(57)【要約】【課題】効率的に電圧を測定対象である半導体層または金属層のみに印加して、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定する。【解決手段】サンプルホルダ１０は、サンプル保持面２１とサンプル保持面２１と垂直に交わる面とを有すると共に、サンプル保持面２１と垂直に交わる面上に形成された突起部２２を有する金属製のサンプル保持部２０と、サンプル処理面３１を有すると共に、サンプル保持面２１がサンプル処理面３１と平行になるようにサンプル保持部２０を嵌め込む平行嵌め込み孔３３と、サンプル保持面２１がサンプル処理面３１と垂直に交わるようにサンプル保持部２０の突起部２２を嵌め込む垂直嵌め込み孔３２と、を有する金属製のホルダ本体３０と、を備える。【選択図】図１
2007192633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル保持面と該サンプル保持面と垂直に交わる面とを有すると共に、
上記サンプル保持面と垂直に交わる面上に形成された突起部を有する金属製のサンプル保持部と、
サンプル処理面を有すると共に、
上記サンプル保持面が上記サンプル処理面と平行になるように上記サンプル保持部を嵌め込む平行嵌め込み孔と、該サンプル保持面が該サンプル処理面と垂直に交わるように該サンプル保持部の突起部を嵌め込む垂直嵌め込み孔と、を有する金属製のホルダ本体と、
を備えたことを特徴とするサンプルホルダ。
【請求項２】
走査型プローブ顕微鏡を用いた半導体層又は金属層が絶縁性基板上に形成されてなるサンプルの測定方法であって、
上記サンプルの半導体層又は金属層に直接電圧を印加して測定することを特徴とするサンプル測定方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたサンプル測定方法であって、
上記サンプルを保持するステップと、
上記保持したサンプルの絶縁性基板における半導体層又は金属層との当接部に導電性材料で構成される導電層を形成するステップと、
上記絶縁性基板表面から上記導電層に到達するように導電性材料を蒸着して導電経路を形成するステップと、
上記導電経路及び上記導電層を通じて直接電圧を上記半導体層又は金属層に印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、
を備えたことを特徴とするサンプル測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載されたサンプル測定方法において、
上記導電層は、集束イオンビーム又は電子ビームにより上記導電性材料を蒸着して形成することを特徴とするサンプル測定方法。
【請求項５】
請求項３に記載されたサンプル測定方法において、
上記導電性材料として、白金、タングステン、金及び銅のいずれか一つを用いるサンプル測定方法。
【請求項６】
請求項１に記載されたサンプルホルダを用いた、走査型プローブ顕微鏡による半導体層又は金属層が絶縁性基板上に形成されてなるサンプルの測定方法であって、
上記サンプルを上記サンプル保持部で保持するステップと、
上記サンプルを保持したサンプル保持部の上記突起部を、上記ホルダ本体の垂直嵌め込み孔に嵌め込むステップと、
上記垂直嵌め込み孔に上記突起部を嵌め込んだサンプル保持部で保持したサンプルに対し、その絶縁性基板における半導体層又は金属層との当接部に導電性材料で構成される導電層を形成するステップと、
上記サンプル保持部に当接する絶縁性基板表面から上記導電層に到達するように導電性材料を蒸着して導電経路を形成するステップと、
上記導電経路を形成したサンプルを保持するサンプル保持部の上記突起部を、上記ホルダ本体の垂直嵌め込み孔から取り外すステップと、
上記突起部をホルダ本体の垂直嵌め込み孔から取り外したサンプル保持部を、該ホルダ本体の平行嵌め込み孔に嵌め込むステップと、
上記平行嵌め込み孔に嵌め込んだサンプル保持部に保持されたサンプルの上記半導体層又は金属層に、上記導電経路及び上記導電層を通じて直接電圧を印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、
