JPH074952A - 表面積の測定方法 - Google Patents
表面積の測定方法Info
- Publication number
- JPH074952A JPH074952A JP5145297A JP14529793A JPH074952A JP H074952 A JPH074952 A JP H074952A JP 5145297 A JP5145297 A JP 5145297A JP 14529793 A JP14529793 A JP 14529793A JP H074952 A JPH074952 A JP H074952A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非破壊でしかも極めて簡便に凹凸ポリシリコ
ン膜の表面積を測定する。 【構成】 基板２０上に表面に凹凸が形成されたポリシ
リコン膜を堆積する。その後膜表面に、真空中で１７０
Ｋで水を超高純水ソース９から供給すると、一分子層だ
け全面に吸着する。その後室温にすると吸着していた水
分子はすべて脱離する。この脱離する水の量を四重極質
量分析計１０で測定する。脱離する水分子ポリシリコン
膜の表面に一分子層吸着していた水の量に等しいから脱
離量はポリシリコンの表面積に等しい。
ン膜の表面積を測定する。 【構成】 基板２０上に表面に凹凸が形成されたポリシ
リコン膜を堆積する。その後膜表面に、真空中で１７０
Ｋで水を超高純水ソース９から供給すると、一分子層だ
け全面に吸着する。その後室温にすると吸着していた水
分子はすべて脱離する。この脱離する水の量を四重極質
量分析計１０で測定する。脱離する水分子ポリシリコン
膜の表面に一分子層吸着していた水の量に等しいから脱
離量はポリシリコンの表面積に等しい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電荷蓄積用ポリシリコン
電極等の物体の表面積を測定する方法に関する。
電極等の物体の表面積を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平３−２７２１６５号公報、
特開平３−１３９８８２号公報などに見られるように、
表面に微細な凹凸をつけて表面積を極めて大きくしたポ
リシリコンを電荷蓄積用電極に用いられている。凹凸の
ポリシリコンを用いると、同じセル面積で蓄積容量を増
加させることができ、α線エラー耐性が向上し、メモリ
保持時間も増加する。また同じ蓄積容量であればセルサ
イズを縮小する事ができ半導体メモリを高集積化するこ
とができる。特開平３−２７２１６５号公報は、シリコ
ンを気相成長するとき、堆積膜の結晶状態がアモルファ
スからポリクリスタルへ変化する遷移温度で成長する
と、表面に数十ｎｍ程度の径の凹凸が高密度に形成され
たシリコン膜が形成されるというものである。特開平３
−１３９８８２号公報は、燐を高濃度に添加したポリシ
リコン膜を、加熱した燐酸液でエッチングすると結晶粒
界が特に速くエッチングされ、その結果膜表面に凹凸が
形成されるというものである。
特開平３−１３９８８２号公報などに見られるように、
表面に微細な凹凸をつけて表面積を極めて大きくしたポ
リシリコンを電荷蓄積用電極に用いられている。凹凸の
ポリシリコンを用いると、同じセル面積で蓄積容量を増
加させることができ、α線エラー耐性が向上し、メモリ
保持時間も増加する。また同じ蓄積容量であればセルサ
イズを縮小する事ができ半導体メモリを高集積化するこ
とができる。特開平３−２７２１６５号公報は、シリコ
ンを気相成長するとき、堆積膜の結晶状態がアモルファ
スからポリクリスタルへ変化する遷移温度で成長する
と、表面に数十ｎｍ程度の径の凹凸が高密度に形成され
たシリコン膜が形成されるというものである。特開平３
−１３９８８２号公報は、燐を高濃度に添加したポリシ
リコン膜を、加熱した燐酸液でエッチングすると結晶粒
界が特に速くエッチングされ、その結果膜表面に凹凸が
形成されるというものである。
【０００３】この電荷蓄積の性能はその表面積の大きさ
で決まる。従って表面積の測定が重要となるが、従来は
基板上に形成したポリシリコン膜を基板ごと割って膜の
断面を走査電子顕微鏡観察することで行われていた。
で決まる。従って表面積の測定が重要となるが、従来は
基板上に形成したポリシリコン膜を基板ごと割って膜の
断面を走査電子顕微鏡観察することで行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような凹凸
ポリシリコンの表面は極めて多岐にわたる。一方上記の
従来の測定方法によって検査できるポリシリコンはこの
広い分布の中のごく一部でしかない。そのため様々な形
状分布を持つポリシリコン膜の表面積を顕微鏡観察から
推定するためには電極を構成する様々な場所での某大な
