JPH0316782B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は半導体及びその他類似の材料を処理す
る方法及び装置に係り、より詳細に言えば、薄い
材料層の厚さを変更しているときに、その材料層
の厚さの変化を監視する装置に関する。

Ｂ 従来の技術 厚さをゼロから所望の厚さまで、増加する沈積
（デポジシヨン）技術及び特定の領域の材料を所
望のレベルの厚さに減少させたり、若しくは完全
に除去する蝕刻技術及びイオン切削（ion
milling）技術を含んで、与えられた材料の厚さ
を変更するための多くの方法及び装置がが使用さ
れている。半導体デバイスを処理する場合、処理
される対象物の寸法が非常に小さく且つその公差
範囲が非常に小さいので、上述のような厚さ変更
処理工程中で厚さを監視する能力がしばしば問題
にされる。材料の所望の厚さのところで、厚さ変
更処理を制御、即ち停止するためには、厚さ変更
処理工程中に厚さを監視することが絶対に必要で
ある。

例えば、材料の厚さを変更することに関して、
反応イオン蝕刻、即ちプラズマ・エツチングは、
プラズマ放電中で絶縁体、半導体あるいは金属な
どの薄膜を除去することによつて、細い線のパタ
ーンを描いたり、これらの材料の薄膜に細い溝を
穿つのに現在広く使われている。蝕刻されるべき
ウエハは、減圧状態で混合ガスを含むプラズマ室
に置かれる。高周波エネルギの印加により発生さ
れるプラズマ放電の存在の下で、解離または衝撃
電離の如き処理によつて、反応たね（reactive
species）が供給ガスから発生される。薄膜の各
部分は反応たね及び薄膜の間の化学反応と、プラ
ズマ中に存在するイオンによる薄膜の衝突とによ
つて除去される。化学反応及び薄膜へのイオンの
衝突によつて作られたガス状の反応物質は真空ポ
ンプを使つてプラズマ室から連続して取り除かれ
る。

Ｃ 発明が解決しようとする問題点 反応イオン蝕刻の使用で遭遇する問題の１つ
は、蝕刻速度が充分な再現性を持つていないこと
である。この蝕刻の再現性の問題は、蝕刻による
生成物が時間に依存するため、プラズマ組成物の
ばらつきと、蝕刻されるウエハの表面温度を制御
するのが困難なことと、蝕刻される材料の量が即
ち装填バツチ毎にばらつきがあるということによ
つて生ずる。蝕刻速度についてのこのばらつきの
ために、反応イオン蝕刻は蝕刻処理の完了を検知
するための監視が必要である。これに関連して、
蝕刻している層の下にある補助層（sublayer）ま
で過度蝕刻をする前に蝕刻を終了するように、蝕
刻処理の終期を検知することは重要なことであ
る。このような過度蝕刻は蝕刻している層の下に
ある基体層または補助層を蝕刻するばかりでな
く、蝕刻パターンのアンダーカツトを惹起して蝕
刻層の所定の部分の寸法を変化させるので、過度
蝕刻は致命的な結果を生じる。

蝕刻処理の終了時を検知する１つの方法におい
て、蝕刻されている層からの多数化学たね
（majority chemical species）は蝕刻プラズマに
入り、そして、蝕刻処理が蝕刻されている層を蝕
刻しているときに、その多数化学たねの関連スペ
クトル線を監視することによつて測定される。蝕
刻処理を終了する時間は、この監視された多数化
学たねのスペクトル線の強度の変化から推論され
る。然しながら、蝕刻された層及びその下にある
補助層の組成物が同じか、あるいは類似している
とき、蝕刻される層からの多数化学たねの監視で
は、蝕刻の終了点を決定することが出来ない。均
一でない蝕刻負荷を補償する技術が使われたとき
も、同様な問題に遭遇する。例えば、ウエハ上の
アルミニウム・フイルムは、アルミニウム・フイ
ルムの付随的なアンダーカツトを惹起する。蝕刻
処理の終期近くでの突然大きな過剰の蝕刻たねを
阻止するために、高純度アルミニウムのターゲツ
トにウエハを曝すことにより何遍も蝕刻される。
然しながら、このアルミニウムのターゲツトの使
用は、多数アルミニウムたねを監視することによ
る蝕刻の終点の決定を阻害する。

