DE4437081A1 - Gerät und Verfahren zur Adhäsionsmessung und Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen - Google Patents
Gerät und Verfahren zur Adhäsionsmessung und Verfahren zum Herstellen von HalbleitervorrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Ver
fahren zum Messen der Adhäsionskraft einer Proben
oberfläche. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein
Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen
unter Anwendung des Adhäsionsmeßverfahrens.
Ein herkömmliches Interatomarkraft-Mikroskop ist in
Fig. 20 dargestellt. Ein von einem Halbleiterlaser 4
abgegebener Laserstrahl wird auf einer oberen Fläche
eines Auslegers 1 fokussiert und ein von dem Ausleger
1 reflektierter Strahl fällt auf einen Photodiodende
tektor 5. Der Photodiodendetektor 5 erfaßt eine Lage
verschiebung des von dem Ausleger 1 reflektierten
Strahls, um dadurch eine winzige Biegung des Ausle
gers 1 zu ermitteln, welche durch die interatomare
Kraft verursacht wird, die zwischen einem an dem ab
liegenden Ende des Auslegers 1 angebrachten Meßfühler
2 und einer zu messenden Probe 3 wirkt.
Es wird nun der Vorgang zum Messen eines Bildes von
Oberflächenungleichmäßigkeiten der Meßprobe 3 mittels
eines solchen Interatomarkraft-Mikroskops beschrie
ben. Zuerst wird durch eine Steuereinheit 7 an eine
Z-Elektrode eines zylindrischen piezoelektrischen
Elements 6 eine Spannung zur Rückführungsregelung an
gelegt, wobei die Meßprobe 3 in der vertikalen Z-
Richtung derart bewegt wird, daß der von dem Ausleger
1 reflektierte Strahl auf eine festgelegte Stelle an
dem Photodiodendetektor 5 fällt. Während das zylin
drische piezoelektrische Element 6 auf diese Weise
unter Rückführungsregelung in der Z-Richtung gesteu
ert wird, werden durch einen Computer 8 über die
Steuereinheit 7 an eine X-Elektrode und eine Y-Elek
trode des zylindrischen piezoelektrischen Elements 6
Spannungen derart angelegt, daß die Meßprobe 3
gleichzeitig in der X-Richtung und der Y-Richtung ab
getastet wird. Durch Erfassen der von der Steuerein
heit 7 an das zylindrische piezoelektrische Element 6
jeweils für die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-
Richtung angelegten Spannungen kann ein Bild von Un
gleichförmigkeiten der Probenoberfläche erzeugt wer
den.
Gemäß der Beschreibung in der früher eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 5-26841 wurde ein
Verfahren zum Messen der Oberflächenadhäsion der Meß
probe 3 mittels des in Fig. 20 dargestellten Inter
atomarkraft-Mikroskops vorgeschlagen. Der hier
verwendete Ausdruck "Oberflächenadhäsion" hat die
Bedeutung einer Adhäsionskraft zwischen einem
Material, das die Probenoberfläche bildet, und einem
Material, das auf die Probenoberfläche aufzubringen
ist. Die Oberflächenadhäsion wird beispielsweise
dadurch gemessen, daß die Meßprobe 3 zum Ändern der
Lage der Oberfläche der Meßprobe 3 in bezug auf den
Meßfühler 2 vertikal bewegt wird und dabei eine
Durchbiegung des Auslegers 1 in bezug auf eine
Versetzung der Meßprobe 3 in der Z-Richtung ermittelt
wird. Die Durchbiegung des Auslegers 1 in bezug auf
die Versetzung der Meßprobe 3 in der Z-Richtung wird
durch den Photodiodendetektor 5 als Ausmaß der
Verschiebung der Einfallstelle gemessen, an welcher
der von dem Ausleger 1 reflektierte Laserstrahl auf
den Photodiodendetektor 5 auftrifft.
Im einzelnen wird die Oberflächenadhäsion in nachste
henden aufeinanderfolgenden Schritten S1 bis S7 ge
messen:
S1: Zuerst wird der Meßfühler 2 zu einem Meßpunkt an der Meßprobe 3 bewegt.
S2: Es sei hier angenommen, daß eine Ausgangsspannung des Photodiodendetektors 5 Vd ist und eine beliebig eingestellte Spannung Vs ist. Ein (nicht dargestell ter) Schrittmotor für das Bewegen des zylindrischen piezoelektrischen Elements 6 in der Z-Richtung wird derart betrieben, daß die Meßprobe 3 näher an den Meß fühler 2 des Auslegers 1 herankommt.
S3: Wenn die Meßprobe 3 eine Lage nahe an dem Meßfüh ler 2 erreicht, wird durch die Steuereinheit 7 zum Bewegen des piezoelektrischen Elements 6 in der Z- Richtung eine Spannung an das piezoelektrische Ele ment 6 angelegt, wodurch die Meßprobe 3 noch näher an dem Meßfühler 2 herankommt. Hierdurch entsteht eine zwischen der Meßprobe 3 und dem Meßfühler 2 wirkende interatomare Kraft für das Durchbiegen des Auslegers 1. Dadurch wird die Einfallstelle des Laserstrahls an den Photodiodendetektor 5 versetzt, wodurch sich die Ausgangsspannung Vd des Photodiodendetektors 5 än dert. Wenn die durch die Summe Vd + Vs aus der Aus gangsspannung Vd und der eingestellten Spannung Vs dargestellte Versetzungsspannung zu Null wird, wird in der Steuereinheit 7 eine Rückführungsschaltung eingeschaltet, um zur automatischen Regelung in der Weise, daß die Versetzungsspannung auf Null gehalten wird, aus der Steuereinheit 7 an die Z-Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 eine Spannung Vz anzule gen. Die bei einer derartigen Rückführungslage ange legte Spannung Vz wird als Vc angenommen.
S4: Die Rückführungsschaltung in der Steuereinheit 7 wird abgeschaltet.
S5: An die Z-Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 wird zusätzlich eine Dreieckwellenspannung von ± 160 V mit der anliegenden Spannung Vc als Mitte angelegt, um die Meßprobe 3 in der Z-Richtung aufwärts und abwärts zu bewegen. Die dabei durch den Photodiodendetektor 5 gemessene Biegung des Auslegers 1 in bezug auf die Versetzung der Meßprobe 3 in der Z-Richtung wird durch einen Wert der Ausgangsspannung des Photodiodendetektors 5 erfaßt. Die graphische Darstellung der Abhängigkeit der Versetzungsspannung Vd + Vs von der an das piezoelektrische Element an gelegten Spannung Vz wird als Kraftkurve bezeichnet.
S6: Die Rückführungsschaltung in der Steuereinheit 7 wird wieder eingeschaltet, um die Meßprobe 3 in der Z-Richtung in die ursprüngliche Rückführungslage bzw. Regellage zu bewegen.
S7: Die vorstehend beschriebenen Schritte S1 bis S6 werden für einen Meßpunkt mehrmals wiederholt.
S1: Zuerst wird der Meßfühler 2 zu einem Meßpunkt an der Meßprobe 3 bewegt.
S2: Es sei hier angenommen, daß eine Ausgangsspannung des Photodiodendetektors 5 Vd ist und eine beliebig eingestellte Spannung Vs ist. Ein (nicht dargestell ter) Schrittmotor für das Bewegen des zylindrischen piezoelektrischen Elements 6 in der Z-Richtung wird derart betrieben, daß die Meßprobe 3 näher an den Meß fühler 2 des Auslegers 1 herankommt.
S3: Wenn die Meßprobe 3 eine Lage nahe an dem Meßfüh ler 2 erreicht, wird durch die Steuereinheit 7 zum Bewegen des piezoelektrischen Elements 6 in der Z- Richtung eine Spannung an das piezoelektrische Ele ment 6 angelegt, wodurch die Meßprobe 3 noch näher an dem Meßfühler 2 herankommt. Hierdurch entsteht eine zwischen der Meßprobe 3 und dem Meßfühler 2 wirkende interatomare Kraft für das Durchbiegen des Auslegers 1. Dadurch wird die Einfallstelle des Laserstrahls an den Photodiodendetektor 5 versetzt, wodurch sich die Ausgangsspannung Vd des Photodiodendetektors 5 än dert. Wenn die durch die Summe Vd + Vs aus der Aus gangsspannung Vd und der eingestellten Spannung Vs dargestellte Versetzungsspannung zu Null wird, wird in der Steuereinheit 7 eine Rückführungsschaltung eingeschaltet, um zur automatischen Regelung in der Weise, daß die Versetzungsspannung auf Null gehalten wird, aus der Steuereinheit 7 an die Z-Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 eine Spannung Vz anzule gen. Die bei einer derartigen Rückführungslage ange legte Spannung Vz wird als Vc angenommen.
S4: Die Rückführungsschaltung in der Steuereinheit 7 wird abgeschaltet.
S5: An die Z-Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 wird zusätzlich eine Dreieckwellenspannung von ± 160 V mit der anliegenden Spannung Vc als Mitte angelegt, um die Meßprobe 3 in der Z-Richtung aufwärts und abwärts zu bewegen. Die dabei durch den Photodiodendetektor 5 gemessene Biegung des Auslegers 1 in bezug auf die Versetzung der Meßprobe 3 in der Z-Richtung wird durch einen Wert der Ausgangsspannung des Photodiodendetektors 5 erfaßt. Die graphische Darstellung der Abhängigkeit der Versetzungsspannung Vd + Vs von der an das piezoelektrische Element an gelegten Spannung Vz wird als Kraftkurve bezeichnet.
