JPH0351701A - トンネル電流を用いた試料表面の測定方法 - Google Patents
トンネル電流を用いた試料表面の測定方法Info
- Publication number
- JPH0351701A JPH0351701A JP18442689A JP18442689A JPH0351701A JP H0351701 A JPH0351701 A JP H0351701A JP 18442689 A JP18442689 A JP 18442689A JP 18442689 A JP18442689 A JP 18442689A JP H0351701 A JPH0351701 A JP H0351701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- film
- probe
- tunnel current
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic 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あるいはその原理を応
用した精密測定装置等によるトンネル電流を用いた試料
表面の測定方法に関する。
用した精密測定装置等によるトンネル電流を用いた試料
表面の測定方法に関する。
［従来の技術］
最近、物質表面及び表面近傍の電子構造を直接観察でき
る走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略す）が開発さ
れ［Ｇ、Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅｔ ａｌ、、Ｈｅ１ｖｅｔ
ｉｃａＰｈｙｓｉｃａ、Ａｃｔａ、５５，７２６ （１
９８２）］ 、単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い
分解能の測定ができるようになり、しかも媒体に、電流
による損傷を与えずに低電力で観測できる利点をも有し
、さらには超高真空中のみならず大気中や溶液中でも動
作し種々の材料に対して用いることができることから広
範囲な応用が期待されている。
る走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略す）が開発さ
れ［Ｇ、Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅｔ ａｌ、、Ｈｅ１ｖｅｔ
ｉｃａＰｈｙｓｉｃａ、Ａｃｔａ、５５，７２６ （１
９８２）］ 、単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い
分解能の測定ができるようになり、しかも媒体に、電流
による損傷を与えずに低電力で観測できる利点をも有し
、さらには超高真空中のみならず大気中や溶液中でも動
作し種々の材料に対して用いることができることから広
範囲な応用が期待されている。
かかるＳＴＭは金属の探針（プローブ電極）と導電性物
質（試料）の間に電圧を加えて１ｎＩ１１程度の距離ま
で近づけると両者の間に電流が流れる（トンネル電流）
ことを利用している。この電流は両者の距離変化に非常
に敏感であり、電流もしくは両者の平均的な距離を一定
に保つように探針な走査することにより実空間の表面情
報を得ることができる。
質（試料）の間に電圧を加えて１ｎＩ１１程度の距離ま
で近づけると両者の間に電流が流れる（トンネル電流）
ことを利用している。この電流は両者の距離変化に非常
に敏感であり、電流もしくは両者の平均的な距離を一定
に保つように探針な走査することにより実空間の表面情
報を得ることができる。
ＳＴＭで試料表面の観察を行う際、探針と試料間に加え
る電圧（バイアス電圧）の大部分が探針−試料間隙にか
かる必要を有することから、試料の抵抗は数ＬＯＯＫΩ
以下でなければならない。
る電圧（バイアス電圧）の大部分が探針−試料間隙にか
かる必要を有することから、試料の抵抗は数ＬＯＯＫΩ
以下でなければならない。
そのために、ＳＴＭで絶縁物あるいは高抵抗な半導体等
の表面観察を直接行うことは不可能であった。そこで、
かかる場合には、試料表面にＡｕ、 Ｐｔ、 Ｐｔ−Ｐ
ｄ等の導電性金属をスパッタリング法、蒸着法等にてコ
ーティングしく ＡｐｐｌｉｅａＰｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒ Ｐ、１６５６〜１６５７５２（２０） Ｍａ
ｙ１９８ｇ） あるいは絶縁性試料の導電性金属レプ
リカを作製し、このレプリカをＳＴＭで観察するという
