JPH0259601A - チップトリミング装置 - Google Patents
チップトリミング装置Info
- Publication number
- JPH0259601A JPH0259601A JP63211643A JP21164388A JPH0259601A JP H0259601 A JPH0259601 A JP H0259601A JP 63211643 A JP63211643 A JP 63211643A JP 21164388 A JP21164388 A JP 21164388A JP H0259601 A JPH0259601 A JP H0259601A
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- Japan
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- tip
- chip
- screen
- top end
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、走査型トンネル顕微鏡（５ＣＡＮＮＩＮＧＴ
ＵＮＮ［！ＬＩＮＧ Ｍ［ＣＲＯ３ＣＯＰＥ ：以下
、ＳＴＭと言う）に用いるチップの、先端形状を修正す
る装置に関するものである。
ＵＮＮ［！ＬＩＮＧ Ｍ［ＣＲＯ３ＣＯＰＥ ：以下
、ＳＴＭと言う）に用いるチップの、先端形状を修正す
る装置に関するものである。
（従来の技術）
ＳＴＭは固体の表面形状を観察する装置である。
第２図は、３７Ｍ装置の概略である０図においてｌは先
端を極めて鋭く尖らせた金属針（チップ）、２は観察し
ようとする試料、３は直流電源、４は抵抗、５はチップ
ｌと試料２間の間隔を１１１［ｆｆ（図中、Ｚ方向の調
節）する駆動機構、６は駆動機構５を駆動するための電
源である。
端を極めて鋭く尖らせた金属針（チップ）、２は観察し
ようとする試料、３は直流電源、４は抵抗、５はチップ
ｌと試料２間の間隔を１１１［ｆｆ（図中、Ｚ方向の調
節）する駆動機構、６は駆動機構５を駆動するための電
源である。
この動作は次のとおりである。チップ１を、試料２のご
く表面に接近させて、チップを試料表面に沿って走査（
図中、Ｘ、 Ｙ方向の走査）しつつ、電Ｂ３によって電
圧を試料２に加え、チップト試料２間に流れるトンネル
電流を抵抗４に流し、抵抗４の両端に生じる電位差を観
察する。ここで抵抗４の両端電圧が常に一定になるよう
に、電源６によって駆動機構５を調節し、その時の電源
６の出力電圧を、試料２の面内各点について記録すれば
、試料２の表面の凹凸が表示されることになる。これに
よって、試料表面の微細パターンあるいは原子配列の観
察ができることが、ＳＴＭＯ大きな特徴である。ＳＴＭ
においては、当然、チップ１の先端形状が非常に重要で
あり、先端の曲率半径が小なる程、ＳＴＭ像の解像度が
優れると言われている。
く表面に接近させて、チップを試料表面に沿って走査（
図中、Ｘ、 Ｙ方向の走査）しつつ、電Ｂ３によって電
圧を試料２に加え、チップト試料２間に流れるトンネル
電流を抵抗４に流し、抵抗４の両端に生じる電位差を観
察する。ここで抵抗４の両端電圧が常に一定になるよう
に、電源６によって駆動機構５を調節し、その時の電源
６の出力電圧を、試料２の面内各点について記録すれば
、試料２の表面の凹凸が表示されることになる。これに
よって、試料表面の微細パターンあるいは原子配列の観
察ができることが、ＳＴＭＯ大きな特徴である。ＳＴＭ
においては、当然、チップ１の先端形状が非常に重要で
あり、先端の曲率半径が小なる程、ＳＴＭ像の解像度が
優れると言われている。
（発明が解決しようとする課題）
チップ１は通常、太さ０．１〜１ａ＋ａ＋の白金、タン
グステン等の金属線の先端を、機械研磨、化学研磨。
グステン等の金属線の先端を、機械研磨、化学研磨。
電解研磨などによって、曲率半径０．１ｎ程度まで尖ら
せたものである。従来、チップ１の作製、トリミングに
は、金属線を研磨しながら、ときどき走査型二次電子顕
微鏡、電界イオン顕微鏡等によって先端形状を観察し、
目的の曲率半径に到達するまで研磨を続けると言う方法
がとられている。
せたものである。従来、チップ１の作製、トリミングに
は、金属線を研磨しながら、ときどき走査型二次電子顕
微鏡、電界イオン顕微鏡等によって先端形状を観察し、
目的の曲率半径に到達するまで研磨を続けると言う方法
がとられている。
これまでの方法では、チップ１の研磨と先端形状観察を
交互に、かつ、それぞれ別の装置で行っており、チップ
