JPH0318733A

JPH0318733A - 応力モニタリング方法及び装置

Info

Publication number: JPH0318733A
Application number: JP15239089A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sakata; 坂田　寛
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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モニタリング方法及び装置に係り
、特に、ＬＳＩ素子等の微小部の応カをその場観察でモ
ニターして異常を検出する場合に好適な応力モニタリン
グ方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ラマン分光法による応力測定方法及び装置につい
ては、アブライド　フイジックス　レターズ、第４０巻
，第１０号（１　９　８　２年）第８９５頁から第８９
８頁（＾ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．ＶｏＬ．　４　
０　，Ｎα１０　（１９８２），ｐｐ８９５−８９８）
及び日経マイクロデバイス，１９８７年１２月号，第１
７３頁〜１７８頁において論じられている。また、Ｘ線
回折法による応力測定法及び装置については、Ｘ線応力
測定法、養賢堂（１９６６）において論じられている。

また、光弾性法及び光弾性皮膜法による応力測定法及び
装置については、光弾性実験法、日刊工業新聞社（１　
９　７　７）において論じられている。

これらの従来技術では、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可視光線を照射すると、その試料
の分子振動に起因して入射光が振動数変化し、入射光と
振動数が異なるラマン敗乱光が発生する。その振動数変
化に対する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
振動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
ルがピークを示す振動数位置がシフトし、このシフト量
を検出することにより応力の定量的評価ができる。

被測定試料にＸ線を照射すると、試料によって回折され
た回折線が発生する。回折角に対する回折線強度を測定
したものを回折スペクトルといい、この回折スペクトル
がピークを示す回折角位置から定性分析ができ、また、
回折線強度から定量分析ができる。応力が負荷されると
回折スペクトルがピークを示す回折角位置がシフトし、
このシフト量を検出することにより、格子間隔の変化量
、すなわち、歪量を求め、歪量から応力の定゛量的評価
ができる。

光弾性法では、エポキシ樹脂などが応力負荷状態で複屈
折現象を生じることを利用し，これに偏光を入射して得
られる干渉縞から応力を測定する（光弾性装置として市
販されている）。つまり，得られる干渉縞次数は負荷応
力に対応しており、縞次数を数えることにより応力値を
求めることができる。

光弾性皮膜法では、被測定物体の表面に光弾性材料の皮
膜を接着して偏光を入射し、反射光を解折して得られる
干渉縞次数が下地表面の主ひずみ差に比例することから
，下地表面のひずみ及び応力を求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の応力モニタリング方法及び装置は、求めた
応力値がある応力値を越えた場合自動報知する点につい
ては配慮がされておらず、求めた応力値をある応力値と
その都度比較し判定する作業を行わねばならない欠点が
あった。

本発明の目的は，微小部の応力をモニターして、求めた
応力値がある応力値すなわち所定の基準値を越えた場合
自動報知することが出来る応力モニタリング方法及び装
置を提供することにある。

また、上記の従来の応力モニタリング方法及び装置は、
製造プロセス又は製造装置等内でその場ＷＡ’Ｍ　（ｉ
ｎ−ｓｉｔｕ）で行う点については配慮がなされておら
ず、該製造プロセス又は該製造終了後でないと、該製造
物質の残留応力や欠陥の有無等の健全性の評価を行うこ
とが出来ず、生産効率が悪く、また、歩留まりも悪くむ
る欠点があった。

本発明の目的は，その場！ｌｔ察（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で
微小部の応力をモニターして異常をいち早く検出して、
製造プロセスや製造装置にフィードバックをかけること
が出来る応力モニタリング方法及び装置を提供すること
にある。

また、従来の半導体製造方法又は製造プロセス又は製造
装置は、該製造プロセス又は該製造装置内で応力モニタ
リングをその場観察で行う点について配慮がなされてお
らず、該製造終了後でないと，該製造物質の残留応力や
欠陥の有無等の健全性の評価を行うことが出来ず、生産
効率が悪く、また、歩留まりも悪くなる欠点があった。

本発明の目的は，その場観察で微小部の応力をモニター
して異常をいち早く検出して、稼動条件等にフィードバ
ックをかけることが出来る半導体製造方法又は製造プロ
セス又は製造装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、応力モニタリング方法において、求めた応
力値がある応力値を越えた時警報を発することにより、
又は、求めた応力値を所定の基準値のある応力値と比較
して、その裕度を段階的に表示することにより、達或さ
れる。