方法が採られていた（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐ、１０１３
ｖｏｌ。
の表面観察を直接行うことは不可能であった。そこで、
かかる場合には、試料表面にＡｕ、 Ｐｔ、 Ｐｔ−Ｐ
ｄ等の導電性金属をスパッタリング法、蒸着法等にてコ
ーティングしく ＡｐｐｌｉｅａＰｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒ Ｐ、１６５６〜１６５７５２（２０） Ｍａ
ｙ１９８ｇ） あるいは絶縁性試料の導電性金属レプ
リカを作製し、このレプリカをＳＴＭで観察するという
方法が採られていた（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐ、１０１３
ｖｏｌ。
２３９１９８ｇ） 。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述のような金属コーティング法、金属
レプリカ法等によるＳＴＭを用いた絶縁物の表面観察は
、コーティング等の際に用いられる導電性金属のグレイ
ン形状等によりその解像度が制限され、ｌＯｎ＋ａオー
ダー以上の分解能を得るのは困難とされていた。また、
階段上に表面凹凸や微細バダ−ンのある試料面において
は、スデツブカバレージを均一に好ましく、金属コーテ
ィングすることが難しかった。
レプリカ法等によるＳＴＭを用いた絶縁物の表面観察は
、コーティング等の際に用いられる導電性金属のグレイ
ン形状等によりその解像度が制限され、ｌＯｎ＋ａオー
ダー以上の分解能を得るのは困難とされていた。また、
階段上に表面凹凸や微細バダ−ンのある試料面において
は、スデツブカバレージを均一に好ましく、金属コーテ
ィングすることが難しかった。
すなわち１本発明の目的とするところは、上記のような
問題点を解決した導電性の層を試料面にコーティングし
て試料を測定する、トンネル電流を用いた試料表面の測
定方法を提供することにある。
問題点を解決した導電性の層を試料面にコーティングし
て試料を測定する、トンネル電流を用いた試料表面の測
定方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の特徴とするところは、走査型トンネル顕微鏡や
かかる装置の原理を応用したパターン線幅測定装置等の
トンネル電流を用いた試料表面の測定において、測定対
象とする試料表面に、親水性部位と疎水性部位とを有す
る有機分子から成る導電性の単分子膜、単分子累積膜９
重合膜いずれかの膜を積層して測定することにある。
かかる装置の原理を応用したパターン線幅測定装置等の
トンネル電流を用いた試料表面の測定において、測定対
象とする試料表面に、親水性部位と疎水性部位とを有す
る有機分子から成る導電性の単分子膜、単分子累積膜９
重合膜いずれかの膜を積層して測定することにある。
すなわち、本発明は、ＳＴＭの原理を用いて試料、特に
絶縁性試料の表面を観察する際、試料表面に導電コーテ
ィング層として両親媒性分子の導電性単分子膜又は単分
子累積膜又はその重合膜を用いることにより、絶縁性試
料の表面−をｎｍオーダーの分解能で評価しようとする
ものである。
絶縁性試料の表面を観察する際、試料表面に導電コーテ
ィング層として両親媒性分子の導電性単分子膜又は単分
子累積膜又はその重合膜を用いることにより、絶縁性試
料の表面−をｎｍオーダーの分解能で評価しようとする
ものである。
ここで、対象とする試料としては、特に絶縁性試料、ま
たは、絶縁部位と導電部位の混在する試料等が挙げられ
る。
たは、絶縁部位と導電部位の混在する試料等が挙げられ
る。
また、かかる試料にコーティングする導電膜を形成する
導電性有機物質として、ＴＴＦ−ＴＣＮＱに代表される
電荷移動錯体の分子性結晶、ポリアセチレンに代表され
る導電性ポリマー等が挙げられる。
導電性有機物質として、ＴＴＦ−ＴＣＮＱに代表される
電荷移動錯体の分子性結晶、ポリアセチレンに代表され
る導電性ポリマー等が挙げられる。
これらの化合物群の両親媒性分子を溶媒に溶かし、水面
上に展開すると、単分子膜が形成され、Ｌａｎｇｍｕｉ
ｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（Ｌａ法）によりこの単分子膜
を基板上（試料表面）に移し取ることで単分子累積膜等
が形成される。このような単分子膜の累積構造を持つ導
電性Ｌａ膜の室温における面内型導度は、ｌ ｓ／ｃｍ
程度が実現されており、これを用いれば、十分なだけの
導電性を有するコーティング層が形成できる。
上に展開すると、単分子膜が形成され、Ｌａｎｇｍｕｉ
ｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（Ｌａ法）によりこの単分子膜
を基板上（試料表面）に移し取ることで単分子累積膜等
が形成される。このような単分子膜の累積構造を持つ導
電性Ｌａ膜の室温における面内型導度は、ｌ ｓ／ｃｍ
程度が実現されており、これを用いれば、十分なだけの
導電性を有するコーティング層が形成できる。
本発明で用いられる単分子膜、単分子累積膜等は、第５
図に示す装置で形成される。
図に示す装置で形成される。
図中において、２６は表面圧針であり、表面制御装置２
７に継いで移動障壁２８の移動制御を行い、定の表面圧
を保つものである。２９は水相で純水あるいは金属イオ
ンを含む水である。３０は成膜基板（試料）、３１は成
膜基板ホルダーで上下することができるようになってい
る。
７に継いで移動障壁２８の移動制御を行い、定の表面圧
を保つものである。２９は水相で純水あるいは金属イオ
ンを含む水である。３０は成膜基板（試料）、３１は成
膜基板ホルダーで上下することができるようになってい
る。
上記のような装置は下記のように操作される。
先ず液面を清浄にし、ベンゼン、クロロホルム、アンド
ントリル−ベンゼン（ｌ対ｌ）等の溶媒に溶かした導電
性分子の溶液を液面上に滴下し、気体膜を形成させる６
次いで移動障壁２８を除々に左に動かし分子が展開して
いる液面の領域を次第に縮めて面密度を増し、固体膜を
形成させる。この単分子膜の状態は表面圧センサー３２
によって液面上に展開されている単分子膜の表面圧を測
定することによって検知される。前記、移動障壁２８の
左右の動きは、この表面圧センサーの測定値に基づいて
制御される。一般に成膜基板３０へ移しとるのに好適な
単分子膜の表面圧は１５〜３０ｄｙｎ／ｃａ＋とされて
いるが、例えば膜構造物質の化学構造、温度条件によっ
ては好適な表面圧の値が上記範囲からはみ出ることもあ
るので上記範囲は一応の目安である。
ントリル−ベンゼン（ｌ対ｌ）等の溶媒に溶かした導電
性分子の溶液を液面上に滴下し、気体膜を形成させる６
次いで移動障壁２８を除々に左に動かし分子が展開して
いる液面の領域を次第に縮めて面密度を増し、固体膜を
形成させる。この単分子膜の状態は表面圧センサー３２
によって液面上に展開されている単分子膜の表面圧を測
定することによって検知される。前記、移動障壁２８の
左右の動きは、この表面圧センサーの測定値に基づいて
制御される。一般に成膜基板３０へ移しとるのに好適な
単分子膜の表面圧は１５〜３０ｄｙｎ／ｃａ＋とされて
いるが、例えば膜構造物質の化学構造、温度条件によっ
ては好適な表面圧の値が上記範囲からはみ出ることもあ
るので上記範囲は一応の目安である。
上記状態下で成膜基板３０を上下させることによって基
板の表面に当該固体膜となった単分子膜を付着させて移
し取ることができる。更に同一の成膜基板３０に複数回
単分子膜を重ねて移し取ることによって単分子累積膜を
得ることができる。
板の表面に当該固体膜となった単分子膜を付着させて移
し取ることができる。更に同一の成膜基板３０に複数回
単分子膜を重ねて移し取ることによって単分子累積膜を
得ることができる。
上記成膜基板３０の上下移動は通常０．１−１ｃｍ／ｗ
ｉｎの速度で行われる。
ｉｎの速度で行われる。
尚、単分子膜の基板への移し取りの方法としては、上記
した垂直浸漬性以外に水平付着法１回転ドラム法等を用
いることができる。
した垂直浸漬性以外に水平付着法１回転ドラム法等を用
いることができる。
［作 用］
例えば、絶縁性試料をトンネル電流を用いた走査型トン
ネル顕微鏡等で表面測定を行う場合、前述の導電膜を試
料表面にコーティングすることで、試料の抵抗は数１０
０にΩ以下のオーダーとなり、ＳＴＭの探針とかかる試
料間に十分なバイアス電圧を加えることが可能となる。
ネル顕微鏡等で表面測定を行う場合、前述の導電膜を試
料表面にコーティングすることで、試料の抵抗は数１０
０にΩ以下のオーダーとなり、ＳＴＭの探針とかかる試
料間に十分なバイアス電圧を加えることが可能となる。
さらに、ＬＢ膜はｎｓ＋〜サブ止という分子サイズの厚
さをもつ均一な薄膜で、ステップカバレージも良く、比
較的大面積のコーティングも可能なため、試料の表面凹
凸情報を分子サイズで反映することができる。従って、
従来の金属コーティング法等に比べ、表面の解像度が大
幅に向上するものである。
さをもつ均一な薄膜で、ステップカバレージも良く、比
較的大面積のコーティングも可能なため、試料の表面凹
凸情報を分子サイズで反映することができる。従って、
従来の金属コーティング法等に比べ、表面の解像度が大
幅に向上するものである。
［実施例］
以下に、本発明の具体的実施例を挙げる。
