JPH11237239A - 表面の評価装置及び評価方法 - Google Patents
表面の評価装置及び評価方法Info
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- JPH11237239A JPH11237239A JP10037454A JP3745498A JPH11237239A JP H11237239 A JPH11237239 A JP H11237239A JP 10037454 A JP10037454 A JP 10037454A JP 3745498 A JP3745498 A JP 3745498A JP H11237239 A JPH11237239 A JP H11237239A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 適用材料の影響を受けず、簡便で、かつ十分
な測定精度を得ることができるようにする。 【解決手段】 開示される表面の評価装置は、半導体装
置を作成する際に、シリコン膜等の表面の凹凸を評価
（モニタ）する装置に係り、被評価試料２０２の表面と
接触して移動する、被評価試料２０２の表面への接触面
を有する板状体２０３と、被評価試料２０２又は板状体
２０３を移動させるための力を被評価試料２０２又は板
状体２０３に付与する駆動手段５３と、被評価試料２０
２又は板状体２０３が受ける力を検出し、検出された力
を摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性に変換する手段５
２とを有してなる。
な測定精度を得ることができるようにする。 【解決手段】 開示される表面の評価装置は、半導体装
置を作成する際に、シリコン膜等の表面の凹凸を評価
（モニタ）する装置に係り、被評価試料２０２の表面と
接触して移動する、被評価試料２０２の表面への接触面
を有する板状体２０３と、被評価試料２０２又は板状体
２０３を移動させるための力を被評価試料２０２又は板
状体２０３に付与する駆動手段５３と、被評価試料２０
２又は板状体２０３が受ける力を検出し、検出された力
を摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性に変換する手段５
２とを有してなる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、表面の評価装置
及び評価方法に係り、詳しくは、半導体装置を作成する
際に、表面に半球状グレインを有するアモルファスシリ
コン膜等の表面の凹凸の程度をモニタする表面の評価装
置及び評価方法に関する。
及び評価方法に係り、詳しくは、半導体装置を作成する
際に、表面に半球状グレインを有するアモルファスシリ
コン膜等の表面の凹凸の程度をモニタする表面の評価装
置及び評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、シリコン半導体集積回路、特にＤ
ＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）の高集積化が
盛んに行われている。高集積化によりキャパシタ形成面
積が縮小化するに伴い、キャパシタの構造を工夫して電
極の面積を大きくする試みがなされるようになってき
た。例えば、H.Watanabe等（"A new stacked capacitor
structure using hemispherical-grain poly-silicon
electrode ", 22nd Conference on Solid State Device
and Materials p.873(1990)）により、電極表面に半球
状グレイン（ＨＳＧ−Ｓｉ(Hemispherical Grain Silic
on)）を形成することにより表面積を増加する方法が提
案されている。ＨＳＧ−Ｓｉを形成する技術は、熱によ
る清浄なシリコン層表面でのシリコン原子のマイグレー
ションを利用してシリコン表面に凹凸を形成する表面積
増加技術という。図１１は、表面にＨＳＧ−Ｓｉが形成
されたスタック電極を備えたキャパシタを有するＤＲＡ
Ｍの構造を示す断面図である。同図に示すように、ＤＲ
