本体部１１の先端近傍の側面に均等に配設されているが、本発明においては、このような形態に限定されず、探針本体部１１の側面全域に配設されていても良く、また、異物付着が可能な限り不均等に配設されていても良い。   Further, in the probe 1 illustrated in FIG. 2, the plurality of second carbon nanotubes 13 are evenly arranged on the side surface in the vicinity of the tip of the probe main body 11. It is not limited to such a form, It may be arrange | positioned in the side surface whole region of the probe main-body part 11, and the foreign material adhesion may be arrange | positioned as unevenly as possible.

複数本の第２のカーボンナノチューブ１３を、探針本体部１１の側面に形成する方法としては、例えば、公知のＣＶＤ法を用いて一度に多数のカーボンナノチューブを形成する方法を挙げることができる。また、上記のように、高エネルギービームを照射する方法により、１本ずつカーボンナノチューブを成長形成させる方法を挙げることもできる。また、予め別の装置で形成したカーボンナノチューブを、マニピュレータを用いて探針本体部１１の側面に接着する方法を用いても良い。
本発明においては、先に第２のカーボンナノチューブ１３を形成し、その後、第１のカーボンナノチューブ１２を形成しても良く、逆に、第１のカーボンナノチューブ１２を先に形成し、その後第２のカーボンナノチューブ１３を形成しても良い。 Examples of a method for forming the plurality of second carbon nanotubes 13 on the side surface of the probe main body 11 include a method of forming a large number of carbon nanotubes at a time using a known CVD method. In addition, as described above, a method of growing and forming carbon nanotubes one by one by a method of irradiating a high energy beam can also be mentioned. Alternatively, a method of adhering carbon nanotubes formed in advance with another apparatus to the side surface of the probe main body 11 using a manipulator may be used.
In the present invention, the second carbon nanotubes 13 may be formed first, and then the first carbon nanotubes 12 may be formed. Conversely, the first carbon nanotubes 12 may be formed first, and then the second carbon nanotubes 12 may be formed. The carbon nanotubes 13 may be formed.

（異物検出）
図１に戻り、第１のカーボンナノチューブ１２及び第２のカーボンナノチューブ１３を形成した探針１を有するカンチレバーを、原子間力顕微鏡に装着した後は、この探針１の第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に向けた状態で対象物の表面を走査して、対象物の表面に存在する異物を検出し、原子間力顕微鏡における異物の位置を特定する（Ｓ１２）。この様子が図３に示されている。これにより基板２０上のパターン２１と異物２２の顕微鏡像が得られる。 (Foreign object detection)
Returning to FIG. 1, after the cantilever having the probe 1 formed with the first carbon nanotube 12 and the second carbon nanotube 13 is attached to the atomic force microscope, the first carbon nanotube 12 of the probe 1 is mounted. The surface of the object is scanned with the front end of the object facing the surface of the object, the foreign material existing on the surface of the object is detected, and the position of the foreign object in the atomic force microscope is specified (S12). This is shown in FIG. Thereby, a microscopic image of the pattern 21 and the foreign matter 22 on the substrate 20 is obtained.

原子間力顕微鏡には種々の動作モードがあるが、それらはよく知られているので、ここでは簡単に説明しておく。コンタクトモードでは、探針の先端と対象物との間に斥力が働くほどに探針を対象物に近づけ、ＸＹ二次元走査において、この斥力が一定値となるようにフィードバック回路を働かせる。
他方、タッピングモード（商標）（インターミッテントコンタクトモードまたはサイクリックコンタクトモード）をはじめとするノンコンタクトモードでは、カンチレバーを、そのホルダーに取付けた励振圧電素子を用いて共振周波数近傍で大振幅強制振動させながら対象物に近づけると、カンチレバーの振動振幅または振動数に変化が生じることを利用して、ＸＹ方向走査をしながらこれらの変化をほぼ零にするようにフィードバック系を通して、カンチレバーまたはＸＹ（Ｚ）ステージを上下動させる。 Atomic force microscopes have various modes of operation, which are well known and will be briefly described here. In the contact mode, the probe is moved closer to the object as the repulsive force acts between the tip of the probe and the object, and the feedback circuit is operated so that the repulsive force becomes a constant value in the XY two-dimensional scanning.
On the other hand, in non-contact modes such as tapping mode (trademark) (intermittent contact mode or cyclic contact mode), a large-amplitude forced vibration is generated near the resonance frequency using an excitation piezoelectric element attached to the holder of the cantilever. By using the fact that the vibration amplitude or frequency of the cantilever changes when approaching the target object, the cantilever or XY (Z ) Move the stage up and down.

