(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＳｉとＳｉＯ２などの光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造をもつ試料について、回折限界を超える空間分解能でラマン散乱などの光学的分光測定を可能にすることにある。【解決手段】上記課題を解決するために、境界面のある構造における光学測定においては、励起光の偏光方向と境界面の方向の関係によって、励起光と試料の相互作用の強さが異なるため、これを利用することにより、高い空間分解能で光学測定を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から放射される信号光を計測する光学測定方法において、該励起光の偏光方向は、該境界面に垂直又は平行であり、該試料から放射され計測される信号光の偏光方向は、該境界面に垂直又は平行であることを特徴とする光学測定方法。
【請求項２】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から放射される信号光を計測する光学測定方法において、該励起光の偏光方向が該境界面に垂直であり、該試料から放射され計測される信号光の偏光方向が該境界面に垂直である測定方法により得られた信号と、該励起光の偏光方向が該境界面に平行であり、該試料から放射され計測される信号光の偏光方向が該境界面に平行である測定方法により得られた信号との差を取ることを特徴とする光学測定方法。
【請求項３】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から放射される信号光を計測する光学測定において、入射光の偏光方向と信号光の偏光方向は、選択則により禁止される関係になっていることを特徴とする光学測定方法。
【請求項４】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から再放射される信号光を計測する光学測定において、励起光の偏光方向を回転させて試料から放射される信号光を検出することを特徴とする光学測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光学測定方法において、偏光方向を回転したとき、回転角度に依存する信号成分のみ取り出すことを特徴とする光学測定方法。
【請求項６】
請求項４に記載の光学測定方法において、偏光方向を回転したとき、回転角度に依存しない信号成分のみ取り出すことを特徴とする光学測定方法。
【請求項７】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から再放射される信号光を計測する光学測定において、第一の物質が矩形状に加工されているときに、励起光の偏光方向は、該矩形の対角線に平行又は垂直な方向であることを特徴とする光学測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の光学測定方法において、該矩形が正方形であることを特徴とする光学測定方法。
【請求項９】
上記２種の物質は、半導体及び誘電体であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載された光学測定方法。
【請求項１０】
上記半導体は、Ｓｉ、Ｇｅ若しくはそれらの混晶又はＧａ１−ＸＡｌＸＡｓであることを特徴とする請求項９に記載された光学測定方法。
【請求項１１】
上記基板は、Ｇｅ又はＳｉの（００１）方位基板であり、上記半導体と上記誘電体の境界面は、（１１０）方位であることを特徴とする請求項９に記載された光学測定方法。
【請求項１２】
ＭＯＳトランジスタ構造に対し、励起光を照射し、再放射される信号光を計測する光学測定方法において、励起光の偏光方向をゲート側面に垂直な方向又は平行な方向で入射し、放射される信号光を検出することを特徴とする光学測定方法。
【請求項１３】
ＭＯＳトランジスタ構造に対して励起光を照射し、再放射される信号光を計測する光学測定方法において、励起光の偏光方向がゲート側面に垂直な方向の信号と、励起光の偏光方向がゲート側面に平行な方向の信号との差を取ることを特徴とする光学測定方法。
【請求項１４】
上記信号光は、ラマン散乱光であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載された光学測定方法。
