JPH10318923A - 顕微分光光度計 - Google Patents
顕微分光光度計Info
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- JPH10318923A JPH10318923A JP9126700A JP12670097A JPH10318923A JP H10318923 A JPH10318923 A JP H10318923A JP 9126700 A JP9126700 A JP 9126700A JP 12670097 A JP12670097 A JP 12670097A JP H10318923 A JPH10318923 A JP H10318923A
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】顕微ラマン分光光度計において、迅速に高感度
に応力及び温度の測定を可能にする。 【解決手段】レーザ光源、試料にレーザを照射する光学
手段、１段または多段の分光器、検出器とからなる分光
光度計において、一定の周波数で発振するレーザまたは
一定の周波数で変調させる手段を備えたレーザを該レー
ザ光源として用い、これらの周波数と同期して信号を増
幅させる手段を備えたことを特長とする顕微分光光度
計。
に応力及び温度の測定を可能にする。 【解決手段】レーザ光源、試料にレーザを照射する光学
手段、１段または多段の分光器、検出器とからなる分光
光度計において、一定の周波数で発振するレーザまたは
一定の周波数で変調させる手段を備えたレーザを該レー
ザ光源として用い、これらの周波数と同期して信号を増
幅させる手段を備えたことを特長とする顕微分光光度
計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体回路基板上に
生じた応力または温度の分布を高い空間分解能測定する
ことを可能とする顕微ラマン分光光度計及び顕微蛍光分
光光度計に関するものである。シリコンのラマンスペク
トルを測定しその波数の変化から試料の応力を求める事
を可能とし、半導体回路製造工程での成膜時に生じた応
力測定を可能にし、また、同時に温度測定も合わせてで
きるので、これらの工程管理や品質評価手段に適用でき
る。
生じた応力または温度の分布を高い空間分解能測定する
ことを可能とする顕微ラマン分光光度計及び顕微蛍光分
光光度計に関するものである。シリコンのラマンスペク
トルを測定しその波数の変化から試料の応力を求める事
を可能とし、半導体回路製造工程での成膜時に生じた応
力測定を可能にし、また、同時に温度測定も合わせてで
きるので、これらの工程管理や品質評価手段に適用でき
る。
【０００２】
【従来の技術】河東田隆「レーザラマン分光法による半
導体の評価」（東京大学出版会）に述べられているよう
に、ラマン光の波数の変化量と試料の応力とはほぼ比例
することが知られている。ところで、半導体などでは薄
膜の微小な５Ｍｐａ程度の応力変化が特性におおきな影
響をあたえる。この応力を測定するにはシリコン（Ｓ
ｉ）のラマンスペクトルの波数５２０．０ｃｍ~1からの
シフト量を０．０１ｃｍ~1の精度で測る必要がある。と
ころが、従来技術例えば実開昭５８−１１５１号公報に
記載の分光器に用いられているツエルニー・ターナ型の
回折格子を用いた分光器では０．０１ｃｍ~1の分解能を
得るには回折格子の刻線数密度の高いものを用いるか、
焦点距離が著しく長い分光器を用いる必要があり、実用
的に十分な分解能は得られない。また分光器で分光した
後に検出器に迷いこむ光にたいする考慮がなされていな
かった。ラマン散乱光はレーザ光の１／１００，０００
以下の強度の弱い光で、これらが応力測定の精度をわる
くし、迅速測定を阻害していた。
導体の評価」（東京大学出版会）に述べられているよう
に、ラマン光の波数の変化量と試料の応力とはほぼ比例
することが知られている。ところで、半導体などでは薄
膜の微小な５Ｍｐａ程度の応力変化が特性におおきな影
響をあたえる。この応力を測定するにはシリコン（Ｓ
ｉ）のラマンスペクトルの波数５２０．０ｃｍ~1からの
シフト量を０．０１ｃｍ~1の精度で測る必要がある。と
ころが、従来技術例えば実開昭５８−１１５１号公報に
記載の分光器に用いられているツエルニー・ターナ型の
回折格子を用いた分光器では０．０１ｃｍ~1の分解能を