数の顕微鏡観察が必要であり、その検査効率は非常に悪
くなる。さらにこの検査方法では検査試料は必ず割る必
要があり破壊検査となってしまう。
ポリシリコンの表面は極めて多岐にわたる。一方上記の
従来の測定方法によって検査できるポリシリコンはこの
広い分布の中のごく一部でしかない。そのため様々な形
状分布を持つポリシリコン膜の表面積を顕微鏡観察から
推定するためには電極を構成する様々な場所での某大な
数の顕微鏡観察が必要であり、その検査効率は非常に悪
くなる。さらにこの検査方法では検査試料は必ず割る必
要があり破壊検査となってしまう。
【０００５】以上述べた問題点は電荷蓄積用ポリシリコ
ン電極に限らず、半導体集積回路あるいはさらに一般に
物体表面に形成された微細な凹凸の表面積を測定する場
合に共通するものである。
ン電極に限らず、半導体集積回路あるいはさらに一般に
物体表面に形成された微細な凹凸の表面積を測定する場
合に共通するものである。
【０００６】本発明の目的は従来の方法では不可能であ
った、非破壊かつ効率の高い物体表面積の測定方法を提
供することにある。
った、非破壊かつ効率の高い物体表面積の測定方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、物体の表面に
真空中で低温でガスを吸着させ、その後温度を上げ、そ
のとき脱離するガスの量を測定することにより吸着した
部分の膜の表面積を測定することを特徴とする。
真空中で低温でガスを吸着させ、その後温度を上げ、そ
のとき脱離するガスの量を測定することにより吸着した
部分の膜の表面積を測定することを特徴とする。
【０００８】吸着ガスとしては表面に一分子層吸着する
気体を用いるとよい。またその気体としては水分子を用
いることができる。水の場合１２０Ｋ程度〜２００Ｋ程
度の温度範囲で吸着を行い、室温で脱離させてその量を
測定する。
気体を用いるとよい。またその気体としては水分子を用
いることができる。水の場合１２０Ｋ程度〜２００Ｋ程
度の温度範囲で吸着を行い、室温で脱離させてその量を
測定する。
【０００９】一般に水分子と固体表面の相互作用は極め
て弱く、基本的に水分子は固体表面にはｖａｎ ｄｅｒ
Ｗａａｌｓ的な吸着をする。このため真空中において
水分子は物質表面の温度が２００Ｋ程度以下にならない
と表面に吸着しない。基板温度が２００Ｋ程度以下の場
合には真空中において水分子は表面に一分子層分の吸着
しかない。基板温度がおよそ１２０Ｋ程度以下の場合に
はこの一分子層吸着した水分子の上の多層の水分子が吸
着するようになる。従ってポリシリコン膜の温度を真空
中で２００Ｋ以下かつ１２０Ｋ以上の温度に保って、こ
の上に水分子を供給した場合には水分子はその表面に一
分子層吸着する。この温度領域での水分子の吸着係数は
ほとんど１に近い。従って全てのポリシリコン表面を一
分子層の水分子で覆うためには１ラングミュアー程度の
極めて微量の水分子の供給で十分である。この後ポリシ
リコン膜を再び室温に戻した場合には表面に吸着してい
た水分子は全て脱離する。このとき脱離する水分子の量
を四重極質量分析計でモニターする。脱離する水分子の
総量はポリシリコン膜の表面積に一分子層吸着した水の
量に等しいから、脱離量はポリシリコンの表面積に比例
することになる。従ってポリシリコンを常温に戻した時
に脱離する水分子の量によってポリシリコン膜全体の表
面積を評価することができる。この方法はポリシリコン
の形状分布によらず全体の表面積を検査する上で極めて
簡便である。この検査方法は非破壊であり、さらにこの
時に用いる温度は室温あるいはそれ以下の温度であるか
らこの検査によってポリシリコンの下に作りこれまたデ
バイス等の構造を熱的に破壊することがない。また検査
に用いる水分子は表面に吸着した際に表面をエッチング
する、あるいはダングリングボンドを終端する等の相互
作用がなく、しかも真空中で室温に戻したときに表面か
ら完全に脱離する。従って非破壊かつ効率的なポリシリ
コンの検査が実現される。
て弱く、基本的に水分子は固体表面にはｖａｎ ｄｅｒ
Ｗａａｌｓ的な吸着をする。このため真空中において
水分子は物質表面の温度が２００Ｋ程度以下にならない
と表面に吸着しない。基板温度が２００Ｋ程度以下の場
合には真空中において水分子は表面に一分子層分の吸着
しかない。基板温度がおよそ１２０Ｋ程度以下の場合に
はこの一分子層吸着した水分子の上の多層の水分子が吸
着するようになる。従ってポリシリコン膜の温度を真空
中で２００Ｋ以下かつ１２０Ｋ以上の温度に保って、こ
の上に水分子を供給した場合には水分子はその表面に一
分子層吸着する。この温度領域での水分子の吸着係数は
ほとんど１に近い。従って全てのポリシリコン表面を一
分子層の水分子で覆うためには１ラングミュアー程度の
極めて微量の水分子の供給で十分である。この後ポリシ