を備えたことを特徴とするサンプル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡による測定の際に使用するサンプルホルダ及びそれを用いたサンプル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscope: ＳＰＭ)の測定モードの一つである走査型ケルビンフォース顕微鏡(Kelvin Force Microscope: ＫＦＭ)では、試料（測定物）の表面電位分布（表面電位像）と試料の表面形状（トポ像）を同時かつ独立に測定することができ、表面電位計及び形状測定器として用いることができる。また、走査型静電容量顕微鏡（Scanning Capacitance Microscope: ＳＣＭ)もＳＰＭの測定モードの一つであるが、導電性探針、表面酸化層、半導体層から構成されるＭＯＳ構造において形成される空乏層の容量変化像と試料の表面形状（トポ像）を同時に測定することができて半導体中のキャリア濃度分布測定器及び形状測定器として用いることができる。
【０００３】
また、このような測定器として、特許文献１には、電気的に独立した複数のプローブを有し、該プローブのうち、２本以上のプローブがナノチューブプローブであり、かつ、１本以上のプローブが像観察機能を備えることを特徴とするものが開示されている。そして、これによれば、電気的に独立した複数のプローブを有し、１００ｎｍ以下程度の微小な物質の操作を可能とし、かつ電気測定を可能とする走査型プローブ顕微鏡を提供することができる、と記載されている。
【特許文献１】特開2002-214112号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＫＦＭにより半導体の表面電位を測定する場合、測定対象である金属層または半導体層が絶縁性基板上に形成されていると測定時の印加直流電圧の大部分が絶縁性基板に印加されてしまい定量的な表面電位を行えない。またＳＣＭにより半導体中のキャリア濃度分布を測定する場合においても、測定対象である半導体層が絶縁性基板上に形成されていると絶縁性基板自身が容量を持ってしまい、測定対象である空乏層の容量変化の感度が下がってしまう問題がある。このように測定対象である半導体層または金属層が絶縁性基板上に形成されている試料では、走査型プローブ顕微鏡の電気的測定において正確な値を測定することができなかった。
【０００５】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率的に電圧を測定対象である半導体層または金属層のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るサンプルホルダは、サンプル保持面とサンプル保持面と垂直に交わる面とを有すると共に、サンプル保持面と垂直に交わる面上に形成された突起部を有する金属製のサンプル保持部と、サンプル処理面を有すると共に、サンプル保持面がサンプル処理面と平行になるようにサンプル保持部を嵌め込む平行嵌め込み孔と、サンプル保持面がサンプル処理面と垂直に交わるようにサンプル保持部の突起部を嵌め込む垂直嵌め込み孔と、を有する金属製のホルダ本体と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、サンプルをサンプル保持部のサンプル保持面にセットして、ホルダ本体のサンプル処理面に形成された垂直嵌め込み孔に突起部を嵌め込むことにより、サンプルはその側方がサンプル処理面の垂直方向に向く。このため、サンプルに対してその側方から所定の処理を施す場合にサンプル処理面の上方からの操作が可能となる。また、サンプルの側方からの処理を終えた後、サンプルの上面から処理を行いたい場合、サンプル保持部を今度はサンプルの上面がサンプル処理面と平行になるようにホルダ本体の平行嵌め込み孔に嵌め込む。このようにすれば、サンプルの上面からの処理がサンプル処理面の上方からの操作により行うことができる。従って、サンプルの側方及び上方からのいずれの処理であっても、サンプル処理面の上方から行えばよいため、サンプルの加工及び測定を簡単な操作で効率良く行うことができる。
【０００８】