製作の能率が悪いことに加えて、最適の先端形状で、研
磨を止めることが困難であった。
交互に、かつ、それぞれ別の装置で行っており、チップ
製作の能率が悪いことに加えて、最適の先端形状で、研
磨を止めることが困難であった。
本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、その目的は、最適先端形状のＳＴＭチップを、能率良
く製作する装置を提供することにある。
、その目的は、最適先端形状のＳＴＭチップを、能率良
く製作する装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本発明はチップを取り付け
るためのチップホルダーと、取付けられたチップの軸の
延長線上にあって、かつ前記チップに対向して設置され
た電界イオン顕微鏡用スクリーンと、前記チップホルダ
ーと電界イオン顕微鏡用スクリーンとの間に高電圧を印
加するための直流高圧電源と、前記チップホルダーに取
り付けられたチップの軸に対して斜め方向から、チップ
先端に高速原子線を照射するように設置された高速原子
線源とを具備することを特徴とするチップトリミング装
置を発明の要旨とするものである。
るためのチップホルダーと、取付けられたチップの軸の
延長線上にあって、かつ前記チップに対向して設置され
た電界イオン顕微鏡用スクリーンと、前記チップホルダ
ーと電界イオン顕微鏡用スクリーンとの間に高電圧を印
加するための直流高圧電源と、前記チップホルダーに取
り付けられたチップの軸に対して斜め方向から、チップ
先端に高速原子線を照射するように設置された高速原子
線源とを具備することを特徴とするチップトリミング装
置を発明の要旨とするものである。
（作用）
本発明は、チップ先端形状を観察しながら研磨を行うた
め、チップに対して所望の研磨を行うことができる。
め、チップに対して所望の研磨を行うことができる。
（実施例）
次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。
第１図は本発明の実施例を示す０図において、２１はチ
ップ、２２はチップホルダー、２３は蛍光スクリーンで
、チップ２１の軸の延長線上にあって、チップ２１に対
向して設置されている電界イオン顕微鏡用のスクリーン
、２４ばチップホルダー２２とスクリーン２３との間に
高電圧を印加するための直流高圧電源、２５は高速原子
線源でチップ２１の軸に対して斜めの方向から高速原子
線２６を照射する。２７は真空容器でのぞき窓２８が設
けられ、その容器内にはチップ２１．チップホルダー２
２．スクリーン２３゜高速原子線源２５が収められてい
る。
ップ、２２はチップホルダー、２３は蛍光スクリーンで
、チップ２１の軸の延長線上にあって、チップ２１に対
向して設置されている電界イオン顕微鏡用のスクリーン
、２４ばチップホルダー２２とスクリーン２３との間に
高電圧を印加するための直流高圧電源、２５は高速原子
線源でチップ２１の軸に対して斜めの方向から高速原子
線２６を照射する。２７は真空容器でのぞき窓２８が設
けられ、その容器内にはチップ２１．チップホルダー２
２．スクリーン２３゜高速原子線源２５が収められてい
る。
この動作は以下のとおりである。真空容器２７を充分に
排気した後、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性
ガスを１０−ｘ〜１０−’Ｔｏｒｒ導入する。直流高圧
電源２４によってチップ２１・蛍光スクリーン２３間に
高電圧を印加する。チップ２１の先端は極めて鋭（尖ら
せであるために、先端には非常に高い電界がかかり、チ
ップ２１先端付近の不活性ガスがイオン化され（電界イ
オン化）、蛍光スクリーン２３に突入し、これを発光さ
せる。チップ２１先端の曲率半径は極めて小さいのに対
して、蛍光スクリーン２３は平面であって曲率半径が非
常に大きいために、蛍光スクリーン２３上には、チップ
２１先端の像が拡大されて投影される。チップ２１先端
をミクロに見ると、格子原子の直上と、そうでない所と
では仕事関数が異なるために、不活性ガスのイオン化に
差が生じる。したがって蛍光スクリーン２３上には、チ
ップ２１先端の格子原子の配列が投影されることになる
。（このような、チップ先端の像を、ガスの電界イオン
化を利用してスクリーン上に拡大投影するものを電界イ
オン顕微鏡と呼ぶ。）さて、チップ２１先端の電界イオ
ン顕微鏡像を蛍光スクリーン２３上に投影したまま、高
速原子線源２５から放出される高速原子線２６でチップ
