(57)【要約】【課題】測定対象を破壊せず短時間で正確に応力を測定する応力測定装置等を提供することである。【解決手段】標準試料Ｗの所定領域Ｗ１全体のラマンスペクトルＬから取得される標準応力関連データ及び前記所定領域Ｗ１中の複数箇所ＷＳ１〜ＷＳｎそれぞれに作用している局所応力に基づいて得られるデータである局所応力由来データの相関を解析し、その相関を示す相関データを格納する相関データ格納部４１と、前記所定領域Ｗ１に対応する測定試料ＷＳ’の測定領域Ｗ１’全体のラマンスペクトルＬから測定応力関連データを取得するデータ取得部４２と、前記相関データ及び前記測定応力関連データに基づいて、前記測定領域Ｗ１’における局所応力由来データを算出する算出部４３と、を設けた。【選択図】図１
2008116442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準試料の所定領域全体にエネルギ線を照射してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルから当該所定領域全体の応力に関するデータ（以下標準応力関連データと言う）を取得する標準応力関連データ取得ステップと、
前記所定領域中の複数箇所それぞれに作用している局所応力を測定し、それら局所応力に基づいて得られるデータである局所応力由来データを取得する局所応力由来データ取得ステップと、
前記標準応力関連データと局所応力由来データとの相関を解析し、その相関を示す相関データを格納する相関データ格納ステップと、
測定試料における前記所定領域に対応する領域（以下測定領域と言う）全体にエネルギ線を照射してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルから当該測定領域全体の応力に関するデータ（以下測定応力関連データと言う）を取得する測定応力関連データ取得ステップと、
前記相関データ及び前記測定応力関連データに基づいて、前記測定領域における局所応力由来データを算出する算出ステップと、
を備えていることを特徴とする応力測定方法。
【請求項２】
前記測定領域における局所応力由来データが、前記局所応力の平均データである請求項１に記載の応力測定方法。
【請求項３】
前記相関データが、前記標準応力関連データと局所応力由来データとのピークシフト値、ピーク強度値及びスペクトル半値幅の相関関係を示すものである請求項１又は２に記載の応力測定方法。
【請求項４】
標準試料の所定領域全体にエネルギ線を照射して得られたラマンスペクトルから取得される標準応力関連データと、前記所定領域中の複数箇所それぞれに作用している局所応力に基づいて得られるデータである局所応力由来データとの相関を示す相関データを格納する相関データ格納部と、
測定試料における測定領域全体にエネルギ線を照射して得られるラマンスペクラマンスペクトルから測定応力関連データを取得する測定応力関連データ取得部と、
前記相関データ及び前記測定応力関連データに基づいて、前記測定領域における局所応力由来データを算出する算出部と、
を備えていることを特徴とする応力測定装置。
【請求項５】
前記算出部で算出された局所応力由来データの値と、予め設定されている管理値とを比較し、良否判定を行う判定部をさらに備えている請求項４記載の応力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大量生産される半導体基板などのように、形状、組成がある程度標準化された測定試料の応力測定に特に好適に使用される応力測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロセスラインで試料に作用している応力を測定するためには、短時間での非破壊測定が求められる。さらに近時、例えば半導体製造分野では、μｍオーダ以下の微小構造物や薄膜に作用している応力を正確に測定したいという要請も生じつつある。
【０００３】
ところで、試料に作用している応力を測定する方法として、特許文献１や特許文献２に示すＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：Ｘ線回折）やＣＢＥＤ（Ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ  ｂｅａｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：収束電子線回折）がある。
【０００４】
ＸＲＤによれば、試料を破壊せずに応力を測定することができるが、数１０μｍ程度までの空間分解能しか持たないため、μｍオーダ以下の微小構造物や薄膜に作用している応力の正確な測定は難しい。さらに、測定に時間がかかるという不具合もある。
