JP5223832B2 - 内部構造測定方法及び内部構造測定装置 - Google Patents
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Description
第1の実施の形態について説明する。本実施の形態における内部構造測定装置及び内部構造測定方法は、Siウエハにおける欠陥や、電子デバイス等の内部における構造を高い分解能で測定することができるものである。
最初に、図1に基づき本実施の形態における内部構造測定装置について説明する。本実施の形態における内部構造測定装置は、内部構造を測定する試料11を設置するための試料設置部12、振動部13、3次元ステージ14、カンチレバ15、レーザ光源16、光検出器17、励振部18を有している。
次に、図3に基づき本実施の形態における内部構造測定方法について説明する。本実施の形態における内部構造測定方法は、試料11の表面にカンチレバ15を接触させて測定する方法であり、表面が比較的平坦な形状の試料11の測定に適した測定方法である。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態における内部構造測定方法は、試料11の表面に比較的凹凸等が多く形成されている場合に適した測定方法である。図6に基づき本実施の形態における内部構造測定方法について説明する。尚、本実施の形態における内部構造測定方法は、第1の実施の形態における内部構造測定装置を用いて行うものである。
(付記1)
試料の共振周波数f1を測定する共振周波数測定工程と、
前記試料の共振周波数f1により前記試料を振動させ、前記試料に接触させたカンチレバを介し前記試料における表面振動の分布を計測する表面計測工程と、
前記試料における表面振動の分布に基づき前記試料のFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2を算出する共振周波数算出工程と、
前記共振周波数f1と前記共振周波数f2とを比較する共振周波数比較工程と、
を有し、共振周波数比較工程において、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しくない場合には、前記試料の表面振動の分布に基づき前記FEM計算モデルに変更を加えて再度共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする内部構造測定方法。
(付記2)
試料の共振周波数f1を測定する共振周波数測定工程と、
前記試料に接触させたカンチレバを介し前記試料の表面状態を計測する第1の表面計測工程と、
前記試料の共振周波数f1により前記試料を振動させ、前記試料の表面と一定の距離離した状態で、前記カンチレバを介し前記試料における表面振動の分布を計測する第2の表面計測工程と、
前記試料における表面振動の分布に基づき前記試料のFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2を算出する共振周波数算出工程と、
前記共振周波数f1と前記共振周波数f2とを比較する共振周波数比較工程と、
を有し、共振周波数比較工程において、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しくない場合には、前記試料の表面振動の分布に基づき前記FEM計算モデルに変更を加え再度共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする内部構造測定方法。
(付記3)
前記第2の表面計測工程において、前記カンチレバは、前記第1の表面計測工程において計測された前記試料の表面状態の形状に基づいて、一定距離を離した状態で移動させることを特徴とする付記2に記載の内部構造測定方法。
(付記4)
前記第1の表面計測工程において、前記カンチレバは、前記共振周波数f1とは異なる周波数により振動させることを特徴とする付記2または3に記載の内部構造測定方法。
(付記5)
前記第2の表面計測工程において、前記カンチレバは、前記共振周波数f1とは異なる周波数により振動させることを特徴とする付記2から4のいずれかに記載の内部構造測定方法。
(付記6)
前記カンチレバにおける前記試料と前記カンチレバとの接触している側と反対側の面にレーザ光を照射し、前記反対側の面において反射したレーザ光を検出することにより、前記試料の表面振動の分布を計測することを特徴とする付記1から5のいずれかに記載の内部構造測定方法。
(付記7)
前記共振周波数算出工程において、前記試料のFEM計算モデルを作成する際に、前記FEM計算モデルにボイド、空孔又は転位の欠陥を加えることを特徴とする付記1から6のいずれかに記載の内部構造測定方法。
(付記8)
前記共振周波数測定工程の前に、前記試料とは異なる欠陥の存在しない基準試料の共振周波数f0を測定する基準試料共振周波数測定工程と、
前記基準試料の共振周波数f0と前記試料の共振周波数f1とを比較する初期共振周波数比較工程と、
を有することを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の内部構造測定方法。
(付記9)
前記共振周波数算出工程は、前記FEM計算モデルを前記共振周波数f2により振動させた場合における前記FEM計算モデルの表面振動の分布も得ることができるものであって、
前記共振周波数比較工程において、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とを比較し、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とが略等しくない場合には、前記FEM計算モデルに変更を加え再び共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする付記1から8のいずれかに記載の内部構造測定方法。