本発明において、上記の異物検出工程（Ｓ１２）には、コンタクトモード、またはノンコンタクトモードのどちらでも用いることが可能である。図３は、図１に示す異物検出工程（Ｓ１２）において、探針１の第１のカーボンナノチューブ１２が対象物（パターン２１を有し、隣接するパターン２１間に異物２２が存在する基板２０）の表面を走査する様子を示す図である。図３に示す破線が第１のカーボンナノチューブ１２の先端の軌跡の概要を示している。これにより基板２０のパターン２１と異物２２の顕微鏡像が得られる。   In the present invention, either the contact mode or the non-contact mode can be used for the foreign matter detection step (S12). FIG. 3 shows a foreign object detection step (S12) shown in FIG. 1 in which the first carbon nanotube 12 of the probe 1 is an object (a substrate 20 having a pattern 21 and a foreign object 22 between adjacent patterns 21). It is a figure which shows a mode that the surface of is scanned. A broken line shown in FIG. 3 shows an outline of the locus of the tip of the first carbon nanotube 12. Thereby, the microscopic image of the pattern 21 and the foreign material 22 of the substrate 20 is obtained.

ここで、第１のカーボンナノチューブ１２の先端部は、従来の原子間力顕微鏡に用いられてきた探針（例えばシリコン製の錐型探針）の先端部よりも通常小さいサイズであるため、従来の探針よりも高精度に表面観察することができる。
さらに、第１のカーボンナノチューブ１２は柔軟性が高いため、例え対象物に接触してしまう事態が生じても、柔軟に湾曲することで自身の破損を防ぎ、かつ、対象物に損傷を与えることも防止できる。 Here, the tip of the first carbon nanotube 12 is usually smaller in size than the tip of a probe (for example, a silicon cone-shaped probe) used in a conventional atomic force microscope. The surface can be observed with higher accuracy than the conventional probe.
Furthermore, since the first carbon nanotubes 12 are highly flexible, even if a situation occurs in which the first carbon nanotubes 12 come into contact with the object, the first carbon nanotubes 12 can bend flexibly to prevent their own damage and damage the object. Can also be prevented.

また、上述のように第１のカーボンナノチューブ１２の長さは第２のカーボンナノチューブ１３よりも長く、探針１を用いて対象物の表面を走査する際には、第１のカーボンナノチューブ１２の先端が、対象物の表面に最も接近することになる。
それゆえ、探針１が第２のカーボンナノチューブ１３を有していても、この第２のカーボンナノチューブ１３の存在によって、第１のカーボンナノチューブ１２による高精度な表面観察が妨げられることは、通常生じない。 Further, as described above, the length of the first carbon nanotube 12 is longer than that of the second carbon nanotube 13, and when the probe 1 is used to scan the surface of the object, the first carbon nanotube 12 The tip will be closest to the surface of the object.
Therefore, even if the probe 1 has the second carbon nanotubes 13, it is normal that the presence of the second carbon nanotubes 13 hinders high-accuracy surface observation by the first carbon nanotubes 12. Does not occur.

なお、本発明においては、例えば、光学的な異物検出手段を備える異物検査装置等を用いて、予め対象物の表面に存在する異物の位置情報を取得しておき、その位置情報を利用して、探針１を備えた原子間力顕微鏡により、除去すべき異物を検出することが好ましい。原子間力顕微鏡により走査する領域を小さな範囲に限定でき、短時間で除去すべき異物を検出できるからである。   In the present invention, for example, the position information of a foreign object existing on the surface of an object is acquired in advance using a foreign object inspection apparatus equipped with an optical foreign object detection means, and the position information is used. It is preferable to detect the foreign matter to be removed by an atomic force microscope equipped with the probe 1. This is because the region scanned by the atomic force microscope can be limited to a small range, and foreign matters to be removed can be detected in a short time.

（第１のカーボンナノチューブ湾曲）
図１に戻り、除去すべき異物２２を検出し、その位置を特定した後は、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に押し付けて、第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させる（Ｓ１３）。この様子が図４に示されている。 (First carbon nanotube curve)
Returning to FIG. 1, after detecting the foreign substance 22 to be removed and specifying its position, the tip of the first carbon nanotube 12 is pressed against the surface of the object to bend the first carbon nanotube 12 (S13). ). This is shown in FIG.