また、上記他の目的は、製造プロセス又は製造装置内で
その場８ｍで行うことにより、達成される。

また、上記他の目的は、製造プロセス又は製造装置等に
用いる応力モニタリング方法において、求めた応力値が
ある応力値（所定の基準値）を越えた時、被測定物質を
取り除くことにより、又は，該製造プロセス又は該製造
装置等を停止することにより、又は、該製造プロセス又
は該製造装置の稼動条件等にフィードバックをかけるこ
とにより、達或される。

さらに、上記他の目的は、半導体製造方法において，こ
れらの中のいずれかの応力モニタリング方法を用いるこ
とにより、達或される。

上記目的は、応力モニタリング装置において，応力測定
装置と警報器とを設けたことにより、又は、応力測定装
置と画像表示装置とを設けたことにより、達成される。

また，上記他の目的は、製造プロセス又は製造装置等に
用いる応力モニタリング装置において、応力測定装置と
物質除去装置と更に必要に応じデータベースとを設けた
ことにより、又は、応力測定装置と該製造プロセス又は
該製造装置等の停止装置とを設けたことにより，又は、
応力測定装置と該製造プロセス又は該製造装置の稼動条
件等の制御装置とを設けたことにより、達成される。

さらに、上記他の目的は、半導体プロセス又は半導体製
造装置において、これらの中のいずれかの応力モニタリ
ング装置を用いたことにより、達威される。

〔作用〕

上記のように、求めた応力値が所定の基準値のある応力
値を越えた時警報を発することにより、又は、求めた応
力値を所定の基準値のある応力値と比較して、その裕度
を段階的に表示することにより、従来困難であった、そ
の場観察で微小部の応力をモニターして異常を検出して
自動報知することが出来る。

また、上記のように、製造プロセス又は製造装置内でそ
の場１ｍで行うことにより、従来困難であった、該製造
物質の残留応力や欠陥の有無等の健全性の評価をその場
観察で行うことが出来る。

また、上記のように、求めた応力値が所定の基準値のあ
る応力値を越えた時、被測定物質を取り除くことにより
、又は，該製造プロセス又は該製造装置等を停止するこ
とにより、又は、該製造プロセス又は該製造装置の稼動
条件等にフイードバツクをかけることにより、生産効率
、歩留まりを向上させることが出来る。

また、上記のように，これらの中のいずれかの応力モニ
タリング方法を用いることにより、生産効率の高い半導
体製造を行うことが出来る。

また、上記のように、応力測定装置と警報器とを設けた
ことにより、又は，応力測定装置と画像表示装置とを設
けたことにより、従来困難であった、その場ｗ４察で微
小部の応力をモニターして異常を検出して自動報知する
ことが出来る。

また、上記のように、応力ｉ１＋１１定装置と物質除去
装置と必要に応じデータベースを設けたことにより、又
は、応力測定装置と該製造プロセス又は該製造装置等の
停止装置とを設けたことにより，又は、応力測定装置と
該製造プロセス又は該製造装置の稼動条件等の制御装置
とを設けたことにより，生産効率、歩留まりを向上させ
ることが出来る。

また、上記のように、これらの中のいずれかの応力モニ
タリング装置を用いたことにより、生産効率の高い半導
体製造を行うことが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示す実施例は、本発明の赳本的態様であり，ア
ルゴンイオンレーザー等のレーザー光源１から発振され
たレーザー光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
散乱光は対物レンズ３を通り、ハーフミラー５により公
知の分光計６に導かれ検出器７で検出される。得られた
ラマンスペクトルはコンピュータ８に読み込まれる。試
料４は、ステージ９上に置かれている。コンピュータ８
によりラマンスペクトルがピークを示す振動数位置のシ
フト量から試料４のレーザー照射点の応力値を求める。

このコンピュータ８には、転位やき裂等の欠陥が発生す
る限界応力値等の所定の基準値をインプットしておき，
前記の測定した応力値がこの基準値を越えた時、警報器
１０により警報を発するものである。

本実施例における警報器１０の代わりに、画像表示装置
を設けて、測定した応力値をコンピュータ８にて上記の
基準値と比較して、その裕度を段階的に該画像表示装置
に表示することも可能である。また，その裕度を段階的
に該画像表示装置に色別表示することも可能である。ま
た，警報器１０の代わりに、ランプを設けて、該ランプ
を点燈させることも可能である。

第２図に示す実施例は，第１図の実施例の応用例で、第
ｌ図の実施例のステージ９をコンピュータ８により駆動
する微動ステージ１１にして、このステージ１１を移動
させることで、レーザー光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１１に
設けた位置センサ（図示せず）からの位置情報をコンピ
ュータ８に読み込ませ，コンピュータ８により各走査点
での応力値を求め、この応力値が上記の基準値を越えた
時、警報器１０により警報を発するものである。かかる
構造のものは、警報をカウントすることにより、試料４
における異常箇所の数を把握することが出来る。また、
位置情報と組み合わせることにより、異常箇所を容易に
把握することが出来る。