本発明に係るサンプル測定方法は、走査型プローブ顕微鏡を用いた半導体層又は金属層が絶縁性基板上に形成されてなるサンプルの測定方法であって、サンプルの半導体層又は金属層に直接電圧を印加して測定することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、サンプルの半導体層又は金属層に直接電圧を印加して測定するため、ＳＣＭ測定又はＫＦＭ測定において、効率的に電圧を測定対象である半導体層又は金属層のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができる。
【００１０】
また、本発明に係るサンプル測定方法は、サンプルを保持するステップと、保持したサンプルの絶縁性基板における半導体層又は金属層との当接部に導電性材料で構成される導電層を形成するステップと、絶縁性基板表面から導電層に到達するように絶縁性基板に導電性材料を蒸着して導電経路を形成するステップと、導電経路及び導電層を通じて直接電圧を半導体層又は金属層に印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、を備えてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、サンプルの半導体層又は金属層に直接電圧を印加して測定するために、絶縁性基板における半導体層又は金属層との当接部に導電層を形成し、さらに絶縁性基板に導電経路を形成するため、サンプルをその側方から加工することができる。このため、簡単な加工方法で直接電圧を半導体層又は金属層に印加して走査型プローブ顕微鏡で測定することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るサンプル測定方法は、導電層を、集束イオンビーム又は電子ビームにより導電性材料を蒸着して形成してもよい。
【００１３】
このような構成によれば、導電層を、集束イオンビーム又は電子ビームにより導電性材料を蒸着して形成しているため、導電層を絶縁性基板に簡単且つ正確に形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るサンプル測定方法は、導電性材料として、白金、タングステン、金及び銅のいずれか一つを用いてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、導電性材料として、白金、タングステン、金及び銅のいずれか一つを用いているため、測定対象の半導体層又は金属層に直接電圧を印加させる場合に良好な導電性が得られる。
【００１６】
本発明に係るサンプル測定方法は、上述したサンプルホルダを用いた、走査型プローブ顕微鏡による半導体層又は金属層が絶縁性基板上に形成されてなるサンプルの測定方法であって、サンプルをサンプル保持部で保持するステップと、サンプルを保持したサンプル保持部の突起部を、ホルダ本体の垂直嵌め込み孔に嵌め込むステップと、垂直嵌め込み孔に突起部を嵌め込んだサンプル保持部で保持したサンプルに対し、その絶縁性基板における半導体層又は金属層との当接部に導電性材料で構成される導電層を形成するステップと、サンプル保持部に当接する絶縁性基板表面から導電層に到達するように絶縁性基板に導電性材料を蒸着して導電経路を形成するステップと、導電層を形成したサンプルを保持するサンプル保持部の突起部を、ホルダ本体の垂直嵌め込み孔から取り外すステップと、突起部をホルダ本体の垂直嵌め込み孔から取り外したサンプル保持部を、ホルダ本体の平行嵌め込み孔に嵌め込むステップと、平行嵌め込み孔に嵌め込んだサンプル保持部に保持されたサンプルの半導体層又は金属層に、導電経路及び導電層を通じて直接電圧を印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、一体のサンプルホルダを用いてサンプルをその上面を上方に向けてサンプル処理面にセットすることも、サンプルをその側方を上方に向けてサンプル処理面にセットすることもできる。このため、サンプルの加工及び測定を簡単な操作で効率良く行うことができる。また、測定は、サンプルの半導体層又は金属層に直接電圧を印加して行うため、ＳＣＭ測定又はＫＦＭ測定において、効率的に電圧を測定対象である半導体層又は金属層のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のサンプルホルダ及びそれを用いたサンプル測定方法によれば、効率的に電圧を測定対象である半導体層または金属層のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。