この問題は下層にAlGaAs層を持つGaAsの蝕
刻に対して特に深刻になる。蝕刻プラズマ中に存
在する原子アルミニウムの光線放出、即ちレーザ
で誘発された発光（以下レーザの誘発発光、また
は単に誘発発光という）は、蝕刻がGaAsと
AlGaAs層の境界に達したときの僅かなアルミニ
ウムの濃度の変化を検知出来るほど充分強くはな
い。何故なら、殆どの高周波反応室はアルミニウ
ム製だからである。高周波処理の間で反応室壁か
らスパツタされたアルミニウムは蝕刻プラズマの
アルミニウム濃度の変化の中にほぼ吸収される。

加えて、上述の従来の方法は蝕刻の終点の検知
に限られている。従来のそれらの方法は、蝕刻の
タイミングを元に復帰させないで、蝕刻されてい
る層が所定の厚さになつたときに、蝕刻処理を停
止することには使うことが出来ない。

同様に、デポジシヨン処理、即ち沈積のような
厚さを増加する処理に関して、沈積のタイミン
グ、あるいはウエハの計量ステツプの或る種の方
式を元に復帰させないで、第１の材料の薄膜が第
２の材料の上に沈積されたら、沈積処理を停止す
るのに使うことの出来る監視装置または監視技術
は知られていない。

本発明は厚さ変更の処理を監視することについ
ての上述の問題点を解決することを指向してい
る。

本発明により得られる利点は、厚さ変更処理を
正確に監視することが出来ることである。本発明
は、異なつた第２の材料の上に非常に薄い第１の
材料の層を沈積を監視することが出来るものであ
る。本発明は、異なつた第２の材料の上で非常に
薄い層に減らされる第１の材料を監視することが
出来るものである。最後に、本発明は第１の材料
から第２の異なつた材料へ蝕刻による貫通を監視
することが出来るものである。

Ｄ 問題点を解決するための手段 本発明を簡単に言うと、本発明は、ウエハ上の
第２の材料層上に設けられた第１のバンドギヤツ
プ（禁止帯の幅）の波長エネルギを有する第１の
材料層の厚さの変化を監視するための装置であつ
て、第２の材料層は第２の異なつたバンドギヤツ
プの波長エネルギを有し、且つ第１の材料及び第
２の材料のうちの少なくとも一方の材料は直接バ
ンドギヤツプを有さねばならない。本発明の装置
は、 ウエハを保持し、且つ第２の材料層上の特定の
領域における第１の材料層の厚さを変化する手段
と、 直接バンドギヤツプの波長エネルギを有する少
なくとも１つのバンドギヤツプ材料層をより高い
エネルギ状態にポンプするのに充分高い強度と波
長のエネルギのビームを発生する手段と、 ウエハの面に対して或る角度で入射させ、且つ
第１の材料層が変更されている領域における上記
ウエハに浸透させるように、エネルギのビームを
差し向ける手段と、 厚さ変更手段を停止させるときを決めるため
に、少なくとも１つの直接バンドギヤツプ材料層
からの誘発発光を検知する手段と、 で構成されている。

本発明の実施例の装置は更に、エネルギのビー
ムがウエハの面上に入射する角度を変える装置を
有しており、これによりビームがウエハに浸透す
る深さを変化する。

本発明の他の実施例において、厚さ変更手段は
第２の材料層の上に第１の材料層を沈積即ちデポ
ジツトする手段を有している。

本発明の他の実施例では、厚さ変更手段は存在
する第１の材料層の厚さを減少する手段を含んで
いる。

本発明の他の実施例では、エネルギのビーム発
生手段は、第１の直接バンドギヤツプの波長エネ
ルギを有する第１の材料層を、より高いエネルギ
状態へポンプするのに充分高い強度と周波数のエ
ネルギを含むエネルギのビームを発生する手段を
含み、そして、検知手段はポンプされた第１の材
料層から誘発発光を検知する手段を含んでいる。

本発明の他の実施例では、エネルギのビーム発
生装置は、第２の直接バンドギヤツプの波長エネ
ルギを、より高いエネルギ状態へポンプするのに
充分高い強度と周波数のエネルギを含むエネルギ
ビームを発生する手段を含み、検知手段はポンプ
された第２の材料層から誘発発光を検知する手段
を含んでいる。

本発明の他の実施例では、検知装置は、第２の
材料層の誘発発光が所定の閾値以上であることを
検知した後か、または第１の材料層の誘発発光が
所定の閾値以上にもはや達しないことを検知した
後か、または上述の状態の組み合わせの状態の後
に所定時間の間、厚さ減少手段の動作を変更する
手段を含んでいる。