【０００５】
ＣＢＥＤによれば、１００ｎｍ以下の非常に高い空間分解能を利用して応力を正確に測定することができる。しかしながら、破壊した測定用試料を別途作成する必要が生じるため、測定に時間がかかるうえ、測定試料と作成されるデバイスとが厳密には一致しないといった不具合もある。
【０００６】
したがって、上述したＸＲＤやＣＢＥＤをプロセスラインでの応力測定に適用しようとすると、その測定時間がまず大きなボトルネックとなる。
【０００７】
これに対して、特許文献３に示すように、ラマン分光法を用いればプロセスラインに適用できる程度の短い時間での測定が可能となる。しかしながら、現状での測定可能な領域は最小で約１μｍ程度の大きさであり、それ以上小さな領域を測定することは難しい。
【０００８】
つまり、μｍオーダ以下の微小構造物や薄膜に作用している応力をプロセスラインで測定するには、従来のいずれの方法を利用しても、測定可能領域の大きさ、測定時間、測定試料自体の非破壊での測定、測定精度などのいずれかの点で何らかの問題を生じる。
【特許文献１】特開平１−２１９５２９号公報
【特許文献２】特開２０００−００９６６４号公報
【特許文献３】特開２００６−７３８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、非破壊で短時間での測定が可能というラマン分光法のメリットを享受しながらも、数１０ｎｍ〜μｍオーダの微小構造物や薄膜に作用している応力の正確な評価・測定をできるようにすべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る応力測定方法は、標準試料の所定領域全体にエネルギ線を照射してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルから当該所定領域全体の応力に関するデータ（以下標準応力関連データと言う）を取得する標準応力関連データ取得ステップと、前記所定領域中の複数箇所それぞれに作用している局所応力を測定し、それら局所応力に基づいて得られるデータである局所応力由来データを取得する局所応力由来データ取得ステップと、前記標準応力関連データと局所応力由来データとの相関を解析し、その相関を示す相関データを格納する相関データ格納ステップと、測定試料における前記所定領域に対応する領域（以下測定領域と言う）全体に、エネルギ線を照射してラマンスペクトルを測定し、そのラマンスペクトルから当該測定領域全体の応力に関するデータ（以下測定応力関連データと言う）を取得する測定応力関連データ取得ステップと、前記相関データ及び前記測定応力関連データに基づいて、前記測定領域における局所応力由来データを算出する算出ステップと、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
具体的には、前記測定領域における局所応力由来データが、前記局所応力の平均値を示すものであることが好ましい。しかしながら、前記測定領域における局所応力由来データは、前記局所応力の平均値を示すものに限られず、前記局所応力の最小値や最大値を示すものであってもよい。
【００１２】
さらに具体的には、前記相関データが、前記標準応力関連データと局所応力由来データとのピークシフト値、ピーク強度値及びスペクトル半値幅の相関関係を示すものであることが望ましい。
【００１３】
前記ピークシフト値、ピーク強度値及びスペクトル半値幅は、例えばラマンスペクトルをＧａｕｓｓ関数／Ｌｏｒｅｎｔｚ関数でフィッティングし、各Ｇａｕｓｓ関数／Ｌｏｒｅｎｔｚ関数で示されるスペクトル要素、すなわちピーク形状を表現するパラメータとして導出すればよい。
【００１４】
また、本発明に係る応力測定装置は、標準試料の所定領域全体にエネルギ線を照射して得られたラマンスペクトルから取得される標準応力関連データと前記所定領域中の複数箇所それぞれに作用している局所応力に基づいて得られるデータである局所応力由来データとの相関を示す相関データを格納する相関データ格納部と、測定試料における測定領域全体に、例えば当該測定領域と同程度の大きさのスポット径をもつエネルギ線を照射して得られるラマンスペクラマンスペクトルから測定応力関連データを取得する測定応力関連データ取得部と、前記相関データ及び前記測定応力関連データに基づいて前記測定領域における局所応力由来データを算出する算出部と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