図４に例示するように、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を押し付ける場所は、異物２２が存在する、パターン２１に挟まれた基板２０の表面であって、異物２２からは離れた位置である。ここで、第１のカーボンナノチューブ１２が異物２２に接触しないようにするために、異物２２から、第１のカーボンナノチューブ１２の長さよりも離れた位置で、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を、基板２０の表面に押し付けることが好ましい。
なお、先の異物検出工程（Ｓ１２）において、異物２２の位置、形状、大きさ等の情報は取得済みであるため、ここでは、例えばフィードバック制御を伴わない（フィードバック制御をオフした）コンタクトモードで探針１を駆動させればよい。 As illustrated in FIG. 4, the place where the tip of the first carbon nanotube 12 is pressed is the surface of the substrate 20 sandwiched between the patterns 21 where the foreign matter 22 exists, and is away from the foreign matter 22. . Here, in order to prevent the first carbon nanotube 12 from coming into contact with the foreign material 22, the tip of the first carbon nanotube 12 is moved away from the foreign material 22 at a position that is longer than the length of the first carbon nanotube 12. It is preferable to press against the surface of the substrate 20.
In the previous foreign object detection step (S12), since information such as the position, shape, size, etc. of the foreign object 22 has already been acquired, here, for example, in contact mode without feedback control (feedback control is turned off). The probe 1 may be driven.

（異物付着）
図１に戻り、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に押し付けて第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させた後は、第１のカーボンナノチューブ１２の側面を対象物の表面に押し付けた状態で、探針１を移動させて第２のカーボンナノチューブ１３を対象物の表面に存在する異物２２に接触させ、第２のカーボンナノチューブ１３が有するファンデルワールス力によって、異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させる（Ｓ１４）。この様子が図５に示されている。 (Foreign matter adhesion)
Returning to FIG. 1, after the first carbon nanotube 12 is bent by pressing the tip of the first carbon nanotube 12 against the surface of the object, the side surface of the first carbon nanotube 12 is pressed against the surface of the object. In this state, the probe 1 is moved to bring the second carbon nanotubes 13 into contact with the foreign matter 22 existing on the surface of the object, and the foreign matter 22 is moved to the second by the van der Waals force possessed by the second carbon nanotubes 13. It is made to adhere to the carbon nanotube 13 (S14). This is shown in FIG.

ここで、第２のカーボンナノチューブ１３が探針本体部１１の表面に多数形成されていれば、異物２２と接触する表面積は、第２のカーボンナノチューブ１３が形成されていない探針本体部１１が接触する場合に比べて著しく大きくなる。それゆえ、本発明においては、ファンデルワールス力によって異物２２を付着する作用も、著しく増大することになる。   Here, if a large number of the second carbon nanotubes 13 are formed on the surface of the probe main body 11, the surface area in contact with the foreign material 22 is that of the probe main body 11 on which the second carbon nanotubes 13 are not formed. It becomes significantly larger than the case of contact. Therefore, in this invention, the effect | action which adheres the foreign material 22 by van der Waals force will also increase remarkably.

なお、先の異物検出工程（Ｓ１２）において、異物２２の位置、形状、大きさ等の情報は取得済みであるため、この異物付着工程（Ｓ１４）においても、例えばフィードバック制御を伴わない（フィードバック制御をオフした）コンタクトモードで探針１を駆動させればよい。   In the previous foreign matter detection step (S12), since information on the position, shape, size, etc. of the foreign matter 22 has already been acquired, this foreign matter attachment step (S14) does not involve, for example, feedback control (feedback control). The probe 1 may be driven in the contact mode.

ここで、第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させる工程（Ｓ１３）から異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させる工程（Ｓ１４）までの探針１の駆動は、異物２２から離れた位置の対象物の表面に、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を接触させた後、第１のカーボンナノチューブ１２を対象物の表面に押し付けつつ、探針本体部１１の先端を異物２２に近づけるように移動させることが好ましい。
このような駆動により、異物２２とは反対の方向に第１のカーボンナノチューブ１２が伸びることになり、第１のカーボンナノチューブ１２に邪魔されることなく、第２のカーボンナノチューブ１３によって異物２２を除去することが、容易になるからである。
この様子が図６に示されている。ここで、図６は、湾曲させた第１のカーボンナノチューブ１２と異物２２との関係を示す概略平面図である。なお、煩雑となることを避けるため、図６においては、探針本体部１１は、その先端近傍の外縁のみを記載している。 Here, the driving of the probe 1 from the step of bending the first carbon nanotube 12 (S13) to the step of attaching the foreign material 22 to the second carbon nanotube 13 (S14) is performed at a position away from the foreign material 22. After the tip of the first carbon nanotube 12 is brought into contact with the surface of the object, the tip of the probe main body 11 is moved closer to the foreign material 22 while pressing the first carbon nanotube 12 against the surface of the object. It is preferable.
By such driving, the first carbon nanotubes 12 extend in the direction opposite to the foreign matter 22, and the foreign matter 22 is removed by the second carbon nanotubes 13 without being obstructed by the first carbon nanotubes 12. It is because it becomes easy to do.
This is shown in FIG. Here, FIG. 6 is a schematic plan view showing the relationship between the curved first carbon nanotube 12 and the foreign material 22. In order to avoid complication, in FIG. 6, only the outer edge near the tip of the probe main body 11 is shown.

