(57)【要約】【課題】被処理物の断面の観察により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる断面観察方法を提供する。【解決手段】基材に基材の他の部分とは導電率が異なるマーカー層を形成するマーカー層形成工程と、マーカー層が形成された基材に対して処理を行なって被処理物を形成する被処理物形成工程と、被処理物の断面に電子を照射することにより発生した二次電子を検出する二次電子検出工程とを含む断面観察方法である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に前記基材の他の部分とは導電率が異なるマーカー層を形成するマーカー層形成工程と、
前記マーカー層が形成された前記基材に対して処理を行なって被処理物を形成する被処理物形成工程と、
前記被処理物の断面に電子を照射することにより発生した二次電子を検出する二次電子検出工程とを含む、断面観察方法。
【請求項２】
前記処理は、エピタキシャル成長、エッチングおよびアニールからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１に記載の断面観察方法。
【請求項３】
前記マーカー層をイオン注入により形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の断面観察方法。
【請求項４】
前記マーカー層をエピタキシャル成長により形成することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項５】
前記マーカー層を前記基材の最表面および内部の少なくとも一方に形成することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項６】
前記マーカー層がパターンを形成していることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項７】
前記マーカー層を複数形成することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項８】
前記マーカー層形成工程の前または後に、前記基材の最表面に凹凸を形成することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項９】
前記マーカー層と前記マーカー層に隣接する隣接領域とが異なる導電型となるように前記マーカー層を形成することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の断面観察方法。
【請求項１０】
前記マーカー層と前記マーカー層に隣接する隣接領域とが同一の導電型となるとともに、前記マーカー層中のドーパント濃度が前記隣接領域中のドーパント濃度の１０倍以上となるように前記マーカー層を形成することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の断面観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面観察方法に関し、特に、断面の観察により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる断面観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば半導体装置の製造工程においては、エピタキシャル成長、エッチングおよびアニールなどの処理が適切に行なわれることが重要であり、これらの処理が適切に行なわれるための条件を予め決定しておくことが半導体装置の製造効率を向上させる観点から求められている。
【０００３】
エピタキシャル成長、エッチングおよびアニールなどの処理が適切に行なわれているか否かについては、当該処理の前後の半導体結晶の断面をそれぞれ観察して、比較することにより判断することが可能である。
【０００４】
このような半導体結晶の断面観察方法としては、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて半導体結晶の断面を観察する手法が用いられることが多い（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２７３６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＳＥＭによる断面観察方法においては、上記処理の前後において半導体結晶の断面がどのように変化したのかを見分けるのが難しく、上記処理が適切に行なわれているか否かについて正確に判断することができないことがあった。
【０００６】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、被処理物の断面の観察により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる断面観察方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基材に基材の他の部分とは導電率が異なるマーカー層を形成するマーカー層形成工程と、マーカー層が形成された基材に対して処理を行なって被処理物を形成する被処理物形成工程と、被処理物の断面に電子を照射することにより発生した二次電子を検出する二次電子検出工程とを含む断面観察方法である。
【０００８】