本実施例における警報器１０の代わりに、画像表示装置
を設けて、測定した各々の応力値をコンピュータ８にて
上記の基準値と比較して、その裕度を段階的に該画像表
示装置に表示することも可能である。また、その裕度を
段階的に該画像表示装置に色別表示することも可能であ
る。また、警報器１０の代わりに、ランプを設けて、該
ランプを点燈させることも可能である。

第３図に示す実施例は、他の発明の基本的態様で、Ｘ線
源１２から出たＸ線１３は試料４に照射され、該試料４
によって回折された回折線１４は公知の計数管１５に導
かれる。該計数管↓５で得られた回折スペクトルはコン
ピュータ８に読み込まれる。試料４はステージ９上に置
かれている。

コンピュータ８により回折スペクトルから試料４のＸ線
照射点の応力値を求める。このコンピュータ８には、転
位やき裂等の欠陥が発生する限界応力等の所定の基準値
をインプットしておき、前記の測定した応力値がこの基
準値を越えた時，ｇ報器１０により警報を発するもので
ある。

本実施例における警報器１０の代わりに、画像表示装置
を設けて、測定した応力値をコンピュータ８にて上記の
基準値と比較して、その裕度を段階的に該画像表示装置
に表示することも可能である。また、その裕度を段階的
に該画像表示＠置に色別表示することも可能である。ま
た、警報器１０の代わりに、ランプを設けて，該ランプ
を点燈させることも可能である。

第４図に示す実施例は、第３図の実施例の応用例で，第
３図の実施例のステージ９をコンピュータ８により駆動
する微動ステージ１ｌにして、このステージ１１を移動
させることで、Ｘ線１３を試料４上で走査し，各走査位
置における回折スペクトルと微動ステージ１１に設けた
位置センサ（図示せず）からの位置情報をコンピュータ
８に読み込ませ、コンピュータ８により各走査点での応
力値を求め、この応力値が上記の基準値を越えた時、警
報器１０により警報を発するものである．かかる構造の
ものは、警報をカウントすることにより，試料４におけ
る異常箇所を数を把握することが出来る。また、位置情
報を組み合わせることにより，異常箇所を容易に把握す
ることが出来る。

本実施例における警報器１０の代わりに、画像表示装置
を設けて，測定した各々の応力値をコンピュータ８にて
上記の基準値と比較して，その裕度を段階的に該画像表
示装置に表示することも可能である。また、その裕度を
段階的に該画像表示装置に色別表示することも可能であ
る。また，警報器１０の代わりに、ランプを設けて、該
ランプを点燈させることも可能である。

第５図に示す実施例は、他の発明の基本的態様で、ヘリ
ウム・ネオンレーザー等のレーザー光源１から発振され
たレーザー光２を偏光子１６により直線偏光に変換し、
ステージ９上に置かれた透光性の試料４に入射させる。

該試料４を通過した光を、１／４波長板１７で楕円偏光
に変換し、直線偏光板で構成される検光子１８に入射さ
せ，光検出器１９で検波，増幅して、Ａ／Ｄ変換器２０
によりデイジタル量に変換してコンピュータ８に読み込
む。この検出光強度の変化を検光子ｌ８の回転角として
測定することにより、試料４のレーザー照射点の応力値
を求める。コンピュータ８には、転位やき裂等の欠陥が
発生する限界応力値等の所定の基準値をインプットして
おき、前記の測定した応力値がこの基準値を越えた時、
警報器１０により警報を発するものである。本実施例に
おいて、検光子１８を回転させる代わりに、試料４を回
転させても良い。また、レーザー光源１の代わりに、タ
ングステンランプの白色光を分光器に入射させて得られ
た単色光などでも良い。

本実施例における警報器１０の代わりに、画像表示装置
を設けて，測定した応力値をコンピュータ８にて上記の
基準値と比較して、その裕度を段階的に該画像表示装置
を表示することも可能である。また、その裕度を段階的
に該画像表示装置に色別表示することも可能である６ま
た、警報器１０の代わりに、ランプを設けて、該ランプ
を点燈させることも可能である。

第６図に示す実施例は、第５図の実施例の応用例で，第
５図の実施例のステージ９をコンピュータ８により駆動
する微動ステージ１１にして、このステージ１１を移動
させることで、レーザー光２を試料４上で走査し，微動
ステージ１１に設けた位置センサ（図示せず）からの位
置情報をコンピュータ８に読み込ませ、コンピュータ８
により各走査点での応力値を求め，この応力値が上記の
基準値を越えた時、警報器１０により警報を発するもの
である。かかる構造のものは，警報をカウントすること
により，試料４における異常箇所の数を把握することが
出来る。また、位置情報と組み合わせることにより，異
り箇所を容易に把握することが出来る。