支血且ユ
絶縁性試料に導電性ＬＢ膜をコーティングし、その表面
粗さを３７Ｍ観察した。導電性ＬＢ膜は第５図に示す装
置で形成した。
粗さを３７Ｍ観察した。導電性ＬＢ膜は第５図に示す装
置で形成した。
ＬＢ膜の構成分子として、ビステトラシアノキノジメタ
ンードコシルビリジウム（ＣＩ＋３−＋−Ｃ１ｌ−＋−
２＋０（■［ＴＣＮＱｌ ｍ）を用い、これをアセトニ
トリルとベンゼンのｌ対ｌ混合溶液に１ ｓｇ／ｍｌの
濃度で溶炉シタ後、ＫＨＣＯｍ テｐＨ６，８ＬＣ調整
されりＣｄＣ１ｚ ７１１度４ ｘ １０−’ｍｏｌ／
ｉ’ ＊水温１７℃の第５図の装置の水相上に展開した
。
ンードコシルビリジウム（ＣＩ＋３−＋−Ｃ１ｌ−＋−
２＋０（■［ＴＣＮＱｌ ｍ）を用い、これをアセトニ
トリルとベンゼンのｌ対ｌ混合溶液に１ ｓｇ／ｍｌの
濃度で溶炉シタ後、ＫＨＣＯｍ テｐＨ６，８ＬＣ調整
されりＣｄＣ１ｚ ７１１度４ ｘ １０−’ｍｏｌ／
ｉ’ ＊水温１７℃の第５図の装置の水相上に展開した
。
溶媒のアセトニトリル、ベンゼンを蒸発除去した後、表
面圧を２０ｄｙｎ／ｃｍまで高め、単分子膜を形成した
０表面圧を一定に保ちながら、あらかじめ水相中に浸漬
してあった疎水処理した絶縁性試料３０を水面を横切る
方法に速度５ ａｍ／ｗｉｎで静かに引き上げ、続いて
５ ｍｍ／ａ＋ｉｎで静かに浸漬する。この工程を繰り
返して１０層の単分子膜を累積した。
面圧を２０ｄｙｎ／ｃｍまで高め、単分子膜を形成した
０表面圧を一定に保ちながら、あらかじめ水相中に浸漬
してあった疎水処理した絶縁性試料３０を水面を横切る
方法に速度５ ａｍ／ｗｉｎで静かに引き上げ、続いて
５ ｍｍ／ａ＋ｉｎで静かに浸漬する。この工程を繰り
返して１０層の単分子膜を累積した。
このようにして導電性ＬＢ膜をコーティングした試料に
、第１図に示すように外部への取り出し用電極３を付設
し、観察用試料として、この試料表面凹凸の観察をＳＴ
Ｍで行った。第２図に１本実施例で用いたＳＴＭの構成
図を示す。図中４はトンネル電流をモニターする探針で
あり、タングステン針の先端を電解研磨したものを用い
ている。
、第１図に示すように外部への取り出し用電極３を付設
し、観察用試料として、この試料表面凹凸の観察をＳＴ
Ｍで行った。第２図に１本実施例で用いたＳＴＭの構成
図を示す。図中４はトンネル電流をモニターする探針で
あり、タングステン針の先端を電解研磨したものを用い
ている。
そして、第１図に示した導電膜をコーティングした絶縁
性試料が、Ｘ、Ｙ方向及びＺ方向への粗動機構５の上に
置かれ、試料には３の取り出し用電極を介して、探針−
試料間に印加回路６によってバイアス電圧が印加されて
いる。図中７は、円筒形圧電素子からなる探針の試料面
内方向（Ｘ、Ｙ方向）及び深針−試料量方向（Ｚ方向）
への微動制御機構である。８は、探針−試料間に流れる
トンネル電流を検出する回路であり、この出力が９の制
御回路に入り、７の微動制御機構を制御する。
性試料が、Ｘ、Ｙ方向及びＺ方向への粗動機構５の上に
置かれ、試料には３の取り出し用電極を介して、探針−
試料間に印加回路６によってバイアス電圧が印加されて
いる。図中７は、円筒形圧電素子からなる探針の試料面
内方向（Ｘ、Ｙ方向）及び深針−試料量方向（Ｚ方向）
への微動制御機構である。８は、探針−試料間に流れる
トンネル電流を検出する回路であり、この出力が９の制
御回路に入り、７の微動制御機構を制御する。
試料の観察は、バイアス電圧印加回路６によりＩＶの電
圧を印加した状態で粗動機構５を制御し、両極間（探針
−試料間）にｌｐＡの電流が流れる距離まで近づける０
次に、両極間にｌ ｎＡが流れるように微動制御機構７
を制御する。制御回路９は、常にトンネル電流が一定と
なるように微動制御機構７を介して両極間の距離を制御
している。
圧を印加した状態で粗動機構５を制御し、両極間（探針
−試料間）にｌｐＡの電流が流れる距離まで近づける０
次に、両極間にｌ ｎＡが流れるように微動制御機構７
を制御する。制御回路９は、常にトンネル電流が一定と
なるように微動制御機構７を介して両極間の距離を制御
している。
この状態で制御回路９を用いて、微動制御機構７を介し
、探針４をＸ−Ｙ面内で走査し、表面観察を行ったとこ
ろ、 ｎｍオーダーの分解能で試料表面観察が行えた。
、探針４をＸ−Ｙ面内で走査し、表面観察を行ったとこ
ろ、 ｎｍオーダーの分解能で試料表面観察が行えた。
及立丘ユ
第３図に、本発明の第２の実施例を示す、これは、絶縁
性試料上に形成される微細パターンの線幅測定に於いて
ＳＴＭの原理を応用するものであり、探針先端からのト
ンネル電流によってパターンのエツジを検知し、光学的
計測手法によってエツジ間隔を測定することで、ｎｍオ
