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2014.07.25

成膜の思わぬ落とし穴。確実に捉えて原因を究明したい。 D大学 次世代薄膜 研究室T ナノサーチ顕微鏡

解決策

解決のポイント
  • 高性能・高解像度観察により思わぬ欠陥を発見

  • 微小形状測定・電流測定・表面電位測定等、様々な測定により原因究明へ接近

今まで全く気が付かなかった異物が表面に・・・

異物の2D画像

異物の2D画像(赤丸箇所がその異物)
レーザー微分干渉観察によりライブ上で異物を特定

E氏は情報収集目的で行った展示会で、オリンパスブースに立ち寄り、ブース内で開催されていた「LEXT OLS4500」のセミナーに参加しました。
「『LEXT OLS4500』は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡、プローブ顕微鏡を兼ね備えた装置で、光学顕微鏡観察及びレーザー顕微鏡観察により欠陥を探し、そこへピンポイントにカンチレバーを下ろして測定ができます」という説明を受け、E氏は今の研究課題を解決できるのではと考え、デモの依頼をしました。

「デモでは実際のサンプルで観察したのですが、まず驚きました。薄膜の表面に、今まで気がつかなかったナノレベルの異物らしきものがいくつもあったのです」

この異物はレーザー顕微鏡の微分干渉観察をした事により明らかになりました。さらに調べるために、異物の真上にカンチレバーを下ろしてプローブ顕微鏡測定を実施しました。
「異物の真上にピンポイントでカンチレバーを下ろせるので、今まで見た事がない形状を観察・測定できました」(E氏)
これまでのプローブ顕微鏡ではサンプル準備から測定まで1時間以上かかっていたのですが、わずか15分で完了しました。

異物のプローブ顕微鏡画像

異物のプローブ顕微鏡画像
レーザー顕微鏡では正確に捉えられない異物をプローブ顕微鏡では捉えられる

次々と明らかになるデータに原因究明の糸口が

さらに、この異物に対して電流測定を実施したところ、この近辺で電流が流れやすく、僅かに電流のムラが生じていました。この分析により、寿命低下の原因のひとつが明らかになったのです。また、表面電位測定の結果、異物付近で表面電位差が生じていることがわかりました。
「オリンパスのカンチレバーはダイナミック、表面電位モード両方で使用できるので、電位測定のための交換も不要でした。カンチレバーの付け替えにも手を焼いていたので、非常に助かりました」

異物の近辺で電流が流れやすくなっている。電流のムラが観察されている

異物の近辺で電流が流れやすくなっている。電流のムラが観察されている

異物近傍で表面電位差が生じている

異物近傍で表面電位差が生じている

研究レポートにつかえる検証データが全て揃い、課題解決のヒントを得る事ができた

研究室Tは、想定を超える多数の観察・測定・分析結果を得られ、抱えている課題解決のヒントを得ることができました。また、レポーティング機能も充実しているため、観察・測定した全ての検証データを研究レポートとして揃えられたことも大きな収穫だった、とE氏は語ってくれました。

本記事で紹介されている製品の関連情報はこちら

ミリからナノをシームレスに測定。複合型観察・測定・分析装置。 ナノサーチ顕微鏡 OLS4500
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