かかる構成の本発明によれば、標準試料を用いて、当該標準試料の所定領域全体にエネルギ線を照射して得られるラマンスペクトルと、そのときの所定領域の各所に作用している局所応力（或いはその平均値などの、局所応力に関連する値）との相関を予め求めるようにしているので、測定試料の所定領域全体に対し、ラマン分光測定を１回だけ行えば、そのときに得られるラマンスペクトルから、前記相関を利用して、当該測定試料の所定領域に作用している局所応力（或いはその平均値などの、局所応力に関連する値）を求めることができる。
【００１６】
このことによって得られる効果をより具体的に説明する。
従来のラマン分光法による応力測定では、１回の測定領域全体に作用している平均的な、言わば、ぼんやりとした応力値が得られ、例えば、その測定領域のある局所にのみ大きな応力が作用している場合と、当該測定領域全体に亘ってある程度の応力が作用している場合とを明確に区別することが難しい。
【００１７】
これに対して本発明によれば、その測定領域よりもさらに小さな局所の応力由来データを基に、測定領域に作用する応力を評価することになるため、測定精度の飛躍的向上が図れる。
また本発明のように、大領域を測定する場合は、測定時間の短縮効果が特に顕著になる。例えば大領域に作用している応力分布を知りたいといった場合、従来はマッピング測定するなどして大領域中の各所それぞれの応力測定を行っていたところ、本発明によれば、大領域全体からのラマンスペクトルを１回測定するだけで、あとは、相関データに基づいて局所応力（又はそれに関連する値）を得ることができるので、マッピング測定等を不要にでき、測定時間の大幅な短縮化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態に係る応力測定装置１は、例えば、形状、組成が標準化された半導体測定試料の測定領域における応力を非破壊で測定するものであり、図１にその模式的構造図を示すように、エネルギ線照射装置であるレーザ装置２と、ラマン散乱光Ｌを受光するセンサ機構３と、情報処理装置４と、を備えている。
【００２０】
各部を詳述すると、レーザ装置２は、エネルギ線として、例えば励起波長３６４ｎｍのレーザＥＢを照射するもので、その照射対象（詳細は後述する）は、標準試料Ｗの所定領域Ｗ１、その所定領域Ｗ１中の複数（ｎ）箇所ＷＳ１〜ＷＳｎ又は、測定試料Ｗ’の測定領域Ｗ１’である。
【００２１】
センサ機構３は、前記照射対象に照射されて生じるラマン散乱光Ｌを受光し、そのスペクトルを示すスペクトルデータを出力するものであり、ここでは、ラマン散乱光Ｌを分光する図示しない分光部と分光された各光の光量を検知する図示しない複数のセンサを備えている。
【００２２】
なお、前記レーザ装置２とセンサ機構３との間には、レーザＥＢを前記照射対象に集光して照射するとともに前記照射対象からのラマン散乱光を回収するための対物レンズ５ａと、前記レーザＥＢの照射角度を調整するハーフミラー５ｂと、前記ラマン散乱光Ｌを前記センサ機構３に導くミラー５ｃと、を設けている。また、符号５ｄは、レーザＥＢの照射位置確認のためなどに用いられる光学観測用カメラ、５ｅはそのカメラ５ｄに光を導くための第２のハーフミラーであり、光路に挿脱可能に構成してある。
【００２３】
前記センサ機構３から出力されるデータを処理する情報処理装置４は、例えばＣＰＵやメモリその他の周辺機器を備えたいわゆるコンピュータであり、そのＣＰＵがメモリに格納されたプログラムに従って動作することで、以下の各部としての機能を発揮する。
【００２４】
すなわち、前記所定領域Ｗ１のスペクトルデータから得られる標準応力関連データと前記複数箇所ＷＳ１〜ＷＳｎのスペクトルデータから得られる局所応力由来データとの相関を示す相関データを格納している相関データ格納部４１と、前記標準試料Ｗ及び前記測定試料Ｗ’のスペクトルデータから応力に関するデータを取得するデータ取得部４２と、前記測定試料Ｗ’のスペクトルデータから得られる測定応力関連データ及び前記相関データに基づいて、前記測定領域Ｗ１’における局所応力由来データを算出する算出部４３と、前記算出部４３で算出された局所応力由来データの値と、予め設定されている管理値とを比較し、良否判定を行う判定部４４と、である。
【００２５】
前記相関データとは、いわゆる検量線に相当するものであり、これを生成するために、この情報処理装置４は、前記相関データを生成し、これを前記相関データ格納部４１に書き込む相関データ生成部４１１をさらに備えている。
