JPH1064965A

JPH1064965A - 走査型容量顕微鏡を用いた試料の静電容量の測定方法

Info

Publication number: JPH1064965A
Application number: JP8213588A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nakagiri; 伸行中桐; Takuma Yamamoto; ▲琢▼磨山本; Hiroyuki Sugimura; 博之杉村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】部分的に電荷がトラップされている試料であっ
ても、走査型容量顕微鏡を用いて、試料のドーピング情
報を２次元的に、効率よく測定することのできる測定方
法を提供する。【解決手段】表面に絶縁膜を、裏面に電極を備える半導
体試料の表面に、走査型容量顕微鏡の探針を接触させな
がら走査させ（４０１）、探針の先端を試料上の予め定
めた複数の計測点の各点で停止させる（４０２、４０
３）。停止させた各計測点において、電極と探針との間
にバイアス電圧を予め定めた範囲で変化させながら印加
し、前記電極と前記探針との間の静電容量を測定する
（４０４、４０５）。これにより、試料の複数の計測点
における静電容量のバイアス電圧依存特性を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型容量顕微鏡
（ＳＣａＭ：Scaning Capacitance Microscopy)や走査
型力顕微鏡（ＳＦＭ：Scaning Foce Microscopy)を用い
て半導体試料の電気特性を測定し、半導体試料表面での
前記電気特性の２次元マップを得るための方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】特公平７−３２１７７号公報には、イオ
ン注入を施したシリコンの注入原子の濃度分布、すなわ
ち、ドーピングプロファイルを、走査型容量顕微鏡によ
って２次元的に計測することが記載されている。具体的
には、ドーピングを施された半導体試料にバイアス電圧
や交流電圧を印加し、探針と試料との間の静電容量を計
測しながら、探針を試料上で２次元的に移動させる方法
が記載されている。この方法では、探針を振動させ、こ
の振動周波数や振幅が一定となるように探針と試料との
間隔を制御することにより、探針を試料に接触させない
で両者の間隔を一定に保つノンコンタクトモードで測定
を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】探針により試料表面を
走査させながら探針と試料との間の静電容量の計測を行
う場合には、一般的には、試料に印加するバイアス電圧
を一定に保持した状態で測定する方法が用いられてい
る。というのは、測定途中でバイアス電圧を変化させる
と、バイアス電圧の変化によって探針が試料表面に引き
つけられる力が変化するため、ノンコンタクトモードで
は、探針と試料との間隔を制御するのが困難になるため
である。また、探針が試料表面に引きつけられる力が変
化すると、両者の間隔が変化し、静電容量も変化するた
め、測定により得られた静電容量の変化が、間隔の変化
によるものか、試料のドーピング量の変化によるものか
を解析によって分離しなければならない。そのため、信
号処理が複雑になるという問題も生じる。

【０００４】一方、上述のような一定のバイアス電圧に
よる測定方法は、理想的な試料の場合には、試料のドー
プピングプロファイルを測定することが可能であるが、
試料表面や試料内部や試料内の界面に、電荷がトラップ
されている領域が存在する場合には、ドーピングプロフ
ァイルを測定することが困難である。その理由は、電荷
がトラップされている領域の静電容量のバイアス電圧依
存曲線は、図２のように電荷のトラップの有無により、
バイアス電圧軸に平行にシフトするためである。そのた
め、測定結果から、電荷のトラップによる静電容量の変
化と、ドーピング量の変化による静電容量の変化とを分
離する必要があるが、両者を分離するのは非常に困難で
ある。

【０００５】本発明は、部分的に電荷がトラップされて
いる試料であっても、走査型容量顕微鏡を用いて、試料
のドーピング情報を２次元的に、効率よく測定すること
のできる測定方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、以下のような測定方法が提供され
る。