本実施例における警報器１０の代わりに，画像表示装置
を設けて、測定した各々の応力値をコンピュータ８にて
上記の基準値と比較して、その裕度を段階的に該画像表
示装置に表示することも可能である。また、その裕度を
段階的に該画像表示装置に色別表示することも可能であ
る。また、警報器１０の代わりに、ランプを設けて，該
ランプを点燈させることも可能である。

第７図に示す実施例は、他の発明の基本的態様であり，
ラマン分光法により応力値を求める応力測定装置と物質
除去装置とから或る応力モニタリング装置である。第７
図において、アルゴンイオンレーザー等のレーザー光源
１から発振されたレーザー光２は対物レンズ３により絞
られ、製造装置２１に設けた窓２２を通過して試料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
ン散乱光は窓２２および対物レンズ３を通り，ハーフミ
ラー５により公知の分光計６に導かれ検出器７で検出さ
れる。得られたラマンスペクトルはコンピュータ８に読
み込まれる。試料４は、ステード９上に置かれている。

コンピュータ８によりラマンスペクトルがピークを示す
振動数位置のシフト量から試料４のレーザー照射点の応
力値を求める。このコンピュータ８には、転位やき裂等
の欠陥が発生する限界応力値等の所定の基準値をインプ
ットしておき、前記の測定した応力値がこの基準値を越
えた時、物質除去装置２３によりステージ９上から試料
４を取り除くものである。該物質除去装置２３は，モー
ターと該モーターの回転運動を往復運動に変えるラック
及びピニオンギャ等の機構と該機構に連結した押し板（
移動板）とから構或される。コンピュータ８からの信号
によリモータが駆動され、試料４に接触している上記押
し板（移動板）がステージ９上を所定の距離だけ移動し
、試料４をステージ９上から取り除いた後、押し板（移
動板）の元の位置に戻るようになっている。この物質除
去装置２３は、電磁石を用いて、その吸引力又は反撥力
を利用して試料４を取り除くもの、又は，形状記憶合金
を用いたアーム機構を利用して試料４を取り除くもの等
であっても良い。

本実施例において、警報器を設けて、前記の測定した応
力値が所定の基準値を越えた時、警報を発するようにす
ることも可能である。かかる構造のものは、警報をカウ
ントすることにより、歩留まりの割合をその場観察で求
めることが出来る。

また、第７図の実施例のステージ９をコンピュータ８に
より駆動する微動ステージにして，このステージを移動
させることで、レーザー光２を試科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に設け
た位置センサからの位置情報をコンピュータ８に読み込
ませ、コンピュータ８により各走査点での応力値を求め
、この応力値の少むくとも１つが上記の基準値を越えた
時、物質除去装置２３により微動ステージ上から試料４
を取り除くことも可能である。かかる構造のものは，位
置情報と組み合わせることにより、異常箇所を容易に把
握することが出来る。

第８図に示す実施例は、第７図の実施例の応用例であり
，アルゴンイオンレーザー等のレーザー光源１から発振
されたレーザー光はレーザー光用光ファイバー２４を通
り製造装Ｐ｛２１内に導かれ、レーザー集光レンズ２５
により試料４の測定部にレーザー光２を照射する。試料
４の分子振動に起因して発生したラマン散乱光２６はラ
マン集究レンズ２８により集光され、ラマン光用光ファ
イバ−２９を経て公知の分光計６に導かれ検出器７で検
出される．得られたうマンスペクトルはコンピュータ８
に読み込まれる。試料４は，ステージ９上に置かれてい
る。コンピュータ８によりラマンスペクトルがピークを
示す振動数位置のシフト量から試料４のレーザー照射点
の応力値を求める。

このコンピュータ８には、転位やき裂等の欠陥が発生す
る限界応力等の所定の基準値をインプットしておき、前
記の測定した応力値がこの基準値を越えた時、物質除去
装置２３によりステージ９上から試料４を取り除くもの
である。該物質除去装置２３は、モーターと該モーター
の回転運動を往復運動に変えるラック及びピニオンギャ
等の機構と該機構に連結した押し板（移動板）とからＭ
！ｔ威される．コンピュータ８からの信号によりモータ
が駆動され、試料４に接触している上記押し板（移動板
）がステージ９上に所定の距離だけ移動し、試料４をス
テージ９上から取り除いた後、押し板（移動板）が元の
位置に戻るようになっている。この物質除去装置２３は
，電磁石を用いて、その吸引力又は反撥力を利用して試
料４を取り除くもの，又は、形状記憶合金を用いたアー
ム機構を利用して試料４を取り除くもの等であっても良
い。