ＡＭは、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ，ビット線
１０８及びワード線１０４ｂ等が形成された素子形成基
板１１７の層間絶縁膜１０９と、この上に順に形成され
た、キャパシタ１１８と層間絶縁膜１１４とアルミ配線
１１５とカバー絶縁膜１１６とから構成される。キャパ
シタ１１８は、素子形成基板１１７の層間絶縁膜１０
６，１０９に形成されたコンタクトホール１１０を介し
てソース／ドレイン拡散領域１０５ａと接触している。
なお、素子形成基板１１７は、支持基板１上の絶縁層２
の上に素子形成半導体層３が形成されたＳＯＩ（Semico
nductor On Insulator）基板１０１に、素子分離絶縁膜
１０２と、素子形成半導体層３上のゲート絶縁膜１０３
及びゲート電極１０４ａと、素子分離絶縁膜１０２上の
ゲート配線（ワード線）１０４ｂと、ゲート電極１０４
ａの両側の素子形成半導体層３に形成されたソース／ド
レイン拡散領域１０５ａ，１０５ｂと、これらを被覆す
る層間絶縁膜１０６と、層間絶縁膜１０６のコンタクト
ホール１０７を通してソース／ドレイン拡散領域１０５
ｂと接続するビット線１０８と、ビット線１０８上の層
間絶縁膜１０９とが形成されてなる。上記キャパシタ１
１８は、アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）４から
なるスタック電極１１１と容量絶縁膜１１２と対向電極
（セルプレート電極）１１３とがこの順に積層されて構
成される。スタック電極１１１のａ−Ｓｉ膜４の表面に
は半球状グレイン５が形成されている。
ＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）の高集積化が
盛んに行われている。高集積化によりキャパシタ形成面
積が縮小化するに伴い、キャパシタの構造を工夫して電
極の面積を大きくする試みがなされるようになってき
た。例えば、H.Watanabe等（"A new stacked capacitor
structure using hemispherical-grain poly-silicon
electrode ", 22nd Conference on Solid State Device
and Materials p.873(1990)）により、電極表面に半球
状グレイン（ＨＳＧ−Ｓｉ(Hemispherical Grain Silic
on)）を形成することにより表面積を増加する方法が提
案されている。ＨＳＧ−Ｓｉを形成する技術は、熱によ
る清浄なシリコン層表面でのシリコン原子のマイグレー
ションを利用してシリコン表面に凹凸を形成する表面積
増加技術という。図１１は、表面にＨＳＧ−Ｓｉが形成
されたスタック電極を備えたキャパシタを有するＤＲＡ
Ｍの構造を示す断面図である。同図に示すように、ＤＲ
ＡＭは、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ，ビット線
１０８及びワード線１０４ｂ等が形成された素子形成基
板１１７の層間絶縁膜１０９と、この上に順に形成され
た、キャパシタ１１８と層間絶縁膜１１４とアルミ配線
１１５とカバー絶縁膜１１６とから構成される。キャパ
シタ１１８は、素子形成基板１１７の層間絶縁膜１０
６，１０９に形成されたコンタクトホール１１０を介し
てソース／ドレイン拡散領域１０５ａと接触している。
なお、素子形成基板１１７は、支持基板１上の絶縁層２
の上に素子形成半導体層３が形成されたＳＯＩ（Semico
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１０２と、素子形成半導体層３上のゲート絶縁膜１０３
及びゲート電極１０４ａと、素子分離絶縁膜１０２上の
ゲート配線（ワード線）１０４ｂと、ゲート電極１０４
ａの両側の素子形成半導体層３に形成されたソース／ド
レイン拡散領域１０５ａ，１０５ｂと、これらを被覆す
る層間絶縁膜１０６と、層間絶縁膜１０６のコンタクト
ホール１０７を通してソース／ドレイン拡散領域１０５
ｂと接続するビット線１０８と、ビット線１０８上の層
間絶縁膜１０９とが形成されてなる。上記キャパシタ１
