JPH085471A - 応力測定方法および応力測定装置 - Google Patents

応力測定方法および応力測定装置

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JPH085471A
JPH085471A JP13459594A JP13459594A JPH085471A JP H085471 A JPH085471 A JP H085471A JP 13459594 A JP13459594 A JP 13459594A JP 13459594 A JP13459594 A JP 13459594A JP H085471 A JPH085471 A JP H085471A
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ultraviolet
sample
laser light
stress
stress measuring
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JP13459594A
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Hiroshi Sakata
寛 坂田
Norio Ishizuka
典男 石塚
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラマン分光法による測定箇所の可視化と測定
位置の特定化が容易で、極微小部の応力値と分布状態と
を高精度に測定可能な応力測定装置を提供する。 【構成】 第１紫外レーザ光源１からの紫外レーザ光２
を試料８に照射し、反射した紫外レーザ光を紫外イメー
ジセンサ９で検出し、試料の表面形態を画像処理装置１
１に表示する。一方、第２紫外レーザ光源１２からの紫
外レーザ光１３を試料８に照射し、ラマン散乱光を分光
器１６と検出器１７で検出し、ラマンスペクトルをコン
ピュータ１０に読み込む。各走査点での周波数シフト値
から応力値を求め、分布状態を画像処理装置１１に表示
する。画像処理装置１１の画面中心と紫外レーザのスポ
ット中心とを一致させ、測定箇所が画像処理装置１１の
画面中心と一致するように試料８を移動させ、特定化し
た箇所の応力を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小部の応力測定方法
および応力測定装置に係り、特に、試料がＬＳＩ素子の
ように極微小な試料において測定位置を特定化した箇所
の応力測定に好適な応力測定方法および応力測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の微小部の応力測定方法および装置
については、Appl. Phys. Lett.,Vol.40, No.10 (198
2), pp895〜898において、ラマン分光法による応力測定
方法および応力測定装置が論じられている。
【０００３】この従来技術では、ラマンスペクトルに基
づいて、試料における応力を測定する。Ａｒイオンレー
ザまたはＫｒイオンレーザ等の強い単色光線を試料に照
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、入射光とは周波数が異なるラマン散乱光が
発生する。周波数シフトしたラマン散乱光強度を測定し
た結果をラマンスペクトルという。ラマンスペクトルが
ピークを示す周波数を参照すれば、試料を定性的に分析
でき、ラマン散乱光強度を参照すれば、試料を定量的に
分析できる。試料に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する。このシフ
ト量を検出すれば、試料に負荷された応力を定量的に評
価できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の応力測定方
法および応力測定装置においては、試料の形態を観察し
測定位置を特定する際に、例えば、ＬＳＩ素子のよう
に、サブマイクロメータないしナノメータオーダーの極
微小部で構造が複雑に変化する試料の場合は、可視領域
の白色光等を用いているので、測定箇所の可視化および
測定位置の特定化が困難であり、試料の分析および応力
測定の精度が悪くなる欠点があった。なお、本明細書で
は、測定箇所における試料の形態をＣＲＴ等に表示させ
または撮影し観察できるようにすることを「測定箇所の
可視化」と表現し、その測定箇所の位置を必要な精度で
決定することを「測定位置の特定化」と表現する。
【０００５】本発明の目的は、測定箇所の可視化および
測定位置の特定化が容易であり、サブマイクロメータな
いしナノメータオーダーの極微小部の応力値または応力
分布を高精度に測定することが可能な応力測定方法およ
び応力測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の応力測定方法および応力測定装置
を提案する。
【０００７】第１の応力測定方法は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを用いてラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定方法におい
て、ラマン分光法の実行に先立ち、可視レーザ光源から
のレーザ光を試料に照射し、試料からの反射光をイメー
ジセンサにより検出し、測定箇所の可視化および特定化
を実行し、ラマン分光法により測定箇所における応力値
または応力分布を測定する応力測定方法である。
【０００８】第２の応力測定方法は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを用いてラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定方法におい
て、ラマン分光法の実行に先立ち、第２可視レーザ光源
からのレーザ光を試料に照射し、試料からの反射光をイ
メージセンサにより検出し、測定箇所の可視化および特
定化を実行し、ラマン分光法により測定箇所における応
力値または応力分布を測定する応力測定方法である。
【０００９】第１および第２の応力測定方法において
は、反射光をイメージセンサに導く光学系として共焦点
型光学系を用いることができる。
【００１０】第３の応力測定方法は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを用いてラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定方法におい
て、ラマン分光法の実行に先立ち、紫外レーザ光源から
の紫外レーザ光を試料に照射し、試料からの反射光を紫
外イメージセンサにより検出し、測定箇所の可視化およ
び特定化を実行し、ラマン分光法により測定箇所におけ
る応力値または応力分布を測定する応力測定方法であ
る。
【００１１】第３の応力測定方法において、反射光を紫
外イメージセンサに導く光学系として共焦点型光学系を
用いることができる。
【００１２】第３の応力測定方法において、応力測定を
真空中で実行することが望ましく、例えば１０μＰａ〜
５０ｋＰａの真空中で実行する。
【００１３】第４の応力測定方法は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導く紫外ハーフミラ
ーと分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを
用いて紫外ラマン分光法により試料における応力を測定
する応力測定方法において、紫外ラマン分光法の実行に
先立ち、可視レーザ光源からのレーザ光を試料に照射
し、試料からの反射光をイメージセンサにより検出し、
測定箇所の可視化および特定化を実行し、紫外ラマン分
光法により測定箇所における応力値または応力分布を測
定する応力測定方法である。
【００１４】第４の応力測定方法において、反射光をイ
メージセンサに導く光学系として共焦点型光学系を用い
ることができる。
【００１５】第４の応力測定方法において、応力測定を
真空中で実行することが望ましく、例えば１０μＰａ〜
５０ｋＰａの真空中で実行する。
【００１６】第５の応力測定方法は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導く紫外ハーフミラ
ーと分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを
用いて紫外ラマン分光法により試料における応力を測定
する応力測定方法において、紫外ラマン分光法の実行に
先立ち、紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料に照
射し、試料からの反射光を紫外イメージセンサにより検
