微細形状測定のための非接触静電気力顕微鏡に関する研究－第2報 ドリフト低減のためのプローブ走査方式の検討

摘要

回折格子やプリズムシートに代表される周期的な構造を有するマイクロ光学素子は様々なデバイスに使用され，高精度化および高密度化に伴って微細構造物の高精度形状計測への需要が高まっている．これまで本研究では，プローブ-試料間に作用する遠接場静電気力の検出に基づいて試料表面形状の測定を行う走査型静電気力顕微鏡(Scanning Electrostatic Force Microscope: SEFM)の開発に取り組hできた．SEFM では，プローブは試料表面との間に作用する静電気力を非接触の状態で検出し、プローブ-試料間距離はDual-height 法により算出される．結果として試料表面形状はプローブの走査軌跡とプローブ-試料間距離より得られる．しかしながら，実際の測定においてはドリフトの影響によりDual-height 法で算出されるプローブ-試料間距離に誤差が生じることが判明した．本報では，ドリフトにより生じる誤差について数値計算により形状計測に与える影響を見積もった．またドリフトの影響を低減するためのプローブ走査方法としてVertical Reciprocating Scan (VRS)法が提案し，VRS 法の有効性が数値計算と実験により調査された．