JPH03211432A

JPH03211432A - 薄膜の応力測定方法

Info

Publication number: JPH03211432A
Application number: JP643190A
Authority: JP
Inventors: Kumaaru Rakeshiyu; ラケシュ・クマール
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1991-09-17

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、薄膜の応力測定方法、特に、Ｘ−線リソグラ
フィのためのＸ−線露光用のマスクや、他の種類のりソ
グラフイ、例えば電子またはイオンビームリソグラフィ
のために用いられる薄膜の応力測定に利用可能な、薄膜
の応力測定方法に関する。

〔従来の技術〕

電子、イオンまたはＸ−線ビームのりソグラフィにおい
て、パターンの転写のために用いられる自己保持型（ｓ
ｅｌｆ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）の薄膜は、マスクの歪
による引張応力をもっている。

このような薄膜の応力は、いろいろな方法で測定される
。例えばＸ−線回折やふくらまし試験（ｂｕｌｇｅ　ｔ
ｅｓｔ）がある。応力の測定と制？１１調整（ｃｏｎｔ
ｒｏｌ　ａｄｊｕｓｔｓ＋ｅｎｔ）とは、マスクの歪を
減じるための必要条件である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の、薄膜の測定方法、たとえばＸ−線回折
やふくらまし試験などは、コストのかかる技術である。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、簡単でしか
もコストのかからない薄膜の応力測定方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の薄膜の応力測定方法は、対向して設けられた第１のコンデンサ板と第２のコンデ
ンサ板との間に薄膜試料を配置し、前記第１のコンデン
サ板に所定の電圧を加えることにより、配置された薄膜
試料に振動を誘発し、薄膜試料に誘発された振動により
発生する電圧変化を、前記第２のコンデンサ板で検出し
、前記第２のコンデンサ板で検出した電圧変化の周波数
に基づいて薄膜試料の応力を測定することを特徴として
いる。

〔作用〕

この発明は、薄膜の平均応力の測定に、有効に使用でき
る。自己保持型の薄膜は、電子、イオンまたはＸ−線ビ
ームのりソグラフィにおいて、パターンの転写のための
マスクとして用いられる。

このような薄膜は、マスクの歪による引張応力をもって
いる。したがって、このような薄膜では、応力の測定が
重要である。

伸張された薄膜における波の伝播は、横波の性質をもつ
。そして、横波の伝播速度Ｃ，は、次式により算出でき
る。

ここで、σは単位面積あたりの質量であり、Ｔは薄膜に
おける張力である。

長方形の薄膜において、共振１次周波数ｆ０は、次式に
より与えられる。

ｆ、　＝（、（ａ”＋ｂ肩／〒４　ａ　”　ｂ丙−（２
）ここで、ａとｂとは、薄膜のそれぞれの辺の長さであ
る。したがって、（１）、　（２）式より、次式を得る
。

Ｔ−（４ｆｏジ・（ａ　ａ”ｂ”）／　（ａ２＋ｂ”）
・・・（３）この（３）式から薄膜における共振周波数ｆ０を検出す
れば、伸張された薄膜における平均応力を測定できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明を実施するための応力測定装置の一例
を示す構成図である。この応力測定装置は、コンデンサ
板ＩＡ、ＩＢと、試料ホルダ２と、電圧型＃３と、発振
器４と、コンデンサ５と、抵抗６と、定電圧電源７と、
増幅器８と、レコーダ９とで構成されている。

このような構成の応力測定装置は、先に述べた（３）式
における、薄膜試料２０の共振周波数ｆ０を検出する。

そして、薄膜試料２０の応力は、検出した共振周波数ｆ
。を用いて算出される。

試料ホルダ２は、薄膜試料２０を保持するために特別に
設計されている。薄膜試料２０は、この特別に設計され
た試料ホルダ２に乗せられて取り付けられる。試料ホル
ダ２に取り付けられた薄膜試料２０は、コンデンサ板Ｉ
Ａとコンデンサ板ＩＢとの間に配置される。このとき、
試料ホルダ２に取り付けられた薄膜試料２０は、接地さ
れる。

コンデンサ板ＩＡとコンデンサ板ＩＢとは、互いに対向
し、所定の間隔で真空１０の中に設けられている。コン
デンサ板ＩＡは、薄膜試料２０に振動を誘発するための
ものである。また、コンデンサＦｉＩ　Ｂは、薄膜試料
２０に誘発され振動を検出するためのものである。