S6: Die Rückführungsschaltung in der Steuereinheit 7 wird wieder eingeschaltet, um die Meßprobe 3 in der Z-Richtung in die ursprüngliche Rückführungslage bzw. Regellage zu bewegen.
S7: Die vorstehend beschriebenen Schritte S1 bis S6 werden für einen Meßpunkt mehrmals wiederholt.
Die auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene
Kraftkurve ist in Fig. 21 dargestellt. Die Lagen des
Auslegers 1 an Punkten A bis G der Kraftkurve nach
Fig. 21 sind jeweils in Fig. 22A bis 22G gezeigt. In
Fig. 21 stellt die vertikale Achse die Versetzungs
spannung Vd + Vs, nämlich die zwischen dem Fühler 2
und der Meßprobe 3 wirkende Kraft F dar. An einer be
stimmten Stelle in der Richtung der vertikalen Achse
gilt F = 0. In einem in der Richtung der vertikalen
Achse von F = 0 weg positiven Bereich entsteht eine
Abstoßung, wogegen in einem in Richtung der vertika
len Achse von F = 0 weg negativen Bereich eine Anzie
hung entsteht. Je größer der Abstand von der geraden
Linie für F = 0 ist, umso stärker ist die jeweilige
Kraft. Andererseits stellt die horizontale Achse die
an die Z-Elektrode des zylindrischen piezoelektri
schen Elements 6 angelegte Spannung Vz dar. Wenn sich
ein Punkt an der Kurve nach links gemäß Fig. 21 be
wegt, kommen die Meßprobe 3 und der Fühler 2 des
Auslegers 1 einander näher.
Zuerst wirkt gemäß Fig. 22A an dem Punkt A auf der
geraden Linie für F = 0 keine Kraft zwischen dem Aus
leger 1 und der Meßprobe 3. Wenn die an das piezo
elektrische Element 16 angelegte Spannung Vz allmäh
lich erhöht wird, um die Meßprobe 3 näher an den Aus
leger 1 heranzubringen, wirkt an dem Punkt B nach
Fig. 21 an dem Ausleger 1 plötzlich eine Anziehungs
kraft, da der Fühler 2 von einer Schicht von Schmutz
stoffen wie Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Meß
probe 3, nämlich von einer sogenannten Schmutzschicht
3a adsorbiert wird. Daher kommt gemäß Fig. 22B der
Fühler 2 des Auslegers 1 in eine der Meßprobe 3 am
nächsten kommende Lage. Wenn die Meßprobe 3 weiter in
der Z-Richtung angehoben wird, wird die zwischen dem
Fühler 2 und der Meßprobe 3 wirkende Anziehungskraft
verringert, was F = 0 an dem Punkt C ergibt. Danach
wirkt zwischen dem Fühler 2 und der Meßprobe 3 eine
Abstoßungskraft. Somit wird gemäß Fig. 22C die Ver
biegung des Auslegers 1 an dem Punkt C aufgehoben und
dann der Ausleger 1 gemäß Fig. 22D an dem Punkt D in
der Richtung zum Trennen des Fühlers 2 von der Meß
probe 3 gebogen.
Wenn unter diesen Umständen die an das piezoelektri
sche Element 6 angelegte Spannung Vc nunmehr allmäh
lich verringert wird, um die Meßprobe 3 weiter von
dem Ausleger 1 wegzubringen, wird auch dementspre
chend die Abstoßungskraft verringert, wodurch sich
F = 0 an dem Punkt E ergibt, an welchen gemäß Fig. 22E
die Biegung des Auslegers 1 wegfällt. Wenn die Meß
probe 3 noch weiter von dem Fühler 2 weg versetzt
wird, wirkt zwischen den beiden Teilen eine Anzie
hungskraft. Die Anziehungskraft wird allmählich grö
ßer, wodurch gemäß Fig. 22F der Ausleger 1 zu der
Meßprobe 3 hin gebogen wird. Bei dem Erreichen des
Punktes F tritt jedoch ein plötzlicher Sprung aus dem
Anziehungsbereich zu dem Punkt G auf, woraufhin sich
der Fühler 2 des Auslegers 1 von der Schmutzschicht
3a an der Meßprobe 3 löst, so daß der Ausleger 1 ge
mäß Fig. 22G eine im wesentlichen von jeglicher Bie
gung freie geradlinige Form annimmt.
Aufgrund der Biegung des Auslegers 1, die der zwi
schen dem Punkt E für F = 0 und dem Punkt F der auf
die vorstehend beschriebene Weise erhaltenen Kraft
kurve auftretenden Änderung Vz der an das piezoelek
trische Element 6 angelegten Spannung Vz entspricht,
wird die Oberflächenadhäsion zwischen der Meßprobe 3
und dem Fühler 2 quantitativ nach folgender Gleichung
gemessen:
Oberflächenadhäsion = Federkonstante × Auslegerbie
gung.
Da die Kraftkurve die zwischen Atomen an der Oberflä
che des Fühlers 2 und Atomen an der Oberfläche der
Meßprobe 3 wirkende interatomare Kraft darstellt, ist
die sich ergebende Kraftkurve in Abhängigkeit von Ma
terialien des Fühlers 2 und/oder der Meßprobe 3 un
terschiedlich. In Jpn. J. Appl. Phys., Band 32 (1993)
L295 sind beispielsweise zwei typische Kraftkurven C1
und C2 gemäß der Darstellung in Fig. 23 abgebildet,
welche mittels des herkömmlichen Interatomarkraft-Mi
kroskops gemessen wurden. Diese Kraftkurven C1 und C2
wurden dadurch erhalten, daß an der gleichen Proben
oberfläche mittels zweier Fühler gemessen wurde, de
ren Oberflächen aus voneinander verschiedenen Mate
rialien bestanden. Es ist ersichtlich, daß sich die
Oberflächenadhäsion zwischen der Probe und dem Fühler
in Abhängigkeit von Unterschieden hinsichtlich des
Materials der Fühleroberfläche selbst bei gleicher
Probe ändert.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde in der ja
panischen Patentanmeldung Nr. 5-26841 vorgeschlagen,
die Oberflächenadhäsion zwischen einem Fühler und
einer Meßprobe durch Messen der Kraftkurve zu bestim
men. Während es aber der besondere Zweck des Intera
tomarkraft-Mikroskops ist, zum dreidimensionalen Er
fassen der Form der Probenoberfläche ein Bild von
Oberflächenungleichmäßigkeiten zu erzeugen, wird die
Oberflächenadhäsion nur als eine physikalische Größe
in Betracht gezogen, die abhängig von einem Material
der Probenoberfläche und einem Material des Fühlers
bestimmt ist. Infolge dessen wurde bisher nur vorge
schlagen, die Kraftkurve an einem beliebigen Punkt an
der Oberfläche der Meßprobe zu messen, um dadurch die
Oberflächenadhäsion zu bestimmen.
Wenn jedoch durch eine Anzahl von Prozessen, wie sie
beispielsweise bei üblichen Halbleitervorrichtungen
erforderlich sind, eine mehrschichtige Struktur ge
bildet wird, sind manchmal an der Oberfläche einer
bestimmten Schicht infolge des vorangehenden Prozes
ses restliche Teilchen vorhanden. In einem solchen
Fall kann zwar mit einem Bild von Oberflächenun
gleichmäßigkeiten die Form der Schichtoberfläche er
faßt werden, aber es kann nicht festgestellt werden,
ob an der Oberfläche Fremdstoffe von anderen Bestand
teilelementen vorhanden sind oder nicht. Ferner ist
auch wegen des Unterschieds hinsichtlich der Bestand
teilelemente die Oberflächenadhäsion zwischen dem Be
reich, an dem Restteilchen liegen, und dem Bereich
unterschiedlich, an dem keine Restteilchen vorhanden
sind. Demzufolge besteht die Gefahr, daß durch die
Messung an nur einem einzigen Punkt die genaue Adhä
sionskraft nicht ermittelt werden kann.
Somit treten bei dem Interatomarkraft-Mikroskop und
dem Adhäsionsmeßverfahren nach dem Stand der Technik
Schwierigkeiten hinsichtlich des genauen Erfassens
des Zustandes der Probenoberfläche auf atomarem Ni
veau auf.
Zum Lösen dieses bei dem Stand der Technik auftreten
den Problems liegt der Erfindung die Aufgabe zu
grunde, ein Gerät und ein Verfahren zur Adhäsionsmes
sung, mit denen der Zustand der Oberfläche einer
Probe auf genaue Weise auf atomarem Niveau erfaßt
werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen von
Halbleitervorrichtungen unter Anwendung des Adhäsi
onsmeßverfahrens zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Adhäsions
meßgerät gemäß Patentanspruch 1, einem Adhäsionsmeß
verfahren gemäß Patentanspruch 3 bzw. einem Verfahren
zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß Pa
tentanspruch 13 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Gerätes bzw. Verfahrens sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh
rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Darstellung eines Adhäsionsmeßgerätes
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des er
sten Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines bei dem ersten Aus
führungsbeispiel erzeugten Bildes von Oberflächenun
gleichmäßigkeiten eines InP-Halbleitersubstrats.