前述した照射対象である標準試料Ｗ及び測定試料Ｗ’について最後に説明しておくと、これらは組成や構造が互いに共通するもので、例えば、図４に示すように、Ｓｉを素材とする平板の表面にエッチング等により溝を設けることにより、その表面に矩形突状の微小構造物９を複数形成してなるものである。ここで微小構造物とは、例えば素子分離構造（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；ＳＴＩ）である。
【００２６】
次に、このように構成した応力測定装置１の動作について図２、図３のフローチャート等を参照して説明する。
【００２７】
まず、前記標準試料Ｗにおける微小構造物９を１つ含む程度の所定領域Ｗ１全体（図５にその拡大図を示す）に対して、前記レーザ装置２でレーザＥＢを照射する。その結果生じるラマン散乱光Ｌを前記センサ機構３が受光し、その出力信号であるラマンスペクトルデータを前記データ取得部４２が受け取って、前記所定領域Ｗ１全体の応力に関するデータである前記標準応力関連データを算出する（図２、ステップＳ１１）。
【００２８】
この実施形態での標準応力関連データとは、前記ラマンスペクトルの形状を示唆するものであって、例えば［νlarge、Ａlarge、ωlarge］と表されるものである。
【００２９】
ここで、νlargeは、ラマンスペクトルのピークシフト値、Ａlargeはピーク強度値、ωlargeはスペクトル半値幅である。なお、標準応力関連データは、これらのうちのいずれか１つ又は２つでもよいし、それ以外の値や、あるいはラマンスペクトルの形状そのものを示すデータなどでも構わない。
【００３０】
これらνlarge、Ａlarge、ωlargeの算出方法として、前記データ取得部４２が、ラマンスペクトルを、例えばＧａｕｓｓ関数／Ｌｏｒｅｎｔｚ関数や非対称Ｇａｕｓｓ関数で表される複数（２つ）のスペクトル要素でフィッティングし、その結果から算出するようにしている。
【００３１】
次に、その所定領域Ｗ１の応力分布をマッピング測定する。具体的には、例えばレーザスポット径を小さくして（約１μｍ以下にして）、当該領域Ｗ１のｎ箇所（以下、局所とも言う）ＷＳ１〜ＷＳｎのそれぞれにレーザＥＢを照射する（図５参照）。
【００３２】
そして前述同様、今度は各局所ＷＳ１〜ＷＳｎから得られるラマンスペクトルデータから、前記データ取得部４２が、当該各局所ＷＳ１〜ＷＳｎに作用している応力に関するデータである局所応力由来データを算出する（図２、ステップＳ１２）。
この実施形態での局所応力由来データとは、各局所ＷＳ１〜ＷＳｎからそれぞれ得られるラマンスペクトルの形状を示唆するものであって、例えば、［νaverage、Ａaverage、ωaverage］と表されるものである。なお、局所応力由来データは、これらのうちのいずれか１つ又は２つでもよいし、それ以外の値や、あるいはラマンスペクトルの形状そのものを示すデータなどでも構わない。
【００３３】
ここで、νaverageは各局所ＷＳ１〜ＷＳｎのピークシフト値の平均値、Ａaverageはピーク強度値の平均値、ωaverageはスペクトル半値幅である。これらピークシフト値、ピーク強度値、スペクトル半値幅は、前述した標準応力関連データの場合と同様、ラマンスペクトルを、例えばＧａｕｓｓ関数／Ｌｏｒｅｎｔｚ関数や非対称Ｇａｕｓｓ関数で表される複数（２つ）のスペクトル要素でフィッティングした結果から算出される。なお、図６に、ある１つの局所ＷＳｉにおいて得られるスペクトルを例示しておく。
【００３４】
ここでは、マッピングのために、前記レーザＥＢを、前記ハーフミラー５ｂにより角度を変えて、複数箇所ＷＳ１〜ＷＳｎにそれぞれ照射するようにしている。その他に、標準試料Wを支持するステージ移動させるような方法をとっても構わない。また、各局所ＷＳ１〜ＷＳｎの応力測定には、ラマン分光法のみならず、例えばＣＢＥＤなど、他の応力測定装置を利用することも可能である。
【００３５】
そして、このような、所定領域Ｗ１全体の応力測定と、その所定領域Ｗ１におけるマッピングによる精密な局所応力測定とを、作用応力の異なる複数（ｍ個）の標準試料Ｗｋ（ｋは１からｍの整数）についてそれぞれ行っておく。
【００３６】
次に、このようにしてｍ個の標準試料Ｗｋからそれぞれ得られた標準応力関連データ［νlarge、Ａlarge、ωlarge］ｋ及び局所応力由来データ［νaverage、Ａaverage、ωaverage］ｋから、前記相関データ生成部４１１が、それらの相関を示す相関データを生成する（図２、ステップＳ１３）。前記所定領域Ｗ１と局所ＷＳ１〜ＷＳｎとから得られるラマンスペクトルデータには、ある一定の相関関係が見られることを本願発明者が見出したことからである。
【００３７】
