高分解能マイクロエリプソメ-タによる化合物薄膜の局所解析

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650505
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉本 克久 東北大学, 工学部, 教授 (80005397)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤尾 昇 東北大学, 工学部, 助手 (80222503)
• Keywords: マイクロエリプソメ-タ / 膜厚 / 複素屈析率 / BN薄膜 / プラズマCVD

Research Abstract

1.研究目的: 電子デバイスの高集積化のためには、スパッタリング法やCVD法などによって各種の化合物薄膜を形成する際、その性状を数μmオ-ダ-の微小領域単位で自在に制御する技術が必要とされる。本研究では、直径数μmの微小領域の薄膜の解析が可能な高分解能マイクロエリプサメ-タを作製し、これを用いてプラズマCVD化合物薄膜の厚さと複素屈析率の場所的分布を解析することを目的とした。
2.研究成果
(1)装置の作製: 手動消光点方式のエリプソメ-タの受光部に偏光反射像拡大用の光学系を取付けた構造のマイクロエリプソメ-タを作製した。本装置により、直径3μmまでの微小領域の薄膜の測定が可能であることを確認した。しかし、手動消光点方式であるため測定所要時間が長く、成膜中のその場測定は難しいことが分かった。この点に関しては、次年度以降、回転アナライザ-を用いた自動測定方式に改良する予定である。
(2)BN薄膜の性状の場所的変化の解析: プラズマCVDでPt基板上に形成したBN薄膜の膜厚と複素屈析率の場所的分布状態を解析した結果、いずれの値も±20%の範囲内で場所的に変化していることが分かった。
(3)単探針法によるプラズマ状態の場所的変化の解析: プラズマCVD中のプラズマの電子温度および電子密度を測定した結果、これらは試料の大きさ(長さ25mm、幅15mm)の範囲内ではほとんど変化しないことが分かった。
(4)BN薄膜の性状の場所的変化の成因: (2)および(3)の結果より、BN薄膜の膜厚および複素屈析率の場所的分布は、プラズマ状態の変化よりも下地金属の性質(結晶面方位など)の相違によって生じていると考えられるが、その具体的内容についてはさらに検討することが必要である。