(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面であって上記試料の測定個所近傍に圧痕を形成する圧痕形成用プローブと、上記試料の表面を測定する測定用プローブとを備えたマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置であって、
上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを、水平方向および垂直方向に互いに独立して移動させる移動制御手段と、
上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとの取り付け位置関係を、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量に基づいて補正するために、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置とが一致するように上記移動制御手段を制御する補正手段と
を有することを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置において、
上記移動制御手段は、
上記圧痕形成用プローブのための水平垂直移動機構と、
上記測定用プローブのための水平垂直移動機構と、
上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と上記測定用プローブの水平垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して水平および垂直に移動させるように制御する制御部と
からなっていることを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項３】
試料の表面であって上記試料の測定個所近傍に圧痕を形成する圧痕形成用プローブと、上記試料の表面を測定する測定用プローブとを備えたマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置であって、
上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを水平方向に共に移動させると共に、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを垂直方向に互いに独立して移動させる移動制御手段と、
上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量を検出すると共に、上記ズレ量に基づいて、上記試料に対する上記圧痕形成用プローブの位置と上記試料に対する上記測定用プローブの位置とを補正するために、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置とが一致するように上記移動制御手段を制御する補正手段と
を有することを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置において、
上記移動制御手段は、
上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを一緒に水平方向に移動させる水平移動機構と、
上記圧痕形成用プローブのための垂直移動機構と、
上記測定用プローブのための垂直移動機構と、
上記水平移動機構を制御すると共に、上記圧痕形成用プローブの垂直移動機構と上記測定用プローブの垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させるように制御する制御部と
からなっていることを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項３に記載のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置において、
上記移動制御手段は、
上記圧痕形成用プローブのための水平垂直移動機構と、
上記測定用プローブのための水平垂直移動機構と、
上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と上記測定用プローブの水平垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを共に水平に移動させるように制御すると共に、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させるように制御する制御部と
からなっていることを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置において、
上記測定用プローブの数が複数であることを特徴とするマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つのマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた試料表面評価方法であって、
上記圧痕形成用プローブによって上記試料の測定箇所近傍に圧痕を形成する工程を有することを特徴とする試料表面評価方法。
【請求項８】
請求項７に記載の試料表面評価方法において、
上記圧痕を含む領域を上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとで測定する工程と、
上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する工程と、
上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量を検出する工程と、
上記ズレ量に基づいて、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する工程とを有することを特徴とする試料表面評価方法。
【請求項９】
請求項６に記載のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた試料表面評価方法であって、
上記圧痕形成用プローブによって上記試料の測定箇所近傍に圧痕を形成する工程と、
上記圧痕を含む領域を上記複数の測定用プローブで測定する工程と、
上記複数の測定用プローブで得られた複数の走査プローブ顕微鏡像を、上記圧痕を基準にして重ね合わせる工程とを有することを特徴とする試料表面評価方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の試料表面評価方法において、
上記圧痕を目印にして上記試料の測定箇所を走査型電子顕微鏡または透過型顕微鏡で評価することを特徴とする試料表面評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置およびそれを用いた試料表面評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走査プローブ顕微鏡装置としては、図１１（ｅ）に示すように、先端部に測定用プローブ２６を有する単体のカンチレバー２７と、このカンチレバー２７を保持するホルダ２８と、このホルダ２８が固定された駆動機構２９とを備えたものがある。上記駆動機構２９は、カンチレバー２７と共に測定用プローブ２６をＸ,Ｙ,Ｚ方向に移動させることができる。
【０００３】