以下に実施例を掲げて、ステップＳ１１〜ステップＳ１３をより具体的に説明する。
【００３８】
図７に示す標準試料Ｗにおける２０×２０μｍの所定領域Ｗ１全体に対して、マクロスポットにより４８８．０ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して、測定スピード２００μｍ／ｓｅｃ、測定時間４ｓｅｃでラマンスペクトルデータを取得して、標準応力関連データを算出した（ステップＳ１１）。
【００３９】
次いで、レーザスポット径を小さくして、ミクロスポットにより、同じ標準試料Ｗにおける同じ所定領域Ｗ１に対して、以下の条件に従い、４８８．０ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して、各測定点からラマンスペクトルデータを得て、これらから局所応力由来データを算出した（ステップＳ１２）。
【００４０】
１点あたりのデータ取得時間：１０ｓｅｃ（５ｓｅｃ×２）
送り量：２μｍ
合計測定点数：１２１
測定時間：１２１０ｓｅｃ
なお、測定位置の送りはステージによった。
【００４１】
４８８．０ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して得られた標準応力関連データ及び局所応力由来データを下記表１において比較した。また、前記標準応力関連データ及び前記局所応力由来データから、これらの相関を示す相関データを生成し（ステップＳ１３）、相関性を表すグラフを図８に示した。
【００４２】
【表１】
2008116442.tif 000003
【００４３】
また、図７に示す標準試料Ｗにおける２０×２０μｍの所定領域Ｗ１全体に対して、３６３．８ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して、マクロスポットにより、測定スピード２００μｍ／ｓｅｃ、測定時間４ｓｅｃでラマンスペクトルデータを測定して、標準応力関連データを算出した（ステップＳ１１）。
【００４４】
次いで、同じ標準試料Ｗにおける同じ所定領域Ｗ１に対して、ミクロスポットにより、以下の条件に従い、３６３．８ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して、各測定点からラマンスペクトルデータを得て、これらから局所応力由来データを算出した（ステップＳ１２）。
【００４５】
１点あたりのデータ取得時間：４ｓｅｃ（２ｓｅｃ×２）
送り量：２μｍ
合計測定点数：１２１
測定時間：４８４ｓｅｃ
なお、測定位置の送りはステージによった。
【００４６】
３６３．８ｎｍの波長のレーザＥＢを照射して得られた標準応力関連データ及び局所応力由来データを下記表２において比較した。また、前記標準応力関連データ及び前記局所応力由来データから、これらの相関を示す相関データを生成し（ステップＳ１３）、相関性を表すグラフを図９に示した。
【００４７】
【表２】
2008116442.tif 000004
【００４８】
得られた相関データは前記相関データ格納部４１に格納する（図２、ステップＳ１４）。ここで相関データ（検量線）のイメージを図１０に示しておく。この図では、３つの変数をもつ標準応力関連データ及び局所応力由来データが、横軸、縦軸で１次元の値のように描画されているが、あくまで理解の簡単のためである。
【００４９】
以上の手順によって相関データを求めた後、次は図３の手順に従い、前記測定試料Ｗ’のスペクトルデータを取得し、その局所応力由来データを算出する。ここで、測定試料Ｗ’とは、前記標準試料Ｗと形状及び組成が同一で、応力が未知である試料のことである。
【００５０】
まず、前記ステップＳ１１と同様に、前記測定試料Ｗ’の所定領域Ｗ１’に、当該領域Ｗ１’と同程度のレーザスポット径を有するレーザＥＢを照射する。そして、そのときに生じるラマン散乱光Ｌを前記センサ機構３が受光し、その出力信号であるラマンスペクトルデータを前記データ取得部４２が受け取って、前記領域Ｗ１’全体の応力に関するデータである測定応力関連データを算出する（ステップＳ２１）。
【００５１】
測定応力関連データは、前記標準応力関連データと形式的に対応するものであって、ここでは前記ラマンスペクトルの形状を示唆するものである。すなわち、ラマンスペクトルのピークシフト値、ピーク強度値、及びスペクトル半値幅の３つの値の組からなるものである。
【００５２】
そして、前記算出部４３が、前記ステップＳ２１で取得された測定応力関連データを、前記ステップＳ１４で相関データ格納部４１に格納された相関データ（検量線、図１０参照）と照らし合わせることによって、前記測定試料Ｗ’の局所応力由来データ、すなわち、前記標準試料における局所応力の平均データ、を算出する（ステップＳ２２）。