Fig. 4A und 4B sind jeweils eine Darstellung eines
durch das erste Ausführungsbeispiel erzeugten Bildes
der Oberflächenadhäsion-Verteilung des InP-Halblei
tersubstrates und eine Darstellung einer Skala für
die Verteilung.
Fig. 5 ist eine Darstellung eines durch das erste
Ausführungsbeispiel erzeugten Bildes von Oberflä
chenungleichmäßigkeiten eines InGaAsP-Halbleitersub
strates.
Fig. 6A und 6B sind jeweils eine Darstellung eines
durch das erste Ausführungsbeispiel erzeugten Bildes
der Oberflächenadhäsion-Verteilung des InGaAsP-Halb
leitersubstrates und eine Darstellung einer Skala für
die Verteilung.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines
zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung veran
schaulicht.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines
dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung veran
schaulicht.
Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines
vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung veran
schaulicht.
Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines
fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung veran
schaulicht.
Fig. 11 ist eine Darstellung, die das Funktionsprin
zip bei einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung veranschaulicht.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung von Kraftkur
ven, die an Meßpunkten A bis C nach Fig. 11 gemessen
werden.
Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des
sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung veran
schaulicht.
Fig. 14 ist eine Darstellung, die ein Prüfungsverfah
ren gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel der Er
findung veranschaulicht.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht einer gemäß dem sie
benten Ausführungsbeispiel zu untersuchenden Halblei
tervorrichtung.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht einer gerade gemäß
dem siebenten Ausführungsbeispiel untersuchten Halb
leitervorrichtung.
Fig. 17 ist eine Schnittansicht der Halbleitervor
richtung, die nach der Untersuchung gemäß dem sieben
ten Ausführungsbeispiel einem nächsten Herstellungs
schritt unterzogen wurde.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht der Halbleitervor
richtung, die nach der Untersuchung gemäß dem sieben
ten Ausführungsbeispiel einem weiteren Herstellungs
schritt unterzogen wurde.
Fig. 19 ist eine Schnittansicht der Halbleitervor
richtung, die nach der Untersuchung gemäß dem sieben
ten Ausführungsbeispiel noch einem weiteren Herstel
lungsschritt unterzogen wurde.
Fig. 20 ist eine Blockdarstellung eines herkömmlichen
Interatomarkraft-Mikroskops.
Fig. 21 ist eine graphische Darstellung einer mittels
des herkömmlichen Interatomarkraft-Mikroskops gemes
senen Kraftkurve.
Fig. 22A bis 22G sind jeweils Seitenansichten eines
Auslegers an Punkten A bis G nach Fig. 21.
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung von typischen
Kraftkurven, die mit dem herkömmlichen Interatomar
kraft-Mikroskop gemessen wurden.
Die Fig. 1 zeigt die Gestaltung eines Adhäsionsmeßge
rätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung. Unterhalb eines Halbleiterlasers 4 ist ein Aus
leger 1 angeordnet, unter dem ein zylindrisches pie
zoelektrisches Element 6 angeordnet ist. Oberhalb des
Auslegers 1 ist ein Photodiodendetektor 5 angeordnet
an den eine Steuerschaltung 70 für das Auslenken des
piezoelektrischen Elements 6 in X-Richtung, Y-Rich
tung und Z-Richtung angeschlossen ist. An die Steuer
schaltung 70 ist über A/D-Umsetzer 73 und 75 und D/A-
Umsetzer 74 und 76 ein Computer 71 angeschlossen, an
welchem ein Plattenspeicher 72 angeschlossen ist. An
dem freien Ende des Auslegers 1 ist ein Fühler 2 aus
einem Material angebracht, welches auf die Oberfläche
einer Probe 3 aufgebracht werden soll und an welchen
eine Adhäsion zu der Probenoberfläche gemessen werden
soll.
Die Steuerschaltung 70 enthält ein Filter 9, das an
den Ausgang des Photodiodendetektors 5 angeschlossen
ist. An das Filter 9 ist über Schalter 15 und 16 ein
Differenzverstärker 10 angeschlossen. An den Diffe
renzverstärker 10 sind ferner parallel eine Inter
gral-Verstärkerschaltung 11 und eine Proportional-
Verstärkerschaltung 12 angeschlossen, an deren Aus
gänge ein Addierer 13 angeschlossen ist. Der Ausgang
des Addierers 13 ist mit einem Ausgangsanschluß T1
für ein Interatomarkraft-Mikroskopbildsignal und fer
ner über einen Hochspannungsverstärker 14a mit einer
Z-Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 verbun
den. Mit dem Eingang des Hochspannungsverstärkers 14a
ist ein Eingangsanschluß T2 verbunden, über den aus
dem Computer 71 über den D/A-Umsetzer 74 eine Z-An
steuerungs-Dreieckwellenspannung angelegt wird. Die
Steuerschaltung 70 enthält ferner einen Hochspan
nungsverstärker 14b für das jeweilige Anlegen einer
X-Ablenkspannung und einer Y-Ablenkspannung an eine
X-Elektrode bzw. eine Y-Elektrode des piezoelektri
schen Elements 6 entsprechend Befehlen aus dem Compu
ter 71.
Die Funktion dieses Adhäsionsmeßgerätes für das Mes
sen von Bilddaten für Oberflächenungleichmäßigkeiten
ist grundlegend der Funktion des vorangehend be
schriebenen herkömmlichen Interatomarkraft-Mikroskops
gleichartig. Zuerst wird in der Steuerschaltung 70
nach Fig. 1 der Schalter 15 eingeschaltet und der
Schalter 16 ausgeschaltet. Ein von dem Halbleiterla
ser 4 abgegebener Laserstrahl wird auf die obere Flä
che des Auslegers 1 aufgestrahlt und ein von dem Aus
leger 1 reflektierter Strahl trifft auf den Photodi
odendetektor 5. Der Photodiodendetektor 5 erfaßt eine
Lageverschiebung des von dem Ausleger 1 reflektierten
Strahls, um dadurch eine winzige Verbiegung des Aus
legers 1 zu ermitteln, die durch die interatomare
Kraft verursacht ist, welche zwischen einer an dem
piezoelektrischen Element 6 festgelegten zu messenden
Probe 3 und einem Fühler 2 wirkt, der an dem freien
Ende des Auslegers 1 angebracht ist. Ein Ausgangssi
gnal des Photodiodendetektors 5 wird in der Steuer
schaltung 70 über das Filter 9 zu dem Differenzver
stärker 10 übertragen und durch diesen mit einer Be
zugsspannung verglichen, die dem Differenzverstärker
10 über den D/A-Umsetzer 76 aus dem Computer 71 zuge
führt wird. Das Ausgangssignal des Differenzverstär
kers 10 wird durch die Integral-Verstärkerschaltung
11 und die Proportional-Verstärkerschaltung 12 ver
stärkt und deren jeweilige Ausgangssignale werden
durch den nachgeschalteten Addierer 13 addiert. Die
Spannung des Ausgangssignals des Addierers 13 wird
durch den Hochspannungsverstärker 14a weiter erhöht
und das sich ergebende Signal wird als Z-Richtung-
Steuerspannung an die Z-Elektrode des piezoelektri
schen Elements 6 angelegt. Auf diese Weise wird eine
Rückkopplungsschleife gebildet.
Über die Rückkopplungsschleife wird die Lage der
Probe 3 in Z-Richtung derart geregelt, daß der Aus
gangspegel des Photodiodendetektors 5 konstant gehal
ten wird. Aus dem an den Ausgang des Addierers 13 an
geschlossenen Ausgangsanschluß T1 werden über den
A/D-Umsetzer 73 in den Computer 71 Daten für ein Un
gleichmäßigkeitsbild aufgenommen.
Es wird nun ein Vorgang für das Messen einer Kraft
kurve zum Bestimmen einer Oberflächenadhäsion be
schrieben. Hierbei hat der Ausdruck "Oberflächen
adhäsion" die Bedeutung einer Adhäsionskraft zwischen
einem die Probenoberfläche bildenden Material und
einem auf die Probenoberfläche aufzubringenden
Material. Zuerst wird zum Öffnen der Rück
kopplungsschleife in der Steuerschaltung 70 der
Schalter 15 ausgeschaltet und der Schalter 16 einge
schaltet. Dann wird die an den Differenzverstärker 10
angelegte Bezugsspannung auf 0 V eingestellt, so daß
die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 10 zu 0
V wird. Infolge dessen hält das Ausgangssignal des
Addierers 13 die Spannung fest, die entwickelt wurde,
bevor die Rückkopplungsschleife geöffnet wurde. Das
heißt, es wird der relative Abstand zwischen der
Oberfläche der Meßprobe 3 und dem Fühler an dem
freien Ende des Auslegers 1 festgelegt. Unter diesen
Bedingungen wird aus dem Computer 71 über den D/A-Um
setzer 74, den Eingangsanschluß T2 und den Hochspan
nungsverstärker 14a an die Z-Elektrode des piezoelek
trischen Elements 6 die Dreieckwellenspannung für die
Z-Ansteuerung angelegt. Aufgrund der an das piezo
elektrische Element 6 angelegten Dreieckwellenspan
nung für die Z-Ansteuerung und des zu diesem Zeit
punkt von dem Photodiodendetektor 5 abgegebenen Si
gnals wird die Kraftkurve bezüglich eines Meßpunktes
an der Oberfläche der Meßprobe 3 erhalten. Ein Ver
fahren zum Berechnen der Oberflächenadhäsion aus der
Kraftkurve ist dem herkömmlichen Verfahren gleichar
tig, welches vorangehend unter Bezugnahme auf die
Fig. 22A bis 22G beschrieben wurde.
