90nm以降，新材料や新プロセスを導入することで，微細化だけに頼らずMOS FETの性能を高める動きが活発化してきた。その代表例が，ひずみSiやポーラス低誘電率（low-k）膜，高誘電率（high-k）ゲート絶縁膜/メタル・ゲートである。これらの新材料や新プロセスの採用に伴って，それに対応する計測技術が求められるようになった。その強力な手段が，連載の最終回となる本稿で紹介するX線計測技術である。同技術は，従来の光学式測定に代わって，新材料向けの標準的な計測技術になりつつある。

X線計測技術で新材料・プロセスに対応
X 線計測技術のうち，X 線回折測定（XRD：X-ray diffraction）と高解像X 線回折測定（HRXRD：highresolution X-ray diffraction）の測定法を示した。参考文献2）のデータ。

Paul Ryan
　英Bede Scientific Instruments Ltd.

　「Mooreの法則」は，これまでリソグラフィ技術の進展によるMOS FETの微細化によって維持されてきた。ところが，90nm以降，既存材料の物理限界が近付いたために，微細化だけでMooreの法則を維持することが難しくなった。そこで，集積度と性能の向上を持続するために，新しい材料やプロセスが相次いで導入され始めた。新材料では高誘電率（high-k）ゲート絶縁膜/メタル・ゲートやポーラス低誘電率（low-k）膜，新プロセスではひずみSiなどである。

　そこで，LSIの開発と製造において，これらの材料やプロセスに対応する新しい検査・解析技術が必要になってきた。そのための強力なツールとなるのが，本稿で紹介するX線計測技術である（図1）。従来，LSIのインラインの薄膜計測手法は光学式が主流だったが，ここに来てX線計測技術が広く使われるようになっている。特に，ひずみSi技術が90nmで採用されたことをキッカケに，65～45nmの新材料や薄膜の計測にX線が活用され始めている。

図1●新材料・プロ セス対応でX線計測技術が重要に
X 線計測技術には，計測内容や計測手法に応じて，X 線回折測定（XRD），高解像X 線回折測定（HRXRD），X 線反射率測定（XRR），蛍光X 線測定（XRF）の四つがある。 参考文献2）のデータを基に本誌が作成。
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　本稿では，（1）ひずみSi向けSiGe膜，（2）ポーラスlow-k膜に向けたX線計測技術の応用事例を解説する。いずれも45nm以降に向けて重要性が高まっている新材料，新プロセスを対象としている。これらに加えて，無線周波デバイスや光通信デバイス向けで開発が盛んな（3）HBT（heterojunction bipolar transistor）向けSi/SiGe膜への応用を紹介する。