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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- 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 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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