JPH11295159A - Stress measuring device - Google Patents

Stress measuring device

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JPH11295159A
JPH11295159A JP9753098A JP9753098A JPH11295159A JP H11295159 A JPH11295159 A JP H11295159A JP 9753098 A JP9753098 A JP 9753098A JP 9753098 A JP9753098 A JP 9753098A JP H11295159 A JPH11295159 A JP H11295159A
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reflected light
light
stress
sample
wavelength
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Ikuo Konishi
郁夫 小西
Taneo Nishino
種夫 西野
Takashi Kita
隆 喜多
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Shimadzu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a stress of microstructure with high spatial resolution. SOLUTION: This device is provided with an irradiating means 1 for irradiating a sample 2 with light, a modulating means 6 for modulating at least an emergy state of the means 1 on the sample 2, and a processing means 3 for finding a stress value based on a reflected light intensity pattern. An irradiated point P of the sample 2 is irradiated with light from the irradiating means 1, the modulating means 6 modulates the energy state of the point P, the processing means 3 detects reflected light reflected in the point P by a detector 4, and the stress value is computed in an operation unit 5 based on the detected reflected light intensity pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、応力測定装置に関
し、特に、半導体プロセスのデバイス検査に好適で、膜
応力の測定を行う応力測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stress measuring device, and more particularly, to a stress measuring device suitable for device inspection in a semiconductor process and measuring a film stress.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体プロセスのデバイス製作におい
て、成膜で形成された薄膜に応力が発生する場合があ
る。この薄膜に発生する応力は、薄膜自体の特性に影響
を与えるだけでなく、シリコン基板等の薄膜の周囲部分
にも応力を発生させ、デバイス全体に影響が及ぶ場合が
ある。
2. Description of the Related Art In manufacturing a device in a semiconductor process, stress may be generated in a thin film formed by film formation. The stress generated in the thin film not only affects the characteristics of the thin film itself, but also generates a stress in a peripheral portion of the thin film such as a silicon substrate, and may affect the entire device.

【0003】半導体デバイスにおいて、応力測定を必要
とする構造としては、たとえばLOCOS構造やトレン
チ構造のエッジ部分がある。このエッジ部分は応力集中
が発生し易い構造であるため、応力に基づく影響が発生
しやすい。微細化が進むにつれて、この応力は増大する
傾向があり、今後更に問題となってくる。
In a semiconductor device, a structure requiring stress measurement includes, for example, an edge portion of a LOCOS structure or a trench structure. Since the edge portion has a structure in which stress concentration is likely to occur, an influence due to stress is likely to occur. This stress tends to increase as the miniaturization progresses, and this will become a further problem in the future.

【0004】一般に、微小構造での応力を測定する方法
として、X線回折測定や形状測定やラマン測定等が知ら
れている。特に、半導体デバイスの微小部に発生する応
力を測定するには、比較的空間分解能が高い顕微ラマン
が使用されることが多い。
In general, X-ray diffraction measurement, shape measurement, Raman measurement, and the like are known as methods for measuring stress in a minute structure. In particular, in order to measure a stress generated in a minute portion of a semiconductor device, micro-Raman having relatively high spatial resolution is often used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体デバイ
スの微細化に伴い、従来の方法では実際のデバイスの評
価が困難になってきており、より空間分解能が高い応力
測定装置が求められている。そこで、本発明は微小構造
の応力を、高い空間分解能で測定することができる応力
測定装置を提供することを目的とする。
However, with the miniaturization of semiconductor devices, it has become difficult to evaluate actual devices by the conventional method, and a stress measuring device with higher spatial resolution is required. Therefore, an object of the present invention is to provide a stress measuring device capable of measuring the stress of a microstructure with high spatial resolution.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】薄膜等の試料に光を照射
して得られる反射光は、その波長域で試料の電子状態を
反映する特徴的な分光パターンを備えている。本発明の
出願人は、このパターン変化が、試料の照射点における
応力に応じてシフトすることを確認した。本発明は、こ
の応力によりシフトするパターン変化を検出することに
よって、試料の応力を測定するものである。
The reflected light obtained by irradiating a sample such as a thin film with light has a characteristic spectral pattern that reflects the electronic state of the sample in the wavelength range. The applicant of the present invention has confirmed that this pattern change shifts according to the stress at the irradiation point of the sample. The present invention measures the stress of the sample by detecting a change in the pattern shifted by the stress.

【0007】本発明の応力測定装置の第1の態様は、試
料に光を照射する照射手段と、反射光強度パターンから
応力値を求める処理手段とを備える構成とする。図1は
本発明の応力測定装置の第1の形態を説明するための概
略図である。図1において、応力測定装置は、照射手段
1から試料2の照射点Pに光を照射し、処理手段3は該
照射点Pで反射した反射光を検出器4で検出し、演算装
置5において検出した反射強度パターンに基づいて応力
値を演算する。
A first aspect of the stress measuring apparatus according to the present invention comprises an irradiating means for irradiating a sample with light and a processing means for obtaining a stress value from a reflected light intensity pattern. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of the stress measuring device of the present invention. In FIG. 1, a stress measuring device irradiates light from an irradiation unit 1 to an irradiation point P of a sample 2, a processing unit 3 detects a reflected light reflected at the irradiation point P by a detector 4, A stress value is calculated based on the detected reflection intensity pattern.

【0008】照射手段は、試料上の測定点に光を照射す
る手段であり、照射光は照射点において位置反射され
る。この反射光は、照射点における試料のバンド構造に
応じた反射光強度パターンを備える。本出願人は、この
反射光強度パターンは照射点で発生している応力に応じ
てシフトするとともに、波長シフト量と応力値との間に
は一定の関係があることを見い出し、この反射光強度パ
ターンから波長シフト量を求め、波長シフトから応力値
を求める。図4(a)は反射光強度パターンの波長シフ
トを説明するための概略図である。なお、図4(a)で
は反射光強度パターンを模式的に表している。波長に対
する反射光強度パターンは、応力の有無に応じて例えば
実線に示すパターンから破線に示すパターンに、波長が
シフトする。この波長シフトのシフト量は、試料部位で
の応力値に対応する。
The irradiating means is a means for irradiating a measuring point on the sample with light, and the irradiating light is position-reflected at the irradiating point. This reflected light has a reflected light intensity pattern corresponding to the band structure of the sample at the irradiation point. The present applicant has found that this reflected light intensity pattern shifts according to the stress generated at the irradiation point, and that there is a certain relationship between the wavelength shift amount and the stress value. A wavelength shift amount is obtained from the pattern, and a stress value is obtained from the wavelength shift. FIG. 4A is a schematic diagram for explaining the wavelength shift of the reflected light intensity pattern. FIG. 4A schematically shows a reflected light intensity pattern. The wavelength of the reflected light intensity pattern with respect to the wavelength shifts from, for example, a pattern shown by a solid line to a pattern shown by a broken line according to the presence or absence of stress. The shift amount of the wavelength shift corresponds to the stress value at the sample site.