図６に例示するように、パターン２１間に溝状に露出する基板２０の上に異物２２が存在する場合、まず異物２２から離れた位置（図中、破線円で示す位置）において、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を基板２０の表面に接触させ、その後、第１のカーボンナノチューブ１２を基板２０の表面に押し付けつつ、探針１（図６においては探針本体部１１）を異物２２に近づけるように移動させると、第１のカーボンナノチューブ１２の先端から順々に、第１のカーボンナノチューブ１２の側面が対象物の表面に押し付けられた状態になって行き、異物２２とは反対の方向に第１のカーボンナノチューブ１２が伸びる形になる。
それゆえ、第２のカーボンナノチューブ１３が第１のカーボンナノチューブ１２より短くても、第１のカーボンナノチューブ１２に邪魔されることなく、第２のカーボンナノチューブ１３は異物２２と接触することができ、第２のカーボンナノチューブ１３によって異物２２を除去することが、容易になる。 As illustrated in FIG. 6, when the foreign material 22 is present on the substrate 20 exposed in a groove shape between the patterns 21, first, at a position away from the foreign material 22 (a position indicated by a broken-line circle in the drawing), the first The tip of the carbon nanotube 12 is brought into contact with the surface of the substrate 20, and then the probe 1 (probe main body 11 in FIG. 6) is placed on the foreign material 22 while pressing the first carbon nanotube 12 against the surface of the substrate 20. When moved closer to each other, the side surfaces of the first carbon nanotubes 12 are pressed against the surface of the object sequentially from the front end of the first carbon nanotubes 12, and the direction opposite to the foreign matter 22 is reached. The first carbon nanotubes 12 are elongated.
Therefore, even if the second carbon nanotube 13 is shorter than the first carbon nanotube 12, the second carbon nanotube 13 can come into contact with the foreign matter 22 without being obstructed by the first carbon nanotube 12. It is easy to remove the foreign matter 22 by the second carbon nanotube 13.

（離間）
図１に戻り、異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させた後は、図７に示すように異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させた状態で探針１を対象物の表面から離間させ、対象物から異物を除去する（Ｓ１５）。この離間に伴い、湾曲していた第１のカーボンナノチューブ１２は、その柔軟性から元の伸びた状態になる。 (Separated)
Returning to FIG. 1, after the foreign matter 22 is attached to the second carbon nanotube 13, the probe 1 is placed on the surface of the object with the foreign matter 22 attached to the second carbon nanotube 13 as shown in FIG. 7. The foreign object is removed from the target object (S15). With this separation, the curved first carbon nanotubes 12 return to their original extended state due to their flexibility.

このように、本発明においては、第１のカーボンナノチューブ１２と第２のカーボンナノチューブ１３を有する探針１を用いることで、原子間力顕微鏡を利用して、精度良く対象物の表面に存在する異物２２を除去することができる。特に、第１のカーボンナノチューブ１２の先端部は、従来の原子間力顕微鏡に用いられてきた探針（例えばシリコン製の錐型探針）の先端部よりも通常小さいサイズであるため、従来の探針よりも高精度に表面観察することができる。   Thus, in the present invention, by using the probe 1 having the first carbon nanotubes 12 and the second carbon nanotubes 13, the atomic force microscope is used to accurately exist on the surface of the object. The foreign material 22 can be removed. In particular, the tip of the first carbon nanotube 12 is usually smaller in size than the tip of a probe (for example, a silicon cone-shaped probe) used in a conventional atomic force microscope. The surface can be observed with higher accuracy than the probe.

そして、本発明に係る異物除去方法においては、上記の特許文献１に記載の方法のような別途洗浄等の工程を必要としないため、工程全体を短くすることが可能であり、スループットが向上するという効果を奏することもできる。
また、本発明においては、上記の特許文献２に記載の方法のような、吸引による振動の影響を受けないため、微細な異物に精度良くアプローチすることも容易である。例え、第１のカーボンナノチューブ１２が対象物に接触してしまう事態が生じても、第１のカーボンナノチューブ１２は柔軟性が高いため、柔軟に湾曲することで自身の破損を防ぎ、かつ、対象物に損傷を与えることも防止できる。 Further, in the foreign matter removing method according to the present invention, a separate process such as cleaning as in the method described in Patent Document 1 is not required, so that the entire process can be shortened and the throughput is improved. It is also possible to achieve the effect.
Further, in the present invention, unlike the method described in Patent Document 2 described above, since it is not affected by vibration due to suction, it is easy to accurately approach fine foreign matter. For example, even if the first carbon nanotube 12 comes into contact with an object, the first carbon nanotube 12 is highly flexible, and therefore, it can be flexibly bent to prevent its own damage. It can also prevent damage to objects.