上記構成の走査プローブ顕微鏡装置を用いた試料表面評価方法を下記（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）の場合について説明する。
【０００４】
（Ａ）  目的の測定箇所を複数種の走査プローブ顕微鏡装置で測定する場合
図１１（ａ）に示す試料２０の測定箇所２１が形状などから容易に認識できる場合は、光学顕微鏡を用いて測定箇所２１をカンチレバー２７の上方から観察しながら、カンチレバー２７を測定箇所２１の上方に移動させて、測定用プローブ２６で走査プローブ顕微鏡像を測定する。
【０００５】
一方、測定対象である試料２０の形状が例えばＬＳＩ（大規模集積回路）のメモリーデバイスの様に同じ形状を繰り返している場合、つまり、同じ形状の繰り返しのために試料２０上の測定箇所２１の確認が難しい場合は、予め、測定箇所２１の周辺にマーキングを施して、このマーキングを基準に走査プローブ顕微鏡測定で測定箇所２１を確認する。上記マーキングは、広域観察ができ、かつ、試料２０の表面に微小なマーキングが可能である集束イオンビーム（以下、ＦＩＢと言う）装置やレーザマーカなどの装置によって形成する。
【０００６】
具体的には、まず、図１１（ｂ）に示すように、レーザマーカ用ステージ２２に試料２０を乗せる。そして、上記試料２０において、測定箇所２１から間隔Ｌを隔てた箇所にレーザ光２３を照射して、レーザ痕２４を３方向のそれぞれに形成する。この際、上記走査プローブ顕微鏡装置で測定可能であって、かつ、測定箇所２１の表面にダメージを与えない距離としてＬ＝２０〜５０μｍ程度が適当である。次に、上記試料２０を走査プローブ顕微鏡装置用試料台２５に固定した後、光学顕微鏡でカンチレバー２７の上方からレーザ痕２４を観察しながら、測定箇所２１を含む領域上にカンチレバー２７を移動させ、測定用プローブ２６を用いて凹凸像を測定する。この凹凸像は、原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと言う）像測定や走査トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと言う）像測定で得られる。上記ＡＦＭ像測定は、プローブ先端原子と試料最表面原子との間に働く原子間力を計測しながら、プローブで試料の表面をなぞる。一方、上記ＳＴＭ像測定は、試料とプローブとの間に一定電圧を印加した状態で、試料とプローブとの間に流れるトンネル電流を測定しながら、トンネル電流が一定になるように測定用プローブを上下させながら試料表面をなぞる。
【０００７】
そして、得られた凹凸像におけるレーザ痕２４から、図１１（ｆ）に示す位置ずれを補正して、測定箇所２１を中心とした測定領域の凹凸像,走査キャパシタンス顕微鏡（以下、ＳＣＭと言う）像を測定する。これにより、図１１（ｇ）に示す凹凸像、および、図１１（ｈ）に示すＳＣＭ像が得られ、異常箇所２９が検出される。上記ＳＣＭ像の測定は、試料とプローブとの間に交流電圧を印加した状態で試料表面を測定用プローブでなぞり、自然酸化膜等を介して接するプローブと試料との間の容量変化（キャパシタンスの変化＝ｄｃ／ｄｖ）を容量センサーで測定することで行う。
【０００８】
このように、凹凸像,ＳＣＭ像に対応する測定用プローブを有する走査プローブ顕微鏡毎に測定作業を行って、それぞれの走査プローブ顕微鏡測定の結果を比較評価する。
【０００９】
（Ｂ）  走査プローブ顕微鏡装置で任意の場所を測定し、その測定中に発見した特定箇所を他の種類の走査プローブ顕微鏡装置で測定する場合
走査プローブ顕微鏡装置で任意の場所を測定し、測定中に見つかった特異な領域が、周辺部等も含めて、形状等の点で光学顕微鏡などで容易に特定できる場合は、光学顕微鏡等を用いて別の走査プローブ顕微鏡装置のプローブを測定対象となる特異な領域に位置合わせして、別の走査プローブ顕微鏡装置による測定を実施する。
【００１０】
（Ｃ）  走査プローブ顕微鏡装置で任意の場所を測定し、その測定中に発見した特定箇所を透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと言う）や走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと言う）などの解析装置で測定する場合
走査プローブ顕微鏡装置による測定中に見つかった特異な領域が、周辺部等も含めて、形状等の点で光学顕微鏡などで容易に特定できる場合は、ＴＥＭやＳＥＭなどの解析装置の観察手段を用いて、その解析装置の解析手段を測定対象となる特異な領域に位置合わせして、ＴＥＭやＳＥＭなどの解析装置による測定を実施する。または、特徴的な形状を元に、レーザマーカやＦＩＢ装置を用いて、評価すべき特異な領域の周辺に位置確認用のマークを形成し、このマーク位置を元に、ＴＥＭやＳＥＭなどの解析装置で評価対象位置を確認して評価する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
（Ａ）の場合、上記試料２０の形状的な特徴や、事前に形成したレーザ痕２４を手掛りに、複数種の走査プローブ顕微鏡装置を用いて同一箇所を狙って測定を行っている。このとき、試料表面をカンチレバー上方から観察しながら、測定箇所２１の直上に測定用プローブ２６を移動させ、カンチレバー２７と試料２０とを接近させて、走査プローブ顕微鏡像を測定する。しかし、上記測定用プローブ２６はカンチレバー２７の裏側に存在するため、カンチレバー２７の上方からの観察では測定用プローブ２６の位置が正確には確認できず、その上、測定箇所２１もカンチレバー２７の影になって見えない。そのため、上記測定用プローブ２６を測定箇所２１に正確に降ろすことができず、走査プローブ顕微鏡像によって更に測定用プローブ２６が降りている位置を確認しながら、目的の位置に測定用プローブ２６を移動して行く必要がある。一般に、走査プローブ顕微鏡装置の測定範囲はせいぜい数十μｍ□であり、測定用プローブ２６で測定箇所２１を測定するには熟練,労力および時間を要する。その上、そのような測定を複数種の走査プローブ顕微鏡装置のそれぞれにおいて実施しなければならない。その結果、測定作業に多大な労力および時間を要し、測定作業が非常に困難になるという問題がある。
【００１２】
また、上記測定箇所２１が、電気力顕微鏡（以下、ＥＦＭと言う）、ＳＣＭ、磁気力顕微鏡（以下、ＭＦＭ）などの測定装置でのみ確認できる特異箇所である場合、光学顕微鏡では測定箇所２１を確認することができず、同じ測定箇所２１を複数種の走査プローブ顕微鏡装置で評価することは不可能である。
【００１３】
更に、走査プローブ顕微鏡装置によっては、電気的な測定のために表面を導電性の膜でコーティングしたプローブを用いるものも多く、測定箇所２１とプローブとの位置合わせの間にコーティングを痛めてしまって、目的の測定箇所２１に到達した段階では測定できなくなるケースが有る。また、レーザ光２３で形成したレーザ痕２４を含む領域では表面凹凸が大きく、このレーザ痕２４を基準に位置合わせを行う場合、そのレーザ痕２４で一層コーティングを痛める可能性が高い。
【００１４】
（Ｂ）の場合、測定中に見つかった特異な領域に形状等の特徴が無く、その領域を走査プローブ顕微鏡像以外で確認できない場合は、別の走査プローブ顕微鏡に試料を移動しても測定対象の特異な領域が特定できないため、別の走査プローブ顕微鏡の測定が不可能になるという問題がある。
【００１５】