【０００７】すなわち、表面に絶縁膜を、裏面に電極を
備えた半導体試料の表面に、導電性の探針を接触させ、
前記試料と前記探針との間の力を一定に保ちながら、前
記探針の先端を前記試料上の予め定めた複数の計測点の
一つまで相対的に走査させ、前記計測点上に前記探針を
停止させ、前記電極と前記探針との間に、バイアス電圧
を予め定めた範囲で変化させながら印加し、その間の前
記電極と前記探針との間の静電容量を測定することによ
り、前記静電容量のバイアス電圧依存特性を計測し、再
び前記試料と前記探針との間の力を一定に保ちながら、
前記探針の先端を前記試料上の予め定めた複数の計測点
のうちの次の計測点まで相対的に走査させて停止させ、
前記電極と前記探針との間に、バイアス電圧を予め定め
た範囲で変化させながら印加し、前記電極と前記探針と
の間の静電容量を測定することを繰り返し行うことによ
り、前記試料上の予め定めた複数の計測点において静電
容量のバイアス電圧依存特性を計測する走査型容量顕微
鏡を用いた静電容量の測定方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を用いて説明する。

【０００９】まず、本実施の形態の測定に用いた走査型
容量顕微鏡の構成について、図３を用いて説明する。

【００１０】試料１０２は、図１のように表面に酸化シ
リコン膜１１を備えたシリコン１２である。シリコン１
２の裏面側には、電極膜１３が形成されている。試料１
０２は、図３のように試料台１０３により支持される。
試料台１０３には、試料１０２をＸＹＺ方向に駆動する
ためのピエゾアクチュエータ１０４が取り付けられてい
る。ピエゾアクチュエータ１０４には、スキャナー駆動
用アンプ４０１が接続されている。

【００１１】また、導電性の探針１４付きのカンチレバ
ー１０１は、図１のように探針１４の先端が試料１０２
に接するように配置される。これは、探針１４の先端を
試料１０２の表面に接触させるコンタクトモードにより
測定を行うためである。カンチレバー１０１の上部に
は、図３のように半導体レーザ２０１と２分割ホトダイ
オード２０３が配置されている。半導体レーザ２０１に
は、レーザ用電源２０２が接続されている。２分割ホト
ダイオード２０３には、信号処理装置２０４が接続され
ている。また、カンチレバー１０１には、キャパシタン
スセンサー３０２が接続されている。キャパシタンスセ
ンサー３０２の出力は、ロックインアンプ３０３に入力
される。

【００１２】試料１０２の電極膜１３には、交流・直流
電圧供給源３０１が接続される。交流・直流電圧供給源
３０１は、キャパシタンスセンサー３０２にも接続さ
れ、参照信号を入力する。

【００１３】レーザ用電源２０２、信号処理装置２０
４、スキャナー駆動用アンプ１０４、交流・直流電圧供
給源３０１、および、ロックインアンプ３０３は、Ａ／
Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボード５０３を介して、制御装置５０１
に接続されている。また、制御装置５０１には、ＣＲＴ
５０２が接続されている。

【００１４】制御装置５０１は、内蔵する記憶装置内の
プログラムに従って、図４のフローチャートに示す手順
で各部の動作を制御しながら、測定された信号を処理す
る。これにより、試料１０２上の予め定めた各点の静電
容量を計測し、ドーピングプロファイルを作成し、ＣＲ
Ｔ５０２に表示させる。

【００１５】これを以下、図４のフローチャートに沿っ
て説明する。

【００１６】まず、制御装置５０１は、半導体レーザ２
０１を点灯するために、レーザ用電源２０１に電圧を供
給するように指示する制御信号を出力する。これによ
り、半導体レーザ２０１に電圧が供給されて（図５
（ｂ））、レーザ光が出射される。半導体レーザ２０１
から出射した光は、カンチレバー１０１に照射され、反
射光が２分割ホトダイオード２０３により受光される。
２分割ホトダイオード２０３の出力信号は、信号処理装
置２０４で処理され、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボード５０３
によりＡ／Ｄ変換されて、制御装置５０１に入力され
る。これにより、カンチレバー１０１のたわみ量が、光
てこ法により検出される。制御装置５０１は、カンチレ
バー１０１のたわみ量を一定に保つように、試料１０２
の高さ（Ｚ方向）を調節するための電圧信号を形成し、
Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボード５０３でＤ／Ａ変化して、ス
キャナー駆動用アンプ４０１に出力する。スキャナー駆
動用アンプ４０１は、この電圧信号を所定の倍率に増幅
した後、ピエゾアクチュエータ１０４に印加することに
より、試料１０２をＺ方向に変位させる。これにより、
カンチレバー１０１の探針１４と試料１０２との間の力
が一定に保たれる。

