JP2010025848A - Cross section observing method - Google Patents

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Satomi Ito
里美 伊藤
Kenryo Masuda
健良 増田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cross section observing method capable of correctly and easily determining whether or not a process is appropriate, by observing a cross section of a processed object. <P>SOLUTION: The cross section observing method comprises; a marker layer forming step of forming a marker layer whose conductivity differs from other portions of a substrate, on the substrate; a processed object forming step of forming the processed object by processing the substrate on which the marker layer is formed; and a secondary electron detecting step of detecting secondary electrons generated by irradiating the cross section of the processed object with electrons. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a cross-section observation method, and more particularly, to a cross-section observation method capable of more accurately and easily determining the suitability of processing by observing a cross section.

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。   For example, in the manufacturing process of a semiconductor device, it is important that processes such as epitaxial growth, etching, and annealing are appropriately performed, and it is important to predetermine conditions for appropriately performing these processes. It is required from the viewpoint of improving manufacturing efficiency.

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。   Whether or not the processes such as epitaxial growth, etching and annealing are appropriately performed can be determined by observing and comparing the cross sections of the semiconductor crystals before and after the process.

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）。
特開平１１−２７３６１３号公報 As a method for observing the cross section of the semiconductor crystal, a method of observing the cross section of the semiconductor crystal using an SEM (scanning electron microscope) is often used (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-273613

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。   However, in the conventional cross-sectional observation method using the SEM, it is difficult to distinguish how the cross section of the semiconductor crystal has changed before and after the processing, and it is accurately determined whether or not the processing is performed appropriately. There was something I couldn't do.

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。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cross-sectional observation method capable of more accurately and easily determining whether processing is appropriate or not by observing a cross section of an object to be processed.

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。   In the present invention, a marker layer forming step for forming a marker layer having a different conductivity from other parts of the substrate on the substrate, and a substrate on which the marker layer is formed are processed to form an object to be processed. A cross-sectional observation method including a processing object forming step and a secondary electron detection step of detecting secondary electrons generated by irradiating the cross section of the processing object with electrons.

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。   Here, in the cross-sectional observation method of the present invention, the treatment is preferably at least one selected from the group consisting of epitaxial growth, etching, and annealing.

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。   Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable to form a marker layer by ion implantation.

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。   Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable to form a marker layer by epitaxial growth.

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。   Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable to form a marker layer in at least one of the outermost surface and the inside of a base material.

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。   Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable that the marker layer forms the pattern.

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。 In the cross-sectional observation method of the present invention, it is preferable to form a plurality of marker layers.
Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable to form an unevenness | corrugation in the outermost surface of a base material before or after a marker layer formation process.

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。   Moreover, in the cross-sectional observation method of this invention, it is preferable to form a marker layer so that a marker layer and the adjacent area | region adjacent to a marker layer may become a different conductivity type.

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。   In the cross-sectional observation method of the present invention, the marker layer and the adjacent region adjacent to the marker layer have the same conductivity type, and the dopant concentration in the marker layer is 10 times or more the dopant concentration in the adjacent region. Thus, it is preferable to form a marker layer.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cross-sectional observation method which can judge more accurately and easily the suitability of a process by observation of the cross section of a to-be-processed object can be provided.

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。   Embodiments of the present invention will be described below. Note that although a case where a semiconductor crystal is used as a base material will be described in this embodiment mode, the present invention is not limited to the case where a semiconductor crystal is used as a base material. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.

＜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。 <Embodiment 1>
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-4, Embodiment 1 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated.

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。   First, as shown in the schematic perspective view of FIG. 1, the marker layer 12 is formed on the outermost surface of the base material 11 made of a semiconductor crystal.

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。   Here, it does not specifically limit as a semiconductor crystal used for the base material 11, For example, a silicon carbide crystal etc. can be used.

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。   Moreover, the marker layer 12 will not be specifically limited if it is a layer from which electric conductivity differs from parts other than the marker layer 12 formation part of the base material 11. FIG.

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。   The marker layer 12 is formed, for example, by ion-implanting n-type or p-type dopant ions into the outermost surface of the substrate 11 under the condition that ions can be implanted into the outermost surface of the substrate 11. The ion-implanted portion can be used as the marker layer 12. The marker layer 12 can also be formed, for example, by epitaxially growing a semiconductor crystal layer having a composition different from that of the substrate 11 on the outermost surface of the substrate 11, and the epitaxially grown portion can be used as the marker layer 12. . Further, the marker layer 12 may be formed by using each of the above ion implantation and the above epitaxial growth alone, or may be formed by using both the above ion implantation and the above epitaxial growth.

