JPH0820317B2 - 応力測定方法及び装置 - Google Patents
応力測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0820317B2 JPH0820317B2 JP63295947A JP29594788A JPH0820317B2 JP H0820317 B2 JPH0820317 B2 JP H0820317B2 JP 63295947 A JP63295947 A JP 63295947A JP 29594788 A JP29594788 A JP 29594788A JP H0820317 B2 JPH0820317 B2 JP H0820317B2
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- objective lens
- light
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微小部の応力測定方法及び装置に係り、特
に、被測定試料がLSI素子のように極微小で、その応力
測定が困難な場合に好適な応力測定方法及び装置に関す
る。
に、被測定試料がLSI素子のように極微小で、その応力
測定が困難な場合に好適な応力測定方法及び装置に関す
る。
従来の微小部の応力測定方法については、アプライド
フイジツクス レターズ，第40巻，第10号（1982号）
第895頁から第898頁（Appl.Phys.Lett.,Vol.40,No.10
（1982）,pp895−898）においてラマン分光法による応
力測定方法及び装置に関する内容が論じられている。
フイジツクス レターズ，第40巻，第10号（1982号）
第895頁から第898頁（Appl.Phys.Lett.,Vol.40,No.10
（1982）,pp895−898）においてラマン分光法による応
力測定方法及び装置に関する内容が論じられている。
この従来技術では、以下のようにして応力測定を行
う。被測定試料に強い単色光線（この装置では、Arイオ
ンレーザ又はKrイオンレーザ等を使用）を照射すると、
その試料の分子振動に起因して入射光が周波数シフト
し、入射光と周波数が異なるラマン散乱光が発生する。
その周波数シフトしたラマン散乱光強度を測定したもの
をラマンスペクトルといい、このラマンスペクトルがピ
ークを示す周波数位置から定性分析ができ、また、散乱
光強度から定量分析ができる。応力が負荷されるとラマ
ンスペクトルがピークを示す周波数位置がシフトし、こ
のシフト量を検出することにより応力の定量的評価を行
う。
う。被測定試料に強い単色光線（この装置では、Arイオ
ンレーザ又はKrイオンレーザ等を使用）を照射すると、
その試料の分子振動に起因して入射光が周波数シフト
し、入射光と周波数が異なるラマン散乱光が発生する。
その周波数シフトしたラマン散乱光強度を測定したもの
をラマンスペクトルといい、このラマンスペクトルがピ
ークを示す周波数位置から定性分析ができ、また、散乱
光強度から定量分析ができる。応力が負荷されるとラマ
ンスペクトルがピークを示す周波数位置がシフトし、こ
のシフト量を検出することにより応力の定量的評価を行
う。
上記の従来の応力測定方法及び装置は、光源としてAr
イオンレーザ（波長0.488μｍ又は0.5145μｍ）やKrイ
オンレーザ（波長0.6471μｍ）等を用いているので、例
えば、LSI素子のように、該レーザのスポツトサイズ
（0.8〜１μｍ）よりも小さい領域内で、応力値が急変
する試料や応力分布を持つ試料の場合は、測定の精度が
悪くなる欠点があつた。
イオンレーザ（波長0.488μｍ又は0.5145μｍ）やKrイ
オンレーザ（波長0.6471μｍ）等を用いているので、例
えば、LSI素子のように、該レーザのスポツトサイズ
（0.8〜１μｍ）よりも小さい領域内で、応力値が急変
する試料や応力分布を持つ試料の場合は、測定の精度が
悪くなる欠点があつた。
本発明の目的は、微小部（サブミクロンオーダー）の
応力や応力分布を精度良く求める応力測定方法及び装置
を提供することにある。
応力や応力分布を精度良く求める応力測定方法及び装置
を提供することにある。
上記目的は、ラマン分光法による応力測定方法におい
て、紫外レーザを用い、スポツト径を紫外レーザ光の波
長の１〜２倍の範囲にすることにより、達成される。
て、紫外レーザを用い、スポツト径を紫外レーザ光の波