【0009】処理手段は、測定点における反射光強度パ
ターンを測定して、この反射光強度から波長シフト量を
求め、上記関係を用いることによって波長シフト量から
応力値あるいは応力対応値を求める。
The processing means measures the reflected light intensity pattern at the measurement point, obtains a wavelength shift amount from the reflected light intensity, and obtains a stress value or a stress corresponding value from the wavelength shift amount by using the above relationship.

【0010】反射光強度パターンは反射光強度の波長変
化であり、照射光側、又は反射光側の波長を変更し、こ
の波長に対する反射光の強度を受光手段で検出すること
によって求めることができる。
The reflected light intensity pattern is a change in the wavelength of the reflected light intensity, and can be obtained by changing the wavelength on the irradiation light side or the reflected light side and detecting the intensity of the reflected light with respect to this wavelength by the light receiving means. .

【0011】波長変更を行う第1の態様は照射光側で波
長変更を行うものであり、モノクロメータで分光するこ
とによって波長変更を行い、分光された単色光を試料部
位に照射する。このモノクロメータを制御することによ
って、照射する波長を変更することができる。
In the first mode for changing the wavelength, the wavelength is changed on the irradiation light side. The wavelength is changed by dispersing the light with a monochromator, and the separated monochromatic light is applied to the sample portion. By controlling this monochromator, the wavelength to be irradiated can be changed.

【0012】波長変更を行う第2の態様は反射光側で波
長変更を行うものであり、分光されない光を試料部位に
照射し、反射光をモノクロメータで分光することによっ
て波長変更を行う。このモノクロメータを制御すること
によって、検出する反射光の波長を変更することができ
る。また、他の態様として、照射光側及び反射光側に偏
光手段を設ける構成とし、検出信号のS/N比を高める
ことができる。
In a second mode for changing the wavelength, the wavelength is changed on the reflected light side. The wavelength is changed by irradiating the sample portion with light that is not split and then splitting the reflected light with a monochromator. By controlling this monochromator, the wavelength of the reflected light to be detected can be changed. Further, as another aspect, a configuration in which polarizing means is provided on the irradiation light side and the reflection light side can increase the S / N ratio of the detection signal.

【0013】また、本発明の応力測定装置の第2の形態
は、試料に光を照射する照射手段と、試料上の少なくと
も照射部のエネルギー状態を変調する変調手段と、反射
光強度パターンから応力値を求める処理手段とを備える
構成とすることができる。第2の形態の構成は、前記第
1の形態の構成に加えて、試料上の少なくとも照射部の
エネルギー状態を変調する変調手段を備える構成であ
る。図2に示す応力測定装置の第2の形態は、照射手段
1から試料2の照射点Pに光を照射するとともに、変調
手段6は該照射点Pのエネルギー状態を変調し、処理手
段3は該照射点Pで反射した反射光を検出器4で検出
し、演算装置5において検出した反射強度パターンに基
づいて応力値を演算する。
A second embodiment of the stress measuring apparatus according to the present invention comprises an irradiating means for irradiating the sample with light, a modulating means for modulating the energy state of at least an irradiating part on the sample, And a processing means for obtaining a value. The configuration of the second embodiment is a configuration including, in addition to the configuration of the first embodiment, a modulation unit that modulates at least the energy state of the irradiation unit on the sample. In the second embodiment of the stress measurement device shown in FIG. 2, the irradiation unit 1 irradiates light to the irradiation point P of the sample 2, the modulation unit 6 modulates the energy state of the irradiation point P, and the processing unit 3 The reflected light reflected at the irradiation point P is detected by the detector 4, and the stress value is calculated based on the reflection intensity pattern detected by the calculation device 5.

【0014】変調手段は、照射部に外部から刺激を加え
ることによって、試料部位を励起してエネルギー状態を
変化させ、これによって反射強度パターンを変化させ
る。これによって検出される反射スペクトルは変調によ
る微分信号となり、バックグラウンド信号の影響を除去
することができる。図4(b)は反射スペクトルの波長
シフトを説明するための概略図である。なお、図4
(b)では反射スペクトルを模式的に表している。反射
スペクトルは、応力の有無に応じて例えば実線に示すパ
ターンから破線に示すパターンに、波長がシフトする。
この波長シフトのシフト量は、試料部位での応力値に対
応する。バンド構造の臨界点では、該構造を反映した微
細構造を表す信号が検出される。反射スペクトルの検出
は、変調された反射光を変調手段の変調周期と同期させ
て検出することによって行うことができる。
The modulating means excites the sample site by applying a stimulus to the irradiation unit from the outside, thereby changing the energy state, and thereby changing the reflection intensity pattern. The reflection spectrum detected thereby becomes a differential signal due to the modulation, and the influence of the background signal can be removed. FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the wavelength shift of the reflection spectrum. FIG.
(B) schematically shows the reflection spectrum. The wavelength of the reflection spectrum shifts from, for example, a pattern shown by a solid line to a pattern shown by a broken line according to the presence or absence of stress.
The shift amount of the wavelength shift corresponds to the stress value at the sample site. At the critical point of the band structure, a signal representing a fine structure reflecting the structure is detected. The reflection spectrum can be detected by detecting the modulated reflected light in synchronization with the modulation period of the modulation means.

【0015】変調手段の第1の態様は、電子線を断続的
にオンオフすることにより変調し、この変調電子線を照
射するものである。この変調した電子線を試料部位に照
射することによって試料部位でのエネルギー状態が変化
し、該部位で反射する反射光強度が変化する。
The first mode of the modulating means modulates the electron beam by turning it on and off intermittently and irradiates the modulated electron beam. By irradiating the sample site with this modulated electron beam, the energy state at the sample site changes, and the intensity of the reflected light reflected at the site changes.

【0016】変調手段の第2の態様は、イオンビームを
断続的にオンオフすることにより変調し、この変調イオ
ンビームを照射するものである。この変調したイオンビ
ームを試料部位に照射することによって試料部位でのエ
ネルギー状態が変化し、該部位で反射する光の反射光強
度が変化する。
A second mode of the modulating means modulates the ion beam by intermittently turning it on and off, and irradiates the modulated ion beam. By irradiating the sample portion with the modulated ion beam, the energy state at the sample portion changes, and the reflected light intensity of the light reflected at the sample portion changes.

【0017】変調手段の第3の態様は、電圧制御によっ
て試料部位に印加する電界を変調するものである。試料
部位に印加する電界を変調することによって試料部位で
のエネルギー状態が変化し、該部位で反射する光の反射
光強度が変化する。
A third mode of the modulating means modulates an electric field applied to a sample portion by voltage control. By modulating the electric field applied to the sample site, the energy state at the sample site changes, and the intensity of the light reflected at the site changes.

【0018】変調手段の第4の態様は、試料部位に熱を
変調しながら付与するものである。試料部位に付与する
熱を変調することによって試料部位でのエネルギー状態
が変化し、該部位で反射する光の反射光強度が変化す
る。
A fourth mode of the modulating means is to apply heat to the sample portion while modulating the heat. By modulating the heat applied to the sample site, the energy state at the sample site changes, and the reflected light intensity of the light reflected at the site changes.