出し、測定箇所の可視化および特定化を実行し、紫外ラ
マン分光法により測定箇所における応力値または応力分
布を測定する応力測定方法である。
【００１７】第６の応力測定方法は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導く紫外ハーフミラ
ーと分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを
用いて紫外ラマン分光法により試料における応力を測定
する応力測定方法において、紫外ラマン分光法の実行に
先立ち、第２紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料
に照射し、試料からの反射光を紫外イメージセンサによ
り検出し、測定箇所の可視化および特定化を実行し、紫
外ラマン分光法により測定箇所における応力値または応
力分布を測定する応力測定方法である。
【００１８】第５および第６の応力測定方法において、
反射光を紫外イメージセンサに導く光学系として共焦点
型光学系を用いることができる。
【００１９】第５および第６の応力測定方法において、
応力測定を真空中で実行することが望ましく、例えば１
０μＰａ〜５０ｋＰａの真空中で実行する。
【００２０】第１の応力測定装置は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを備え、ラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定装置におい
て、可視レーザ光源と、この可視レーザ光源からのレー
ザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交す
る副走査方向に偏光させ試料に向けて出力する偏光手段
と、偏光されたレーザ光を試料に照射し試料からの反射
光を集光する対物レンズと、少なくとも主走査方向に規
則的に配列された複数の受光素子を含み対物レンズによ
り集光された反射光を受光し電気信号に変換するイメー
ジセンサとからなり、測定箇所を可視化して特定化する
手段を設けた応力測定装置である。
【００２１】第１の応力測定装置において、偏光手段
は、具体的には、可視レーザ光源からの可視レーザ光を
試料上で走査する acousto-optical ＡＯ素子とガルバ
ノミラーとを含む。
【００２２】第１の応力測定装置において、イメージセ
ンサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情報を
検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上がる。
【００２３】第１の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００２４】第２の応力測定装置は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを備え、ラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定装置におい
て、第２可視レーザ光源と、この第２可視レーザ光源か
らのレーザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれ
と直交する副走査方向に偏光させ試料に向けて出力する
偏光手段と、偏光されたレーザ光を試料に照射し試料か
らの反射光を集光する対物レンズと、少なくとも主走査
方向に規則的に配列された複数の受光素子を含み対物レ
ンズにより集光された反射光を受光し電気信号に変換す
るイメージセンサとからなり、測定箇所を可視化し特定
化する手段を設けた応力測定装置である。
【００２５】第２の応力測定装置において、偏光手段
は、具体的には、第２可視レーザ光源からの可視レーザ
光を試料上で走査するＡＯ素子とガルバノミラーとを含
む。
【００２６】第２の応力測定装置において、イメージセ
ンサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情報を
検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上がる。
【００２７】第２の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００２８】第３の応力測定装置は、可視レーザ光源と
この可視レーザ光源からのレーザ光を試料表面にスポッ
ト状に照射する対物レンズと分光器と試料表面からのラ
マン散乱光を分光器に導くハーフミラーと分光されたラ
マン散乱光を検出する検出器とを備え、ラマン分光法に
より試料における応力を測定する応力測定装置におい
て、紫外レーザ光源、この紫外レーザ光源からの紫外レ
ーザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交
する副走査方向に偏光させ試料に向けて出力する偏光手
段と、偏光された紫外レーザ光を試料に照射し試料から
の反射光を集光する対物レンズと、少なくとも主走査方
向に規則的に配列された複数の受光素子を含み対物レン
ズにより集光された反射光を受光し電気信号に変換する
紫外イメージセンサとからなり、測定箇所を可視化し特
定化する手段を設けた応力測定装置である。
【００２９】第３の応力測定装置において、偏光手段
は、紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料上で走査
する紫外ＡＯ素子と紫外ガルバノミラーとを含む。
【００３０】第３の応力測定装置において、紫外イメー
ジセンサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情
報を検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上が
る。
【００３１】第３の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００３２】第４の応力測定装置は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導くハーフミラーと
分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを備
え、紫外ラマン分光法により試料における応力を測定す
る応力測定装置において、可視レーザ光源と、この可視
レーザ光源からのレーザ光を所定走査周波数で主走査方
向およびこれと直交する副走査方向に偏光させ試料に向
けて出力する偏光手段と、偏光されたレーザ光を試料に
照射し試料からの反射光を集光する対物レンズと、少な
くとも主走査方向に規則的に配列された複数の受光素子
を含み対物レンズにより集光された反射光を受光し電気
信号に変換するイメージセンサとからなり、測定箇所を
可視化し特定化する手段を設けた応力測定装置である。
【００３３】第４の応力測定装置において、偏光手段
は、具体的には、可視レーザ光源からの可視レーザ光を
試料上で走査するＡＯ素子とガルバノミラーとを含む。
【００３４】第４の応力測定装置において、イメージセ
ンサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情報を
検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上がる。
【００３５】第４の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００３６】第５の応力測定装置は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導く紫外ハーフミラ
ーと分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを
備え、紫外ラマン分光法により試料における応力を測定
する応力測定装置において、紫外レーザ光源と、この紫
外レーザ光源からのレーザ光を所定走査周波数で主走査
方向およびこれと直交する副走査方向に偏光させ試料に
向けて出力する偏光手段と、偏光された紫外レーザ光を
試料に照射し試料からの反射光を集光する紫外対物レン
ズと、少なくとも主走査方向に規則的に配列された複数
の受光素子を含み紫外対物レンズにより集光された反射
光を受光し電気信号に変換する紫外イメージセンサとか
らなり、測定箇所を可視化し特定化する手段を設けた応
力測定装置である。
【００３７】第５の応力測定装置において、偏光手段
は、紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料上で走査
する紫外ＡＯ素子と紫外ガルバノミラーとを含む。
【００３８】第５の応力測定装置において紫外イメージ
センサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情報
を検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上がる。
【００３９】第５の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００４０】第６の応力測定装置は、紫外レーザ光源と
この紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を試料表面にス
ポット状に照射する紫外対物レンズと分光器と試料表面
からの紫外ラマン散乱光を分光器に導く紫外ハーフミラ
ーと分光された紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを
備え、紫外ラマン分光法により試料における応力を測定
する応力測定装置において、第２紫外レーザ光源と、こ
の第２紫外レーザ光源からの紫外レーザ光を所定走査周
波数で主走査方向およびこれと直交する副走査方向に偏
光させ試料に向けて出力する偏光手段と、偏光された紫
外レーザ光を試料に照射し試料からの反射光を集光する
紫外対物レンズと、少なくとも主走査方向に規則的に配
列された複数の受光素子を含み紫外対物レンズにより集
光された反射光を受光し電気信号に変換する紫外イメー
ジセンサとからなり、測定箇所を可視化し特定化する手
段を設けた応力測定装置である。
【００４１】第６の応力測定装置において、偏光手段
は、具体的には、第２紫外レーザ光源からの紫外レーザ
光を試料上で走査する紫外ＡＯ素子と紫外ガルバノミラ
ーとを含む。
【００４２】第６の応力測定装置において、紫外イメー
ジセンサに入射する光束の一部を受光して試料の焦点情
報を検出する合焦検出手段を備えると、解像度が上が
る。
【００４３】第６の応力測定装置において、試料を少な
くとも主走査方向と直交する方向に駆動する試料駆動手
段を備えることができる。
【００４４】紫外レーザを用いるいずれの応力測定装置
においても、少なくとも紫外レーザ光の光路を真空にす
る手段を備えることが望ましく、例えば、少なくとも紫
外レーザ光の光路を１０μＰａ〜５０ｋＰａの真空にす
る手段を備える。
【００４５】
【作用】レーザ光または紫外レーザ光は、白色光と比較
してコヒーレントな光すなわち同波長かつ同位相の光で
あるから、試料表面のコントラストが鮮明になり、白色
光を用いた場合よりも、測定箇所の可視化および測定位
置の特定化を高精度に実行できる。特に、紫外レーザを
用いた場合は、従来の可視領域のレーザ光の場合よりも
波長が短いため、レーザスポット径が小さくなり、試料
形態をさらに鮮明に観察できる。
【００４６】したがって、本発明の応力測定方法によれ
ば、サブマイクロメータないしナノメータオーダーの極
微小部の測定箇所の可視化および測定位置の特定化を高
精度に実行でき、極微小部の応力値および／または応力
分布を高精度に測定可能となる。
【００４７】また、本発明の応力測定装置は、レーザ光
または紫外レーザ光を発生するレーザ光源または紫外レ
ーザ光源と、レーザ光または紫外レーザ光を試料上で走
査する acousto-optical ＡＯ素子または紫外ＡＯ素子
とガルバノミラーまたは紫外ガルバノミラーと、レーザ
光または紫外レーザ光および反射光を集光する対物レン
ズまたは紫外対物レンズと、試料からの反射光を受光し
て電気信号を出力するイメージセンサまたは紫外イメー
ジセンサとを含んでいる。この応力測定装置において
は、白色光と比較してはるかにコヒーレントなレーザ光
または紫外レーザ光を用いるので、試料表面のコントラ
ストが鮮明になり、サブマイクロメータないしナノメー
タオーダーの極微小部の応力値および／または応力分布
を精度良く検出し、応力を高精度に測定できる。
【００４８】さらに、真空中で応力を測定すると、紫外
レーザ光の強度の減衰を抑えることが可能となり、応力
をより高精度に測定できる。
【００４９】本発明の応力測定方法または応力測定装置
は、半導体における応力測定に用いれば、半導体製造方
法または半導体製造装置に適用でき、半導体製造プロセ
スの改善と製造される半導体の歩留まりの向上に役立
つ。
【００５０】
【実施例】次に、図面を参照して、本発明による応力測
定装置の実施例を説明する。図１は、本発明による紫外
ラマン分光法を用いた応力測定装置の一実施例の基本的
構成を示す系統図である。図１において、第１紫外レー
ザ光源１から出力された紫外レーザ光２は、紫外 acous
to-optical ＡＯ素子３，紫外ミラー４，紫外ガルバノ
ミラー５，紫外ハーフミラーまたはビームスプリッタ
６，紫外対物レンズ７を通り、試料８に照射される。第
１紫外レーザ光源１の出力は、例えば数ｍＷ〜数Ｗであ
り、紫外レーザ光２の波長は、例えば０.１〜０.４μｍ
である。試料８で反射した紫外レーザ光２は、紫外対物
レンズ７を通り、紫外イメージセンサ９で検出されて、
電気信号に変換される。電気信号は、ここには図示して
いない増幅器により増幅された後、コンピュータ１０に
読み込まれ、画像処理装置１１により処理されて、試料
の表面形態を表示する。紫外イメージセンサ９は、リニ
アイメージセンサでも、２次元イメージセンサでもよ
い。
【００５１】一方、第２紫外レーザ光源１２から出た紫
外レーザ光１３は、紫外ミラー１４を通り、紫外対物レ
ンズ７によって絞られ、試料８に照射される。紫外レー
ザの試料８上でのスポット径すなわち照射径の最小値
は、使用する紫外レーザの波長と同程度である。レンズ
等の光学系を変えると、前記最小値以上の任意の大きさ
のスポット径に変更できる。
【００５２】本発明は、シリコン，ゲルマニウム，ガリ
ウム・砒素化合物等の半導体材料やカーボン，グラファ
イト，ダイアモンド，セラミックス等の各種材料の測定
に好適な応力測定方法および応力測定装置であるが、こ
こでは、試料としてシリコンを用いた場合について述べ
る。シリコン試料８の分子振動に起因して発生したラマ
ン散乱光は、紫外対物レンズ７を通り、紫外ハーフミラ
ー１５により分光器１６に導かれ、検出器１７で検出さ
れる。検出器１７としては、光電子増倍管またはマルチ
チャネル検出器または charge-coupled device ＣＣＤ
検出器等を用いる。検出器１７が検出したラマンスペク
トルは、コンピュータ１０に読み込まれる。試料８は、
微動ステージ１８上に置かれている。微動ステージ１８
は、ここでは図示していないが、移動機構を備えてお
り、水平２軸および上下１軸の３軸方向に移動できる。
例えば１ｎｍ〜１ｍｍのステップでステージ１８を移動
させると、紫外レーザ光１３を試料８上で走査できる。
紫外レーザ光１３の走査に同期して、各走査位置におけ
るラマンスペクトルと微動ステージ１８に設けた位置セ
ンサからの位置情報とをコンピュータ１０に読み込ませ
る。コンピュータ１０は、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１１にその応力分布を
表示する。
【００５３】画像処理装置１１の画面中心には、例えば
十字型のマークを配置し、このマークが、第１紫外レー
ザ光２のスポット中心および第２紫外レーザ光１３のス
ポット中心に一致するように調整してある。試料８は、
微動ステージ１８上に置かれており、このステージ１８
には位置センサが設けられているので、その位置情報に
基づいて、試料８を任意の位置に移動できる。そこで、
試料８の測定箇所が画像処理装置１１の画面中心のマー
クに一致するように試料８を移動させると、特定化され
た測定位置における応力を測定できる。
【００５４】本実施例では、画像処理装置１１の画面中
心が第１紫外レーザ光２のスポット中心および第２紫外
レーザ光１３のスポット中心に一致するように設定して
あるが、画像処理装置１１の画面中心とは異なる箇所を
選んで、その箇所にマークを設け、そのマークに第１紫
外レーザ光２のスポット中心および第２紫外レーザ光１
３のスポット中心が一致するように設定してもよい。
【００５５】本実施例の紫外ミラー１４および紫外ハー
フミラー１５は、第１紫外レーザ光を照射する時には移
動できるように、ここでは図示していないが、移動機構
を備えている。
【００５６】本実施例に用いる紫外レーザは、Ａｒイオ
ンレーザ，Ｎ2レーザ，Ｈｅ−Ｃｄレーザ，エキシマレ
ーザのいずれかである。エキシマレーザとしては、Ｈ2
レーザ，Ａｒ2レーザ，Ｋｒ2レーザ，Ｘｅ2レーザ，Ａ
ｒＣｌレーザ，ＡｒＦレーザ，ＫｒＣｌレーザ，ＫｒＦ
レーザ，ＸｅＦレーザ，ＸｅＢｒレーザ，ＸｅＣｌレー
ザ，ＸｅＦレーザ等がある。
【００５７】紫外対物レンズ７は、ハロゲン化アルカリ
レンズ、特に、ＬｉＦレンズ，ＭｇＦ2レンズ，蛍石
（ＣａＦ2）レンズを用いることが望ましい。また、紫