リコン膜を再び室温に戻した場合には表面に吸着してい
た水分子は全て脱離する。このとき脱離する水分子の量
を四重極質量分析計でモニターする。脱離する水分子の
総量はポリシリコン膜の表面積に一分子層吸着した水の
量に等しいから、脱離量はポリシリコンの表面積に比例
することになる。従ってポリシリコンを常温に戻した時
に脱離する水分子の量によってポリシリコン膜全体の表
面積を評価することができる。この方法はポリシリコン
の形状分布によらず全体の表面積を検査する上で極めて
簡便である。この検査方法は非破壊であり、さらにこの
時に用いる温度は室温あるいはそれ以下の温度であるか
らこの検査によってポリシリコンの下に作りこれまたデ
バイス等の構造を熱的に破壊することがない。また検査
に用いる水分子は表面に吸着した際に表面をエッチング
する、あるいはダングリングボンドを終端する等の相互
作用がなく、しかも真空中で室温に戻したときに表面か
ら完全に脱離する。従って非破壊かつ効率的なポリシリ
コンの検査が実現される。
【００１０】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について説
明する。図１は本発明を説明するための検査装置の概要
である。基板２０上に前述の従来の方法で前面に凹凸ポ
リシリコン膜を形成した。この基板２０をサンプルロー
ド室１にカセット２によって多数枚導入する。この後ロ
ード室１は真空に排気され、１０- 7 Ｔｏｒｒ以下の圧
力になったときサンプルトランスファー３によってゲー
トバルブ４を開けて枚葉式に超高真空の検査室５へ移動
される。検査室内の試料台６に基板２０をのせた後、直
ちにゲートバルブ４は閉じる。そして試料台６につなが
ったクライオヘッド７によって試料は１７０Ｋまで冷却
される。基板温度はクライオヘッド７とヒーター８の組
み合わせによって室温から１００Ｋ程度までの任意の温
度に素早く設定可能である。基板温度１７０Ｋにおいて
超高純水ソース９から１Ｌの水分子を試料台６上の基板
２０に供給してポリシリコン膜表面に一分子層吸着させ
る。この後基板温度を２０Ｋ／ｓｅｃの割合で室温まで
上昇させ、このとき試料から脱離してくる水の量を四重
極質量分析計１０で基板温度の関数として観測する。こ
のとき得られる昇温脱離スペクトルの一例を図２に示
す。図２において斜線で示した昇温脱離スペクトルの面
積は脱離してきた水分子の量に対応する。様々な形成条
件で作製した表面形状分布の異なったポリシリコン膜に
関する表面積を各膜中の多数点の断面顕微鏡写真から判
定した結果と、本方法によって得られた水の昇温スペク
トルの面積の関係を図３に示す。図から明かなように顕
微鏡の結果による表面積と、本方法による水の昇温脱離
スペクトルの面積は比例関係にある。従って本方法によ
ってポリシリコンの表面積を簡便に評価できることは明
かである。
明する。図１は本発明を説明するための検査装置の概要
である。基板２０上に前述の従来の方法で前面に凹凸ポ
リシリコン膜を形成した。この基板２０をサンプルロー
ド室１にカセット２によって多数枚導入する。この後ロ
ード室１は真空に排気され、１０- 7 Ｔｏｒｒ以下の圧
力になったときサンプルトランスファー３によってゲー
トバルブ４を開けて枚葉式に超高真空の検査室５へ移動
される。検査室内の試料台６に基板２０をのせた後、直
ちにゲートバルブ４は閉じる。そして試料台６につなが
ったクライオヘッド７によって試料は１７０Ｋまで冷却
される。基板温度はクライオヘッド７とヒーター８の組
み合わせによって室温から１００Ｋ程度までの任意の温
度に素早く設定可能である。基板温度１７０Ｋにおいて
超高純水ソース９から１Ｌの水分子を試料台６上の基板
２０に供給してポリシリコン膜表面に一分子層吸着させ
る。この後基板温度を２０Ｋ／ｓｅｃの割合で室温まで
上昇させ、このとき試料から脱離してくる水の量を四重
極質量分析計１０で基板温度の関数として観測する。こ
のとき得られる昇温脱離スペクトルの一例を図２に示
す。図２において斜線で示した昇温脱離スペクトルの面
積は脱離してきた水分子の量に対応する。様々な形成条
件で作製した表面形状分布の異なったポリシリコン膜に
関する表面積を各膜中の多数点の断面顕微鏡写真から判
定した結果と、本方法によって得られた水の昇温スペク
トルの面積の関係を図３に示す。図から明かなように顕
微鏡の結果による表面積と、本方法による水の昇温脱離
スペクトルの面積は比例関係にある。従って本方法によ
ってポリシリコンの表面積を簡便に評価できることは明
かである。
【００１１】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
ればポリシリコンの表面積は非破壊かつ極めて簡便に評
価することができる。なお本発明はシリコンのみならず