【0019】変調手段の第5の態様は、試料部位に音波
を変調しながら付与するものである。試料部位に付与す
る音波を変調することによって試料部位でのエネルギー
状態が変化し、該部位で反射する光の反射光強度が変化
する。
A fifth aspect of the modulating means is to apply a sound wave to a sample portion while modulating the sound wave. By modulating the sound wave applied to the sample site, the energy state at the sample site changes, and the reflected light intensity of the light reflected at the site changes.

【0020】したがって、前記変調手段を設けることに
よって、S/N比の高い反射光強度パターンの検出信号
を求めることができる。さらに、本発明の応力測定装置
の第3の形態の構成は、前記第1,2の形態において、
照射手段は少なくとも2つの複数の異なる波長を含む照
射光を照射し、処理手段は波長間での波長差と反射光強
度差に基づいて応力値を求める構成とするものである。
図3に示す応力測定装置の第3の形態は、照射手段1か
ら試料2の照射点Pに複数の異なる波長の光を照射する
とともに、変調手段6は該照射点Pのエネルギー状態を
変調し、処理手段3は該照射点Pで反射した反射光を検
出器4で検出し、演算装置5において検出した波長毎の
反射強度に基づいて応力値を演算する。
Therefore, by providing the modulation means, a detection signal of a reflected light intensity pattern having a high S / N ratio can be obtained. Further, the configuration of the third mode of the stress measuring device of the present invention is the same as that of the first and second modes,
The irradiating means irradiates irradiation light including at least two different wavelengths, and the processing means obtains a stress value based on a wavelength difference between the wavelengths and a reflected light intensity difference.
In the third embodiment of the stress measuring device shown in FIG. 3, the irradiation unit 1 irradiates the irradiation point P of the sample 2 with light of a plurality of different wavelengths, and the modulation unit 6 modulates the energy state of the irradiation point P. The processing means 3 detects the reflected light reflected at the irradiation point P by the detector 4 and calculates a stress value based on the reflection intensity for each wavelength detected by the calculating device 5.

【0021】第3の形態の構成において、波長シフトと
反射光強度変化と応力との関係をあらかじめ求めてお
き、異なる波長で求めた反射光強度の変化とその波長差
と前記関係から応力の絶対値を求めることができる。図
4(c)は波長毎の反射光強度及び波長シフトを説明す
るための概略図である。なお、図4(c)では反射スペ
クトルを模式的に表している。反射スペクトルは、応力
の有無に応じて例えば実線に示すパターンから破線に示
すパターンに波長がシフトする。
In the configuration of the third embodiment, the relationship between the wavelength shift, the change in reflected light intensity, and the stress is obtained in advance, and the absolute value of the stress is obtained from the change in the reflected light intensity obtained at different wavelengths, the wavelength difference, and the relationship. The value can be determined. FIG. 4C is a schematic diagram for explaining the reflected light intensity and the wavelength shift for each wavelength. FIG. 4C schematically shows the reflection spectrum. The wavelength of the reflection spectrum shifts, for example, from a pattern shown by a solid line to a pattern shown by a broken line according to the presence or absence of stress.

【0022】この反射スペクトルにおいて、異なる波長
λ1,λ2の光で測定した反射光の強度を、波長シフト
前の波長λ1,λ2による値をR11,R12とし、波
長シフト後の波長λ1,λ2による値をR21,R22
とすると、波長シフトΔλは、概略 Δλ=(λ1−λ2)・(R11−R21)/(R22
−R21) によって求めることができる。この波長シフトΔλと応
力値との関係をあらかじめ求めておくことによって、応
力値を求めることができる。
In this reflection spectrum, the intensity of the reflected light measured with the light of different wavelengths λ1 and λ2 is represented by R11 and R12 when the wavelengths λ1 and λ2 before the wavelength shift are used, and the values based on the wavelengths λ1 and λ2 after the wavelength shift. To R21, R22
Then, the wavelength shift Δλ is approximately Δλ = (λ1−λ2) · (R11−R21) / (R22
-R21). The stress value can be obtained by obtaining the relationship between the wavelength shift Δλ and the stress value in advance.

【0023】また、第3の形態は、1つの試料部位にお
いて波長λ1,λ2の2つの波長での測定で求めること
ができる。したがって、試料部位に照射する波長の個数
を減少させることができ、短時間で応力測定を行うこと
ができる。
The third embodiment can be obtained by measuring two wavelengths λ1 and λ2 at one sample portion. Therefore, it is possible to reduce the number of wavelengths applied to the sample portion, and it is possible to perform stress measurement in a short time.

【0024】この第3の形態の構成では、複数の波長か
ら特定の波長の同定を行う。波長を同定する第1の態様
は、照射光側で波長同定を行うものであり、照射側に複
数の波長を照射する複数光源を備え、該光源を切り替え
ることによって波長同定を行う。
In the configuration of the third embodiment, a specific wavelength is identified from a plurality of wavelengths. In the first mode for identifying wavelengths, wavelength identification is performed on the irradiation light side. A plurality of light sources for irradiating a plurality of wavelengths are provided on the irradiation side, and wavelength identification is performed by switching the light sources.

【0025】波長を同定する第2の態様は、反射光側で
波長同定を行うものであり、試料部位に入射する複数光
から得られる反射光を、フィルターあるいは回折格子で
分離して波長同定を行う。
The second mode of identifying the wavelength is to perform wavelength identification on the reflected light side, and the wavelength identification is performed by separating the reflected light obtained from a plurality of lights incident on the sample portion by a filter or a diffraction grating. Do.

【0026】波長を同定する第3の態様は、照射光側及
び反射光側で波長同定を行うものであり、試料部位に入
射光を時分割で入射し、反射光を前記時分割に同期する
ことによって波長同定を行う。
A third mode for identifying the wavelength is to perform wavelength identification on the irradiation light side and on the reflected light side. The incident light is incident on the sample site in a time division manner, and the reflected light is synchronized with the time division. In this way, wavelength identification is performed.

【0027】また、波長を同定する第4の態様は、照射
光側及び反射光側で波長同定を行うものであり、複数の
入射光を同一試料部位に異なる入射角度で照射し、該反
射光を異なる反射角度で検出することによって波長同定
を行う。さらに、本発明の応力測定装置の第1,2,3
の各形態において、照射光と反射光と電子線を同一軸上
とする構成とすることができる。
In a fourth mode for identifying the wavelength, wavelength identification is performed on the irradiation light side and the reflected light side. A plurality of incident lights are irradiated on the same sample portion at different incident angles, and the reflected light is reflected. Is detected at different reflection angles to perform wavelength identification. Further, the first, second, and third stress measuring devices of the present invention
In each of the embodiments, the irradiation light, the reflected light, and the electron beam may be coaxial.