得るには回折格子の刻線数密度の高いものを用いるか、
焦点距離が著しく長い分光器を用いる必要があり、実用
的に十分な分解能は得られない。また分光器で分光した
後に検出器に迷いこむ光にたいする考慮がなされていな
かった。ラマン散乱光はレーザ光の１／１００，０００
以下の強度の弱い光で、これらが応力測定の精度をわる
くし、迅速測定を阻害していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ラマ
ンスペクトルのピークの波数を高分解能で測定すること
により半導体素子製造プロセスにおけるシリコンウエハ
ー上の微小部分の応力を測定することにある。また、応
力は温度により微妙に変化するため、応力測定時に温度
を測っておくことは必須である。これにより導体集積回
路素子製造工程でシリコンウエーハ上に生成した各種薄
膜の製膜時の応力を測定評価することが初めて可能とな
る。また半導体回路素子の電気特性から半導体の品質ま
たは製膜の品質を検査または評価する際にも温度や応力
は必須の要因である。これらを把握することが半導体製
造プロセスの評価や半導体製品の品質評価を迅速に行う
さい重要である。
ンスペクトルのピークの波数を高分解能で測定すること
により半導体素子製造プロセスにおけるシリコンウエハ
ー上の微小部分の応力を測定することにある。また、応
力は温度により微妙に変化するため、応力測定時に温度
を測っておくことは必須である。これにより導体集積回
路素子製造工程でシリコンウエーハ上に生成した各種薄
膜の製膜時の応力を測定評価することが初めて可能とな
る。また半導体回路素子の電気特性から半導体の品質ま
たは製膜の品質を検査または評価する際にも温度や応力
は必須の要因である。これらを把握することが半導体製
造プロセスの評価や半導体製品の品質評価を迅速に行う
さい重要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
には、レーザの反射光（レーリ光と言われている）に比
べてラマン散乱光は１／１０００００程度の微弱な光で
あるから検出器の感度、バックグランド信号（主に原因
は迷光）の低減、蛍光の影響の排除等の対策が必要であ
る。
には、レーザの反射光（レーリ光と言われている）に比
べてラマン散乱光は１／１０００００程度の微弱な光で
あるから検出器の感度、バックグランド信号（主に原因
は迷光）の低減、蛍光の影響の排除等の対策が必要であ
る。
【０００５】分光光度計は元々ラマン散乱光をレーリ
光，迷光，蛍光から分離して測定する機能はもってい
る。しかし、これらの信号に比べてラマン散乱光は著し
く弱いため完全に分離する事が一般にできなく、レーリ
光の除去にはレーリ光の波長だけ透過しないノッチフィ
ルターが用いられている。本発明ではさら感度を上げる
ために、高速シャッタや応力偏光変調子等により一定の
周波数にレーザ光を変調し、変調したレーザ光を試料に
照射しラマン散乱光のスペクトル信号を測定するように
した。レーザ光や反射光レーリ光（これはレーザ光の反
射光で変調している光である。）と無関係な迷光は変調
していなく、レーザ光の周波数と同期して信号を増幅処
理する事によりラマン散乱光のスペクトル信号から除去
する事ができる。
光，迷光，蛍光から分離して測定する機能はもってい
る。しかし、これらの信号に比べてラマン散乱光は著し
く弱いため完全に分離する事が一般にできなく、レーリ
光の除去にはレーリ光の波長だけ透過しないノッチフィ
ルターが用いられている。本発明ではさら感度を上げる
ために、高速シャッタや応力偏光変調子等により一定の
周波数にレーザ光を変調し、変調したレーザ光を試料に
照射しラマン散乱光のスペクトル信号を測定するように
した。レーザ光や反射光レーリ光（これはレーザ光の反
射光で変調している光である。）と無関係な迷光は変調
していなく、レーザ光の周波数と同期して信号を増幅処
理する事によりラマン散乱光のスペクトル信号から除去
する事ができる。
【０００６】また蛍光はラマン散乱光から数１０マイク
ロ秒遅れて発光する光であり、またレーザ光の照射時間
より数倍以上長い時間発光するため、レーザ光を数１０
マイクロ秒間隔で照射するように変調する事により、ラ
マン散乱光は変調した信号となるが、蛍光は発光時間が
長い為、直流に近い信号となる。従って、交流増幅する
かまたはコンピュター的に信号処理を行う事により、変