１８は、アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）４から
なるスタック電極１１１と容量絶縁膜１１２と対向電極
（セルプレート電極）１１３とがこの順に積層されて構
成される。スタック電極１１１のａ−Ｓｉ膜４の表面に
は半球状グレイン５が形成されている。
【０００３】上記キャパシタ１１８を作製する場合、ま
ず、図１２（ａ）に示すような素子形成基板１１７を作
成する。次いで、図１２（ｂ）に示すように、層間絶縁
膜１０６，１０９にソース／ドレイン領域１０５ａ上に
至るコンタクトホール１１０を形成する。続いて、減圧
ＣＶＤ法によりコンタクトホール１１０を通してソース
／ドレイン領域１０５ａと接触するａ−Ｓｉ膜４ａを形
成する。次いで、図１２（ｃ）に示すように、ａ−Ｓｉ
膜４ａをスタック電極１１１の形状にパターニングす
る。次に、スタック電極１１１の形状にしたａ−Ｓｉ膜
４を減圧下で加熱し、この状態でＳｉ2Ｈ6ガスに曝し、
続いて窒素ガスに曝す。これにより、図１２（ｄ）に示
すように、ａ−Ｓｉ膜４の表面に半球状グレイン５が形
成され、スタック電極１１１が作成される。続いて、ス
タック電極１１１上に容量絶縁膜１１２と対向電極１１
３とを形成してキャパシタ１１８を作製する。この後、
所定の工程を経て図１１に示すＤＲＡＭが形成される。
ず、図１２（ａ）に示すような素子形成基板１１７を作
成する。次いで、図１２（ｂ）に示すように、層間絶縁
膜１０６，１０９にソース／ドレイン領域１０５ａ上に
至るコンタクトホール１１０を形成する。続いて、減圧
ＣＶＤ法によりコンタクトホール１１０を通してソース
／ドレイン領域１０５ａと接触するａ−Ｓｉ膜４ａを形
成する。次いで、図１２（ｃ）に示すように、ａ−Ｓｉ
膜４ａをスタック電極１１１の形状にパターニングす
る。次に、スタック電極１１１の形状にしたａ−Ｓｉ膜
４を減圧下で加熱し、この状態でＳｉ2Ｈ6ガスに曝し、
続いて窒素ガスに曝す。これにより、図１２（ｄ）に示
すように、ａ−Ｓｉ膜４の表面に半球状グレイン５が形
成され、スタック電極１１１が作成される。続いて、ス
タック電極１１１上に容量絶縁膜１１２と対向電極１１
３とを形成してキャパシタ１１８を作製する。この後、
所定の工程を経て図１１に示すＤＲＡＭが形成される。
【０００４】ところで、上記ＤＲＡＭの作成において
は、ａ−Ｓｉ膜４の表面に半球状グレイン５を形成した
直後にこの凹凸の程度を評価することは、所定のキャパ
シタ１１８の容量値を再現する上で量産上非常に重要な
ことである。従来、凹凸を評価する方法として、半球状
グレイン５を形成した後に、スタック電極１１１上に容
量絶縁膜と対向電極を形成して実際にキャパシタを形成
し、このキャパシタの容量値を測定する方法がある。ま
た、凹凸を有する試料の表面に白色光源を入射させ、反
射率を測定することによって、反射率の低下から表面の
凹凸をモニタする方法もある。あるいは、凹凸を有する
試料の表面に単色化されたＸ線を臨界角以下で入射して
全反射させ、反射方向に配置した検出器で２次Ｘ線の強
さを測定することによって、反射率の低下から表面の凹
凸を評価する方法もある（特開平４−１５９３３号公
報）。また、図１４（ｂ）に示すように、５００ｎｍ以
下の波長を有する光を凹凸を有する試料の表面に照射
し、図１４（ａ）に示すように反射光強度を測定するこ
とによって、キャパシタの容量値を評価する方法もある
（特開平８−２５４４１５号公報）。
は、ａ−Ｓｉ膜４の表面に半球状グレイン５を形成した
直後にこの凹凸の程度を評価することは、所定のキャパ
シタ１１８の容量値を再現する上で量産上非常に重要な
ことである。従来、凹凸を評価する方法として、半球状
グレイン５を形成した後に、スタック電極１１１上に容
量絶縁膜と対向電極を形成して実際にキャパシタを形成
し、このキャパシタの容量値を測定する方法がある。ま
た、凹凸を有する試料の表面に白色光源を入射させ、反
射率を測定することによって、反射率の低下から表面の
凹凸をモニタする方法もある。あるいは、凹凸を有する
試料の表面に単色化されたＸ線を臨界角以下で入射して
全反射させ、反射方向に配置した検出器で２次Ｘ線の強
さを測定することによって、反射率の低下から表面の凹
凸を評価する方法もある（特開平４−１５９３３号公
報）。また、図１４（ｂ）に示すように、５００ｎｍ以