Nach dem erfindungsgemäßen Adhäsionsmeßverfahren wer
den sowohl die Messung der Bilddaten für die Oberflä
chenungleichmäßigkeiten als auch die Messung der
Kraftkurve für alle von einer Vielzahl von Meßpunkten
ausgeführt, die auf der Oberfläche der Meßprobe 3 an
gesetzt sind. Daher ist der zeitliche Zusammenhang
zwischen dem Vorgang zum Messen der Bilddaten für die
Oberflächenungleichmäßigkeiten und dem Vorgang zum
Messen der Kraftkurve, insbesondere die Zeitsteuerung
wichtig, mit der die Rückkopplungsschleife geöffnet
und geschlossen wird. Die Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm
für die Messung bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 2 stellt die vertikale Achse die an die Z-
Elektrode des piezoelektrischen Elements 6 angelegte
Spannung Vz dar und die horizontale Achse stellt die
Zeit t dar.
Zuerst wird unter der Bedingung, daß die Rückkopp
lungsschleife geschlossen ist, um die interatomare
Kraft zwischen dem Fühler 2 des Auslegers 1 und der
Meßprobe 3 konstant zu halten, ein erster Meßpunkt P1
an der Oberfläche der Meßprobe 3 zu einer Stelle un
terhalb des Fühlers 2 versetzt. Dann werden zu einem
Zeitpunkt t1 Bilddaten für Ungleichmäßigkeiten der
Oberfläche gemessen und die gemessenen Daten werden
in dem Plattenspeicher 72 gespeichert. Danach wird zu
einem Zeitpunkt t2 die Rückkopplungsschleife geöffnet
und an das piezoelektrische Element 6 die Dreieckwel
lenspannung für die Z-Ansteuerung mit beispielsweise
einer Frequenz von 20 Hz und einer Amplitude von
± 160 V angelegt, um die Messung der Kraftkurve
vorzunehmen. Dabei wird die Probe über einen Bereich
von ± 320 V in der Z-Richtung bewegt. Nach beendeter
Messung der Kraftkurve wird zu einem Zeitpunkt t3 die
Rückkopplungsschleife geschlossen und der Computer 71
berechnet aus der gemessenen Kraftkurve eine
Oberflächenadhäsion, wobei das Rechenergebnis in dem
Plattenspeicher 72 gespeichert wird. Es ist
anzumerken, daß gemäß der vorangehenden Beschreibung
in Zusammenhang mit dem Stand der Technik die
Oberflächenadhäsion durch Multiplizieren der
Federkonstante des Auslegers 1 mit der Biegung des
Auslegers 1 berechnet wird. Nachdem die
Oberflächenadhäsion berechnet worden ist, bewegt der
Computer 71 die Meßprobe 3 in X-Richtung und Y-
Richtung während einer Zeitdauer zwischen Zeitpunkten
t4 und t5 derart, daß unter den Fühler 2 ein nächster
zweiter Meßpunkt P2 an der Meßprobe 3 angeordnet
wird. Darauf folgend werden zu einem Zeitpunkt t6 die
Bilddaten für die Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche
für den zweiten Meßpunkt P2 erfaßt.
Auf gleiche Weise wird die vorstehende Ablauffolge
wiederholt für alle innerhalb eines zu beobachtenden
Oberflächenbereich der Meßprobe 3 angesetzten Meß
punkte, beispielsweise für jeden von 64 × 64 oder 128
× 128 Punkten ausgeführt. Dann bildet der Computer 71
aus den an allen Meßpunkten erhaltenen Bilddaten für
die Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche ein Bild der
Oberflächenungleichmäßigkeiten für den beobachteten
Bereich und auch aus den an allen Meßpunkten erhalte
nen Werten für die Oberflächenadhäsion ein Bild der
Oberflächenadhäsion-Verteilung. Da das Bild der Ober
flächenungleichmäßigkeiten und das Bild der Oberflä
chenadhäsion-Verteilung aufgrund der Daten erzeugt
werden, die im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt
von dem gleichen Meßpunkt aufgenommen werden, kann
der Oberflächenzustand der Meßprobe 3 auf genaue
Weise dadurch erfaßt werden, daß die beiden Bilder
miteinander verglichen werden. Die Fig. 3 und 4A zei
gen jeweils ein Bild der Oberflächenungleichmäßigkei
ten und ein Bild der Oberflächenadhäsion-Verteilung
für ein InP-Halbleitersubstrat, die nach dem Verfah
ren gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt
werden. Der hierbei verwendete Fühler besteht aus Si
liziumnitrid (Si₃N₄). Das untersuchte InP-Halbleiter
substrat wurde einer Behandlung mit HBr und einem Wa
schen mit Wasser unterzogen und es verblieben an der
Substratoberfläche Restteilchen. Der untersuchte Be
reich war 440 nm × 440 nm groß und die Anzahl von
Meßpunkten betrug 64 × 64. Die Oberflächenadhäsion an
einem jeweiligen Punkt kann durch Bezugnahme auf eine
in Fig. 4B dargestellte Skala aus dem in Fig. 4A dar
gestellten Bild der Oberflächenadhäsion-Verteilung
erfaßt werden. Die maximale Höhe der restlichen Teil
chen beträgt 7 nm und die Oberflächenspannung hat
einen Minimalwert von 155,3 × 10-8 N und einen Maxi
malwert von 359,7 × 10-8 N. Aus dem Vergleich zwi
schen dem Bild für die Oberflächenungleichmäßigkeiten
und dem Bild für die Oberflächenadhäsion-Verteilung
ist ersichtlich, daß die Oberflächenadhäsion in Be
reichen, in denen Restteilchen vorhanden sind, unge
fähr halb so groß ist wie diejenige in Bereichen, in
denen keine Restteilchen vorhanden sind.
Die Fig. 5 und 6A zeigen jeweils ein nach dem Verfah
ren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugtes
Bild von Oberflächenungleichmäßigkeiten und ein nach
dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
erzeugtes Bild der Oberflächenadhäsion-Verteilung für
ein Resistmuster auf der Oberfläche eines InGaAsP-
Halbleitersubstrat. Der hierbei verwendete Fühler 2
besteht gleichfalls aus Siliziumnitrid (Si₃N₄). Das
Resistmuster ist ein Muster mit einer Dicke von 90 nm
mit Linien und Abständen, die jeweils 100 nm breit
sind. Der untersuchte Bereich beträgt 440 nm × 440 nm
und die Anzahl von Meßpunkten ist 64 × 64. Aus dem in
Fig. 6A dargestellten Bild für die Oberflächenadhä
sion-Verteilung kann unter Bezugnahme auf eine in
Fig. 6B dargestellte Skala die Oberflächenadhäsion an
einem jeweiligen der Punkte erfaßt werden. Die Ober
flächenspannung hat einen Minimalwert von 86,3 × 10-8
N und einen Maximalwert von 485,6 × 10-8 N. Für diese
Probe ist ersichtlich, daß die Oberflächenadhäsion in
Resistbereichen 5- bis 6mal so stark ist wie die in
den Untergrundbereichen des InGaAsP-Halbleitersub
strats. Somit ist die Adhäsion der Probenoberfläche
in Abhängigkeit von den Materialien der Probe unter
schiedlich.
Bei dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel wird
die Adhäsion unmittelbar nach dem Messen der Kraft
kurve an jedem der Meßpunkte berechnet und das Rechen
ergebnis wird in den Plattenspeicher 72 eingespei
chert. Die für das Berechnen der Adhäsion benötigte
Zeit beträgt jedoch für jeden Meßpunkt ungefähr 50
ms. Daher ist allein für das Berechnen der Adhäsion
dann, wenn beispielsweise die Adhäsion für alle 64 ×
64 Meßpunkte berechnet wird, eine Gesamtzeit von un
gefähr 3 Minuten und 30 Sekunden erforderlich. Wenn
ein Bild für Oberflächenungleichmäßigkeiten erfaßt
wird, ist hinsichtlich des Verhinderns von einer be
einträchtigenden Wirkung wie einem Driften der Probe
eine für eine Ablauffolge der Messung erforderliche
kürzere Zeitdauer vorteilhafter. Bei diesem zweiten
Ausführungsbeispiel wird daher nach dem Erfassen der
Kraftkurve an jedem Meßpunkt an der Oberfläche der
Meßprobe 3 die Adhäsion nicht sofort berechnet, son
dern es werden die Meßdaten für die Kraftkurve
zunächst einmal alle in dem Plattenspeicher 72 ge
speichert. Danach wird nach beendeter Messung für
alle Meßpunkte die Adhäsion für alle Meßpunkte ge
meinsam berechnet.