（Ｃ）の場合、測定中に見つかった特異な領域に形状等の特徴が無く、その領域を最初の走査プローブ顕微鏡像以外で確認できない場合は、ＴＥＭやＳＥＭなどの解析装置やマーキング装置で測定対象になる特異な領域を特定できないため、ＴＥＭやＳＥＭなどの解析装置やマーキング装置を用いた測定が不可能になるという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、複数種の走査プローブ顕微鏡像の測定を容易に行えて、測定作業に要する労力および時間を軽減できるマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置およびそれを用いた試料表面評価方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、試料の表面であって上記試料の測定個所近傍に圧痕を形成する圧痕形成用プローブと、上記試料の表面を測定する測定用プローブとを備えたマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置であって、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを、水平方向および垂直方向に互いに独立して移動させる移動制御手段と、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとの取り付け位置関係を、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量に基づいて補正するために、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置とが一致するように上記移動制御手段を制御する補正手段とを有することを特徴としている。
【００１８】
上記構成のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記試料の測定箇所が特徴的な形状を有している場合、まず、測定箇所を含む領域に対して圧痕形成用プローブで走査プローブ顕微鏡像測定を行う。そして、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの機械的な取り付け位置関係に基づいて、移動手段が測定用プローブを測定箇所上に移動させた後、測定箇所を含む領域を測定用プローブで測定する。そして、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。これにより、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量を測定箇所の位置から検出し、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する。このように、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係が補正されるから、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろすことができる。その結果、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
【００１９】
また、上記試料の測定箇所が特徴的な形状を有していない場合、その測定箇所近傍に圧痕形成用プローブで圧痕を形成して、測定箇所および圧痕を含む領域に対して圧痕形成用プローブで走査プローブ顕微鏡像測定を行う。そして、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの機械的な取り付け位置関係に基づいて、移動手段が測定用プローブを測定箇所上に移動させた後、測定箇所を含む領域を測定用プローブで測定する。そして、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。これにより、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量を圧痕から検出し、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する。このように、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係が補正されるから、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろされる。その結果、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
また、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。そして、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量に基づいて、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正手段が補正する。その結果、上記圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろすことができる。
【００２０】
また、一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記移動制御手段は、上記圧痕形成用プローブのための水平垂直移動機構と、上記測定用プローブのための水平垂直移動機構と、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と上記測定用プローブの水平垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して水平および垂直に移動させるように制御する制御部とからなっていることを特徴としている。
【００２１】
上記一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と、測定用プローブの水平垂直移動機構とを制御部が制御することによって、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して水平および垂直に移動させている。したがって、上記移動制御手段は、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを水平および垂直に互いに独立して移動させることができる。
【００２２】
また、本発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、試料の表面であって上記試料の測定個所近傍に圧痕を形成する圧痕形成用プローブと、上記試料の表面を測定する測定用プローブとを備えたマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置であって、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを水平方向に共に移動させると共に、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを垂直方向に互いに独立して移動させる移動制御手段と、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量を検出すると共に、上記ズレ量に基づいて、上記試料に対する上記圧痕形成用プローブの位置と上記試料に対する上記測定用プローブの位置とを補正するために、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像における上記圧痕の位置とが一致するように上記移動制御手段を制御する補正手段と