本実施例において、警報器を設けて、前記の測定した応
力値が所定の基準値を越えた時，警報を発するようレニ
することも可能である。かかる構造のものは、警報をカ
ウントすることにより，歩留まりの割合をその場Ｒ察で
求めることが出来る。

また、第７図の実施例のステージ９をコンピュータ８に
より駆動する微動ステージにして，このステージを移動
させることで、レーザー光２を試料４上で走査し、各走
査位置におけるラマンスベクトルと微動ステージに設け
た位置センサからの位置情報をコンピュータ８に読み込
ませ、コンピュータ８により各走査点での応力値を求め
、この応力値の少なくともｌつが上記の基準値を越えた
時、物質除去装置２３により微動ステージ上から試料４
を取り除くことも可能である。かかる構造のものは、位
置情報と組み合わせることにより、異常箇所を容易に把
握することが出来る。

また，本実施例において、レーザー光用光ファイバー２
４及びラマン光用光ファイバー２９の耐熱温度より製造
装置２１内の温度が高い場合は、各々の光ファイバーに
水冷ジャケット等を設けて冷却することも可能である。

第９図に示す実施例は、他の発明の基性的態様であり、
Ｘ線回折法により応力値を求める応力測定装置と物質除
去装置とから成る応力モニタリング装置である。第９図
において，Ｘ線源１２から出たＸ線ｌ３はＸ線導管３０
レこより製造装置２１内に導かれ試料４に照射される。

該試料４によって回折された回折線工４は公知の計数管
１５に導かれる．該計数管１５で得られた回折スペクト
ルはコンピュータ８に読み込まれる。試料４はステージ
９上に置かれている。コンピュータ８により回折スペク
トルから試料４のＸ線照射点の応力値を求める。このコ
ンピュータ８には、転位やき裂等の欠陥が発生する限界
応力等の所定の基準値をインプットしておき′，前記の
測定した応力値がこの基準値を越えた時、物質除去装置
２３によりステージ９上から試料４を取り除くものであ
る。該物質除去装置２３は、モーターと該モーターの回
転運動を往復運動に変えるラック及びピニオンギャ等の
機構と該機構に連結した押し板（移動板）とから構或さ
れる。コンピュータ８からの信号によりモーターが駆動
され、試料４に接触している上記押し板（移動板）がス
テージ９上を所定の距離だけ移動し、試料４をステージ
９上から取り除いた後，押し板（移動板）が元の位置に
戻るようになっている。この物質除去装置２３は、電磁
石を用いて，その吸引力又は反撥力を利用して試料４を
取り除くもの、又は、形状記憶合金を用いたアーム機構
を利用して試料４を取り除くもの等であっても良い。

本実施例において、警報器を設けて、前記の測定した応
力値が所定の基準値を越えた時，警報を発するようにす
ることも可能である。かかる構造のものは，警報をカウ
ントすることにより、歩留まりの割合をその場Ｍ祭で求
めることが出来る。

また、第９図の実施例のステージ９をコンピュータ８に
より駆動する微動ステージにして、このステージを移動
させることで、Ｘ線１３を試料４上で走査し、各走査位
置における回折スペクトルと微動ステージに設けた位置
センサからの位置情報をコンピュータ８に読み込ませ、
コンピュータ８により各走査点での応力値を求め、この
応力値の少なくとも１つが上記の基準値を越えた時、物
質除去装置２３により微動ステージ上から試料４を取り
除くことも可能である。かかる構造のものは、位置情報
と組み合わせることにより、異常箇所を容易に把握する
ことが出来る。

また、本実施例において、Ｘ線導管３０又は計数管１５
の耐熱温度より製造装置２１内の温度が高い場合は、Ｘ
線導管３０又は計数管１５に水冷ジャケット等を設けて
冷却することが可能である。

また、本実施例において、ヘリウム・ネオンレーザーや
アルゴンイオンレーザー等のレーザー光源とテレビカメ
ラとモニターテレビを設け、試料４上における上記ｘｌ
ｓ１！の照射点と該レーザーの照射点とを一致させてお
くことにより、該レーザーの照射点を該テレビカメラと
該モニターテレビによりモニタリングすることで、上記
Ｘ線の照射点を把握することも可能である。

第１０図に示す実施例は、他の発明の基本的態様であり
、光弾性法により応力値を求める応力測定装置と物質除
去装置とから或る応力モニタリング装置である。透過型
光弾性法を用いた例である。

