JPH07113741A - 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 - Google Patents

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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JPH07113741A
JPH07113741A JP5259869A JP25986993A JPH07113741A JP H07113741 A JPH07113741 A JP H07113741A JP 5259869 A JP5259869 A JP 5259869A JP 25986993 A JP25986993 A JP 25986993A JP H07113741 A JPH07113741 A JP H07113741A
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cantilever
force
adhesive force
measurement
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Sunao Nishioka
直 西岡
Takao Yasue
孝夫 安江
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Renesas Semiconductor Engineering Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Renesas Semiconductor Engineering Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、試料表面の状態を原子レベルで
正確に把握することを目的とする。 【構成】 制御回路７０が試料３を支持するピエゾ素子
６に電圧を印加することにより試料３上の複数の測定点
でそれぞれフォース・カーブ測定を行い、カンチレバー
１からの反射レーザ光を検出器５で検出して制御回路７
０を介してコンピュータ７１に取り込み、コンピュータ
７１が試料３の表面における付着力分布像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、試料表面の付着力を
測定する付着力測定装置及び方法に関する。また、この
発明は、この付着力測定方法を用いた半導体装置の製造
方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】図２０に従来の原子間力顕微鏡を示す。
半導体レーザ装置４から発せられたレーザ光は、カンチ
レバー１の上面に収束され、その反射光がフォトダイオ
ード検出器５に入射する。このフォトダイオード検出器
５は、カンチレバー１からの反射光の位置ズレを検出す
ることにより、カンチレバー１の先端部に設けられた探
針２と被測定試料３との間に働く原子間力によるカンチ
レバー１の微小な「たわみ」を感知する。
【０００３】この原子間力顕微鏡により被測定試料３の
表面凹凸像を測定する動作について説明する。まず、フ
ォトダイオード検出器５上の一定の位置にカンチレバー
１からの反射光が入射するように、コントローラ７を用
いて円筒型ピエゾ素子６のＺ電極に電圧を加え、被測定
試料３をＺ方向（上下方向）に動かしてフィードバック
制御させる。このようにして円筒型ピエゾ素子６をＺ方
向にフィードバック動作させつつ、コンピュータ８から
コントローラ７を介してピエゾ素子６のＸＹ電極に電圧
を加えることにより、被測定試料３をＸＹ方向にも同時
に走査させる。このときコントローラ７から円筒型ピエ
ゾ素子６に印加したＸＹＺ方向の各電圧をコンピュータ
８で読み取ることにより、試料表面の凹凸像を得ること
が可能となる。
【０００４】本発明者は先に出願された特願平第５−２
６８４１号に記載されているように、図２０の原子間力
顕微鏡を用いて被測定試料３の表面付着力を測定する方
法を提案している。ここで、表面付着力とは、試料表面
を構成する物体と試料表面上にこれから形成される物体
との間の付着力を意味する。表面付着力の測定は、例え
ば被測定試料３を上下させて被測定試料３の表面と探針
２との相対位置を変化させ、このときの被測定試料３の
Ｚ方向変位量に対するカンチレバー１のたわみ量を測定
することにより行う。被測定試料３のＺ方向変位量に対
するカンチレバー１のたわみ量は、カンチレバー１で反
射したレーザ光がフォトダイオード検出器５上に入射す
る際の入射位置の移動量としてフォトダイオード検出器
５により測定される。
【０００５】具体的には、以下のようなシーケンスＳ１
〜Ｓ７に従って表面付着力の測定が行われる。 Ｓ１：まず、被測定試料３上の一つの測定ポイントに探
針２を移動させる。 Ｓ２：フォトダイオード検出器５の出力電圧をＶｄ、任
意の設定電圧をＶｓとし、円筒型ピエゾ素子６をＺ方向
に移動させるための図示しないステッピングモーターを
用いて被測定試料３をカンチレバー１の探針２に近付け
る。 Ｓ３：被測定試料３が探針２に近接したところで、コン
トローラ７からピエゾ素子６に電圧を印加し、ピエゾ素
子６をＺ方向に移動させて被測定試料３と探針２とをさ
らに近付ける。これら両者間で原子間力が作用してカン
チレバー１がたわみ、これによりフォトダイオード検出
器５上へのレーザ光の入射位置が移動すると、フォトダ
イオード検出器５からの出力電圧Ｖｄが変化する。この
出力電圧Ｖｄと設定電圧Ｖｓとの和Ｖｄ＋Ｖｓで表され
るズレ電圧が０となったとき、コントローラ７内のフィ
ードバック回路をオンしてズレ電圧が０を維持するよう
にコントローラ７から円筒型ピエゾ素子６のＺ電極に電
圧Ｖｚを印加して自動制御する。このフィードバック位
置での印加電圧ＶｚをＶｃとする。 Ｓ４：コントローラ７内のフィードバック回路をオフす
る。 Ｓ５：上記印加電圧Ｖｃを中心として±１６０Ｖの三角
波を円筒型ピエゾ素子６のＺ電極にさらに印加し、Ｚ方
向に被測定試料３を上下させる。このときの被測定試料
３のＺ方向変位量に対するカンチレバー１のたわみ量
を、フォトダイオード検出器５の出力電圧値から読み取
る。ここでピエゾ素子印加電圧Ｖｚに対するズレ電圧Ｖ
ｄ＋Ｖｓの依存性をグラフ化したものをフォース・カー
ブ（Ｆｏｒｃｅ−Ｃｕｒｖｅ）と呼ぶ。 Ｓ６：コントローラ７内のフィードバック回路を再びオ
ンして、初めのフィードバック位置まで被測定試料３を
Ｚ方向に移動する。 Ｓ７：以上のシーケンスＳ１〜Ｓ６を一つの測定ポイン
ト上で数回繰り返す。
【０００６】このようにして得られるフォース・カーブ
を図２１に示す。また、図２１のフォース・カーブ上の
各点Ａ〜Ｇにおけるカンチレバー１の状態をそれぞれ図