を有することを特徴としている。
【００２３】
上記構成の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記試料の測定箇所が特徴的な形状を有している場合、まず、測定箇所を含む領域に対して圧痕形成用プローブで走査プローブ顕微鏡像測定を行う。そして、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの機械的な取り付け位置関係に基づいて、移動手段が測定用プローブを測定箇所上に移動させた後、測定箇所を含む領域を測定用プローブで測定する。そして、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。これにより、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量を測定箇所の位置から検出し、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する。このように、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係が補正されるから、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろされる。その結果、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
【００２４】
また、上記試料の測定箇所が特徴的な形状を有していない場合、その測定箇所近傍に圧痕形成用プローブで圧痕を形成して、測定箇所および圧痕を含む領域に対して圧痕形成用プローブで走査プローブ顕微鏡像測定を行う。そして、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの機械的な取り付け位置関係に基づいて、移動手段が測定用プローブを測定箇所上に移動させた後、測定箇所を含む領域を測定用プローブで測定する。そして、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。これにより、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量を圧痕から検出し、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する。このように、上記圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係が補正されるから、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろされる。その結果、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
また、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。そして、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量に基づいて、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正手段が補正する。その結果、上記圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろすことができる。
【００２５】
また、一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記移動制御手段は、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを一緒に水平方向に移動させる水平移動機構と、上記圧痕形成用プローブのための垂直移動機構と、上記測定用プローブのための垂直移動機構と、上記水平移動機構を制御すると共に、上記圧痕形成用プローブの垂直移動機構と上記測定用プローブの垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させるように制御する制御部とからなっていることを特徴としている。
【００２６】
上記一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記水平移動機構を制御部が制御することによって、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを共に水平に移動させる。また、上記圧痕形成用プローブの垂直移動機構と測定用プローブの垂直移動機構とを制御部が制御することによって、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させる。したがって、上記移動制御部は、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを一緒に水平に移動させることができると共に、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させることができる。
【００２７】
また、一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記移動制御手段は、上記圧痕形成用プローブのための水平垂直移動機構と、上記測定用プローブのための水平垂直移動機構と、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と上記測定用プローブの水平垂直移動機構とを、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを共に水平に移動させるように制御すると共に、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させるように制御する制御部とからなっていることを特徴としている。
【００２８】
上記一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と測定用プローブの水平垂直移動機構とを制御部が制御することによって、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを一緒に水平に移動させると共に、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させる。したがって、上記移動制御手段は、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを水平方向に共に移動させることができると共に、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させることができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
また、一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記測定用プローブの数が複数であることを特徴としている。
【００３２】
