(57)【要約】【課題】探針の先端状態をリアルタイム、短時間で確実にモニタでき、使用中の探針の先端が磨耗等したときに、自動的に新しい探針に交換しまたはユーザに交換を促すことができる自動検査工程に適した走査型プローブ顕微鏡およびカンチレバー管理方法を提供する。【解決手段】この走査型プローブ顕微鏡は、カンチレバー１４の探針１３により試料１１（半導体ウエハ３５）を測定する原子間力顕微鏡等であって、試料１１を探針１３で測定している時、または探針１３が試料１１から離脱する時に、試料１１と探針１３の間に作用する吸着力を測定する吸着力測定手段（ステップＳ１３等）と、吸着力測定手段が出力する測定値と基準値との比較に基づいて探針の先端状態を判定する先端状態判定手段（ステップＳ１４等）とを備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カンチレバーの探針によって被測定対象物を測定する走査型プローブ顕微鏡であって、
前記被測定対象物を前記探針で測定している時、または前記探針が前記被測定対象物から離脱する時に、前記被測定対象物と前記探針の間に作用する吸着力を測定する吸着力測定手段と、
前記吸着力測定手段が出力する測定値と基準値との比較に基づいて前記探針の先端状態を判定する先端状態判定手段と、
を備えることを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
【請求項２】
測定位置付近の湿度データを参照する手段と、前記湿度データにより前記測定した吸着力を補正する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の走査型プローブ顕微鏡。
【請求項３】
カンチレバーの探針によって被測定対象物を測定する走査型プローブ顕微鏡に適用されるカンチレバー管理方法であって、
前記被測定対象物を前記探針で測定している時、または前記探針が前記被測定対象物から離脱する時に、前記被測定対象物と前記探針の間に作用する吸着力を測定する吸着力測定ステップと、
前記吸着力測定ステップで得られた測定値と基準値との比較に基づいて前記探針の先端状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記測定値が前記基準値を超えるとき前記カンチレバーを交換するカンチレバー交換ステップと、
を含むことを特徴とする走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法。
【請求項４】
前記判定ステップで前記測定値が前記基準値を超えるとき前記カンチレバーの交換を警告する警告ステップを含むことを特徴とする請求項３記載の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法。
【請求項５】
前記判定ステップで、形状既知のサンプルに対し吸着力を測定するステップを含むことを特徴とする請求項３記載の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法。
【請求項６】
前記被測定対象物の表面形状測定後に、測定結果を用いて、前記被測定対象物の上の平坦位置を判別する平坦位置判別ステップと
前記探針を前記平坦位置に移動する移動ステップと、を有し、
前記吸着力測定ステップでは、前記探針が前記被測定対象物の前記平坦位置から離脱する時に、前記吸着力を測定することを特徴とする請求項３記載の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法。
【請求項７】
前記走査型プローブ顕微鏡では、前記探針が前記被測定対象物の表面に間欠的に接触して測定が行われ、その際、各測定点で前記吸着力測定ステップにより前記吸着力が測定され、前記判定ステップでは、得られた複数の吸着力測定データに基づく値と基準値との比較に基づいて前記探針の先端状態を判定することを特徴とする請求項３記載の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法。
【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およびカンチレバー管理方法に関し、特に、半導体装置製造工程の自動検査工程等に配置される走査型プローブ顕微鏡であって、適切なタイミングで探針先端状態を評価することにより運用管理される走査型プローブ顕微鏡、およびそのカンチレバー管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学顕微鏡や走査電子顕微鏡に加えて、走査型プローブ顕微鏡が広く用いられている。走査型プローブ顕微鏡は、試料の表面に探針を近づけた状態で探針を走査し、試料と探針との間に作用する物理的作用（原子間力等）による信号を検出することにより試料表面の微細構造を観察することができる。走査型プローブ顕微鏡は、比較的簡単な原理と構造によってナノメートル以下の分解能をもつことが特徴である。走査型プローブ顕微鏡に含まれる原子間力顕微鏡は、原理的に試料の性質（導電性など）を問わないこと、真空環境下、大気環境下、および液中での測定も可能なことから、幅広い分野において試料の表面状態、表面形状の測定に用いられている。
