JP3133355B2

JP3133355B2 - 電気的に導通する材料の表面上の汚染物の存在および、あればその厚さを決定する方法

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Publication number: JP3133355B2
Application number: JP03037615A
Authority: JP
Inventors: スタンレー・ストコブスキ; デイビッド・ウォルゼ; アーマン・ピィ・ニューカーマンズ
Original assignee: テンコール・インスツルメンツ
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH04278446A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、光によって誘導された光電
子放出による汚染物の測定に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】半導体材料、シリサイドまたは金属のよ
うな電気的に導通する材料の表面上に現れる、厚さが数
オングストロームからおそらく１００オングストローム
にまで及ぶ汚染している層は、集積回路を含むチップの
加工において非常に重要である。これらの汚染物は、露
出したシリコンまたは他の半導体材料上の自然酸化物
と、ポリシリコン上の自然または成長酸化物と、ウエハ
上のフォトレジストくずと、他の表面からの拡散を介し
てまたは付着を介してウエハ上に生じられた有機コーテ
ィングとを含んでもよい。

【０００３】これらの汚染している層の存在は、しばし
ばチップ上の回路の性能において、受け入れられない不
確定さをもたらす。たとえば、ポリシリコン表面上の酸
化物の存在は、シリサイドのようなその後に堆積された
層の付着を激しく妨げることができ、かつ隣接ポリシリ
コンからのこれらの層のはく離を引き起こし得る。露出
したシリコン上の自然酸化物の存在は、そのような層か
ら、またはそのような層へ流れる電流を著しく減少させ
る接触抵抗を生じ得る。

【０００４】これらの汚染物上の定量的情報は、もし汚
染物の位置が知られ、かつ汚染物厚さが数１０オングス
トロームを越えれば、しばしば露出したシリコン上に作
られることができる。しかしながら、偏光解析法または
反射率測定法を通じて得られる、これらの測定は、各々
の測定が非常に小さい照射されたスポットについての情
報を与えるので、かなり時間がかかる。もし汚染がウエ
ハの表面で均一でなければ、表面全体に汚染の程度の正
確なアップを提供するのに非常に時間がかかる。

【０００５】さらに、基板の、または調べられている他
の層は、偏光解析法または反射率測定法が、定量的測定
を与えるために用いられるところの、薄い汚染層の存在
を隠し得る。たとえば、偏光解析法研究は、理論的予測
と実験的結果との間の不一致を説明するために、知られ
ない組成の中間層の存在を引き起こすにちがいないが、
もっともこれらの中間層が透過電子顕微鏡検査写真にお
いて一度も見られない。さらに、そのような方法の感度
は、干渉効果がかなり小さいため、層が数オングストロ
ーム厚さでしかないとき、減少する傾向がある。

【０００６】基板表面に隣接する基板材料の特性の検査
の、ほかの方法が開示されている。Ｊｏｕｒ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．４６（１９７５）ｐｐ．１５５３−１５
５８においてスミス（Ｓｉｍｔｈ）は、これらの方法の
多くを検討し、かつアルミニウムからの、および金属の
露出された表面上に形成された酸化物フィルムを有す
る、または有するかもしれないニッケルからの光電子放
出の使用を開示する。それら自身で光放出しているＮｉ
Ｏのような酸化物フィルムについては、光電子放出は金
属内で発生された電流、および酸化物フィルム内で発生
された電流を含む。光放出していないＡｌ₂Ｏ₃のよう
な他の酸化物フィルムについては、光電子電流放出は酸
化物がそのためのマスクを与える状態で、主として金属
から起こる。興味ある酸化物のほとんどは、光放出して
いない。