【請求項１５】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料、該試料に対し励起光を照射する照射装置、該試料から放射される信号光を計測する計測装置を有する光学測定装置において、該照射装置は、該励起光の偏光方向を該境界面に直角又は平行な方向に向けるものであり、該計測装置は、該試料から放射される信号光の偏光方向が該境界面に直角又は平行な方向である光を計測することを特徴とする光学測定装置。
【請求項１６】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料に対して励起光を照射し、該試料から再放射される信号光を計測する光学測定において、第一の物質が矩形状に加工されているときに、励起光の偏光方向は、該矩形の対角線に平行又は垂直な方向であることを特徴とする光学測定装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光学測定装置において、該矩形が正方形であることを特徴とする光学測定装置。
【請求項１８】
ＭＯＳトランジスタ構造に対し、励起光を照射し、再放射される信号光を計測する光学測定装置において、励起光の偏光方向をゲート側面に垂直な方向又は平行な方向で入射し、放射される信号光を検出することを特徴とする光学測定装置。
【請求項１９】
ＭＯＳトランジスタ構造に対して励起光を照射し、再放射される信号光を計測する光学測定装置において、励起光の偏光方向がゲート側面に垂直な方向の信号と、励起光の偏光方向がゲート側面に平行な方向の信号との差を取ることを特徴とする光学測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、計測機器、半導体産業、例えば、シリコン基板・デバイスのひずみ分布測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉデバイスの性能は、デバイス領域にかかる応力により大きく影響される。例えば、トランジスタのチャネル領域に加わる応力は、電子や正孔の易動度に大きな影響を与えるので、近年、意図的に応力をかけることにより、デバイスの特性向上が図られるようになっている。従って、デバイス中にどのような応力が入っているのかを高い空間分解能で測定する手段の開発が重要な研究開発テーマとなっている。
【０００３】
ラマン散乱は、Ｓｉデバイス領域の応力分布を非破壊測定できる方法の一つとして大きな注目を集めている。５２０ｃｍ−１に現れるＳｉのラマンピークは、引っ張り応力がかかると低波数側にシフトし、圧縮応力がかかると高波数側シフトする。従って、ラマンのピーク波数の空間分布を測定することにより、応力分布を測定できる。
【０００４】
従来、ラマンのピーク波数の空間分布測定には、顕微鏡を用いたラマン測定が行われてきた（下記特許文献１参照）。しかし、この顕微分光法においては回折限界の壁があり、空間分解能を１ミクロン以下にすることは困難であった。
【０００５】
また、ゲートの下のチャネル領域に入る応力がデバイス特性に大きな影響を与えるため、この部分の応力を測定することが重要であるが、チャネル部分は不透明なゲートにより覆い隠されているため、通常光学的な手段で測定することは不可能であった。
【特許文献１】特開２００５−３３１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造を持つ被測定試料について、回折限界を超える空間分解能でラマン散乱などの光学的分光測定を可能にすることにある。さらに、ＭＯＳトランジスタのゲートの下のチャネル領域のラマン信号を測定することを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板上に光学的に異なる２種の物質が境界面を介して接している構造における光学測定においては、励起光の偏光方向と境界面の方向の関係によって、励起光と試料の相互作用の強さが異なるため、これを利用することにより、高い空間分解能で光学測定を行うことができる。
【０００８】
このことは、我々が発見した以下の実験事実に基づいている。すなわち、例えば、図１のような、Ｓｉ（００１）基板上に設けられたＳｉストライプがＳｉＯ２で挟まれているような試料において、ＳｉとＳｉＯ２の境界面に垂直な方向の偏光（ａ偏光）で励起光を入射し、同じ偏光方向でラマン散乱光を検出する（ａ−ａ偏光配置）と、Ｓｉストライプ境界面からのラマン信号光は、ほとんど検出されなかった。これは、この偏光方向の励起光が、境界面部分と余り相互作用できないからである。ここで、境界面と偏光方向は厳密に垂直である必要はなく、ほぼ垂直であればよい。
【０００９】