他の半導体や金属、絶縁体等他の物質の表面積評価方法
としても有効である。
ればポリシリコンの表面積は非破壊かつ極めて簡便に評
価することができる。なお本発明はシリコンのみならず
他の半導体や金属、絶縁体等他の物質の表面積評価方法
としても有効である。
【図１】本発明の実施例を説明するための検査装置の説
明図である。
明図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための、ポリシリコ
ン膜からの水の昇温脱離スペクトルを示す図である。
ン膜からの水の昇温脱離スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の実施例を説明するための断面顕微鏡観
察によって求めたポリシリコン膜表面積と水の昇温脱離
スペクトル面積の関係を示す図である。
察によって求めたポリシリコン膜表面積と水の昇温脱離
スペクトル面積の関係を示す図である。
１ サンプルロード室 ２ サンプルカセット ３ サンプルトランスファー ４ ゲートバルブ ５ 検査室 ６ 試料台 ７ クライオヘッド ８ ヒーター ９ 超高純水ソース １０ 四重極質量分析計 １１ ターボ分子ポンプ １２ ロータリーポンプ １３ コンピューター ２０ 基板
Claims (6)
- 【請求項１】 物体の表面に真空中で低温でガスを吸着
させ、その後温度を上げ、そのとき脱離するガスの量を
測定することにより吸着した部分の膜の表面積を測定す
ることを特徴とする物体の表面積の測定方法。 - 【請求項２】 吸着ガスとして表面に一分子層吸着する
気体を用いる請求項１に記載の表面積の測定方法。 - 【請求項３】 一分子層吸着させる気体として水分子を
用いる請求項２に記載の表面積の測定方法。 - 【請求項４】 １２０Ｋ程度〜２００Ｋ程度の温度範囲
で吸着を行い、室温で脱離させる請求項３に記載の表面
積の測定方法。 - 【請求項５】 表面に凹凸を有するポリシリコン膜の表
面積を測定する請求項１、２、３、または４に記載の表
面積の測定方法。 - 【請求項６】 ポリシリコン膜は電荷蓄積用の電極であ
る請求項５に記載の表面積の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145297A JPH074952A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 表面積の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145297A JPH074952A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 表面積の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074952A true JPH074952A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15381892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5145297A Pending JPH074952A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 表面積の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074952A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6119813A (en) * | 1997-06-10 | 2000-09-19 | Nsk Ltd. | Lubricant feeder and linear apparatus |
| US6135638A (en) * | 1998-07-16 | 2000-10-24 | Nippon Thompson Co., Ltd. | Linear motion guide unit with lubricating plate assembly |
| US6190046B1 (en) | 1998-07-14 | 2001-02-20 | Nippon Thompson Co., Ltd. | Linear motion guide unit with lubricating plate assembly |
| US6216821B1 (en) | 1997-07-24 | 2001-04-17 | Nsk Ltd. | Lubricating apparatus for ball screw |