【００２０】
（サンプルホルダ１０の構成及び機能）
図１に、集束イオンビーム装置による断面加工及び走査型プローブ顕微鏡による表面測定に用いるサンプルホルダ１０の平面図を示す。サンプルホルダ１０は、サンプル保持部２０及びホルダ本体３０で構成されている。
【００２１】
サンプル保持部２０は、鉄、鋼、銅又はアルミニウム等の金属性材料を用いて細長板状に形成されている。ここで、図１に示したサンプル保持部２０の平面図において、その正面をサンプルをセットして保持するサンプル保持面２１、また、サンプル保持面２１に垂直に交わる面をそれぞれ側面とする。
【００２２】
サンプル保持部２０の長辺で構成する側面の一方は凹凸形状に形成されている。このうちの凸部は４箇所形成されており、この凸部がそれぞれ突起部２２を構成している。突起部２２は、それぞれサンプル保持部２０の長辺の一辺から垂直に延びるような直方体形状に形成されている。
【００２３】
ホルダ本体３０は、鉄、鋼、銅又はアルミニウム等の金属性材料を用いて円盤状に形成されている。ここで、図１に示したホルダ本体３０の平面図において、その正面をサンプルを処理するサンプル処理面３１とする。
【００２４】
ホルダ本体３０は、その略中央部に一列に並ぶように４つの垂直嵌め込み孔３２が形成されている。垂直嵌め込み孔３２はサンプル保持部２０の４つの突起部２２を嵌め込むことができるように形成されている。即ち、図２及び図３に示すように、垂直嵌め込み孔３２は、突起部２２の側面形状と略同一形状に形成されており、サンプル保持部２０の側面を垂直嵌め込み孔３２に向けてその突起部２２を嵌め込めるように形成されている。ホルダ本体３０は、垂直嵌め込み孔３２にサンプル保持部２０の突起部２２を嵌め込むことで、サンプル保持部２０をそのサンプル保持面２１がサンプル処理面３１と垂直に交わる状態にして保持できる。
【００２５】
ホルダ本体３０は、略中央部に一列に形成された垂直嵌め込み孔３２と並列するように、細長形状の平行嵌め込み孔３３が形成されている。平行嵌め込み孔３３は、サンプル保持部２０を嵌め込むことができるように形成されている。即ち、図４及び図５に示すように、平行嵌め込み孔３３は、サンプル保持部２０の上面形状と略同一形状に形成されており、サンプル保持部２０のサンプル保持面２１をサンプル処理面３１に平行になるようにサンプル保持部２０全体を嵌め込めるように形成されている。ホルダ本体３０は、平行嵌め込み孔３３にサンプル保持部２０全体を嵌め込むことで、サンプル保持部２０をそのサンプル保持面２１がサンプル処理面３１と平行となった状態で保持できる。
【００２６】
尚、サンプル保持部２０、突起部２２、ホルダ本体３０、垂直嵌め込み孔３２及び平行嵌め込み孔３３は、上記の構成及び形状に限定されず、他の構成及び形状であってもよい。
【００２７】
（サンプル測定方法）
次に、サンプルホルダ１０を用いた走査型プローブ顕微鏡によるサンプルの測定方法を、図を用いて詳細に説明する。
【００２８】
（サンプル準備ステップ）
まず、図４に示すように、半導体層又は金属層４１を絶縁性基板４２上に形成することにより、測定対象となるサンプル４０を準備する。
【００２９】
（サンプル保持ステップ）
次に、図１及び図６に示すように、サンプル４０をサンプル保持部２０のサンプル保持面２１略中央部にセットして保持する。
【００３０】
（垂直嵌め込みステップ）
次に、図２及び３に示すように、サンプル４０を保持したサンプル保持部２０の４つの突起部２２を、サンプル保持部２０のサンプル保持面２１がサンプル処理面３１に垂直に交わるようにホルダ本体３０の４つの垂直嵌め込み孔３２にそれぞれ嵌め込んで、サンプル保持部２０をホルダ本体３０で保持する。次いで、この状態でサンプルホルダ１０を不図示のＦＩＢ(集束イオンビーム加工観察装置：Focused Ion Beam system)にセットする。ここで、ＦＩＢは、加速されたＧａのイオンビームを静電レンズ系により集束し、サンプル表面を走査して、発生した二次電子や二次イオンを検出した後、画像（ＳＩＭ：Scanning Ion Microscopy像)として観測しながら目的の場所を高い位置精度で正確に断面加工する装置をいう。