【０００７】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５５（１
９８９）ｐｐ．４８１−４８３においてキニウ（Ｑｕｉ
ｎｉｏｕ）およびその他の者は、半導体表面上のドープ
された領域の走査顕微鏡の使用を開示する。筆者が主張
するこの方法は、プロービングビームの数個の波長の空
間分解能で、半導体ウエハの表面のすぐ下の、ドーピン
グレベルまたはドーピングパターンのその場的なプロー
ブを提供し得る。焦点決めされた紫外レーザ光線は表面
を横切って走査され、かつウエハ材料内の表面特性にお
ける差は、放出された光電子電流におけるそのような差
で観測される。キニウ（Ｑｕｉｎｉｏｕ）およびその他
の者により開示されたシステムは、１０ ^-3−１０^-1パス
カルのオーダの電子コレクタチャンバにおける圧力およ
び７０ボルト以上のオーダのバイアス電圧を必要とし、
かつ表面の照射のためのレーザビームを用いる。

【０００８】半導体表面から、またはそれに隣接して放
出された光電子電流を監視するため、以前の作業員によ
り使われたシステムは多数の欠点を被る。充電された粒
子コレクタと下にあるウエハとの間で維持されるバイア
スのために、ウエハと収集電極との間の分離の距離にお
ける任意の小さい変化は、時間とともに変わるかもしれ
ない容量性電流を誘起するであろう。収集電極が比較的
大きく、かつ抽出電圧もまた大きいために、誘起された
容量性電流は、測定されるべき光電子電流よりも著しく
大きくなり得る。それゆえに、ウエハと収集電極との間
に発生された容量性電流を補償する手段を設けることが
望ましい。この補償手段は、ウエハ表面と収集電極との
分離の任意の距離で発生された容量性電流を監視するこ
とができなければならず、かつ補償手段が光電子電流モ
ニタリングシステムに組み入れることができるぐらい、
十分に小さくなければならない。

【０００９】以前の作業員の光電子電流モニタリングシ
ステムの別の不愉快な特徴は、光起電流がまた光ビーム
照射により誘導され、かつそれゆえに電流の出力信号に
影響を及ぼすかもしれないことである。光起電流は、半
導体材料のエネルギギャップＥ_gよりもかなり大きい任
意の光子エネルギに対し、半導体材料において誘起され
ることができ、かつエネルギギャップは、一般的に材料
の仕事関数よりも遥かに小さい。たとえば、露出したシ
リコンの仕事関数または光電しきい値は、入射光ビーム
に平行な結晶方向によって、４．６０から５．１１ｅＶ
に及ぶが、露出したシリコンにおけるエネルギギャップ
は、ほんの１．１２ｅＶにすぎない。もし光起電流がウ
エハの表面で均一であれば、光電子放出から生じる光電
子電流の影響は小さく、かつシステム内で除去されるか
もしれない。しかしながら、光起電流は半導体材料にお
ける転位および他の欠陥により、局部的に影響を及ぼさ
れる。それゆえに、誘起された光起電流は、ウエハの表
面上の場所によって変わるであろうことは、ありそうな
ことである。必要とされるものは、どんな光ビーム強度
が用いられても、光起電流を補償するための手段であ
る。好ましくは、この補償手段はそれが光電子電流モニ
タリングシステムに組み入れられてもよいぐらい十分小
さくなければならない。

【００１０】

【発明の概要】これらの要求は、電気的に導通する材料
の表面上の、複数個の場所の各々における汚染物の存
在、およびあれば、その厚さを決定するための方法によ
り満たされる。この方法は、（１）その場所の下の導通
する材料から光電子が開放されるのを許容するために、
材料の仕事関数より大きい光子エネルギを有する波長成
分を有する光ビームで、各々の場所を順次照射するステ
ップと、（２）その場所から現れる光電子電流を決定す
るための電子収集手段を設けるステップと、（３）半導
体表面と電子収集手段との間の分離距離における変化か
ら生じる容量性電流効果を補償するステップと、（４）
光ビーム光子のエネルギが価電子帯から伝導帯への電子
を上げるのに必要とされる、最小エネルギＥ_gよりも大
きいときにはいつでも生じる光起電流効果を補償するス
テップとを含む。ステップ（３）および（４）は互いに
独立して含まれてもよく、または削除されてもよい。