外対物レンズ７は、合成石英レンズ，天然水晶から作っ
た溶融石英レンズ，サファイアガラス（Ａｌ2Ｏ3）レン
ズ，紫外透過ガラスレンズ等で形成してもよい。
【００５８】図２は、紫外ラマン分光法を用いた本発明
による応力測定装置の他の実施例の構成を示す系統図で
ある。図２の実施例は、図１の実施例において、試料８
と紫外イメージセンサ９との間にピンホール１９を設け
た例である。ここでは図示していないが、ピンホール１
９が焦点位置になるように、紫外イメージセンサ９に入
射する光束の一部を受光して試料の焦点情報を検出する
合焦検出手段を備えている。したがって、本実施例にお
いては、試料８の表面に焦点が合うように紫外レーザ光
２を照射し、ピンホール１９が焦点位置になるように反
射光を紫外イメージセンサ９に集光しているので、高解
像度が実現される。また、ピンホール１９により不要な
散乱光を大幅に除去できるから、コントラストの高い映
像が得られる。
【００５９】なお、以後のピンホールを設けた実施例に
おいては、説明を繰り返さないが、いずれも、本実施例
と同様の合焦検出手段を備えることができる。
【００６０】図３は、紫外ラマン分光法を用いた本発明
による応力測定装置の別の実施例の構成を示す系統図で
ある。図３の実施例は、図１の実施例における紫外ＡＯ
素子３，紫外ミラー４，紫外ガルバノミラー５，紫外ハ
ーフミラーまたはビームスプリッタ６，紫外対物レンズ
７，試料８，紫外イメージセンサ９，紫外ミラー１４，
紫外ハーフミラー１５，微動ステージ１８を真空室２０
内に設けた例である。本実施例のこれらの構成要素は、
高真空中（１０μＰａ〜０.１Ｐａ）または中真空中
（０.１〜１００Ｐａ）だけでなく、低真空中（１００
Ｐａ以上）または大気中に設置してもよい。ただし、紫
外レーザ光は空気中では強度減衰が大きいので、より真
空度の高い雰囲気中で照射すると、減衰を小さくでき
る。
【００６１】図４は、紫外ラマン分光法を用いた本発明
による応力測定装置のさらに他の実施例の構成を示す系
統図である。図４の実施例は、図２の実施例における紫
外ＡＯ素子３，紫外ミラー４，紫外ガルバノミラー５，
紫外ハーフミラーまたはビームスプリッタ６，紫外対物
レンズ７，試料８，紫外イメージセンサ９，紫外ミラー
１４，紫外ハーフミラー１５，微動ステージ１８，ピン
ホール１９を真空室２０内に設けた例である。本実施例
のこれらの構成要素は、高真空中（１０μＰａ〜０.１
Ｐａ）または中真空中（０.１〜１００Ｐａ）だけでな
く、低真空中（１００Ｐａ以上）または大気中に設置し
てもよい。ただし、紫外レーザ光は空気中では強度減衰
が大きいので、より真空度の高い雰囲気中で照射する
と、減衰を小さくできる。
【００６２】図５は、図１の実施例の応力測定装置を装
備した半導体製造装置の一実施例の構成を示す系統図で
ある。この場合の半導体製造装置は、具体的には真空蒸
着装置である。本実施例の真空蒸着装置においては、真
空槽を形成するベルジャ２５内に、微動ステージ１８に
固定されたシリコン基板等の試料８が配置され、この試
料８に対向して、蒸着物質が入った蒸発源２６が配置さ
れている。試料８は、ヒータ２７により所定温度に加熱
され、しかも、負の直流バイアス電圧源２９からのバイ
アス電圧を印加されている。また、ベルジャ２５内は、
ここでは図示しない真空ポンプにより１〜１０ｋＰａ程
度の真空度に保たれている。例えば周知の電子銃加熱方
式で蒸発源２６を加熱し、蒸着物質を蒸発させ、試料８
上に蒸着させながら、応力測定装置により紫外レーザ照
射点の応力をその場で測定する。応力測定装置の構成お
よび動作等は、図１の実施例について上述した通りであ
る。ベルジャ２５内に紫外レーザ光２または１３が入る
時またはベルジャ２５から反射光またはラマン散乱光が
出る時の紫外窓２４としては、ハロゲン化アルカリ窓、
特に、ＬｉＦ窓、ＭｇＦ2窓，蛍石（ＣａＦ2）窓を用い
ることが望ましい。また、紫外窓２４は、合成石英窓，
天然水晶から作った溶融石英窓，サファイアガラス（Ａ
ｌ2Ｏ3）窓，紫外透過ガラス窓等でもよい。
【００６３】図６は、図１の実施例のレーザ光源を一つ
にした応力測定装置の実施例の構成を示す系統図であ
る。すなわち、図１の実施例における第１紫外レーザ光
源１と第２紫外レーザ光源１２とを共通化し、紫外レー
ザ光源を一つにした例である。このように紫外レーザ光
源を一つにすると、応力測定装置を小型化できる。
【００６４】図７は、図２の実施例のレーザ光源を一つ
にした応力測定装置の実施例の構成を示す系統図であ
る。本実施例は、図６に示す実施例において、試料８と
紫外イメージセンサ９との間にピンホール１９を設けた
とも考えられる。試料８の表面に焦点が合うように紫外
レーザ光２を照射し、ピンホール１９が焦点位置になる
ように反射光を紫外イメージセンサ９に集光しているの
で、高解像度が実現される。また、ピンホール１９によ
り不要な散乱光を大幅に取り除けるから、コントラスト
の高い映像が得られる。
【００６５】図８は、図３の実施例のレーザ光源を一つ
にした応力測定装置の実施例の構成を示す系統図であ
る。すなわち、図３の実施例における第１紫外レーザ光
源１と第２紫外レーザ光源１２を共通化し、紫外レーザ
光源を一つにした例である。このように紫外レーザ光源
を一つにすると、応力測定装置を小型化できる。
【００６６】図９は、図４の実施例のレーザ光源を一つ
にした応力測定装置の実施例の構成を示す系統図であ
る。本実施例は、図８に示す実施例において、試料８と
紫外イメージセンサ９との間にピンホール１９を設けた
とも考えられる。試料８の表面に焦点が合うように紫外
レーザ光２を照射し、ピンホール１９が焦点位置になる
ように反射光を紫外イメージセンサ９に集光しているの
で、高解像度が実現される。また、ピンホール１９によ
り不要な散乱光を大幅に取り除けるから、コントラスト
の高い映像が得られる。
【００６７】図１０は、通常ラマン分光法すなわち可視
光線領域でのラマン分光法を用いた本発明による応力測
定装置の一実施例の基本的構成を示す系統図である。図
１０において、第１レーザ光源３０から出力されたレー
ザ光３１は、ＡＯ素子３２，ミラー３３，ガルバノミラ
ー３４，ハーフミラーまたはビームスプリッタ３５，対
物レンズ３６を通り，試料８に照射される。第１レーザ
光源３０の出力は、例えば数ｍＷ〜数Ｗであり、レーザ
光３１の波長は、例えば０.４〜０.６５μｍである。試
料８で反射されたレーザ光３１は、対物レンズ３６を通
り、イメージセンサ３７で検出されて、電気信号に変換
される。電気信号は、ここでは図示していない増幅器で
増幅された後、コンピュータ１０に読み込まれ、画像処
理装置１１により処理されて、試料の表面形態を表示す
る。イメージセンサ３７は、リニアイメージセンサで
も、２次元イメージセンサでもよい。
【００６８】一方、第２レーザ光源３８から出たレーザ
光３９は、ミラー４０を通り、対物レンズ３６によって
絞られ、試料８に照射される。レーザの試料８上でのス
ポット径すなわち照射径の最小値は、使用するレーザの
波長と同程度である。レンズ等の光学系を変えると、前
記最小値以上の任意の大きさのスポット径に変更でき
る。
【００６９】本発明は、シリコン，ゲルマニウム，ガリ
ウム・砒素化合物等の半導体材料やカーボン，グラファ
イト，ダイアモンド，セラミックス等の各種材料の測定
に好適な応力測定方法および応力測定装置であるが、こ
こでは、試料としてシリコンを用いた場合について述べ
る。シリコン試料８の分子振動に起因して発生したラマ
ン散乱光は、対物レンズ３６を通り、ハーフミラー４１
により分光器１６に導かれ、検出器１７で検出される。
検出器１７としては、光電子増倍管またはマルチチャネ
ル検出器またはＣＣＤ検出器等を用いる。検出器１７が
検出したラマンスペクトルは、コンピュータ１０に読み
込まれる。試料８は、微動ステージ１８上に置かれてい
る。微動ステージ１８は、ここでは図示していないが、
移動機構を備えており、水平２軸および上下１軸の３軸
方向に移動できる。例えば１ｎｍ〜１ｍｍのステップで
ステージ１８を移動させると、レーザ光３９を試料８上
で走査できる。レーザ光３９の走査に同期して、各走査
位置におけるラマンスペクトルと微動ステージ１８に設
けた位置センサからの位置情報とをコンピュータ１０に
読み込ませる。コンピュータ１０は、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１１にその
応力分布を表示する。
【００７０】画像処理装置１１の画面中心には、例えば
十字型のマークを配置し、このマークが、第１レーザ光
３１のスポット中心および第２レーザ光３９のスポット
中心に一致するように調整してある。試料８は、微動ス
テージ１８上に置かれており、このステージ１８には位
置センサが設けられているので、その位置情報に基づい
て、試料８を任意の位置に移動できる。そこで、試料８