【0028】本発明によれば、照射光のスポット径を小
さくしたり、変調手段による変調領域を絞ることによっ
て、微小部分の応力測定が可能となる。また、本発明の
測定装置は、薄膜等の試料における分光パターンの変化
が応力によって生ずるものとし、この応力の測定を行う
ものであるが、試料の分光パターンは応力に限らず結晶
欠陥を含む結晶特性によっても変化する。したがって、
本発明の測定装置は、結晶特性等の試料の分光パターン
を変化させる試料の内部状態の測定に適用することがで
きる。
According to the present invention, it is possible to measure the stress of a minute part by reducing the spot diameter of the irradiation light or narrowing the modulation area by the modulation means. Further, the measuring apparatus of the present invention assumes that a change in the spectral pattern of a sample such as a thin film is caused by stress, and measures this stress. It also changes depending on the characteristics. Therefore,
The measurement device of the present invention can be applied to measurement of the internal state of a sample that changes the spectral pattern of the sample such as crystal characteristics.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の応力測定装置の第
1,2,3の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明
する。図5〜図10は本発明の第1,2の形態を説明す
るための図であり、図11〜図16は本発明の第3の形
態を説明するための図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, first, second and third embodiments of the stress measuring device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 5 to 10 are diagrams for explaining the first and second embodiments of the present invention, and FIGS. 11 to 16 are diagrams for explaining the third embodiment of the present invention.

【0030】はじめに、本発明の第1,2の形態につい
て説明する。なお、第1の形態は第2の形態から変調手
段を除いた構成であり、反射光強度パターンを反射光強
度で測定するか、反射光強度の微分値で測定するかの点
で相違するが、ほぼ同様に構成とすることができるた
め、ここでは、第2の形態を用いて説明する。
First, the first and second embodiments of the present invention will be described. Note that the first mode is a configuration in which the modulating means is removed from the second mode, and differs in that the reflected light intensity pattern is measured by the reflected light intensity or the differential value of the reflected light intensity. Since the configuration can be substantially the same, the second embodiment will be described here.

【0031】図5は本発明の第1の構成例を説明するた
めの概略ブロック図であり、第1,2の形態に対応し、
照射光側のモノクロメータで分光することによって波長
変更を行う構成例である。図5において、照射光側は、
複数の波長を有する光源11の光をモノクロメータ12
によって単色光とし、光ファイバーやレンズ系の光学系
13を介して、ステージ7上に配置した試料2の照射点
Pに照射する。照射点Pで反射した反射光はフォトダイ
オードやフォトマルチプライヤ等の光検出器41で検出
される。また、照射点Pあるいはその近傍には、電子線
源61から電子線が照射される。ブランキングユニット
62は、信号発生器63からブランキング信号を受け
て、試料の照射点Pに対して電子線を間欠的に照射し、
照射点Pの電子状態を変調する。
FIG. 5 is a schematic block diagram for explaining a first configuration example of the present invention, which corresponds to the first and second embodiments.
This is a configuration example in which the wavelength is changed by splitting light with a monochromator on the irradiation light side. In FIG. 5, the irradiation light side is
The light from the light source 11 having a plurality of wavelengths is
To irradiate the irradiation point P of the sample 2 placed on the stage 7 through an optical fiber or an optical system 13 of a lens system. The light reflected at the irradiation point P is detected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier. An electron beam is emitted from the electron beam source 61 to or near the irradiation point P. The blanking unit 62 receives the blanking signal from the signal generator 63, intermittently irradiates the electron beam to the irradiation point P of the sample,
The electronic state of the irradiation point P is modulated.

【0032】光検出器41は、変調を行わない場合には
反射光の強度のみを検出する。また、変調を行う場合に
は、反射光の強度、及び変調による反射光の強度変化の
微分値を検出する。
When no modulation is performed, the photodetector 41 detects only the intensity of the reflected light. In the case of performing the modulation, the intensity of the reflected light and the differential value of the intensity change of the reflected light due to the modulation are detected.

【0033】光検出器41の検出信号は、プリアンプ5
1で信号増幅した後、デジタルマルチメータ52で反射
光強度Rを求め、ロックインアンプ53で反射光の強度
変化の微分値ΔRを求める。なお、ロックインアンプ5
3は、信号発生器63から信号を受けて、電子線のブラ
ンキングとの同期をとる。演算器54は、反射光強度R
と微分値ΔRを入力して反射光スペクトルを求め、波長
シフト及び応力を演算する。なお、反射光スペクトルの
測定における波長変更では、モノクロメータ12を制御
することによって試料2への照射光の波長を変更する。
The detection signal of the photodetector 41 is
After amplifying the signal by 1, the digital multimeter 52 obtains the reflected light intensity R, and the lock-in amplifier 53 obtains the differential value ΔR of the change in the intensity of the reflected light. The lock-in amplifier 5
3 receives the signal from the signal generator 63 and synchronizes with the blanking of the electron beam. The arithmetic unit 54 calculates the reflected light intensity R
And the differential value ΔR are input to obtain the reflected light spectrum, and the wavelength shift and stress are calculated. In the wavelength change in the measurement of the reflected light spectrum, the wavelength of the irradiation light to the sample 2 is changed by controlling the monochromator 12.

【0034】また、照射光のスポット径を小さくした
り、電子線による変調領域を絞ることによって、微小部
分の応力測定が可能となる。また、変調手段として、電
子線を用いる場合には、試料2を真空装置8によって真
空状態としている。
Further, by reducing the spot diameter of the irradiation light or narrowing the modulation area by the electron beam, it becomes possible to measure the stress of a minute portion. When an electron beam is used as the modulating means, the sample 2 is evacuated by the vacuum device 8.

【0035】次に、第1,2の形態において、波長シフ
トを求める2つの処理について、図6,7を用いて説明
する。図6は波長シフトを求める第1の処理を説明する
ための概略図である。この第1の方法は、試料上におい
て、測定点毎に、分光等によって照射光の波長を変更し
ながら反射光の強度を測定して反射光スペクトルを求
め、求めた反射光スペクトルを比較して波長シフトを求
めるものである。たとえば、図6(a)中の点Aと点B
の応力状態が異なる場合、各点で求めた反射光スペクト
ル間には、図6(b)中の実線及び破線で示すような波
長シフトΔλが生じる。この波長シフトΔλは、両測定
点での応力の差に対応することになる。したがって、試
料2を走査しながら、各点の反射光スペクトルを求める
ことによって、試料2の応力状態を求めることができ
る。なお、ここで求めた応力値は、相対的な値となる。
Next, two processes for obtaining the wavelength shift in the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a first process for obtaining a wavelength shift. In the first method, the reflected light spectrum is obtained by measuring the intensity of the reflected light while changing the wavelength of the irradiation light by spectroscopy or the like for each measurement point on the sample, and comparing the obtained reflected light spectrum. This is to determine the wavelength shift. For example, point A and point B in FIG.
When the stress states are different, a wavelength shift Δλ as shown by a solid line and a broken line in FIG. 6B occurs between the reflected light spectra obtained at each point. This wavelength shift Δλ corresponds to the difference between the stresses at both measurement points. Therefore, the stress state of the sample 2 can be determined by determining the reflected light spectrum of each point while scanning the sample 2. The stress value obtained here is a relative value.