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。   Next, as shown in the schematic perspective view of FIG. 2, a process of epitaxially growing the semiconductor crystal layer 13 on the surface of the marker layer 12 formed on the base material 11 is performed on the base material 11. Thereby, the to-be-processed object 10 of the structure which the base material 11, the marker layer 12, and the semiconductor crystal layer 13 arranged in this order is formed. Here, the semiconductor crystal layer 13 may be a semiconductor crystal made of the same material as the semiconductor crystal used for the substrate 11 or may be a semiconductor crystal made of a different material.

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。   Next, the workpiece 10 shown in FIG. 2 is cut out along A-A ′ to expose the A-A ′ longitudinal section. Here, the cut-out of the object to be processed 10 is not particularly limited, but is preferably performed by cleavage. When the workpiece 10 is cut out by cleavage, the A-A ′ longitudinal section of the workpiece 10 tends to be exposed in a cleaner state.

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。   Next, as shown in the schematic diagram of FIG. 3, the AA ′ longitudinal section 30 of the workpiece 10 is irradiated with electrons 31, and the secondary electrons 32 generated by the irradiation of the electrons 31 are secondary electron detectors 33. Detect with. This step is detected by the secondary electron detector 33 by performing the process on the entire observation location of the AA ′ longitudinal section 30 of the workpiece 10 using, for example, an SEM (scanning electron microscope). Due to the difference in the amount of secondary electrons 32, the AA ′ longitudinal section 30 of the workpiece 10 can be observed by, for example, an SEM image.

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。   FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of an SEM image when the A-A ′ longitudinal section 30 of the workpiece 10 is observed by SEM. Here, in the SEM image, the marker layer 12 is displayed in a color different from each of the base material 11 and the semiconductor crystal layer 13.

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。   In general, when electrons are irradiated on the surface of a sample, secondary electrons (electrons that have jumped out of the surface of the sample by electron irradiation) are generated, and by detecting the secondary electrons, the difference in the amount of secondary electrons detected causes the sample The difference in the electrical conductivity of the surface can be observed.

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。   Therefore, a marker layer 12 having a different conductivity from that of the other part of the base material 11 is formed on a part of the base material 11, and secondary electrons generated by irradiating the cross section on which the marker layer 12 is formed with electrons are generated. When the cross section is observed with, for example, an SEM image, the color contrast between the marker layer 12 and the portion adjacent to the marker layer 12 becomes clearer.

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。   For example, in this example, when the semiconductor crystal constituting the substrate 11 and the semiconductor crystal constituting the semiconductor crystal layer 13 are the same material and the marker layer 12 is not formed, the substrate 11 and the semiconductor crystal Since the boundary with the layer 13 becomes unclear, it is difficult to accurately measure the thickness of the epitaxially grown semiconductor crystal layer 13. However, when the marker layer 12 is provided in advance on the substrate 11 as in the present invention, the boundary between the marker layer 12 and the semiconductor crystal layer 13 becomes clearer due to, for example, color contrast in an SEM image or the like. Therefore, the thickness of the epitaxially grown semiconductor crystal layer 13 can be measured more accurately.

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。   Therefore, in the first embodiment which is an example of the cross-sectional observation method of the present invention, the suitability of the epitaxial growth process can be determined more accurately and simply by observing the vertical cross section of the workpiece 10.

＜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。 <Embodiment 2>
Hereinafter, Embodiment 2 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated with reference to FIG. 5 and FIG. The second embodiment is characterized in that the marker layer is partially formed inside the substrate.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, the marker layer 12 is formed at a depth d <b> 1 from the outermost surface of the substrate 11. Here, the marker layer 12 is, for example, a semiconductor crystal having the same composition as the base material 11 after ion-implanting n-type or p-type dopant ions under conditions that allow ions to be implanted into the outermost surface of the base material 11. The layer can be formed by epitaxially growing the layer and embedding the marker layer 12. The marker layer 12 can also be formed, for example, by ion-implanting n-type or p-type dopant ions under conditions that allow ions to be implanted into the substrate 11. Becomes the marker layer 12.