長の１〜２倍の範囲にすることにより、達成される。
また、上記目的は、レーザ光源とレンズ等の光学系と
分光計と検出器とからなる装置において、紫外レーザを
発振するレーザ光源と、紫外光を透過するレンズ等の光
学系と紫外光を透過する入射窓を持つ検出器とを設け、
対物レンズにより絞られるスポット径を紫外レーザ光の
波長の１〜２倍の範囲にするように光学系を構成するこ
とにより、達成される。さらに、真空中において応力測
定を行なうことにより達成される。
分光計と検出器とからなる装置において、紫外レーザを
発振するレーザ光源と、紫外光を透過するレンズ等の光
学系と紫外光を透過する入射窓を持つ検出器とを設け、
対物レンズにより絞られるスポット径を紫外レーザ光の
波長の１〜２倍の範囲にするように光学系を構成するこ
とにより、達成される。さらに、真空中において応力測
定を行なうことにより達成される。
上記のように、紫外レーザを用い、該スポツト径を紫
外レーザ光の波長の１〜２倍の範囲にすることにより、
0.1μｍの領域の応力値を検出することが可能となり、
従来困難であつた微小部の応力又は応力分布の測定が可
能となる。
外レーザ光の波長の１〜２倍の範囲にすることにより、
0.1μｍの領域の応力値を検出することが可能となり、
従来困難であつた微小部の応力又は応力分布の測定が可
能となる。
また、上記のように、紫外レーザを発振するレーザ光
源と、紫外光を透過するレンズ等の光学系と紫外光と透
過する入射窓を持つ検出器とを設けたことにより、微小
部（サブミクロンオーダー）の応力又は応力分布を精度
良く把持することができるので、高精度の測定を行うこ
とが可能となる。
源と、紫外光を透過するレンズ等の光学系と紫外光と透
過する入射窓を持つ検出器とを設けたことにより、微小
部（サブミクロンオーダー）の応力又は応力分布を精度
良く把持することができるので、高精度の測定を行うこ
とが可能となる。
さらに、真空中で応力測定を行うことにより、紫外レ
ーザ光強度の減衰を小さくすることができ、高精度の応
力測定が可能となる。
ーザ光強度の減衰を小さくすることができ、高精度の応
力測定が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の基本的構成を第１図に示す。この図におい
て、レーザ光源１から出た紫外レーザ光２は対物レンズ
３により絞られ試料４に照射される。試料４の分子振動
に起因して発生したラマン散乱光を対物レンズ３を通
り、ハーフミラー５により分光計６に導かれ検出部７で
検出される。得られたラマンスペクトルはコンピユータ
８に読み込まれる。試料４は、微動ステージ９上に置か
れており、このステージ９を移動させることで、レーザ
光２を試料４上で走査し、各走査位置におけるラマンス
ペクトルと微動ステージ９に設けた位置センサ（図示せ
ず）からの位置情報をコンピユータ８に読み込ませる。
コンピユータ８により各走査点での周波数シフト値から
応力値を求め、画像処理装置10によりその応力分布状態
を表示する。
て、レーザ光源１から出た紫外レーザ光２は対物レンズ
３により絞られ試料４に照射される。試料４の分子振動
に起因して発生したラマン散乱光を対物レンズ３を通
り、ハーフミラー５により分光計６に導かれ検出部７で
検出される。得られたラマンスペクトルはコンピユータ
８に読み込まれる。試料４は、微動ステージ９上に置か
れており、このステージ９を移動させることで、レーザ
光２を試料４上で走査し、各走査位置におけるラマンス
ペクトルと微動ステージ９に設けた位置センサ（図示せ
ず）からの位置情報をコンピユータ８に読み込ませる。
コンピユータ８により各走査点での周波数シフト値から
応力値を求め、画像処理装置10によりその応力分布状態
を表示する。
紫外レーザとしてH2レーザを用いると、その波長は短
かく、光学系として対物レンズに下記の透過性の良い材
質をすることによりレーザ光の波長の１〜２倍の範囲の
スポツト径を得ることが可能となる。従つて、被応力測
定面のスポツト径は約0.1μｍとなり、この領域での散
乱光の周波数シフト値からレーザ光が照射されている前
記領域の応力値を求めることができる。よつて上記の構
成により、約0.1μｍの微小部の応力を測定することが
可能となる。この時、対物レンズ及び検出器の入射窓と
してはハロゲン化アルカリ、特にLiF製レンズ及び入射
窓をそれぞれ用いると良い。MgF2製のものを用いても良