下の波長を有する光を凹凸を有する試料の表面に照射
し、図１４（ａ）に示すように反射光強度を測定するこ
とによって、キャパシタの容量値を評価する方法もある
（特開平８−２５４４１５号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、表面の凹凸
の程度を評価する方法において、実際にキャパシタを作
成してこの容量値を測定する上記従来の方法は、最も信
頼性が高い方法であが、ＨＳＧ化を行った後、容量絶縁
膜を堆積させ、さらに、対向電極を形成しなければなら
ず、このため、、対向電極及び測定用引き出し部分をパ
ターニングする必要があるため、時間と工数がかかりす
ぎる、という不都合がある。したがって、量産時におけ
るモニタ方法としてはあまり適していない。
の程度を評価する方法において、実際にキャパシタを作
成してこの容量値を測定する上記従来の方法は、最も信
頼性が高い方法であが、ＨＳＧ化を行った後、容量絶縁
膜を堆積させ、さらに、対向電極を形成しなければなら
ず、このため、、対向電極及び測定用引き出し部分をパ
ターニングする必要があるため、時間と工数がかかりす
ぎる、という不都合がある。したがって、量産時におけ
るモニタ方法としてはあまり適していない。
【０００６】また、白色光を用いた反射率測定は簡単で
あるため、量産時のモニタ方法としては適している。し
かし、ａ−Ｓｉ膜に適用する場合には、用いている光が
可視光であるためシリコンを透過してａ−Ｓｉ膜とこの
下の膜との界面から反射が生じてしまう。ａ−Ｓｉ膜下
の材料の光学特性によってこの反射光強度が変化する
上、界面反射光とａ−Ｓｉ膜表面の反射光との間で干渉
を引き起こす。このため反射率はａ−Ｓｉ膜の膜厚やこ
の下地の光学定数の変化によって影響を受けてしまう。
微細な凹凸のモニタ方法としては精度が高くないという
問題がある。さらに、Ｘ線を用いたモニタ方法は測定ス
ポットの径をあまり小さくできないという問題がある
上、半導体装置にＸ線を照射しているため半導体内部に
電子が励起されてキャパシタ下のトランジスタのチャネ
ル部分に新たな電子−正孔対を生じ、デバイスとしての
特性を悪化させてしまうという問題がある。このため、
製品の製造工程に適用するのは不適当である。
あるため、量産時のモニタ方法としては適している。し
かし、ａ−Ｓｉ膜に適用する場合には、用いている光が
可視光であるためシリコンを透過してａ−Ｓｉ膜とこの
下の膜との界面から反射が生じてしまう。ａ−Ｓｉ膜下
の材料の光学特性によってこの反射光強度が変化する
上、界面反射光とａ−Ｓｉ膜表面の反射光との間で干渉
を引き起こす。このため反射率はａ−Ｓｉ膜の膜厚やこ
の下地の光学定数の変化によって影響を受けてしまう。
微細な凹凸のモニタ方法としては精度が高くないという
問題がある。さらに、Ｘ線を用いたモニタ方法は測定ス
ポットの径をあまり小さくできないという問題がある
上、半導体装置にＸ線を照射しているため半導体内部に
電子が励起されてキャパシタ下のトランジスタのチャネ
ル部分に新たな電子−正孔対を生じ、デバイスとしての
特性を悪化させてしまうという問題がある。このため、
製品の製造工程に適用するのは不適当である。
【０００７】また、シリコン層を透過しない５００ｎｍ
以下の波長を有する光を照射し、反射光をモニタする方
法は、シリコン層の膜厚や下地の影響を受けないため、
モニタ方法としては適していると考えられる。しかし、
第１４図（ｂ）に示すようなパターンの形成されたサン
プルの測定において、照射光の照射サイズに対してパタ
ーンが小さい場合、パターン外に部分的に露出している
透明膜での干渉成分を含むため、第１４図（ａ）に示す
ような反射光強度が光の波長によって大きく変化してし
まい、測定精度をあまり高くできない、という問題があ
る。
以下の波長を有する光を照射し、反射光をモニタする方
法は、シリコン層の膜厚や下地の影響を受けないため、
モニタ方法としては適していると考えられる。しかし、
第１４図（ｂ）に示すようなパターンの形成されたサン
プルの測定において、照射光の照射サイズに対してパタ
ーンが小さい場合、パターン外に部分的に露出している
透明膜での干渉成分を含むため、第１４図（ａ）に示す
ような反射光強度が光の波長によって大きく変化してし