（異物除去確認）
本発明においては、上記の離間工程（Ｓ１５）までの工程を経ることにより、原則、異物２２は対象物から除去されることになるが、実際に異物２２が除去されたか否かの確認も、フォトマスク等の製造においては必要になる。
ここで従来は、例えば上記の特許文献１のように、異物が除去されたことの確認を、異物を除去する工程とは別に実施する必要があり、工程全体が長くなってスループットが低下するという問題があった。 (Foreign matter removal confirmation)
In the present invention, through the steps up to the separation step (S15) described above, in principle, the foreign matter 22 is removed from the object, but whether or not the foreign matter 22 has actually been removed is also confirmed. This is necessary in manufacturing photomasks and the like.
Heretofore, for example, as in Patent Document 1 above, it is necessary to confirm that the foreign matter has been removed separately from the step of removing the foreign matter, and the entire process becomes longer and throughput is reduced. There was a problem.

一方、本発明においては、上記の離間工程（Ｓ１５）の後に、異物２２を第２のカーボンナノチューブ１３に付着させた状態の探針１を用いて、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に向けた状態で対象物の表面を走査して、対象物の表面から異物２２が除去されたことを確認することもできる（Ｓ１６）。
すなわち、本発明においては、異物２２が除去されたことの確認を、異物２２を除去する工程に続いて、同じ装置内で一連の工程として実施することができ、工程全体を短くすることが可能であり、よりスループットが向上するという効果を奏することもできる。
この様子が図８に示されている。 On the other hand, in the present invention, after the separation step (S15), the tip of the first carbon nanotube 12 is placed on the object using the probe 1 in a state in which the foreign matter 22 is attached to the second carbon nanotube 13. It is also possible to scan the surface of the object while facing the surface of the object to confirm that the foreign matter 22 has been removed from the surface of the object (S16).
That is, in the present invention, confirmation that the foreign matter 22 has been removed can be carried out as a series of steps in the same apparatus following the step of removing the foreign matter 22, and the entire process can be shortened. Thus, the effect of further improving the throughput can be achieved.
This is shown in FIG.

図８に例示するように、上記の離間工程（Ｓ１５）を経た後の第１のカーボンナノチューブ１２は元の伸びた状態になっている。そして、この伸びた状態の第１のカーボンナノチューブ１２により、上記の異物検出工程（Ｓ１２）と同様にして、対象物の表面を走査して、対象物の表面から異物２２が除去されたことを確認する。
ここで、第２のカーボンナノチューブ１３に付着させた異物２２は、第１のカーボンナノチューブ１２の先端及び対象物表面から離れた位置にある。それゆえ、この異物除去確認工程（Ｓ１６）においては、付着させた異物２２が第１のカーボンナノチューブ１２による走査に影響を及ぼすことを抑制して、高精度に、対象物の表面から異物２２が除去されたことを確認することができる。
そして、異物２２が除去されたこと、すなわち、対象物の表面から異物２２が消失していることが確認された場合は、図１に示す一連の工程が終了することになる。 As illustrated in FIG. 8, the first carbon nanotubes 12 after the separation step (S15) are in an original stretched state. Then, the surface of the object is scanned with the elongated first carbon nanotubes 12 in the same manner as in the foreign object detection step (S12), and the foreign object 22 is removed from the surface of the object. Check.
Here, the foreign material 22 attached to the second carbon nanotube 13 is located away from the tip of the first carbon nanotube 12 and the surface of the object. Therefore, in this foreign matter removal confirmation step (S16), the attached foreign matter 22 is prevented from affecting the scanning by the first carbon nanotubes 12, and the foreign matter 22 is detected from the surface of the object with high accuracy. It can be confirmed that it has been removed.
When it is confirmed that the foreign material 22 has been removed, that is, the foreign material 22 has disappeared from the surface of the object, the series of steps shown in FIG. 1 is completed.