調信号（交流信号分）のラマン散乱光の信号だけを取り
出すことは可能である。
ロ秒遅れて発光する光であり、またレーザ光の照射時間
より数倍以上長い時間発光するため、レーザ光を数１０
マイクロ秒間隔で照射するように変調する事により、ラ
マン散乱光は変調した信号となるが、蛍光は発光時間が
長い為、直流に近い信号となる。従って、交流増幅する
かまたはコンピュター的に信号処理を行う事により、変
調信号（交流信号分）のラマン散乱光の信号だけを取り
出すことは可能である。
【０００７】次に分光器の分解能を向上させる手段につ
いてのべる。
いてのべる。
【０００８】分解能は次の様に定義される。ラマン分光
のように発光スペクトルを測定する方法では、ある一定
のスリット幅で無限に鋭いスペクトルを持つ入射光を検
出器上で測定した時に得られるであろうスペクトル形状
の半値幅で定義される。このスペクトル形状はスリット
函数と呼ばれる、そのスリット幅の表現方法として、機
械的スリット幅Ｓｍと光学的スリット幅Ｓｐの２通りが
ある。
のように発光スペクトルを測定する方法では、ある一定
のスリット幅で無限に鋭いスペクトルを持つ入射光を検
出器上で測定した時に得られるであろうスペクトル形状
の半値幅で定義される。このスペクトル形状はスリット
函数と呼ばれる、そのスリット幅の表現方法として、機
械的スリット幅Ｓｍと光学的スリット幅Ｓｐの２通りが
ある。
【０００９】両者の関係はＳｐ＝ｄν・Ｓｍである。ｄ
νは検出器上で１ｍｍの距離だけ分散されるスペクトル
線の波数差をｃｍ~1で表したもので、分光器の線分散と
呼ばれるもので、これで一般に分解能は定義される。ま
たこれは波長を単位ｄλとして表すことが可能で、これ
らの間には次の関係がある。
νは検出器上で１ｍｍの距離だけ分散されるスペクトル
線の波数差をｃｍ~1で表したもので、分光器の線分散と
呼ばれるもので、これで一般に分解能は定義される。ま
たこれは波長を単位ｄλとして表すことが可能で、これ
らの間には次の関係がある。
【００１０】ｄλ＝νｘνｘｄνｘ１０−Ｅ７ ここで、νはスペクトル線の中心の波数でｄλの単位は
ｎｍ／ｍｍである。ラマン分光で従来用いられているツ
エルニー・ターナ型の回折格子分光器では、波長線分散
ｄλはこれに用いる凹面鏡の焦点距離ｆ、回折格子の刻
線数Ｎ及び使用する回折次数ｍにより近似的に次のよう
にあたえられる。
ｎｍ／ｍｍである。ラマン分光で従来用いられているツ
エルニー・ターナ型の回折格子分光器では、波長線分散
ｄλはこれに用いる凹面鏡の焦点距離ｆ、回折格子の刻
線数Ｎ及び使用する回折次数ｍにより近似的に次のよう
にあたえられる。
【００１１】ｄλ〜１０ｘＥ６／（ｆｘＮｘｍ） 従来の高分解能の分光器ではｍは１（１次）を用いら
れ、Ｎは３６００ｆは１のものがダブルでもちいられて
いる。これにより分解能が０．３ｃｍ~1程度えられてい
る。本発明では３０から１００次の大きい回折次数を用
いて測定する事にした。これにより、従来に比べ１桁以
上分解能は改善され、短い焦点距離の分光器で、高分解
能の分光器が得られる事になる。現在この目的にあう回
折格子はエシェル型とよばれており、実用的な回折格子
の刻線数は３００本程度である。刻線数の目減りによる
分解能の低下分を考慮しても従来型に比べ著しくコンパ
クトな分光器が得られ、室内など周囲温度の影響が少な
い分光器となる。
れ、Ｎは３６００ｆは１のものがダブルでもちいられて
いる。これにより分解能が０．３ｃｍ~1程度えられてい
る。本発明では３０から１００次の大きい回折次数を用
いて測定する事にした。これにより、従来に比べ１桁以
上分解能は改善され、短い焦点距離の分光器で、高分解
能の分光器が得られる事になる。現在この目的にあう回
折格子はエシェル型とよばれており、実用的な回折格子
の刻線数は３００本程度である。刻線数の目減りによる
分解能の低下分を考慮しても従来型に比べ著しくコンパ
クトな分光器が得られ、室内など周囲温度の影響が少な
い分光器となる。
【００１２】半導体回路素子製造プロセスにおいて成膜
後の、シリコンウエハーのＳｉのラマンスペクトルから
応力の微小な変化を測定するには高い分解能と高感度測
定が要求されるため上記のような分光器の分解能の向上
と検出感度の向上、迷光の除去などの改善がなされて初
めて実現できる。また半導体回路素子製造プロセスの成
膜の応力は温度との関連から評価する事が重要で、温度