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, a part of the base material 11 is removed from the outermost surface of the base material 11 in the thickness direction by performing an etching process on the base material 11. A processed object 10 is formed. A broken line portion shown in FIG. 6 indicates a portion removed by the above etching process.

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。   Next, in the same manner as in the first embodiment, the longitudinal cross section (cross section shown in FIG. 6) of the workpiece 10 is irradiated with electrons, and the secondary electrons generated by the electron irradiation are detected by the secondary electron detector. . The vertical cross section of the workpiece 10 is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece 10 using, for example, SEM.

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。   Again, since the marker layer 12 has a different conductivity from the portion of the substrate 11 adjacent to the marker layer 12, for example, in a SEM image, the marker layer 12 has a different color from the portion of the substrate 11 adjacent to the marker layer 12. Will be displayed. Therefore, since the boundary between the marker layer 12 and the portion of the base material 11 adjacent to the marker layer 12 becomes clearer, the space between the outermost surface of the base material 11 and the uppermost surface of the marker layer 12 after the above-described etching process. The distance d2 can be measured accurately and easily.

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。   Then, by determining the difference between the distance d1 between the outermost surface of the substrate 11 before the etching process and the uppermost surface of the marker layer 12 and the distance d2 after the etching process, the etching in the etching process is performed. The quantity d can be determined.

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。   Therefore, in the second embodiment which is another example of the cross-section observation method of the present invention, the suitability of the etching process in the thickness direction of the base material 11 is more accurately and easily determined by observing the vertical cross section of the workpiece 10. Judgment can be made.

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。   In the above description, the distance d1 between the outermost surface of the substrate 11 and the uppermost surface of the marker layer 12 before the etching treatment is set in advance, for example, by preparing the substrate 11 ion-implanted in the same method and under the same conditions. It can be obtained by observing the longitudinal section of the substrate 11 with an SEM or the like.

＜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。 <Embodiment 3>
Hereinafter, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, Embodiment 3 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated. Embodiment 3 is characterized in that the marker layer forms a pattern on the outermost surface of the substrate.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 7, the marker layer 12 is formed in a predetermined pattern on the outermost surface of the substrate 11. Here, the pattern formed by the marker layer 12 is not particularly limited. For example, in this example, the marker layer 12 is formed in a stripe pattern extending from the front side to the back side of the paper surface of FIG. Moreover, the marker layer 12 is a base material on condition that ions can be implanted into the outermost surface of the base material 11 with an ion implantation mask formed in a predetermined pattern on the outermost surface of the base material 11. 11 can be formed in a portion where an ion implantation mask is not formed by ion implantation of n-type or p-type dopant ions into the outermost surface, and the ion-implanted portion can be used as the marker layer 12. .

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8, the resist mask 81 is formed on the base material 11 at a location other than the portion where the marker layer 12 is formed on the outermost surface of the base material 11, and then the base material 11. The object 10 is formed by performing the etching process on the outermost surface (the etching process in the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 8).

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。   Next, in the same manner as in the first and second embodiments, electrons are irradiated to the longitudinal section (the section shown in FIG. 8) of the workpiece 10 and the secondary electrons generated by the irradiation of the electrons are detected by the secondary electron detector. To detect. The vertical cross section of the workpiece 10 is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece 10 using, for example, SEM.

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。   Again, the marker layer 12 is displayed in a different color from the portion of the substrate 11 adjacent to the marker layer 12 in, for example, an SEM image because the conductivity is different from that of the portion of the substrate 11 adjacent to the marker layer 12. Since the boundary between the marker layer 12 and the portion of the base material 11 adjacent to the marker layer 12 becomes clearer, for example, how much the side wall of the groove is inclined with respect to the outermost surface of the base material 11. You can know exactly what you are doing.

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。   Therefore, in the third embodiment which is another example of the cross-sectional observation method of the present invention, the etching process in the width direction of the outermost surface of the base material 11 by observing the vertical cross section of the workpiece 10 (on the paper surface of FIG. The suitability of the etching process in the left-right direction can be determined more accurately and easily.