【0036】図7は波長シフトを求める第2の処理を説
明するための概略図である。第2の方法は、特定の波長
の光によって測定点での反射光強度を求め、求めた反射
光強度と基準の反射光強度との差から波長シフトを推定
するものである。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a second process for obtaining a wavelength shift. The second method is to calculate the reflected light intensity at the measurement point using light of a specific wavelength, and to estimate the wavelength shift from the difference between the obtained reflected light intensity and the reference reflected light intensity.

【0037】たとえば、図7(a)中の点Cにおいて波
長λ0の光での反射光強度R0を求め、図7(b)に示
すように、基準値Rとの差ΔRを求める。なお、基準値
Rは任意の点での反射光強度とすることができる。この
反射光強度の差は波長シフト量と一定の関係にあり、反
射光強度の差から波長シフト量を推定することができ
る。例えば、図7(c)において、波長シフトがΔλ1
である場合には反射光強度の差はΔR1となり、また、
波長シフトがΔλ2である場合には反射光強度の差はΔ
R2となる。したがって、反射光強度の差ΔRを求める
ことによって、波長シフト量Δλを推定することができ
る。なお、ここで求めた応力値は、相対的な値となる。
For example, at the point C in FIG. 7A, the reflected light intensity R0 of the light having the wavelength λ0 is obtained, and as shown in FIG. 7B, the difference ΔR from the reference value R is obtained. Note that the reference value R can be a reflected light intensity at an arbitrary point. This difference in reflected light intensity has a fixed relationship with the wavelength shift amount, and the wavelength shift amount can be estimated from the difference in reflected light intensity. For example, in FIG. 7C, the wavelength shift is Δλ1
, The difference between the reflected light intensities is ΔR1, and
If the wavelength shift is Δλ2, the difference in reflected light intensity is Δ
R2. Therefore, the wavelength shift amount Δλ can be estimated by determining the difference ΔR in the reflected light intensity. The stress value obtained here is a relative value.

【0038】以下、図8〜図10を用いて本発明の第
1,2の形態に対応する第2〜4の構成例について説明
する。図8は本発明の第2の構成例を説明するための概
略ブロック図であり、反射光側のモノクロメータで分光
することによって波長変更を行う構成例である。図8に
おいて、照射光側は、複数の波長を有する光源11の光
を光ファイバーやレンズ系の光学系13を介して、ステ
ージ7上に配置した試料2の照射点Pに照射する。ま
た、検出側では、照射点Pで反射した反射光をモノクロ
メータ42で分光し、分光波長に応じて配置されたフォ
トダイオードやフォトマルチプライヤ等の光検出器41
で検出する。モノクロメータ42で分光することによっ
て、第1の構成例と同様に、反射光スペクトルの測定に
おける波長変更を行う。なお、変調手段や処理手段の構
成及び処理動作は、第1の構成と同様とすることができ
るため、ここでの説明は省略する。
Hereinafter, second to fourth configuration examples corresponding to the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic block diagram for explaining a second configuration example of the present invention, and is a configuration example in which the wavelength is changed by dispersing light with a monochromator on the reflected light side. In FIG. 8, the irradiation light side irradiates the light of the light source 11 having a plurality of wavelengths to the irradiation point P of the sample 2 placed on the stage 7 via an optical fiber or an optical system 13 of a lens system. On the detection side, the reflected light reflected at the irradiation point P is separated by the monochromator 42, and the light detector 41 such as a photodiode or a photomultiplier arranged according to the spectral wavelength is used.
To detect. By splitting the spectrum with the monochromator 42, the wavelength is changed in the measurement of the reflected light spectrum as in the first configuration example. Note that the configurations and processing operations of the modulating unit and the processing unit can be the same as those of the first configuration, and a description thereof will be omitted.

【0039】図9は本発明の第3の構成例を説明するた
めの概略ブロック図であり、照射光側及び反射光側に偏
光板14,44を配置することによって特定の反射光を
用いる構成例である。図9において、照射光側は、複数
の波長を有する光源11の光を光ファイバーやレンズ系
の光学系13を介し、さらに偏光板14を通して偏光し
た照射光を、ステージ7上に配置した試料2の照射点P
に照射する。また、検出側では、照射点Pで反射した反
射光を偏光板44を通して特定の偏光された反射光を抽
出し、フォトダイオードやフォトマルチプライヤ等の光
検出器41で検出する。なお、変調手段や処理手段の構
成及び処理動作は、第1の構成と同様とすることができ
るため、ここでの説明は省略する。
FIG. 9 is a schematic block diagram for explaining a third configuration example of the present invention, in which specific reflection light is provided by disposing polarizing plates 14 and 44 on the irradiation light side and the reflection light side. It is an example. In FIG. 9, on the irradiation light side, irradiation light obtained by polarizing light from a light source 11 having a plurality of wavelengths through an optical fiber or an optical system 13 of a lens system and further passing through a polarizing plate 14 is applied to the sample 2 on the stage 7. Irradiation point P
Irradiation. On the detection side, the reflected light reflected at the irradiation point P is extracted through the polarizing plate 44 to extract a specific polarized reflected light, and is detected by the photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier. Note that the configurations and processing operations of the modulating unit and the processing unit can be the same as those of the first configuration, and a description thereof will be omitted.

【0040】図10は本発明の第4の構成例を説明する
ための概略ブロック図であり、照射光,反射光,及び電
子線を同一軸上とする構成例である。図10において、
照射光側は、複数の波長を有する光源11の光をモノク
ロメータ12によって単色光とし、光ファイバーやレン
ズ系の光学系13及び光学系15を介して、ステージ7
上に配置した試料2の照射点Pに対して電子線と同軸上
で照射を行う。また、検出側では、照射点Pで反射した
電子線と同軸上の反射光を、光学系45を介してフォト
ダイオードやフォトマルチプライヤ等の光検出器41で
検出する。
FIG. 10 is a schematic block diagram for explaining a fourth configuration example of the present invention, in which the irradiation light, the reflected light, and the electron beam are on the same axis. In FIG.
On the irradiation light side, the light of the light source 11 having a plurality of wavelengths is converted into monochromatic light by the monochromator 12, and the light is emitted to the stage
The irradiation point P of the sample 2 arranged above is irradiated coaxially with the electron beam. On the detection side, reflected light coaxial with the electron beam reflected at the irradiation point P is detected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier via an optical system 45.

【0041】光学系15,45を配置することによっ
て、照射光,反射光,及び電子線を同一軸上とする構成
とすることができ、この構成とすることによって、光の
照射点,光の反射点,及び電子線の照射点を試料上の測
定点に集中させ、微小領域の測定を行うことができる。
By arranging the optical systems 15 and 45, it is possible to make the irradiation light, the reflected light, and the electron beam coaxial with each other. With this structure, the light irradiation point and the light By focusing the reflection point and the irradiation point of the electron beam on the measurement point on the sample, it is possible to measure a minute area.