ここで、本発明の断面観察方法において、上記処理は、エピタキシャル成長、エッチングおよびアニールからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層をイオン注入により形成することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層をエピタキシャル成長により形成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層を基材の最表面および内部の少なくとも一方に形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層がパターンを形成していることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層を複数形成することが好ましい。
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層形成工程の前または後に、基材の最表面に凹凸を形成することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層とマーカー層に隣接する隣接領域とが異なる導電型となるようにマーカー層を形成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の断面観察方法においては、マーカー層とマーカー層に隣接する隣接領域とが同一の導電型となるとともに、マーカー層中のドーパント濃度が隣接領域中のドーパント濃度の１０倍以上となるようにマーカー層を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被処理物の断面の観察により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる断面観察方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては基材として半導体結晶を用いた場合について説明するが、本発明においては、基材として半導体結晶を用いる場合に限定されるものではない。また、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１８】
＜実施の形態１＞
以下、図１〜図４を参照して、本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１について説明する。
【００１９】
まず、図１の模式的斜視図に示すように、半導体結晶からなる基材１１の最表面にマーカー層１２を形成する。
【００２０】
ここで、基材１１に用いられる半導体結晶としては特に限定されず、たとえば炭化ケイ素結晶などを用いることができる。
【００２１】
また、マーカー層１２は、基材１１のマーカー層１２形成部分以外の部分と導電率が異なる層であれば特に限定はされない。
【００２２】
なお、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の最表面にイオンを注入することができる条件で基材１１の最表面にｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することにより形成することができ、そのイオン注入部分をマーカー層１２とすることができる。また、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の最表面に基材１１とは異なる組成の半導体結晶層をエピタキシャル成長することにより形成することもでき、そのエピタキシャル成長部分をマーカー層１２とすることができる。また、マーカー層１２は、上記のイオン注入および上記のエピタキシャル成長をそれぞれ単独で用いて形成してもよく、上記のイオン注入と上記のエピタキシャル成長の両方を用いて形成してもよい。
【００２３】
次に、図２の模式的斜視図に示すように、基材１１に対して、基材１１に形成されたマーカー層１２の表面上に半導体結晶層１３をエピタキシャル成長させる処理を行なう。これにより、基材１１、マーカー層１２および半導体結晶層１３がこの順序で配列した構成の被処理物１０が形成される。ここで、半導体結晶層１３としては、基材１１に用いられる半導体結晶と同一の材質の半導体結晶であってもよく、異なる材質の半導体結晶であってもよい。
【００２４】
次に、図２に示す被処理物１０をＡ−Ａ’に沿って切り出してＡ−Ａ’縦断面を露出させる。ここで、被処理物１０の切り出しは、特に限定されないが、劈開により行なうことが好ましい。被処理物１０の切り出しを劈開により行なった場合には、被処理物１０のＡ−Ａ’縦断面をより綺麗な状態で露出させることが可能となる傾向にある。
【００２５】
次に、図３の概略図に示すように、被処理物１０のＡ−Ａ’縦断面３０に電子３１を照射し、電子３１の照射によって生成した二次電子３２を二次電子検出器３３で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）などを用いて被処理物１０のＡ−Ａ’縦断面３０の観察箇所全体に対して行なうことによって、二次電子検出器３３にて検出された二次電子３２の量の差異などに起因して、たとえばＳＥＭ像などにより、被処理物１０のＡ−Ａ’縦断面３０を観察することができる。
【００２６】
図４に、被処理物１０のＡ−Ａ’縦断面３０をＳＥＭ観察したときのＳＥＭ像の一例の概略図を示す。ここで、ＳＥＭ像において、マーカー層１２は、基材１１および半導体結晶層１３のそれぞれと異なる色で表示されることになる。
【００２７】