【００１１】容量性電流効果を補償するための１つの技
術は、第１の電子収集手段に隣接し、かつ同じ距離だけ
表面から間隔を隔てられる第２の電子収集手段を設け、
しかし第２の電子収集手段は照射された場所の上に直接
置かれていない。第２の電子収集手段は、もしあれば、
容量性電流のみを検知し、かつもし第１および第２の電
子収集手段において検知された電流が互いに減算されれ
ば、容量性電流の効果は最終信号において減ぜられてし
まう。

【００１２】光起電流を補償するための１つの技術は、
（１）導体材料の仕事関数よりかなり大きいエネルギを
有する第１の光ビームにより、かつ（２）光子エネルギ
が仕事関数よりかなり小さいが、導体材料における光起
電流の発生のためのエネルギギャップを越える第２の光
ビームにより、表面場所を照射することである。２つの
光ビームは、異なる時間に表面場所を照射し、かつ２つ
の電流信号は結果として生ずる信号における光起電流の
効果を除去するために、互いに減算される。

【００１３】

【発明を実施するためのベストモード】図１を参照する
と、ウエハ１３、またはほかの電気的に導通する材料の
表面上の場所で発生された光電子電流を監視するための
システム１１は、光源１５と光ビームを受け、かつウエ
ハ表面上の場所１９を照射するようにビームを焦点決め
するためのレンズ１７、または他の光学エレメントを含
むであろう。電子コレクタ２１は、照射された場所１９
のすぐ下の、ウエハ材料における光ビームの光電子放出
作用により発生させられた光電子を集めるために、場所
１９の上に、かつそれに隣接して位置決めされる。ウエ
ハ１３は中心点のまわりの、その表面の平面において回
転されてもよく、かつ光ビーム系またはウエハのどちら
かが、照射された場所１９が、ウエハ１３の表面上で動
き回る光ビームトレースによって説明されるように、互
いに関して並進されてもよい。各照射場所１９におい
て、その場所の一部分または全部は、知られない厚さま
たは空間範囲の汚染物によりおおわれるかもしれない。
もし場所１９が照射されれば、光ビームエネルギの実質
的な部分は、電気的に導通する材料における照射された
場所に隣接して、かつその下におかれる原子構成要素に
より吸収される。もし光ビームが、材料の仕事関数Ｗよ
りもかなり大きい光子エネルギを有する波長成分を有す
れば、光電子は導電性材料１３における周知の光電子放
出作用により、材料から開放されるであろう。このよう
に、この層内で開放された光電子の一部分は表面へか
つ、もしあれば、その表面上にある汚染物を介して運ば
れるであろうし、かつ照射場所１９のすぐ上に位置決め
された電子コレクタ２１によって、集められるであろ
う。もし汚染物層が導電性材料１３の表面上の照射場所
の一部分または全体の上に横たわれば、電子コレクタに
よって検知された光電子電流は、そのような汚染物層が
ないとき検知された光電子電流から、実質的に減少され
るであろう。したがって、光電子放出電流は、照射場所
１９の上に横たわる任意の汚染物層の有無により強く影
響を及ぼされることが理解される。