２２（ａ）〜（ｇ）に示す。図２１において、縦軸はズ
レ電圧Ｖｄ＋Ｖｓ、すなわち探針２と被測定試料３との
間に作用する力を表し、縦軸方向のある位置で力Ｆ＝０
となる。Ｆ＝０より縦軸方向＋側の領域では斥力が、−
側の領域では引力が作用し、Ｆ＝０を表す直線から離れ
るほどその力は強くなる。一方、横軸は円筒型ピエゾ素
子６のＺ電極への印加電圧Ｖｚを示し、図２１の左方向
に向かうほど被測定試料３とカンチレバー１の探針２と
が接近する。
【０００７】まず、Ｆ＝０の直線上の点Ａでは図２２
（ａ）に示されるようにカンチレバー１と被測定試料３
との間に力は作用しない。ピエゾ素子６への印加電圧Ｖ
ｚを次第に増して試料３をカンチレバー１に接近させる
と、試料３の表面上の水分等の汚染物の層である、いわ
ゆるコンタミ層３ａに吸着されて図２１の点Ｂでカンチ
レバー１に急激に引力が作用し、図２２（ｂ）のように
カンチレバー１の探針２は試料３に最接近する。さらに
試料３をＺ方向に上昇させると、探針２と試料３との間
に作用していた引力が小さくなって点ＣでＦ＝０とな
り、その後これらの間に斥力が作用する。すなわち、点
Ｃで図２２（ｃ）のようにカンチレバー１の反りがなく
なり、点Ｄでは図２２（ｄ）のようにカンチレバー１は
探針２を試料３から遠ざける向きに湾曲する。
【０００８】この状態から今度はピエゾ素子６への印加
電圧Ｖｚを次第に減じて試料３をカンチレバー１から遠
ざけていくと、斥力は次第に小さくなって点ＥでＦ＝０
となり、図２２（ｅ）のようにカンチレバー１の反りが
なくなる。さらに試料３を探針２から遠ざけると、これ
らの間に引力が作用する。引力はますます大きくなり、
図２２（ｆ）のようにカンチレバー１は試料３に向かっ
て反るが、点Ｆに至ると急激に引力領域から点Ｇにジャ
ンプして図２２（ｇ）のようにカンチレバー１の探針２
が試料３のコンタミ層３ａから離れ、カンチレバー１は
略々反りのない直線状の状態となる。
【０００９】このようにして求められるフォース・カー
ブにおいて、Ｆ＝０である点Ｅから点Ｆに至るまでのピ
エゾ素子６への印加電圧Ｖｚの変化量△Ｖｚに対応する
カンチレバー１のたわみ量から、試料３と探針２との間
の表面付着力が次式により定量的に測定される。 表面付着力＝カンチレバー１のバネ定数×たわみ量
【００１０】なお、上記のフォース・カーブは探針２表
面の原子と被測定試料３表面の原子との間に作用する原
子間力を表すものであるので、探針２あるいは被測定試
料３を構成する材料に応じて異なったフォース・カーブ
が得られる。例えば、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３）Ｌ２９５には、図２３に
示されるように、従来の原子間力顕微鏡を用いて測定し
た典型的な二つのフォース・カーブＣ１及びＣ２が描か
れている。これらのフォース・カーブＣ１及びＣ２は、
同一の試料表面に対して互いに表面の材質が異なる二つ
の探針を用いて測定したものである。探針の表面を構成
する材質の違いによって同一試料との間の表面付着力が
変化していることがわかる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来、上述したように
特願平第５−２６８４１号によりフォース・カーブの測
定から探針と被測定試料との間の表面付着力を求めるこ
とが提案されたが、原子間力顕微鏡の当初の目的である
表面凹凸像が試料表面の形状を三次元的に把握するのに
対して、表面付着力はあくまでも試料表面の材質と探針
を構成する材質とにより決定される物理量としてとらえ
られていたために、被測定試料表面の任意の１点でフォ
ース・カーブ測定を行い、これにより表面付着力を求め
るに止どまっていた。
【００１２】しかしながら、例えば一般的な半導体装置
のように多数の処理を経て多層構造を形成する際には、
ある層の表面に前処理による残留粒子が存在することが
ある。この場合、表面凹凸像では層表面の形状が把握で
きるのみで、構成元素の異なる異物が表面に存在するか
どうかを知ることはできない。また、残留粒子が存在す
る部分と存在しない部分とでは、その構成元素の違いか
ら表面付着力が異なるため、１点で測定したのでは、正
確な表面付着力を得ることができない恐れがある。この
ように、従来の原子間力顕微鏡あるいは表面付着力の測
定法では試料表面の状態を原子レベルで正確に把握する
ことが困難であるという問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような従来の問題点を解
消するためになされたもので、試料表面の状態を原子レ
ベルで正確に測定することができる付着力測定装置及び
方法を提供することを目的とする。また、この発明は、
このような付着力測定方法を用いた半導体装置の製造方
法を提供することもまた目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る付着力測定装置は、試料表面の複数の測定点でそれぞ
れフォース・カーブを測定する測定手段と、前記測定手
段の出力から試料表面を構成する物体と試料表面上に形
成される物体との間の付着力を算出して試料表面におけ
る付着力分布像を形成する分布像形成手段とを備えたも
のである。
【００１５】請求項２に係る付着力測定装置は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、前記カンチレバーにレーザ光を照射するレ
ーザ装置と、前記カンチレバーで反射したレーザ光を検
出する検出器と、前記ピエゾ素子に電圧を印加して試料
上の複数の測定点でそれぞれフォース・カーブ測定を行
わせると共に前記検出器からの信号を受信する制御手段
と、前記制御手段からの信号を処理して試料表面におけ
る付着力分布像を形成する信号処理手段とを備えたもの
である。
【００１６】請求項３に係る付着力測定方法は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、カンチレバーにレーザ光を照射するレーザ
装置と、カンチレバーで反射したレーザ光を検出する検
出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共に検出器から
の信号を受信する制御手段とにより試料上の複数の測定
点でそれぞれフォース・カーブ測定を行い、制御手段か
らの信号を処理する信号処理手段によりフォース・カー
ブ測定の結果から各測定点における試料表面を構成する
物体と試料表面上に形成される物体との間の付着力を算
出して試料表面における付着力分布像を形成する方法で
ある。
【００１７】請求項４に係る付着力測定方法は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、カンチレバーにレーザ光を照射するレーザ