ーダーの分解能を確保できる線幅測定装置である。
性試料上に形成される微細パターンの線幅測定に於いて
ＳＴＭの原理を応用するものであり、探針先端からのト
ンネル電流によってパターンのエツジを検知し、光学的
計測手法によってエツジ間隔を測定することで、ｎｍオ
ーダーの分解能を確保できる線幅測定装置である。
先ず、微細パターンの形成されている絶縁性試料上に、
第５図に示す装置で導電性ＬＢ膜をコーティングした。
第５図に示す装置で導電性ＬＢ膜をコーティングした。
Ｌ８膜の構成分子として、テトラメチルテトラチフルバ
レンーオクタデシルテトラシアノキノジメタン（ＴＭＴ
ＴＦ／Ｃｌ８ＴＣＮＱ） ；にｌ ｍｇ／ｍＩ！の１度
で溶かした後、水温２０℃の第５図の装置の水相上に展
開した。
レンーオクタデシルテトラシアノキノジメタン（ＴＭＴ
ＴＦ／Ｃｌ８ＴＣＮＱ） ；にｌ ｍｇ／ｍＩ！の１度
で溶かした後、水温２０℃の第５図の装置の水相上に展
開した。
溶媒のベンゼンを蒸発除去した後、表面圧を２５ｄｙｎ
／ｃａ＋まで高め、単分子膜を形成した０表面圧を一定
に保ちながら、あらかじめ水相中に浸漬してあった疎水
処理した絶縁性試料３０を水面を横切る方向に速度１０
ｍｍ／ｌｌｌ１ｎで静かに引き上げ、続いて速度１０ｏ
＋ａ＋／ｌｌｌ１ｎで静かに浸漬する。この工程な経て
、２層の単分子膜を累積した。この試料にも実施例１と
同様に取り出し用電極３を付設した。
／ｃａ＋まで高め、単分子膜を形成した０表面圧を一定
に保ちながら、あらかじめ水相中に浸漬してあった疎水
処理した絶縁性試料３０を水面を横切る方向に速度１０
ｍｍ／ｌｌｌ１ｎで静かに引き上げ、続いて速度１０ｏ
＋ａ＋／ｌｌｌ１ｎで静かに浸漬する。この工程な経て
、２層の単分子膜を累積した。この試料にも実施例１と
同様に取り出し用電極３を付設した。
次に、この微細パターンの線幅測定を行った。
第３図、第４図を用いてかかる測定を説明する。
導電性ＬＢ膜のコーティングされた被測定試料ｌＯには
、バイアス電圧印加回路６によってバイアス電圧が印加
され、被測定試料ｌＯと対向してｌｎｍ以下の距離に近
接させた探針４との間に流れるトンネル電流１１をトン
ネル電流検出回路８で検出する。
、バイアス電圧印加回路６によってバイアス電圧が印加
され、被測定試料ｌＯと対向してｌｎｍ以下の距離に近
接させた探針４との間に流れるトンネル電流１１をトン
ネル電流検出回路８で検出する。
平均トンネル電流が一定になるようにＬＰＦ１２ 、探
針縦方向位置制御回路１３．探針縦方向位置制御手段１
４により、探針４のＺ方向位置制御を行う。ステージ駆
動手段１５によってステージ１６を横方向に移動させ、
被測定試料ｌＯを走査する。この特待られる探針縦方向
位置制御信号３ａ（第４図参照）から、バタ、−ンのエ
ツジをエツジ検出回路１７で検出し、エツジ検出信号３
ｂ（第４図参照）を線幅算出回路１８に送る。一方、可
干渉光源１９からの可干渉光をビームスプリッタ２０に
よって２つに分け、方の光は、ミラー２１を介してステ
ージ１６に固定されたミラー２２へ反射させ、反射光を
ビームスプリッタ２０に再入射させる。他方の光は、探
針４の近傍に固定されたミラー２３に反射させビームス
プリッタ２０に再入射させる。
針縦方向位置制御回路１３．探針縦方向位置制御手段１
４により、探針４のＺ方向位置制御を行う。ステージ駆
動手段１５によってステージ１６を横方向に移動させ、
被測定試料ｌＯを走査する。この特待られる探針縦方向
位置制御信号３ａ（第４図参照）から、バタ、−ンのエ
ツジをエツジ検出回路１７で検出し、エツジ検出信号３
ｂ（第４図参照）を線幅算出回路１８に送る。一方、可
干渉光源１９からの可干渉光をビームスプリッタ２０に
よって２つに分け、方の光は、ミラー２１を介してステ
ージ１６に固定されたミラー２２へ反射させ、反射光を
ビームスプリッタ２０に再入射させる。他方の光は、探
針４の近傍に固定されたミラー２３に反射させビームス
プリッタ２０に再入射させる。
かかるビームスプリッタ２０により、２つの反射光は再
び合成され、干渉光としてフォトダイオード２４に入射
する。このときステージ１６即ち被測定試料１０と探針
４との横方向相対移動によりフォトダイオード２４に入
射する干渉光に明暗の強度変化が生じる０例えば、可干
渉光の波長がλとすると相対移動量がん／２の場合には
、一周期分の明暗変化となる。従って、フォトダイオー
ド２４からの光強度変化信号３ｃ （第４図参照）から
、相対横方向移動量をｎｍの精度で読み取ることができ
、横方向移動量検出回路２５によって横方向移動量信号
３ｄ（第４図参照）が得られ、線幅算出回路１８へ送ら
れる。線幅算出回路１８では、エツジ検出信号３ｂと横