【００１７】このようにカンチレバー１０１の探針１４
と試料１０２との間の力を一定に保った状態で、制御装
置５０１は、試料１０２上の予め定めた複数の計測位置
のうちの一つの位置Ａまで、カンチレバー１０１の探針
１４を走査させる。このために、制御装置５０１は、試
料１０２をＸ、Ｙ軸方向に走査させるための電圧信号を
形成し、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボード５０３でＤ／Ａ変換
して、スキャナー駆動用アンプ４０１に供給する。スキ
ャナー駆動用アンプ４０１は、この電圧信号を所定の倍
率に増幅した後、ピエゾアクチュエータ１０４に印加す
る（図５（ａ））。これにより、カンチレバー１０１の
探針１４の先端は、試料１０２上の位置Ａに達する。制
御装置５０１は、スキャナー駆動用アンプ４０１に、ピ
エゾアクチュエータ１０４のＸ、Ｙ軸方向の走査のため
の電圧を保持させることにより、カンチレバー１０１の
探針１４の先端を位置Ａに停止させる（図４のステップ
４０１）。

【００１８】所定の位置Ａに達した時刻ｔ１で、制御装
置５０１は、レーザ用電源２０２に電圧供給の停止を指
示する制御信号を出力する。これにより、半導体レーザ
２０１は消灯する（ステップ４０２）。また、制御装置
５０１は、スキャナー駆動用アンプ４０１に、試料１０
２をＺ方向に変位させるための電圧を時刻ｔ１の時点の
電圧にホールドさせる（ステップ４０３）。これによ
り、カンチレバー１０１と試料１０２とのＺ方向の位置
関係がホールドされる。

【００１９】つぎに、制御装置５０１は、バイアス電圧
と交流電圧とを出力するよう交流・直流電圧供給源３０
１に指示する。このとき、制御装置５０１は、バイアス
電圧値として、最小値Ｖ１を設定し、これを予め定めた
時間の間に、最大値Ｖ２まで直線的に変化させるように
指示する。交流電圧の振幅および周波数は、予め定めた
一定値とする。これにより、図５（ｃ）のように時間ｔ
からｔ１’の間に最小値Ｖ１から最大値Ｖ２まで変化す
るバイアス電圧と、一定の周波数および振幅の交流電圧
とが、試料１０２の裏面側の電極膜１３に印加される
（ステップ４０４、４０５）。なお、最小値Ｖ１および
最大値Ｖ２は、図２の試料のＣ−Ｖ特性曲線のＣの最大
値と最小値とが測定できるように、予め定めた値であ
る。ただし、Ｖ１、Ｖ２は、電荷のトラップによってＣ
−Ｖ特性がシフトした場合にも、Ｃの最小値と最大値と
が測定できるように、シフト量を考慮して定めている。

【００２０】試料１０２の裏面側の電極膜１３に電圧が
印加されると、試料１０２と探針１４とは、探針１４を
ゲート電極、電極膜１３をオーミック電極としたＭＯＳ
構造を成す。例えば、電極膜１３に−の電圧を印加する
と、シリコン１２がｐ型の場合、探針１４直下のシリコ
ン１２に空乏層１５が生じ、探針１４と電極膜１３との
間の静電容量が減少する。この静電容量と印加電圧との
関係、すなわちＣ−Ｖ特性は、酸化シリコン膜１１の膜
厚やシリコン１２のドーピング密度に依存する。具体的
には、ドーピング密度が高くなると、静電容量の最大値
と最小値との差、すなわち静電容量の変化量は小さくな
る。このＣ−Ｖ特性のドーピング依存性を利用すると、
試料１０２の計測位置でのドーピング密度が得られる。

【００２１】ステップ４０４、４０５で試料１０２の電
極膜１３に、最小値Ｖ１から最大値Ｖ２まで変化するバ
イアス電圧、および、交流電圧とが印加されている間、
キャパシタンスセンサー３０２は、探針１０４と電極膜
１３との静電容量を検出する。ロックインアンプ３０３
は、交流・直流電圧供給源３０１からの参照信号を用い
て、キャパシタンスセンサー３０２が検出した静電容量
のうち、試料１０２に印加された交流電圧と同じ周波数
の信号の振幅を検出する。ロックインアンプ３０３の出
力信号は、ｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性を表している。ロックイ
ンアンプ３０３の出力信号は、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボー
ド５０３によりＡ／Ｄ変換されて制御装置５０１に取り
込まれ、試料１０２上の計測位置Ａと対応して記憶され
る。