第１０図において、ヘリウム・ネオンレーザー等のレー
ザー光源↓から発振されたレーザー光２を偏光子１６に
より直線偏光に変換し、製造装置２１に設けた窓２２を
通過させ、穴付きステージ３１上に置かれた透光性の試
料４に入射させる。

該試料４を通過し該穴付きステージ３１の穴部を通過し
た光を、製造装置２１に設けた窓３２を通過させ、１７
４波長板１７で楕円偏光に変換し、直線偏光板で構成さ
れる検光子１８に入射させ、光検出器１９で検波，増幅
して、Ａ／Ｄ変換器２０によりデイジタル量に変換して
コンピュータ８に読み込む。この検出光強度の変化を検
光子１８の回転角として測定することにより，試料４の
レーザー照射点の応力値を求める。コンピュータ８には
、転位やき裂等の欠陥が発生する限界応力値等の所定の
基準値をインプットしておき、前記の測定した応力値が
この基準値を越えた時，物質除去装置２３により穴付き
ステージ３１上から試料４を取り除くものである。該物
質除去装置２３は、モーターと該モーターの回転運動を
往復運動に変えるラック及びピニオンギャ等の機構と該
機構に連結した押し板（移動板）とから構或される。コ
ンピュータ８からの信号によりモーターが駆動され、試
料４に接触している上記押し板（移動板）が穴付きステ
ージ３１上を所定の距離だけ移動し、試料４を穴付きス
テージ３１上から取り除いた後、押し板（移動板）が元
の位置に戻るようになっている。この物質除去装置２３
は、電磁石を用いてその吸引力又は反撥力を利用して試
料４を取り除くもの、又は、形状記憶合金を用いたアー
ム機構を利用して試料４を取り除くもの等であっても良
い。本実施例において、検光子１８を回転させる代わり
に、試料４を回転させても良い，また、レーザー光源ｌ
の代わりに、タングステンランプの白色光を分光器に入
射させて得られた単色光などでも良い。

また、第１０図の実施例の穴付きステージ３１をコンピ
ュータ８により駆動する穴付き微動ステージにして、こ
のステージを移動させることで、レーザー光２を試料４
上で走査し、穴付き微動ステージに設けた位置センサか
らの位置情報をコンピュータ８に読み込ませ、コンピュ
ータ８により各走査点での応力値を求め、この応力値の
少なくとも１つが上記の基準値を越えた時、物質除去装
置２３により穴付き微動ステージ上から試料４を取り除
くことも可能である。かかる構造のものは、位置情報と
組み合わせることにより、異常箇所を容易に把握するこ
とが出来る。

第ｌ１図に示す実施例は、第１０図の実施例の応用例で
あり、反射型光弾性法を用いた例である。

第１１図において、ヘリウム・ネオンレーザー等のレー
ザー光源１から発振されたレーザー光２を偏光子１６に
より直線偏光に変換し、ハーフミラー５を経て対物レン
ズ３により絞り、１７４波長板を通過させ、製造装置２
１に設けた窓２２を通過させて、ステージ９上に置かれ
た試料４に入射させる。該試料４を通過し該試料４の底
面で反射して該試料４内を再び通過した反射光は、窓２
２，１／４波長板１７及び対物レンズ３を通り、ハーフ
ミラー５を経て検光子１８に入射する。これを光検出器
１９で検波，増幅してＡ／Ｄ変換器２０によりデイジタ
ル量に変換してコンピュータ８に読み込む。この検出光
強度の変化を検光子１８の回転角として測定することに
より、試料４のレーザー照射点の応力値を求める。コン
ピュータ８には，転位やき裂等の欠陥が発生する限界応
力等の所定の基準値をインプットしておき、前記の測定
した応力値がこの基準値を越えた時、物質除去装置２３
によりステージ９上から試料４を取り除くものである。

かかる構造のものは，第１０図に示す実施例と比較して
、製造装置２１に設ける窓２２は１つで済むこと、レー
ザー光源１，偏光子１６，ハーフミラー５，対物レンズ
３．１／４波長板１７，検光子１８，光検出器１９，Ａ
／Ｄ変換器２０及びコンピュータ８等を一体化出来るの
でコンパクトに出来ること、などの特長を有する。

第１２図に示す実施例は，第７図に示した実施例におけ
る物質除去装置の代わりに、製造装置用制御装置から成
る応力モニタリング装置である。

試料４のレーザー照射点の応力値（測定値）が，コンピ
ュータ８にあらかしめインプットされた所定の基準値を
越えた時，製造装置用制御装置３３により製造装置２１
の稼動条件の変更・制御を行うものである。該稼動条件
としては、装置内温度及び圧力、製造速度及び時間、装
置内雰囲気（気体の種類）等を含む。