方向移動量信号３ｄをもとに被測定パターン線幅測定値
３ｅ （第４図参照）を算出する。尚、本実施例では、
可干渉光源１９として単一周波数レーザを用いたマイケ
ルソン型光波干渉法を応用した例を示したが、ゼーマン
レーザ等の二周波直交偏光レーザを用いた光ヘテロゲイ
ン干渉法を応用してもよい。
び合成され、干渉光としてフォトダイオード２４に入射
する。このときステージ１６即ち被測定試料１０と探針
４との横方向相対移動によりフォトダイオード２４に入
射する干渉光に明暗の強度変化が生じる０例えば、可干
渉光の波長がλとすると相対移動量がん／２の場合には
、一周期分の明暗変化となる。従って、フォトダイオー
ド２４からの光強度変化信号３ｃ （第４図参照）から
、相対横方向移動量をｎｍの精度で読み取ることができ
、横方向移動量検出回路２５によって横方向移動量信号
３ｄ（第４図参照）が得られ、線幅算出回路１８へ送ら
れる。線幅算出回路１８では、エツジ検出信号３ｂと横
方向移動量信号３ｄをもとに被測定パターン線幅測定値
３ｅ （第４図参照）を算出する。尚、本実施例では、
可干渉光源１９として単一周波数レーザを用いたマイケ
ルソン型光波干渉法を応用した例を示したが、ゼーマン
レーザ等の二周波直交偏光レーザを用いた光ヘテロゲイ
ン干渉法を応用してもよい。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明の測定方法によれば、絶縁性
試料、または絶縁性部位と導・電性部位の混在する試料
の表面粗さ等をＳＴＭ等を用いて、従来の金属コーティ
ング法等に比べ容易に大面積にわたり、高い分解能で測
定できる。
試料、または絶縁性部位と導・電性部位の混在する試料
の表面粗さ等をＳＴＭ等を用いて、従来の金属コーティ
ング法等に比べ容易に大面積にわたり、高い分解能で測
定できる。
第１図は、本発明の特徴とする導電膜をコーチ、インク
した絶縁性試料の概略断面図である。 第２図は、実施例１で用いたＳＴＭの構成図を示す。 第３図は、実施例２で用いた線幅測定装置の構成図を示
す。 第４図は、実施例２で用いた装置によって得られる信号
を表わしたものである。 第５図は、ＬＢ膜作製のための装置を示す。 ｌ・・・絶縁性試料 ２・・・導電膜３・・・取
り出し用電極 ４・・・探針５・・・粗動機構
６・・・バイアス電圧印加回路７・・・微動制
御機構 ８・・・トンネル電流検出回路９・・
・制御回路 ＩＯ・・・被測定試料１１・・・
トンネル電流 １２・・・ＬＰＦ１３・・・探針縦
方向位置制御回路 １４・・・探針縦方向位置制御手段 １５・・・ステージ駆動手段 １６・・・ステージ１７
・・・エツジ検出回路 １９・・・可干渉光源１８・
・・線幅算出回路 ２１，２２．２３・・・ミラー
２０・・・ビームスプリッタ ２４・・・フォトダイオード ２５・・・横方向移動量検出回路 ２６・・・表面圧針 ２７・・・表面制御装置 ２８・・・移動障壁 ２９・・・水相 ３０・・・成膜基板（試料） ３１・・・成膜基板ホルダー ３２・・・表面圧センサー
した絶縁性試料の概略断面図である。 第２図は、実施例１で用いたＳＴＭの構成図を示す。 第３図は、実施例２で用いた線幅測定装置の構成図を示
す。 第４図は、実施例２で用いた装置によって得られる信号
を表わしたものである。 第５図は、ＬＢ膜作製のための装置を示す。 ｌ・・・絶縁性試料 ２・・・導電膜３・・・取
り出し用電極 ４・・・探針５・・・粗動機構
６・・・バイアス電圧印加回路７・・・微動制
御機構 ８・・・トンネル電流検出回路９・・
・制御回路 ＩＯ・・・被測定試料１１・・・
トンネル電流 １２・・・ＬＰＦ１３・・・探針縦
方向位置制御回路 １４・・・探針縦方向位置制御手段 １５・・・ステージ駆動手段 １６・・・ステージ１７
・・・エツジ検出回路 １９・・・可干渉光源１８・
・・線幅算出回路 ２１，２２．２３・・・ミラー
２０・・・ビームスプリッタ ２４・・・フォトダイオード ２５・・・横方向移動量検出回路 ２６・・・表面圧針 ２７・・・表面制御装置 ２８・・・移動障壁 ２９・・・水相 ３０・・・成膜基板（試料） ３１・・・成膜基板ホルダー ３２・・・表面圧センサー
Claims (1)
- （１）トンネル電流を用いた試料表面の測定において、
測定対象とする試料表面に、親水性部位と疎水性部位と
を有する有機分子から成る導電性の単分子膜、単分子累
積膜、重合膜いずれかの膜を積層して測定することを特