装置と、カンチレバーで反射したレーザ光を検出する検
出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共に検出器から
の信号を受信する制御手段とにより試料上の複数の測定
点でそれぞれ凹凸像データの測定とフォース・カーブ測
定とを行い、制御手段からの信号を処理する信号処理手
段により試料表面の凹凸像を形成すると共にフォース・
カーブ測定の結果から各測定点における試料表面を構成
する物体と試料表面上に形成される物体との間の付着力
を算出して凹凸像に対応する試料表面の付着力分布像を
形成する方法である。
【００１８】請求項５に係る半導体装置の製造方法は、
半導体装置を構成する基板、絶縁膜、配線層、電極層及
びレジスト層のうち一つの物体の表面とその物体の表面
上に次に形成される物体との間の付着力を測定すると共
に付着力の分布像を測定する検査工程を含む方法であ
る。
【００１９】請求項６に係る半導体装置の製造方法は、
半導体装置を支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設
けられたカンチレバーと、カンチレバーにレーザ光を照
射するレーザ装置と、カンチレバーで反射したレーザ光
を検出する検出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共
に検出器からの信号を受信する制御手段とにより半導体
装置表面上の複数の測定点でそれぞれフォース・カーブ
測定を行い、制御手段からの信号を処理する信号処理手
段によりフォース・カーブ測定の結果から各測定点にお
ける半導体装置表面を構成する物体と半導体装置表面上
に形成される物体との間の付着力を算出して半導体装置
表面における付着力分布像を形成する検査工程を含む方
法である。
【００２０】
【作用】請求項１に係る付着力測定装置においては、測
定手段が試料表面の複数の測定点でそれぞれフォース・
カーブ測定を行い、分布像形成手段が測定手段の出力か
ら試料表面における付着力分布像を形成する。
【００２１】請求項２に係る付着力測定装置において
は、制御手段が試料表面の複数の測定点でそれぞれフォ
ース・カーブ測定を行い、信号処理手段が制御手段から
の信号を処理して試料表面における付着力分布像を形成
する。
【００２２】請求項３に係る付着力測定方法において
は、試料表面の複数の測定点でそれぞれフォース・カー
ブ測定が行われ、その測定結果から各測定点における付
着力が算出され、試料表面の付着力分布像が形成され
る。
【００２３】請求項４に係る付着力測定方法において
は、試料表面の複数の測定点でそれぞれ凹凸像の測定と
フォース・カーブ測定とが行われ、その測定結果から試
料表面の凹凸像が形成されると共に凹凸像に対応する試
料表面の付着力分布像が形成される。
【００２４】請求項５に係る半導体装置の製造方法にお
いては、検査工程で半導体装置を構成する基板、絶縁
膜、配線層、電極層及びレジスト層のうち一つの物体の
表面とその物体の表面上に次に形成される物体との間の
付着力の分布像が測定され、所定の付着力が得られたか
否かが検査される。
【００２５】請求項６に係る半導体装置の製造方法にお
いては、検査工程で半導体装置表面上の複数の測定点で
それぞれフォース・カーブ測定が行われ、その測定結果
から半導体装置を構成する基板、絶縁膜、配線層、電極
層及びレジスト層のうち一つの物体の表面とその物体の
表面上に次に形成される物体との間の付着力の分布像が
測定される。
【００２６】
【実施例】
実施例１．図１にこの発明に係る付着力測定装置の構成
を示す。半導体レーザ装置４の下方にカンチレバー１が
配置され、カンチレバー１の下に円筒型ピエゾ素子６が
配置されている。カンチレバー１の上方にはフォトダイ
オード検出器５が配置され、このフォトダイオード検出
器５にピエゾ素子６をＸＹＺ方向に走査するための制御
回路７０が接続されている。これらの部材によりこの発
明の測定手段が形成されている。さらに、制御回路７０
にＡ／Ｄコンバータ７３、７５及びＤ／Ａコンバータ７
４、７６を介してコンピュータ７１が接続され、コンピ
ュータ７１にＲＡＭディスク７２が接続されている。コ
ンピュータ７１によりこの発明の分布像形成手段並びに
信号処理手段が形成されている。
【００２７】制御回路７０は、フォトダイオード検出器
５の出力に接続されたフィルタ９を有し、このフィルタ
９にスイッチ１５及び１６を介して差動増幅器１０が接
続されている。さらに、差動増幅器１０に積分増幅回路
１１及び比例増幅回路１２が並列に接続されており、こ
れら増幅回路１１及び１２の出力に加算回路１３が接続
されている。この加算回路１３の出力はＡＦＭ（原子間
力顕微鏡）像信号出力端子Ｔ１に接続されると共に高圧
増幅器１４ａを介してピエゾ素子６のＺ電極に接続され
ている。また、高圧増幅器１４ａの入力側にはコンピュ
ータ７１からＤ／Ａコンバータ７４を介してＺ駆動用三
角波電圧を入力するための入力端子Ｔ２が接続されてい
る。さらに、制御回路７０にはコンピュータ７１からの
指令によりピエゾ素子６のＸＹ電極にＸＹ走査用電圧を
印加するための高圧増幅器１４ｂが設けられている。
【００２８】この付着力測定装置における表面凹凸像デ
ータの測定動作は、基本的には上述した従来の原子間力
顕微鏡の動作と同様である。まず、図１において、制御
回路７０内のスイッチ１５がオンされると共にスイッチ
１６がオフされる。半導体レーザ４から発せられたレー
ザ光はカンチレバー１の上面に照射され、その反射光が
フォトダイオード検出器５に入射する。このフォトダイ
オード検出器５は、反射光の位置ズレを検出することに
より、ピエゾ素子６に保持された被測定試料３とカンチ
レバー１の先端部に設けられた探針２との間に働く原子
間力によるカンチレバー１の微小な「たわみ」を感知す
る。フォトダイオード検出器５の出力信号は制御回路７
０内でフィルタ９を介して差動増幅器１０に送られ、こ
こでコンピュータ７１からＤ／Ａコンバータ７６を介し
て差動増幅器１０に与えられた基準電圧と比較される。
差動増幅器１０の出力は積分増幅回路１１と比例増幅回
路１２とでそれぞれ増幅された後、次段の加算回路１３
で加算され、さらに高圧増幅器１４ａで高圧化されてＺ
方向制御電圧として円筒型ピエゾ素子６のＺ電極に印加
される。これにより、フィードバック・ループが形成さ
れている。
【００２９】このようにして、フォトダイオード検出器
５の出力レベルが一定となるように試料３のＺ方向の位
置がフィードバック制御される。加算回路１３の出力側
に接続された出力端子Ｔ１からＡ／Ｄコンバータ７３を
介して凹凸像（ＡＦＭ像）データがコンピュータ７１に
取り込まれる。
【００３０】次に、表面付着力を求めるためのフォース