Die Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für die Messung gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel. Zuerst wird unter
der Bedingung, daß die Rückkopplungsschleife ge
schlossen ist, um die interatomare Kraft zwischen dem
Fühler 2 des Auslegers 1 und der Meßprobe 3 konstant
zu halten, ein erster Meßpunkt P1 an der Oberfläche
der Meßprobe 3 zu einer Stelle unterhalb des Fühlers
2 versetzt. Dann werden zu einem Zeitpunkt t1 Bildda
ten für Oberflächenungleichmäßigkeiten erfaßt und die
erfaßten Daten in den Plattenspeicher 72 eingespei
chert. Danach wird zu einem Zeitpunkt t2 die Rück
kopplungsschleife geöffnet und es wird an das piezo
elektrische Element 6 zum Ausführen der Erfassung der
Kraftkurve die Dreieckwellenspannung für die Z-An
steuerung beispielsweise mit einer Frequenz von 20 Hz
und einer Amplitude von 340 V angelegt. Nach beende
ter Erfassung der Kraftkurve wird zu einem Zeitpunkt
t3 die Rückkopplungsschleife geschlossen und der Com
puter 71 speichert die Meßdaten für die Kraftkurve in
den Plattenspeicher 72 ein. Auf die Abspeicherung der
Meßdaten für die Kraftkurve folgend bewegt der Compu
ter 71 die Meßprobe 3 während des Zeitabschnitts zwi
schen Zeitpunkten t4 und t5 in X-Richtung und Y-Rich
tung derart, daß unter dem Fühler 2 ein nächster
zweiter Meßpunkt P2 an der Meßprobe 3 angeordnet
wird. Darauf folgend werden zu einem Zeitpunkt t6
Bilddaten für Oberflächenungleichmäßigkeiten an dem
zweiten Meßpunkt P2 erfaßt.
Gleichermaßen wird die vorstehend beschriebene Ab
lauffolge für alle Meßpunkte wiederholt, die in einem
zu untersuchenden Oberflächenbereich der Meßprobe 3
angesetzt sind, z. B. für jeden von 64 × 64 Punkten
oder 128 × 128 Punkten. Wenn die Messung für alle
Meßpunkte abgeschlossen ist, liest der Computer 71
die in dem Plattenspeicher 72 gespeicherten Meßdaten
für die Kraftkurve für jeden der Meßpunkte aus und
berechnet aus den Meßdaten eine Oberflächenadhäsion
an einem jeweiligen Meßpunkt. Dann erzeugt der Compu
ter 71 aus den berechneten Werten für die Oberflä
chenadhäsion ein Bild der Oberflächenadhäsion-Vertei
lung sowie auch aus den an allen Meßpunkten erhalte
nen Bilddaten für die Oberflächenungleichmäßigkeiten
ein Bild der Oberflächenungleichmäßigkeiten für den
untersuchten Bereich.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei dem Er
fassen der Kraftkurve an jedem Meßpunkt nur ein
Zyklus der Dreieckwelle für die Z-Ansteuerung an das
zylindrische piezoelektrische Element 6 angelegt.
Falls jedoch aus der Kraftkurve die Oberflächenadhä
sion nur in einem einzigen Zyklus bestimmt wird, be
steht die Gefahr, daß bei dem Vorliegen von Störungen
wie Vibrationen, Geräuschen und elektrischen Störun
gen die Oberflächenadhäsion nicht bestimmt werden
kann. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird da
her an das piezoelektrische Element 6 die Dreieck
spannung für die Z-Ansteuerung an jedem Meßpunkt auf
einanderfolgend in zwei Zyklen angelegt. Dies ermög
licht es, die Oberflächenadhäsion zuverlässiger zu
bestimmen. Es ist anzumerken, daß die Anzahl von Zy
klen der angelegten Dreieckwellenspannung für die Z-
Ansteuerung nicht auf zwei begrenzt ist, sondern in
Aufeinanderfolge drei oder mehr betragen kann.
Die Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm für die Messung bei
dem dritten Ausführungsbeispiel. Zuerst wird unter
der Bedingung, daß die Rückkopplungsschleife ge
schlossen ist, um die interatomare Kraft zwischen dem
Fühler 2 des Auslegers 1 und der Meßprobe 3 konstant
zu halten, ein erster Meßpunkt P1 an der Oberfläche
der Meßprobe 3 zu einer Stelle unterhalb des Fühlers
2 versetzt. Dann werden zu einem Zeitpunkt t1 Bildda
ten für Oberflächenungleichmäßigkeiten erfaßt und die
Meßdaten in den Plattenspeicher 72 eingespeichert.
Danach wird zu einem Zeitpunkt t2 die Rückkopplungs
schleife geöffnet und zum Erfassen der Kraftkurve an
das piezoelektrische Element 6 in zwei Zyklen die
Dreieckwellenspannung für die Z-Ansteuerung bei
spielsweise mit einer Frequenz von 20 Hz und einer
Amplitude von t 160 V angelegt. Nach beendeter Erfas
sung der Kraftkurve wird zu einem Zeitpunkt t3 die
Rückkopplungsschleife geschlossen und der Computer 71
berechnet aus jeder der beiden erfaßten Kraftkurven
eine Oberflächenadhäsion. Die Rechenergebnisse werden
gemittelt und der Mittelwert wird in den Plattenspei
cher 72 eingespeichert. Nachdem die Oberflächenadhä
sion berechnet worden ist, bewegt der Computer 71 in
einem Zeitabschnitt zwischen Zeitpunkten t4 und t5
die Meßprobe 3 in X-Richtung und Y-Richtung derart,
daß ein nächster zweiter Meßpunkt P2 an der Meßprobe
3 unter dem Fühler 2 angeordnet wird. Darauf folgend
werden zu einem Zeitpunkt t6 die Bilddaten für Ober
flächenungleichmäßigkeiten für den zweiten Meßpunkt
P2 erfaßt.
Gleichermaßen wird die vorstehend beschriebene Ab
lauffolge für alle Meßpunkte wiederholt ausgeführt,
die innerhalb eines zu untersuchenden Oberflächenbe
reichs der Meßprobe 3 angesetzt sind, z. B. für jeden
von 64 × 64 Punkten oder 128 × 128 Punkten. Danach
erzeugt der Computer 71 jeweils aus den Bilddaten für
Oberflächenungleichmäßigkeiten und den Rechenwerten
für die Oberflächenadhäsion, die an allen Meßpunkten
ermittelt werden, ein Bild der Oberflächenungleichmä
ßigkeiten und ein Bild der Oberflächenadhäsion-Ver
teilung.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten bis dritten
Ausführungsbeispiel werden nach dem Bewegen der Meß
probe 3 in der Weise, daß ein neuer Meßpunkt unter
den Fühler 2 gebracht wird, zuerst die Bilddaten für
die Oberflächenungleichmäßigkeiten erfaßt. Falls je
doch die Bilddaten für die Oberflächenungleichmäßig
keiten unmittelbar nach dem Bewegen der Probe 3 ein
gelesen werden, besteht in Anbetracht der Stabilität
der Interatomarkraft-Mikroskopie die Gefahr, daß die
Zuverlässigkeit der Daten verringert ist. Bei diesem
vierten Ausführungsbeispiel wird daher nach dem Bewe
gen der Probe 3 zuerst die Kraftkurve erfaßt und dann
werden die Bilddaten für die Oberflächenungleichmä
ßigkeit gemessen.
Die Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm für die Messung bei
dem vierten Ausführungsbeispiel. Zuerst wird unter
der Bedingung, daß die Rückkopplungsschleife ge
schlossen ist, um die interatomare Kraft zwischen dem
Fühler 2 des Auslegers 1 und der Meßprobe 3 konstant
zu halten, ein erster Meßpunkt P1 an der Oberfläche
der Meßprobe 3 zu einer Stelle unterhalb des Fühlers
2 versetzt. Dann wird zu einem Zeitpunkt t1 die Rück
kopplungsschleife geöffnet und es wird zum Erfassen
der Kraftkurve an das piezoelektrische Element 6 in
zwei Zyklen die Dreieckwellenspannung für die Z-An
steuerung beispielsweise mit einer Frequenz von 20 Hz
und einer Amplitude von ± 160 V angelegt. Nach been
deter Erfassung der Kraftkurve wird zu einem Zeit
punkt t2 die Rückkopplungsschleife geschlossen und
von dem Computer 71 aus jeder der beiden erfaßten
Kraftkurven eine Oberflächenadhäsion berechnet. Die
Rechenergebnisse werden gemittelt und der Mittelwert
wird in den Plattenspeicher 72 eingespeichert. Nach
dem die Oberflächenadhäsion berechnet worden ist, er
faßt der Computer 71 zu einem Zeitpunkt t3 Bilddaten
für Oberflächenungleichmäßigkeiten und speichert die
Meßdaten in den Plattenspeicher 72 ein. Danach wird
in einem Zeitabschnitt zwischen Zeitpunkten t4 und t5
von dem Computer 71 die Meßprobe 3 in X-Richtung und
Y-Richtung derart bewegt, daß ein nächster zweiter
Meßpunkt P2 an der Meßprobe 3 in die Lage unter dem
Fühler 2 gebracht wird. Darauf folgend wird die Rück
kopplungsschleife geöffnet, um die Erfassung der
Kraftkurve für den zweiten Meßpunkt P2 auszuführen.