も同時に合わせて測定する必要がある。ラマンスペクト
ルの測定には高感度分光器の前に分光器を使用する必要
がある。この分光器をもちいて、ラマン散乱光のストー
ク光の外にアンチストーク光を測定し、その両者比から
温度を検出する事にした。これにより、温度と応力、電
気特性などが把握でき、半導体回路素子の製造プロセス
評価や半導体回路製品の品質評価を的確に行えるように
できる。
後の、シリコンウエハーのＳｉのラマンスペクトルから
応力の微小な変化を測定するには高い分解能と高感度測
定が要求されるため上記のような分光器の分解能の向上
と検出感度の向上、迷光の除去などの改善がなされて初
めて実現できる。また半導体回路素子製造プロセスの成
膜の応力は温度との関連から評価する事が重要で、温度
も同時に合わせて測定する必要がある。ラマンスペクト
ルの測定には高感度分光器の前に分光器を使用する必要
がある。この分光器をもちいて、ラマン散乱光のストー
ク光の外にアンチストーク光を測定し、その両者比から
温度を検出する事にした。これにより、温度と応力、電
気特性などが把握でき、半導体回路素子の製造プロセス
評価や半導体回路製品の品質評価を的確に行えるように
できる。
【００１３】
（実施例１）本発明の実施例１を図１により説明する。
【００１４】図１は装置の一例の構成を示す側面図であ
る。１は試料、２はＸＹＺステージ、３は顕微鏡対物レ
ンズ、４はＸＹＺステージコントローラ、５は照明用可
視光光源、６はレーザ、７は光変調器、８はバンドパス
フィルタ、９はシャッタ、１０，１１は光路変換ミラ
ー、１２はノッチフルタ、１３は低分散分光器、１４は
高分散分光器、１５，１６は検出器、１７はデジタルロ
ックインアンプ、１８は信号処理器、１９，２０はＣＣ
Ｄカメラ、２１はテレビモニタ、２２は装置の制御器、
２３は半導体の電気特性検出プローブ、２４は電気特性
検出器、２５はデータ処理装置である。
る。１は試料、２はＸＹＺステージ、３は顕微鏡対物レ
ンズ、４はＸＹＺステージコントローラ、５は照明用可
視光光源、６はレーザ、７は光変調器、８はバンドパス
フィルタ、９はシャッタ、１０，１１は光路変換ミラ
ー、１２はノッチフルタ、１３は低分散分光器、１４は
高分散分光器、１５，１６は検出器、１７はデジタルロ
ックインアンプ、１８は信号処理器、１９，２０はＣＣ
Ｄカメラ、２１はテレビモニタ、２２は装置の制御器、
２３は半導体の電気特性検出プローブ、２４は電気特性
検出器、２５はデータ処理装置である。
【００１５】レーザ６から出たレーザ光は光変調器一定
の周波数で高速に変調し、高精度のバンドパスフィルタ
８を通してレーザに含まれるプラズマライン光を除いた
のち顕微鏡対物レンズ３により試料に照射する。ノッチ
フィルタ８でラマン散乱光に含まれるレーリ光を除去し
た後、低分散分光器（焦点距離６０ｃｍ，回折格子の刻
線数１２００本／ｍｍ）１３、エシェル回折格子（回折
格子の刻線数３００本／ｍｍ）内蔵の焦点距離６０ｃｍ
（凹面反射鏡の焦点距離）高分解能分光器１４で分光
し、検出器１６でその強度を測定する。この検出器で得
られた信号をデジタルロックインアンプ１７またはコン
ピュータにより周波数成分のみの信号を取り出し増幅
し、分光器の波数と強度の関係になるようデータ処理装
置２５で処理した。
の周波数で高速に変調し、高精度のバンドパスフィルタ
８を通してレーザに含まれるプラズマライン光を除いた
のち顕微鏡対物レンズ３により試料に照射する。ノッチ
フィルタ８でラマン散乱光に含まれるレーリ光を除去し
た後、低分散分光器（焦点距離６０ｃｍ，回折格子の刻
線数１２００本／ｍｍ）１３、エシェル回折格子（回折
格子の刻線数３００本／ｍｍ）内蔵の焦点距離６０ｃｍ
（凹面反射鏡の焦点距離）高分解能分光器１４で分光
し、検出器１６でその強度を測定する。この検出器で得
られた信号をデジタルロックインアンプ１７またはコン
ピュータにより周波数成分のみの信号を取り出し増幅
し、分光器の波数と強度の関係になるようデータ処理装
置２５で処理した。
【００１６】これとは別に半導体の電気特性検出器プロ
ーブ２３、電気特性検出器２４により半導体回路素子や
半導体プロセスにおける薄膜など特性を検出し、ラマン
散乱光から得られた応力の変化量とこれらの特性とを合
わせて評価した。これらの特性の評価には温度が重要な
基準となるため合わせて定分散分光器１３の検出器の信