一般に、試料の表面に電子を照射したときには二次電子（電子の照射により試料の表面から飛び出した電子）が生じ、二次電子を検出することによって、二次電子の検出量の差異により、試料の表面の導電率の差異を観察することができる。
【００２８】
そこで、基材１１の一部に基材１１の他の部分とは導電率が異なるマーカー層１２を敢えて形成し、マーカー層１２が形成された断面に電子を照射して生成した二次電子を検出することによって、たとえばＳＥＭ像などで断面を観察すると、マーカー層１２とマーカー層１２に隣接する部分との色のコントラストがより明確になる。
【００２９】
たとえば、この例において、基材１１を構成する半導体結晶と半導体結晶層１３を構成する半導体結晶とが同一の材質であってマーカー層１２を形成しなかった場合には、基材１１と半導体結晶層１３との境界が不明瞭となるため、エピタキシャル成長した半導体結晶層１３の厚さを正確に測定することは困難である。しかしながら、本発明のように基材１１にマーカー層１２を予め設けておいた場合には、たとえばＳＥＭ像などにおける色のコントラストにより、マーカー層１２と半導体結晶層１３との境界がより明確になるため、エピタキシャル成長した半導体結晶層１３の厚さをより正確に測定することが可能となる。
【００３０】
したがって、本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１においては、被処理物１０の縦断面の観察によりエピタキシャル成長処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００３１】
＜実施の形態２＞
以下、図５および図６を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態２について説明する。実施の形態２では、基材の内部にマーカー層を部分的に形成する点に特徴がある。
【００３２】
まず、図５の模式的断面図に示すように、基材１１の最表面から深さｄ１の位置にマーカー層１２を形成する。ここで、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の最表面にイオンを注入することができる条件でｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入した後に、基材１１と同一組成の半導体結晶層をエピタキシャル成長させてマーカー層１２を埋め込むことによって形成することができる。また、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の内部にイオンを注入することができる条件でｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することによっても形成することができ、そのイオン注入部分がマーカー層１２となる。
【００３３】
次に、図６の模式的断面図に示すように、基材１１に対してエッチング処理を行なうことによって、基材１１の最表面から厚さ方向に基材１１の一部を除去して被処理物１０を形成する。なお、図６に示す破線部分は、上記のエッチング処理により除去された部分を示している。
【００３４】
次に、実施の形態１と同様にして、被処理物１０の縦断面（図６に示す断面）に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物１０の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物１０の縦断面を観察する。
【００３５】
ここでも、マーカー層１２は、マーカー層１２に隣接する基材１１の部分と導電率が異なっていることから、たとえばＳＥＭ像などにおいて、マーカー層１２に隣接する基材１１の部分と異なる色で表示されることになる。したがって、マーカー層１２とマーカー層１２に隣接する基材１１の部分との境界がより明確になるため、上記のエッチング処理後の基材１１の最表面とマーカー層１２の最上面との間の距離ｄ２を正確かつ簡単に測定することができる。
【００３６】
そして、上記のエッチング処理前の基材１１の最表面とマーカー層１２の最上面との間の距離ｄ１と上記のエッチング処理後の距離ｄ２との差を求めることによって、上記のエッチング処理におけるエッチング量ｄを求めることができる。
【００３７】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態２においては、被処理物１０の縦断面の観察により基材１１の厚さ方向へのエッチング処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００３８】
なお、上記において、エッチング処理前の基材１１の最表面とマーカー層１２の最上面との間の距離ｄ１は、たとえば、同一方法および同一条件でイオン注入した基材１１を予め作製しておき、その基材１１の縦断面をＳＥＭなどで観察することによって求めておくことができる。
【００３９】
＜実施の形態３＞
以下、図７および図８を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態３について説明する。実施の形態３では、基材の最表面にマーカー層がパターンを形成している点に特徴がある。
【００４０】
