JP2007093344A - 応力測定方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結晶材料の評価領域に収束電子線を入射し、結晶材料を透過した収束電子線により形成されるHOLZ図形を取得し(ステップS11〜S13)、取得したHOLZ図形からHOLZ線の分裂幅を測量し(ステップS14)、HOLZ線の分裂幅に基づき、結晶材料の評価領域の応力を評価する(ステップS15)。
【選択図】図6
Description
本発明の第1実施形態による応力測定方法及び装置について図1乃至図11を用いて説明する。
本発明の第2実施形態による応力測定方法及び装置について図12及び図13を用いて説明する。なお、図1乃至図11に示す第1実施形態による応力測定方法及び装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
試料の厚さが600nmであり、厚さ方向のスライス数が11スライスである場合、スライス間のピッチpは、600/11=54.5nmとなる。したがって、単位胞のX方向の位置ずれ量ΔXは、
ΔX= tan(1.53[mrad])×54.5
= 8.338×10−2[nm]
と求めることができる。評価試料が例えばSiの場合、Siの格子定数は0.54307nmであるから、結晶材料の単位胞あたりのX方向への圧縮量は、
8.338×10−2×0.54307/54.5=8.308×10−4[nm]
となる。したがって、X方向の垂直歪み量εxxは、
εxx= 8.308×10−4/0.54307
=1.529×10−3[%]
と求めることができる。
本発明の第3実施形態による応力測定方法及び装置について図14乃至図20を用いて説明する。なお、図1乃至図13に示す第1及び第2実施形態による応力測定方法及び装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
応力の向きは、試料の厚さから判定することができる。試料の厚さは、評価領域に引張り応力が加われば増加し、圧縮応力が加われば減少する。また、厚さの変化量は、ストレッサとの界面に近いほどに大きくなる。したがって、評価領域における試料の厚さと、ストレッサからの影響が小さい基準領域における試料の厚さとを比較することにより、評価領域に加わる応力の向きを判定することができる。試料の厚さは、収束電子回折図形から判別することができる。
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
取得した前記HOLZ図形からHOLZ線の分裂幅を測量し、
前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記結晶材料の前記評価領域の応力を評価する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記評価領域における前記結晶材料の局所的な格子歪み量を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。
湾曲した結晶格子のモデルを用いて電子回折計算を行うことにより、前記HOLZ線の分裂幅から前記結晶材料の局所的な格子歪み量を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記格子歪み量に基づき、前記結晶材料の前記評価領域に加わる局所的な応力値を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記HOLZ線の前記分裂幅から前記評価領域における前記結晶材料の格子湾曲量を算出し、
前記格子湾曲量と前記評価領域の前記応力源からの距離との関係に基づき、前記応力源の前記応力値を算出する
(付記6) 付記5記載の応力測定方法において、
2種類の結晶材料が接してなる結晶格子に局所的な応力を印加して湾曲させるモデルを用いて有限要素計算を行い、前記結晶格子に印加する前記応力と前記結晶格子の格子湾曲量との関係を取得し、
前記HOLZ線の分裂幅から算出した前記格子湾曲量と前記評価領域の前記応力源からの距離との前記関係を、前記モデルから算出した前記応力と前記結晶格子の格子湾曲量との前記関係と比較することにより、前記応力源の前記応力値を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記HOLZ線の分裂方向に基づき、前記評価領域において前記応力が伝搬する方向を判定する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記評価領域における前記結晶材料の厚さを、基準領域における前記結晶材料の厚さと比較することにより、前記応力の向きを判定する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記結晶材料の厚さは、前記結晶材料の晶帯軸方向から前記収束電子線を入射したときに得られる収束電子回折像により判定する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記結晶材料に入射する前記収束電子線を走査し、前記収束電子線の走査領域における前記応力の分布を測定する
ことを特徴とする応力測定方法。