まい、測定精度をあまり高くできない、という問題があ
る。
【０００８】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、適用材料の影響を受けずに、簡便で、かつ十分
な測定精度を得ることができ、しかも、半導体素子等の
特性の劣化を防止できる表面の凹凸の評価装置及び評価
方法を提供することを目的としている。
もので、適用材料の影響を受けずに、簡便で、かつ十分
な測定精度を得ることができ、しかも、半導体素子等の
特性の劣化を防止できる表面の凹凸の評価装置及び評価
方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明に係る表面の評価装置は、被評
価試料の表面と接触して移動する、前記被評価試料の表
面への接触面を有する板状体と、前記被評価試料又は前
記板状体を移動させるための力を前記被評価試料又は前
記板状体に付与する駆動手段と、前記被評価試料又は前
記板状体が受ける力を検出し、該検出された力を摩擦係
数又は該摩擦係数と等価な特性に変換する手段とを有し
てなることを特徴としている。
に、請求項１記載の発明に係る表面の評価装置は、被評
価試料の表面と接触して移動する、前記被評価試料の表
面への接触面を有する板状体と、前記被評価試料又は前
記板状体を移動させるための力を前記被評価試料又は前
記板状体に付与する駆動手段と、前記被評価試料又は前
記板状体が受ける力を検出し、該検出された力を摩擦係
数又は該摩擦係数と等価な特性に変換する手段とを有し
てなることを特徴としている。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の表面の評価装置に係り、前記被評価試料又は前記板
状体が受ける力を検出し、該検出された力を該摩擦係数
と等価な特性に変換する手段は、前記被評価試料又は前
記板状体に固定された圧電素子であることを特徴として
いる。
載の表面の評価装置に係り、前記被評価試料又は前記板
状体が受ける力を検出し、該検出された力を該摩擦係数
と等価な特性に変換する手段は、前記被評価試料又は前
記板状体に固定された圧電素子であることを特徴として
いる。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、他の表面の
評価装置に係り、試料台と、前記試料台に載置された試
料の表面に流体を滴下する手段と、前記試料台を傾ける
駆動手段と、前記傾いた試料台の傾斜角度を測定する手
段とを有することを特徴としている。
評価装置に係り、試料台と、前記試料台に載置された試
料の表面に流体を滴下する手段と、前記試料台を傾ける
駆動手段と、前記傾いた試料台の傾斜角度を測定する手
段とを有することを特徴としている。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の表面の評価装置に係り、前記駆動手段はステッピン
グモータであり、前記傾いた試料台の傾斜角度を測定す
る手段は前記ステッピングモータの回転角度を検出する
手段であることを特徴としている。
載の表面の評価装置に係り、前記駆動手段はステッピン
グモータであり、前記傾いた試料台の傾斜角度を測定す
る手段は前記ステッピングモータの回転角度を検出する
手段であることを特徴としている。
【００１３】また、請求項５記載の発明に係る表面の評
価方法は、被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運動摩
擦係数を測定することにより、前記被評価試料の表面の
凹凸の大きさ及び密度を評価することを特徴としてい
る。
価方法は、被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運動摩
擦係数を測定することにより、前記被評価試料の表面の
凹凸の大きさ及び密度を評価することを特徴としてい
る。
【００１４】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料は、前記表
面に半球状グレインの形成された半導体膜であることを
特徴としている。
載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料は、前記表
