超解像偏光ラマン分光法と有限要素解析を用いたＳｉ結晶中の歪テンソル評価

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前年度までに超解像ラマン分光法（SRRS）と後方散乱電子回折法（EBSP）による高分解能歪評価を行ってきたが、SRRSは最小幅500 nmのメサ構造については評価に成功したが、幅200 nmを下回る構造については正確に評価できていない。このことから、超解像技術を導入しても空間分解能に相当するスケールの構造を測定可能かどうかとは別の問題であると考えられる。以上の課題を持つSRRSであるが、EBSPに対するSRRSの長所は絶縁膜を透過し、その直下の歪を測定可能である点である。EBSPの検出深さは約30から50 nmであるが、その大部分を絶縁膜が占める場合は回折像を得ることができない。また、電子線を用いるため、絶縁膜を有する構造ではチャージアップが生じて、測定点のずれや回折象の歪みを生む恐れがある。今年度はEBSPにおけるチャージアップの問題に着目し、その解決と高分解能歪評価の実証を目指した。前年度までは幅50 nmのワイヤーパターンについてはチャージアップの影響により試料ドリフトが発生するため測定困難であった。そこで、試料ドリフトの影響を極力低減するために、SEM筐体内にて電子線をあらかじめ広域照射すること手法を採用し、幅50 nmのワイヤーパターン評価を可能とした。電子線の照射時間は約1時間である。この手法を採用することにより、最小幅50 nmのパターンまでEBSPを用いた高分解能歪テンソル評価が可能であることを示した。本研究にて用いた試料は、Fin-FET構造に近い物で、幅50 nmは現在のLSIにおける素子ピッチ22 nmに非常に近い値であり、将来的には実際にFin-FETデバイスに導入された歪をEBSPによって評価可能であると考える。本研究は高精度で高空間分解能な歪テンソル評価手法の確立に大きく貢献し、LSIにおける歪起因の故障低減にもつながると確信している。