【０００３】
原子間力顕微鏡に基づく測定では、非接触の測定モード（ノンコンタクトモード）もあるが、精度の高い寸法測定を行うには、探針を試料に接触させるモード（コンタクトモード、タッピングモード、ステップインモード等）が適している。カンチレバーの先端に設けられる探針の先端の形状・大きさはナノメートルオーダであるため、測定に伴って探針先端に磨耗あるいは変形や破損が生じ、測定結果に影響を与える。そのため、測定前に探針の先端状態をチェックすることが必要である。
【０００４】
走査型プローブ顕微鏡における探針の先端状態評価方法としては、例えば、特許文献１に開示される方法がある。特許文献１に開示される探針の評価方法は、２以上の突起（同一凹凸パターンの繰返し）を備えた標準試料を複数用意し、これらの標準試料を用いて走査型プローブ顕微鏡で測定を行い、当該測定に使用した被検査探針の先端形状を推定する。このように、従来技術では、あらかじめ用意しておいた形状既知の基準サンプルを測定し、その測定結果を元に探針の先端形状の状態を推測する。
【特許文献１】特開平６−１１７８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、原子間力顕微鏡の改良に伴い、その測定速度が向上している。例えば、半導体デバイスの製造工程等において、製品であるデバイスの表面形状検査、例えば特定箇所の段差測定等に用いられるケースが増えてきた。段差測定では、理論的には探針が試料の上面および底面に到達する限りは、探針の磨耗に拘わらず、測定を行うことが可能である。しかしながら、著しい磨耗が生じると、パターン幅が狭い場合に探針が底面に到達しなくなったり、過大な摩擦力が生じて測定プロファイルにノイズが乗ったりして測定に影響する。このため、探針先端の状態（磨耗や破損）の管理は重要である。
【０００６】
一方で、製造での検査用途、特に自動検査工程では高速測定かつ連続的な処理が要求されるため、予め用意しておいた基準サンプルを測って探針の針先状態を評価する方法ではなく、ごく短時間での評価か、測定中にリアルタイムに針先の状態をモニタすることが必要である。この場合、探針の先端形状を正確に知ることが目的ではなく、測定に支障があるレベルの磨耗量がないことを確認し、問題が生じる前に探針を交換すること、あるいはユーザに交換を促すことが求められる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、探針の先端状態をリアルタイム、短時間で確実にモニタでき、使用中の探針の先端が磨耗や破損・変形（以下「磨耗」と記す）したときに、自動的に新しい探針に交換することや、ユーザに交換を促すことができる自動検査工程に適した走査型プローブ顕微鏡およびカンチレバー管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る走査型プローブ顕微鏡およびカンチレバー管理方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
本発明に係る走査型プローブ顕微鏡（請求項１に対応）は、カンチレバーの探針によって被測定対象物を測定する走査型プローブ顕微鏡であって、被測定対象物を探針で測定している時、または探針が被測定対象物から離脱する時に、被測定対象物と探針の間に作用する吸着力を測定する吸着力測定手段と、吸着力測定手段が出力する測定値と基準値との比較に基づいて探針の先端状態を判定する先端状態判定手段と、を備える。
上記の構成において、測定位置付近の湿度データを参照する手段と、当該湿度データにより測定した吸着力を補正する手段を備えるようにする構成することもできる（請求項２に対応）。
【００１０】
上記構成を有する走査型プローブ顕微鏡では、カンチレバー先端の探針と被測定対象物である試料の表面との間に生じる水分が原因で生じる吸着力を利用して、探針の先端形状の状態を判定する。探針の先端形状の研磨程度が少ないときには吸着力は小さく、当該磨耗程度が多いときには吸着力は大きくなる。
【００１１】