号から、ラマン散乱光のアンチストーク光とストーク光
を測定し、その両者比から温度を検出した。これらの特
性により半導体プロセスの評価を行った。
ーブ２３、電気特性検出器２４により半導体回路素子や
半導体プロセスにおける薄膜など特性を検出し、ラマン
散乱光から得られた応力の変化量とこれらの特性とを合
わせて評価した。これらの特性の評価には温度が重要な
基準となるため合わせて定分散分光器１３の検出器の信
号から、ラマン散乱光のアンチストーク光とストーク光
を測定し、その両者比から温度を検出した。これらの特
性により半導体プロセスの評価を行った。
【００１７】（実施例２）本発明の実施例２を図２に示
す。本実施例は実施例１のツエルニナー・タナー型の回
折格子を使う低分散分光器のかわりにホログラフィク透
過型分光光度計を用いて蛍光測定及びラマンスペクトル
の測定をおこなった。検出器で受けた信号はレーザの変
調周波数に合わせてデジタルロックインアンプ１７で処
理した。その結果を元に電気特性検出器２４により半導
体回路素子や半導体プロセスにおける薄膜など特性を検
出し、ラマン散乱光から得られた応力の変化量とこれら
の特性と合わせて実施例１と同じ様に評価した。これら
の特性により半導体プロセスの評価を行った。半導体プ
ロセスの改善に貢献できた。
す。本実施例は実施例１のツエルニナー・タナー型の回
折格子を使う低分散分光器のかわりにホログラフィク透
過型分光光度計を用いて蛍光測定及びラマンスペクトル
の測定をおこなった。検出器で受けた信号はレーザの変
調周波数に合わせてデジタルロックインアンプ１７で処
理した。その結果を元に電気特性検出器２４により半導
体回路素子や半導体プロセスにおける薄膜など特性を検
出し、ラマン散乱光から得られた応力の変化量とこれら
の特性と合わせて実施例１と同じ様に評価した。これら
の特性により半導体プロセスの評価を行った。半導体プ
ロセスの改善に貢献できた。
【００１８】（実施例３）実施例１のレーザをモードロ
ックＣＷＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて測定した。このレ
ーザは半値幅１００ｐｓ（ピコ秒）ので０．４ｍＪの強
度の５３２ｎｍレーザを７６ＭＨｚの周波数で発振す
る。タイミングジッタは１０ピコ秒以下のものを用い
た。これと同期して、信号をコンピュータを用いて検出
した。試料はポリイミド絶縁膜を薄く塗布した半導体回
路素子を用いた。ポリイミドは５３２ｎｍの光で蛍光を
同時に発光するが、ラマン散乱光に比べて１００ｎｓ以
上遅れて発光しその発光時間は数マイクロ秒であった。
コンピュータに入力する信号は蛍光の信号の上に７６Ｍ
Ｈｚの周波数でラマン散乱光の信号が重畳したものであ
った。これから７６ｋＨｚで変調する成分の信号をとり
だした。この信号は蛍光の信号や迷光の信号を含まない
ラマンスペクトルの信号だけがえられた。
ックＣＷＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて測定した。このレ
ーザは半値幅１００ｐｓ（ピコ秒）ので０．４ｍＪの強
度の５３２ｎｍレーザを７６ＭＨｚの周波数で発振す
る。タイミングジッタは１０ピコ秒以下のものを用い
た。これと同期して、信号をコンピュータを用いて検出
した。試料はポリイミド絶縁膜を薄く塗布した半導体回
路素子を用いた。ポリイミドは５３２ｎｍの光で蛍光を
同時に発光するが、ラマン散乱光に比べて１００ｎｓ以
上遅れて発光しその発光時間は数マイクロ秒であった。
コンピュータに入力する信号は蛍光の信号の上に７６Ｍ
Ｈｚの周波数でラマン散乱光の信号が重畳したものであ
った。これから７６ｋＨｚで変調する成分の信号をとり
だした。この信号は蛍光の信号や迷光の信号を含まない
ラマンスペクトルの信号だけがえられた。
【００１９】（実施例４）図３は実施例１で測定したシ
リコンのラマンスペクトルである。測定はＡｒレーザの
５１４．５ｎｍの波長を用いて行った。シリコンのラマ
ンスペクトルは５１４．５ｎｍの励起光の長い波長側と
短い波長側にそれぞれ現れる。図６はこれらのスペクト
ルを励起光からの波数のシフトを示したもので、５１０
ｃｍ~1のピークがシリコンのストークのラマンで、−５
１０ｃｍ~1のピークはアンチストークのラマンスペクト
ルである。アンチストーク対ストークの強度比（ＩａＳ
／ＩＳ）から測定ポイントの温度を推定した。ＩａＳ／