の測定箇所が画像処理装置１１の画面中心のマークに一
致するように試料８を移動させると、特定化された測定
位置における応力を測定できる。
【００７１】本実施例では、画像処理装置１１の画面中
心が第１レーザ光３１のスポット中心および第２レーザ
光３９のスポット中心に一致するように設定してある
が、画像処理装置１１の画面中心とは異なる箇所を選ん
で、その箇所にマークを設け、そのマークに第１レーザ
光３１のスポット中心および第２レーザ光３９のスポッ
ト中心が一致するように設定してもよい。
【００７２】本実施例のミラー４０およびハーフミラー
４１は、第１レーザ光を照射する時には移動できるよう
に、ここでは図示していないが、移動機構を備えてい
る。
【００７３】図１１は、通常ラマン分光法を用いた本発
明による応力測定装置の他の実施例の構成を示す系統図
である。本実施例は、図１０に示す実施例において、試
料８と紫外イメージセンサ９との間にピンホール１９を
設けたとも考えられる。試料８の表面に焦点が合うよう
にレーザ光３１を照射し、ピンホール１９が焦点位置に
なるように反射光をイメージセンサ３７に集光している
ので、高解像度が実現される。また、ピンホール１９に
より不要な散乱光を大幅に取り除けるから、コントラス
トの高い映像が得られる。
【００７４】図１２は、通常ラマン分光法を用いた本発
明による応力測定装置の別の実施例の構成を示す系統図
である。本実施例は、図１０に示す実施例における第１
レーザ光源３０と第２レーザ光源３８を共通化して、紫
外レーザ光源を一つにしたとも考えられる。このように
紫外レーザ光源を一つにすると、応力測定装置を小型化
できる。
【００７５】図１３は、通常ラマン分光法を用いた本発
明による応力測定装置のさらに他の実施例の構成を示す
系統図である。本実施例は、図１２に示す実施例におい
て、試料８とイメージセンサ３７との間にピンホール１
９を設けたとも考えられる。試料８の表面に焦点が合う
ようにレーザ光３１を照射し、ピンホール１９が焦点位
置になるように反射光をイメージセンサ３７に集光して
いるので、高解像度が実現される。また、ピンホール１
９により不要な散乱光を大幅に取り除けるから、コント
ラストの高い映像が得られる。
【００７６】図１４は、ラマン分光法を用いた本発明に
よる応力測定方法の一実施例の測定手順を示すフローチ
ャートである。図１５は、図１４の実施例における工程
１の試料形態の観察の詳細な手順を示すフローチャート
である。この手順は、紫外ラマン分光法でも通常ラマン
分光法でも、基本的には変わらないが、ここでは、紫外
ラマン分光法に関する図１の実施例について、図１４お
よび図１５を参照しながら説明する。なお、上記の「測
定箇所の可視化」は、工程１の手順に相当し、「測定位
置の特定化」は、工程２の手順に相当する。
【００７７】工程１においては、まず、紫外ミラー１４
と紫外ハーフミラー１５とを紫外対物レンズ７から紫外
イメージセンサ９への光路外に移動させておく。そこ
で、図１５に手順を示すように、微動ステージ１８に固
定された試料台上に試料８を載せる。この状態で、紫外
ＡＯ素子３，紫外ミラー４，紫外ガルバノミラー５，紫
外ハーフミラー６，紫外対物レンズ７を介して、第１紫
外レーザ光源１からのレーザ光２を試料８に照射する。
紫外対物レンズ７は、試料８からの反射光を紫外イメー
ジセンサ９上に結像させる。紫外イメージセンサ９から
の電気信号をコンピュータ１０に取り込み、画像処理装
置１１の例えばＣＲＴ上に試料８の形態を表示する。そ
こで、オペレータは、試料８の形態を観察する。工程２
においては、微動ステージ１８を駆動して、試料８の形
態の中から測定すべき個所を選択し、画像処理装置１１
のＣＲＴ上の十字型のマークと合わせ、測定位置を特定
化する。工程３においては、形態観察時に紫外対物レン
ズ７から紫外イメージセンサ９への光路外に移動させて
あった紫外ミラー１４および紫外ハーフミラー１５を前
記光路に戻して、紫外ミラー１４，紫外ハーフミラー１
５，対物レンズ７を介して、特定化された測定位置に第
２紫外レーザ光源１２からのレーザ光１３を照射する。
工程４においては、紫外対物レンズ７および紫外ハーフ
ミラー１５を介して、試料８からの紫外ラマン散乱光を
分光器１６に導入する。工程５においては、分光器１６
により分光されたラマンスペクトルの各成分を検出す
る。工程６においては、コンピュータ１０が、ラマンス
ペクトルのピーク値や散乱光強度に基づき、試料８にお
ける応力値および／または応力分布を算出し、画像処理
装置１１のＣＲＴ上に表示する。
【００７８】本発明の応力測定方法のこれらの工程にお
いては、従来の白色光に代えて、レーザ光または紫外レ
ーザ光を試料に照射し、その反射光を検出し、測定箇所
の可視化および特定化を行うので、サブマイクロメータ
ないしナノメータオーダーの領域の応力値を正確に検出
でき、従来困難であった極微小部の応力または応力分布
の測定が可能となる。
【００７９】なお、二つのレーザ光源を用いる上記各実
施例は、測定箇所の可視化および測定位置の特定化に紫
外レーザ光を用いた場合は、ラマン分光にも紫外レーザ
光を用いる例であり、測定箇所の可視化および測定位置
の特定化に通常レーザ光を用いた場合は、ラマン分光に
も通常レーザ光を用いる例であったが、測定箇所の可視
化および測定位置の特定化に紫外レーザ光を用いる場合
に、ラマン分光には通常レーザ光を用いても本発明が成
立ち、それとは逆に、測定箇所の可視化および測定位置
の特定化に通常レーザ光を用いる場合に、ラマン分光に
は紫外レーザ光を用いても本発明が成立つことは、上記
の説明から明らかであろう。したがって、煩雑さを避け
るために、ここではそのような変形例の構成および作用
の詳細な説明を省略する。
【００８０】
【発明の効果】本発明の応力測定方法によれば、白色光
に代えて、レーザ光または紫外レーザ光を試料に照射
し、その反射光を検出し、測定箇所の可視化および特定
化を実行するので、従来は困難であったサブマイクロメ
ータないしナノメータオーダーの極微小部の応力値また
は応力分布を正確に測定できる。
【００８１】また、本発明の応力測定装置によれば、レ
ーザ光または紫外レーザ光を発生するレーザ光源または
紫外レーザ光源と、レーザ光または紫外レーザ光を試料
上で走査するＡＯ素子または紫外ＡＯ素子とガルバノミ
ラーまたは紫外ガルバノミラーと、レーザ光または紫外
レーザ光および試料からの反射光を集光する対物レンズ
または紫外対物レンズと、前記反射光を受光して電気信
号を出力するイメージセンサまたは紫外イメージセンサ
とを設けてあるから、サブマイクロメータないしナノメ
ータオーダーの極微小部の応力値または応力分布を高精
度に測定可能である。
【００８２】さらに、真空中で応力を測定すると、紫外
レーザ光の強度の減衰を抑えることが可能となり、応力
をより高精度に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紫外ラマン分光法を用いた応力測
定装置の一実施例の基本的構成を示す系統図である。
【図２】紫外ラマン分光法を用いた本発明による応力測
定装置の他の実施例の構成を示す系統図である。
【図３】紫外ラマン分光法を用いた本発明による応力測
定装置の別の実施例の構成を示す系統図である。
【図４】紫外ラマン分光法を用いた本発明による応力測
定装置のさらに他の実施例の構成を示す系統図である。
【図５】図１の実施例の応力測定装置を装備した半導体
製造装置の一実施例の構成を示す系統図である。
【図６】図１の実施例のレーザ光源を一つにした応力測
定装置の実施例の構成を示す系統図である。
【図７】図２の実施例のレーザ光源を一つにした応力測
定装置の実施例の構成を示す系統図である。
【図８】図３の実施例のレーザ光源を一つにした応力測
定装置の実施例の構成を示す系統図である。
【図９】図４の実施例のレーザ光源を一つにした応力測
定装置の実施例の構成を示す系統図である。
【図１０】通常ラマン分光法すなわち可視光線領域での
ラマン分光法を用いた本発明による応力測定装置の一実
施例の基本的構成を示す系統図である。
【図１１】通常ラマン分光法を用いた本発明による応力
測定装置の他の実施例の構成を示す系統図である。
【図１２】通常ラマン分光法を用いた本発明による応力
測定装置の別の実施例の構成を示す系統図である。
【図１３】通常ラマン分光法を用いた本発明による応力
測定装置のさらに他の実施例の構成を示す系統図であ
る。
【図１４】ラマン分光法を用いた本発明による応力測定
方法の一実施例の測定手順を示すフローチャートであ
る。
【図１５】図１４の実施例における工程１の測定箇所の
可視化(試料形態の観察)の詳細な手順を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