一方、ＳｉとＳｉＯ２の境界面に平行な偏光方向（ｃ偏光）の励起光を入射し、同じ偏光方向のラマン散乱光を検出する配置（ｃ−ｃ偏光配置）においては、励起光がストライプの境界面部分と強く相互作用し、境界面部分のラマン信号を選択的に観測することができる。ここで、境界面と偏光方向は厳密に平行である必要はなく、ほぼ平行であればよい。
【００１０】
従って、光の波長よりも短い幅のＳｉストライプ構造に於いても、ａ−ａ偏光配置とｃ−ｃ偏光配置のスペクトルを解析することにより、励起光波長より短い、高い空間分解能でラマン信号の試料位置による依存性を導き出すことができる。
【００１１】
このことは、Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ法（ＦＤＴＤ、電磁場シミュレーションの一手法）による電磁場解析によっても示すことが出来る。例えば、実施例４に示されているように、Ｓｉ基板上に設けられたトレンチの上方に光源を置いた場合、トレンチ壁に平行な偏光方向をもつ光を入射したときは、トレンチのエッジ部分に電磁場のエネルギーの集中がみられるが、トレンチの底の角付近の電磁場のエネルギーは極めて弱い。一方、トレンチ壁に垂直な方向の光を入射した時は、トレンチエッジ部分に電磁場の集中はみられない。しかし、トレンチ底の角の部分では、電磁場のエネルギーがトレンチに平行な偏光の時に比べ非常に強く分布している。従って、偏光方向を制御することにより、トレンチエッジおよび、トレンチ底の情報を光の回折限界を超えた空間分解能で取り出すことができる。
【００１２】
半導体集積回路においては、トランジスタを作り込むＳｉの領域を、ＳｉＯ２でストライプ状に挟まれた構造に加工する、ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒｅｎｃｈ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎと呼ばれる構造が広く用いられている。この時には、加工プロセスによりＳｉストライプに応力が発生するが、一般にストライプの中央付近と境界面付近では、応力の値や、場合によっては方向も異なる。そのため、集積回路の作製のために、ストライプの中央付近と境界面付近に加わっている応力を弁別して測定することが必要であり、本発明の方法により、この要求に応えることができる。これは、Ｓｉの５２０．５ｃｍ−１のラマンピークの位置が、応力によりシフトするため、このシフトの量から応力を評価することができるからである。
【００１３】
また、ラマン散乱の偏光による選択則を用いることにより、境界面部分のみのラマン信号を取り出すこともできる。例えば、Ｓｉストライプが［１１０］方向を向いているとき、励起光偏光をｃ偏光すなわち［１１０］偏光方向で入射し、信号光の偏光をそれと直角なａ偏光を検出するような配置は、ラマン散乱の選択則においては禁制配置であるので、本来ラマン散乱信号は検出されない。
【００１４】
しかしながら、ストライプの境界面部分においては、励起光が境界面で散乱され偏光方向が乱れるため、境界面部分のみラマン散乱が観測できるようになる。従って、高い空間分解能でラマン信号の場所による依存性を導き出すことができることになる。
【発明の効果】
【００１５】
光の波長よりも短い幅のＳｉストライプ構造に於いても、ａ−ａ偏光配置とｃ−ｃ偏光配置のスペクトルを解析することにより、励起光波長より短い、高い空間分解能でラマン信号の試料位置による依存性を導き出すことができる。
【００１６】
また、我々は、励起光の偏光方向も境界面に垂直・平行な方向だけでなく、偏光方向を回転させることにより、被測定試料の特定部分を選択的に検出できることを発見した。例えば、実施例５に示すように、直方体底面付近の電磁場のエネルギーの分布が、励起光偏光方向の角度をｘ方向からｙ方向へ回転していくことにより、特定の角の部分の電磁場のエネルギー分布が強くなり、その部分の情報を選択的に検出できる。
【００１７】
また、測定試料構造の２つの角を結ぶ直線に垂直・平行な方向の偏光を用いることにより測定試料構造の角の部分の情報を選択的に検出できる。
【００１８】
実施例６に示すように、Ｓｉ基板に設けられたＳｉの直方体において行われた、ＦＤＴＤシミュレーションによると、光の偏光方向を上面の対角線に平行な光を入射した場合、入射光の偏光方向に対応する２つの角の部分に電磁場の非常に強いエネルギー分布があることが分かった。これは、対角線に平行な光を入射した場合、角の部分のラマン信号を選択的に検出できることを示す。
【００１９】