＜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。 <Embodiment 4>
Hereinafter, Embodiment 4 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated with reference to FIGS. The fourth embodiment is characterized in that marker layers are formed on the inside and the outermost surface of the substrate, respectively.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 9, a semiconductor crystal layer having a composition different from that of the substrate 14 is epitaxially grown on the outermost surface of the semiconductor crystal substrate 14, and the epitaxially grown portion is used as a marker layer 12a. In addition, the semiconductor crystal used for the semiconductor crystal substrate 14 is not specifically limited, For example, a silicon carbide crystal etc. can be used.

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 10, a semiconductor crystal layer 14a made of a semiconductor crystal having the same composition as the semiconductor crystal substrate 14 is grown on the surface of the marker layer 12a by epitaxial growth.

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。   Next, as shown in the schematic sectional view of FIG. 11, a semiconductor crystal layer having a composition different from that of the semiconductor crystal substrate 14 and the semiconductor crystal layer 14a is epitaxially grown on the surface of the epitaxially grown semiconductor crystal layer 14a. The epitaxially grown portion is the outermost marker layer 12b. Thereby, the base material 11 of the structure by which the marker layer 12a is formed in the inside and the marker layer 12b is formed in the outermost surface is formed.

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。   Next, with respect to the base material 11 after the marker layer 12a and the marker layer 12b are formed, the etching rate and the epitaxial growth rate are approximately the same, and it is impossible to predict whether the growth will be epitaxial growth or etching. To form a workpiece.

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。   Next, in the same manner as in the first to third embodiments, the vertical cross section of the workpiece is irradiated with electrons, and the secondary electrons generated by the electron irradiation are detected by the secondary electron detector. The vertical cross section of the workpiece is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece using, for example, SEM.

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。   Here again, the marker layer 12a and the marker layer 12b have different conductivity from the portions adjacent to these marker layers, so that they are displayed in a color different from the portions adjacent to these marker layers in an SEM image, for example. Thus, the boundary between the marker layers 12a and 12b and the portion adjacent to them becomes clearer. Therefore, since both the marker layer 12a and the marker layer 12b are observed when epitaxial growth is performed, the amount of epitaxial growth is measured by measuring the distance from the surface of the marker layer 12b to the top surface of the substrate 11 after epitaxial growth. Can be measured. In addition, when etching is performed, the marker layer 12b is not observed but only the marker layer 12a is observed. Therefore, the distance from the surface of the marker layer 12a to the uppermost surface of the substrate 11 after etching is measured. Then, the etching distance can be measured by subtracting the measurement distance from the distance between the uppermost surface of the marker layer 12b and the surface of the marker layer 12a that has been measured in advance before etching.

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。   Therefore, in the fourth embodiment, which is another example of the cross-section observation method of the present invention, it is more accurate to determine whether epitaxial growth or etching is performed on the substrate 11 by observing the vertical cross section of the object to be processed. When epitaxial growth is performed, the suitability of the process can be determined more accurately and simply based on the epitaxial growth amount (for example, film thickness). When etching is performed, the processing amount can be determined based on the etching amount. It is possible to judge the suitability more accurately and easily.

＜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。 <Embodiment 5>
Hereinafter, Embodiment 5 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated with reference to FIGS. Embodiment 5 is characterized in that after forming irregularities on the outermost surface of the substrate, a marker layer is formed on the outermost surface of the substrate.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 12, irregularities are formed on the outermost surface of the substrate 11. Here, the unevenness | corrugation of the outermost surface of the base material 11 can be formed by removing a part of flat outermost surface of the base material 11 by an etching etc., for example.

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 13, the marker layer 12 is formed on the outermost surface of the substrate 11 where the irregularities are formed. Here, the marker layer 12 is ion-implanted with ions of n-type or p-type dopant on the outermost surface of the base material 11 under the condition that ions can be implanted into the outermost surface of the base material 11 where the irregularities are formed. Thus, the ion-implanted portion can be used as the marker layer 12.

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 14, the processing target 10 is formed by performing a process of epitaxially growing the semiconductor crystal layer 13 on the marker layer 12 formed on the uneven surface of the base material 11. To do.

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。   Next, in the same manner as in the first to fourth embodiments, electrons are irradiated to the longitudinal section (the section shown in FIG. 14) of the workpiece 10, and the secondary electrons generated by the electron irradiation are detected with a secondary electron detector. To detect. The vertical cross section of the workpiece 10 is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece 10 using, for example, SEM.