【００５３】
なおここでは、さらに、判定部４４が、算出された局所応力の平均データ値を予め設定されている応力管理値と比較し、その平均データ値が応力管理値の一定範囲内にあれば良、そうでなければ否の判定を行い、その結果を表示する（ステップＳ２３）。
【００５４】
このように構成した応力測定装置１によれば、測定領域Ｗ１’と同程度のスポット径をもつレーザＥＢを用いた１回のラマン測定で得られる応力に関するデータを、あらかじめ作成した検量線（相関データ）と比較するだけで、その測定領域Ｗ１’に作用している各局所応力（または、前述した平均値などのように、局所応力に関連する値）を算出できるので、従来に比べて正確な応力測定が可能となる。しかも、その測定時間は、１回のラマン測定とその応力算出にかかる時間のみであって、従来のラマン測定とほとんど変わることがない。したがって、測定試料の短時間での非破壊測定が実現されることから、プロセスラインでの測定に利用することも可能となる。また、測定領域Ｗ１’のサイズによりスポット径を合わせることも容易にできることから、様々なサイズの測定領域Ｗ１’に対して適用できるという利点もある。
【００５５】
さらに、判定部４４によってプロセスにおける応力管理が可能になり、例えば過度な応力の作用している測定試料Ｗ’をインラインで排除できる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５７】
例えば、測定対象に照射するのはＵＶレーザに限らず、可視レーザなどのエネルギ線でもよい。
【００５８】
レーザＥＢの照射角度は、標準試料Ｗ及び測定試料Ｗ’のラマン散乱光Ｌを得られるものであれば、どのような角度であってもよく、所望の角度に応じてハーフミラーの角度を調整するなど、ラマン測定を実行できる光学系に変更すればよい。
【００５９】
測定対象となる試料に含まれる微小構造物は、Ｓｉからなる微小構造物に限らず、例えば、ＮｉＳｉやトランジスタを覆うように形成されたＳｉＮ化合物、ＳｉＧｅ、歪みＳｉ、ＳＯＩ、ＳＧＯＩ、ＴｉＮ、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＬＯＣＯＳ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＳｂなどの種々の微小構造物を挙げることができる。
【００６０】
また、測定対象となる試料は、必ずしも微小構造物を含む必要はなく、例えば、微小構造物のない平板状の試料であってもよい。
【００６１】
ピーク形状を表現するパラメータは、スペクトルのピークシフト、ピーク強度及びスペクトル半値幅に限られず、ラマンスペクトルの形状を表現できるものであればよい。
【００６２】
相関データを算出するには、各々に異なる応力が働いている複数の標準試料からスペクトルデータを取得する必要はなく、１つの標準試料の異なる領域からラマンスペクトルデータを取得してもよい。
【００６３】
標準試料の所定領域全体のデータを得る手段としては、例えばＸＲＤ装置の使用も可能であり、標準試料の所定領域中の局所のデータを得る手段としては、例えばＣＢＥＤ、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）、近接場ラマン（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  Ｒａｍａｎ）、ＮＢＤ（Ｎａｎｏ  Ｂｅａｍ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）、ＣＬ（Ｃａｔｈｏｄe  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）など、ラマン測定よりも高分解能でデータを取得できる測定方法を用いることも可能である。この場合は破壊検査を行ってもよいし、時間がかかってもよいからである。
【００６４】
一度に測定する試料の範囲は、レーザ照射領域を拡縮させることによって調整してもよいし、受光側の光学系でラマン光の受光範囲を拡縮することで調整してもよい。例えば、レーザ照射径（スポット径）で測定範囲を調整する例としては、前記実施形態のように対物レンズを使用する場合は、焦点距離の異なるものを複数用意しておいてそれらを切り替えたり、対物レンズと試料との距離を可変にできるようにしたりすることが考えられる。また、その他に、図１１に示すように、ガルバノミラーＭを利用し、その走査範囲を変えることでレーザ照射領域を拡縮させてもよい。受光側の光学系で測定範囲を調整する例としては、例えば共焦点光学系を用いた場合ではコンフォーカルホールの口径の拡縮によって実現できる。このコンフォーカルホールは、図１で言えばセンサ機構３の前段に配置される。