面に半球状グレインの形成された半導体膜であることを
特徴としている。
【００１５】また、請求項７記載の発明は、請求項５又
は６記載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料の表
面上に該表面への接触面を有する板状体を載せ、前記被
評価試料の表面と前記板状体の接触面とを接触させたま
ま前記被評価試料又は前記板状体を静止状態から移動さ
せて前記被評価試料又は前記板状体の受ける力を検出す
ることにより、前記被評価試料の表面の静止摩擦係数又
は運動摩擦係数を測定することを特徴としている。
は６記載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料の表
面上に該表面への接触面を有する板状体を載せ、前記被
評価試料の表面と前記板状体の接触面とを接触させたま
ま前記被評価試料又は前記板状体を静止状態から移動さ
せて前記被評価試料又は前記板状体の受ける力を検出す
ることにより、前記被評価試料の表面の静止摩擦係数又
は運動摩擦係数を測定することを特徴としている。
【００１６】また、請求項８記載の発明は、請求項５，
６又は７記載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料
の表面に流体を滴下して前記被評価試料を傾け、前記流
体が動きだすときの傾斜角度を測定することにより、前
記被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦係数を
評価することを特徴としている。
６又は７記載の表面の評価方法に係り、前記被評価試料
の表面に流体を滴下して前記被評価試料を傾け、前記流
体が動きだすときの傾斜角度を測定することにより、前
記被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦係数を
評価することを特徴としている。
【００１７】また、請求項９記載の発明は、請求項５乃
至８のいずれか１に記載の表面の評価方法に係り、半導
体基板上に形成されたキャパシタの電極の容量絶縁膜と
接する側の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦係数を測定
することで、電極の表面積又は前記キャパシタの容量値
を評価することを特徴としている。
至８のいずれか１に記載の表面の評価方法に係り、半導
体基板上に形成されたキャパシタの電極の容量絶縁膜と
接する側の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦係数を測定
することで、電極の表面積又は前記キャパシタの容量値
を評価することを特徴としている。
【００１８】また、請求項１０記載の発明は、請求項５
乃至８のいずれか１に記載の表面の評価方法に係り、半
導体基板上に形成された導電膜又は絶縁膜の表面の静止
摩擦係数又は運動摩擦係数を測定することで、前記導電
膜又は前記絶縁膜の表面の凹凸の大きさ又は密度を評価
することを特徴としている。
乃至８のいずれか１に記載の表面の評価方法に係り、半
導体基板上に形成された導電膜又は絶縁膜の表面の静止
摩擦係数又は運動摩擦係数を測定することで、前記導電
膜又は前記絶縁膜の表面の凹凸の大きさ又は密度を評価
することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。 ◇第１の実施の形態 図１は、この発明の第１の実施の形態に係るモニター方
法に用いる測定装置の構成を概略示す構成図である。第
１の実施の形態では、摩擦係数の大小により、試料表面
の凹凸の大小や密度を評価できることを利用する。すな
わち、一般に静止摩擦係数μ0 が小さいほど試料表面の
凹凸の大きさが小さいか又は密度が低く、逆に静止摩擦
係数μ0 が大きいほど、試料表面の凹凸の大きさが大き
いか又は密度が高いと評価できることに着目する。
ついて図面を参照しながら説明する。 ◇第１の実施の形態 図１は、この発明の第１の実施の形態に係るモニター方
法に用いる測定装置の構成を概略示す構成図である。第
１の実施の形態では、摩擦係数の大小により、試料表面
の凹凸の大小や密度を評価できることを利用する。すな