本発明の他の実施例では、第１の材料層は
GaAsであり、第２の材料層はAlGaAsである。

本明細書は、第１の材料及び第２の材料の少な
くとも一方が直接バンドギヤツプを有しており、
そして、第１のバンドギヤツプのエネルギとは異
なる第２のバンドギヤツプのエネルギを有し、ウ
エハ上に形成された第２の材料層上に、第１のバ
ンドギヤツプのエネルギを有する第１の材料層の
厚さの変化を監視する方法も開示している。

Ｅ 実施例 本発明は第１のバンドギヤツプ（bandgap）
（禁止帯の幅）の波長エネルギを有する第１の材
料層の厚さの変化を監視する装置に関するもので
あつて、第１の材料層は第２の異なつたバンドギ
ヤツプの波長エネルギを有する第２の材料のウエ
ハ上に被着されており、且つ第１の材料かまたは
第２の材料のうちの少なくとも一方の材料は直接
バンドギヤツプを有するものである。本発明は少
なくともこの１つの直接バンドギヤツプを持つ材
料層のレーザで誘発される発光（誘発発光）を監
視することに基礎を置くか、あるいは、他の材料
層のレーザ誘発発光との組み合わせを監視するこ
とに基礎を置いている。若し、第１及び第２の材
料層の両方が直接バンドギヤツプを持つていれ
ば、それら夫々の発光のピークは光学的スペクト
ルにより分離されなければならない。

本明細書において、「厚さの変化」という術語
の意味は、与えられた層の厚さを所望の厚さに増
加する装置及び方法と、与えられた層を所定の厚
さまで、若しくは厚さをゼロに減少する装置及び
方法との両方に適用される。従つて、術語「厚さ
の変更、または厚さの変化」は、沈積処理と、蝕
刻処理及びイオン切削処理を包含する。

第１図を参照すると、ウエハ１２を保持する装
置であつて、ウエハ上の第２の材料層上の特定の
位置にあるウエハ上の第１の材料の厚さを変化す
る厚さ変更装置１０が示されており、これら２つ
の材料のうち少なくとも一方の材料は直接バンド
ギヤツプを持つている。本発明を適用することの
出来る厚さ変更装置は種々のものがあるけれど
も、本発明の説明を簡単にするため、本発明が反
応イオン蝕刻装置に適用された場合について説明
する。その結果、厚さ変更装置１０は、電線１８
を介して外部の高周波発生源２０へ接続された電
極１６を含む反応イオン蝕刻室１４により構成さ
れている。蝕刻されるべきウエハ１２は電極１６
の一方の面に向けられる。ここで示した代表的な
反応イオン蝕刻装置は、1986年12月のフランスの
カザン（Cachan）で開催された乾式蝕刻第３回
国際シンポジウームの会報に記載されている。

装置の動作について説明すると、蝕刻室１４は
５×10^-6トルか、若しくはそれ以下の真空圧に低
下される。次に、蝕刻室１４は蝕刻されるべきウ
エハ上の層に所定の蝕刻プラズマを形成するた
め、適当な混合ガスが導入される。１例を挙げる
と、GaAsの第１層をその下にあるAlGaAsの第
２層まで蝕刻により貫通するために、18mトルの
CCl₂F₂と、18mトルのヘリウムの混合ガスが蝕刻
室１４中に導入される。高周波エネルギ発生源２
０からの高周波エネルギを印加することによつて
発生されたプラズマ放電の存在の下で、反応たね
が導入ガスから発生される。次に、第１の層の
GaAsの部分は、反応たね及びGaAs間の化学反
応と、プラズマ中に存在するイオンによる薄膜へ
の衝突とによつて除去される。上述の反応イオン
蝕刻処理は公知である。

ウエハ１２上の第１の材料層の厚さの変化の監
視を可能とするために、少なくとも一方の直接バ
ンドギヤツプを持つ層をより高いエネルギ状態に
ポンプするに充分な強度と波長のエネルギのビー
ムを発生する装置２２が設けられる。この特定の
実施例において、このビーム発生手段２２はレー
ザによつて実行されており、その装置のレーザビ
ームは第１の材料層の厚さを変化する領域におけ
るウエハの表面に或る角度で入射し、且つウエハ
の表面下に浸透するように、レーザビームのエネ
ルギを差し向ける。１例を挙げると、レーザのこ
の入射角度はウエハの水平面に対して70゜に設定
される。蝕刻室１４はレーザビームが蝕刻室内に
透過して、ウエハ１２の表面に照射させるため
に、水晶又はガラスの窓２４が設けられている。
レーザ光源２２からのこのレーザビームは、レー
ザの入射角に従つて、200オングストローム乃至
1000オングストロームの深さまで第１の材料層中
に浸透する。レーザビームの正確な浸透深さは実
験によつて決められる。レーザビームのエネルギ
もまた、一般的には、実験によつて決められる。
ビームのエネルギは代表的に言えば、少なくとも
１ミリワツトであるが、蝕刻処理に害を及ぼす程
高くすべきではない。