【００２２】制御装置５０１は、バイアス電圧が最大値
Ｖ２に達した時間ｔ１’において、交流・直流電圧供給
源３０１にバイアス電圧値ゼロを設定する（ステップ４
０６）。そして、レーザ用電源２０２に図５（ｂ）のよ
うに、再び電圧供給を指示し、半導体レーザ２０１を点
灯させる。また、スキャナー駆動用アンプ４０１に、Ｚ
方向の位置のホールドを解除する。そして、信号処理装
置２０４から得たカンチレバー１０１のたわみを表す信
号から、試料１０２のＺ方向に変位させるべき量を演算
し、スキャナー駆動用アンプ４０１に出力する。これに
より、カンチレバー１０１のたわみ量を一定に保つフィ
ードバックが復活し、カンチレバー１０１と試料１０２
との間の力を一定に保持することができる（ステップ４
０８）以降、ステップ４０１〜４０８に戻り、制御装置
５０１は、探針１４の先端を、試料１０２上の予め定め
た次の計測位置に移動させ、探針１４の位置をホールド
し、バイアス電圧を最小値から最大値まで変化させなが
ら、ｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性を測定するルーチンを繰り返
す。これにより、試料１０２上の複数の計測位置の各位
置でのｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性のデータが得られる。

【００２３】制御装置５０１は、計測が終了した後、予
め定めた各計測位置でのｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性データを積
分することにより、各計測位置のＣ−Ｖ特性（図２）を
求め、得られた静電容量の最大値と最小値との差を求め
ることにより、静電容量の変化量を求める。制御装置５
０１は、各計測位置の静電容量の変化量と、試料１０２
上の計測位置とを対応させることにより、静電容量の変
位量の試料１０２上での分布を表す２次元画像を作成
し、ＣＲＴ５０２に表示させる。なお、試料１０２上の
計測位置は、スキャナー駆動用アンプ４０１へ出力した
ＸＹ軸方向への走査量から求める。

【００２４】この静電容量の変化量は、試料１０２の計
測位置でのドーピング密度に依存しているため、静電容
量の変位量の分布画像により、ユーザは、試料上１０２
上のドーピング密度の分布を知ることができる。

【００２５】さらに、制御装置５０１は、スキャナー駆
動用アンプ４０１へ出力したＸＹ軸方向の走査量と、Ｚ
軸方向の変位量とを対応させることにより、試料１０２
表面の凹凸画像を作成し、ＣＲＴ５０２に表示させる。

【００２６】本実施の形態の測定方法では、試料１０２
上の各点で探針１４を停止させてから、図２に示すよう
に、広い範囲でバイアス電圧を変化させながらＣ−Ｖ特
性を測定しているため、得られた静電容量の変化量は、
電荷のトラップによるＣ−Ｖ特性のシフトの影響をうけ
ておらず、試料１０２のドーピング密度のみに依存して
いる。したがって、試料１０２に電荷がトラップされて
いる領域が存在している場合にも、この影響を受けるこ
となく、試料のドーピング密度の分布を精度よく検出す
ることができる。

【００２７】また、本実施の形態の測定方法では、試料
上の計測点で探針を停止させている間、半導体レーザ２
０１を消灯している。これにより、半導体レーザ２０１
のレーザ光の一部が試料１０２に照射されることによ
り、試料１０２に電荷が生じる等の測定条件の変化を回
避することができる。よって、より精度よく、静電容量
の変化量を測定することができる。

【００２８】また、本実施の形態の測定方法では、カン
チレバー１０１の探針１４の先端を、試料１０２の表面
に接触させるコンタクトモードで測定を行っているた
め、バイアス電圧を変化させても、ノンコンタクトモー
ドのように探針１４と試料１０２との間隔が変化しな
い。したがって、探針１４と試料１０２との間隔の変化
に伴う静電容量の変化を考慮する必要がなく、ロックイ
ンアンプ３０３の出力をそのまま積分するだけの簡単な
信号処理で、ドーピング密度を検出することができる。
しかも、本実施の形態では、同時に、コンスタントフォ
ースモードによるＳＦＭ（走査型力顕微鏡）による試料
表面形状を得ることができる。