まず、図７の模式的断面図に示すように、基材１１の最表面にマーカー層１２を所定のパターンに形成する。ここで、マーカー層１２が形成するパターンは特に限定されないが、たとえば、この例において、マーカー層１２は、図７の紙面の表側から裏側に伸びるストライプ状のパターンに形成されている。また、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の最表面に所定のパターンで形成されたイオン注入マスクを設置した状態で、基材１１の最表面にイオンを注入することができる条件で基材１１の最表面にｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することにより、イオン注入マスクが形成されていない部分に形成することができ、そのイオン注入部分をマーカー層１２とすることができる。
【００４１】
次に、図８の模式的断面図に示すように、基材１１に対して、基材１１の最表面におけるマーカー層１２の形成部分以外の箇所にレジストマスク８１を形成した後に、基材１１の最表面のエッチング処理（図８の紙面の上下方向および左右方向へのエッチング処理）を行なうことによって、被処理物１０を形成する。
【００４２】
次に、実施の形態１〜２と同様にして、被処理物１０の縦断面（図８に示す断面）に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物１０の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物１０の縦断面を観察する。
【００４３】
ここでも、マーカー層１２は、マーカー層１２に隣接する基材１１の部分と導電率が異なるために、たとえばＳＥＭ像などにおいて、マーカー層１２に隣接する基材１１の部分と異なる色で表示されることになり、マーカー層１２とマーカー層１２に隣接する基材１１の部分との境界がより明確になるため、たとえば、上記の溝の側壁が基材１１の最表面に対してどの程度傾いているかについて正確かつ簡単に把握することができる。
【００４４】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態３においては、被処理物１０の縦断面の観察により基材１１の最表面の幅方向へのエッチング処理（図８の紙面の左右方向へのエッチング処理）の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００４５】
＜実施の形態４＞
以下、図９〜図１１を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態４について説明する。実施の形態４では、基材の内部と最表面にそれぞれマーカー層を形成する点に特徴がある。
【００４６】
まず、図９の模式的断面図に示すように、半導体結晶基板１４の最表面上に基板１４とは異なる組成の半導体結晶層をエピタキシャル成長させて、そのエピタキシャル成長部分をマーカー層１２ａとする。なお、半導体結晶基板１４に用いられる半導体結晶は特に限定されず、たとえば炭化ケイ素結晶などを用いることができる。
【００４７】
次に、図１０の模式的断面図に示すように、マーカー層１２ａの表面上に半導体結晶基板１４と同一の組成の半導体結晶からなる半導体結晶層１４ａをエピタキシャル成長により成長させる。
【００４８】
次に、図１１の模式的断面図に示すように、エピタキシャル成長させた半導体結晶層１４ａの表面上に、半導体結晶基板１４および半導体結晶層１４ａとは異なる組成の半導体結晶層をエピタキシャル成長させて、そのエピタキシャル成長部分を最表面のマーカー層１２ｂとする。これにより、内部にマーカー層１２ａが形成され、最表面にマーカー層１２ｂが形成されている構成の基材１１が形成される。
【００４９】
次に、上記のマーカー層１２ａおよびマーカー層１２ｂの形成後の基材１１に対して、エッチング速度とエピタキシャル成長速度とがほぼ同じぐらいであり、エピタキシャル成長になるか、エッチングになるか予測できないような処理を行なうことによって被処理物を形成する。
【００５０】
次に、実施の形態１〜３と同様にして、被処理物の縦断面に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物の縦断面を観察する。
【００５１】
ここでも、マーカー層１２ａおよびマーカー層１２ｂは、これらのマーカー層に隣接する部分と導電率が異なるために、たとえばＳＥＭ像などにおいて、これらのマーカー層に隣接する部分と異なる色で表示されることになり、これらのマーカー層１２ａ、１２ｂとこれらに隣接する部分との境界がより明確になる。そのため、エピタキシャル成長している場合には、マーカー層１２ａおよびマーカー層１２ｂがともに観察されるため、マーカー層１２ｂの表面からエピタキシャル成長後の基材１１の最上面までの距離を測定することによって、エピタキシャル成長量を測定することが可能となる。また、エッチングが行なわれている場合には、マーカー層１２ｂは観察されずにマーカー層１２ａのみが観察されるため、マーカー層１２ａの表面からエッチング後の基材１１の最上面までの距離を測定し、その測定距離をエッチング前に予め測定しておいたマーカー層１２ｂの最上面とマーカー層１２ａの表面との間の距離から差し引くことによって、エッチング量を測定することが可能となる。
【００５２】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態４においては、被処理物の縦断面の観察により基材１１に対して、エピタキシャル成長若しくはエッチングのいずれが行なわれるのかをより正確かつ簡単に判断することができ、エピタキシャル成長が行なわれる場合にはエピタキシャル成長量（たとえば膜厚）により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができ、エッチングが行なわれる場合にはエッチング量により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００５３】