上記一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記測定用プローブの数が複数であるから、測定箇所を含む領域を各測定用プローブで測定することにより、複数種の走査プローブ顕微鏡像が得られて、試料表面の評価を厳密に行うことができる。
【００３３】
また、本発明の試料表面評価方法は、マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた試料表面評価方法であって、上記圧痕形成用プローブによって上記試料の測定箇所近傍に圧痕を形成する工程を有することを特徴としている。
【００３４】
上記構成の試料表面評価方法によれば、上記圧痕が測定箇所近傍に形成されているから、この圧痕を含む領域の走査プローブ顕微鏡像を測定することにより、測定箇所が特徴的な形状を有していなくても、測定箇所を容易に検出することができる。
【００３５】
また、上記圧痕が測定箇所近傍に形成されているから、走査プローブ顕微鏡像における圧痕の位置に基づいて、測定箇所の位置の誤差を更に厳密に補正できる。
【００３６】
また、一実施形態の発明の試料表面評価方法は、上記圧痕を含む領域を上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとで測定する工程と、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する工程と、上記圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、上記測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量を検出する工程と、上記ズレ量に基づいて、上記圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する工程とを有することを特徴としている。
【００３７】
上記一実施形態の発明の試料表面評価方法によれば、上記圧痕を含む領域を圧痕形成用プローブと測定用プローブとで測定して、圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とを比較する。そして、それら２つの走査プローブ顕微鏡像のズレ量を検出し、そのズレ量に基づいて、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正する。その結果、上記測定用プローブが測定箇所に正確かつ容易に降ろされ、その測定用プローブを用いて測定箇所を高精度に測定することができる。
【００３８】
また、一実施形態の発明の試料表面評価方法は、上記圧痕形成用プローブによって上記試料の測定箇所近傍に圧痕を形成する工程と、上記圧痕を含む領域を上記複数の測定用プローブで測定する工程と、上記複数の測定用プローブで得られた複数の走査プローブ顕微鏡像を、上記圧痕を基準にして重ね合わせる工程とを有することを特徴している。
【００３９】
上記一実施形態の発明の試料表面評価方法によれば、上記複数の測定用プローブで得られた複数の走査プローブ顕微鏡像を圧痕を基準にして重ね合わせるから、複数の走査プローブ顕微鏡像の比較検討が容易になる。
【００４０】
また、一実施形態の発明の試料表面評価方法は、上記圧痕を目印にして上記試料の測定箇所をＳＥＭまたはＴＥＭで評価することを特徴としている。
【００４１】
上記一実施形態の発明の試料表面評価方法によれば、上記圧痕を目印にして試料の測定箇所をＳＥＭまたはＴＥＭで評価するから、測定箇所を厳密に評価することができる。
【００４２】
また、必要に応じて、圧痕を目印に、例えばレーザマーカなどで測定箇所近傍にマーキングを形成して目印をさらに追加すると、測定箇所の検出がさらに容易になる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置およびそれを用いた試料表面評価方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４４】
まず、図１は、本発明の実施の一形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置の概略構成図である。なお、図１では、本発明に係る駆動機構と補正機構とに関連する構成部分のみを示しており、試料観察手段、つまり例えば圧痕位置を確認する光学系等の図示を省略している。
【００４５】
上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、図１に示すように、試料の上方であって試料６に比較的接近した位置に配置された２つのカンチレバー１,３１と、この２つのカンチレバー１,３１を移動させる駆動機構５とを備えている。上記カンチレバー１の先端部には、試料表面に圧痕を形成する圧痕形成用プローブ２を有している一方、上記カンチレバー３１の先端部には、試料６の表面の走査プローブ顕微鏡像を測定する測定用プローブ３２を有している。ここで、上記圧痕形成用プローブ２は、試料６の表面に圧痕を形成できると共に、試料凹凸を測定できるものであり、上記測定用プローブ３２は、試料凹凸、電気的信号による拡散形状、磁気力を測定できるものである。また、上記圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２を有するカンチレバー１,３１はそれぞれホルダ３,３３に保持されている。
【００４６】
上記駆動機構５は、圧痕形成用プローブ２のための水平垂直移動機構としての第１駆動部４と、測定用プローブ３２のための水平垂直移動機構としの第２駆動部３４とを備えている。上記第１駆動部４にホルダ３を固定し、第２駆動部３４にホルダ３３を固定している。また、上記第１,第２駆動部４,３４は、互い独立に水平方向および垂直方向に移動できる。つまり、上記第１,第２駆動部４,３４は、互いに独立にＸ,Ｙ,Ｚ方向に移動可能である。また、上記第１,第２駆動部４,３４が停止した状態で、圧痕形成用プローブ２および測定用プローブ３２が上下できるように、第１,第２駆動部４,３４はそれぞれに駆動系を有している。上記第１,第２駆動部４,３４は、図示しないが、圧電素子をそれぞれ有している。
【００４７】
上記第１,第２駆動部４,３４のＸ,Ｙ方向の移動をＸＹ方向走査回路６１,６３で制御し、第１,第２駆動部４,３４のＺ方向の移動をＺ方向走査回路で制御している。また、上記第１,第２駆動部４,３４で圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２を移動させることにより、圧痕形成用プローブ２で得られた走査プローブ顕微鏡像を画像メモリ６５で保存し、測定用プローブ３２で得られた走査プローブ顕微鏡像を画像メモリ６６で保存する。この画像メモリ６５,６６の走査プローブ顕微鏡像をＣＲＴ（cathode ray tube）７１で表示すると共に、その走査プローブ顕微鏡像のＸ,Ｙ方向のズレ量を画像補正回路６９で検出し、そのズレ量をＸＹ補正回路７０で算出する。このズレ量に基づいてＸＹ方向制御回路６７,６８がＸＹ方向走査回路６１,６３を制御して、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２との取り付け位置を補正する。
【００４８】
上記圧痕形成用プローブ２および測定用プローブ３２を用いて凹凸像を得るために、圧痕形成用プローブ２および測定用プローブ３２の上下動の変化または上下動の周期の変化をプローブ・試料間力検出回路８１,８２で検出している。このプローブ・試料間力検出回路８１,８２の検出結果はＺ方向走査回路６２,６４にフィードバックされる。このようにフィードバックされたＺ方向走査回路６２,６４からの情報と、ＸＹ方向走査回路６１,６３からの情報とを同期させて凹凸像が得られる。