・カーブの測定動作について説明する。ここで、表面付
着力とは、試料表面を構成する物体と試料表面上にこれ
から形成される物体との間の付着力を意味する。まず、
制御回路７０内のスイッチ１５をオフし、スイッチ１６
をオンすることによりフィードバック・ループを開状態
とする。次に、差動増幅器１０に印加する基準電圧を０
Ｖとして、差動増幅器１０の出力電圧を０Ｖとする。こ
れにより加算回路１３の出力は、フィードバック・ルー
プを開状態とする前の電圧を保持する。すなわち、被測
定試料３の表面とカンチレバー１先端部の探針２との相
対位置が固定される。この状態で、コンピュータ７１か
らＤ／Ａコンバータ７４、入力端子Ｔ２及び高圧増幅器
１４ａを介してピエゾ素子６のＺ電極にＺ駆動用三角波
電圧を印加する。そして、このときピエゾ素子６に印加
したＺ駆動用三角波電圧とフォトダイオード検出器５の
出力信号とから被測定試料３の表面の一測定点に関する
フォース・カーブが得られる。なお、フォース・カーブ
から表面付着力を算出する方法は図２２を参照して説明
した従来の方法と同様である。
【００３１】この発明に係る付着力測定方法では、被測
定試料３の表面に設定された複数の測定点の全てにおい
て表面凹凸像データの測定とフォース・カーブの測定と
を行う。そこで、凹凸像データの測定動作とフォース・
カーブ測定動作とのタイミング、特にフィードバック・
ループの開閉タイミングが重要となる。図２にこの実施
例１における測定のタイミングチャートを示す。図中、
縦軸にピエゾ素子６のＺ電極に印加する電圧Ｖｚ、横軸
に時間ｔがとられている。
【００３２】まず、フィードバック・ループを閉じてカ
ンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間力を一
定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表面の第
１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１に表面凹
凸像データの測定を行って測定データをＲＡＭディスク
７２に記憶させた後、時刻ｔ２にフィードバック・ルー
プを開状態とし、ピエゾ素子６にＺ駆動用の例えば周波
数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波電圧を印加してフォ
ース・カーブ測定を行う。このとき、試料は例えば±３
２ｎｍの範囲でＺ方向に移動する。フォース・カーブ測
定が終了すると、時刻ｔ３にフィードバック・ループを
閉じ、コンピュータ７１は測定されたフォース・カーブ
から表面付着力を計算し、その結果をＲＡＭディスク７
２に記憶する。なお、表面付着力は、従来技術で述べた
ように、カンチレバー１のバネ定数にカンチレバー１の
たわみ量を乗じることにより算出される。表面付着力の
計算が終了すると、コンピュータ７１は時刻ｔ４〜ｔ５
において探針２の下に被測定試料３の次の測定点Ｐ２が
位置するように被測定試料３をＸＹ方向に移動する。そ
の後、時刻ｔ６にこの第２の測定点Ｐ２について表面凹
凸像データの測定を行う。
【００３３】同様にして、被測定試料３の表面の観察領
域に設定された全ての測定点、例えば６４×６４点ある
いは１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシー
ケンスを実行する。そして、コンピュータ７１は各測定
点で得られた表面凹凸像データから観察領域の表面凹凸
像を形成する一方、各測定点で得られた表面付着力の値
から表面付着力の分布像を形成する。これら表面凹凸像
及び表面付着力の分布像は、互いに同一の測定点でほぼ
同一時刻に取り込まれたデータから形成されているの
で、互いに対比することにより、被測定試料３の表面状
態を正確に把握することができる。
【００３４】この実施例１の方法により得られたＩｎＰ
半導体基板の表面凹凸像及び表面付着力分布像をそれぞ
れ図３及び図４（ａ）に示す。このＩｎＰ半導体基板
は、ＨＢｒ処理及び水洗処理が施された後のもので、表
面に残留粒子が存在している。観察領域は４４０ｎｍ×
４４０ｎｍで、測定点数は６４×６４点である。図４
（ａ）の表面付着力分布像は図４（ｂ）に示すスケール
により各点の表面付着力が把握できるようになってい
る。残留粒子の最大高さは７ｎｍ、表面付着力の最小値
は１５５．３×１０−８Ｎ、最大値は３５９．７×１０
−８Ｎであった。これらの表面凹凸像と表面付着力分布
像とを対比させることにより、残留粒子の存在する部分
の表面付着力が残留粒子の存在しない部分に比べて半分
程度となっていることがわかる。
【００３５】また、実施例１の方法により得られたＩｎ
ＧａＡｓＰ半導体基板表面レジストパターンの表面凹凸
像及び表面付着力分布像をそれぞれ図５及び図６（ａ）
に示す。レジストパターンは、厚さ９０ｎｍで、ライン
とスペースとがそれぞれ１００ｎｍ幅を有するパターン
である。観察領域は４４０ｎｍ×４４０ｎｍで、測定点
数は６４×６４点である。図６（ａ）の表面付着力分布
像は図６（ｂ）に示すスケールにより各点の表面付着力
が把握でき、表面付着力の最小値は８６．３×１０−８
Ｎ、最大値は４８５．６×１０−８Ｎである。この試料
においては、レジスト部分の付着力がＩｎＧａＡｓＰ半
導体基板部分に比べて５〜６倍強くなっている。このよ
うに試料表面の付着力はその材質により異なる。
【００３６】実施例２．実施例１では各測定点でフォー
ス・カーブ測定を行なった直後に付着力の計算を実施
し、その計算結果をＲＡＭディスク７２に記憶するよう
にしている。しかしながら、付着力の計算に要する時間
は１測定点について５０ｍｓｅｃ程度かかるため、例え
ば６４×６４点全ての測定点についてこの付着力計算を
実施すると、これだけで３分３０秒程度の時間を要す
る。表面凹凸像の測定を行う場合、１回の測定にかかる
時間はできる限り短くした方が、試料のドリフト等を防
ぐ意味で有利となる。そこで、この実施例２では、被測
定試料３表面の各測定点でフォース・カーブ測定を行っ
た後、付着力の計算をせずに一旦フォース・カーブの測
定データを全てＲＡＭディスク７２に記憶させ、全測定
点での測定が完了後、全ての測定点の付着力をまとめて
計算するようにしている。
【００３７】図７に実施例２における測定のタイミング
チャートを示す。まず、フィードバック・ループを閉じ
てカンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間力
を一定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表面
の第１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１に表
面凹凸像データの測定を行って測定データをＲＡＭディ