【００１４】図２は表面上の複数個の場所における導電
性材料の表面上に置かれる汚染物の存在および、おそら
く厚さまたは他の空間範囲をマッピングするためのシス
テムを示す。システム３１は光電子放出が起こるであろ
う電気的に導電性材料の接地層３３と、材料３３の表面
上の照射場所３９を照射するようにレンズ３７または他
光学コンポーネントによって焦点決めされる光ビーム３
６のソース３５とを含む。材料３３からの光電子放出は
上で説明されたように起こり、かつ、このように開放さ
れた光電子の一部分は、照射場所３９と隣接して位置決
めされ、かつその上に横たわる第１の電子コレクタ４１
によって集められる。第１の電子コレクタ４１は、電極
４１が電極材料の固体シートであってもよいように、光
ビーム３６の波長に対して透明な電極であってもよい。
代替的に、第１の電子コレクタ４１は、図２において示
されるように、光ビーム３６が通過する中心における開
口を有する電極材料のリングであってもよい。第１の電
子コレクタ４１と、このコレクタのための電流センサと
の間に位置決めされるバイアス手段４３により正の電圧
差が課される。光電子電流は第１の増幅器４５によって
増幅され、かつ信号出力ライン４７上に第１の出力信号
として出る信号を発生する。

【００１５】容量性電流効果は、電子コレクタと放出表
面との分離の距離が、時間とともに変わるとき、生じ得
る。容量性電流効果は、第１の電子コレクタ４１に対す
るのと同じ分離の距離で、導電材料３３の表面の上に位
置決めされる第２の電子コレクタ４９を設けることによ
り、図２において示されるシステム３１において補償さ
れる。正の電圧差は、第２の電子コレクタ４９と、この
コレクタのための電流センサとの間に位置決めされたバ
イアス手段５０によって課される。第２の電子コレクタ
４９は、第２の電子コレクタが光ビーム３６により現在
照射されていない表面の一部分の上に横たわるように、
第１の電子コレクタ４１から間隔を隔てられる。したが
って、第２の電子コレクタにより受けられる任意の電流
は、おそらく容量性効果にのみよるものであり、かつこ
の全電流に対する寄与は、第１の電子コレクタ４１によ
り受けられた電流にあるであろう。第２の電子コレクタ
４９によって受けられた電流は、増幅器５１によって増
幅され、かつ信号出力ライン５３上の第２の出力信号と
して出る。差信号は、信号出力ライン４７および５３上
に現れる２つの出力信号からの差モジュール５５により
形成され、かつこの差信号は、出力信号ライン５７上の
システム出力信号として出る。

【００１６】任意に、電気的に導通する材料３３のウエ
ハと、第１および第２の電子コレクタ４１および４９と
を囲む電気シールド５９、または他の容器が設けられて
もよい。シールドまたは容器５９の内部は、Ｈｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅもしくはＮ₂のようなガス、また
は酸素を含まないが比較的に、そのようなガスの原子ま
たは分子への電子付着を許容しにくい別のガスを含んで
もよい。その原子または分子への電子付着を許容するガ
スは、電子コレクタにおいて集められた光電子電流と干
渉し、かつ減少させるであろう負の電荷を全体に発生す
るであろう。したがって、そこへの電子付着の比較的低
い可能性を有さないガスの使用は避けられるべきであ
る。１０^-1−１０⁵パスカルのオーダのガス圧力はここ
で受け入れられる。

【００１７】図３は、光電子が電子コレクタで集められ
る前にそのような光電子が、通過しなければならない汚
染物層の厚さにおける増加に対して、アンペアで表わさ
れた光電子電流における減少をグラフで示す。光電子電
流は１００Åのオーダの汚染物層厚さにおける増加によ
って、大きさの４ないし６オーダだけ減少されることが
できる。この発明は、ウエハの表面上の特定の照射場所
にある汚染物の層の存在およびおそらく厚さ、または他
の特別な範囲を検出するために用いられることができ
る。

【００１８】図４はウエハ６３の表面上の光ビームトレ
ースにより規定されてもよいらせん状経路６１を示す。
一実施例において、らせん状経路６１に沿って連続的に
重なる複数個のディスクリートな、ほぼ円形の光ビーム
トレース６５−Ｎ、６５−（Ｎ＋１）、６５−（Ｎ＋
２）は、ウエハ６３の表面上の照射場所として用いられ
てもよい。代替的に、ディスクリートな複数個の照射場
所は、図４において示される２つの点線６７−１および
６７−２により規定されたエンベロープによって示され
る、そのような場所の連続的な帯によって置換されても
よい。