前記電子顕微鏡により取得した前記HOLZ図形からHOLZ線の分裂幅を測量し、前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記結晶材料の前記評価領域の応力を評価する処理装置と
を有することを特徴とする応力測定装置。
前記HOLZ線の前記分裂幅と前記結晶材料の格子湾曲量との関係を記述する第1のデータベースを更に有し、
前記処理装置は、測量した前記HOLZ線の分裂幅を前記第1のデータベースと比較することにより前記評価領域における前記結晶材料の前記格子湾曲量を算出し、前記格子湾曲量から前記評価領域における前記結晶材料の局所的な格子歪み量を算出する
ことを特徴とする応力測定装置。
前記HOLZ線の前記分裂幅と前記結晶材料の格子湾曲量との関係を記述する第1のデータベースと、
前記結晶格子に前記応力を印加する応力源からの距離と前記結晶材料の格子湾曲量との関係を記述する第2のデータベースとを更に有し、
前記処理装置は、測量した前記HOLZ線の分裂幅を前記第1のデータベースと比較することにより前記評価領域における前記結晶材料の前記格子湾曲量を算出し、算出した前記格子湾曲量と前記評価領域の前記応力源からの距離との関係を前記第2のデータベースと比較することにより、前記応力源の応力値を算出する
ことを特徴とする応力測定装置。
12…走査レンズ系制御装置
14…透過レンズ系制御装置
16…試料制御装置
18…画像取り込み装置
20…走査レンズ系制御用入力装置
22…透過レンズ系制御用入力装置
24…処理装置
26…入力装置
28…外部記憶装置
30…表示装置30
40…シリコン基板
42…素子分離膜
44…ゲート電極
46…ソース/ドレイン領域
48…コバルトシリサイド膜
50…層間絶縁膜
52…コンタクトプラグ
Claims (10)
- 結晶材料の評価領域に収束電子線を入射し、前記結晶材料を透過した前記収束電子線により形成されるHOLZ図形を取得し、
取得した前記HOLZ図形からHOLZ線の分裂幅を測量し、
前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記結晶材料の前記評価領域の応力を評価する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項1記載の応力測定方法において、
前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記評価領域における前記結晶材料の局所的な格子歪み量を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項2記載の応力測定方法において、
湾曲した結晶格子のモデルを用いて電子回折計算を行うことにより、前記HOLZ線の分裂幅から前記結晶材料の局所的な格子歪み量を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項2又は3記載の応力測定方法において、
前記格子歪み量に基づき、前記結晶材料の前記評価領域に加わる局所的な応力値を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の応力測定方法において、
前記HOLZ線の前記分裂幅から前記評価領域における前記結晶材料の格子湾曲量を算出し、
前記格子湾曲量と前記評価領域の前記応力源からの距離との関係に基づき、前記応力源の前記応力値を算出する - 請求項5記載の応力測定方法において、
2種類の結晶材料が接してなる結晶格子に局所的な応力を印加して湾曲させるモデルを用いて有限要素計算を行い、前記結晶格子に印加する前記応力と前記結晶格子の格子湾曲量との関係を取得し、
前記HOLZ線の分裂幅から算出した前記格子湾曲量と前記評価領域の前記応力源からの距離との前記関係を、前記モデルから算出した前記応力と前記結晶格子の格子湾曲量との前記関係と比較することにより、前記応力源の前記応力値を算出する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の応力測定方法において、
前記HOLZ線の分裂方向に基づき、前記評価領域において前記応力が伝搬する方向を判定する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の応力測定方法において、
前記評価領域における前記結晶材料の厚さを、基準領域における前記結晶材料の厚さと比較することにより、前記応力の向きを判定する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の応力測定方法において、
前記結晶材料に入射する前記収束電子線を走査し、前記収束電子線の走査領域における前記応力の分布を測定する
ことを特徴とする応力測定方法。 - 結晶材料の評価領域に収束電子線を入射し、前記結晶材料を透過した前記収束電子線により形成されるHOLZ図形を取得する電子顕微鏡と、
前記電子顕微鏡により取得した前記HOLZ図形からHOLZ線の分裂幅を測量し、前記HOLZ線の前記分裂幅に基づき、前記結晶材料の前記評価領域の応力を評価する処理装置と
を有することを特徴とする応力測定装置。
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