なお、厚：さ100nm（ノ）SiO2膜に
おけるEDXc7）スヘクトルは、図 5．12a）ようにな／）ている
OKα線のピークが強く、SiKα
線のピークは弱い「これは、電・r一
ビームの加速エネルギーが2keV であり、SiKα線のエネルキー1．7 keVに近いためにSi Kα線（ノ）励起 が／こ1一分なためで，脇る 図から、
電 r一ピL．一一t！、］j日」虫：11−払ノレ ギー−U） 2
keV以ヒ〔ノ）エネルギv−一（ノ）X線は発
生していないこ㌧もわかる
1？：さカミ1μmcノ）Si（）2月莫1こ｝重々〔ノ）
サイズの孔ハター・一ンを形成した後、
状態に1て、
OKα
SiKα
図5．12 Sio2膜のEDXスペクトル
（電子ビーム加速エネルギー：2keV）
ドライエッチングによってほぼジャストエッチングの 残膜計測を行・・た結果を図5．13に示す、、検出したSiKα線の強度と図5、
llの検量線によ・・て残膜厚の評価を行うと、孔径が0．3μm以上では残膜が無く、孔径 0．2μmにおいて約20nmの残膜があるという結果が得られた一この結果は、 SEMによる 断lh〒の詳細な観察結戊↓と合致した 図の0．2μInの孔は、レジストの膜厚とSio2膜厚の合 計で約2μmあり、γスヘクト比が10である、、このような高アスペクト比孔の底の残膜
を計測できることが確認できた10｝、
Sl
Hole Slze
L＿＿＿＿＿」1μm
（1）Profiies of Measured Pattern
40
以上述べたような高アスヘクト比の溝や孔内部の計測技術として考えられる手法を、本 研究で新たに開発した技術を含めて整理し、図5．14に示す
探針によって表面を走査する方法では、探針のサイズをどの程度まで微細にできるかが、
高アスヘクト比形状計測に適用できるか否かしリホイント：こなる．Siのウイスカを利用した
探針では20nm径のサイズを実現し、孔径0．3μmで深さ約2μmのコンククト孔を測定
した例が報告されている12｝，、光学的手法では、整然と並んだ孔ハターンからの高次［・J折光 をもとに深さを測定することが可能であるが1・v、個々の孔ハターンに対しては光のフu 一ブ径の微細化限界から、高アスヘクト比孔の計測は困難と〕忍われる SEMでは、傾斜さ せて観察した像から3次元情報を得るステレオ方式5）や、100keVの高加速電臼ご一一ムを 用いて下層の像を透過して観察する方式］4｝が開発されている．本研究でぱ、このような 計測方法の中で、最も高アスヘクト比の溝・孔に対寸る、形状観察、深さ計測、残膜計測
のための技術を開発できたD3）． ．1）T）・ ］o）．
Heヒhod
Probe
｝ 1
i l
lMechanical 1
｝Profilometer l
コ
i
i
S七yius
麗㌦teri Focused Light
Typi．cal Probe Size ／＼ ／
＼ ＼
1μm e
さノ「／ ＼ ／ 6μm
工n七erferO−
高?狽窒
1！ L⊥ght
1
1 ｜ 、
@ 1∬皿「え11・・μ・i ｛
1
Stereo SEH
：
@ 1
u糎r1°nm｝ 1
X−ray
Electron
Absorption Beam
｛R。plica／SEM
図5．14 溝・孔の計測に用いられる各種技術D 125
5．5 結言
高アスヘクト比で深い微細加1：を行った結果を評価するための非破壊計測技術として、
レフリカ法、X線吸収法（EXAD）、深孔内残膜計測用EPMA法の各技術の検討を行い、
以ドに示す結果が得られた
（1）アセチルセルil一ス膜を用いたレフリカ法にkり、計測する溝・孔を鋳型としたレフリ カを作製し、SEMにkる溝・孔内部の観察を容易にするとともに、レフリカの作製限 界の確認、応川技術の開発を行った1ノ
・幅が1μm深さ5μm（アスヘクト比5）で断面形状がほぼ矩形の孔に対しては、忠
実な川凸反転のレ ノリカが作製できることを確認した
・幅がO． 1μm、アスヘクト比25で、断面の中央部にややふくらみをもった溝では、
しフリカに欠落部が散！⊥された
・製造さオけ一卜導体デバイスのイミ良解析において、表面層を剥離して残渣をクリーニ ング処理後観察するためには、レフリカ処理を2回行う方法が有効であることも確 認した
（2）電臼㌔一ムによ・1（溝や孔u）底で発生したX線を斜めヒ方から測定し、その減衰量か ら深さを計測するEXAI）法を新たに開発した7）
・10keVで加速した電子ビームによってS1基板で発生したSii4K a線の強度測定に
kり、孔底と表面からのX線強度比を求め、Siの自己吸収によるX線強度減衰量
から、孔深さを計測することができた、、
・隣接孔の影響などのEXAD法の誤差要因を検討した上で、溝型キャパシタのメモ リ・一一一アレー部の孔深さ計測に適用した結果、±4％以下の誤差で計測できた。
・EXAI）法の計測対象としては、孔径が電子ビームの位置決め可能なサイズ（10 nm 以iiのレベル）で、比較的主ばらなに形成された孔、もしくは密集パターン端部の 孔が適することを示し、従来技術では測定困難な孤立した孔の測定が可能であるこ とを、アスヘクト比が10の孔を例にして示した一
（3）EPMA法を応用した深孔内残膜の計測技術を新たに開発した1〔））．：
・X線検出器をSEMの電子ビーム光学系の中に設置できる装置を開発し、電子ビー ムの光軸に対してX線検知面を3＼の位置まで近づけることを可能にした．これに よって、アスペクト比20の孔底で発生したX線を、途中の障害物に遮られること 無くほぼ真上から測定できた．
126
・コンタクト孔加工におけるSiO2残膜計測し／）たμ）に、 Sio2膜厚とOKα線強度の関 係を予め測定し、その検量線をt，とに、孔径が0．2μmでアス・．＼クト比がloの孔 底に残留した約20nmのSio2残膜Of）計測ができた．、
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