い。
かく、光学系として対物レンズに下記の透過性の良い材
質をすることによりレーザ光の波長の１〜２倍の範囲の
スポツト径を得ることが可能となる。従つて、被応力測
定面のスポツト径は約0.1μｍとなり、この領域での散
乱光の周波数シフト値からレーザ光が照射されている前
記領域の応力値を求めることができる。よつて上記の構
成により、約0.1μｍの微小部の応力を測定することが
可能となる。この時、対物レンズ及び検出器の入射窓と
してはハロゲン化アルカリ、特にLiF製レンズ及び入射
窓をそれぞれ用いると良い。MgF2製のものを用いても良
い。
また、紫外レーザとして、Ar2レーザ,ArClレーザ,ArF
レーザ,KrClレーザ,KrFレーザ,XeBrレーザ,XeClレーザ
あるいはXeFレーザ等のエキシマレーザを用いると、約
0.13μｍ〜0.35μｍの微小部の応力を測定することが可
能である。この時、対物レンズ及び検出器の入射窓とし
ては、LiF製,MgF2製あるいは蛍石（CaF2）製レンズ及び
入射窓をそれぞれ用いると良い。合成石英製あるいは天
然水晶から作つた溶融石英製のものでもよい。サフアイ
アガラス（Al2O3）製あるいは紫外透過ガラス製のもの
でも良い。
レーザ,KrClレーザ,KrFレーザ,XeBrレーザ,XeClレーザ
あるいはXeFレーザ等のエキシマレーザを用いると、約
0.13μｍ〜0.35μｍの微小部の応力を測定することが可
能である。この時、対物レンズ及び検出器の入射窓とし
ては、LiF製,MgF2製あるいは蛍石（CaF2）製レンズ及び
入射窓をそれぞれ用いると良い。合成石英製あるいは天
然水晶から作つた溶融石英製のものでもよい。サフアイ
アガラス（Al2O3）製あるいは紫外透過ガラス製のもの
でも良い。
第２図に示す実施例は、第１図の実施例の応用例で、レ
ーザ光源1,レーザ光2,対物レンズ3,試料4,ハーフミラー
５、分光計6,検出器７及び微動ステージ９を真空室11内
に設けたものである。紫外レーザとして、発振波長が約
0.1μｍのものを用いると、空気中ではレーザ光の強度
の減衰が大きくなることがあるため、真空中で行うこと
により、減衰を小さくできる。このため、微小部の応力
値を精度よく行なうことができる。
ーザ光源1,レーザ光2,対物レンズ3,試料4,ハーフミラー
５、分光計6,検出器７及び微動ステージ９を真空室11内
に設けたものである。紫外レーザとして、発振波長が約
0.1μｍのものを用いると、空気中ではレーザ光の強度
の減衰が大きくなることがあるため、真空中で行うこと
により、減衰を小さくできる。このため、微小部の応力
値を精度よく行なうことができる。
上述のとおり、本発明に係る方法は、紫外レーザを用
い、該スポツト径を該波長程度にするものであるから、
従来困難であつた微小部（サブミクロンオーダー）の応
力値又は応力分布状態を把握できる効果がある。
い、該スポツト径を該波長程度にするものであるから、
従来困難であつた微小部（サブミクロンオーダー）の応
力値又は応力分布状態を把握できる効果がある。
また、本発明に係る装置は、紫外レーザを発振するレ
ーザ光源と、紫外光を透過するレンズ等の光学系と、紫
外光を透過する入射窓を持つ検出器とを設けたものであ
るから、微小部（サブミクロンオーダー）の応力又は応
力分布を精度良く把握する効果がある。
ーザ光源と、紫外光を透過するレンズ等の光学系と、紫
外光を透過する入射窓を持つ検出器とを設けたものであ
るから、微小部（サブミクロンオーダー）の応力又は応
力分布を精度良く把握する効果がある。
又、真空中で応力測定を行うことにより紫外レーザ強
度の減衰を小さくでき、高精度の応力測定ができる効果
がある。
度の減衰を小さくでき、高精度の応力測定ができる効果
がある。
第１図は本発明に係る応力測定装置の構成を示すシステ
ム図、第２図は本発明の他の実施例である応力測定装置
の構成を示すシステム図である。 １……レーザ光源、２……レーザ光、３……紫外レーザ
用対物レンズ、４……試料、５……ハーフミラー、６…
…分光計、７……検出器、８……コンピユータ、９……
微動ステージ、10……画像処理装置、11……真空室。
ム図、第２図は本発明の他の実施例である応力測定装置
の構成を示すシステム図である。 １……レーザ光源、２……レーザ光、３……紫外レーザ
用対物レンズ、４……試料、５……ハーフミラー、６…
…分光計、７……検出器、８……コンピユータ、９……