我々は、さらに研究を進めたところ、この偏光依存性を用いることにより、ＭＯＳデバイス構造において、ゲートの下のチャネル領域の信号を取り出すことが出来ることを発見した。これは、ゲート側面に垂直な偏光方向を持つ光を入射したとき、ゲートの下のチャネル領域まで光が侵入することができるが、平行な偏光の光は、侵入することができないという電磁場解析の結果による。
【００２０】
例えば、実施例７に示されているように、Ｓｉ基板上で、厚さ２ｎｍのＳｉＯ２のゲート酸化膜を介して幅５０ｎｍ高さ１００ｎｍのＳｉゲートを設けた構造で、ゲートの左端から左５０ｎｍ、上方１００ｎｍに波長３６４ｎｍの光源を置いて行われたシミュレーションの結果、入射光の偏光方向がゲート側面に垂直な場合は、ゲートの下のチャネル部分に電磁場が潜り込んでいるが、平行な場合は、ゲートの下部付近における電磁場のエネルギー分布は極めて弱い。したがって、両偏光の励起光によって得られた信号の差をみることによりゲートの下のチャネル領域からの信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面を用いて本願発明を実施するための最良の形態を示す。
【実施例１】
【００２２】
図２に示される顕微分光システムを用いて、図３に示す試料のラマン測定を行った。励起光の波長は３６４ｎｍ、対物レンズのＮ．Ａ．は１．３である。試料は、Ｓｉ（００１）基板上に、ＳｉＯ２で挟まれた［１１０］方向（ｃ方向）の、幅４００ｎｍのＳｉストライプを設けた構造をしている。この時、ＳｉストライプとＳｉＯ２の境界面の方位は｛１１０｝面である。ただし、この面は通常のドライエッチング加工によって得られたもので、結晶学的に厳密な｛１１０｝面からは、若干、傾いている。
【００２３】
ストライプに垂直な方向（ａ方向）に励起光スポットを走査し、ラマンスペクトルの測定を行った。ラマン信号強度を波数（横軸）−位置（縦軸）に対してマッピングした結果を図４に示す。
【００２４】
左から、励起光・検出光の偏光をａ方向（ａ−ａ配置）、励起光ｃ偏光・検出光ａ偏光（ｃ−ａ配置）、励起光・検出光がｃ偏光（ｃ−ｃ配置）で測定した結果である。
【００２５】
ｃ−ａ配置は、ラマン散乱の選択則で禁制配置のため、信号は検出されないはずだが、Ｓｉストライプの境界面の部分で励起光偏光が乱され、ラマン信号が検出されるようになる。
【００２６】
すなわち、ｃ−ａ偏光配置においては、境界面部分のみの信号が選択的に検出されている。また、ａ−ａ偏光配置においては、境界面部分からの寄与がほとんどなく、ほぼストライプ中央部分のみからの５２１．１ｃｍ−１にピークを持つラマン信号が検出されている。
【００２７】
ｃ−ｃ偏光配置においては、５２１．６ｃｍ−１の境界面からのラマン信号と、５２１．１ｃｍ−１のストライプ中央からのラマン信号が観測された。図５にラマンスペクトルの測定例を示した。
【００２８】
（ａ）は、ａ−ａ偏光配置における４００ｎｍ幅のＳｉストライプのラマンスペクトルである。励起光の位置はストライプ中央であるが、５２１．１ｃｍ−１のピーク位置は励起光の位置にほとんどよらない。
【００２９】
一方（ｂ）に示したｃ−ｃ偏光配置における４００ｎｍ幅のＳｉストライプにおいては、励起光をストライプ中央に位置したときは５２１．１ｃｍ−１、境界面付近に位置したときのスペクトルのピーク位置が５２１．６ｃｍ−１と測定位置により異なる。
【００３０】
以上より、励起光の偏光方向依存性を用いることにより、詳細なラマンスペクトルの試料位置依存性の情報を得ることができることが判明した。
【実施例２】
【００３１】
図６のような構造を持つ試料について測定を行った。試料は、Ｓｉ（００１）基板上に、ＳｉＯ２で挟まれた［１１０］方向（ｃ方向）の、幅Ｌ＝３００ｎｍのＳｉストライプが、幅Ｓ＝１００ｎｍのＳｉＯ２のトレンチで挟まれた構造（周期Ｄ＝４００ｎｍ）をしている。
【００３２】
この時も、ＳｉストライプとＳｉＯ２の境界面の方位は｛１１０｝面である。ただし、この面は通常のドライエッチング加工によって得られたもので、結晶学的に厳密な｛１１０｝面からは、若干、傾いている。
【００３３】
ストライプに垂直な方向（ａ方向）に励起光スポットを走査し、ラマンスペクトルの測定を行った。測定システムは実施例１と同じで、測定の光学配置としては、ａ−ａ偏光配置と、ｃ−ｃ偏光配置の２種類について行った。
【００３４】
図７に得られたラマンスペクトルを示す。ａ−ａ偏光配置においては、５２３．９ｃｍ−１のピークを持つＳｉストライプ中央部分に起因するスペクトルが観測された。
【００３５】
一方ｃ−ｃ偏光配置においては、観測されたラマンスペクトルは、デコンボリューションにより２つの成分に分解され、５２３．１ｃｍ−１のピークを持つストライプの境界面からのラマン成分と、５２３．９ｃｍ−１のストライプ中央からのラマン成分が得られた。