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。   For example, in this example, the boundary between the marker layer 12 and the semiconductor crystal layer 13 is clearly shown as a color difference in, for example, an SEM image. Therefore, the thickness of the semiconductor crystal layer 13 grown on the convex portion of the marker layer 12 It is possible to more accurately measure the length h1 and the thickness h2 of the semiconductor crystal layer 13 grown on the recess.

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。   Therefore, in the fifth embodiment which is an example of the cross-sectional observation method of the present invention, the suitability of the epitaxial growth process can be more accurately and easily determined by observing the vertical cross section of the workpiece 10.

＜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。 <Embodiment 6>
Hereinafter, Embodiment 6 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated with reference to FIGS. Embodiment 6 is characterized in that irregularities are formed on the outermost surface of the substrate after the marker layer is formed on the outermost surface of the substrate.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 15, the marker layer 12 is formed on the outermost surface of the substrate 11. Here, the marker layer 12 is formed, for example, by ion-implanting n-type or p-type dopant ions into the outermost surface of the substrate 11 under the condition that ions can be implanted into the outermost surface of the substrate 11. The ion-implanted portion can be the marker layer 12.

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。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 16, irregularities are formed on the outermost surface of the substrate 11 on which the marker layer 12 is formed. Here, the unevenness on the outermost surface of the substrate 11 can be formed by, for example, etching and removing a part of the flat outermost surface of the substrate 11 to a depth equal to or greater than the thickness of the marker layer 12. it can.

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。   Next, an object to be processed is formed by performing a process of epitaxial growth in a relatively short time on the base material 11 after the marker layer 12 is formed.

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。   Next, in the same manner as in the first to fifth embodiments, electrons are irradiated to the longitudinal section of the workpiece, and secondary electrons generated by the electron irradiation are detected by a secondary electron detector. The vertical cross section of the workpiece is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece using, for example, SEM.

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。   Again, since the conductivity of the marker layer 12 is different from that of the portion adjacent to the marker layer 12, for example, in the SEM image, the marker layer 12 is displayed in a different color from the portion adjacent to the marker layer 12. And the portion adjacent to the marker layer 12 become clearer. Therefore, the amount of epitaxial growth on the surface of the marker layer 12 can be measured by measuring the distance from the uppermost surface of the substrate 11 after the above-described epitaxial growth treatment to the surface of the marker layer 12. It is also possible to determine the amount of epitaxial growth in the recesses of the base material 11 by measuring the size of the unevenness of the base material 11 before the epitaxial growth process. Further, it is possible to compare the epitaxial growth amount on the surface of the marker layer 12 with the epitaxial growth amount in the recesses of the substrate 11.

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。   Therefore, in the sixth embodiment which is another example of the cross-section observation method of the present invention, in the epitaxial growth on the substrate 11 by observing the vertical cross section of the object to be processed, the suitability of the process is determined by the difference in the growth rate due to the difference in impurity concentration. Can be determined more accurately and easily.

＜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。 <Embodiment 7>
Hereinafter, with reference to FIG. 17, Embodiment 7 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated. Embodiment 7 is characterized in that the marker layer is formed on the substrate so that the marker layer and the adjacent region adjacent to the marker layer have different conductivity types.

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 17, for example, the p-type marker layer 12 c of the conductivity type is formed on the outermost surface of the base 11 a made of an n-type semiconductor crystal.

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。   Here, the marker layer 12c is formed of, for example, a p-type dopant on the outermost surface of the base material 11a under the condition that ions of the p-type dopant can be implanted into the outermost surface of the base material 11a made of an n-type semiconductor crystal. Ion can be formed by ion implantation, and the ion-implanted portion of the p-type dopant can be used as the marker layer 12c.

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。   Next, an object to be processed is formed by performing a process of annealing the substrate 11a after the formation of the marker layer 12c.

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。   Next, in the same manner as in the first to sixth embodiments, electrons are irradiated to the longitudinal section of the workpiece, and secondary electrons generated by the electron irradiation are detected by a secondary electron detector. The vertical cross section of the workpiece is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece using, for example, SEM.

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。   Here, when the marker layer 12c is sublimated by the above annealing, the thickness of the marker layer 12c is reduced or the marker layer 12c itself disappears. On the other hand, when the marker layer 12c is not sublimated by the above annealing, the marker layer 12c remains as it is.