１ 紫外レーザ光源 ２ 紫外レーザ光 ３ 紫外ＡＯ素子 ４ 紫外ミラー ５ 紫外ガルバノミラー ６ 紫外ハーフミラーまたはビームスプリッタ ７ 紫外対物レンズ ８ 試料 ９ 紫外イメージセンサ １０ コンピュータ １１ 画像処理装置 １２ 紫外レーザ光源 １３ 紫外レーザ光 １４ 紫外ミラー １５ 紫外ハーフミラー １６ 分光器 １７ 検出器 １８ 微動ステージ １９ ピンホール ２０ 真空室 ２１ 紫外窓 ２２ 紫外窓 ２３ 紫外窓 ２４ 紫外窓 ２５ ベルジャ ２６ 蒸発源 ２７ ヒータ ２８ ヒータ電源 ２９ バイアス電圧源 ３０ レーザ光源 ３１ レーザ光 ３２ ＡＯ素子 ３３ ミラー ３４ ガルバノミラー ３５ ハーフミラーまたはビームスプリッタ ３６ 対物レンズ ３７ イメージセンサ ３８ レーザ光源 ３９ レーザ光 ４０ ミラー ４１ ハーフミラー

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源か
    らのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物レ
    ンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前記
    分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光を
    検出する検出器とを用いてラマン分光法により前記試料
    における応力を測定する応力測定方法において、 前記ラマン分光法の実行に先立ち、前記可視レーザ光源
    からのレーザ光を前記試料に照射し、前記試料からの反
    射光をイメージセンサにより検出し、測定箇所の可視化
    および特定化を実行し、 前記ラマン分光法により前記測定箇所における応力値ま
    たは応力分布を測定することを特徴とする応力測定方
    法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の応力測定方法におい
    て、 前記反射光を前記イメージセンサに導く光学系として共
    焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方法。
  3. 【請求項３】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源か
    らのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物レ
    ンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前記
    分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光を
    検出する検出器とを用いてラマン分光法により前記試料
    における応力を測定する応力測定方法において、 前記ラマン分光法の実行に先立ち、第２可視レーザ光源
    からのレーザ光を前記試料に照射し、前記試料からの反
    射光をイメージセンサにより検出し、測定箇所の可視化
    および特定化を実行し、 前記ラマン分光法により前記測定箇所における応力値ま
    たは応力分布を測定することを特徴とする応力測定方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の応力測定方法におい
    て、 前記反射光を前記イメージセンサに導く光学系として共
    焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方法。
  5. 【請求項５】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源か
    らのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物レ
    ンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前記
    分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光を
    検出する検出器とを用いてラマン分光法により前記試料
    における応力を測定する応力測定方法において、 前記ラマン分光法の実行に先立ち、紫外レーザ光源から
    の紫外レーザ光を前記試料に照射し、前記試料からの反
    射光を紫外イメージセンサにより検出し、測定箇所の可
    視化および特定化を実行し、 前記ラマン分光法により前記測定箇所における応力値ま
    たは応力分布を測定することを特徴とする応力測定方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の応力測定方法におい
    て、 前記反射光を前記紫外イメージセンサに導く光学系とし
    て共焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の応力測定方法
    において、 前記応力測定を真空中で実行することを特徴とする応力
    測定方法。
  8. 【請求項８】 請求項５または６に記載の応力測定方法
    において、 前記応力測定を１０μＰａ〜５０ｋＰａの真空中で実行
    することを特徴とする応力測定方法。
  9. 【請求項９】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源か
    らの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する紫
    外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマン
    散乱光を前記分光器に導く紫外ハーフミラーと分光され
    た紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを用いて紫外ラ
    マン分光法により前記試料における応力を測定する応力
    測定方法において、 前記紫外ラマン分光法の実行に先立ち、可視レーザ光源
    からのレーザ光を前記試料に照射し、前記試料からの反
    射光をイメージセンサにより検出し、測定箇所の可視化
    および特定化を実行し、 前記紫外ラマン分光法により前記測定箇所における応力
    値または応力分布を測定することを特徴とする応力測定
    方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の応力測定方法におい
    て、 前記反射光を前記イメージセンサに導く光学系として共
    焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方法。
  11. 【請求項１１】 請求項９または１０に記載の応力測定
    方法において、 前記応力測定を真空中で実行することを特徴とする応力
    測定方法。
  12. 【請求項１２】 請求項９または１０に記載の応力測定
    方法において、 前記応力測定を１０μＰａ〜５０ｋＰａの真空中で実行
    することを特徴とする応力測定方法。
  13. 【請求項１３】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源
    からの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する
    紫外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマ
    ン散乱光を前記分光器に導く紫外ハーフミラーと分光さ
    れた紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを用いて紫外
    ラマン分光法により前記試料における応力を測定する応
    力測定方法において、 前記紫外ラマン分光法の実行に先立ち、前記紫外レーザ
    光源からの紫外レーザ光を前記試料に照射し、前記試料
    からの反射光を紫外イメージセンサにより検出し、測定
    箇所の可視化および特定化を実行し、 前記紫外ラマン分光法により前記測定箇所における応力
    値または応力分布を測定することを特徴とする応力測定
    方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の応力測定方法にお
    いて、 前記反射光を前記紫外イメージセンサに導く光学系とし
    て共焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方