スクに記憶させた後、時刻ｔ２にフィードバック・ルー
プを開状態とし、ピエゾ素子６にＺ駆動用の例えば周波
数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波電圧を印加してフォ
ース・カーブ測定を行う。フォース・カーブ測定が終了
すると、時刻ｔ３にフィードバック・ループを閉じ、コ
ンピュータ７１は得られたフォース・カーブの測定デー
タをＲＡＭディスク７２に格納する。フォース・カーブ
測定データの格納が終了すると、コンピュータ７１は時
刻ｔ４〜ｔ５において探針２の下に被測定試料３の次の
測定点Ｐ２が位置するように被測定試料３をＸＹ方向に
移動する。その後、時刻ｔ６にこの第２の測定点Ｐ２に
ついて表面凹凸像データの測定を行う。
【００３８】同様に、被測定試料３の表面の観察領域に
設定された全ての測定点、例えば６４×６４点あるいは
１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシーケン
スを実行する。このようにして、全測定点における測定
が完了すると、コンピュータ７１はＲＡＭディスク７２
に格納された各測定点のフォース・カーブ測定データを
読み出し、これらの測定データから各測定点における表
面付着力を算出する。そして、コンピュータ７１は算出
された表面付着力の値から表面付着力の分布像を形成す
る一方、各測定点で得られた表面凹凸像データから観察
領域の表面凹凸像を形成する。
【００３９】実施例３．実施例１では各測定点でのフォ
ース・カーブ測定において、円筒型ピエゾ素子６に印加
するＺ駆動用三角波を１サイクルのみ与えた。しかしな
がら、１サイクルのみのフォース・カーブから表面付着
力を判断しようとすると、振動、音、電気ノイズ等の外
乱により表面付着力の判断ができない恐れがある。そこ
で、この実施例３では 各測定点におけるピエゾ素子６
へのＺ駆動用三角波電圧の印加を２サイクル連続して与
えるようにした。これにより、表面付着力の判断がより
確実なものとなる。なお、Ｚ駆動用三角波電圧の印加は
２サイクルに限るものではなく、３サイクル以上連続し
て印加することもできる。
【００４０】図８に実施例３における測定のタイミング
チャートを示す。まず、フィードバック・ループを閉じ
てカンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間力
を一定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表面
の第１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１に表
面凹凸像データの測定を行って測定データをＲＡＭディ
スク７２に記憶させた後、時刻ｔ２にフィードバック・
ループを開状態とし、ピエゾ素子６にＺ駆動用の例えば
周波数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波電圧を２サイク
ル印加してフォース・カーブ測定を行う。フォース・カ
ーブ測定が終了すると、時刻ｔ３にフィードバック・ル
ープを閉じ、コンピュータ７１は測定された２本のフォ
ース・カーブからそれぞれ表面付着力を計算し、その結
果を平均化してＲＡＭディスク７２に記憶する。表面付
着力の計算が終了すると、時刻ｔ４〜ｔ５において探針
２の下に被測定試料３の次の測定点Ｐ２が位置するよう
に被測定試料３をＸＹ方向に移動する。その後、時刻ｔ
６にこの第２の測定点Ｐ２について表面凹凸像データの
測定を行う。
【００４１】同様にして、被測定試料３の表面の観察領
域に設定された全ての測定点、例えば６４×６４点ある
いは１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシー
ケンスを実行し、コンピュータ７１は各測定点で得られ
た表面凹凸像データ及び表面付着力の値からそれぞれ表
面凹凸像及び表面付着力分布像を形成する。
【００４２】実施例４．上記の実施例１〜３では、探針
２が新たな測定点に位置するように被測定試料３を移動
させた後、まず表面凹凸像データの測定を行ったが、試
料３の移動直後に凹凸像データの読み取りを行うこと
は、ＡＦＭ動作の安定性を考慮すると、データの信頼性
を低下させる恐れがある。そこで、この実施例４では、
試料３の移動後、まずフォース・カーブ測定を行い、次
に表面凹凸像データの測定を行うようにした。これによ
り、凹凸像データの信頼性が向上する。
【００４３】図９に実施例４における測定のタイミング
チャートを示す。まず、フィードバック・ループを閉じ
てカンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間力
を一定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表面
の第１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１にフ
ィードバック・ループを開状態とし、ピエゾ素子６にＺ
駆動用の例えば周波数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波
電圧を２サイクル印加してフォース・カーブ測定を行
う。フォース・カーブ測定が終了すると、時刻ｔ２にフ
ィードバック・ループを閉じ、コンピュータ７１は測定
された２本のフォース・カーブからそれぞれ表面付着力
を計算し、その結果を平均化してＲＡＭディスク７２に
記憶する。表面付着力の計算が終了すると、コンピュー
タ７１は時刻ｔ３に表面凹凸像データの測定を行って表
面凹凸像データをＲＡＭディスク７２に記憶させた後、
時刻ｔ４〜ｔ５において探針２の下に被測定試料３の次
の測定点Ｐ２が位置するように被測定試料３をＸＹ方向
に移動する。その後、フィードバック・ループを開状態
として、この第２の測定点Ｐ２についてフォース・カー
ブの測定を行う。
【００４４】同様にして、被測定試料３の表面の観察領
域に設定された全ての測定点、例えば６４×６４点ある
いは１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシー
ケンスを実行し、コンピュータ７１は各測定点で得られ
た表面凹凸像データ及び表面付着力の値からそれぞれ表
面凹凸像及び表面付着力分布像を形成する。
【００４５】実施例５．この実施例５では、各測定点で
のフォース・カーブ測定において、ピエゾ素子６へのＺ
駆動用三角波電圧の印加を２サイクル行っても表面付着
力を算出できない場合に、次の測定点へ被測定試料３を
移動せずに、同一測定点で再度ピエゾ素子６へのＺ駆動
用三角波電圧の印加を行うようにした。これにより、表
面付着力データの信頼性がさらに向上する。
【００４６】図１０に実施例５における測定のタイミン