一方、異物２２が残存している場合は、図１に示すように、上記の第１のカーボンナノチューブ湾曲工程（Ｓ１３）に戻り、再度、異物付着工程（Ｓ１４）、離間工程（Ｓ１５）、異物除去確認工程（Ｓ１６）を施し、異物２２が除去されたことが確認されるまで、この一連の工程（Ｓ１３〜Ｓ１７）を繰り返す。   On the other hand, if the foreign matter 22 remains, as shown in FIG. 1, the process returns to the first carbon nanotube bending step (S13), and again the foreign matter attaching step (S14), the separating step (S15), and the foreign matter. The removal confirmation step (S16) is performed, and this series of steps (S13 to S17) is repeated until it is confirmed that the foreign matter 22 has been removed.

なお、対象物の他の箇所にも別の異物が存在している場合は、上記の異物２２の除去後、その別の異物が存在している箇所で、上記の異物２２の除去と同様の工程を施して、その別の異物を除去することができる。   In addition, when another foreign substance exists also in the other location of a target object, after removal of said foreign material 22, it is the same as the removal of said foreign material 22 in the location where the other foreign material exists. The step can be applied to remove the other foreign matter.

＜異物除去装置＞
次に、本発明に係る異物除去装置について説明する。
本発明に係る異物除去装置は、カンチレバーの先端部に上記の探針１を備えており、さらに、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に向けた状態で対象物の表面を走査する機構と、対象物の表面の形状に関する情報を取得する機構と、第１のカーボンナノチューブ１２の先端を対象物の表面に押し付けて第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させる機構と、第１のカーボンナノチューブ１２を湾曲させて第１のカーボンナノチューブ１２の側面を対象物の表面に押し付けた状態で、探針１を移動させて第２のカーボンナノチューブ１３を対象物の表面に存在する異物に接触させる機構と、探針１を対象物の表面から離間させる機構と、を備えるものである。 <Foreign matter removal device>
Next, the foreign matter removing apparatus according to the present invention will be described.
The foreign matter removing apparatus according to the present invention includes the probe 1 at the tip of the cantilever, and further scans the surface of the object with the tip of the first carbon nanotube 12 facing the surface of the object. A mechanism for acquiring information on the shape of the surface of the object, a mechanism for pressing the tip of the first carbon nanotube 12 against the surface of the object, and bending the first carbon nanotube 12, and a first carbon In a state where the nanotubes 12 are bent and the side surfaces of the first carbon nanotubes 12 are pressed against the surface of the object, the probe 1 is moved to bring the second carbon nanotubes 13 into contact with the foreign matter present on the surface of the object. And a mechanism for separating the probe 1 from the surface of the object.

換言すれば、本発明に係る異物除去装置は、カンチレバーの先端部に設けられる探針として、上記の第１のカーボンナノチューブ１２と第２のカーボンナノチューブ１３を有する探針１が設けられている原子間力顕微鏡である。   In other words, the foreign matter removing apparatus according to the present invention is an atom in which the probe 1 having the first carbon nanotube 12 and the second carbon nanotube 13 is provided as the probe provided at the tip of the cantilever. It is an atomic force microscope.

図９は、本発明に係る異物除去装置の構成例について示す図である。
図９に示すように、異物除去装置５０は、Ｘ、Ｙ方向に移動可能なＸＹステージ５１を備えており、対象物（例えば、パターン２１を有する基板２０）は、このＸＹステージ５１に搭載される。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the foreign matter removing apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 9, the foreign substance removal apparatus 50 includes an XY stage 51 that can move in the X and Y directions, and an object (for example, the substrate 20 having the pattern 21) is mounted on the XY stage 51. The

先端部に探針１を有するカンチレバー２は、駆動部５２に連結する保持部（図示略）により保持され、駆動部５２により保持部とともに上下方向（Ｚ方向）に駆動される。駆動部５２は圧電素子を含む。   The cantilever 2 having the probe 1 at the tip is held by a holding part (not shown) connected to the driving part 52, and is driven in the vertical direction (Z direction) together with the holding part by the driving part 52. The drive unit 52 includes a piezoelectric element.

カンチレバー２の先端部の上下方向（Ｚ方向）の動き（振動）は検知部５３によって検知される。検知部５３は、例えば、カンチレバー２の表面に光を照射し、その反射光を受光することによりカンチレバー２の上下方向の位置を検知するものである。   The movement (vibration) in the vertical direction (Z direction) of the tip of the cantilever 2 is detected by the detection unit 53. For example, the detection unit 53 detects the position of the cantilever 2 in the vertical direction by irradiating the surface of the cantilever 2 and receiving the reflected light.

検知部５３の検知信号は制御部５４に与えられ，これに基づいて制御部５４が駆動部５２による駆動（上下方向移動または振動）を制御する。   A detection signal from the detection unit 53 is given to the control unit 54, and the control unit 54 controls driving (vertical movement or vibration) by the drive unit 52 based on the detection signal.