    法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３または１４に記載の応力測
    定方法において、 前記応力測定を真空中で実行することを特徴とする応力
    測定方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１３または１４に記載の応力測
    定方法において、 前記応力測定を１０μＰａ〜５０ｋＰａの真空中で実行
    することを特徴とする応力測定方法。
  17. 【請求項１７】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源
    からの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する
    紫外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマ
    ン散乱光を前記分光器に導く紫外ハーフミラーと分光さ
    れた紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを用いて紫外
    ラマン分光法により前記試料における応力を測定する応
    力測定方法において、 前記紫外ラマン分光法の実行に先立ち、第２紫外レーザ
    光源からの紫外レーザ光を前記試料に照射し、前記試料
    からの反射光を紫外イメージセンサにより検出し、測定
    箇所の可視化および特定化を実行し、 前記紫外ラマン分光法により前記測定箇所における応力
    値または応力分布を測定することを特徴とする応力測定
    方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の応力測定方法にお
    いて、 前記反射光を前記紫外イメージセンサに導く光学系とし
    て共焦点型光学系を用いることを特徴とする応力測定方
    法。
  19. 【請求項１９】 請求項１７または１８に記載の応力測
    定方法において、 前記応力測定を真空中で実行することを特徴とする応力
    測定方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１７または１８に記載の応力測
    定方法において、 前記応力測定を１０μＰａ〜５０ｋＰａの真空中で実行
    することを特徴とする応力測定方法。
  21. 【請求項２１】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源
    からのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物
    レンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前
    記分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光
    を検出する検出器とを備え、ラマン分光法により前記試
    料における応力を測定する応力測定装置において、 前記可視レーザ光源と、当該可視レーザ光源からのレー
    ザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交す
    る副走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力する偏光
    手段と、偏光されたレーザ光を前記試料に照射し前記試
    料からの反射光を集光する前記対物レンズと、少なくと
    も前記主走査方向に規則的に配列された複数の受光素子
    を含み前記対物レンズにより集光された反射光を受光し
    電気信号に変換するイメージセンサとからなり、測定箇
    所を可視化し特定化する手段を設けたことを特徴とする
    応力測定装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記可視レーザ光源からの可視レーザ
    光を前記試料上で走査する acousto-optical ＡＯ素子
    とガルバノミラーとを含むことを特徴とする応力測定装
    置。
  23. 【請求項２３】 請求項２１または２２に記載の応力測
    定装置において、 前記イメージセンサに入射する光束の一部を受光して試
    料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたことを特
    徴とする応力測定装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２１ないし２３のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  25. 【請求項２５】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源
    からのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物
    レンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前
    記分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光
    を検出する検出器とを備え、ラマン分光法により前記試
    料における応力を測定する応力測定装置において、 第２可視レーザ光源と、当該第２可視レーザ光源からの
    レーザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直
    交する副走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力する
    偏光手段と、偏光されたレーザ光を前記試料に照射し前
    記試料からの反射光を集光する前記対物レンズと、少な
    くとも前記主走査方向に規則的に配列された複数の受光
    素子を含み前記対物レンズにより集光された反射光を受
    光し電気信号に変換するイメージセンサとからなり、測
    定箇所を可視化し特定化する手段を設けたことを特徴と
    する応力測定装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記第２可視レーザ光源からの可視レ
    ーザ光を前記試料上で走査するＡＯ素子とガルバノミラ
    ーとを含むことを特徴とする応力測定装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２５または２６に記載の応力測
    定装置において、 前記イメージセンサに入射する光束の一部を受光して試
    料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたことを特
    徴とする応力測定装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２５ないし２７のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  29. 【請求項２９】 可視レーザ光源と当該可視レーザ光源
    からのレーザ光を試料表面にスポット状に照射する対物
    レンズと分光器と前記試料表面からのラマン散乱光を前
    記分光器に導くハーフミラーと分光されたラマン散乱光
    を検出する検出器とを備え、ラマン分光法により前記試
    料における応力を測定する応力測定装置において、 紫外レーザ光源、当該紫外レーザ光源からの紫外レーザ
    光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交する
    副走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力する偏光手
    段と、偏光された紫外レーザ光を前記試料に照射し前記
    試料からの反射光を集光する前記対物レンズと、少なく
    とも前記主走査方向に規則的に配列された複数の受光素
    子を含み前記対物レンズにより集光された反射光を受光
    し電気信号に変換する紫外イメージセンサとからなり、
    測定箇所を可視化し特定化する手段を設けたことを特徴
    とする応力測定装置。
  30. 【請求項３０】 請求項２９に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記紫外レーザ光源からの紫外レーザ
    光を前記試料上で走査する紫外ＡＯ素子と紫外ガルバノ
    ミラーとを含むことを特徴とする応力測定装置。