Auf gleichartige Weise wird diese Ablauffolge für
alle Meßpunkte wiederholt ausgeführt, die in einem zu
untersuchenden Oberflächenbereich der Meßprobe 3 an
gesetzt sind, z. B. für jeden von 64 × 64 Punkten oder
128 × 128 Punkten. Danach erzeugt der Mikrocomputer
71 aus den Bilddaten für Oberflächenungleichmäßigkei
ten und den Rechenwerten für die Oberflächenadhäsion,
die an allen Meßpunkten erhalten wurden, jeweils ein
Bild der Oberflächenungleichmäßigkeiten und ein Bild
der Oberflächenadhäsion-Verteilung.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Oberflä
chenadhäsion bei dem Erfassen der Kraftkurve an ir
gendeinem Meßpunkt selbst dann nicht berechnet werden
kann, wenn an das piezoelektrische Element 6 die
Dreieckwellenspannung für die Z-Ansteuerung in zwei
Zyklen angelegt wird, wird die Meßprobe 3 nicht zu
dem nächsten Meßpunkt bewegt, sondern an dem gleichen
Meßpunkt an das piezoelektrische Element 6 wieder die
Dreieckwellenspannung für die Z-Ansteuerung angelegt.
Dies ergibt eine höhere Zuverlässigkeit der Daten für
die Oberflächenadhäsion.
Die Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm der Messung bei dem
fünften Ausführungsbeispiel. Zuerst wird unter der Be
dingung, daß die Rückkopplungsschleife geschlossen
ist, um die interatomare Kraft zwischen dem Fühler 2
des Auslegers 1 und der Meßprobe 3 konstant zu hal
ten, ein erster Meßpunkt P1 an der Oberfläche der
Meßprobe 3 zu einer Stelle unterhalb des Fühlers 2
versetzt. Dann werden zu einem Zeitpunkt t1 die Bild
daten für Oberflächenungleichmäßigkeiten erfaßt und
die erfaßten Daten werden in den Plattenspeicher 72
eingespeichert. Danach wird zu einem Zeitpunkt t2 die
Rückkopplungsschleife geöffnet und es wird für das
Erfassen der Kraftkurve an das piezoelektrische Ele
ment 6 in zwei Zyklen die Dreieckwellenspannung für
die Z-Ansteuerung beispielsweise mit einer Frequenz
von 20 Hz und einer Amplitude von ± 160 V angelegt.
Nach beendeter Erfassung der Kraftkurven wird zu
einem Zeitpunkt t3 die Rückkopplungsschleife ge
schlossen und von dem Computer 71 wird aus jeder der
beiden erfaßten Kraftkurven eine Oberflächenadhäsion
berechnet. Die Rechenergebnisse werden gemittelt und
der Mittelwert wird in den Plattenspeicher 72 einge
speichert. Wenn dabei die Oberflächenadhäsion nicht
berechnet werden kann, wird zu einem Zeitpunkt t4 die
Rückkopplungsschleife geöffnet und es wird für eine
erneute Erfassung der Kraftkurve an das piezoelektri
sche Element 6 in zwei Zyklen die Dreieckwellenspan
nung für die Z-Ansteuerung angelegt. Danach wird zu
einem Zeitpunkt t5 die Rückkopplungsschleife ge
schlossen und von dem Computer 71 wird aus jeder der
beiden erfaßten Kraftkurven eine Oberflächenadhäsion
berechnet. Die Rechenergebnisse werden gemittelt und
der Mittelwert wird in den Plattenspeicher 72 einge
speichert. Nachdem die Oberflächenadhäsion berechnet
worden ist, wird in einem Zeitabschnitt zwischen
Zeitpunkten t6 und t7 von dem Computer 71 die Meß
probe 3 in X-Richtung und Y-Richtung derart versetzt,
daß ein nächster zweiter Meßpunkt P2 an der Meßprobe
3 unter den Fühler 2 gebracht wird. Darauf folgend
werden die Bilddaten für Oberflächenungleichmäßigkei
ten für den zweiten Meßpunkt P2 erfaßt.
Auf gleichartige Weise wird die vorstehend beschrie
bene Ablauffolge für alle Meßpunkte wiederholt ausge
führt, die innerhalb eines zu untersuchenden Oberflä
chenbereichs der Meßprobe 3 angesetzt sind, z. B. für
jeden von 64 × 64 Punkten oder 128 × 128 Punkten.
Dann erzeugt der Computer 71 jeweils aus den Bildda
ten für Oberflächenungleichmäßigkeiten und den be
rechneten Werten für die Oberflächenadhäsion, die an
allen Meßpunkten erhalten wurden, ein Bild der Ober
flächenungleichmäßigkeiten und ein Bild der Oberflä
chenadhäsion-Verteilung.
Gemäß der Beschreibung in Zusammenhang mit dem ersten
Ausführungsbeispiel wird bei der Messung der Kraft
kurve die Rückkopplungsschleife zunächst einmal ge
öffnet und die an den Differenzverstärker 10 in der
Steuerschaltung 70 angelegte Bezugsspannung wird auf
0 V eingestellt, so daß der relative Abstand zwischen
der Oberfläche der Meßprobe 3 und dem Fühler an dem
freien Ende des Auslegers 1 festgelegt wird. Im Ge
gensatz dazu ist das sechste Ausführungsbeispiel zu
einer derartigen Steuerung bei der Messung der Kraft
kurve gestaltet, daß eine absolute Lage der Oberflä
che der Meßprobe 3 in bezug auf eine
"Tunneleinheitsbasis" festgelegt gehalten wird.
Wenn die Rückkopplungsschleife geöffnet wird, um die
Steuerspannung für die Z-Richtung festzulegen, wird
stets eine absolute Lage der Oberfläche der Meßprobe
3 in bezug auf die Tunneleinheitsbasis festgelegt ge
halten. Das heißt, daß gemäß Fig. 11 der relative Ab
stand zwischen dem Fühler des Auslegers 1 und der
Oberfläche der Meßprobe 3 in Abhängigkeit von Meß
punkten A, B und C verändert ist. In diesem Fall er
gibt das Erfassen der Kraftkurve an jedem der Meß
punkte A, B und C drei Kraftkurven, die gleiche Form
und Größe haben, aber gegeneinander auf der horizon
talen Achse in Richtung der Z-Versetzung verschoben
sind. Infolge dessen wird auch bei dem Berechnen der
Oberflächenadhäsion aus jeder der Kraftkurven für die
Meßpunkte A, B, und C das gleiche Rechenergebnis er
halten. Das heißt, eine Verschiebung der Kraftkurve
auf der horizontalen Achse führt zu keiner Auswirkung
auf die Berechnung der Adhäsion zwischen dem Fühler 2
und der Oberfläche der Meßprobe 3.
Der Betriebsvorgang zum Messen der Kraftkurve bei dem
sechsten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme
auf die Schaltung nach Fig. 1 beschrieben. Zum Öffnen
der Rückkopplungsschleife wird in der Steuerschaltung
70 ein Schalter 17 ausgeschaltet und ein Schalter 18
eingeschaltet, wodurch die Integral-Verstärkerschal
tung 11 eine konstante Spannung abgibt. Dadurch wird
eine absolute Lage der Oberfläche der Meßprobe 3 in
bezug auf die Tunneleinheitsbasis festgelegt gehal
ten. Als nächstes wird nach dem Ausschalten des
Schalters 15 und dem Einschalten des Schalter 16 an
den Differenzverstärker 10 über den D/A-Umsetzer 76
statt der Bezugsspannung die Dreieckwellenspannung
für die Z-Ansteuerung des piezoelektrischen Elements
6 angelegt. Über den Differenzverstärker 10, die Pro
portional-Verstärkerschaltung 12, den Addierer 13 und
den Hochspannungsverstärker 14a wird für die Messung
der Kraftkurve die Dreieckwellenspannung für die Z-
Ansteuerung an die Z-Elektrode des piezoelektrischen
Elements 6 angelegt.
Die Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm für die Messung bei
dem sechsten Ausführungsbeispiel. Zuerst wird unter
der Bedingung, daß die Rückkopplungsschleife ge
schlossen ist, um die interatomare Kraft zwischen dem
Fühler 2 des Auslegers 1 und der Meßprobe 3 konstant
zu halten, ein erster Meßpunkt P1 an der Oberfläche
der Meßprobe 3 zu einer Stelle unterhalb des Fühlers
2 bewegt. Dann werden zu einem Zeitpunkt t1 Bilddaten
für Oberflächenungleichmäßigkeiten gemessen und die
gemessenen Daten werden in den Plattenspeicher 72
eingespeichert. Danach wird zu einem Zeitpunkt t2 die
Rückkopplungsschleife geöffnet und die Steuerspannung
für die Z-Richtung auf beispielsweise 10 V festge
legt. Dann wird zu einem Zeitpunkt t3 für das Erfas
sen der Kraftkurve an das piezoelektrische Element 6
in zwei Zyklen die Dreieckwellenspannung für die Z-
Ansteuerung beispielsweise mit einer Frequenz von 20
Hz und einer Amplitude von 340 V angelegt. Nach been
deter Erfassung der Kraftkurve wird zu einem Zeit
punkt t4 die Steuerspannung für die Z-Richtung wieder
auf 10 V festgelegt. Dann wird zu einem Zeitpunkt t5
die Rückkopplungsschleife geschlossen und von dem
Computer 71 aus jeder der beiden erfaßten Kraftkurven
eine Oberflächenadhäsion berechnet. Die Rechenergeb
nisse werden gemittelt und der Mittelwert wird in den
Plattenspeicher 72 eingespeichert. Nachdem die Ober
flächenadhäsion berechnet worden ist, bewegt der Com
puter 71 während eines Zeitabschnitts zwischen Zeit
punkten t6 und t7 die Meßprobe 3 in X-Richtung und Y-
Richtung derart, daß ein nächster zweiter Meßpunkt P2
an der Meßprobe 3 unter den Fühler 2 versetzt wird.