検知部５３、制御部５４、駆動部５２はフィードバック制御系を構成する。制御部５４は、ＸＹステージ５１によるＸ、Ｙ方向の移動も制御する。ＸＹステージ５１に上下方向（Ｚ方向）駆動機構を設け、検知部５３、制御部５４、駆動部５２、及びＸＹステージ５１（Ｚ方向駆動）との間にフィードバック制御系を設けてもよい。   The detection unit 53, the control unit 54, and the drive unit 52 constitute a feedback control system. The control unit 54 also controls movement in the X and Y directions by the XY stage 51. The XY stage 51 may be provided with a vertical (Z direction) drive mechanism, and a feedback control system may be provided between the detection unit 53, the control unit 54, the drive unit 52, and the XY stage 51 (Z direction drive).

制御部５４には記憶部５５が接続されており、この記憶部５５に、制御部５４による制御結果、すなわちＸ、Ｙ方向の位置とＺ方向の位置が記憶される。この記憶されたデータに基づいて、対象物表面の形状の像（顕微鏡像）が作成される。   A storage unit 55 is connected to the control unit 54, and a control result by the control unit 54, that is, a position in the X and Y directions and a position in the Z direction are stored in the storage unit 55. Based on the stored data, an image (microscopic image) of the shape of the object surface is created.

このような機構を備えるため、この異物除去装置５０を用いることで、上記の本発明に係る異物除去方法を実施することができる。   Since such a mechanism is provided, the foreign matter removing method according to the present invention can be implemented by using the foreign matter removing device 50.

以上説明したように、本発明においては、第１のカーボンナノチューブ１２と第２のカーボンナノチューブ１３を有する探針１を備えた原子間力顕微鏡を用いて、精度良く対象物の表面に存在する異物２２を除去することができる。特に、第１のカーボンナノチューブ１２の先端部は、従来の原子間力顕微鏡に用いられてきた探針（例えばシリコン製の錐型探針）の先端部よりも通常小さいサイズであるため、従来の探針よりも高精度に表面観察することができる。   As described above, in the present invention, the foreign matter existing on the surface of the object with high accuracy using the atomic force microscope including the probe 1 having the first carbon nanotubes 12 and the second carbon nanotubes 13. 22 can be removed. In particular, the tip of the first carbon nanotube 12 is usually smaller in size than the tip of a probe (for example, a silicon cone-shaped probe) used in a conventional atomic force microscope. The surface can be observed with higher accuracy than the probe.

そして、本発明に係る異物除去方法においては、上記の特許文献１に記載の方法のような別途洗浄等の工程を必要としないため、工程全体を短くすることが可能であり、スループットが向上するという効果を奏することもできる。
また、本発明においては、上記の特許文献２に記載の方法のような、吸引による振動の影響を受けないため、微細な異物に精度良くアプローチすることも容易である。例え、第１のカーボンナノチューブ１２が対象物に接触してしまう事態が生じても、第１のカーボンナノチューブ１２は柔軟性が高いため、柔軟に湾曲することで自身の破損を防ぎ、かつ、対象物に損傷を与えることも防止できる。 Further, in the foreign matter removing method according to the present invention, a separate process such as cleaning as in the method described in Patent Document 1 is not required, so that the entire process can be shortened and the throughput is improved. It is also possible to achieve the effect.
Further, in the present invention, unlike the method described in Patent Document 2 described above, since it is not affected by vibration due to suction, it is easy to accurately approach fine foreign matter. For example, even if the first carbon nanotube 12 comes into contact with an object, the first carbon nanotube 12 is highly flexible, and therefore, it can be flexibly bent to prevent its own damage. It can also prevent damage to objects.

以上、本発明に係る異物除去方法、異物除去装置、及び探針について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。   As mentioned above, although each embodiment was described about the foreign material removal method, foreign material removal apparatus, and probe which concern on this invention, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect regardless of the case. Are included in the technical scope.