【００２９】このように、本実施の形態の測定方法で
は、コンタクトモードで探針を走査しながら、試料の各
点で一旦停止させ、各点でバイアス電圧を変化させてｄ
Ｃ／ｄＶ−Ｖ特性を測定する方法を用いることにより、
部分的に電荷がトラップされている試料であっても、試
料のドーピング密度分布を、高精度に、簡単な信号処理
で、効率よく測定することができる。

【００３０】なお、本実施の形態では、ｄＣ／ｄＶ−Ｖ
特性を測定している間、半導体レーザ２０１を消灯する
ことにより、試料１０２へのレーザ光の一部が照射によ
る計測条件の変化を防止しているが、半導体レーザ２０
１を消灯する代わりに、シャッターを半導体レーザ２０
１と試料１０２との間の光路に配置する等の手段によ
り、レーザ光を遮る方法を用いることも可能である。

【００３１】また、本実施の形態では、試料上の各計測
点で、バイアス電圧を最小値から最大値まで複数回変化
させることにより、Ｃ−Ｖ特性を複数回計測し、静電容
量の変化量の平均値を求める構成にすることも可能であ
る。これにより、さらに精度よく、静電容量の変化量を
求めることができる。この場合、平均値を求めるために
ボックスカー回路を用いることができる。

【００３２】なお、バイアス電圧を変化させる方向は、
最小値から最大値へ変化させる方向に限らず、最大値か
ら最小値まで変化させることもできる。

【００３３】また、本実施の形態では、制御装置５０１
が、測定されたｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性を積分することによ
り、Ｃ−Ｖ特性を求め、このＣ−Ｖ特性から静電容量の
変化量をさらに求め、この分布を２次元画像としてＣＲ
Ｔ５０２に表示しているが、表示する物理量としては、
静電容量の変化量に限らず、ｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性のピー
ク値等の別の物理量を表示することもできる。この場
合、計測時にｄＣ／ｄＶ−Ｖ特性の全体を計測しない
で、ピーク値のみを計測することもできる。

【００３４】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
走査型容量顕微鏡を用いて、部分的に電荷がトラップさ
れている試料のドーピング情報を２次元的に、効率よく
測定することのできる測定方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査型容量顕微鏡を用いた静電容量の
測定方法における探針１４と試料１０２が構成するＭＯ
Ｓ構造を示す断面図。

【図２】試料の静電容量のバイアス電圧曲線が、試料の
電荷のトラップによりシフトすることを示すグラフ。

【図３】本発明の一実施の形態の測定方法で用いた走査
型容量顕微鏡の構成を示すブロック図。

【図４】本発明の一実施の形態の測定方法において制御
装置の制御手順を示すフローチャート。

【図５】本発明の一実施の形態の測定方法において、
（ａ）ピエゾアクチュエータ１０４に印加される走査信
号を示すグラフ、（ｂ）半導体レーザへの供給電圧を示
すグラフ、（ｃ）試料１０２に印加されるバイアス電圧
を示すグラフ。