ＩＳは０．１で試料の温度は５０℃であった。温度とＩ
ａＳ／ＩＳを求めた結果−１７３℃で０.００２、２５
℃で０.１、２００℃で０.３、４００℃で０.４であっ
た。以上は顕微鏡の下で測定できた。
リコンのラマンスペクトルである。測定はＡｒレーザの
５１４．５ｎｍの波長を用いて行った。シリコンのラマ
ンスペクトルは５１４．５ｎｍの励起光の長い波長側と
短い波長側にそれぞれ現れる。図６はこれらのスペクト
ルを励起光からの波数のシフトを示したもので、５１０
ｃｍ~1のピークがシリコンのストークのラマンで、−５
１０ｃｍ~1のピークはアンチストークのラマンスペクト
ルである。アンチストーク対ストークの強度比（ＩａＳ
／ＩＳ）から測定ポイントの温度を推定した。ＩａＳ／
ＩＳは０．１で試料の温度は５０℃であった。温度とＩ
ａＳ／ＩＳを求めた結果−１７３℃で０.００２、２５
℃で０.１、２００℃で０.３、４００℃で０.４であっ
た。以上は顕微鏡の下で測定できた。
【００２０】（実施例５）図４は実施例２に示した装置
で測定したポリイミド薄膜の蛍光スペクトルである。測
定はＡｒレーザの３６４ｎｍの光を励起光として測定し
た結果である。図５は試料の温度を変えて測定した結果
を温度と蛍光強度の関係に纏めたものである。
で測定したポリイミド薄膜の蛍光スペクトルである。測
定はＡｒレーザの３６４ｎｍの光を励起光として測定し
た結果である。図５は試料の温度を変えて測定した結果
を温度と蛍光強度の関係に纏めたものである。
【００２１】図５は室温から４００℃までの試料の温度
を顕微鏡の下で測定できた時の特性図である。
を顕微鏡の下で測定できた時の特性図である。
【００２２】（実施例６）図６はＬＳＩのアルミニウム
配線に種々の電流を流し配線断線するまでの時間を測定
した結果である。このような方法でアルミニウム配線の
通常の使用条件における寿命をＢＬＡＣＫの寿命予測式
で推定した。従来は配線の温度が測定できなかったの
で、配線に電気を流した時のジュール熱で上昇しない範
囲で測定していた。本発明の実施例２の装置により配線
に６，７，８，９ＭＡ／ｃｍ2の電流密度で電気を流し
た時の温度を測定した。これにより、ＢＬＡＣＫの寿命
予測式のＴｍが実測できたので、図６の実線からＬＳＩ
配線の寿命が迅速に推定できた。
配線に種々の電流を流し配線断線するまでの時間を測定
した結果である。このような方法でアルミニウム配線の
通常の使用条件における寿命をＢＬＡＣＫの寿命予測式
で推定した。従来は配線の温度が測定できなかったの
で、配線に電気を流した時のジュール熱で上昇しない範
囲で測定していた。本発明の実施例２の装置により配線
に６，７，８，９ＭＡ／ｃｍ2の電流密度で電気を流し
た時の温度を測定した。これにより、ＢＬＡＣＫの寿命
予測式のＴｍが実測できたので、図６の実線からＬＳＩ
配線の寿命が迅速に推定できた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば半導体回路基板上に生じ
た応力または温度の分布を高い空間分解能測定すること
を可能とする顕微ラマン分光光度計及び顕微蛍光分光光
度計が提供できる。これにより半導体回路素子のシリコ
ン基板のＳｉのラマンスペクトルのピーク波数の変化を
測定する事が出来、そのピークのシフト量から応力変化
が求める事が出来る様になり、半導体回路素子製造工程
の薄膜製造プロセスの工程管理や評価が可能となる。ま
た同時に温度も合わせて測定できるので、これらの評価
をより的確に行うことができ、半導体製品の歩留まりの
向上や、品質向上に貢献できる。
た応力または温度の分布を高い空間分解能測定すること
を可能とする顕微ラマン分光光度計及び顕微蛍光分光光
度計が提供できる。これにより半導体回路素子のシリコ
ン基板のＳｉのラマンスペクトルのピーク波数の変化を
測定する事が出来、そのピークのシフト量から応力変化
が求める事が出来る様になり、半導体回路素子製造工程
の薄膜製造プロセスの工程管理や評価が可能となる。ま
た同時に温度も合わせて測定できるので、これらの評価
をより的確に行うことができ、半導体製品の歩留まりの
向上や、品質向上に貢献できる。
【図１】実施例１の装置の構成を示す図。
【図２】実施例２の装置の構成を示す図。
【図３】実施例４のシリコンのラマンスペクトル図。
【図４】実施例５の蛍光スペクトル図。
【図５】実施例５の蛍光強度と温度の関係の図。