Darauf folgend werden zu einem Zeitpunkt t8 die Bild
daten für Oberflächenungleichmäßigkeiten für den
zweiten Meßpunkt P2 erfaßt.
Diese Ablauffolge wird gleichermaßen für alle Meß
punkte wiederholt ausgeführt, die innerhalb eines zu
untersuchenden Oberflächenbereichs der Meßprobe 3 an
gesetzt sind, z. B. für jeden von 64 × 64 Punkten oder
128 × 128 Punkten. Dann erzeugt der Computer 71 je
weils aus den Bilddaten für Oberflächenungleichmäßig
keiten und den berechneten Werten der Oberflächenad
häsion, die an allen Meßpunkten erhalten wurden, ein
Bild der Oberflächenungleichmäßigkeiten und ein Bild
der Oberflächenadhäsion-Verteilung.
Während bei dem vorstehend beschriebenen ersten bis
sechsten Ausführungsbeispiel als Meßprobe 3 an dem
zylindrischen piezoelektrischen Element 6 ein ver
hältnismäßig kleines Scheibchen angebracht wird, kann
als Meßprobe statt des Scheibchens beispielsweise ein
Halbleiterwafer verwendet werden. In diesem Fall kann
das erfindungsgemäße Oberflächenmeßverfahren als "In
line"-Meßverfahren bei dem Halbleiterherstellungspro
zeß angewandt werden.
Bei dem siebenten Ausführungsbeispiel wird gemäß Fig.
14 während des Prozesses zum Herstellen einer Halb
leitervorrichtung ein Bild der Oberflächenadhäsion-
Verteilung an der Oberfläche eines auf einem Halblei
terwafer 19 gebildeten Halbleiterelements 20 erfaßt,
um zu prüfen, ob eine Oberflächenadhäsion über einem
vorbestimmten Wert erreicht ist oder nicht. Das Bild
der Oberflächenadhäsion-Verteilung wird dadurch ge
messen, daß das Halbleiterelement 20 nahe an einen
Fühler 2 an dem freien Ende eines Auslegers 1 eines
Adhäsionsmeßgerätes gebracht wird. Dieses Adhäsions
meßgerät ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 derart
gestaltet, daß ein Laserstrahl aus einem Halbleiter
laser 4 auf den Ausleger 1 gestrahlt wird und mittels
eines Photodiodendetektors 5 eine Lageverschiebung
eines von dem Ausleger 1 reflektierten Strahls erfaßt
wird.
Hierbei hat das Halbleiterelement 20 beispielsweise
im Schnitt einen in Fig. 15 dargestellten Aufbau. An
dem Halbleiterwafer 19 ist jeweils ein Transistor mit
einem Polysilizium-Gate 21, einem Gate-Isolierfilm
22, einer Source-Zone 23 und einer Drain-Zone 24 aus
gebildet. Auf diesem Transistor sind ein Zwischen
schicht-Isolierfilm 25 und eine metallische Leiter
schicht 26 ausgebildet, die mit der Source-Zone 23
verbunden ist. Ferner ist auf der metallischen Lei
terschicht 26 ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm
27 ausgebildet, auf dem eine zweite metallische Lei
terschicht 28 gebildet ist.
In einem nachfolgenden Schritt wird die zweite metal
lische Leiterschicht 28 zu einem zweiten Leitermuster
geformt. Vor diesem Schritt wird die Oberflächenadhä
sion der zweiten metallischen Leiterschicht 28 fol
gendermaßen untersucht: Zuerst werden gemäß Fig. 16
der Ausleger 1 und der Fühler 2 des Adhäsionsmeßgerä
tes nahe an die Oberfläche der zweiten metallischen
Leiterschicht 28 herangebracht, um nach einem der
vorstehend bei dem ersten bis sechsten Ausführungs
beispiel beschriebenen Verfahren ein Bild der Ober
flächenadhäsion-Verteilung zu erfassen.
Wenn aus dem Erfassungsergebnis festgestellt wird,
daß eine Oberflächenadhäsion über einem vorbestimmten
Wert erreicht ist, schreitet der Prozeß zu dem näch
sten Schritt weiter. Im einzelnen wird gemäß Fig. 17
auf die zweite metallische Leiterschicht 28 ein Pho
toresist 29 aufgebracht und das Halbleiterelement
wird belichtet, um den Photoresist 29 zu einem Muster
gemäß Fig. 18 zu formen. Danach wird gemäß Fig. 19
die zweite metallische Leiterschicht 28 mit dem Pho
toresist 29 als Maske zu einem Muster geformt, wonach
der Photoresist 29 entfernt wird. Dadurch wird das
zweite Leitermuster gebildet.
Falls andererseits aus dem Ergebnis der Erfassung des
Bildes der Oberflächenadhäsion-Verteilung festge
stellt wird, daß die Oberflächenadhäsion über dem
vorbestimmten Wert nicht erreicht ist, wird das Halb
leiterplättchen in dem Zustand nach Fig. 15 als feh
lerhaft bewertet und aus der Fertigungsstraße ausge
schieden. Dies geschieht deshalb, weil zwischen der
zweiten metallischen Leiterschicht 28 und dem daran
gebildeten Photoresist 29 ein Abblättern hervorgeru
fen wird, wenn nicht die Oberflächenadhäsion über dem
vorbestimmten Wert erreicht ist.
Es kann ohne tatsächliches Aufbringen des Photore
sists 29 auf die zweite metallische Leiterschicht 28
mit dem vorstehend beschriebenen Untersuchungsverfah
ren vorausgesagt werden, ob zwischen diesen ein Ab
blättern auftreten wird oder nicht. Daher kann die
Halbleitervorrichtung mit hohem Wirkungsgrad herge
stellt werden. Gleichermaßen ist es auch möglich, die
Adhäsion zwischen der Oberfläche eines Materials ei
nes Substrates, eines Isolierfilms, einer Leiter
schicht, einer Elektrodenschicht und/oder einer Re
sistschicht, die eine Halbleitervorrichtung bilden,
und einem als nächstes auf die Oberfläche des erste
ren Materials aufzubringenden Material zu messen, um
dadurch zu untersuchen, ob eine Oberflächenadhäsion
über dem vorbestimmten Wert erreicht ist oder nicht.
Es ist anzumerken, daß ein solcher Kontrollschritt
entweder in die Fertigungsstraße für Halbleitervor
richtungen als "In-line"-Kontrolle eingegliedert oder
als Schritt gesondert von der Fertigungsstraße ausge
führt werden kann.
Bei jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele wird
zum Ablenken und Bewegen der Meßprobe 3 das zylindri
sche piezoelektrische Element 6 verwendet. Das piezo
elektrische Element 6 ist jedoch nicht auf ein zylin
drische Element eingeschränkt und es können die glei
chen Vorteile auch mittels eines piezoelektrischen
Elements in Dreibeinausführung, Schichtenausführung
oder Turmausführung erzielt werden.
Ein Adhäsionsmeßgerät enthält eine Meßvorrichtung für
das Messen einer Kraftkurve an jedem von einer Viel
zahl von Meßpunkten an einer Probenoberfläche mittels
eines Auslegers, der an seinem freien Ende mit einem
Fühler versehen ist, welcher aus einem auf die Pro
benoberfläche aufzubringenden Material besteht, und
eine Verteilungsbilderzeugungseinrichtung zum Berech
nen einer Adhäsion zwischen einem die Probenoberflä
che bildenden Material und dem auf die Probenoberflä
che aufzubringenden Material aus einem Ausgangssignal
der Meßvorrichtung und zum Erzeugen eines Bildes der
Adhäsionsverteilung an der Probenoberfläche. Ein Ad
häsionsmeßverfahren umfaßt die Schritte zum Einstel
len des Abstands zwischen einem Fühler, der an dem
freien Ende eines Auslegers angebracht ist und aus
einem auf eine Probenoberfläche aufzubringenden Mate
rial besteht, und der Probenoberfläche, um dadurch an
jedem von einer Vielzahl von Meßpunkten an der Pro
benoberfläche eine Kraftkurve zu messen, Berechnen
einer Adhäsion zwischen einem die Probenoberfläche
bildenden Material und dem auf die Probenoberfläche
aufzubringenden Material an jedem der Meßpunkte aus
dem Ergebnis der Erfassung der Kraftkurve und Erzeu
gen eines Bildes der Adhäsionsverteilung an der Pro
benoberfläche aus der für jeden der Meßpunkte berech
neten Adhäsion. Mit diesem Gerät und diesem Verfahren
zur Adhäsionsmessung kann der Zustand der Probenober
fläche auf genaue Weise auf atomarem Niveau erfaßt
werden.