１ 探針
２ カンチレバー
１１ 探針本体部
１２ 第１のカーボンナノチューブ
１３ 第２のカーボンナノチューブ
２０ 基板
２１ パターン
２２ 異物
５０ 異物除去装置
５１ ＸＹステージ
５２ 駆動部
５３ 検知部
５４ 制御部
５５ 記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2 Cantilever 11 Probe main-body part 12 1st carbon nanotube 13 2nd carbon nanotube 20 Board | substrate 21 Pattern 22 Foreign material 50 Foreign material removal apparatus 51 XY stage 52 Drive part 53 Detection part 54 Control part 55 Memory | storage part

Claims (6)

原子間力顕微鏡を用いて、カンチレバーの先端部に設けられた探針で対象物の表面に存在する異物を除去する方法であって、
前記探針として、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有する探針を用い、
前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査して、前記対象物の表面に存在する異物を検出する異物検出工程と、
前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に押し付けて前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させる湾曲工程と、
前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させて前記第１のカーボンナノチューブの側面を前記対象物の表面に押し付けた状態で、前記探針を移動させて前記第２のカーボンナノチューブを前記対象物の表面に存在する異物に接触させ、前記異物を前記第２のカーボンナノチューブに付着させる異物付着工程と、
前記異物を前記第２のカーボンナノチューブに付着させた状態で、前記探針を前記対象物の表面から離間させる離間工程と、
を備えることを特徴とする異物除去方法。 Using an atomic force microscope, a method for removing foreign matter present on the surface of an object with a probe provided at the tip of a cantilever,
As the probe, a probe having a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube is used.
A foreign matter detection step of detecting the foreign matter present on the surface of the target by scanning the surface of the target with the tip of the first carbon nanotube facing the surface of the target;
A bending step of bending the first carbon nanotube by pressing the tip of the first carbon nanotube against the surface of the object;
In a state where the first carbon nanotube is bent and the side surface of the first carbon nanotube is pressed against the surface of the object, the probe is moved to bring the second carbon nanotube onto the surface of the object. A foreign matter adhering step of bringing the foreign matter into contact with the second carbon nanotube;
A separation step of separating the probe from the surface of the object in a state where the foreign matter is attached to the second carbon nanotube;
A foreign matter removing method comprising: 前記離間工程の後に、
前記異物が前記第２のカーボンナノチューブに付着した状態の前記探針を用いて、前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査して、前記対象物の表面から前記異物が除去されたことを確認する異物除去確認工程を、
備えることを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法。 After the separation step,
Using the probe with the foreign matter attached to the second carbon nanotube, scanning the surface of the object with the tip of the first carbon nanotube facing the surface of the object, A foreign matter removal confirmation step for confirming that the foreign matter has been removed from the surface of the object,
The foreign matter removing method according to claim 1, further comprising: カンチレバーの先端部に設けられ、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有する探針と、
前記第１のカーボンナノチューブの先端を対象物の表面に向けた状態で前記対象物の表面を走査する機構と、
前記カンチレバーの上下方向の位置を検知して前記対象物の表面の形状に関する情報を取得する機構と、
前記第１のカーボンナノチューブの先端を前記対象物の表面に押し付けて前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させる機構と、
前記第１のカーボンナノチューブを湾曲させて前記第１のカーボンナノチューブの側面を前記対象物の表面に押し付けた状態で、前記探針を移動させて前記第２のカーボンナノチューブを前記対象物の表面に存在する異物に接触させる機構と、
前記探針を前記対象物の表面から離間させる機構と、
を備えることを特徴とする異物除去装置。 A probe provided at the tip of the cantilever and having a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube;
A mechanism for scanning the surface of the object with the tip of the first carbon nanotube facing the surface of the object;
A mechanism for detecting the vertical position of the cantilever to obtain information on the shape of the surface of the object;
A mechanism for bending the first carbon nanotube by pressing the tip of the first carbon nanotube against the surface of the object;
In a state where the first carbon nanotube is bent and the side surface of the first carbon nanotube is pressed against the surface of the object, the probe is moved to bring the second carbon nanotube onto the surface of the object. A mechanism to contact existing foreign matter,
A mechanism for separating the probe from the surface of the object;
A foreign matter removing apparatus comprising: カンチレバーの先端部に設けられる探針であって、第１のカーボンナノチューブと前記第１のカーボンナノチューブよりも短い第２のカーボンナノチューブを有することを特徴とする探針。   A probe provided at the tip of a cantilever, the probe having a first carbon nanotube and a second carbon nanotube shorter than the first carbon nanotube. 前記第１のカーボンナノチューブの本数が１本であり、前記第２のカーボンナノチューブを複数本有することを特徴とする請求項４に記載の探針。   5. The probe according to claim 4, wherein the number of the first carbon nanotubes is one, and the plurality of second carbon nanotubes are provided. 前記第１のカーボンナノチューブが前記探針の本体部の先端に設けられており、前記第２のカーボンナノチューブが前記探針の本体部の側面に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の探針。   The said 1st carbon nanotube is provided in the front-end | tip of the main-body part of the said probe, and the said 2nd carbon nanotube is provided in the side surface of the main-body part of the said probe. The described probe.

Images