【００３６】
以上より、励起光の偏光方向依存性を用いることにより、詳細なラマンスペクトルの試料位置依存性の情報を得ることができることが判明した。
【実施例３】
【００３７】
実施例２のようにＳｉ（００１）基板上にＳｉＯ２とＳｉのストライプからなる構造が設けられた試料において、様々な周期（Ｄ）とＳｉストライプの幅（Ｌ）を持つ試料のラマンスペクトルを実施例２と同じ方法でａ−ａ偏光配置にてラマンスペクトルを測定した。
【００３８】
ストライプ中央のラマンスペクトルのピーク位置と、そこから導かれる中央部にかかっている応力の大きさを表１にまとめた。
【表１】
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【００３９】
ａ−ａ偏光配置を用いると、境界面部分からの信号を抑えることができるため、ストライプの幅が１００ｎｍ以下と狭いものについても、ストライプ中央にかかる応力を評価することができた。
【実施例４】
【００４０】
図８に示すように、Ｓｉ基板上に設けられたトレンチの上方１００ｎｍに波長３６４ｎｍの光源を置いた場合の電磁場のエネルギー分布のＦＤＴＤシミュレーションを行った。トレンチは、深さ２００ｎｍ、底の幅１４０ｎｍ、上の幅２００ｎｍで、ＳｉＯ２で満たされている。光源は、幅２５ｎｍのガウシアン空間強度分布を持つ。図８中に示したようにｘｙｚ方向を定義する。
【００４１】
図９に、電磁場のエネルギー分布のｘｚ断面図を示す。トレンチ側壁に平行な偏光方向をもつ光（ｙ偏光）を入射したときは、トレンチ上部のエッジ部分に電磁場のエネルギーの集中がみられるが、トレンチの底の角付近の電磁場のエネルギーは極めて弱い。ここで、エッジ部分の電磁場のエネルギーの集中している領域は数１０ｎｍ程度である。
【００４２】
一方、トレンチ側壁に垂直な方向の光（ｘ偏光）を入射した時は、トレンチエッジ部分に電磁場の集中はみられない。従って、平行偏光の時は、トレンチエッジの信号を光の回折限界を超えた空間分解能で取り出すことができることを示す。一方、ｘ偏光の時は、トレンチ底の角の部分の信号を取り出すことができる。
【００４３】
このことは、図１０に示したトレンチ底の部分の電磁場エネルギーの強度の分布のグラフからも分かる。すなわち、トレンチ底の角の部分では、電磁場のエネルギーがｙ偏光の時に比べｘ偏光の時は１０倍以上大きくなっていることがわかる。
【００４４】
図１１に示したグラフは、幅３００ｎｍのトレンチと幅１００ｎｍのＳｉストライプからなるＳＴＩ構造において、励起波長３６４ｎｍで得られたラマンスペクトルである。左側のグラフは、ｘ偏光で励起しｘ偏光のラマン信号を検出し、右側のグラフはｙ偏光で励起し、ｙ偏光のラマン信号を検出したグラフである。実線は、測定データで、点線は測定データをローレンツ曲線でデコンボリューションした成分である。破線は、デコンボリューションによって得られた各成分の和である。
【００４５】
ｘ偏光の時検出された５１５ｃｍ−１の成分は、引っ張り応力がかかっているトレンチ底の角の部分からの信号であるが、ｙ偏光励起の時は検出できなかった。
【００４６】
以上のように、偏光方向を制御することにより、試料の特定の部分を選択的に検出できることが示された。
【実施例５】
【００４７】
図１２のように、Ｓｉ基板に設けられた高さ１５０ｎｍ、幅１００ｎｍ、奥行１５０ｎｍのＳｉの直方体の側面がＳｉＯ２で囲まれている構造において、ＦＤＴＤによる電磁場解析を行った。光源は、波長３６４ｎｍで、Ｓｉ直方体上面左側の長辺の中心から１００ｎｍ上方に配置した。図１２中に示したようにｘｙｚ方向は定義する。光源強度には幅２５ｎｍのガウシアンの空間分布をつけた。
【００４８】
図１３に、光の偏光方向をｘ方向、ｘ軸から反時計回りに４５°回転した方向、そしてｙ方向に平行な偏光を入射した場合の直方体下面から５ｎｍ下の部分を、底面に平行に切ったｘｙ平面における電磁場のエネルギー強度を上から見たマッピングを示す。図から分かるように、入射光の偏光方向がｘ方向に平行なときは、左側の２つの角に強い分布がある。４５°回転した偏光の時は、左側下の角の部分に強い分布がある。一方ｙ方向に平行な偏光の時は、直方体底の左側近辺の電磁場の強度は弱い。以上より、励起光偏光方向を回転することにより試料の特定の部分の光学信号を選択的に検出できることを示す。
【実施例６】
【００４９】
図１４のように、Ｓｉ基板に設けられた高さ１５０ｎｍ、幅・奥行が１００ｎｍのＳｉの直方体の側面がＳｉＯ２で囲まれている構造において、ＦＤＴＤシミュレーションによる電磁場解析を行った。光源は波長３６４ｎｍで、Ｓｉ直方体上面中心から１００ｎｍ上方に配置した。図１４中に示したようにｘｙｚ方向は定義する。光源強度には幅２００ｎｍのガウシアンの空間分布をつけた。
