広い領域にわたるナノメートル形状の観察 / SFT

広い領域にわたるナノメートル形状の観察 / SFT
ナノサーチ®顕微鏡とクローズドループステージによるSPM観察

“広い領域でナノメートルの3次元形状を観て,計測したい!“

このような観察でお困りではありませんか?
3次元形状観察にはレーザー顕微鏡(LSM)と走査型プローブ顕微鏡(SPM)が多く用いられています。LSMは広い領域での形状観察が得意ですが,ナノメートル以下の形状観察は光学的な限界から困難です。
一方,SPMは高倍率な観察を得意とし,ナノメートル,サブナノメートルの形状観察が行えます。
ナノサーチ®顕微鏡SFTシリーズは,LSMとSPMの複合型顕微鏡です。今回,このSFTシリーズに接続できるクローズドループステージ(CL-ステージ)を紹介します。CLステージにより広い領域のSPM観察が可能となります。

■クローズドループステージ(CL-ステージ)

SFT-4500の試料ステージ部に搭載したCL-ステージをFig.1に示します。CL-ステージはクローズドループ制御により,次の特長を持ったSPM観察が可能となります。

  • 100μm四方の広い領域のSPM観察
  • 狭い領域から広い領域まで歪が少ないSPM観察
  • 精度よく指定した座標への視野移動
  • 自在な観察対象の拡大観察と縮小観察
  • 容易な繰り返しSPM観察

Fig.1 SFT-4500とCL-ステージ

■SPM 広域観察

校正にも使用される10μmピッチの格子試料のSPM観察像をFig.2に示します。走査は90μm×90μmで行っています。CL-ステージにより90μmの広域走査でも歪がないSPM観察が行えています。

Fig.2 10umピッチ格子試料のSPM広域観察像

■緩やかに変化するナノメートル段差

Fig.3 SPM 高さ3次元像

Fig.3 SPM 高さ3次元像

膜厚評価のために,基板と膜面の段差を計測することがあります。段差が鋭いナイフエッジ形状を持つ場合,段差観察による膜厚評価は簡単に行えます。しかし,長い距離にわたり緩やかにナノメートルの段差形状が変化する場合,SPMによる膜厚評価が困難になる場合があります。たとえば,基板上に塗布した有機薄膜では膜と基板の境界段差が100μm近くにおよぶものも多くあります。広い領域におけるナノメートル形状をSPM観察する場合,

    「広い領域にわたりXYZに歪がないこと」

が要求されます。とくに,平坦な試料を観るとき,この要求を満たすことが重要です。

Fig.4 形状プロファイルと段差計測

Fig.4 形状プロファイルと段差計測

ナノサーチ®顕微鏡とCL-ステージによるSPM観察を行い,エッチング部の境界の段差形状を得ました。SPM 高さ3次元像をFig.3に示します。形状プロファイルと段差計測結果をFig.4に示します。100μm四方の広い領域で緩やかに段差が変化する境界部の形状が得られました。段差計測の結果から,この有機薄膜の膜厚が79nmであることがわかりました。

ご紹介したCL-ステージは,ナノサーチ顕微鏡シリーズSFT-3500,SFT-4500に接続できます

Application News S16
SPM観察領域を極める。 -ナノサーチ®顕微鏡とクローズドループステージによるSPM観察 その1-
Carry to Extremes SPM Observation Area - SPM Observation by the Closed-Loop Stage and Nano Search® Microscope Part 1-

Application News S17
広い領域にわたるナノメートル形状の観察でお困りではありませんか? -ナノサーチ®顕微鏡とクローズドループステージによるSPM観察 その2-
Don’t You Have a Problem in the Observation of Nanometer Shape over a Wide Area? - SPM Observation by the Closed-Loop Stage and Nano Search® Microscope Part 2-

SFT-4500

ナノサーチ®顕微鏡 SFT-4500

ミリからナノまでの超ワイドレンジの観察・測定にスコープ・バリアフリーを実現。
SFT-4500は,歴史と伝統を持つ光学顕微鏡と最先端の走査型レーザー顕微鏡(LSM),さらにナノオーダーの測定を可能にする走査型プローブ顕微鏡(SPM)を一台に集約。多様な試料に対応する,新時代の観察・測定装置です。 数十倍から百万倍の超ワイド領域において,ミリからナノまでの観察・測定をたった1台で実現します。光学顕微鏡,レーザー顕微鏡,プローブ顕微鏡の切り替えを自在に行い,一度探したターゲット(観察対象物)を見失うことなく,素早く正確にプローブ顕微鏡で観察ができ,画像取得までの時間を大幅に短縮。一体型ならではのシームレスな操作性を実現しました。

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