【００１９】もしらせん状が半径座標従属性ｒ＝ｒ
（θ）＝ｒ₁θにより規定されθが平面における角座標
であれば、光ビームトレースはもし、角座標の時間変化
率θおよび半径座標ｒが関係［ｒ²＋ｒ₁ ²］θ²＝定数により関連付けられれば、表面上でほぼ一定の線形速度
で移動するであろう。ほぼ一定の線形速度で移動する光
ビームトレースは、全ての経路またはパターンに対して
好ましい。

【００２０】図７は、代替の経路の使用、すなわち、ウ
エハ７３の表面上に置かれ、かつ表面上の全ての照射場
所をおおうように、曲がりくねった態様で前後に屈曲す
る曲がりくねった経路７１である代替の経路を示す。図
７において、複数個のディスクリートな照射場所７５−
Ｎ、７５−（Ｎ＋１）、７５−（Ｎ＋２）は、光ビーム
の投影が曲がりくねった経路７１に沿って移動するに従
って光ビームトレースにより規定されてもよい。代替的
に、照射場所の連続的な帯は用いられてもよく、図７に
おける２本の点線カーブ７７−１および７７−２によっ
て示されるエンベロープにより規定される。図４におけ
るらせん状パターンの代わりに、または図７におけるら
せん状のパターンの代わりに、この連続的な帯を用い
て、図２における電子コレクタ４１により受けられる光
電子電流信号は、複数個のディスクリートな照射場所が
表面上に設けられる電子コレクタにおいて受けられるデ
ィスクリートな信号の連続であるよりも、むしろ信号の
連続的な組であるだろう。

【００２１】もし、ウエハ表面の全体、またはそれにつ
いての実質的な部分が照射場所の収集により覆われるべ
きであれば、照射場所はそのように覆われるべき表面の
部分上に重ならなければならない。もし光ビームがビー
ムの中心からの半径距離の関数として、標準のガウス強
度またはベル形強度を有すれば、照射場所中心ｎｏ．Ｎ
およびＮ＋１でセンタリングされた２つの隣接光ビーム
は図５において示される比較強度分布を有するであろ
う。したがって、重なる領域におけるそれらの強度の和
が少なくとも分離して見られる、どちらかのビームの最
大強度と同じくらいの大きさであるように十分に重なる
ように、２つの隣接照射場所を照射する光ビームを配列
する必要があるかもしれない。もし用いられた光ビーム
が“シルクハット”の型をして、強度が所与の半径で最
大強度からほぼゼロまで非常に急速に減少すれば、２つ
の隣接場所ｎｏ．ＮおよびＮ＋１のための光ビームトレ
ースは、重なる領域のそれらの強度の和が、少なくとも
分離してみられるどちらかの光ビームの最大強度に等し
いように、さらに重ねられるであろう。これは２つの隣
接シルクハット光ビームトレースに対して図６において
示される。

【００２２】図８は、ウエハ材料内の光起電流の存在
が、補償されるべきであるウエハ３３の表面上の汚染物
の存在、または厚さ、もしくは別の空間範囲を決定する
際に有効である発明の実施例を示す。光起電流は伝導帯
と隣接価電子帯との間のエネルギギャップＥ_gまたは差
が、材料を照射するために用いられた光ビームの光子エ
ネルギにより、かなり越えられるときはいつでも、電気
的に導通する材料内で発生される。したがって、もしエ
ネルギギャップＥ_gが材料の仕事関数Ｗよりも小さけれ
ば、関係Ｅ_g＜Ｅ＜Ｗを満たすエネルギＥを有する光子
は、光起電流を発生するであろうが、光電子放出電流は
発生しないであろう。