＜実施の形態５＞
以下、図１２〜図１４を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態５について説明する。実施の形態５では、基材の最表面に凹凸を形成した後に、基材の最表面にマーカー層を形成する点に特徴がある。
【００５４】
まず、図１２の模式的断面図に示すように、基材１１の最表面に凹凸を形成する。ここで、基材１１の最表面の凹凸は、たとえば、基材１１の平坦な最表面の一部をエッチングにより除去することなどによって形成することができる。
【００５５】
次に、図１３の模式的断面図に示すように、基材１１の凹凸が形成された最表面にマーカー層１２を形成する。ここで、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の凹凸が形成された最表面にイオンを注入することができる条件で基材１１の最表面にｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することにより形成することができ、そのイオン注入部分をマーカー層１２とすることができる。
【００５６】
次に、図１４の模式的断面図に示すように、基材１１の凹凸の最表面に形成されたマーカー層１２上に半導体結晶層１３をエピタキシャル成長させる処理を行なうことによって被処理物１０を形成する。
【００５７】
次に、実施の形態１〜４と同様にして、被処理物１０の縦断面（図１４に示す断面）に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物１０の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物１０の縦断面を観察する。
【００５８】
たとえば、この例においては、たとえばＳＥＭ像などにおいてマーカー層１２と半導体結晶層１３との境界が色の差異として明確に表われるため、マーカー層１２の凸部上に成長した半導体結晶層１３の厚さｈ１と凹部上に成長した半導体結晶層１３の厚さｈ２とをより正確に測定することが可能となる。
【００５９】
したがって、本発明の断面観察方法の一例である実施の形態５においては、被処理物１０の縦断面の観察によりエピタキシャル成長処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００６０】
＜実施の形態６＞
以下、図１５〜図１６を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態６について説明する。実施の形態６では、基材の最表面にマーカー層を形成した後に、基材の最表面に凹凸を形成する点に特徴がある。
【００６１】
まず、図１５の模式的断面図に示すように、基材１１の最表面にマーカー層１２を形成する。ここで、マーカー層１２は、たとえば、基材１１の最表面にイオンを注入することができる条件で基材１１の最表面にｎ型またはｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することにより形成することができ、そのイオン注入部分をマーカー層１２とすることができる。
【００６２】
次に、図１６の模式的断面図に示すように、マーカー層１２が形成された基材１１の最表面に凹凸を形成する。ここで、基材１１の最表面の凹凸は、たとえば、基材１１の平坦な最表面の一部をマーカー層１２の厚さ以上の深さにエッチングして除去することなどによって形成することができる。
【００６３】
次に、上記のマーカー層１２の形成後の基材１１に対して、比較的短時間でエピタキシャル成長させる処理を行なうことによって被処理物を形成する。
【００６４】
次に、実施の形態１〜５と同様にして、被処理物の縦断面に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物の縦断面を観察する。
【００６５】
ここでも、マーカー層１２は、マーカー層１２に隣接する部分と導電率が異なるために、たとえばＳＥＭ像などにおいて、マーカー層１２に隣接する部分と異なる色で表示されることになり、マーカー層１２とマーカー層１２に隣接する部分との境界がより明確になる。そのため、上記のエピタキシャル成長処理後の基材１１の最上面からマーカー層１２の表面までの距離を測定することによって、マーカー層１２の表面上におけるエピタキシャル成長量を測定することが可能となる。また、予め上記のエピタキシャル成長処理前の基材１１の凹凸の大きさを測定しておくことで、基材１１の凹部におけるエピタキシャル成長量を求めることも可能となる。さらに、マーカー層１２の表面上におけるエピタキシャル成長量と基材１１の凹部におけるエピタキシャル成長量との比較も可能となる。
【００６６】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態６においては、被処理物の縦断面の観察により基材１１に対するエピタキシャル成長において、不純物濃度の差による成長速度の差により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００６７】
＜実施の形態７＞
以下、図１７を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態７について説明する。実施の形態７では、マーカー層とマーカー層に隣接する隣接領域とが異なる導電型となるように基材にマーカー層を形成する点に特徴がある。
【００６８】