  31. 【請求項３１】 請求項２９または３０に記載の応力測
    定装置において、 前記紫外イメージセンサに入射する光束の一部を受光し
    て試料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたこと
    を特徴とする応力測定装置。
  32. 【請求項３２】 請求項２９ないし３１のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  33. 【請求項３３】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源
    からの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する
    紫外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマ
    ン散乱光を前記分光器に導くハーフミラーと分光された
    紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを備え、紫外ラマ
    ン分光法により前記試料における応力を測定する応力測
    定装置において、 可視レーザ光源と、当該可視レーザ光源からのレーザ光
    を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交する副
    走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力する偏光手段
    と、偏光されたレーザ光を前記試料に照射し前記試料か
    らの反射光を集光する前記対物レンズと、少なくとも前
    記主走査方向に規則的に配列された複数の受光素子を含
    み前記対物レンズにより集光された反射光を受光し電気
    信号に変換するイメージセンサとからなり、測定箇所を
    可視化し特定化する手段を設けたことを特徴とする応力
    測定装置。
  34. 【請求項３４】 請求項３３に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記可視レーザ光源からの可視レーザ
    光を前記試料上で走査するＡＯ素子とガルバノミラーと
    を含むことを特徴とする応力測定装置。
  35. 【請求項３５】 請求項３３または３４に記載の応力測
    定装置において、 前記イメージセンサに入射する光束の一部を受光して試
    料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたことを特
    徴とする応力測定装置。
  36. 【請求項３６】 請求項３３ないし３５のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  37. 【請求項３７】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源
    からの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する
    紫外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマ
    ン散乱光を前記分光器に導く紫外ハーフミラーと分光さ
    れた紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを備え、紫外
    ラマン分光法により前記試料における応力を測定する応
    力測定装置において、 前記紫外レーザ光源と、当該紫外レーザ光源からのレー
    ザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれと直交す
    る副走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力する偏光
    手段と、偏光された紫外レーザ光を前記試料に照射し前
    記試料からの反射光を集光する前記紫外対物レンズと、
    少なくとも前記主走査方向に規則的に配列された複数の
    受光素子を含み前記紫外対物レンズにより集光された反
    射光を受光し電気信号に変換する紫外イメージセンサと
    からなり、測定箇所を可視化し特定化する手段を設けた
    ことを特徴とする応力測定装置。
  38. 【請求項３８】 請求項３７に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記紫外レーザ光源からの紫外レーザ
    光を前記試料上で走査する紫外ＡＯ素子と紫外ガルバノ
    ミラーとを含むことを特徴とする応力測定装置。
  39. 【請求項３９】 請求項３７または３８に記載の応力測
    定装置において、 前記紫外イメージセンサに入射する光束の一部を受光し
    て試料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたこと
    を特徴とする応力測定装置。
  40. 【請求項４０】 請求項３７ないし３９のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  41. 【請求項４１】 紫外レーザ光源と当該紫外レーザ光源
    からの紫外レーザ光を試料表面にスポット状に照射する
    紫外対物レンズと分光器と前記試料表面からの紫外ラマ
    ン散乱光を前記分光器に導く紫外ハーフミラーと分光さ
    れた紫外ラマン散乱光を検出する検出器とを備え、紫外
    ラマン分光法により前記試料における応力を測定する応
    力測定装置において、 第２紫外レーザ光源と、当該第２紫外レーザ光源からの
    紫外レーザ光を所定走査周波数で主走査方向およびこれ
    と直交する副走査方向に偏光させ前記試料に向けて出力
    する偏光手段と、偏光された紫外レーザ光を前記試料に
    照射し前記試料からの反射光を集光する前記紫外対物レ
    ンズと、少なくとも前記主走査方向に規則的に配列され
    た複数の受光素子を含み前記紫外対物レンズにより集光
    された反射光を受光し電気信号に変換する紫外イメージ
    センサとからなり、測定箇所を可視化し特定化する手段
    を設けたことを特徴とする応力測定装置。
  42. 【請求項４２】 請求項４１に記載の応力測定装置にお
    いて、 前記偏光手段が、前記第２紫外レーザ光源からの紫外レ
    ーザ光を前記試料上で走査する紫外ＡＯ素子と紫外ガル
    バノミラーとを含むことを特徴とする応力測定装置。
  43. 【請求項４３】 請求項４１または４２に記載の応力測
    定装置において、 前記紫外イメージセンサに入射する光束の一部を受光し
    て試料の焦点情報を検出する合焦検出手段を備えたこと
    を特徴とする応力測定装置。
  44. 【請求項４４】 請求項４１ないし４３のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 前記試料を少なくとも前記主走査方向と直交する方向に
    駆動する試料駆動手段を備えたことを特徴とする応力測
    定装置。
  45. 【請求項４５】 請求項２９ないし４４のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 少なくとも紫外レーザ光の光路を真空にする手段を備え
    たことを特徴とする応力測定装置。
  46. 【請求項４６】 請求項２９ないし４４のいずれか一項
    に記載の応力測定装置において、 少なくとも紫外レーザ光の光路を１０μＰａ〜５０ｋＰ
    ａの真空にする手段を備えたことを特徴とする応力測定
    装置。
  47. 【請求項４７】 請求項１から２０に記載のいずれかの
    応力測定方法を半導体における応力測定に用いることを
    特徴とする半導体製造方法。
  48. 【請求項４８】 請求項２１から４６に記載のいずれか
    の応力測定装置を半導体における応力測定のために備え
    ることを特徴とする半導体製造装置。
  49. 【請求項４９】 請求項４７に記載の半導体製造方法を
    用いることを特徴とする半導体製造プロセス。
  50. 【請求項５０】 請求項４８に記載の半導体製造装置を
    用いることを特徴とする半導体製造プロセス。
  51. 【請求項５１】 請求項４９に記載の半導体製造プロセ
    スを用いて製造した半導体。
  52. 【請求項５２】 請求項５０に記載の半導体製造プロセ
    スを用いて製造した半導体。
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