第１の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法（請求項３に対応）は、半導体装置製造工程に含まれる自動検査工程に配置され、カンチレバーの探針によって被測定対象物を測定する走査型プローブ顕微鏡に適用され、被測定対象物を探針で測定している時、または探針が被測定対象物から離脱する時に、被測定対象物と探針の間に作用する吸着力を測定する吸着力測定ステップと、吸着力測定ステップで得られた測定値と基準値との比較に基づいて探針の先端状態を判定する判定ステップと、判定ステップで測定値が基準値を超えるときカンチレバーを交換するカンチレバー交換ステップと、を含む方法である。
【００１２】
第２の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法（請求項４に対応）は、上記の第１の方法において、判定ステップで測定値が基準値を超えるときカンチレバーの交換を警告する警告ステップを含むことを特徴とする。
また第３の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法（請求項５に対応）は、上記の第１の方法において、判定ステップで、形状既知のサンプルに対し吸着力を測定するステップを含むことを特徴とする。
【００１３】
第４の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法（請求項６に対応）は、上記の方法において、被測定対象物の表面形状測定後に、測定結果を用いて、被測定対象物の上の平坦位置を判別する平坦位置判別ステップと、探針を平坦位置に移動する移動ステップと、を有し、吸着力測定ステップでは、探針が被測定対象物の平坦位置から離脱する時に、吸着力を測定することを特徴とする。
【００１４】
第５の走査型プローブ顕微鏡のカンチレバー管理方法（請求項７に対応）は、上記の方法において、走査型プローブ顕微鏡では、探針が測定対象物の表面に間欠的に接触して測定が行われ、その際、各測定点で吸着力測定ステップにより吸着力が測定され、判定ステップでは、得られた複数の吸着力測定データに基づく値と基準値との比較に基づいて探針の先端状態を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば次の効果を奏する。
第１に、原子間力顕微鏡を含む走査型プローブ顕微鏡一般について、半導体デバイスの自動検査工程のような高速測定および連続処理が要求される用途において、探針の先端の形状状態（磨耗状態）をリアルタイムで、ごく短時間で評価することができる。
第２に、上記の探針の先端形状の迅速評価により、探針において測定に支障をきたすレベルの磨耗量がないことを確認でき、測定上で問題が生じる前に探針を自動的に交換すること、あるいは、ユーザに交換を促すことができる。
第３に、以上の効果を達成することができる結果、高信頼性、かつ高精度な原子間力顕微鏡等による測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明は走査型プローブ顕微鏡全般に対して適用可能であるが、力の検出が必要であるため、原子間力顕微鏡への適用に最も適している。本実施形態の説明では、原子間力顕微鏡を例にとって説明する。
【００１８】
原子間力顕微鏡の基本的な構成を図１に示す。試料１１は試料ステージ１２上に載置され、この試料１１の表面に探針１３を接近させて走査動作を行って試料表面の凹凸形状等の測定を実施する。探針１３はカンチレバー１４の先端に形成されており、極めて微細な形状を有する部材である。探針１３はカンチレバー１４と一体的に形成されている。試料１１の表面に対する探針１３の走査は、試料１１側の粗動機構１５と探針１３側の微動機構１６とによって行われる。
【００１９】
試料ステージ１２は、Ｚ軸方向の変位で探針１３を試料１１に接触または退避させたり、あるいはＸＹ軸方向の変位で試料１１の表面上の所望の位置に探針１３を位置決めするための粗動機構１５によって移動する。試料１１側の微動機構１６は、例えば圧電素子を使用して成るアクチュエータ（ＸＹ軸微動機構１７とＺ軸微動機構１８）を用いており、探針１３を、試料表面に平行な方向（ＸＹ軸方向）、および試料表面に対して直角な方向（Ｚ軸方向）に移動させる。
【００２０】
図１において、ＸＹ軸方向、Ｚ軸方向は図中矢印で示されている。
【００２１】
原子間力顕微鏡は、探針・試料の間で作用する原子間力が一定になるように制御器１９によってＺ軸微動機構１８をフィードバック制御しながら、ＸＹ軸微動機構１７により探針１３を試料表面に対し走査させ、このときのＺ軸微動機構１８の駆動に伴う変位をコンピュータ２０に測定データとして記録する。カンチレバー１４が片持ち梁の板ばねとして働くので、原子間力は、カンチレバー１４の撓みに比例する。この撓みを検出するために、レーザ光源２１および４分割フォトダイオード２２からなる光てこ光学系２３が設置されている。光てこ光学系２３において２３ａはレーザ光の光路である。
【００２２】
図２に、上記構成を有する原子間力顕微鏡を用いた半導体デバイス製造ライン用の表面形状検査装置の概略図を示す。