まず、図１７の模式的断面図に示すように、たとえば、導電型がｎ型の半導体結晶からなる基材１１ａの最表面に導電型がｐ型のマーカー層１２ｃを形成する。
【００６９】
ここで、マーカー層１２ｃは、たとえば、ｎ型の半導体結晶からなる基材１１ａの最表面にｐ型のドーパントのイオンを注入することができる条件で基材１１ａの最表面にｐ型のドーパントのイオンをイオン注入することによって形成することができ、そのｐ型のドーパントのイオン注入部分をマーカー層１２ｃとすることができる。
【００７０】
次に、上記のマーカー層１２ｃの形成後の基材１１ａをアニールする処理を行なうことによって被処理物を形成する。
【００７１】
次に、実施の形態１〜６と同様にして、被処理物の縦断面に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物の縦断面を観察する。
【００７２】
ここで、上記のアニールによりマーカー層１２ｃが昇華した場合には、マーカー層１２ｃの厚みが低減若しくはマーカー層１２ｃ自体が消滅する。一方、上記のアニールによりマーカー層１２ｃが昇華しなかった場合には、マーカー層１２ｃがそのままの厚みで残ることになる。
【００７３】
また、マーカー層１２ｃは、マーカー層１２ｃに隣接する基材１１ａの部分と導電率が異なるために、たとえばＳＥＭ像などにおいて、マーカー層１２ｃに隣接する基材１１ａの部分と異なる色で表示されることになり、マーカー層１２ｃに隣接する基材１１ａの部分との境界がより明確になる。それゆえ、上記のアニールによるマーカー層１２ｃの昇華の有無を正確かつ簡単に判断することができることから、たとえば、基材１１ａが昇華しない程度の適切なアニール処理であるか否かなどを正確かつ簡単に判断することができる。
【００７４】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態７においては、被処理物の縦断面の観察により、アニール処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００７５】
なお、上記においては、基材１１ａの導電型がｎ型で、マーカー層１２ｃの導電型がｐ型である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、基材１１ａの導電型がｐ型で、マーカー層１２ｃの導電型がｎ型であってもよい。
【００７６】
また、本発明において、ｎ型のドーパントとしては、たとえば、窒素やリンなどを用いることができ、ｐ型のドーパントとしては、たとえば、アルミニウムやホウ素などを用いることができる。
【００７７】
＜実施の形態８＞
以下、図１８を参照して、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態８について説明する。実施の形態８では、マーカー層とマーカー層に隣接する隣接領域とが同一の導電型となっているが、マーカー層中のドーパント濃度がマーカー層に隣接する隣接領域中のドーパント濃度の１０倍以上となるようにマーカー層を形成する点に特徴がある。
【００７８】
まず、図１８の模式的断面図に示すように、たとえば導電型がｎ型の半導体結晶からなる基材１１ａの最表面に導電型がｎ型のマーカー層１２ｄを形成する。ここで、マーカー層１２ｄは、たとえば、マーカー層１２ｄのｎ型のドーパント濃度が基材１１ａのｎ型のドーパント濃度の１０倍以上となるように、ｎ型の半導体結晶からなる基材１１ａの最表面にｎ型のドーパントのイオンをイオン注入することができる条件で基材１１ａの最表面にｎ型のドーパントのイオンをイオン注入することにより形成することができ、そのイオン注入部分をマーカー層１２ｄとすることができる。
【００７９】
ここで、マーカー層１２ｄのｎ型のドーパント濃度を基材１１ａのｎ型のドーパント濃度の１０倍以上とすることにより、マーカー層１２ｄとそれに隣接する基材１１ａとの導電率の差異が大きくなるため、後述するＳＥＭなどの二次電子を検出して行なう断面観察において、マーカー層１２ｄとそれに隣接する基材１１ａを表わす色のコントラストがより明確になり、マーカー層１２ｄとそれに隣接する基材１１ａとの境界をより明確に把握することができるようになる。
【００８０】
次に、上記のマーカー層１２ｄの形成後の基材１１ａをアニールする処理を行なうことによって被処理物を形成する。
【００８１】
次に、実施の形態１〜７と同様にして、被処理物の縦断面に電子を照射し、電子の照射によって生成した二次電子を二次電子検出器で検出する。この工程を、たとえばＳＥＭなどにより被処理物の縦断面の観察箇所全体に対して行なうことによって、被処理物の縦断面を観察する。
【００８２】
ここでも、上記のアニールによりマーカー層１２ｄが昇華した場合には、マーカー層１２ｄの厚みが低減若しくはマーカー層１２ｄ自体が消滅する。一方、上記のアニールによりマーカー層１２ｄが昇華しなかった場合には、マーカー層１２ｄがそのままの厚みで残ることになる。
【００８３】
また、マーカー層１２ｄは、マーカー層１２ｄに隣接する基材１１ａの部分と導電率が異なるために、たとえばＳＥＭ像などにおいて、マーカー層１２ｄに隣接する基材１１ａの部分と異なる色で表示されることになり、マーカー層１２ｄに隣接する基材１１ａの部分との境界がより明確になる。それゆえ、上記のアニールによるマーカー層１２ｄの昇華の有無を正確かつ簡単に判断することができることから、たとえば、実施の形態８においても、基材１１ａが昇華しない程度の適切なアニール処理であるか否かなどを正確かつ簡単に判断することができる。
【００８４】
したがって、本発明の断面観察方法の他の一例である実施の形態８においても、被処理物の縦断面の観察により、アニール処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる。
【００８５】
なお、実施の形態８においては、基材１１ａおよびマーカー層１２ｄの導電型がそれぞれｎ型である場合について説明したが、これに限定されず、基材１１ａおよびマーカー層１２ｄの導電型はそれぞれｐ型であってもよい。
【００８６】
また、上記の実施の形態１〜８においては、マーカー層がそれぞれ所定の個数だけ形成される場合について説明したが、本発明において形成されるマーカー層の個数は１つであってもよく、２つ以上の複数であってもよい。
【実施例】
【００８７】
＜実施例１＞
まず、ｎ型のドーパントとしての窒素が１×１０18〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれている炭化ケイ素基板の最表面の全面に、炭化ケイ素基板の最表面から深さ０．５μｍの箇所までにｐ型のドーパントとしてのＡｌが１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれるようにＡｌイオンをイオン注入する。
【００８８】
次に、上記のＡｌイオンのイオン注入後の炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、Ａｌイオンが注入された炭化ケイ素基板の最表面部分のＡｌイオン注入層とＡｌイオンが注入されていない炭化ケイ素基板の内部部分との境界が炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから明確に把握することができる。
【００８９】
次に、上記のＡｌイオンのイオン注入後の炭化ケイ素基板の最表面上にｎ型のドーパントとして窒素を含む炭化ケイ素結晶層をエピタキシャル成長させる。
【００９０】
その後、上記の炭化ケイ素結晶層をエピタキシャル成長させた炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、Ａｌイオンが注入された炭化ケイ素基板の最表面部分のＡｌイオン注入層とエピタキシャル成長させた炭化ケイ素結晶層との境界を炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから明確に把握することができる。
【００９１】
したがって、上記のＳＥＭ観察により、どこからが上記のエピタキシャル成長にて形成された炭化ケイ素結晶層であるかが明確に把握することができることから、エピタキシャル成長した炭化ケイ素結晶層の厚さを正確かつ簡単に測定することができる。
【００９２】
＜実施例２＞
まず、実施例１と同様に、ｎ型のドーパントとしての窒素が１×１０18〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれている炭化ケイ素基板の最表面の全面に、炭化ケイ素基板の最表面から深さ０．５μｍの箇所までにｐ型のドーパントとしてのＡｌが１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれるようにＡｌイオンをイオン注入する。
【００９３】
次に、上記のＡｌイオンのイオン注入後の炭化ケイ素基板の最表面上にｎ型のドーパントとして窒素を含む炭化ケイ素結晶層を１０μｍ程度の厚さでエピタキシャル成長させる。
【００９４】
次に、上記の炭化ケイ素結晶層をエピタキシャル成長させた炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから、エピタキシャル成長した炭化ケイ素結晶層の厚さを把握する。
【００９５】
次に、ＳＦ6ガスを含むガス中で上記の炭化ケイ素結晶層を数分間プラズマエッチングする。
【００９６】
次に、上記のプラズマエッチング後の炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから、上記のプラズマエッチング後の炭化ケイ素結晶層の厚さを再度把握する。
【００９７】
その後、上記のプラズマエッチング前の炭化ケイ素結晶層の厚さから上記のプラズマエッチング後の炭化ケイ素結晶層の厚さを差し引くことによって上記のプラズマエッチングによるエッチング量を正確かつ簡単に把握することができ、そのエッチング量をプラズマエッチング時間で割ることによって上記のプラズマエッチングのエッチングレートもより正確かつ簡単に把握することができる。
【００９８】
＜実施例３＞
まず、実施例１〜２と同様に、ｎ型のドーパントとしての窒素が１×１０18〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれている炭化ケイ素基板の最表面の全面に、炭化ケイ素基板の最表面から深さ０．５μｍの箇所までにｐ型のドーパントとしてのＡｌが１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のドーパント濃度で含まれるようにＡｌイオンをイオン注入する。
【００９９】
次に、上記のＡｌイオンのイオン注入後の炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、Ａｌイオンが注入された炭化ケイ素基板の最表面部分のＡｌイオン注入層とＡｌイオンが注入されていない炭化ケイ素基板の内部部分との境界を炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから把握することによってＡｌイオン注入層の厚さを把握する。
【０１００】