(付記10)
試料を前記試料の共振周波数f1により共振させる振動部と、
前記試料の表面に接触または前記試料の鏡面より一定距離離れた状態で、前記試料の表面振動の分布を計測するためのカンチレバと、
前記試料の表面振動の分布に基づき前記試料におけるFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2及び前記FEM計算モデルにおける表面振動の分布を算出する算出部と、
前記試料の共振周波数f1と前記算出部において算出した共振周波数f2とを比較する比較判定部と、
を有することを特徴とする内部構造測定装置。
(付記11)
前記カンチレバにおける前記試料と前記カンチレバとの接触している側と反対側の面にレーザ光を照射し、前記反対側の面において反射したレーザ光を検出することにより、前記試料の表面振動の分布を計測することを特徴とする付記10に記載の内部構造測定装置。
12 試料設置部
13 振動部
14 3次元ステージ
15 カンチレバ
16 レーザ光源
17 光検出器
18 励振部
19 XY軸駆動回路
20 Z軸駆動回路
21 振動検出部
22 高周波信号発生器
23 装置制御部
24 処理部
25 計算部
26 比較判定部
27 記録部
28 表示部
Claims (6)
- 試料の共振周波数f1を測定する共振周波数測定工程と、
前記試料の共振周波数f1により前記試料を振動させ、前記試料に接触させたカンチレバを介し前記試料における表面振動の分布を計測する表面計測工程と、
前記試料における表面振動の分布に基づき前記試料のFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2を算出する共振周波数算出工程と、
前記共振周波数f1と前記共振周波数f2とを比較する共振周波数比較工程と、
を有し、共振周波数比較工程において、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しくない場合には、前記試料の表面振動の分布に基づき前記FEM計算モデルに変更を加えて再度共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする内部構造測定方法。 - 試料の共振周波数f1を測定する共振周波数測定工程と、
前記試料に接触させたカンチレバを介し前記試料の表面状態を計測する第1の表面計測工程と、
前記試料の共振周波数f1により前記試料を振動させ、前記試料の表面と一定の距離離した状態で、前記カンチレバを介し前記試料における表面振動の分布を計測する第2の表面計測工程と、
前記試料における表面振動の分布に基づき前記試料のFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2を算出する共振周波数算出工程と、
前記共振周波数f1と前記共振周波数f2とを比較する共振周波数比較工程と、
を有し、共振周波数比較工程において、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しくない場合には、前記試料の表面振動の分布に基づき前記FEM計算モデルに変更を加え再度共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記共振周波数f1の値と前記共振周波数f2の値とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする内部構造測定方法。 - 前記カンチレバにおける前記試料と前記カンチレバとの接触している側と反対側の面にレーザ光を照射し、前記反対側の面において反射したレーザ光を検出することにより、前記試料の表面振動の分布を計測することを特徴とする請求項1または2に記載の内部構造測定方法。
- 前記共振周波数算出工程は、前記FEM計算モデルを前記共振周波数f2により振動させた場合における前記FEM計算モデルの表面振動の分布も得ることができるものであって、
前記共振周波数比較工程において、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とを比較し、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とが略等しくない場合には、前記FEM計算モデルに変更を加え再び共振周波数算出工程及び共振周波数比較工程を行い、前記試料の表面振動の分布と、前記FEM計算モデルの表面振動の分布とが略等しい場合には、前記FEM計算モデルを前記試料の構造とみなすことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内部構造測定方法。 - 試料を前記試料の共振周波数f1により共振させる振動部と、
前記試料の表面に接触または前記試料の表面より一定距離離れた状態で、前記試料の表面振動の分布を計測するためのカンチレバと、
前記試料の表面振動の分布に基づき前記試料におけるFEM計算モデルを作成し、前記FEM計算モデルにおける共振周波数f2及び前記FEM計算モデルにおける表面振動の分布を算出する算出部と、
前記試料の共振周波数f1と前記算出部において算出した共振周波数f2とを比較する比較判定部と、
を有することを特徴とする内部構造測定装置。 - 前記カンチレバにおける前記試料と前記カンチレバとの接触している側と反対側の面にレーザ光を照射し、前記反対側の面において反射したレーザ光を検出することにより、前記試料の表面振動の分布を計測することを特徴とする請求項5に記載の内部構造測定装置。
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