【図６】実施例６のＬＳＩ配線の寿命予測の図。
１…試料、２…ｘｙｚステージ、３…顕微鏡対物レン
ズ、４…ＸＹＺステージコントローラ、５…可視光光
源、６…レーザ、７…光変調器、８…バンドパスフィル
タ、９…シャッタ、１０…光路変換ミラー（可視光とレ
ーザの切り替えミラー）、１１…光路変換ミラー（低分
散分光器への切り替えミラー）、１２…光路変換ミラー
（像観察用ＣＣＤと高分散能分光器との切り替えミラ
ー）、１３…低分散分光器、１４…高分散分光器、１５
…検出器（検出冷却形の高感度ＣＣＤ検出器，フォトン
カンター等）、１６…検出器（検出冷却形の高感度ＣＣ
Ｄ検出器，フォトンカンター等）、１７…デジタルロッ
クインアンプ、１８…信号処理器、１９…ＣＣＤカメラ
（分光器スリット像観察用）、２０…ＣＣＤカメラ、２
１…テレビモニタ、２２…装置全体の制御器、２３…半
導体の電気特性検出プローブ、２４…電気特性検出器、
２５…データ処理装置。
ズ、４…ＸＹＺステージコントローラ、５…可視光光
源、６…レーザ、７…光変調器、８…バンドパスフィル
タ、９…シャッタ、１０…光路変換ミラー（可視光とレ
ーザの切り替えミラー）、１１…光路変換ミラー（低分
散分光器への切り替えミラー）、１２…光路変換ミラー
（像観察用ＣＣＤと高分散能分光器との切り替えミラ
ー）、１３…低分散分光器、１４…高分散分光器、１５
…検出器（検出冷却形の高感度ＣＣＤ検出器，フォトン
カンター等）、１６…検出器（検出冷却形の高感度ＣＣ
Ｄ検出器，フォトンカンター等）、１７…デジタルロッ
クインアンプ、１８…信号処理器、１９…ＣＣＤカメラ
（分光器スリット像観察用）、２０…ＣＣＤカメラ、２
１…テレビモニタ、２２…装置全体の制御器、２３…半
導体の電気特性検出プローブ、２４…電気特性検出器、
２５…データ処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 充宏 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 高島 宗彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所半導体事業部内
Claims (7)
- 【請求項１】レーザ光源、試料にレーザを照射する光学
手段、１段または多段の分光器、検出器とからなる分光
光度計において、一定の周波数で発振するレーザまたは
一定の周波数で変調させる手段を備えたレーザを該レー
ザ光源として用い、これらの周波数と同期して信号を増
幅させる手段を備えたことを特長とする顕微分光光度
計。 - 【請求項２】請求項１における１段または多段の分光器
のなかの一つの分光器に用いられている回折格子をツエ
ルニー・ターナ型のエシェル回折格子を用いて高次数回
折光分散線により測定する事を特長とする顕微分光光度
計。 - 【請求項３】請求項１の１段または多段の分光器の分光
器としてホログラフィク透過型分光光度計を用いる事を
特長とする顕微分光光度計。 - 【請求項４】請求項１ないし２記載の顕微分光光度計を
用いシリコンウエーハのラマンスペクトルを測定し、半
導体集積回路素子製造工程でシリコンウエーハ上に生成
した各種薄膜の成膜時の応力を測定評価することを特徴
とする半導体装置評価方法。 - 【請求項５】請求項１ないし３記載の顕微分光光度計を
用い半導体集積回路素子上に成膜された絶縁膜の蛍光強
度を測定しその強度から回路基板の温度を推定すること
を特徴とする半導体装置評価方法。 - 【請求項６】請求項１ないし３記載の顕微分光光度計を
用い半導体集積回路素子上に成膜された絶縁膜の蛍光強
度を測定しその強度から回路基板の温度を推定し、この
温度と半導体回路素子の電気特性から半導体の品質等を
検査または評価する事を特徴とする半導体装置評価方
法。 - 【請求項７】請求項１ないし３記載の顕微分光光度計を
用い半導体集積回路素子製造工程で成膜した薄膜の温度
をシリコン基板または薄膜のラマンスペクトル強度から
推定し、この温度と半導体回路素子の電気特性から半導
体の品質または製膜の品質を検査または評価する事を特