【0042】なお、変調手段や処理手段の構成及び処理
動作は、第1の構成と同様とすることができるため、こ
こでの説明は省略する。次に、本発明の第3の形態につ
いて説明する。第3の形態は第1,2の形態において、
照射手段から少なくとも2つの複数の異なる波長を含む
照射光を照射し、処理手段において、前記波長間での波
長差と反射光強度差に基づいて応力値を求めるものであ
る。
Note that the configurations and processing operations of the modulating means and the processing means can be the same as those of the first configuration, and the description is omitted here. Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third mode is the first and second modes,
Irradiating light including at least two different wavelengths is radiated from the irradiating means, and a stress value is obtained in the processing means based on a wavelength difference between the wavelengths and a reflected light intensity difference.

【0043】図11は本発明の第5の構成例を説明する
ための概略ブロック図であり、第3の形態に対応し、照
射光側から波長λ1と波長λ2の波長が異なる照射光を
切り換えて照射し、各波長の照射光による反射光強度を
測定する構成例である。図11において、照射光側は、
波長λ1と波長λ2の光源15、16と、該各波長光を
切り換えて照射する切り換え器17を備え、光ファイバ
ーやレンズ系の光学系13を介して、ステージ7上に配
置した試料2の照射点Pに照射する。照射点Pで反射し
た反射光はフォトダイオードやフォトマルチプライヤ等
の光検出器41で検出される。
FIG. 11 is a schematic block diagram for explaining a fifth configuration example of the present invention, and corresponds to the third embodiment, and switches irradiation light having different wavelengths of wavelengths λ1 and λ2 from the irradiation light side. This is an example of a configuration for measuring the intensity of reflected light due to irradiation light of each wavelength. In FIG. 11, the irradiation light side is
Light sources 15 and 16 having wavelengths λ1 and λ2, and a switch 17 for switching and irradiating the respective wavelengths of light, and irradiating points of the sample 2 disposed on the stage 7 via an optical fiber or an optical system 13 of a lens system. Irradiate P. The light reflected at the irradiation point P is detected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier.

【0044】変調手段による変調、及び検出信号の処理
の流れは、前記した構成例とほぼ同様であり、照射手段
1から試料の照射点に複数の異なる波長の光を照射する
とともに、変調手段6によって該照射点のエネルギー状
態を変調させ、処理手段は照射点で反射した反射光を検
出器4検出し、演算装置5おいて検出した波長毎の反射
強度に基づいて応力値を演算する。
The flow of the modulation by the modulating means and the processing of the detection signal are substantially the same as those in the above-described configuration example. The irradiating means 1 irradiates the irradiation point of the sample with light of a plurality of different wavelengths, The processing means detects the reflected light reflected at the irradiation point by the detector 4 and calculates the stress value based on the reflection intensity detected for each wavelength by the arithmetic unit 5.

【0045】以下、第3の形態において、波長シフトを
求める処理について図12,13を用いて説明し、共通
する部分については説明を省略する。なお、図12は波
長シフトを求める処理を説明するための概略図であり、
図13はその拡大図である。
Hereinafter, in the third embodiment, a process for obtaining a wavelength shift will be described with reference to FIGS. 12 and 13, and a description of common portions will be omitted. FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the process of obtaining the wavelength shift.
FIG. 13 is an enlarged view thereof.

【0046】第3の形態の構成において、波長シフトと
反射光強度変化と応力との関係をあらかじめ求めてお
く。図12は応力がない場合の反射スペクトル(図中の
実線)と応力がある場合の反射スペクトル(図中の破
線)を模式的に示している。反射スペクトルは、応力の
有無に応じて実線に示すパターンから破線に示すパター
ンに波長がシフトする。
In the configuration of the third embodiment, the relationship between the wavelength shift, the change in reflected light intensity, and the stress is determined in advance. FIG. 12 schematically shows a reflection spectrum when there is no stress (solid line in the figure) and a reflection spectrum when there is stress (broken line in the figure). The wavelength of the reflection spectrum shifts from the pattern shown by the solid line to the pattern shown by the broken line according to the presence or absence of stress.

【0047】この反射スペクトルにおいて、異なる波長
λ1,λ2の光による反射光の強度は、波長シフト前の
波長λ1,λ2ではR11,R12となり、波長シフト
後の波長λ1,λ2ではR21,R22となる。ここ
で、応力がない場合を波長シフト前として、このときの
波長λ1,λ2での反射光強度R11,R12をあらか
じめ求めておくことができる。
In this reflection spectrum, the intensities of the reflected light due to the different wavelengths λ1 and λ2 are R11 and R12 at the wavelengths λ1 and λ2 before the wavelength shift, and R21 and R22 at the wavelengths λ1 and λ2 after the wavelength shift. . Here, assuming that there is no stress before the wavelength shift, the reflected light intensities R11 and R12 at the wavelengths λ1 and λ2 at this time can be obtained in advance.

【0048】図13の拡大図において、図中の実線で示
す応力がない場合の反射スペクトルについて波長λ1,
λ2での反射光強度は、図中の丸印で示すように、R1
1,R12である。この反射スペクトルに対して波長が
Δλだけシフトすると、図中の破線で示す反射スペクト
ルとなり、波長λ1,λ2での反射光強度は、図中の三
角印で示すように、R21,R22である。
In the enlarged view of FIG. 13, the reflection spectrum in the case where there is no stress indicated by the solid line in FIG.
The reflected light intensity at λ2 is R1 as shown by the circle in the figure.
1, R12. When the wavelength shifts by Δλ with respect to this reflection spectrum, the reflection spectrum becomes a reflection spectrum indicated by a broken line in the figure, and the reflected light intensities at the wavelengths λ1 and λ2 are R21 and R22 as indicated by triangles in the figure.

【0049】波長λ1とλ2の波長差に対して反射光強
度の差は(R22−R21)であり、また、波長シフト
Δλに対する反射光強度の差は(R11−R21)であ
る関係にある。したがって、波長シフトΔλは、 Δλ=(λ1−λ2)・(R11−R21)/(R22−R21) …(1) によって求めることができる。ここで、R11の値をあ
らかじめ求めておき、また波長シフトΔλと応力値との
関係をあらかじめ求めておくことによって、応力値を求
めることができる。
The difference between the reflected light intensities with respect to the wavelength difference between the wavelengths λ1 and λ2 is (R22-R21), and the difference between the reflected light intensities with respect to the wavelength shift Δλ is (R11-R21). Therefore, the wavelength shift Δλ can be obtained by Δλ = (λ1−λ2) · (R11−R21) / (R22−R21) (1) Here, the stress value can be obtained by obtaining the value of R11 in advance and the relationship between the wavelength shift Δλ and the stress value in advance.

【0050】この形態では、1つの試料部位において波
長λ1,λ2の2つの波長での測定で求めることができ
るため、試料部位に照射する波長の個数を減少させるこ
とができ、短時間で応力測定を行うことができる。
In this embodiment, since it can be obtained by measuring at two wavelengths λ1 and λ2 at one sample site, the number of wavelengths to be irradiated on the sample site can be reduced, and the stress measurement can be performed in a short time. It can be performed.