【００３１】
（導電層形成ステップ）
次に、図７に示すように、サンプル４０の絶縁性基板４２における半導体層又は金属層４１との当接部にＦＩＢで所定面積及び深さの切り欠き部４３を形成する。
【００３２】
次いで、図８に示すように、切り欠き部４３にＦＩＢ及び白金、タングステン、金又は銅等のソースガスを用いて、白金、タングステン、金又は銅等を蒸着する。これにより、切り欠き部４３を白金、タングステン、金又は銅等の導電性材料で埋め、導電層４４を形成する。
【００３３】
（導電経路形成ステップ）
次に、図９に示すように、導電層４４とサンプル保持部２０とを電気的に接続するために、ＦＩＢ及び白金、タングステン、金又は銅等のソースガスを用いて、白金、タングステン、金又は銅等を蒸着して導電経路４５を形成する。このとき、導電経路４５は、サンプル保持部２０に当接する絶縁性基板４２表面から導電層４４に到達するように形成する。
【００３４】
以上のステップにより、サンプル４０の加工が終了する。
【００３５】
（平行嵌め込みステップ）
次に、サンプル保持部２０の突起部２２をホルダ本体３０の垂直嵌め込み孔３２から取り外す。次いで、図４及び５に示すように、サンプル保持面２１がホルダ本体３０のサンプル処理面３１と平行になるように、平行嵌め込み孔３３にサンプル保持部２０全体を嵌め込み、ホルダ本体３０でサンプル保持部２０を保持する。
【００３６】
（サンプル測定ステップ）
次に、サンプルホルダ１０を走査型プローブ顕微鏡にセットし、図１０に示すように、導電層４４の直上にある半導体層又は金属層４１の表面に対して導電性探針５０を備えた導電性カンチレバー５１を走査することでＫＦＭ測定を行う。
【００３７】
また、同様の加工を施したサンプルを用いて、ＳＣＭ測定を行う。
【実施例】
【００３８】
（試験評価）
走査型プローブ顕微鏡によるサンプルの表面電位及び電気容量変化を調べるための評価試験を、上記実施形態に示したものと同一構成のサンプルホルダ及び各測定装置を用いて行った。
【００３９】
〈試験評価方法〉
まず、ガラス基板上にＰｏｌｙ−Ｓｉ膜を厚さ１００ｎｍで形成したサンプルを用意し、このサンプルをサンプル保持部のサンプル保持面上に取り付けた。
【００４０】
次いで、サンプル保持部の突起部をホルダ本体の垂直嵌め込み孔に嵌め込んでサンプル保持部を保持した。
【００４１】
次に、この状態でサンプルホルダをＦＩＢ装置にセットし、ＦＩＢ加工を行った。ここで、ＦＩＢ加工におけるガラス基板の切り欠き部の面積は１μｍ×１０μｍとし、深さは１０μｍとした。
【００４２】
次いで、切り欠き部にＦＩＢ及びＰｔソースガスを用いてＰｔを蒸着して導電層を形成した。
【００４３】
次に、導電層とサンプル保持部とを電気的に接続させるために、ＦＩＢ及びＰｔソースガスを用いてＰｔを経路幅が５００ｎｍとなるように蒸着して導電経路を形成した。
【００４４】
次いで、ＦＩＢ装置からサンプルホルダを取り出し、サンプル保持部をホルダ本体から外した。
【００４５】
次に、サンプル保持部全体をホルダ本体の平行嵌め込み孔に嵌め込み、この状態でサンプルホルダを走査型プローブ顕微鏡にセットして、サンプルの半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜）表面に対して導電性探針を備えた導電性カンチレバーによる走査を行うことで、ＫＦＭ測定を行った。
【００４６】
また、同様の加工を施したサンプルを用いて、ＳＣＭ測定を行った。
【００４７】
（試験評価結果）
以上の試験によるＫＦＭ測定の結果、サンプルの半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜）表面において、正確な表面電位測定が行うことができた。
【００４８】
また、ＳＣＭ測定の結果、サンプルの半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜）において高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができた。