徴とするトンネル電流を用いた試料表面の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18442689A JPH0351701A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | トンネル電流を用いた試料表面の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18442689A JPH0351701A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | トンネル電流を用いた試料表面の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351701A true JPH0351701A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16152949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18442689A Pending JPH0351701A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | トンネル電流を用いた試料表面の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0351701A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251578A (en) * | 1991-06-04 | 1993-10-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling system for internal combustion engine |
| US5386805A (en) * | 1991-06-06 | 1995-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling system of an internal combustion engine |
| JP2009056551A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Toyama Univ | 工具位置決め方法および工具位置決め装置 |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP18442689A patent/JPH0351701A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251578A (en) * | 1991-06-04 | 1993-10-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling system for internal combustion engine |
| US5386805A (en) * | 1991-06-06 | 1995-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling system of an internal combustion engine |
| JP2009056551A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Toyama Univ | 工具位置決め方法および工具位置決め装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lü et al. | Kelvin probe force microscopy on surfaces: investigation of the surface potential of self-assembled monolayers on gold | |
| US5481527A (en) | Information processing apparatus with ferroelectric rewritable recording medium | |
| Lingler et al. | Fusion of small unilamellar lipid vesicles to alkanethiol and thiolipid self-assembled monolayers on gold | |
| US7033476B2 (en) | Separation and counting of single molecules through nanofluidics, programmable electrophoresis, and nanoelectrode-gated tunneling and dielectric detection | |