【００５０】
図１５に、光の偏光方向を上面の対角線に平行な光を入射した場合の直方体上面から２．５ｎｍ下の部分を底面に平行に切ったｘｙ平面における電磁場のエネルギー強度を上から見たマッピングを示す。図から分かるように、入射光の偏光方向に対応する２つの角の部分の電磁場のエネルギー分布が強いことがわかる。これは、対角線に平行な光を入射した場合、角の部分のラマン信号を初めとする光学信号を選択的に検出できることを示す。
【実施例７】
【００５１】
図１６のように、Ｓｉ基板上で、厚さ２ｎｍのＳｉＯ２のゲート酸化膜を介して幅５０ｎｍ高さ１００ｎｍのＳｉゲートを設けた構造で、ゲートの左端から５０ｎｍ左、１００ｎｍ上方に波長３６４ｎｍの光源を置いた場合の電磁場のエネルギー分布を、ＦＤＴＤによる電磁場解析でシミュレーションを行った。光源の空間強度分布は、幅２５ｎｍのガウシアンである。図１６中に示したようにｘｙｚ方向は定義する。
【００５２】
図１７の電磁場のエネルギー分布のｘｚ断面図から分かるように、入射光の偏光方向がゲート側面に垂直な場合は、ゲートの下のチャネル部分に電磁場が潜り込んでいるが、平行な場合は、ゲートの下部付近における電磁場のエネルギー分布は極めて弱い。したがって、両偏光の励起光によって得られた信号の差をみることによりゲートの下のチャネル領域からの信号を得ることができる。
【００５３】
以上の本発明の方法および装置は、ＳｉとＳｉＯ２の組み合わせだけでなく、境界面のある構造における光学測定においては、励起光の偏光方向と境界面の方向の関係によって、励起光と試料の相互作用の強さが異なると言う、その原理に従って、一般に半導体及び誘電体からなる試料に同様に適用することができる。特に、半導体が、Ｓｉ、Ｇｅ若しくはそれらの混晶又はＧａ１−ＸＡｌＸＡｓである試料に対して、有効性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】Ｓｉ基板上のストライプ構造
【図２】顕微分光システム
【図３】実施例１の測定に用いた試料構造
【図４】ラマン信号強度を波数（横軸）−位置（縦軸）に対してマッピングした結果
【図５】（ａ）ａ−ａ偏光配置における４００ｎｍ幅のＳｉストライプのラマンスペクトル      （ｂ）４００ｎｍ幅のＳｉストライプにおいて、ｃ−ｃ偏光配置で励起光をストライプ中央に位置したときと、境界面付近に位置したときのスペクトル
【図６】実施例２の測定に用いた試料構造
【図７】Ｄ＝４００ｎｍ、Ｓ＝１００ｎｍの試料のａ−ａ偏光配置及びｃ−ｃ偏光配置の時のラマンスペクトル
【図８】ＦＤＴＤシミュレーションに用いたトレンチ構造
【図９】ＦＤＴＤ  シミュレーション結果。ｘｚ断面における電磁場エネルギー分布。
【図１０】トレンチの底の部分の電磁場エネルギーの強度のグラフ
【図１１】幅３００ｎｍのトレンチと幅１００ｎｍのＳｉストライプからなるＳＴＩ構造のラマンスペクトル。励起光の波長は３６４ｎｍである。左側のグラフは、ｘ偏光で励起しｘ偏光のラマン信号を検出し、右側のグラフはｙ偏光で励起し、ｙ偏光のラマン信号を検出したもの。実線は、測定データ、点線は測定データをローレンツ曲線でデコンボリューションした成分、波線は、デコンボリューションによって得られた各成分の和である。
【図１２】ＦＤＴＤシミュレーションに用いた構造
【図１３】ＦＤＴＤシミュレーション結果。下面から５ｎｍ下のｘｙ断面における各偏光方向に対する電磁場エネルギー分布
【図１４】ＦＤＴＤシミュレーションに用いた構造
【図１５】ＦＤＴＤシミュレーション結果。上面から２．５ｎｍ下のｘｙ断面における電磁場エネルギー分布。矢印は入射光の偏光方向を示す。
【図１６】ＦＤＴＤシミュレーションに用いたゲート構造
【図１７】ＦＤＴＤシミュレーション結果。ｘｚ断面における電磁場エネルギー分布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１６】
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【図４】
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【図９】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
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