グチャートを示す。まず、フィードバック・ループを閉
じてカンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間
力を一定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表
面の第１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１に
表面凹凸像データの測定を行って測定データをＲＡＭデ
ィスク７２に記憶させた後、時刻ｔ２にフィードバック
・ループを開状態とし、ピエゾ素子６にＺ駆動用の例え
ば周波数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波電圧を２サイ
クル印加してフォース・カーブ測定を行う。フォース・
カーブ測定が終了すると、時刻ｔ３にフィードバック・
ループを閉じ、コンピュータ７１は測定された２本のフ
ォース・カーブからそれぞれ表面付着力を計算し、その
結果を平均化してＲＡＭディスク７２に記憶する。ただ
し、表面付着力が算出できない場合には、時刻ｔ４にフ
ィードバック・ループを開状態とし、再びピエゾ素子６
にＺ駆動用の三角波電圧を２サイクル印加してフォース
・カーブ測定を行い、時刻ｔ５にフィードバック・ルー
プを閉じて測定された２本のフォース・カーブからそれ
ぞれ表面付着力を計算し、その結果を平均化してＲＡＭ
ディスク７２に記憶する。このようにして表面付着力の
計算が終了すると、時刻ｔ６〜ｔ７において探針２の下
に被測定試料３の次の測定点Ｐ２が位置するように被測
定試料３をＸＹ方向に移動する。その後、この第２の測
定点Ｐ２について表面凹凸像データの測定を行う。
【００４７】同様にして、被測定試料３の表面の観察領
域に設定された全ての測定点、例えば６４×６４点ある
いは１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシー
ケンスを実行し、コンピュータ７１は各測定点で得られ
た表面凹凸像データ及び表面付着力の値からそれぞれ表
面凹凸像及び表面付着力分布像を形成する。
【００４８】実施例６．実施例１で説明したように、フ
ォース・カーブの測定時に、一旦フィードバック・ルー
プを開状態とすると共に制御回路７０の差動増幅器１０
に印加する基準電圧を０Ｖとして被測定試料３の表面と
カンチレバー１先端部の探針２との距離を固定した。こ
れに対して、この実施例６では、フォース・カーブ測定
時にトンネル・ユニット・ベースに対する被測定試料３
表面の絶対位置が一定となるように制御した。
【００４９】フィードバック・ループを開状態としてＺ
方向制御電圧を固定すると、被測定試料３の表面のトン
ネル・ユニット・ベースに対する絶対位置は常に一定と
なる。これは、図１１に示されるように、カンチレバー
１の探針２と被測定試料３の表面との間の相対距離が測
定点Ａ、Ｂ及びＣにより変化することを意味する。この
場合、各測定点Ａ、Ｂ及びＣでフォース・カーブを測定
すると、図１２に示されるように、互いに形状及び大き
さは同じであるが横軸（Ｚ変位）方向にシフトしたフォ
ース・カーブが得られる。従って、測定点Ａ、Ｂ及びＣ
のいずれのフォース・カーブから表面付着力を算出して
も同一の算出結果が得られる。すなわち、フォース・カ
ーブの横軸方向シフトは探針２と被測定試料３表面との
間の付着力の算出に対して何等影響を及ぼさない。
【００５０】実施例６のフォース・カーブ測定時の動作
について、図１の回路で説明する。制御回路７０のスイ
ッチ１７によりフィードバック・ループを開状態とする
と共にスイッチ１８を閉じることにより、積分増幅回路
１１での発生電圧を一定値とする。これにより、トンネ
ル・ユニット・ベースに対する被測定試料３表面の絶対
位置が一定となる。次に、スイッチ１５を開状態、スイ
ッチ１６を閉状態とした後、差動増幅器１０に基準電圧
の代わりにＤ／Ａコンバータ７６を用いてピエゾ素子６
のＺ駆動用三角波電圧を印加する。このＺ駆動用三角波
電圧は、差動増幅器１０、比例増幅回路１２、加算回路
１３及び高圧増幅器１４ａを介してピエゾ素子６のＺ電
極に印加され、フォース・カーブの測定が行われる。
【００５１】図１３に実施例６における測定のタイミン
グチャートを示す。まず、フィードバック・ループを閉
じてカンチレバー１の探針２と被測定試料３間の原子間
力を一定に保った状態で、探針２の下へ被測定試料３表
面の第１の測定点Ｐ１を移動する。そして、時刻ｔ１に
表面凹凸像データの測定を行って測定データをＲＡＭデ
ィスク７２に記憶させた後、時刻ｔ２にフィードバック
・ループを開状態とし、さらにＺ方向制御電圧を例えば
１０Ｖに固定する。次に、時刻ｔ３にピエゾ素子６にＺ
駆動用の例えば周波数２０Ｈｚ、振幅３４０Ｖの三角波
電圧を２サイクル印加してフォース・カーブ測定を行
う。フォース・カーブ測定が終了すると、時刻ｔ４に再
度Ｚ方向制御電圧を例えば１０Ｖに固定する。続いて時
刻ｔ５にフィードバック・ループを閉じ、コンピュータ
７１は測定された２本のフォース・カーブからそれぞれ
表面付着力を計算し、その結果を平均化してＲＡＭディ
スク７２に記憶する。表面付着力の計算が終了すると、
時刻ｔ６〜ｔ７において探針２の下に被測定試料３の次
の測定点Ｐ２が位置するように被測定試料３をＸＹ方向
に移動する。その後、時刻ｔ８にこの第２の測定点Ｐ２
について表面凹凸像データの測定を行う。
【００５２】同様にして、被測定試料３の表面の観察領
域に設定された全ての測定点、例えば６４×６４点ある
いは１２８×１２８点のそれぞれにおいて上述したシー
ケンスを実行し、コンピュータ７１は各測定点で得られ
た表面凹凸像データ及び表面付着力の値からそれぞれ表
面凹凸像及び表面付着力分布像を形成する。
【００５３】実施例７．なお、上記実施例１〜６では、
比較的小さな切片を被測定試料３として円筒型ピエゾ素
子６に取り付けたが、切片の代わりに例えば半導体ウエ
ハを被測定試料３として用いることができる。この場合
には、本発明の表面測定方法を半導体製造プロセスのイ
ンライン計測法として適用することが可能となる。
【００５４】この実施例７では、図１４に示されるよう
に、半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ１９
上にパターニングされた半導体素子２０の表面の付着力
分布像を測定し、所定値以上の表面付着力が得られたか
否かを検査する。表面付着力分布像の測定にあたって
は、半導体素子２０を付着力測定装置のカンチレバー１
先端部の探針２に接近させることにより行われる。この
付着力測定装置は、図１に示したものと同様に、半導体
レーザ装置４からのレーザ光をカンチレバー１に照射
し、カンチレバー１からの反射光の位置変化をフォトダ