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。   Moreover, since the marker layer 12c has a different conductivity from the portion of the base material 11a adjacent to the marker layer 12c, for example, in a SEM image, the marker layer 12c is displayed in a color different from the portion of the base material 11a adjacent to the marker layer 12c. As a result, the boundary with the portion of the base material 11a adjacent to the marker layer 12c becomes clearer. Therefore, since it is possible to accurately and easily determine whether or not the marker layer 12c is sublimated by the above-described annealing, for example, whether or not the substrate 11a is appropriately annealed so as not to sublime is accurate and simple. Can be judged.

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。   Therefore, in Embodiment 7, which is another example of the cross-section observation method of the present invention, the suitability of annealing treatment can be determined more accurately and simply by observing the vertical cross section of the object to be processed.

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。   In the above description, the case where the conductivity type of the substrate 11a is n-type and the conductivity type of the marker layer 12c is p-type has been described, but the present invention is not limited to this, and the conductivity type of the substrate 11a is It may be p-type and the conductivity type of the marker layer 12c may be n-type.

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。   In the present invention, for example, nitrogen or phosphorus can be used as the n-type dopant, and for example, aluminum or boron can be used as the p-type dopant.

＜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。 <Eighth embodiment>
Hereinafter, with reference to FIG. 18, Embodiment 8 which is another example of the cross-sectional observation method of this invention is demonstrated. In the eighth embodiment, the marker layer and the adjacent region adjacent to the marker layer have the same conductivity type, but the dopant concentration in the marker layer is 10 times or more the dopant concentration in the adjacent region adjacent to the marker layer. The marker layer is formed so that

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。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 18, for example, a marker layer 12d having an n-type conductivity is formed on the outermost surface of a base material 11a made of an n-type semiconductor crystal. Here, for example, the marker layer 12d is formed so that the n-type dopant concentration of the marker layer 12d is not less than 10 times the n-type dopant concentration of the substrate 11a. It can be formed by ion-implanting n-type dopant ions into the outermost surface of the substrate 11a under the condition that ions of n-type dopant can be ion-implanted on the surface. It can be.

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。   Here, by setting the n-type dopant concentration of the marker layer 12d to 10 times or more of the n-type dopant concentration of the substrate 11a, the difference in conductivity between the marker layer 12d and the adjacent substrate 11a becomes large. Therefore, in cross-sectional observation performed by detecting secondary electrons such as SEM described later, the color contrast representing the marker layer 12d and the substrate 11a adjacent to the marker layer 12d becomes clearer, and the marker layer 12d and the substrate 11a adjacent to the marker layer 12d. It becomes possible to grasp the boundary between and more clearly.

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。   Next, an object to be processed is formed by performing a process of annealing the substrate 11a after the formation of the marker layer 12d.

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。   Next, in the same manner as in the first to seventh embodiments, electrons are irradiated to the longitudinal section of the object to be processed, and secondary electrons generated by the electron irradiation are detected by a secondary electron detector. The vertical cross section of the workpiece is observed by performing this process on the entire observation location of the vertical cross section of the workpiece using, for example, SEM.

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。   Again, when the marker layer 12d is sublimated by the above annealing, the thickness of the marker layer 12d is reduced or the marker layer 12d itself disappears. On the other hand, when the marker layer 12d is not sublimated by the above annealing, the marker layer 12d remains as it is.

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。   Moreover, since the marker layer 12d has a different conductivity from the portion of the base material 11a adjacent to the marker layer 12d, the marker layer 12d is displayed in a color different from that of the base material 11a adjacent to the marker layer 12d, for example, in an SEM image. As a result, the boundary with the portion of the base material 11a adjacent to the marker layer 12d becomes clearer. Therefore, since it is possible to accurately and easily determine whether or not the marker layer 12d is sublimated by the above-described annealing, for example, also in the eighth embodiment, is the annealing process appropriate to the extent that the substrate 11a does not sublime? Whether or not can be determined accurately and easily.

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。   Therefore, also in Embodiment 8, which is another example of the cross-section observation method of the present invention, the suitability of annealing treatment can be determined more accurately and easily by observing the vertical cross section of the object to be processed.