電圧電源３は、コンデンサ板ＩＡに接続されており、コ
ンデンサ板ＩＡに電圧を加える。

発振器４は、電圧電源３とアースとの間に接続されてお
り、電圧電源３を経由してコンデンサ板ＩＡに交流電圧
を加える。

コンデンサ５の一方の端子は、コンデンサ板ｌＢと、増
幅器８の入力端子とに接続されている。

また、コンデンサ５の他方の端子は、抵抗６の一方の端
子に接続されている。

定電圧電源７は、抵抗６の他方の端子とアースとの間に
接続されている。そして、定電圧電源７は、抵抗６を経
由して、コンデンサ５に定電圧を加える。

増幅器８は、入力端子に加えられたコンデンサ板ＩＢの
電圧変化を増幅する。そして、増幅器８は、この増幅し
た電圧変化を出力端子に送る。

レコーダ９は、増幅器８の出力端子から送り出される電
圧変化を記録する。

次に、以上の構成の応力測定装置を用いた本実施例の測
定方法について説明する。

薄膜試料２０は、試料ホルダ２に取り付けられ、２つの
コンデンサ板ＩＡとＩＢとの間に置かれる。

コンデンサ板ＩＡは、発振器４から適切な電圧を加える
ことにより、薄膜試料２０に振動を誘発する。

薄膜試料２０の振動は、静電力により誘発される。

この静電力は、電圧電源３からの電圧■１と発振器４か
らの交流電圧Ｖ〜とを加えることにより得られる。すな
わち、薄膜試料での振動は、この加えられた電圧ｖ〜と
■ｌ　とによって生じる静電力により誘起される。この
電圧■１により加えられた力の成分の影響は、薄膜試料
の重量によって相殺される。そして、電圧Ｖ〜により周
期的に変化する力のみが、薄膜に作用する。

一方、コンデンサ板ＩＢには、コンデンサ５が接続され
ている。さらに、コンデンサ５には、定電圧電源７から
の定電圧が抵抗６を経由して加えられている。このよう
な状態において、薄膜試料２０の振動により、コンデン
サ板ＩＢと薄膜試料２０との間で、微小な距離の変化が
発生し、この変化が微小で線形の電圧の変化を生じさせ
る。コンデンサ板ＩＢの電圧変化が増幅器８で検出され
て増幅され、レコーダ９で記録される。そして、共振周
波数が測定され、この共振周波数により薄膜試料２０の
平均応力が算出される。

このような振動の大きさの記録は、コンデンサマイクロ
ホンの原理と想像している。薄膜の下側にあるコンデン
サ板ＩＢは、１次共振周波数を記録する。

このように本実施例において、薄膜の試料は、試料ホル
ダに取り付けられ、２つのコンデンサ板の間に置かれる
。一方のコンデンサ板は、発振器から適切な電圧を加え
ることにより、薄膜試料に振動を誘発するために用いら
れる。そして、薄膜試料に誘発された振動は、他方のコ
ンデンサ板によって検出され、増幅されて記録される。

このようにして得られた共振周波数により、薄膜の平均
応力が与えられる。

そして、この簡単で信顛性のある方法は、Ｘ−線リソグ
ラフィのためのＸ−線露光用のマスクや、他の種類のり
ソグラフィ、例えば電子またはイオンビームリソグラフ
ィのために用いられる薄膜の応力測定に、最適に応用さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、薄膜の応力を簡単
に測定できる。また、コスト的にも有効であるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための応力測定装置の一例
を示す構成図である。ＩＡ、ＩＢ・・・コンデンサ板２・・・・・試料ホルダ３・・・・・電圧電源４・・・・・発振器５・・・・・コンデンサ６・・・・・抵抗７・・・・・定電圧電源８・・・・・増幅器９・・・・・レコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して設けられた第１のコンデンサ板と第２の
コンデンサ板との間に薄膜試料を配置し、前記第１のコ
ンデンサ板に所定の電圧を加えることにより、配置され
た薄膜試料に振動を誘発し、薄膜試料に誘発された振動
により発生する電圧変化を、前記第２のコンデンサ板で
検出し、前記第２のコンデンサ板で検出した電圧変化の
周波数に基づいて薄膜試料の応力を測定することを特徴
とする薄膜の応力測定方法。