【００２３】図８において示されるシステム８１は、電
気的に導通する材料のウエハ３３と、レンズ３７または
他の光学エレメントにより受けられ、かつ照射場所３９
の１つの表面上で焦点決めされる第１の光ビーム３６を
発生する光源３５とを含む。照射場所の下のウエハ３３
の導電材料における光電子放出作用により生じられた光
電子は、電子コレクタが照射場所３９のすぐ上に位置決
めされる電子コレクタ４１において以前のように集めら
れる。電子コレクタ４１と電流センサとの間の正の電圧
差は、示されるように電圧差またはバイアス手段４３に
よって与えられる。電子コレクタ４１によって受けられ
る光電子電流は、システム４５によって増幅され、かつ
出力信号は、前と同じように信号出力ライン４７上に現
れる。光源３５はウエハ３３における導電材料の仕事関
数Ｗよりも大きいエネルギの光子を生じる。第２の光源
８３は、その光子がウエハ材料のエネルギギャップＥ_g
よりも大きいが、ウエハ材料の仕事関数よりも小さいエ
ネルギを有する、光ビーム８４を生ずる。第１の光ビー
ム３６はレンズ３７によって受けられる前に、半透明鏡
を介して通過させられる。第２の光ビーム８４は半透明
鏡８５から反射されるように、かつ次に照射場所３９に
おいてその焦点決めするためのレンズ３７により受けら
れるようにさせられる。２つの光源３５および８３は多
くて、これらの光源の１つが、任意の所与の時間で照射
場所３９を照射するように交互に、活性化され、かつ非
活性化される。

【００２４】第１の光ビーム３６によって発生された電
流信号は回路４５により増幅され、かつ時間遅延モジュ
ール５２へ通過する。第２の光ビーム８４によって発生
された電流信号は、回路４６（および回路４５により）
により増幅され、かつ差形成モジュール５６の負の入力
端子によって受けられる出力ライン５４上に出る。モジ
ュール５６の正の入力端子は、時間遅延モジュール５２
から時間遅延された電流信号（同じ場所で第１の光ビー
ム３６によって発生された初めの電流信号）を受ける。
モジュール５６は出力ライン５４上の電流信号を、出力
ライン４７上に出された、時間遅延された信号から減算
し、かつ出力ライン５８上に差信号を出す。

【００２５】電子コレクタ４１によって発生された光電
子電流を表わす電気信号は、２つの交互の順序からな
り、（１）第１の光ビーム３６によって発生された第１
の順序は、光電子放出電流と光起電流の和からなり、か
つ（２）第２の光ビーム８４によって生じられた第２の
順序は、光起電流のみからなる。もし２つの光ビーム３
６および８４が、照射場所３９で同じ光起電流を発生す
るように配列されれば、信号のこれら２つの順序の差
は、出力信号として光電子放出電流のみを残し、光起電
流の存在の効果を減じてしまうために形成されてもよ
い。

【００２６】図９は、光起電流の存在が補償される発明
の別の実施例８２を示す。図９において、エネルギギャ
ップＥ_gよりも大きいが、電子仕事関数Ｗよりも小さい
エネルギの光子を発生する光源８３は、光源１５が場所
３９を照射する時間よりも早いと推定される時間で、基
板上の別の場所８９を照射する。光源８３により照射さ
れた場所の収集は、光源１５により照射された場所の収
集と同じであると推定される。しかしながら、光源８３
は、そのような場所が光源１５によって照射される時間
よりも早い時間で、場所のこの収集の各々を照射する。
第２の光源８３は、基板３３上の第２の場所８９上の第
２のレンズ８７または別の光焦点決めする手段により焦
点決めされる光ビーム８４を生ずる。光源８３による場
所８９の照射は、基板３３において光電子放出電子は発
生しないが、光起電流は発生し、かつこの光起電流は、
第２の場所８９の上にかつそれに隣接して位置決めされ
る第２の電子コレクタ９１によって受けられる。光源１
５および８３の全強度は、図８において示されるよう
に、同じ条件で同じ光起電流を発生するように調整され
るべきである。正の電圧差は、電子コレクタ９１と、こ
のコレクタのための電流センサとの間に位置決めされる
バイアス手段９３により、第２の電子コレクタ９１上に
与えられる。