【００４９】
（作用効果）
本実施形態に係るサンプルホルダ１０は、サンプル保持面２１とサンプル保持面２１と垂直に交わる面とを有すると共に、サンプル保持面２１と垂直に交わる面上に形成された突起部２２を有する金属製のサンプル保持部２０と、サンプル処理面３１を有すると共に、サンプル保持面２１がサンプル処理面３１と平行になるようにサンプル保持部２０を嵌め込む平行嵌め込み孔３３と、サンプル保持面２１がサンプル処理面３１と垂直に交わるようにサンプル保持部２０の突起部２２を嵌め込む垂直嵌め込み孔３２と、を有する金属製のホルダ本体３０と、を備えたことを特徴とする。
【００５０】
このような構成によれば、サンプル４０をサンプル保持部２０のサンプル保持面２１にセットして、ホルダ本体３０のサンプル処理面３１に形成された垂直嵌め込み孔３２に突起部２２を嵌め込むことにより、サンプル４０はその側方がサンプル処理面３１の垂直方向に向く。このため、サンプル４０に対してその側方から所定の処理を施す場合にサンプル処理面３１の上方からの操作が可能となる。また、サンプル４０の側方からの処理を終えた後、サンプル４０の上面から処理を行いたい場合、サンプル保持部２０を今度はサンプル４０の上面がサンプル処理面３１と平行になるようにホルダ本体３０の平行嵌め込み孔３３に嵌め込む。このようにすれば、サンプル４０の上面からの処理がサンプル処理面３１の上方からの操作により行うことができる。従って、サンプル４０の側方及び上方からのいずれの処理であっても、サンプル処理面３１の上方から行えばよいため、サンプル４０の加工及び測定を簡単な操作で効率良く行うことができる。
【００５１】
本実施形態に係るサンプル測定方法は、走査型プローブ顕微鏡を用いた半導体層又は金属層４１が絶縁性基板４２上に形成されてなるサンプル４０の測定方法であって、サンプル４０の半導体層又は金属層４１に直接電圧を印加して測定することを特徴とする。
【００５２】
このような構成によれば、サンプル４０の半導体層又は金属層４１に直接電圧を印加して測定するため、ＳＣＭ測定又はＫＦＭ測定において、効率的に電圧を測定対象である半導体層又は金属層４１のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るサンプル測定方法は、サンプル４０を保持するステップと、保持したサンプル４０の絶縁性基板４２における半導体層又は金属層４１との当接部に導電性材料で構成される導電層４４を形成するステップと、絶縁性基板４２表面から導電層４４に到達するように絶縁性基板４２に導電性材料を蒸着して導電経路４５を形成するステップと、導電経路４５及び導電層４４を通じて直接電圧を半導体層又は金属層４１に印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、を備えてもよい。
【００５４】
このような構成によれば、サンプル４０の半導体層又は金属層４１に直接電圧を印加して測定するために、絶縁性基板４２における半導体層又は金属層４１との当接部に導電層４４を形成し、さらに絶縁性基板４２に導電経路４５を形成するため、サンプル４０をその側方から加工することができる。このため、簡単な加工方法で直接電圧を半導体層又は金属層４１に印加して走査型プローブ顕微鏡で測定することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態に係るサンプル測定方法は、導電層４４を、集束イオンビーム又は電子ビームにより導電性材料を蒸着して形成してもよい。
【００５６】
このような構成によれば、導電層４４を、集束イオンビーム又は電子ビームにより導電性材料を蒸着して形成しているため、導電層４４を絶縁性基板４２に簡単且つ正確に形成することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るサンプル測定方法は、導電性材料として、白金、タングステン、金及び銅のいずれか一つを用いてもよい。
【００５８】
このような構成によれば、導電性材料として、白金、タングステン、金及び銅のいずれか一つを用いているため、測定対象の半導体層又は金属層４１に直接電圧を印加させる場合に良好な導電性が得られる。
【００５９】