| US5317152A (en) | Cantilever type probe, and scanning tunnel microscope and information processing apparatus employing the same | |
| EP0412850B1 (en) | Substrate for recording medium, recording medium, method for preparing the same, recording and reproducing device, and recording, reproducing and erasing method by use of such recording medium | |
| Heim et al. | Conductivity of DNA probed by conducting–atomic force microscopy: Effects of contact electrode, DNA structure, and surface interactions | |
| DE60121446T2 (de) | Kelvin-rastermikroprobensystem und verfahren zur oberflächenanalyse | |
| US20020021139A1 (en) | Molecular probe station | |
| Gorenskaia et al. | Fabrication of metallic and non-metallic top electrodes for large-area molecular junctions | |
| CN107869978B (zh) | 一种电化学沉积纳米薄膜的厚度测量方法 | |
| EP0438256A2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and recording medium employed therefor | |
| Shkodra et al. | Polymeric integration of structure-switching aptamers on transistors for histamine sensing | |
| JP2775464B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH0351701A (ja) | トンネル電流を用いた試料表面の測定方法 | |
| JP2972858B2 (ja) | 含硫黄有機分子自己組織化膜の動的接触角の測定方法 | |
| JP3647199B2 (ja) | 情報の記録再生方法及び記録再生装置 | |
| Jnawali et al. | Photoconductive response of a single Au nanorod coupled to LaAlO3/SrTiO3 nanowires | |
| JP4696022B2 (ja) | プローブ顕微鏡およびプローブ顕微鏡による測定方法 | |
| Knoll et al. | Supramolecular interfacial architectures for controlled electron transfer | |
| EP1712298B1 (en) | Organic thin film insulator | |
| US20050023140A1 (en) | Process for producing nano-device using potential singular points on substrate | |
| Castillo et al. | Nanoarchitectonics for applications in molecular electronic devices | |
| Dalla Francesca et al. | Large-area in plane molecular junctions by electrografting in 10 nm metallic nanotrenches | |
| Kopiec et al. | Multifrequency Kelvin probe force microscopy on self assembled molecular layers and quantitative assessment of images’ quality |