【００４９】
また、上記測定用プローブ３２は、試料６と測定用プローブ３２との間の電気信号を電気信号検出回路８３で検出してＳＣＭ像を取得できる。このＳＣＭ像は、プローブ・試料間力検出回路８３からの情報と、ＸＹ方向走査回路６３からの情報とを同期させることによって作成される。
【００５０】
ここでは、上記第１駆動部４と、第２駆動部３４と、ＸＹ方向走査回路６１,６３と、Ｚ方向走査回路６２,６４と、ＸＹ方向制御回路６７,６８とで、移動制御手段を構成していて、ＸＹ方向走査回路６１,６３Ｚ方向走査回路６２,６４と、ＸＹ方向制御回路６７,６８とで制御部を構成している。また、上記画像補正回路６９とＸＹ補正回路７０とで補正手段を構成している。
【００５１】
以下、図１,２と図３のフローチャートとを用いて、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２との測定位置を一致させるための補正機能を説明する。
【００５２】
まず、図３に示すように、処理をスタートさせ、ステップＳ２１で、走査プローブ顕微鏡装置用試料台１３に固定した試料６に特徴的な形状７（図１参照）があるか否かを判定する。そのステップＳ２１で、試料６に特徴的な形状７があると、その特徴的な形状７を選択してステップＳ２３に進む。このとき、上記試料６が半導体試料である場合は、特徴的な形状７として孤立パターンを選択する。一方、上記試料６に特徴的な形状７がないと、ステップＳ２２に進み、圧痕形成用プローブ２で測定箇所近傍に圧痕を形成した後、ステップＳ２３に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ２３で、圧痕形成用プローブ２で試料表面の凹凸像を得る。より詳しくは、上記圧痕形成用プローブ２を有するカンチレバー１を、ＸＹ方向走査回路６１とＺ方向走査回路６２により制御して、図２（ａ）に示す試料表面の凹凸像をＡＦＭ法測定などで獲得する。なお、上記凹凸像は画像メモリ６５に保存される。
【００５４】
そして、ステップＳ２４で、測定用プローブ３２で試料表面の凹凸像を得る。より詳しくは、上記測定用プローブ３２を有するカンチレバー３１を、ＸＹ方向走査回路６３とＺ方向走査回路６４により制御して、図２（ｂ）に示す試料表面の凹凸像をＡＦＭ法測定などに獲得する。なお、上記凹凸像は画像メモリ６６に保存される。
【００５５】
次に、ステップ２５で、圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２で得られた２つの凹凸像において、特徴的な形状７を測定画像の（Ｘ,Ｙ）＝（０,０）にもってくる。つまり、図２（ａ）,（ｂ）の画像において特徴的な形状７のズレ量を画像補正回路６９によって検出して、各測定画像のＸ,Ｙ方向のズレ量をＸＹ補正回路７０により算出して、図２（ｃ）に示すように、それらの測定画像の中心（Ｘ,Ｙ）＝（０,０）に特徴的な形状７が位置するように、ＸＹ方向制御回路６７,６８を用いてＸＹ方向走査回路６１,６３を制御する。
【００５６】
次に、ステップＳ２６で、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２とで特徴的な形状７を測定して、その特徴的な形状７が測定画像の中心（Ｘ,Ｙ）＝（０,０）に位置することを確認する。つまり、図２（ｄ）に示すように、補正を行った後の凹凸像が、圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２のどちらで測定しても、測定画像の中心にきていることを確認して処理を終了する。
【００５７】
なお、上記試料６が特徴的な形状７を有していない場合、例えば、半導体試料のメモリーセルのような繰り返しパターンが続いている場合には、ステップＳ２５,Ｓ２６での処理は、ステップＳ２２で形成された圧痕に対して行われる。つまり、その圧痕が形成されている領域に対して圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２でＡＦＭ法測定を行って凹凸像を獲得し、それらの凹凸像のズレ量を計測し、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２との位置関係を正確に補正する。
【００５８】
このような手法を用いて、圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２の取付位置を正確に補正するから、どちらのプローブからでも同じ特徴的な形状７を画像の中心に高精度に測定できる。したがって、上記圧痕形成用プローブ２で検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろすことができて、測定作業に要する労力および時間を減らすことができる。
【００５９】
この補正機能は、マルチプローブ型プローブ顕微鏡装置に複数の測定用プローブが装着されている場合、圧痕形成用プローブ,複数の測定用プローブで画像を取り込み、ズレ量を計測し、圧痕形成用プローブ,複数の測定用プローブの位置関係を正確に補正できるものとする。
【００６０】
以下、上記構成のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた試料表面評価方法を説明する。
【００６１】
図４（ｂ）に示すように、レーザマーカ用ステージ１１上に試料１０を載置する。この試料１０は、図４（ａ）に示すように、半導体デバイスが形成されたシリコン基板を数センチメートルの大きさに劈開したものであって、他の解析手法、例えばＬＳＩのテスターテストや微弱発光解析法等で、電気的に不良が確認されている箇所９を有している。上記ＬＳＩのテスターテストとは、ＬＳＩの動作試験などで不良の有無や不良箇所を論理的に検出するテストのことである。また、上記微弱発光解析法とは、ＬＳＩの動作不良箇所から、リーク電流などに起因して発生する微弱な光を検知して不良箇所を検出する解析方法のことである。
【００６２】
次に、上記試料１０に対して、図４（ｂ）に示すように、不良箇所９からＬ＝約５０μｍ離れた部分にレーザマーカでマーキング１２を３箇所に形成する。このマーキング１２は、不良箇所９に対して図４（ｂ）中の上、右、左に形成されている。実際の作業では、不良箇所９の確認を容易にする観点から、レーザマーキングを行うのが好ましい。
【００６３】
そして、図４（ｃ）に示すように、走査プローブ顕微鏡装置用試料台１３に試料１０を固定し、光学顕微鏡にてマーキング１２を手掛りに不良個所９の位置を確認し、圧痕形成用プローブ２を持ったカンチレバー１を、駆動機構５を用いて不良箇所９に比較的接近した位置に移動する。引き続き、上述の補正機能を用いて、図５（ｄ）に示すように、マーキング１２よりさらに内側の不良箇所９からＭ＝３〜１０μｍの位置に高い位置精度で圧痕１４を形成する。
【００６４】
図１１の従来例で圧痕を形成するには、測定用プローブ２６が通常１個しか装着されていないため、カンチレバー２７と共に測定用プローブ２６を目的の圧痕形成用プローブに置き換える必要がある。その上、単に置き換えただけでは、必ずしもマーキング１２より内側の不良箇所９からＭ＝３〜１０μｍの位置に高い精度で、圧痕を形成することは不可能である。また、上記不良箇所９の測定を行う際、測定エリアを小さくとる必要があるが、マーキング１２では不良箇所９より遠すぎて位置確認の目印にはなりえない。この不具合を改善するために圧痕形成は不可欠と思われる。