本実施例において，製造装置用制御装置３３の代わりに
、製造装置用停止装置を設けて、前記の測定した応力値
が所定の基準値を越えた時，該停止装置により製造装置
を停止することも可能である。

第ｌ３図に示す実施例は、他の発明の基本的態様であり
，応力測定装置と物質除去装置とから或る応力モニタリ
ング装置付きの半導体製造装置であり、特に、真空蒸着
装置の例である。

この蒸着装置によれば，真空槽を形成するベルジャー３
４内に、ステージ９に固定されたシリコン基板等の被測
定試料４が配され、該試料４に対向して蒸着物質が入っ
た蒸着源３５が配されている。試料４はヒーター３６で
所定温度に加熱されると共に、負の直流バイアス電圧３
８が印加されている。また、ベルジャー３４内は真空ポ
ンプ（図示せず）により１０−３〜１０″″７Ｔｏｒｒ
程度の真空に引かれている。蒸発源３５を電子銃加熱方
式（図示せず）により加熱蒸発させて、試料４上に蒸着
させながら、応力測定装置によりレーザー照射点の応力
をその場ＩＩ祭で測定する。この測定した応力値がコン
ピュータ８にあらかじめインプットされた所定の基準値
を越えた時、物質除去装置２３によりステージ９上から
試料４を取り除くものである。該応力測定装置及び該物
質除去′４Ａ置のそれぞれの構或及び動作等については
、上述してある。

本実施例における応力測定装置としてはラマン分光法に
より応力値を求めるものを挙げたが、Ｘ線回折法により
応力値を求めるもの、又は．光弾性法又は光弾性皮膜法
等により応力値を求めるものであっても良い。これらの
応力測定装置のそれぞれの構成及び動作等については、
上述してある。

また、本実施例において、物質除去装置２３の代わりに
、製造装置用制御装置又は停止装置を用いても良い。こ
の制御装置又は停止装置のそれぞれの構或及び動作等に
ついては、上述してある。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明に係る方法は、求めた応力値があ
る応力値を越えた時警報を発するものであるから、又は
、求めた応力値をある応力値と比較して、その裕度を段
階的に表示するものであるから、従来困難であった、そ
の場観察で微小部の応力をモニターして異常を検出して
自動報知する効果がある。

また、上述のとおり、本発明に係る方法は、製造プロセ
ス又は製造装置内でその場Ｗｌ察で行うものであるから
，従来困難であった、該製造物質の残留応力や欠陥の有
無等の健全性の評価をその場ａ祭を行う効果がある。

また、上述のとおり、本発明に係る方法は、求めた応力
値がある応力値を越えた時、被測定物質を取り除くもの
であるから、又は、該製造プロセス又は該製造装置等を
停止するものであるから、又は、該製造プロセス又は該
製造装置の稼動条件等にフィードバックをかけるもので
あるから、生産効率、歩留まりを向上させる効果がある
。

また、上述のとおり、本発明に係る方法は、これらの中
のいずれかの応力モニタリング方法を用いるものである
から、生産効率の高い半導体製造を行う効果がある。

また、上述のとおり、本発明に係る装置は、応力測定装
置と警報器とを設けたものであるから、又は、応力測定
装置と画像表示装置とを設けたものであるから、従来困
難であった。その場観察で微小部の応力をモニターして
異常を検出して自動報知する効果がある。

また、上述のとおり、本発明に係る装置は、応力測定装
置と物質測定装置とを設けたものであるから、又は，応
力測定装置と該製造プロセス又は該製造装置等の停止装
置とを設けたものであるから、又は、応力測定装置と該
製造プロセス又は該製造装置の稼動条件等の制御装置と
を設けたものであるから，生産効率，歩留まりを向上さ
せる効果がある。