【００２３】
この場合、上記の試料１１は、半導体ウエハ３１となる。半導体ウエハ３１は、ウエハカセット３２の内部に通常２５枚程度まとめて収納されている。ロボット３３のハンド３４が半導体ウエハ３１を１枚ごと取り出し、図示されないアライナ（ウエハの周方向の位置を調整する装置）を経て、試料ステージ１２上に搬送される。搬送された半導体ウエハ３１上の指定された場所（例えば半導体ウエハの面内で９サイト）の表面形状を測定した後、半導体ウエハ３１はロボット３３で搬出され、ウエハカセット３２に返却される。
【００２４】
複数の交換用のカンチレバー３５が、試料ステージ１２の脇に設けられたカンチレバー用のホルダ３６にまとめて並べられている。ホルダ３６は粗動機構１５の上に取り付けられている。粗動機構１５を動作させて、微動機構１６から成る測定ヘッドをホルダ３６の設置場所に移動させ、測定ヘッドからのカンチレバー１４の取り外しと測定ヘッドへの交換用カンチレバー３５の取り付けを自動的に行う。
【００２５】
図３に、図２における領域３７を拡大して示す。粗動機構１５の上にホルダ３６が設けられ、さらにホルダの上面に任意の数のカンチレバー３５が配列されている。
【００２６】
上記において、測定装置（原子間力顕微鏡）が装備されるブロック３８では、粗動機構１５は基準台座３９の上に配置されている。
【００２７】
探針１３と試料（半導体ウエハ３１）の表面凹凸形状のスケールが近いとき、原子間力顕微鏡による測定結果は、探針１３の先端形状を含んだものとなるため、試料の表面の凹凸形状を高い精度で測定するためには探針１３の先端の先鋭度が重要である。
【００２８】
図４（Ａ），（Ｂ）は、比較的大きな高低差を有する段差４１を磨耗量の少ない探針１３Ａと磨耗量の多い探針１３Ｂにより測定している状況を模式的に示した図である。測定の軌跡（測定プロファイル）４２は、マクロ的に見ると、さほど変わらない。しかし、実際には、図４の（Ｂ）に示すごとく探針１３Ｂの針先が過度に磨耗すると、探針と試料表面との間の摩擦力の増大等により、図５の（Ｂ）に示すように、測定プロファイル４２にノイズ４３が顕著に現れる。このため、自動検査工程においては、探針１３の針先の状態のモニタおよび管理は、試料表面における凹凸部の段差４１のような簡単な測定の場合においても重要である。
【００２９】
探針１３の先端形状の状態を知るには、背景技術の欄の従来技術で示した既知の形状の基準サンプルの測定結果を用いることがよく知られている。しかし、この方法は、測定したい試料とは別の場所に基準サンプルを設ける必要があるため、半導体ウエハの自動検査工程における処理速度を著しく阻害する。探針１３の先端が磨耗すると、探針１３と試料の間の摩擦力が増大するため、摩擦力を検出し管理することも考えられるが、摩擦力はサンプルの形状に応じて測定中に大きく変化するため基準値としては使いにくい。
【００３０】
そこで本発明では、吸着力を探針の先端形状の判断状態の基準にすることにした。図６にＺ軸微動機構１８の変位量と探針１３に加わる力との関係（フォースカーブ）を示す。特に、試料１１の表面に接触した状態の探針１３を当該試料表面から引き離そうとするときに、試料表面に吸着された水分４４によって探針１３を試料表面側に引き戻す力（引力）が働く。これを「吸着力」と呼ぶ。探針１３の試料１１に対する接触面が大きいほど、吸着力も大きくなるため、吸着力を用いて探針１３の先端形状の磨耗状態を判定することが可能である。吸着力は試料表面の材質（親水性か疎水性か）や、試料表面への水分の吸着状態、湿度によって異なるが、半導体デバイスの製造工程における形状測定の場合には、温湿度制御されたクリーンルーム環境下において、ほぼ同じ試料（シリコン半導体ウエハ）を繰り返し測定するため、吸着力を用いて探針の磨耗状態を判断しても実用上問題はない。
また湿度に関しては、図１に示すごとく、測定位置の周辺の適切な個所に湿度センサ２４を配置し、この湿度センサ２４により測定空間の湿度を検出し、測定した吸着力を検出した湿度データに応じて補正するようにしてもよい。
【００３１】
図７に、本発明に係るカンチレバー管理方法（探針先端評価方法）の第１の実施形態のフローチャートを示す。このカンチレバー管理方法は、探針先端評価を基礎にして実施される。図７に示したカンチレバー管理方法では、測定を開始すると（ステップＳ１０）、探針１３を試料１１に接近させ（ステップＳ１１）、コンタクトモードによる１ラインの表面プロファイル測定（ステップＳ１２）を行う。表面プロファイルの例を符号５１で示す。１ラインの走査の後、探針１１が離脱する際の吸着力を測定する（ステップＳ１３）。測定した吸着力があらかじめ決められたしきい値としての基準値と比較し（ステップＳ１４）、基準値以下であれば、次の場所の測定を行う。判定ステップＳ１４で、もし、基準値以上であれば、カンチレバー１４の自動交換を行うか、または交換の警告を発し（ステップＳ１５）、待機状態に入る。