特に小さな測定領域は、ｎｅａｒ‐ｆｉｅｌｄ光学系などにより実現できる。
【００６５】
対物レンズの切替やコンフォーカルホールの口径調整などを利用し、レーザＥＢの光軸を動かさずに測定領域を大きくして、当該測定領域に含まれる複数の微小構造物９を一度にラマン測定する場合には、図１２（ａ）に示すように、光軸６に対して複数の微小構造物９がそれぞれ異なる焦点距離にあることから生じる影響を考慮に入れることで、より正確な評価が可能になる。このときは、当該測定領域における前記微小構造物９の数とその配置間隔、及びラマンスペクトル強度がガウス分布している事実を用いて数式処理を行い、前記微小構造物９１つあたりについての測定応力関連データを導出し、その結果と相関データとを算出部４３で比較させることで、前記測定領域の応力を算出すればよい。
【００６６】
さらに、当該測定領域に含まれる微小構造物９の数とその測定領域面積に占める微小構造物９の面積の割合とを考慮に入れればより好ましい。具体的には、例えば、それらをパラメータのピーク強度及びスペクトル半値幅に含めて推定した前記微小構造物９の１つから得られるラマンスペクトルから当該微小構造物９の１つあたりについての測定応力関連データを導出して、その結果と相関データとを算出部４３が比較することで、前記測定領域に作用しているより正確な応力を算出することが可能となる。
【００６７】
また、相関データ生成にあたって、対物レンズの切替やコンフォーカルホールの口径調整などを利用し、１つの微小構造物９を含む標準試料の所定領域をラマン測定する場合（図１２（ｂ）参照）には、レーザ光の焦点深度の差を考慮に入れれば、より正確なデータを得ることが可能になる。このときは、その焦点深度の差によるスペクトル変化分を推定して、それをラマン測定の結果に反映させればよい。例えば前記標準試料の所定領域と同程度の大きさをもつスポット径のレーザ光を用いて取得したラマン測定の結果から、この焦点深度の差によるスペクトル変化分を差し引くことで、この影響を考慮しない場合よりも正確な評価（正確な相関データ）を導出することが可能となる。
【００６８】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係る応力測定装置の全体像を示す模式的構成図。
【図２】同実施形態における相関データ格納までの流れを示すチャート図。
【図３】同実施形態における測定領域の局所応力由来データ算出までの流れを示すチャート図。
【図４】同実施形態における標準試料を示す模式的平面図。
【図５】同実施形態における標準試料の所定領域と当該所定領域中の複数の局所とを示す部分拡大図。
【図６】同実施形態において、ある局所から得られるスペクトルを示す例示図。
【図７】実施例に用いた試料を示す模式的斜視図。
【図８】４８８．０ｎｍの波長のレーザを照射して得られた標準応力関連データ及び局所応力由来データの相関を示すグラフ。
【図９】３６３．８ｎｍの波長のレーザを照射して得られた標準応力関連データ及び局所応力由来データの相関を示すグラフ。
【図１０】同実施形態における相関データ（検量線）を示す概念図。
【図１１】本発明の他の実施形態を示し、ガルバノミラーを用いた測定を説明するための模式図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態を示し、測定範囲を変えた場合を説明するための模式的レーザ照射図。
【符号の説明】
【００７０】
１      ・・・・応力測定装置
４１    ・・・・相関データ格納部
４２    ・・・・測定応力関連データ取得部（データ取得部）
４３    ・・・・算出部
４４    ・・・・判定部
ＥＢ    ・・・・エネルギ線（ＵＶレーザ）
Ｌ      ・・・・ラマンスペクトル（ラマン散乱光）
Ｗ（Ｗ’）・・・標準試料（測定試料）
Ｗ１（Ｗ１’）・所定領域（測定領域）
ＷＳ１〜ＷＳｎ・・局所
Ｓ１１  ・・・・標準応力関連データ取得ステップ
Ｓ１２  ・・・・局所応力由来データ取得ステップ
Ｓ１４  ・・・・相関データ格納ステップ
Ｓ２１  ・・・・測定応力関連データ取得ステップ
Ｓ２２  ・・・・算出ステップ
Ｓ２３  ・・・・判定ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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