次に、上記のＡｌイオンのイオン注入後の炭化ケイ素基板を温度が１８００℃のＡｒ（アルゴン）雰囲気に３０分間曝すことによって炭化ケイ素基板をアニールする。
【０１０１】
次に、上記のアニール後の炭化ケイ素基板を劈開し、その劈開により露出した炭化ケイ素基板の縦断面をＳＥＭを用いて観察する。これにより、炭化ケイ素基板の縦断面のＳＥＭ像を表わすＳＥＭ写真の色のコントラストから、上記のアニール後のＡｌイオン注入層の厚さを再度把握する。
【０１０２】
その後、上記のアニール前のＡｌイオン注入層の厚さから上記のアニール後のＡｌイオン注入層の厚さを差し引くことによって上記のアニールによって昇華したＡｌイオン注入層の量を正確かつ簡単に把握することができ、その昇華したＡｌイオン注入層の量によってＡｌイオン注入層の昇華の有無を正確かつ簡単に把握することができるようになる。
【０１０３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明によれば、被処理物の断面の観察により処理の適否をより正確かつ簡単に判断することができる断面観察方法を提供することができる。したがって、本発明は、たとえば、半導体装置の製造工程などに好適に利用することができる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１の工程の一部を図解する模式的な斜視図である。
【図２】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１の工程の他の一部を図解する模式的な斜視図である。
【図３】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１の工程の他の一部を図解する概略図である。
【図４】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態１の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態２の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態２の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態３の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図８】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態３の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図９】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態４の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態４の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１１】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態４の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１２】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態５の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１３】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態５の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１４】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態５の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１５】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態６の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１６】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態６の工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１７】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態７の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１８】本発明の断面観察方法の一例である実施の形態８の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  被処理物、１１，１１ａ  基材、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  マーカー層、１３，１４ａ  半導体結晶層、１４  半導体結晶基板、３０  Ａ−Ａ’縦断面、３１  電子、３２  二次電子、３３  二次電子検出器、８１  レジストマスク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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