また、上述のとおり、本発明に係る装置は、これらの中
のいずれかの応力モニタリング装置を用いたものである
から、生産効率の高い半導体製造を行う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明に係る応力モニタリング装置
の説明図で、第１図は基本実施例の模式図、第２図は基
本実施例の他の模式図、第３図〜第１２図はそれぞれ基
本実施例のさらに他の模式図である。第ｌ３図は本発明
に係る半導体製造装置の説明図で、基本実施例の模式図
である。１・・レーザー光源、２・・・レーザー光、３・・対物
レンズ、４・・・試料，５・・・ハーフミラー、６・・
分光計、７・・・検出器、８・・・コンピュータ５９・
・・ステージ、１０・・・警報器、１１・・・微動ステ
ージ、｛２・・・Ｘ線源、１３・・・Ｘ線、１４・・・
回折線、１５・・・計数管、１６・・・偏光子、１７・
・・１／４波長板、１８・・・検光子、工９・・・光検
出器、２０・・・Ａ／Ｄ変換器、２１・・製造装置、２
２・・・窓、２３・・・物質除去装置、２４・・・レー
ザー光用光ファイバ、２５・・・レーザー集光レンズ，
２６・・・ラマン散乱光、２７・・・反射光，２８・・
・ラマン集光レンズ、２９・・・ラマン光用光ファイバ
．３０・・・ｘｇ導管、３１・・・穴付きステージ、３
２・・・窓、３３・・・製造装置用制御装置、３４・・
・ベルジャー　３５・・・蒸発源、３６・・・ヒーター
、３７・・・バイアス電圧。拓口猶２口ノ／−−−４ＦＬｋｔカスプーン゛め３困／ｌ−一一筏χ動又ケーヅ叉５図［夛｝ムタ箔８困洒／θ 圀め９回荊／ｌ口５−一一ハーフ、Ｓ２一拓１３区

Claims

【特許請求の範囲】１、応力モニタリング方法であつて、求めた応力値が所
定の基準値を越えた時警報を発することを特徴とする応
力モニタリング方法。２、応力モニタリング方法であつて、求めた応力値を所
定の基準値と比較して、その裕度を段階的に表示するこ
とを特徴とする応力モニタリング方法。３、色別表示することを特徴とする請求項２記載の応力
モニタリング方法。４、ラマン分光法により応力値を求めることを特徴とす
る請求項１または請求項２または請求項３記載の応力モ
ニタリング方法。５、Ｘ線回折法により応力値を求めることを特徴とする
請求項１または請求項２または請求項３記載の応力モニ
タリング方法。６、光弾性法又は光弾性皮膜法等により応力値を求める
ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項
３記載の応力モニタリング方法。７、応力モニタリング方法であつて、製造プロセス又は
製造装置内でその場観察で行うことを特徴とする応力モ
ニタリング方法。８、製造プロセス又は製造装置内でその場観察で行うこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項６の中のいずれかの
応力モニタリング方法。９、製造プロセス又は製造装置等に用いる応力モニタリ
ング方法であつて、求めた応力値が所定の基準値を越え
た時、被測定物質を取り除くことを特徴とする応力モニ
タリング方法。１０、請求項９記載の応力モニタリング方法において、
被測定物質を取り除く代わりに、該製造プロセスは該製
造装置等を停止することを特徴とする応力モニタリング
方法。１１、請求項９記載の応力モニタリング方法において、
被測定物質を取り除く代わりに、該製造プロセス又は該
製造装置の稼動条件等にフィードバックをかけることを
特徴とする応力モニタリング方法。１２、請求項１乃至請求項１１の中のいずれかの応力モ
ニタリング方法を用いた半導体製造方法。１３、応力モニタリング装置であつて、応力測定装置と
警報器から成ることを特徴とする応力モニタリング装置
。１４、応力モニタリング装置であつて、応力測定装置と
画像表示装置から成ることを特徴とする応力モニタリン
グ装置。１５、応力測定装置がレーザーとその光学系および検出
器から成ることを特徴とする請求項１３または請求項１
４記載の応力モニタリング装置。１６、応力測定装置がＸ線とその光学系および検出器か
ら成ることを特徴とする請求項１３または請求項１４記
載の応力モニタリング装置。１７、応力測定装置がレーザーと偏光子、検光子、１／
４波長板および検出器から成ることを特徴とする請求項
１３または請求項１４記載の応力モニタリング装置。１８、製造プロセス又は製造装置等に用いる応力モニタ
リング装置であつて、応力測定装置と物質除去装置から
成ることを特徴とする応力モニタリング装置。１９、製造プロセス又は製造装置等に用いる応力モニタ
リング装置であつて、応力測定装置と物質除去装置とデ
ータベースとから成ることを特徴とする応力モニタリン
グ装置。２０、特許請求の範囲第１８項記載の応力モニタリング
装置において、物質除去装置の代わりに、該製造プロセ
ス又は該製造装置の停止装置から成ることを特徴とする
応力モニタリング装置。２１、請求項１８記載の応力モニタリング装置において
、物質除去装置の代わりに、該製造プロセス又は該製造
装置の稼動条件等の制御装置から成ることを特徴とする
応力モニタリング装置。２２、請求項１２乃至請求項１８の中のいずれかの応力
モニタリング装置を用いた半導体製造プロセス又は半導
体製造装置。