２１の先端を衝撃する。この衝撃によって、チップ２１
の先端は僅かずつエツチングされ、それに応じて蛍光ス
クリーン２３上の電界イオン顕微鏡像が変化する。
排気した後、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性
ガスを１０−ｘ〜１０−’Ｔｏｒｒ導入する。直流高圧
電源２４によってチップ２１・蛍光スクリーン２３間に
高電圧を印加する。チップ２１の先端は極めて鋭（尖ら
せであるために、先端には非常に高い電界がかかり、チ
ップ２１先端付近の不活性ガスがイオン化され（電界イ
オン化）、蛍光スクリーン２３に突入し、これを発光さ
せる。チップ２１先端の曲率半径は極めて小さいのに対
して、蛍光スクリーン２３は平面であって曲率半径が非
常に大きいために、蛍光スクリーン２３上には、チップ
２１先端の像が拡大されて投影される。チップ２１先端
をミクロに見ると、格子原子の直上と、そうでない所と
では仕事関数が異なるために、不活性ガスのイオン化に
差が生じる。したがって蛍光スクリーン２３上には、チ
ップ２１先端の格子原子の配列が投影されることになる
。（このような、チップ先端の像を、ガスの電界イオン
化を利用してスクリーン上に拡大投影するものを電界イ
オン顕微鏡と呼ぶ。）さて、チップ２１先端の電界イオ
ン顕微鏡像を蛍光スクリーン２３上に投影したまま、高
速原子線源２５から放出される高速原子線２６でチップ
２１の先端を衝撃する。この衝撃によって、チップ２１
の先端は僅かずつエツチングされ、それに応じて蛍光ス
クリーン２３上の電界イオン顕微鏡像が変化する。
この様子をのぞき窓２８から観察し、所定のところで高
速原子線２６によるエツチングを止める。こうしてチッ
プ２１先端のトリミングが完成する。
速原子線２６によるエツチングを止める。こうしてチッ
プ２１先端のトリミングが完成する。
本発明の最大の特徴は、チップ２１を衝撃する高速原子
線２６が、非荷電性のビームであるために、チップ２１
先端付近の強い電界に妨害されることなくエツチングが
進行し、トリミングの「その場観察」ができる点であり
、これによって、加工効率が飛躍的に改善されるもので
ある。
線２６が、非荷電性のビームであるために、チップ２１
先端付近の強い電界に妨害されることなくエツチングが
進行し、トリミングの「その場観察」ができる点であり
、これによって、加工効率が飛躍的に改善されるもので
ある。
なお、チップホルダー２２に回転機構を付加して、チッ
プ２１の中心軸の回りにチップ２１を回転させながら高
速原子線２６によるエツチングを行えば、軸対称性の良
いトリミングが可能である。また、チップ２１・高速原
子線ｆ１２５間にシャッターを設けて、これの開閉をコ
ントロールすれば、トリミングの微細な調整も可能であ
る。
プ２１の中心軸の回りにチップ２１を回転させながら高
速原子線２６によるエツチングを行えば、軸対称性の良
いトリミングが可能である。また、チップ２１・高速原
子線ｆ１２５間にシャッターを設けて、これの開閉をコ
ントロールすれば、トリミングの微細な調整も可能であ
る。
（発明の効果）
ＳＴＭにおいては、チップ先端の出来不出来が極めて重
要であると言われながら、これまで効率的なトリミング
装置がなかった。それは、チップのトリミングとチップ
形状の観察を交互に、別々の装置で行わざるを得なかっ
たことが一因である。
要であると言われながら、これまで効率的なトリミング
装置がなかった。それは、チップのトリミングとチップ
形状の観察を交互に、別々の装置で行わざるを得なかっ
たことが一因である。
本発明によれば、チップを取り付けるためのチップホル
ダーと、取付けられたチップの軸の延長線上にあって、
かつ前記チップに対向して設置された電界イオン顕微鏡
用スクリーンと、前記チップホルダーと電界イオン顕微
鏡用スクリーンとの間に高電圧を印加するための直流高
圧電源と、前記チップホルダーに取り付けられたチップ
の軸に対して斜め方向から、チップ先端に高速原子線を
照射するように設置された高速原子線源とを具備するこ
とにより、「その場観察」をしながらトリミングができ
るので、所望のトリミングを行いうる効果を有するもの
である。
ダーと、取付けられたチップの軸の延長線上にあって、
かつ前記チップに対向して設置された電界イオン顕微鏡
用スクリーンと、前記チップホルダーと電界イオン顕微
鏡用スクリーンとの間に高電圧を印加するための直流高
圧電源と、前記チップホルダーに取り付けられたチップ
の軸に対して斜め方向から、チップ先端に高速原子線を