【0051】以下、図14〜図16を用いて本発明の第
3の形態に対応する第6〜8の構成例について説明す
る。図14は本発明の第6の構成例を説明するための概
略ブロック図であり、照射側から複数の波長の照射光を
照射し、反射光側のフィルタや回折格子で特定波長のみ
を分離する構成例である。図14において、照射光側
は、複数の波長(波長λ1,λ2)を有する光源11の
光を光ファイバーやレンズ系の光学系13を介して、ス
テージ7上に配置した試料2の照射点Pに照射する。ま
た、検出側では、照射点Pで反射した反射光をフィルタ
や回折格子46で波長分離し、フォトダイオードやフォ
トマルチプライヤ等の光検出器41で検出し、前記式
(1)等の関係式に基づいて波長シフト、及び応力を求
める。なお、変調手段や処理手段の構成及び処理動作
は、第5の構成と同様とすることができるため、ここで
の説明は省略する。
Hereinafter, sixth to eighth configuration examples corresponding to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a schematic block diagram for explaining a sixth configuration example of the present invention. Irradiation light of a plurality of wavelengths is irradiated from the irradiation side, and only a specific wavelength is separated by a filter or diffraction grating on the reflected light side. It is a structural example. In FIG. 14, on the irradiation light side, light of a light source 11 having a plurality of wavelengths (wavelengths λ1, λ2) is transmitted to an irradiation point P of a sample 2 arranged on a stage 7 via an optical fiber or an optical system 13 of a lens system. Irradiate. On the detection side, the reflected light reflected at the irradiation point P is wavelength-separated by a filter or a diffraction grating 46 and detected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier. The wavelength shift and the stress are obtained based on the following. Note that the configurations and processing operations of the modulating unit and the processing unit can be the same as those of the fifth configuration, and thus description thereof will be omitted.

【0052】図15は本発明の第7の構成例を説明する
ための概略ブロック図であり、照射側から複数の波長の
照射光を時分割器18で時分割して照射し、反射光側に
おいて、検出信号を前記時分割に対応して処理する構成
例である。図15において、照射光側は、複数の波長を
有する光源11の光を時分割で波長を切り換えながら光
ファイバーやレンズ系の光学系13を介して、ステージ
7上に配置した試料2の照射点Pに照射する。また、検
出側では、照射点Pで反射した反射光をフォトダイオー
ドやフォトマルチプライヤ等の光検出器41で検出し、
時分割の時間に基づいて、反射光強度と照射光の波長と
の対応を求め、前記式(1)等の関係式に基づいて波長
シフト、及び応力を求める。なお、変調手段や処理手段
の構成及び処理動作は、第5の構成と同様とすることが
できるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 15 is a schematic block diagram for explaining a seventh configuration example of the present invention. Irradiation light of a plurality of wavelengths is radiated from the irradiation side in a time-division manner by a time division unit 18, and the reflected light is irradiated. Is a configuration example in which a detection signal is processed corresponding to the time division. In FIG. 15, the irradiation light side is an irradiation point P of the sample 2 arranged on the stage 7 via an optical fiber or an optical system 13 of a lens system while switching the light of the light source 11 having a plurality of wavelengths in a time-division manner. Irradiation. On the detection side, the light reflected at the irradiation point P is detected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier.
The correspondence between the intensity of the reflected light and the wavelength of the irradiation light is determined based on the time of the time division, and the wavelength shift and the stress are determined based on the relational expression such as Expression (1). Note that the configurations and processing operations of the modulating unit and the processing unit can be the same as those of the fifth configuration, and thus description thereof will be omitted.

【0053】図16は本発明の第8の構成例を説明する
ための概略ブロック図であり、複数の入射光を同一試料
部位に異なる入射角度で照射し、該反射光を異なる反射
角度で検出することによって波長の同定を行う構成例で
ある。図16において、照射光側は、複数の波長を有す
る光源11の光を、たとえば異なる位置に配置した光フ
ァイバーやレンズ系の光学系13a,13bを介して、
ステージ7上に配置した試料2の照射点Pに照射する。
また、検出側では、照射点Pで反射した反射光を、光学
系13の各入射角度に対応する角度位置に配置したフォ
トダイオードやフォトマルチプライヤ等の光検出器41
a,42bで検出し、入射角及び反射角の関係から、反
射光強度と照射光の波長との対応を求め、前記式(1)
等の関係式に基づいて波長シフト、及び応力を求める。
なお、変調手段や処理手段の構成及び処理動作は、第5
の構成と同様とすることができるため、ここでの説明は
省略する。
FIG. 16 is a schematic block diagram for explaining an eighth configuration example of the present invention, in which a plurality of incident lights are irradiated on the same sample portion at different incident angles, and the reflected lights are detected at different reflection angles. This is a configuration example in which the wavelength is identified by performing the above operation. In FIG. 16, on the irradiation light side, light from the light source 11 having a plurality of wavelengths is transmitted through, for example, optical fibers arranged at different positions or optical systems 13a and 13b of lens systems.
Irradiate the irradiation point P of the sample 2 arranged on the stage 7.
On the detection side, the light reflected at the irradiation point P is reflected by a photodetector 41 such as a photodiode or a photomultiplier arranged at an angular position corresponding to each incident angle of the optical system 13.
a, 42b, the relationship between the intensity of the reflected light and the wavelength of the illuminating light is determined from the relationship between the incident angle and the reflected angle.
The wavelength shift and the stress are obtained based on the relational expressions such as.
The configuration and processing operation of the modulating means and the processing means are the same as those in the fifth embodiment.
Since the configuration can be the same as that described above, the description here is omitted.

【0054】前記構成例では、変調手段として電子線を
用いた例を示しているが、その他にイオンビーム、電
界、光、熱、音波等の試料部位の電子エネルギー状態を
変化させる物理的刺激を用いることができる。図17〜
図19は変調手段の他の構成例を説明するための図であ
る。
In the above configuration example, an example is shown in which an electron beam is used as the modulating means, but other physical stimuli such as an ion beam, an electric field, light, heat, and a sound wave for changing the electron energy state of the sample portion are also provided. Can be used. FIG.
FIG. 19 is a diagram for explaining another configuration example of the modulation means.

【0055】図17は変調手段として電界を用いる構成
例である。試料2に電界を印加する構成として、電極6
4を試料部位に接近させて配置し、電源65によって電
極64に電圧を印加して、電極64とステージ7との間
に電界を形成する。これによって、試料部位に電界を印
加する。
FIG. 17 shows an example of a configuration using an electric field as the modulating means. As a configuration for applying an electric field to the sample 2, the electrode 6
4 is arranged close to the sample site, and a voltage is applied to the electrode 64 by the power supply 65 to form an electric field between the electrode 64 and the stage 7. Thereby, an electric field is applied to the sample site.