最初に、第２の材料が直接バンドギヤツプの場
合について本発明の作用を説明する。適当な波長
のレーザビームが第２の材料層まで浸透する点に
まで、反応イオン蝕刻室中の蝕刻が進行したと
き、レーザビームはこの第２の材料層をより高い
エネルギ状態にポンプするよう作用する。このと
きに、レーザ励起により誘発された電子と正孔の
再結合によつて、この第２の材料層から発光が生
じる。この第２の材料層からの発光は、レーザの
入射角に従つて、200オングストローム乃至1000
オングストロームの第１の材料層の厚さにおいて
検出することが出来るので、第２の材料層の上に
残留した第１の材料層の厚さの測定が出来る。

このレーザ誘発発光を検知するために、第２の
材料層からの誘発発光を検知するための手段３０
が第１図に示されている。この手段３０は、蝕刻
室１４から検知装置３２へレーザ誘発発光を伝達
するために、窓２４及び集光レンズ３４のような
装置と組み合わされた光電子倍増管のような光検
出装置３２を含んでいる。光検出装置３２はレー
ザビームの入射光とかレーザビームの反射光を回
避しうる場所に設けられねばならない。本発明に
使用することの出来る１つの光検出装置はGaAs
陰極を持つたRCA社光検出装置の型番号C31034
である。

レーザ誘発発光のこの形式を作るために、第１
及び第２の材料層は異なつたバンドギヤツプの波
長エネルギを持つていなければならず、且つ何れ
か一方の層は直接バンドギヤツプを持つていなけ
ればならない。第１の材料がGaAsであり、第２
の材料層がAlGaAsであるこの実施例の場合、
GaAsのバンドギヤツプのエネルギに近いレー
ザ・フオトン・エネルギに起因する共振効果を経
て、夫々のより高いエネルギ状態へGaAs及び
AlGaAsの両方をポンプするために、6200オング
ストローム乃至7000オングストロームの間の入射
レーザ光の波長が使われた。GaAsとAlGaAsと
の間のバンドギヤツプの差異はAlGaAsのアルミ
ニウム濃度に依存して、約300eVである。従つ
て、光線スペクトル中のGaAs及びAlGaAsの発
光ピークは約2000オングストローム離れているの
で、相異は容易に検知することが出来る。GaAs
の発光のピークは8000オングストローム程度であ
るのに反して、AlGaAsの発光のピークは6200オ
ングストロームの程度であることは注意を要す
る。

本発明の監視技術は、第１及び第２の材料層の
広範な組み合わせに利用することが出来ることは
上述の説明から理解することが出来る。然しなが
ら、第２の材料層は第１の材料層のバンドギヤツ
プとは異なつたバンドギヤツプを持つているこ
と、そして少なくとも一方の材料層のバンドギヤ
ツプは直接であることが必須の要件である。例え
ば、以下の材料の組み合わせは本発明を適用する
ことが出来る。即ち、それらはInAlAs／GaAs
と、InPAlAs／GaAsと、AlAs／GaAsと、
InPGaAs／GaAsと、Al_xGa_1-xAs／GaAsと、
GaInAsP／InPと、In_xGa_1-xAs／GaAsと、
GaInAsP／GaInAsの組み合わせである。

要約すれば、−族半導体はそれらの価電子
帯と伝導帯の間に直接バンドギヤツプを有してい
るから、−族半導体は直接バンドギヤツプの
材料として用いることが出来る。これらの−
族半導体材料及びそれらの三元誘導体化合物及び
クオンターナリ（quanternary、即ち元素周期律
表の族からの２原子及び族からの２原子の化
合物、例えばGa，As，In，Ｐなど）化合物は高
速度スイツチ・デバイス、及びレーザや光検知装
置のような光学電子素子の製造に適していること
は注意を要する。加えて、シリコンはその価電子
帯と伝導帯の間に直接バンドギヤツプを持つてい
ないが、２層構造体の他方の層として用いること
が出来るのは注意を要する。