Claims (14)
1. Adhäsionsmeßgerät, gekennzeichnet durch
eine Meßvorrichtung (1 bis 6, 70) zum Messen einer Kraftkurve an jedem von einer Vielzahl von Meßpunkten an einer Probenoberfläche (3) mittels eines Auslegers (1), der an seinem freien Ende mit einem Fühler (2) versehen ist, welcher aus einem auf die Probenober fläche aufzubringenden Material besteht, und
eine Verteilungsbild-Erzeugungseinrichtung (71) zum Berechnen einer Adhäsion zwischen einem die Probenoberfläche bildenden Material und dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material aus einem Ausgangssignal der Meßvorrichtung und zum Erzeugen eines Bildes der Adhäsionsverteilung auf der Probenoberfläche.
eine Meßvorrichtung (1 bis 6, 70) zum Messen einer Kraftkurve an jedem von einer Vielzahl von Meßpunkten an einer Probenoberfläche (3) mittels eines Auslegers (1), der an seinem freien Ende mit einem Fühler (2) versehen ist, welcher aus einem auf die Probenober fläche aufzubringenden Material besteht, und
eine Verteilungsbild-Erzeugungseinrichtung (71) zum Berechnen einer Adhäsion zwischen einem die Probenoberfläche bildenden Material und dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material aus einem Ausgangssignal der Meßvorrichtung und zum Erzeugen eines Bildes der Adhäsionsverteilung auf der Probenoberfläche.
2. Adhäsionsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßvorrichtung
ein piezoelektrisches Element (6) zum Auflegen einer Probe (3),
den Ausleger (1), der an seinem freien Ende mit dem Fühler (2) versehen ist, welcher aus dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material besteht,
eine Lasereinheit (4) zum Aufstrahlen eines Laser strahls auf den Ausleger,
einen Detektor (5) zum Erfassen eines von dem Ausleger reflektierten Laserstrahls und
eine Steuerschaltung (70) aufweist, die zum Messen der Kraftkurve an jedem der Vielzahl der Meßpunkte an der Probenoberfläche eine Spannung an das piezoelek trische Element anlegt.
ein piezoelektrisches Element (6) zum Auflegen einer Probe (3),
den Ausleger (1), der an seinem freien Ende mit dem Fühler (2) versehen ist, welcher aus dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material besteht,
eine Lasereinheit (4) zum Aufstrahlen eines Laser strahls auf den Ausleger,
einen Detektor (5) zum Erfassen eines von dem Ausleger reflektierten Laserstrahls und
eine Steuerschaltung (70) aufweist, die zum Messen der Kraftkurve an jedem der Vielzahl der Meßpunkte an der Probenoberfläche eine Spannung an das piezoelek trische Element anlegt.
3. Adhäsionsmeßverfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen einem Fühler, der an dem freien Ende eines Auslegers angebracht ist und aus einem auf eine Probenoberfläche aufzubringenden Material be steht, und der Probenoberfläche eingestellt wird, um dadurch an jedem von einer Vielzahl von Meßpunkten an der Probenoberfläche eine Kraftkurve zu erfassen,
daß aus dem Ergebnis der Erfassung der Kraftkurve eine Adhäsion zwischen einem die Probenoberfläche bildenden Material und dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material an jedem der Meßpunkte be rechnet wird und
daß aus der für jeden der Meßpunkte berechneten Adhäsion ein Bild der Adhäsionsverteilung an der Probenoberfläche erzeugt wird.
daß der Abstand zwischen einem Fühler, der an dem freien Ende eines Auslegers angebracht ist und aus einem auf eine Probenoberfläche aufzubringenden Material be steht, und der Probenoberfläche eingestellt wird, um dadurch an jedem von einer Vielzahl von Meßpunkten an der Probenoberfläche eine Kraftkurve zu erfassen,
daß aus dem Ergebnis der Erfassung der Kraftkurve eine Adhäsion zwischen einem die Probenoberfläche bildenden Material und dem auf die Probenoberfläche aufzubringenden Material an jedem der Meßpunkte be rechnet wird und
daß aus der für jeden der Meßpunkte berechneten Adhäsion ein Bild der Adhäsionsverteilung an der Probenoberfläche erzeugt wird.
4. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet,
daß an jedem der Meßpunkte an der Probenoberfläche
Interatomarkraft-Mikroskop-Bilddaten erfaßt werden,
während an dem gleichen Meßpunkt die Kraftkurve er
faßt wird, und
daß aus den an jedem der Meßpunkte erfaßten Interatomarkraft-Mikroskop-Bilddaten ein dem Bild der Adhäsionsverteilung entsprechendes Interatomarkraft- Mikroskopbild der Probenoberfläche erzeugt wird.
daß aus den an jedem der Meßpunkte erfaßten Interatomarkraft-Mikroskop-Bilddaten ein dem Bild der Adhäsionsverteilung entsprechendes Interatomarkraft- Mikroskopbild der Probenoberfläche erzeugt wird.
5. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Interatomarkraft-Mikroskop-
Bilddaten bei einem Zustand erfaßt werden, bei dem
der Abstand zwischen dem Fühler und der Probenober
fläche festgelegt gehalten wird.
6. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß nach dem Erfassen der Interatomar
kraft-Mikroskop-Bilddaten an einem der Meßpunkte eine
Kraftkurve an dem gleichen Meßpunkt erfaßt wird und
aus der erfaßten Kraftkurve eine Adhäsion an diesem
Meßpunkt berechnet wird, wonach zu dem nächsten Meß
punkt fortgeschritten wird.
7. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Meßdaten für die Kraftkurve an
jedem Meßpunkt gespeichert werden und nach beendeter
Messung an allen Meßpunkten eine Adhäsion an dem je
weiligen Meßpunkt aus den gespeicherten Meßdaten be
rechnet wird.
8. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kraftkurve an jedem der Meß
punkte mehrmals erfaßt wird.
9. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kraftkurve an einem der Meß
punkte erfaßt wird und dann die Interatomarkraft-Mi
kroskop-Bilddaten erfaßt werden, wonach zu dem näch
sten Meßpunkt fortgeschritten wird.
10. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftkurve an einem der Meß
punkte zweimalig erfaßt wird und die Adhäsion an die
sem Meßpunkt berechnet wird, wonach dann, wenn die
Adhäsion berechenbar ist, sofort zu dem nächsten Meß
punkt fortgeschritten wird, oder aber dann, wenn die
Adhäsion nicht berechnet werden kann, zu dem nächsten
Meßpunkt fortgeschritten wird, nachdem erneut an dem
gleichen Meßpunkt die Kraftkurve erfaßt und die Adhä
sion berechnet wurde.
11. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftkurve erfaßt wird, nach
dem an jedem der Meßpunkte der Abstand zwischen dem
Fühler und der Probenoberfläche auf einen vorbestimm
ten Wert eingestellt wurde.
12. Adhäsionsmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftkurve erfaßt wird, nach
dem an jedem der Meßpunkte die absolute Lage der Pro
benoberfläche festgelegt wurde.
13. Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrich
tungen, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Prüfschritt eine Adhäsion zwischen der Oberfläche eines ersten Materials eines Substrates, eines Isolierfilmes, einer Leiterschicht, einer Elektrodenschicht und/oder einer Resistschicht, die eine Halbleitervorrichtung bilden, und einem auf die Oberfläche des ersten Materials aufzubringenden zweiten Material gemessen und ein Bild der Adhäsionsverteilung erzeugt wird und
daß das zweite Material auf die Oberfläche des ersten Materials aufgebracht wird, wenn bei dem Prüfschritt festgestellt wird, daß die gemessene Adhäsion größer als ein vorbestimmter Wert ist.
daß in einem Prüfschritt eine Adhäsion zwischen der Oberfläche eines ersten Materials eines Substrates, eines Isolierfilmes, einer Leiterschicht, einer Elektrodenschicht und/oder einer Resistschicht, die eine Halbleitervorrichtung bilden, und einem auf die Oberfläche des ersten Materials aufzubringenden zweiten Material gemessen und ein Bild der Adhäsionsverteilung erzeugt wird und
daß das zweite Material auf die Oberfläche des ersten Materials aufgebracht wird, wenn bei dem Prüfschritt festgestellt wird, daß die gemessene Adhäsion größer als ein vorbestimmter Wert ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß bei dem Prüfschritt
der Abstand zwischen einem Fühler, der an dem freien Ende eines Auslegers angebracht ist und der aus dem zweiten Material besteht, und der Oberfläche des ersten Materials eingestellt wird, um dadurch an jedem einer Vielzahl von Meßpunkten an der Oberfläche des ersten Materials eine Kraftkurve zu erfassen,
aus dem Ergebnis der Erfassung der Kraftkurve an jedem der Meßpunkte eine Adhäsion zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material berechnet wird und
aus der für jeden der Meßpunkte berechneten Adhäsion ein Bild der Adhäsionsverteilung auf der Oberfläche des ersten Materials erzeugt wird.
der Abstand zwischen einem Fühler, der an dem freien Ende eines Auslegers angebracht ist und der aus dem zweiten Material besteht, und der Oberfläche des ersten Materials eingestellt wird, um dadurch an jedem einer Vielzahl von Meßpunkten an der Oberfläche des ersten Materials eine Kraftkurve zu erfassen,
aus dem Ergebnis der Erfassung der Kraftkurve an jedem der Meßpunkte eine Adhäsion zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material berechnet wird und
aus der für jeden der Meßpunkte berechneten Adhäsion ein Bild der Adhäsionsverteilung auf der Oberfläche des ersten Materials erzeugt wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5259869A JPH07113741A (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 付着力測定装置、付着力測定方法及び半導体装置の製造方法 |
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