【００２７】コレクタ９１によって検知された電流信号
は、増幅器９４を介して通過され、かつ時間遅延モジュ
ール９７によって受けられる出力ライン９５上に現れ
る。後のとき、すなわち、光源１５が、場所８９を照射
するとき、場所８９のための（時間遅延された）電流信
号は、時間遅延モジュール９７により出され、かつそれ
は出力ライン４７上に現れる場所８９のための電流信号
から減算される。この減算は差モジュール９９において
起こり、かつ出力ライン１０１上の出力信号は、場所８
９において検知された光電子放出電流であり、光起電流
はそこから除去されている。

【００２８】光源８３による第２の場所８９の照射は、
光源１５により場所８９の照射の後に続くより、むしろ
先導するであろう。この状態において、出力ライン４７
上に出る電流信号は、出力ライン９５上に出る電流信号
に関して時間遅延されるであろう。

【００２９】図２、８または９における第１の光源３５
に適した光源は、重水素、または水銀放電ランプや放出
波長０．４μｍのレーザのような、連続的な深紫外源を
含む。レーザ流れは、光化学分解または、さもなければ
そのような場所で促進されるであろう別の化学反応をさ
けるために、照射場所で低く保たれるべきである。図８
および９において示される第２の光源８３は、ウエハ材
料の仕事関数よりも小さいが、そのような材料のエネル
ギギャップＥ_gよりも大きい特性エネルギを有する筈で
ある。第２の光源は、紫外光源、およびシリコンウエハ
については１．１μｍより下の、かつＧａＡｓウエハ材
料については０．８５μｍより下の関連の波長の可視光
源から得られるであろう。

【００３０】ウエハを形成する電気的に導電性の材料
は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素およびポ
リシリコンのような半導体材料から、アルミニウム、タ
ングステンおよびモリブデンのような金属から、かつチ
タニウムシリサイド、プラチナシリサイド、パラジウム
シリサイド、コバルトシリサイド、ジルコニウムシリサ
イド、タンタルシリサイド、ハフニウムシリサイド、ニ
オビウムシリサイド、バナジウムシリサイド、ニッケル
シリサイド、タングステンシリサイドおよびモリブデン
シリサイドのような金属シリサイドから得られてもよ
い。金属シリサイドの抵抗率は一般的にかなり低く、通
常は１００ｏｈｍ−ｃｍ未満である。たった１０⁶ｏｈ
ｍ−ｃｍの電気抵抗率の任意の材料は、この発明におい
て用いられるウエハ材料のよい候補者である。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ビームにより、ウエハ表面上の異なる場所の
照射を示す斜視図であり、光ビームのスポットまたはト
レースの位置は、ウエハのまたは光ビームのトレースの
並進運動または回転運動により変化されてもよい。