徴とする半導体装置評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126700A JPH10318923A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 顕微分光光度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126700A JPH10318923A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 顕微分光光度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318923A true JPH10318923A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14941692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9126700A Pending JPH10318923A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 顕微分光光度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10318923A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106934A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | ポリイミドの溶解速度評価方法、ポリイミドの製造方法、及びこれらの方法を用いて得られるポリイミド |
| JP2020139940A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-09-03 | 国立大学法人東北大学 | 化学強化ガラスの残留応力の評価方法 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP9126700A patent/JPH10318923A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106934A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | ポリイミドの溶解速度評価方法、ポリイミドの製造方法、及びこれらの方法を用いて得られるポリイミド |
| JPWO2006106934A1 (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-11 | 日立化成工業株式会社 | ポリイミドの溶解速度評価方法、ポリイミドの製造方法、及びこれらの方法を用いて得られるポリイミド |
| KR100898850B1 (ko) | 2005-03-31 | 2009-05-21 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 폴리이미드의 용해속도 평가방법, 폴리이미드의 제조방법,및 이들 방법을 이용해서 얻어지는 폴리이미드 |
| JP4530040B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-08-25 | 日立化成工業株式会社 | ポリイミドの溶解速度評価方法、ポリイミドの製造方法、及びこれらの方法を用いて得られるポリイミド |
| US7973125B2 (en) | 2005-03-31 | 2011-07-05 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Method of evaluating polymide dissolution rate, method of producing polymide, and polymide obtained using same methods |
| TWI394776B (zh) * | 2005-03-31 | 2013-05-01 | 聚醯亞胺的溶解速度評估方法以及聚醯亞胺的製造方法 | |
| JP2020139940A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-09-03 | 国立大学法人東北大学 | 化学強化ガラスの残留応力の評価方法 |
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