【符号の説明】

１１・・・酸化シリコン膜、１２・・・シリコン、１３
・・・電極膜、１４・・・探針、１０１・・・カンチレ
バー、１０２・・・試料、１０３・・・試料台、１０４
・・・ピエゾアクチュエータ、２０１・・・半導体レー
ザ、２０２・・・レーザ用電源、２０３・・・２分割ホ
トダイオード、２０４・・・信号処理装置、３０１・・
・交流・直流電圧供給源、３０２・・・キャパシタンス
センサー、３０３・・・ロックインアンプ、４０１・・
・スキャナー駆動用アンプ、５０１・・・制御装置、５
０２・・・ＣＲＴ、５０３・・Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換ボー
ド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に絶縁膜を、裏面に電極を備えた半導
体試料の表面に、導電性の探針を接触させ、前記試料と
前記探針との間の力を一定に保ちながら、前記探針の先
端を前記試料上の予め定めた複数の計測点の一つまで相
対的に走査させ、前記計測点上に前記探針を停止させ、前記電極と前記探針との間に、バイアス電圧を予め定め
た範囲で変化させながら印加し、その間の前記電極と前
記探針との間の静電容量を測定することにより、前記静
電容量のバイアス電圧依存特性を計測し、再び前記試料と前記探針との間の力を一定に保ちなが
ら、前記探針の先端を前記試料上の予め定めた複数の計
測点のうちの次の計測点まで相対的に走査させて停止さ
せ、前記電極と前記探針との間に、バイアス電圧を予め
定めた範囲で変化させながら印加し、前記電極と前記探
針との間の静電容量を測定することを繰り返し行うこと
により、前記試料上の予め定めた複数の計測点において
静電容量のバイアス電圧依存特性を計測することを特徴
とする走査型容量顕微鏡を用いた静電容量の測定方法。
【請求項２】請求項１において、前記各計測点につい
て、静電容量の最大値と最小値との差を前記静電容量の
バイアス電圧依存特性から求め、求めた差と前記各計測
点の位置とを対応させることにより、前記試料上での前
記差の分布を表す２次元画像を作成し、表示させること
を特徴とする走査型容量顕微鏡を用いた静電容量の測定
方法。
【請求項３】請求項１において、前記静電容量のバイア
ス電圧依存特性を計測するために、前記バイアス電圧と
ともに、予め定めた周波数の交流電圧を前記電極と前記
探針との間に印加し、前記電極と前記探針との間の静電
容量の、前記周波数と同じ周波数成分の変化量を検出す
ることにより、ｄＣ／ｄＶ（ただし、Ｃは前記静電容
量、Ｖは、前記バイアス電圧を表す）のバイアス電圧依
存特性を計測し、これを積分することにより静電容量の
バイアス電圧依存特性を得ることを特徴とする走査型容
量顕微鏡を用いた静電容量の測定方法。
【請求項４】請求項１において、前記試料と前記探針と
の間の力を一定に保つために、前記探針に加わる力を測
定し、前記力が一定になるように前記試料を前記探針に
対して相対的に上下方向に移動させることを特徴とする
走査型容量顕微鏡を用いた静電容量の測定方法。
【請求項５】請求項４において、前記試料の上下方向の
移動量と、前記探針の先端の走査量とを対応させること
により、前記試料表面の形状を表す２次元画像を作成
し、表示させることを特徴とする走査型容量顕微鏡を用
いた静電容量の測定方法。
【請求項６】請求項４において、前記探針に加わる力を
測定するために、前記探針としてカンチレバー付きのも
のを用い、前記カンチレバーに光を照射して反射光を検
出することにより、前記カンチレバーのたわみ量を検出
することを特徴とする走査型容量顕微鏡を用いた静電容
量の測定方法。
【請求項７】請求項６において、前記電極と前記探針と
の間の静電容量を測定する間、前記カンチレバーへの光
の照射を停止することを特徴とする走査型容量顕微鏡を
用いた静電容量の測定方法。
【請求項８】表面に絶縁膜を、裏面に電極を備える半導
体試料の表面に、走査型容量顕微鏡の探針を接触させな
がら走査させ、前記探針の先端を試料上の予め定めた複
数の計測点の各点で停止させ、停止させた各計測点において、前記電極と前記探針との
間にバイアス電圧を予め定めた範囲で変化させながら印
加し、前記電極と前記探針との間の静電容量を測定する
ことにより、前記試料の複数の計測点における静電容量
のバイアス電圧依存特性を計測することを特徴とする走
査型容量顕微鏡を用いた静電容量の測定方法。
【請求項９】試料を搭載するための試料台と、導電性の
探針と、前記探針を前記試料に対して相対的に走査させ
る走査手段、前記探針と前記試料との間の力を検出し、
前記力を一定に保つために前記試料を前記探針に対して
上下方向に相対的に移動させる力保持手段と、前記探針
と試料との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、前記探針と試料との間の静電容量を測定する
静電容量測定手段と、制御手段とを有し、前記制御手段は、前記力保持手段に、前記試料と前記探針との間の力を一
定に保持させながら、前記走査手段に、前記探針の先端
を前記試料上の予め定めた複数の計測点の一つまで相対
的に走査させて、探針の先端を前記計測点上に停止させ
るよう指示し、前記バイアス電圧印加手段に、前記電極
と前記探針との間にバイアス電圧を予め定めた範囲で変
化させながら印加させ、その間の前記電極と前記探針と
の間の静電容量を前記静電容量測定手段に測定させるこ
とにより、前記静電容量のバイアス電圧依存特性を計測
させることを繰り返し指示することにより、前記試料上
の予め定めた複数の計測点について静電容量のバイアス
電圧依存特性を計測させることを特徴とする走査型容量
顕微鏡。