照射するように設置された高速原子線源とを具備するこ
とにより、「その場観察」をしながらトリミングができ
るので、所望のトリミングを行いうる効果を有するもの
である。
第１図は本発明の一実施例、第２図は３７Ｍ装置の動作
説明図を示す。 ｌ・・・・チップ ２・・・・試料 ３・・・・直流電源 ４ ・ ５ ・ ６ ・ ２１・ ２２・ ２３・ ２４・ ２５・ ２６・ ２７・ ２８・ 抵抗 チップと試料の間隔を調整する駆動機構駆動電源 チップ チップホルダー 蛍光スクリーン 直流高圧電源 高速原子線源 高速原子線 真空容器 のぞき窓 第１図 ／ ２１ ： ＊−／ア ２４ ： Ｌ＊島反電沫 ２５ 瓢迭原子碧φ衆
説明図を示す。 ｌ・・・・チップ ２・・・・試料 ３・・・・直流電源 ４ ・ ５ ・ ６ ・ ２１・ ２２・ ２３・ ２４・ ２５・ ２６・ ２７・ ２８・ 抵抗 チップと試料の間隔を調整する駆動機構駆動電源 チップ チップホルダー 蛍光スクリーン 直流高圧電源 高速原子線源 高速原子線 真空容器 のぞき窓 第１図 ／ ２１ ： ＊−／ア ２４ ： Ｌ＊島反電沫 ２５ 瓢迭原子碧φ衆
Claims (1)
- チップを取り付けるためのチップホルダーと、取付けら
れたチップの軸の延長線上にあって、かつ前記チップに
対向して設置された電界イオン顕微鏡用スクリーンと、
前記チップホルダーと電界イオン顕微鏡用スクリーンと
の間に高電圧を印加するための直流高圧電源と、前記チ
ップホルダーに取り付けられたチップの軸に対して斜め
方向から、チップ先端に高速原子線を照射するように設
置された高速原子線源とを具備することを特徴とするチ
ップトリミング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211643A JP2668065B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | チップトリミング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211643A JP2668065B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | チップトリミング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259601A true JPH0259601A (ja) | 1990-02-28 |
| JP2668065B2 JP2668065B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16609178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63211643A Expired - Fee Related JP2668065B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | チップトリミング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668065B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110449645B (zh) * | 2019-07-26 | 2020-06-16 | 武汉数字化设计与制造创新中心有限公司 | 一种提高fibm三维微结构面形精度的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287404A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Shimadzu Corp | 固体表面複合分析装置 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63211643A patent/JP2668065B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287404A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Shimadzu Corp | 固体表面複合分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2668065B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |