球面収差修正スキャン透過型電子顕微鏡(Cs-STEM)

球面収差補正スキャン透過型電子顕微鏡(Cs-STEM)

先端プロセスに必要なサブオングストロームサイズ(1Å=0.1nm)の検査分析

現在、世界の主要な半導体製造業者は、2ナノメートル（nm）以下のプロセステクノロジーの量産を積極的に推進しており、エングストローム（1Å = 0.1nm）サイズのプロセスノードを目指しています。トランジスタのサイズが縮小するにつれて、従来のシリコンベースの材料も物理的な限界に直面しているため、業界は2D材料（グラフェンや遷移金属二硫化物など）、ナノワイヤ（Nanowires）、GAA（Gate-All-Around、環囲式ゲート）、ナノシート（Nanosheet）、およびスタッキング型ヘテロ構造（Heterostructures）などの新しい材料を探求し、ムーアの法則のボトルネックを打破しようとしています。しかし、デバイスのサイズがエングストロームサイズに入ると、材料内部の原子配列、界面欠陥、ドーピング分布などの詳細がデバイス性能に大きな影響を与えることになります。したがって、エングストロームスケールで材料の構造と組成を正確に分析する方法は、半導体技術の発展における重要な課題となっています。

球面収差補正スキャン透過型電子顕微鏡 (Spherical Aberration Corrected Scanning Transmission Electron Microscope, Cs-STEM)は新材料の進展に対応した分析装置です。球面収差補正のTEMを使用することで、機器の空間分解能を向上させ、サブオングストロームサイズの観察を達成できます。TEMにスキャン機能を組み合わせたものがスキャン透過型電子顕微鏡 (Scanning Transmission Electron Microscope, STEM)と呼ばれます。STEMはエネルギー分散型X線分析装置 (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS)およびEELSと組み合わせることで、高い空間分解能の成分分析を実現できます。

 

* 1マイクロメートル(μm)=1000ナノメートル(nm)=10000オングストローム(Å)