【００６５】
次に、図５（ｅ）に示すように、上述の補正機能を用いて試料１０上の不良個所９および圧痕１４を含む希望した領域上に、測定用プローブ３２を持ったカンチレバー３１を駆動機構５で移動させて、その領域の凹凸像,ＳＣＭ像を測定する。この測定の低倍(１００μｍ□程度)の結果を、図６（ａ）,（ｂ）に示している。図６（ａ）は凹凸像であり、この凹凸像は試料表面の凹凸形状がｎｍオーダーの分解能で得られる。図６（ｂ）はＳＣＭ像であり、このＳＣＭ像は、自然酸化膜等を介して試料表面とプローブ先端との間の容量としてＬＳＩイオン注入不純物の分布形状や結晶欠陥などに起因した電気的なリーク箇所が画像化されたものである。
【００６６】
上記凹凸像およびＳＣＭ像によって、不良箇所９,マーキング１２および圧痕１４の観察を行えるが、不良箇所９の詳細（例えば、不良箇所の形状、電気的特長など）が、低い分解能のために鮮明に画像になっていない。そこで、既存の拡大機能を用いて、不良箇所９と圧痕１４とを観察できる２５μｍ□程度の領域に対して凹凸像,ＳＣＭ像の測定を行う。これにより得られた凹凸像を図６（ｃ）に示し、ＳＣＭ像を図６（ｄ）に示している。上記凹凸像では、図６（ｃ）に示すように、圧痕１４の凹凸のみしか観察できないが、電気的測定像つまりＳＣＭ像では、正常部がライン状の拡散形状で観察され、不良箇所９に相当する箇所に拡散のシミだし１５が存在するのが鮮明に確認できている。
【００６７】
さらに、電気的に不良が確認され、不良箇所９を持った試料６に対して、測定用プローブ３２でＭＦＭ測定を行うことにより、図６（ｅ）に示すＭＦＭ像が得られる。また、上記測定用プローブ３２とは別の測定用プローブを設けておいて、順次電気的測定を行うことも可能である。例えば、上記測定用プローブ３２とは別に例えばＥＦＭ測定用プローブを設けて、解析を実施した試料１０上の不良個所９および圧痕１４を含む希望した領域に対してＥＦＭ測定を行えば、図６（ｆ）に示すＥＦＭ像を得ることができる。上記凹凸像,ＳＣＭ像,ＭＦＭ像およびＥＦＭにおいて圧痕１４を基準に重ね合わせると、不良箇所９の比較検討が容易に可能になる。
【００６８】
図１１の従来例では、凹凸像,ＳＣＭ像,ＭＦＭおよびＥＦＭ像において各像を得る都度、プローブを取り換える必要があるため、操作や手順が煩雑になっている。これに対し、本実施形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置では、複数の測定用プローブを高い精度で目的位置に移動できることから、測定用プローブの取り換えは不要である。
【００６９】
以下、上記構成のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた他の試料表面評価方法を説明する。
【００７０】
まず、図７（ａ）に示すように、走査プローブ顕微鏡装置用試料台１３上に試料１６を載置する。そして、上記試料１６に対して、図７（ｂ）に示すように、測定用プローブ３２を持つカンチレバー３１を用いてＳＣＭ測定を行う。これにより、図８（ａ）に示すように、ＳＣＭ像中に信号の異なる箇所１７が検出される。上記ＳＣＭ像において箇所１７の信号が異なっているのは、拡散形状の違い、または結晶欠陥の存在やひずみ等に起因することが多い。さらに、試料１６上の信号の異なる箇所１７を含む希望した領域に対して、測定用プローブ３２でＭＦＭ測定を行うことにより、図８（ｂ）に示すＭＦＭ像が得られて、ＳＣＭ像とＭＦＭ像との比較検討が容易に可能になる。
【００７１】
図１１の従来例では、ＳＣＭ像を測定した状況で、不具合のある箇所が検出されても、マーキングなしで、他の評価方法、例えばＭＦＭ測定等を行うことは不可能であった。これに対して、本実施形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置では、圧痕形成用プローブ２,測定用プローブ３２を有していて、それらを高い精度で目的の箇所に移動できる補正機能を有することから、ＳＣＭ測定とＭＦＭ測定を簡便に行うことができる。
【００７２】
次に、上記試料１６上の信号の異なる箇所１７に対して他の解析を行うため、図９（ａ）に示すように、圧痕形成用プローブ２を持ったカンチレバー１を用いて、信号の異なる箇所１７から約３〜１０μｍほど離れた図９（ａ）中の上、左、右の３箇所に、圧痕３８を高い位置精度で形成する。
【００７３】
上記圧痕形成は、図１１の従来例では、プローブの交換が必要になり、実現不可能であったが、本実施形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置では、複数のプローブを高い精度で目的の箇所に移動できる補正機能を有することから、実現可能になっている。
【００７４】
次に、この圧痕３８を目印に像中に信号の異なる箇所１７を、ＴＥＭまたはＳＥＭで評価すると、図９（ｂ）に示すように、信号の異なる箇所１７に相当する位置に、拡散領域を横切って大きな転位線１９が確認された。
【００７５】
上記実施の形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、ＡＦＭの基本機構と同じであり、その他、ＥＦＭ、ＳＣＭ、ＭＦＭ等々の測定機構を有してもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、１つの測定用プローブ３２を有していたが、複数の測定用プローブを有してもよい。この場合、測定用プローブの数が複数であるから、測定箇所を含む領域を各測定用プローブで測定することにより、複数種の走査プローブ顕微鏡像が得られて、試料表面の評価を厳密に行うことができる。また、複数の測定用プローブを有している場合、測定目的に応じた測定用プローブ,カンチレバーおよびそれらの制御系を備えて測定を行う。また、上記制御系は複数の測定用プローブの制御に対応できるものであるのは言うまでもない。
【００７７】
図１０に、本発明の他の実施の形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を示している。このマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、駆動機構のみが図１のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置と異なっている。図１０では、図１と同一構成部には同一番号を付して説明を省略すると共に、補正手段および制御部に対応する構成部の図示を省略している。
【００７８】