上記のステップＳ１５においては、自動交換や警告に際し、従来技術による既知の形状サンプルを用いた探針形状の詳細な判定方法を行ってもよい。
【００３２】
図８に示すように探針１３の先端針部５２の側面と、試料１１の面５３が対向している場合は、対向面積が大きく、吸着力５４が大きくなるために、図６に示したフォースカーブの特性において、探針１３が試料表面から離脱する際に、このような状態が生じると誤判定する可能性がある。これを防ぐ処理を加えた本発明に係るカンチレバー管理方法の第２の実施形態のフローチャートを図９に示す。図９において、図７で説明したステップと同一のステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００３３】
試料表面上の１ライン分の測定（ステップＳ１２）の後、原子間力顕微鏡装置は表面プロファイル５１を記録しているので、符号５５の状態図に示される広い場所へと探針１３を移動させて（ステップＳ２１）、その地点で離脱してそのときの吸着力を検出し（ステップＳ２２）、その後は図７の場合と同じフローで処理を行う。
【００３４】
図１０に、本発明に係るカンチレバー管理方法の第３の実施形態となるコンタクトモードによるエリア測定の場合のフローチャートを示す。図１０において、図７または図９で説明したステップと同一のステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００３５】
試料１１の表面においてエリア測定（ステップＳ３１）を行った後、そのエリアにおける表面形状は記録されているので、エリア内で十分広い平坦な場所を見つけてその地点に接近させ（ステップＳ２１）、そこで離脱を行って吸着力を検出する（ステップＳ２２）。図１０中に、符号５６でエリア測定の結果例を示す。その後の処理フローは図７等の実施形態による処理と同じである。
【００３６】
以上の実施形態によれば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）において最も基本的なコンタクトモードによる測定に関するものである。他方、原子間力顕微鏡の測定では、高段差の測定に適し、探針で生じる磨耗の少ないステップインモードと呼ばれる間欠的な測定モードが実用化されている。このステップインモードでは、毎測定点ごとに探針を試料表面に接近させ、測定を行い、その後に試料表面から離脱し、探針が試料から離れた状態で次の測定点に移動する。ステップインモードでは、毎測定点ごとに探針が離脱するので、探針と試料の吸着力を全測定点で得ることができる。ステップインモードでライン測定を行う場合の実施形態を図１１に示す。
【００３７】
図１１は、本発明に係るカンチレバー管理方法の第４の実施形態であり、ステップインモードでライン測定を行う場合のフローチャートを示す。図１１において、図７または図９で説明したステップと同一のステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。この測定方法では、全測定点で、高さデータおよび吸着力データを取得し（ステップＳ４１）、ライン走査後、吸着力データのうち平坦な場所で取得したデータのみ抽出し（ステップＳ４２）、平均化し（ステップＳ４３）、基準値と比較して探針の先端磨耗の判定を行う（ステップＳ１４）。図１１において、試料表面の凹凸のプロファイル５１に対して多数の測定点の点列５７を示している。また「平均箇所・採用吸着力データ判別」のステップＳ４２に対応して、図１１では、プロファイル５１に対して採用吸着力データ点の点列５８を示している。
【００３８】
図１２に、本発明に係るカンチレバー管理方法の第５の実施形態となるフローチャートを示す。図１２において、図７等で説明したステップと同一のステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。このカンチレバー管理方法によれば、試料測定（ステップＳ５１）の後（または前であってもよい）に、標準となる基準サンプルに移動し（ステップＳ５２）、基準サンプルの表面における吸着力を測定し（ステップＳ５３）、探針１３の先端状態を判断する。この場合でも、従来技術のように詳細な測定を行わず、基準サンプルに対しての探針１３の接近、離脱を行うだけなので、試料の処理速度がさほど落ちることはない。
【００３９】
次に、図１３に示したフローチャートに基づいて、本発明に係るカンチレバー管理方法を半導体ウエハの全自動測定へ適用する実施例を説明する。
【００４０】