イオード検出器５で読み取るものである。
【００５５】ここで、半導体素子２０は、例えば図１５
に示されるような断面構造を有している。半導体ウエハ
１９上にポリシリコンゲート２１、ゲート絶縁膜２２、
ソース領域２３及びドレイン領域２４からなるトランジ
スタが形成され、このトランジスタの上に層間絶縁膜２
５とソース領域２３に接続されるメタル配線層２６とが
形成されている。さらに、メタル配線層２６の上に第２
の層間絶縁膜２７が形成され、第２の層間絶縁膜２７の
上に第２のメタル配線層２８が形成されている。
【００５６】この後の工程として、第２のメタル配線層
２８をパターニングして第２の配線パターンが形成され
るが、その前に次のような第２のメタル配線層２８の表
面付着力の検査が行われる。まず、図１６に示されるよ
うに、第２のメタル配線層２８の表面に付着力測定装置
のカンチレバー１及び探針２を近付け、上記の各実施例
１〜６で述べた方法により表面付着力の分布像を測定す
る。
【００５７】測定の結果、所定値以上の表面付着力が得
られていると判定された場合には、次の工程に進む。す
なわち、図１７に示されるように第２のメタル配線層２
８上にフォトレジスト２９を塗布した後、露光して図１
８に示されるようにフォトレジスト２９のパターニング
を行う。さらに、図１９に示されるように、フォトレジ
スト２９をマスクとして第２のメタル配線層２８をパタ
ーニングし、フォトレジスト２９を除去する。これによ
り、第２の配線パターンが形成される。
【００５８】一方、表面付着力分布像の測定の結果、所
定値以上の表面付着力が得られていないと判定された場
合には、図１５に示したウエハの段階で不良品と判定
し、製造ラインから排除する。これは、所定値以上の表
面付着力が得られないと、第２のメタル配線層２８とそ
の上に形成されたフォトレジスト２９との間で膜剥がれ
が発生するからである。
【００５９】上述した検査方法では、第２のメタル配線
層２８の上に実際にフォトレジスト２９を形成しなくて
も、その後の膜剥がれの発生を予測できるので、極めて
効率的に半導体装置を製造することが可能となる。同様
にして、半導体装置を構成する基板、絶縁膜、配線層、
電極層及びレジスト層のうち一つの物体の表面とその物
体の表面上に次の形成される物体との間の付着力を測定
して、所定値以上の付着力が得られたか否かを検査する
ことができる。なお、この検査工程は、半導体装置の製
造ライン内に組み込んでインライン検査として行うこと
もでき、また製造ラインの外部で検査を行うようにする
こともできる。
【００６０】実施例８．なお、上記の各実施例では、被
測定試料３の走査・移動のために円筒型ピエゾ素子６を
使用しているが、円筒型に限るものではなく、いわゆる
トライポッド型、積層型、やぐら型等の素子を用いても
同様の効果を奏する。
【００６１】
【発明の効果】請求項１に係る付着力測定装置は、試料
表面の複数の測定点でそれぞれフォース・カーブを測定
する測定手段と、前記測定手段の出力から試料表面を構
成する物体と試料表面上に形成される物体との間の付着
力を算出して試料表面における付着力分布像を形成する
分布像形成手段とを備えているので、試料表面の付着力
分布像を形成して試料表面を原子レベルで把握すること
ができる。
【００６２】請求項２に係る付着力測定装置は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、前記カンチレバーにレーザ光を照射するレ
ーザ装置と、前記カンチレバーで反射したレーザ光を検
出する検出器と、前記ピエゾ素子に電圧を印加して試料
上の複数の測定点でそれぞれフォース・カーブ測定を行
わせると共に前記検出器からの信号を受信する制御手段
と、前記制御手段からの信号を処理して試料表面におけ
る付着力分布像を形成する信号処理手段とを備えている
ので、試料表面の付着力分布像を形成して試料表面を原
子レベルで把握することができる。
【００６３】請求項３に係る付着力測定方法は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、カンチレバーにレーザ光を照射するレーザ
装置と、カンチレバーで反射したレーザ光を検出する検
出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共に検出器から
の信号を受信する制御手段とにより試料上の複数の測定
点でそれぞれフォース・カーブ測定を行い、制御手段か
らの信号を処理する信号処理手段によりフォース・カー
ブ測定の結果から各測定点における試料表面を構成する
物体と試料表面上に形成される物体との間の付着力を算
出して試料表面における付着力分布像を形成するので、
試料表面の付着力を二次元的に把握することができる。
【００６４】請求項４に係る付着力測定方法は、試料を
支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設けられたカン
チレバーと、カンチレバーにレーザ光を照射するレーザ
装置と、カンチレバーで反射したレーザ光を検出する検
出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共に検出器から
の信号を受信する制御手段とにより試料上の複数の測定
点でそれぞれ凹凸像データの測定とフォース・カーブ測
定とを行い、制御手段からの信号を処理する信号処理手
段により試料表面の凹凸像を形成すると共にフォース・
カーブ測定の結果から各測定点における試料表面を構成
する物体と試料表面上に形成される物体との間の付着力
を算出して凹凸像に対応する試料表面の付着力分布像を
形成するので、凹凸像と付着力分布像とを対比させて付
着力分布の様子を定量的に把握することができる。
【００６５】請求項５に係る半導体装置の製造方法は、
半導体装置を構成する基板、絶縁膜、配線層、電極層及
びレジスト層のうち一つの物体の表面とその物体の表面
上に次に形成される物体との間の付着力を測定すると共
に付着力の分布像を測定する検査工程を含むので、信頼
性の高い半導体装置を製造することが可能となる。
【００６６】請求項６に係る半導体装置の製造方法は、
半導体装置を支持するピエゾ素子と、先端部に探針が設
けられたカンチレバーと、カンチレバーにレーザ光を照
射するレーザ装置と、カンチレバーで反射したレーザ光
を検出する検出器と、ピエゾ素子に電圧を印加すると共
に検出器からの信号を受信する制御手段とにより半導体
装置表面上の複数の測定点でそれぞれフォース・カーブ
測定を行い、制御手段からの信号を処理する信号処理手
段によりフォース・カーブ測定の結果から各測定点にお
ける半導体装置表面を構成する物体と半導体装置表面上
に形成される物体との間の付着力を算出して半導体装置
表面における付着力分布像を形成する検査工程を含むの