−族半導体に加えて、直接バンドギヤツプ
材料として使える種々の他の材料がある。例え
ば、CdSe_xS_1-x／CdSと、CuClは主な候補であ
る。

本発明は、第２の材料の誘発発光のピークを単
に監視することによつて、第１の層から第２の層
への蝕刻による貫通の発生を検知するのに利用す
ることが出来る。この誘発発光のピークが所定の
閾値以上の値で検知されたとき、第２の材料へ達
する蝕刻が起きたことになる。誘発発光の上記の
所定の閾値は実験により決めることが出来る。誘
発発光のこの所定の閾値に達したとき、厚さ減少
装置１０の操作は、装置の動作を停止するか、ま
たは蝕刻パラメータの１つを変更することによつ
て変更される。

第１の材料層が第２の材料層上で所定の厚さま
で蝕刻されたときを検知するための、予め決めら
れた発光の閾値を設定することによつて、第１の
材料の予め予定した厚さの薄膜層を第２の材料層
上に残すことが出来ることが理解出来るであろ
う。

他の案として、誘発発光の予め決められた閾値
を一定に維持しておいて、レーザビームの入射角
を変えることによつて、レーザビームの浸透を変
化することが出来る。この例において、その予め
決められた閾値における誘発発光は、第１の材料
の所定の厚さの薄層が第２の材料層上に残つたと
きに検知される。レーザの入射角度を変化するこ
とに関しては、入射角の変更を行うための機械的
及び光学的装置は種々のものが入手可能である。
例えば、レーザビームは反射鏡（pirated
mirror）装置４０を介してウエハに差し向ける
ことが出来る。第１図に示した装置４０は回転軸
４４を有する鏡４２を含んでいる。鏡の角度を変
化するため回転軸４４を自動的にか、或いは手操
作で調節することにより、ウエハ１２に入射する
ビームの入射角を調節することが出来る。

本発明の他の実施例において、第１の材料層は
直接バンドギヤツプの波長エネルギを持つように
選択され、そして、エネルギのビーム発生装置２
２は、第１の材料層の直接バンドギヤツプをポン
プするのに充分な高さの強度と波長のエネルギを
含むエネルギのビームを発生する手段を含む。従
つて、この実施例においては、検知装置３２はこ
のポンプされた第１の材料層からの誘発発光を検
知する手段を含んでいる。更に、検知装置３２
は、第１の材料の誘発発光が所定の閾値以上では
検知されなくなつた後の所定の時間の間、厚さ減
少装置１０の動作を変更する手段を含んでもよ
い。

本発明の更に他の実施例において、第１の材料
層及び第２の材料層の両方の直接バンドギヤツプ
を夫々より高いエネルギ状態へポンプするために
充分に高い強度と波長のエネルギを含むエネルギ
のビームを発生する手段を含んでいる。この実施
例において、検知装置は第１及び第２の材料層の
誘発発光を検知する手段を含んでいる。更に、検
知装置は、第１の材料の誘発発光が所定の閾値以
上ではもはや検知されなくなつた後と、第２の材
料層の誘発発光が所定の閾値以上で最初に検知さ
れた後との所定の時間の間、厚さ減少装置１０の
動作を変更する手段を含んでもよい。

既に述べたように、本発明はまた、ウエハ上の
第１の層に対して厚さ増加装置を監視するために
も適用することが出来。例えば、第２の材料層だ
けを有するウエハに対して、第２の材料層から誘
発発光が所定の閾値以上ではもはや検知出来なく
なるまで、第１の材料層を沈積することが出来
る。この第２の材料層の誘発発光が第１の材料層
を通つて検知される第１の材料層の厚さは、ウエ
ハの表面下に浸透するレーザ光の深さを単に変更
することによつて変化することが出来る。既に述
べたように、レーザビームの入射角度を変化する
ことによつて、この浸透の深さを変化することが
出来る。従つて、本発明の装置によつて、第１の
材料の非常に薄く正確な層を第２の材料層の上に
設けることが出来る。