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。   In the eighth embodiment, the case where the conductivity types of the base material 11a and the marker layer 12d are each n-type has been described. However, the present invention is not limited to this, and the conductivity types of the base material 11a and the marker layer 12d are each p. It may be a mold.

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。   In the above first to eighth embodiments, the case where a predetermined number of marker layers are formed has been described. However, the number of marker layers formed in the present invention may be one. There may be two or more.

＜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。 <Example 1>
First, the depth from the outermost surface of the silicon carbide substrate over the entire outermost surface of the silicon carbide substrate containing nitrogen as an n-type dopant at a dopant concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3. Al ions are ion-implanted so that Al as a p-type dopant is contained at a dopant concentration of 1 × 10 20 atoms / cm 3 up to 0.5 μm.

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。   Next, the silicon carbide substrate after the ion implantation of the Al ions is cleaved, and the longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleavage is observed using an SEM. Thereby, the boundary between the Al ion implanted layer at the outermost surface portion of the silicon carbide substrate into which Al ions have been implanted and the inner portion of the silicon carbide substrate into which Al ions have not been implanted represents an SEM image of a longitudinal section of the silicon carbide substrate. It can be clearly understood from the color contrast of the SEM photograph.

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。   Next, a silicon carbide crystal layer containing nitrogen as an n-type dopant is epitaxially grown on the outermost surface of the silicon carbide substrate after the above ion implantation of Al ions.

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。   Thereafter, the silicon carbide substrate on which the silicon carbide crystal layer is epitaxially grown is cleaved, and the longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleavage is observed using an SEM. Thus, the color contrast of the SEM photograph representing the SEM image of the longitudinal section of the silicon carbide substrate at the boundary between the Al ion implanted layer on the outermost surface portion of the silicon carbide substrate implanted with Al ions and the epitaxially grown silicon carbide crystal layer. Can be clearly understood.

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。   Therefore, from the above SEM observation, it is possible to clearly grasp from where the silicon carbide crystal layer is formed by the above epitaxial growth, so the thickness of the epitaxially grown silicon carbide crystal layer can be accurately and easily measured. can do.

＜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。 <Example 2>
First, similarly to Example 1, silicon carbide is formed on the entire surface of the silicon carbide substrate containing nitrogen as an n-type dopant at a dopant concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3. Al ions are ion-implanted so that Al as a p-type dopant is contained at a dopant concentration of 1 × 10 20 atoms / cm 3 from the outermost surface of the substrate to a depth of 0.5 μm.

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。   Next, a silicon carbide crystal layer containing nitrogen as an n-type dopant is epitaxially grown on the outermost surface of the silicon carbide substrate after the above ion implantation of Al ions to a thickness of about 10 μm.

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。   Next, the silicon carbide substrate on which the silicon carbide crystal layer is epitaxially grown is cleaved, and the longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleavage is observed using an SEM. Thus, the thickness of the epitaxially grown silicon carbide crystal layer is grasped from the color contrast of the SEM photograph representing the SEM image of the longitudinal section of the silicon carbide substrate.

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。 Next, the above silicon carbide crystal layer is plasma etched for several minutes in a gas containing SF 6 gas.

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。   Next, the silicon carbide substrate after the above-described plasma etching is cleaved, and a longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleaving is observed using an SEM. Thus, the thickness of the silicon carbide crystal layer after the above-described plasma etching is again grasped from the color contrast of the SEM photograph representing the SEM image of the longitudinal section of the silicon carbide substrate.

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。   Then, the amount of etching by the plasma etching can be accurately and easily grasped by subtracting the thickness of the silicon carbide crystal layer after the plasma etching from the thickness of the silicon carbide crystal layer before the plasma etching. By dividing the etching amount by the plasma etching time, the etching rate of the plasma etching can be grasped more accurately and easily.

＜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。 <Example 3>
First, in the same manner as in Examples 1 and 2, on the entire surface of the silicon carbide substrate in which nitrogen as an n-type dopant is contained at a dopant concentration of 1 × 10 18 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 , Al ions are ion implanted so that Al as a p-type dopant is contained at a dopant concentration of 1 × 10 20 atoms / cm 3 from the outermost surface of the silicon carbide substrate to a depth of 0.5 μm.