【0056】図18は変調手段として光あるいは熱を用
いる構成例である。試料2に光あるいは熱を与える構成
としてレーザー光源66を用い、このレーザー光による
光の刺激あるいはレーザー光による熱の刺激を与える。
図19は変調手段として音波を用いる構成例である。試
料2に音波を与える構成として超音波振動子67及びそ
の駆動源68を用い、超音波振動子67による振動を試
料部位に伝えて音波の刺激を与える。なお、音波を試料
部位に伝達するために、試料表面に液体を付着させ、該
液体に超音波振動子67を接触させる構成とすることが
できる。
FIG. 18 shows an example of a configuration using light or heat as the modulating means. A laser light source 66 is used to apply light or heat to the sample 2, and the laser light or the heat stimulation by the laser light is applied.
FIG. 19 shows a configuration example using a sound wave as the modulating means. The ultrasonic oscillator 67 and its driving source 68 are used as a configuration for applying a sound wave to the sample 2, and the vibration of the ultrasonic oscillator 67 is transmitted to the sample portion to stimulate the sound wave. In addition, in order to transmit a sound wave to a sample portion, a configuration may be adopted in which a liquid is attached to the sample surface and the ultrasonic transducer 67 is brought into contact with the liquid.

【0057】なお、前記した本発明の各形態例及び構成
例では、薄膜等の試料に生じる分光パターンの変化の測
定によって応力測定を行っているが、応力に限らず、試
料の分光パターンを変化させるものであれば同様に適用
可能であり、結晶欠陥を含む結晶特性などの、試料の内
部状態の測定に適用することもできる。
In each of the above-described embodiments and configurations of the present invention, the stress is measured by measuring the change in the spectral pattern of the sample such as a thin film. The present invention can be applied to measurement of an internal state of a sample such as crystal characteristics including a crystal defect.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の応力測定
装置によれば、微小構造の応力を、高い空間分解能で測
定することができる。
As described above, according to the stress measuring device of the present invention, the stress of a microstructure can be measured with high spatial resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の応力測定装置の第1の形態を説明する
ための概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of a stress measurement device of the present invention.

【図2】本発明の応力測定装置の第2の形態を説明する
ための概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the stress measuring device of the present invention.

【図3】本発明の応力測定装置の第3の形態を説明する
ための概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a third embodiment of the stress measuring device of the present invention.

【図4】反射スペクトルの波長シフトを説明するための
概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a wavelength shift of a reflection spectrum.

【図5】本発明の第1の構成例を説明するための概略ブ
ロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram for explaining a first configuration example of the present invention.

【図6】本発明の波長シフトを求める第1の処理を説明
するための概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a first process for obtaining a wavelength shift according to the present invention.

【図7】本発明の波長シフトを求める第2の処理を説明
するための概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a second process of obtaining a wavelength shift according to the present invention.

【図8】本発明の第2の構成例を説明するための概略ブ
ロック図である。
FIG. 8 is a schematic block diagram for explaining a second configuration example of the present invention.

【図9】本発明の第3の構成例を説明するための概略ブ
ロック図である。
FIG. 9 is a schematic block diagram for explaining a third configuration example of the present invention.

【図10】本発明の第4の構成例を説明するための概略
ブロック図である。
FIG. 10 is a schematic block diagram for explaining a fourth configuration example of the present invention.

【図11】本発明の第5の構成例を説明するための概略
ブロック図である。
FIG. 11 is a schematic block diagram for explaining a fifth configuration example of the present invention.

【図12】本発明の波長シフトを求める処理を説明する
ための概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a process of obtaining a wavelength shift according to the present invention.

【図13】本発明の波長シフトを求める処理を説明する
ための概略拡大図である。
FIG. 13 is a schematic enlarged view for explaining a process for obtaining a wavelength shift according to the present invention.

【図14】本発明の第6の構成例を説明するための概略
ブロック図である。
FIG. 14 is a schematic block diagram for explaining a sixth configuration example of the present invention.

【図15】本発明の第7の構成例を説明するための概略
ブロック図である。
FIG. 15 is a schematic block diagram for explaining a seventh configuration example of the present invention.

【図16】本発明の第8の構成例を説明するための概略
ブロック図である。
FIG. 16 is a schematic block diagram for explaining an eighth configuration example of the present invention.

【図17】本発明の電界による変調手段を説明するため
の概略ブロック図である。
FIG. 17 is a schematic block diagram for explaining an electric field modulating means of the present invention.

【図18】本発明の光,熱による変調手段を説明するた
めの概略ブロック図である。
FIG. 18 is a schematic block diagram for explaining light and heat modulating means of the present invention.

【図19】本発明の音波による変調手段を説明するため
の概略ブロック図である。
FIG. 19 is a schematic block diagram for explaining a sound wave modulating unit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照射手段、2…試料、3…処理手段、4…検出器、
5…演算装置、6…変調手段、7…ステージ、8…真空
装置、11,15,16…光源、12,42…モノクロ
メータ、13,15,45…光学系、14,44…偏光
板、17…切り換え器、18…時分割器、41…光検出
器、46…フィルタ、51…プリアンプ、52…デジタ
ルマルチメータ、53…ロックインアンプ、54…演算
器、61…電子線源、62…ビームブランキングユニッ
ト、63…信号発生器、64…電極、65…電源、66
…レーザー源、67…超音波振動子、68…駆動源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Irradiation means, 2 ... Sample, 3 ... Processing means, 4 ... Detector,
5 arithmetic device, 6 modulation means, 7 stage, 8 vacuum device, 11, 15, 16 light source, 12, 42 monochromator, 13, 15, 45 optical system, 14, 44 polarizing plate, Reference Signs List 17 switcher, 18 time divider, 41 photodetector, 46 filter, 51 preamplifier, 52 digital multimeter, 53 lock-in amplifier, 54 arithmetic unit, 61 electron beam source, 62 Beam blanking unit, 63: signal generator, 64: electrode, 65: power supply, 66
... Laser source, 67 ... Ultrasonic vibrator, 68 ... Drive source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 種夫 兵庫県川西市清和台西2丁目3−29 (72)発明者 喜多 隆 大阪府門真市常称寺町20−14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Taneo Nishino 2-3-29 Seiwadai Nishi, Kawanishi-shi, Hyogo (72) Inventor Takashi Kita 20-14 Joshoji-cho, Kadoma-shi, Osaka

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料に光を照射する照射手段と、反射光
強度パターンから応力値を求める処理手段とを備える、
応力測定装置。
1. An irradiation unit for irradiating a sample with light, and a processing unit for obtaining a stress value from a reflected light intensity pattern,
Stress measuring device.
【請求項2】 試料に光を照射する照射手段と、試料上
の少なくとも照射部のエネルギー状態を変調する変調手
段と、反射光強度パターンから応力値を求める処理手段
とを備える、応力測定装置。
2. A stress measuring apparatus comprising: an irradiating unit for irradiating a sample with light; a modulating unit for modulating an energy state of at least an irradiation unit on the sample; and a processing unit for obtaining a stress value from a reflected light intensity pattern.
【請求項3】 照射手段は少なくとも2つの複数の異な
る波長を含む照射光を照射し、前記処理手段は波長間で
の波長差と反射光強度差に基づいて応力値を求める、請
求項1,又は2記載の応力測定装置。
3. The irradiating means irradiates irradiating light having at least two different wavelengths, and the processing means calculates a stress value based on a wavelength difference between the wavelengths and a reflected light intensity difference. Or the stress measuring device according to 2.
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