更に、本明細書は、ウエハ上に設けられ、第１
のバンドギヤツプのエネルギとは異なる第２のバ
ンドギヤツプのエネルギを有する第２の材料層の
上に被着された第１のバンドギヤツプのエネルギ
を有する第１の材料層の厚さの変化を監視する方
法も開示している。この場合、第１の材料或いは
第２の材料のうちの少なくとも一方は直接バンド
ギヤツプを有するものである。その方法の段階
は、 第２の材料層の上の特定の領域の処で、第１の
バンドギヤツプのエネルギを有する第１の材料層
の厚さを変化する段階と、 少なくとも第１の直接バンドギヤツプ材料層を
より高いエネルギ状態へポンプするのに充分に高
い強度と波長のエネルギのビームを発生する段階
と、 表面に或る角度で入射させ、且つ第１の材料層
の厚さが変化されている場所において浸透させる
ようエネルギのビームを差し向ける段階と、 厚さを変化する段階を停止するときを決めるた
めに、少なくとも１つの直接バンドギヤツプの材
料層からの誘発発光を検知する段階と、 で構成されている。

本発明は単一電極の反応イオン蝕刻室を用いて
説明して来たが、他の蝕刻室の構成にも本発明は
適用しうることは注意を払う必要がある。レーザ
ビームを誘導すること及び検知装置へ誘発発光を
誘導することは蝕刻室に設けた光フアイバによつ
て行ことが出来る。

更に、エネルギのビーム発生装置２２は、ウエ
ハ上の夫々の材料をポンプするのに必要とされる
波長の数及び帯域幅の大きさに従つて、１個また
はそれ以上のレーザを設けることが出来ることは
注意を要する。

直接バンドギヤツプのポンプされた発光の強度
を増加することが望ましい。この発光強度の増加
は、(1)ポンプされるべき１又はそれ以上の材料の
バンドギヤツプの差にレーザのポンプ周波数をよ
り一層近づけて整合することにより、あるいは(2)
ポンプ用レーザビームが入射するウエハの領域を
大きくすることにより、あるいは(3)単純に、ポン
プ用レーザの強度を増加することによつて達成す
ることが出来る。レーザビームの寸法を変化する
こと、従つてレーザビームの入射領域を変化する
のに使われる代表的な光学装置が、北オランダ出
版社（North−Holland Publishing Company）
の1973年の「発光」の第７号（Journal of
Luminescence7）の284頁乃至309頁に記載された
シヤクリ（Shaklee）、ナホリ（Nahory）及びレ
ヘニイ（Leheny）による「半導体における光学
的利得」（Optical Gain In Semiconductors）と
題する文献の第５図に示されている。然しなが
ら、本発明の監視を達成するのに通常必要とされ
るのは小さな発光信号だけであつて、余りにも大
きなレーザのポンプ用信号は、蝕刻処理を妨害す
ることは注意を払う必要がある。

標準的なプラズマ放出の存在下で発生された発
光の検知を改善するために、例えば所定の周波数
でビームを切断（chop）することによつて、レ
ーザビームへの変調に加えることが望ましい。こ
れにより、変調された発光を検知する位相検知装
置が検知装置３２として用いることが出来る。

Ｆ 発明の効果 以上説明したように、本発明の装置は半導体材
料または類似の材料の厚さの変更処理中に、被処
理材料の厚さを監視して被処理材料の非常に薄い
膜の厚さを正確に制御することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す図である。 １０……厚さ変更装置、１２……ウエハ、１４
……蝕刻室、２０……高周波発生源、２２……ビ
ーム発生装置、３２……検知装置、３４……集束
レンズ、４０……鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハ上の第２の材料層上に設けるための、
   第１のバンドギヤツプの波長エネルギを有する第
   １の材料層の厚さの変化を監視するための装置で
   あつて、上記第２の材料層は異つた第２のバンド
   ギヤツプの波長エネルギを有し、且つ上記第１及
   び第２の材料のうちの少なくとも一方の材料は直
   接バンドギヤツプを有するものとし、 上記ウエハを保持し且つ上記第２の材料層上の
   特定の領域における上記第１の材料の厚さを変化
   させるための手段と、 上記少なくとも一方の直接バンドギヤツプ材料
   をより高いエネルギ状態にポンプするのに充分高
   い強度及び波長のエネルギのビームを発生するた
   めの手段と、 上記ウエハの表面に対して或る角度で入射さ
   せ、且つ上記第１の材料層の厚さが変化されつつ
   ある領域に於て上記ウエハに浸透させるように、
   上記エネルギのビームを指向するための手段と、 上記厚さを変化させるための手段をいつ停止さ
   せるかを決定するため、上記少なくとも一方の直
   接バンドギヤツプ材料層からの誘発発光を検知す
   るための手段と、 を備えた厚さ変化監視装置。