【図２】この発明にしたがって、容量性電流効果を除去
するために、表面場所の照射を示す概略側面図である。

【図３】照射されている表面場所上にある汚染物の厚さ
で、光電子電流の変化を示す。

【図４】それぞれ、導体材料の表面上の光ビームトレー
ス、スパイラルパターンおよび曲がりくねったパターン
のための可能な経路を示す。

【図５】表面上の２つの隣接場所にセンタリングされ
る、２つのベルの型をした光ビームの相対的な強度を示
すグラフ図である。

【図６】表面上の２つの隣接場所にセンタリングされ
る、２つのシルクハットの型をした光ビームの相対的な
強度を示すグラフ図である。

【図７】それぞれ、導体材料の表面上の光ビームトレー
ス、スパイラルパターンおよび曲がりくねったパターン
のための可能な経路を示す。

【図８】光起電流効果を補償する、この発明の実施例を
示す概略側面図である。

【図９】光起電流効果を補償する、この発明の他の実施
例を示す概略側面図である。

【符号の説明】

（４１、４９）電子コレクタ（３６、８４）光ビーム（３３）電気的に導通する材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デイビッド・ウォルゼアメリカ合衆国、95121 カリフォルニア州、サン・ホウゼイ、シャドー・スプリングス、3076 (72)発明者アーマン・ピィ・ニューカーマンズアメリカ合衆国、94303 カリフォルニア州、パロ・アルト、アービュタス・アベニュ、3510 (56)参考文献特開昭60−262042（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−262043（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−58140（ＪＰ，Ａ) 特開平３−108648（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−257343（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/00 G01N 21/00 H01L 21/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的に導通する材料の表面上の複数個
の場所の各々における汚染物の存在および、もしあれ
ば、その厚さを決定するための方法であって、各々の場
所の下に置かれる導通する材料から、光電子放出を誘導
する波長成分を有する光ビームで、各々の場所を順次照
射するステップと、各々の場所の下に置かれる導通する
材料から現れる光電子電流を決定するための電子収集手
段を設けるステップと、表面と電子収集手段との間の分
離距離における変化から生じる容量性電流効果を電気的
に補償するステップとを含む、方法。
【請求項２】前記電子コレクタ手段を設ける前記ステ
ップは、前記光電子電流を決定するために前記照射され
た場所に隣接して、かつその上に電子コレクタを設ける
ステップと、電子コレクタと前記電気的に導通する材料
との間に正の電圧差を与えるステップとを含む、請求項
１記載の方法。
【請求項３】前記容量性電流効果を補償する前記ステ
ップは、前記第１の電子コレクタから横方向に間隔を隔
てられ、かつ前記第１の電子コレクタと前記表面との間
の分離とほぼ同じ距離だけ前記表面から間隔を隔てられ
る第２の電子コレクタを設けるステップと、第２の電子
コレクタと前記電気的に導通する材料との間に前記第１
の電子コレクタと前記表面との間の前記正の電圧差に等
しい正の電圧差を与えるステップと、前記第１の電子コ
レクタで決定された前記光電子電流から、第２の電子コ
レクタで決定された光電子電流を減算するステップとを
含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記第２の電子コレクタを設ける前記ス
テップは、前記第２の電子検出器が前記照射された場所
の上に直接置かれないように、それを位置決めすること
を含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】前記場所を順次照射する前記ステップ
は、０．４μｍ以下の光波長の光ビームを与えることを
含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】電子が付着する可能性が比較的低い原子
または分子を有するガスからなる雰囲気を、前記電気的
に導通する材料の前記表面上に供給するステップをさら
に含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】前記雰囲気を与えるステップは、Ｈｅ、
Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＮ₂からなるガスの類か
ら、前記ガスを与えることを含む、請求項６記載の方
法。
【請求項８】前記表面上の前記場所を照射する前記ス
テップは、光ビームトレースに前記場所の全体を通過す
る連続曲線を規定させることにより行なわれる、請求項
１記載の方法。
【請求項９】前記場所の前記照射を通じて生じる光起
電流を、電気的に補償するステップをさらに含む、請求
項１記載の方法。
【請求項１０】電気的に導通する材料の表面上の複数
個の場所の各々における汚染物の存在および、もしあれ
ば、その厚さを決定するための方法であって、各々の場
所の下に置かれる導通する材料から、光電子放出を誘導
する波長成分を有する光ビームで、各々の場所を順次照
射するステップと、各々の場所の下に置かれる導通する
材料から現れる光電子電流を決定するための電子収集手
段を設けるステップと、場所の照射を通じて生じる光起
電流を電気的に補償するステップとを含む、方法。