この半導体ウエハの全自動測定では、複数の半導体ウエハについてウエハ表面の複数のサイト（測定場所）の自動測定を行う。ウエハ表面の各サイトの測定では、自動測定開始指示（ステップＳ６１）が行われた後、ウエハ搬入（ステップＳ６２）、ウエハ座標決め（ステップＳ６３）、測定サイト（場所）への移動（ステップＳ６４）が実行される。ウエハ表面の各サイトの測定中に、図１２に示した実施形態（基準サンプルを用いた実施形態）を除く本発明によるカンチレバー管理方法に基づく吸着力による探針先端状態の判定（破線ブロック８１）を行う。破線ブロック８１には、吸着力の測定ステップＳ６５と、前述の判定ステップＳ１４とが含まれている。
【００４１】
判定ステップＳ１４での判定がＮＯである場合、破線ブロック８２で示された工程に移行する。破線ブロック８２の工程では、図２および図３に示した交換用カンチレバーホルダ３６に移動し、カンチレバーを交換する（ステップＳ６６）。その後、第１の測定サイトへ移動し（ステップＳ６７）、測定中のウエハの最初の測定サイトから測定し直す。最初の測定サイトに戻るのは、ウエハ内での測定の一貫性を確保するためである。
【００４２】
判定ステップＳ１４でＹＥＳである場合には、次の判定ステップＳ６８で最終サイトであるか否かを判定し、最終サイトでなければステップＳ６４に戻り、最終サイトであればウエハ搬出を行う（ステップＳ６９）。その後、次の判定ステップＳ７０で最終ウエハであるか否かを判定し、最終ウエハでなければステップＳ６２に戻り、最終ウエハであれば自動測定を終了する（ステップＳ７１）。
【００４３】
以上、本発明の要旨は、探針と試料との間に作用する吸着力を利用して探針の先端の磨耗状態等を判定するということであり、本明細書の実施形態で説明された処理フローは、あくまで例示である。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、走査型プローブ顕微鏡に使用される探針の先端状態の判定方法に関するもので、本発明を用いた走査型プローブ顕微鏡は、特に半導体デバイスやその他の微小形状の自動検査工程に対して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る走査型プローブ顕微鏡の一例である原子間力顕微鏡の基本的な要部構成を示す装置構成図である。
【図２】原子間力顕微鏡を用いた半導体デバイス製造ライン用の表面形状検査装置の概略全体図である。
【図３】図２に示した原子間力顕微鏡に用意されたカンチレバー用ホルダの拡大側面図である。
【図４】段差測定における探針と測定プロファイルの関係について磨耗が小さい新品の例（Ａ）と磨耗が大きい例（Ｂ）を示す側面図である。
【図５】探針磨耗に伴いノイズが増大した測定プロファイルの対比例（Ａ），（Ｂ）を示すグラフである。
【図６】Ｚ軸微動機構の伸縮長さと探針に加わる力の関係（フォースカーブ）を説明するための図である。
【図７】本発明に係るカンチレバー管理方法（探針先端評価方法）の第１の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図８】探針と試料表面の間に作用する吸着力が大きくなる例を説明する図である。
【図９】本発明に係るカンチレバー管理方法の第２の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明に係るカンチレバー管理方法の第３の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明に係るカンチレバー管理方法の第４の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係るカンチレバー管理方法の第５の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明に係るカンチレバー管理方法を半導体ウエハの全自動測定へ適用する実施例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１１          試料
１２          試料ステージ
１３          探針
１４          カンチレバー
１５          粗動機構
１６          微動機構
１７          ＸＹ軸微動機構
１８          Ｚ軸微動機構
２０          コンピュータ
２３          光てこ光学系
３１          半導体ウエハ
３２          ウエハカセット
３３          ロボット
３４          ハンド
３５          交換用のカンチレバー
３６          カンチレバー用ホルダ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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