X線表面散乱法を用いた極微パターン形状の定量的評価法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555337
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 梅野 正隆 大阪大学, 工学部, 教授 (50029071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 益子 洋治 三菱電機ULSI開発研究所, グループマネージャ( ; 志村 考功 大阪大学, 工学部, 助手 (90252600)
• Keywords: X線回折 / CTR散乱 / マイクロデバイス / 極微細構造

Research Abstract

本年度は、サブミクロンオーダーの微細構造の作製と、その微細構造に起因した散乱の測定を行った。その結果、本研究で目的とする評価法は、実験室レベルのX線発生装置でも十分可能であり、また、ナノメートルのオーダーで評価が可能であることがわかった。
微細構造は、Si(001)表面上に、ライン幅0.8μm、高さ10μm、間隔4.5μm、ライン長6.5μm、ライン数47本となるように作製した。X線回折の測定条件は、ターゲットにCu、モノクロメータにGe220チャンネルカットモノクロメータ、受光部にGe220チャンネルカットアナライザーを用いた。測定は、113、111ブラッグ反射近傍について、2θ-ωスキャン及び逆格子に沿ったhklスキャンを行った。これらの測定には、自動測定が行えるように作製したプログラムを用い、測定の効率を上げた。113反射については、低角入射、高角入射の2条件で測定を行った。その結果、113反射の高角入射条件では、ブラッグ点まわりには微細構造に起因する散乱を観測することはできなかったが、低角入射条件では、0.8μmのラインの両側壁からの散乱波の干渉縞を観測することができた。この干渉の間隔よりライン幅を、その強度分布よりラインの側壁の荒さをナノメータスケールで見積もることができる。さらに111反射については、両壁面からの散乱波の干渉縞上にラインの周期に対応した強度変調を観測することに成功した。これからラインの間隔も見積もることができる。

Research Products

• [Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray diffraction evidence for the existence of epitaxial microcrystallites in thermally oxidized SiO_2 thin films on Si(111)surfaces" J.Cryst.Growth. 166. 786-791 (1996)
• [Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray diffraction evidence for crystalline SiO_2 in thermal oxide layers on Si substrate" The Physics and Chemistry of Si-SiO_2 Interface 3. 96-1. 456-467 (1996)
• [Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray scattering from crystalline SiO_2 in the thermal oxide layers on viccinal Si(111)surfaces" Acta Crystallographica. A52. C465-C465 (1996)
• [Publications] Masataka Umeno: "Field ion microscopic observation of Si-SiO_2 interface" Acta Crystallographica. A52. C462-C462 (1996)