| US6338285B2 (en) | 1996-06-17 | 2002-01-15 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| DE102005000688A1 (de) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Bestimmen einer Oberfläche von Vertiefungen in einem Trägersubstrat |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62100640A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Shimadzu Corp | 比表面積測定装置 |
| JPS62167428A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-23 | Shimadzu Corp | ガス吸着法による表面積測定用試料の脱ガス装置 |
| JPH05288666A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-02 | Tokyo Electron Ltd | 実効表面積推測方法 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP5145297A patent/JPH074952A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62100640A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Shimadzu Corp | 比表面積測定装置 |
| JPS62167428A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-23 | Shimadzu Corp | ガス吸着法による表面積測定用試料の脱ガス装置 |
| JPH05288666A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-02 | Tokyo Electron Ltd | 実効表面積推測方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6338285B2 (en) | 1996-06-17 | 2002-01-15 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| US6450295B1 (en) | 1996-06-17 | 2002-09-17 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| US6752245B2 (en) | 1996-06-17 | 2004-06-22 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| US6880676B2 (en) | 1996-06-17 | 2005-04-19 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| US7650806B2 (en) | 1996-06-17 | 2010-01-26 | Nsk Ltd. | Feed screw device |
| US6119813A (en) * | 1997-06-10 | 2000-09-19 | Nsk Ltd. | Lubricant feeder and linear apparatus |
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| US6190046B1 (en) | 1998-07-14 | 2001-02-20 | Nippon Thompson Co., Ltd. | Linear motion guide unit with lubricating plate assembly |
| US6135638A (en) * | 1998-07-16 | 2000-10-24 | Nippon Thompson Co., Ltd. | Linear motion guide unit with lubricating plate assembly |
| DE102005000688A1 (de) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Bestimmen einer Oberfläche von Vertiefungen in einem Trägersubstrat |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960507 |