本実施形態に係るサンプル測定方法は、上述したサンプルホルダ１０を用いた、走査型プローブ顕微鏡による半導体層又は金属層４１が絶縁性基板４２上に形成されてなるサンプル４０の測定方法であって、サンプル４０をサンプル保持部２０で保持するステップと、サンプル４０を保持したサンプル保持部２０の突起部２２を、ホルダ本体３０の垂直嵌め込み孔３２に嵌め込むステップと、垂直嵌め込み孔３２に突起部２２を嵌め込んだサンプル保持部２０で保持したサンプル４０に対し、その絶縁性基板４２における半導体層又は金属層４１との当接部に導電性材料で構成される導電層４４を形成するステップと、サンプル保持部２０に当接する絶縁性基板４２表面から導電層４４に到達するように絶縁性基板４２に導電性材料を蒸着して導電経路４５を形成するステップと、導電層４４を形成したサンプル４０を保持するサンプル保持部２０の突起部２２を、ホルダ本体３０の垂直嵌め込み孔３２から取り外すステップと、突起部２２をホルダ本体３０の垂直嵌め込み孔３２から取り外したサンプル保持部２０を、ホルダ本体３０の平行嵌め込み孔３３に嵌め込むステップと、平行嵌め込み孔３３に嵌め込んだサンプル保持部２０に保持されたサンプル４０の半導体層又は金属層４１に、導電経路４５及び導電層４４を通じて直接電圧を印加して走査型プローブ顕微鏡で測定するステップと、を備えていることを特徴とする。
【００６０】
このような構成によれば、一体のサンプルホルダ１０を用いてサンプル４０をその上面を上方に向けてサンプル処理面３１にセットすることも、サンプル４０をその側方を上方に向けてサンプル処理面３１にセットすることもできる。このため、サンプル４０の加工及び測定を簡単な操作で効率良く行うことができる。また、測定は、サンプル４０の半導体層又は金属層４１に直接電圧を印加して行うため、ＳＣＭ測定又はＫＦＭ測定において、効率的に電圧を測定対象である半導体層又は金属層４１のみに印加することで、ＫＦＭ測定では正確な表面電位を測定し、ＳＣＭ測定では高感度な空乏層の電気容量変化を測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、走査型プローブ顕微鏡による測定の際に使用するサンプルホルダ及びそれを用いたサンプル測定方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係るサンプルホルダ１０の平面図である。
【図２】サンプル保持部２０の突起部２２を垂直嵌め込み孔３２に嵌め込む様子を示す図である。
【図３】サンプル保持部２０の突起部２２を垂直嵌め込み孔３２に嵌め込んだサンプルホルダ１０の平面図である。
【図４】サンプル保持部２０全体を平行嵌め込み孔３３に嵌め込む様子を示す図である。
【図５】サンプル保持部２０を平行嵌め込み孔３３に嵌め込んだサンプルホルダ１０の平面図である。
【図６】サンプル保持部２０、及び、サンプル保持部２０に保持されたサンプル４０の断面図である。
【図７】サンプル保持部２０、及び、サンプル保持部２０に保持されて切り欠き部４３が形成されたサンプル４０の断面図である。
【図８】サンプル保持部２０、及び、サンプル保持部２０に保持されて導電層４４が形成されたサンプル４０の断面図である。
【図９】サンプル保持部２０、及び、サンプル保持部２０に保持されて導電層４４と導電経路４５とが形成されたサンプル４０の断面図である。
【図１０】サンプル４０のＫＦＭ測定の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０      サンプルホルダ
２０      サンプル保持部
２１      サンプル保持面
２２      突起部
３０      ホルダ本体
３１      サンプル処理面
３２      垂直嵌め込み孔
３３      平行嵌め込み孔
４０      サンプル
４１      半導体層又は金属層
４２      絶縁性基板
４３      切り欠き部
４４      導電層
４５      導電経路
５０      導電性探針
５１      導電性カンチレバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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