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。   Next, the silicon carbide substrate after the ion implantation of the Al ions is cleaved, and the longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleavage is observed using an SEM. As a result, the SEM image of the longitudinal section of the silicon carbide substrate represents the boundary between the Al ion implanted layer at the outermost surface portion of the silicon carbide substrate implanted with Al ions and the inner portion of the silicon carbide substrate not implanted with Al ions. The thickness of the Al ion implantation layer is grasped by grasping from the color contrast of the SEM photograph.

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。   Next, the silicon carbide substrate is annealed by exposing the silicon carbide substrate after the above-described ion implantation of Al ions to an Ar (argon) atmosphere at a temperature of 1800 ° C. for 30 minutes.

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。   Next, the annealed silicon carbide substrate is cleaved, and a longitudinal section of the silicon carbide substrate exposed by the cleavage is observed using an SEM. As a result, the thickness of the Al ion-implanted layer after the annealing is grasped again from the color contrast of the SEM photograph representing the SEM image of the longitudinal section of the silicon carbide substrate.

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。   Thereafter, by subtracting the thickness of the Al ion implantation layer after the annealing from the thickness of the Al ion implantation layer before the annealing, the amount of the Al ion implantation layer sublimated by the annealing is accurately and easily grasped. Therefore, the presence or absence of sublimation of the Al ion implantation layer can be accurately and easily grasped by the amount of the sublimated Al ion implantation layer.

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。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cross-sectional observation method which can judge more accurately and easily the suitability of a process by observation of the cross section of a to-be-processed object can be provided. Therefore, there is a possibility that the present invention can be suitably used for, for example, a manufacturing process of a semiconductor device.

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。It is a typical perspective view illustrating a part of process of Embodiment 1 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is a typical perspective view illustrating another part of the process of Embodiment 1 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is the schematic which illustrates another part of process of Embodiment 1 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating other one part of the process of Embodiment 1 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 2 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating other one part of the process of Embodiment 2 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 3 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is a typical sectional view illustrating other part of the process of Embodiment 3 which is an example of the section observation method of the present invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 4 which is an example of the cross-section observation method of this invention. 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。It is a typical sectional view illustrating other part of the process of Embodiment 4 which is an example of the section observation method of the present invention. 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。It is a typical sectional view illustrating other part of the process of Embodiment 4 which is an example of the section observation method of the present invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 5 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating other one part of the process of Embodiment 5 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating other one part of the process of Embodiment 5 which is an example of the cross-sectional observation method of this invention. 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。It is a typical sectional view illustrating a part of process of Embodiment 6 which is an example of a section observation method of the present invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating other one part of the process of Embodiment 6 which is an example of the cross-section observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 7 which is an example of the cross-section observation method of this invention. 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。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of Embodiment 8 which is an example of the cross-section observation method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processed object, 11, 11a Base material, 12, 12a, 12b, 12c, 12d Marker layer, 13, 14a Semiconductor crystal layer, 14 Semiconductor crystal substrate, 30 AA 'longitudinal section, 31 electrons, 32 Secondary electrons 33 Secondary electron detector, 81 resist mask.

Claims (10)

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。 A marker layer forming step of forming a marker layer having a different conductivity from the other part of the substrate on the substrate;
A processing object forming step of forming a processing object by performing processing on the base material on which the marker layer is formed,
And a secondary electron detection step of detecting secondary electrons generated by irradiating the cross section of the workpiece with electrons. 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。   The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the treatment is at least one selected from the group consisting of epitaxial growth, etching, and annealing. 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。   The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the marker layer is formed by ion implantation. 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。   The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the marker layer is formed by epitaxial growth. 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。   The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the marker layer is formed on at least one of the outermost surface and the inside of the base material. 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。   6. The method for observing a cross section according to claim 1, wherein the marker layer forms a pattern. 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。   The cross-section observation method according to claim 1, wherein a plurality of the marker layers are formed. 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。   The method for observing a cross section according to any one of claims 1 to 7, wherein irregularities are formed on the outermost surface of the substrate before or after the marker layer forming step. 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。   The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the marker layer is formed so that the marker layer and an adjacent region adjacent to the marker layer have different conductivity types. 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。   The marker layer and the adjacent region adjacent to the marker layer have the same conductivity type, and the marker layer is formed so that the dopant concentration in the marker layer is 10 times or more the dopant concentration in the adjacent region The cross-sectional observation method according to claim 1, wherein the cross-section observation method is performed.
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