で、信頼性の高い半導体装置を製造することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１に係る付着力測定装置を示
す図である。
【図２】実施例１の動作を示すタイミングチャートであ
る。
【図３】実施例１により得られたＩｎＰ半導体基板の表
面凹凸像を示す図である。
【図４】実施例１により得られたＩｎＰ半導体基板の表
面付着力分布像を示す図であり、（ａ）は分布像、
（ｂ）はスケールを示す。
【図５】実施例１により得られたＩｎＧａＡｓＰ半導体
基板の表面凹凸像を示す図である。
【図６】実施例１により得られたＩｎＧａＡｓＰ半導体
基板の表面付着力分布像を示す図であり、（ａ）は分布
像、（ｂ）はスケールを示す。
【図７】この発明の実施例２の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図８】この発明の実施例３の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図９】この発明の実施例４の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図１０】この発明の実施例５の動作を示すタイミング
チャートである。
【図１１】この発明の実施例６の動作原理を示す図であ
る。
【図１２】図１１の測定点Ａ〜Ｃで測定されたフォース
・カーブを示す図である。
【図１３】この発明の実施例６の動作を示すタイミング
チャートである。
【図１４】この発明の実施例７における検査方法を示す
図である。
【図１５】実施例７により検査した半導体装置を示す断
面図である。
【図１６】実施例７による検査中の半導体装置を示す断
面図である。
【図１７】実施例７による検査終了後の次の工程が施さ
れた半導体装置を示す断面図である。
【図１８】実施例７による検査終了後の次の工程が施さ
れた半導体装置を示す断面図である。
【図１９】実施例７による検査終了後の次の工程が施さ
れた半導体装置を示す断面図である。
【図２０】従来の原子間力顕微鏡を示す図である。
【図２１】従来の原子間力顕微鏡で測定されたフォース
・カーブを示す図である。
【図２２】図２１のフォース・カーブを測定する際のカ
ンチレバーの状態を示し、（ａ）〜（ｇ）は図２１の各
点におけるカンチレバーの側面図である。
【図２３】従来の原子間力顕微鏡を用いて測定した典型
的なフォース・カーブを示す図である。
【符号の説明】
１ カンチレバー ２ 探針 ３ 被測定試料 ４ レーザ装置 ５ 検出器 ６ ピエゾ素子 ７０ 制御回路 ７１ コンピュータ ７２ ＲＡＭディスク

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試料表面の複数の測定点でそれぞれフォ
    ース・カーブを測定する測定手段と、 前記測定手段の出力から試料表面を構成する物体と試料
    表面上に形成される物体との間の付着力を算出して試料
    表面における付着力分布像を形成する分布像形成手段と
    を備えたことを特徴とする付着力測定装置。
  2. 【請求項２】 試料を支持するピエゾ素子と、 先端部に探針が設けられたカンチレバーと、 前記カンチレバーにレーザ光を照射するレーザ装置と、 前記カンチレバーで反射したレーザ光を検出する検出器
    と、 前記ピエゾ素子に電圧を印加して試料上の複数の測定点
    でそれぞれフォース・カーブ測定を行わせると共に前記
    検出器からの信号を受信する制御手段と、 前記制御手段からの信号を処理して試料表面における付
    着力分布像を形成する信号処理手段とを備えたことを特
    徴とする付着力測定装置。
  3. 【請求項３】 試料を支持するピエゾ素子と、先端部に
    探針が設けられたカンチレバーと、前記カンチレバーに
    レーザ光を照射するレーザ装置と、前記カンチレバーで
    反射したレーザ光を検出する検出器と、前記ピエゾ素子
    に電圧を印加すると共に前記検出器からの信号を受信す
    る制御手段とにより試料上の複数の測定点でそれぞれフ
    ォース・カーブ測定を行い、 前記制御手段からの信号を処理する信号処理手段により
    フォース・カーブ測定の結果から各測定点における試料
    表面を構成する物体と試料表面上に形成される物体との
    間の付着力を算出して試料表面における付着力分布像を
    形成することを特徴とする付着力測定方法。
  4. 【請求項４】 試料を支持するピエゾ素子と、先端部に
    探針が設けられたカンチレバーと、前記カンチレバーに
    レーザ光を照射するレーザ装置と、前記カンチレバーで
    反射したレーザ光を検出する検出器と、前記ピエゾ素子
    に電圧を印加すると共に前記検出器からの信号を受信す
    る制御手段とにより試料上の複数の測定点でそれぞれ凹
    凸像データの測定とフォース・カーブ測定とを行い、 前記制御手段からの信号を処理する信号処理手段により
    試料表面の凹凸像を形成すると共にフォース・カーブ測
    定の結果から各測定点における試料表面を構成する物体
    と試料表面上に形成される物体との間の付着力を算出し
    て前記凹凸像に対応する試料表面の付着力分布像を形成
    することを特徴とする付着力測定方法。
  5. 【請求項５】 半導体装置の製造方法において、 半導体装置を構成する基板、絶縁膜、配線層、電極層及
    びレジスト層のうち一つの物体の表面とその物体の表面
    上に次に形成される物体との間の付着力を測定すると共
    に付着力の分布像を測定する検査工程を含むことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 半導体装置を支持するピエゾ素子と、先
    端部に探針が設けられたカンチレバーと、前記カンチレ
    バーにレーザ光を照射するレーザ装置と、前記カンチレ
    バーで反射したレーザ光を検出する検出器と、前記ピエ
    ゾ素子に電圧を印加すると共に前記検出器からの信号を
    受信する制御手段とにより半導体装置表面上の複数の測
    定点でそれぞれフォース・カーブ測定を行い、 前記制御手段からの信号を処理する信号処理手段により
    フォース・カーブ測定の結果から各測定点における半導
    体装置表面を構成する物体と半導体装置表面上に形成さ
    れる物体との間の付着力を算出して半導体装置表面にお
    ける付着力分布像を形成する検査工程を含むことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
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