微動ステージ、10……画像処理装置、11……真空室。
Claims (5)
- 【請求項１】レーザ光を対物レンズを介して被応力測定
物表面にスポット状に絞って照射し、該被応力測定物表
面から発生した散乱光をハーフミラーにより分光計に導
いて検出するラマン分光法による応力測定方法におい
て、前記被応力測定物表面の測定領域がサブミクロンオ
ーダーの微小部であり、前記レーザ光として紫外レーザ
光を用い、前記対物レンズにより絞られるスポット径を
前記紫外レーザ光の波長の１〜２倍の範囲にすることに
より、当該微小部の応力値及び応力分布を測定すること
を特徴とする応力測定方法。 - 【請求項２】レーザ光源とレーザ光を被応力測定物表面
にスポット状に絞るための対物レンズと散乱光を分光計
に導くためのハーフミラーと該分光計とを備えた応力測
定装置において、前記被応力測定物表面の測定領域がサ
ブミクロンオーダーの微小部であり、前記レーザ光を紫
外レーザ光とし、前記対物レンズには紫外光を透過する
ものを用い、前記分光計に付設される検出器の入射窓に
も紫外レーザ光を透過するものを用い、前記対物レンズ
により絞られるスポット径を前記紫外レーザ光の波長の
１〜２倍の範囲にするように光学系を構成してなること
を特徴とする応力測定装置。 - 【請求項３】前記応力測定を真空中で行うことを特徴と
する請求項１に記載の応力測定方法。 - 【請求項４】少なくとも紫外レーザの光の光路を真空に
したことを特徴とする請求項２に記載の応力測定装置。 - 【請求項５】前記紫外レーザ光がH2光であり、前記対物
レンズ及び前記入射窓がLiF製であることを特徴とする
請求項２または４に記載の応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295947A JPH0820317B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 応力測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295947A JPH0820317B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 応力測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143131A JPH02143131A (ja) | 1990-06-01 |
| JPH0820317B2 true JPH0820317B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17827165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63295947A Expired - Lifetime JPH0820317B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 応力測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820317B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5281258B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2013-09-04 | 株式会社堀場製作所 | 応力測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656367B2 (ja) * | 1984-04-04 | 1994-07-27 | 株式会社日立製作所 | 固体表面の状態分析装置 |
| JPH0718797B2 (ja) * | 1987-05-01 | 1995-03-06 | 株式会社日立製作所 | 局所応力分布測定装置 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63295947A patent/JPH0820317B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02143131A (ja) | 1990-06-01 |
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