図１０に示すマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、圧痕形成用プローブ２のための垂直移動機構としての第１駆動部４４と、測定用プローブ３２のための垂直移動機構としての第２駆動部５４と、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２を一緒に水平方向に移動させる水平移動機構としての第３駆動部３６とからなる駆動機構３５を備えている。上記第１駆動部４４,第２駆動部５４によって、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２とをＺ方向（垂直方向に）に互いに独立して移動させることができる。また、上記第３駆動部３６によって、圧痕形成用プローブ２と測定用プローブ３２とを水平方向（ＸＹ方向）に共に移動させることができる。このようなマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いても本実施形態と同様の効果を奏する。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、圧痕形成用プローブと測定用プローブを有しているので、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正することにより、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろされて、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
【００８０】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と、測定用プローブの水平垂直移動機構と、制御部とを有しているから、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して水平および垂直に移動させることができる。
【００８１】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、圧痕形成用プローブと測定用プローブを有しているので、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係を補正することにより、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろされて、測定作業に要する労力および時間を軽減することができる。
【００８２】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記水平移動機構と、圧痕形成用プローブの垂直移動機構と、測定用プローブの垂直移動機構と、制御部とを有しているから、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを一緒に水平に移動させることができると共に、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させることができる。
【００８３】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記圧痕形成用プローブの水平垂直移動機構と、測定用プローブの水平垂直移動機構と、制御部とを有しているから、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを一緒に水平に移動させることができると共に、圧痕形成用プローブと測定用プローブとを互いに独立して垂直に移動させることができる。
【００８４】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置によれば、上記圧痕形成用プローブの走査プローブ顕微鏡像と、測定用プローブの走査プローブ顕微鏡像とのズレ量に基づいて、圧痕形成用プローブと測定用プローブとの取り付け位置関係が補正手段で補正されるから、圧痕形成用プローブで検出した測定箇所に測定用プローブを容易かつ正確に降ろすことができる。
【００８５】
一実施形態の発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置は、上記測定用プローブの数が複数であるから、測定箇所を含む領域を各測定用プローブで測定することにより、複数種の走査プローブ顕微鏡像が得られて、試料表面の評価を厳密に行うことができる。
【００８６】
本発明の試料表面評価方法は、上記圧痕形成用プローブによって圧痕が測定箇所近傍に形成されているから、この圧痕を含む領域の走査プローブ顕微鏡像を測定することにより、測定箇所が特徴的な形状を有していなくても、測定箇所を容易に検出することができる。
【００８７】
また、上記圧痕が測定箇所近傍に形成されているから、走査プローブ顕微鏡像における圧痕の位置に基づいて、測定箇所の位置の誤差を更に厳密に補正できる。
【００８８】
一実施形態の発明の試料表面評価方法は、圧痕形成用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像と、測定用プローブで得られた走査プローブ顕微鏡像とのズレ量に基づいて、圧痕形成用プローブと上記測定用プローブとの取り付け位置関係を補正するから、測定用プローブが測定箇所により正確かつ容易に降ろされ、測定用プローブを用いて測定箇所を高精度に測定できる。
【００８９】
一実施形態の発明の試料表面評価方法によれば、上記複数の測定用プローブで得られた複数の走査プローブ顕微鏡像を上記圧痕を基準にして重ね合わせるから、複数の走査プローブ顕微鏡像の比較検討を容易にできる。
【００９０】
一実施形態の発明の試料表面評価方法によれば、上記圧痕を目印にして上記試料の測定箇所をＳＥＭまたはＴＥＭで評価するから、測定箇所を多角的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置の概略構成図である。
【図２】  図２は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置の測定画像ある。
【図３】  図３は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置の補正方法を示すフローチャートである。
【図４】  図４は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた表面評価方法を説明するための図である。
【図５】  図５は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた表面評価方法を説明するための図である。
【図６】  図６は、上記表面評価方法において得られた走査プローブ顕微鏡像である。
【図７】  図７は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた他の表面評価方法を説明するための図である。
【図８】  図８は、上記他の表面評価方法において得られた走査プローブ顕微鏡像である。
【図９】  図９は、上記マルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を用いた他の表面評価方法を説明するための図である。
【図１０】  図１０は、本発明の他の実施の形態のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置の概略構成図である。
【図１１】  図１１は、従来のマルチプローブ型走査プローブ顕微鏡装置を説明するための図である。
【符号の説明】
２           圧痕形成用プローブ
５           駆動機構
６,１０,１６  試料
１４,３８     圧痕
３２         測定用プローブ
【図１】
0003819230.tif 000002
【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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