わち、一般に静止摩擦係数μ0 が小さいほど試料表面の
凹凸の大きさが小さいか又は密度が低く、逆に静止摩擦
係数μ0 が大きいほど、試料表面の凹凸の大きさが大き
いか又は密度が高いと評価できることに着目する。
【００２０】この例の測定装置は、図１に示すように、
測定部５１と、センサ部５２と、駆動部５３とで構成さ
れている。測定部５１は、測定サンプル（被評価試料）
２０２の保持台２０１と、測定サンプル２０２の表面に
接触させて移動させるトレーラ（板状体）２０３とで構
成されている。トレーラ２０３は少なくとも測定サンプ
ル２０２との接触面が石英で形成されている。センサ部
（板状体が受ける力を検出し、摩擦係数と等価な特性に
変換する手段）５２は、トレーラ２０３に固定手段２０
４を介して固定された圧電素子２０５と、圧電素子２０
５に接続されたアンプと電圧計を備えた電圧測定器２０
６とで構成されている。駆動部（駆動手段）５３は、圧
電素子２０５と繋がった牽引ワイヤ２０７と、ワイヤを
巻き上げるリール２０８と、モータ２１０の回転をリー
ル２０８に伝達するギヤ２０９と、ギヤ２０９と接続さ
れ、圧電素子２０５，牽引ワイヤ２０７，リール２０８
及びギヤ２０９を介してトレーラ２０３を動かすための
モータ２１０とで構成されている。
測定部５１と、センサ部５２と、駆動部５３とで構成さ
れている。測定部５１は、測定サンプル（被評価試料）
２０２の保持台２０１と、測定サンプル２０２の表面に
接触させて移動させるトレーラ（板状体）２０３とで構
成されている。トレーラ２０３は少なくとも測定サンプ
ル２０２との接触面が石英で形成されている。センサ部
（板状体が受ける力を検出し、摩擦係数と等価な特性に
変換する手段）５２は、トレーラ２０３に固定手段２０
４を介して固定された圧電素子２０５と、圧電素子２０
５に接続されたアンプと電圧計を備えた電圧測定器２０
６とで構成されている。駆動部（駆動手段）５３は、圧
電素子２０５と繋がった牽引ワイヤ２０７と、ワイヤを
巻き上げるリール２０８と、モータ２１０の回転をリー
ル２０８に伝達するギヤ２０９と、ギヤ２０９と接続さ
れ、圧電素子２０５，牽引ワイヤ２０７，リール２０８
及びギヤ２０９を介してトレーラ２０３を動かすための
モータ２１０とで構成されている。
【００２１】上記構成の測定装置では、トレーラ２０３
を移動させると圧電素子２０５に接続された牽引ワイヤ
２０７に張力（板状体を移動させるための力）が発生
し、この張力により牽引ワイヤ２０７に接続された圧電
素子２０５に電圧（摩擦係数と等価な特性）が発生し、
この電圧が電圧測定器２０６により測定される。以下
に、上記測定装置の測定原理の詳細について説明する。
すなわち、保持台２０１上に置かれたシリコン層１１の
上に石英の面がシリコン層１１の表面に接触するように
トレーラ２０３を置く。続いて、駆動部５３のモータ２
１０を回転させてトレーラ２０３を静止状態から動か
し、かつシリコン層１１の表面を一定速度ｖで滑らせ
る。
を移動させると圧電素子２０５に接続された牽引ワイヤ
２０７に張力（板状体を移動させるための力）が発生
し、この張力により牽引ワイヤ２０７に接続された圧電
素子２０５に電圧（摩擦係数と等価な特性）が発生し、
この電圧が電圧測定器２０６により測定される。以下
に、上記測定装置の測定原理の詳細について説明する。
すなわち、保持台２０１上に置かれたシリコン層１１の
上に石英の面がシリコン層１１の表面に接触するように
トレーラ２０３を置く。続いて、駆動部５３のモータ２
１０を回転させてトレーラ２０３を静止状態から動か
し、かつシリコン層１１の表面を一定速度ｖで滑らせ
る。
【００２２】このとき、トレーラ２０３を静止状態から
動かすのに、式（１）で与えられるように、静止摩擦係
数μ0 に応じた力Ｆ0を要する。被測定面の静止摩擦係
数μ0に応じてトレーラ２０３を静止状態から動かすの
に要する力Ｆ0 は異なる。 Ｆ0＝μ0・Ｎ （１） ここで、Ｎ：垂直抗力（＝ｍｇ） ｍ：トレーラの質量 ｇ：重力加速度 この力Ｆ0をモータ２１０により発生させて、牽引ワイ
ヤ２０７に伝える。これにより、牽引ワイヤ２０７に接
続された圧電素子２０５には力Ｆ0に比例した電圧が発
生する。
動かすのに、式（１）で与えられるように、静止摩擦係
数μ0 に応じた力Ｆ0を要する。被測定面の静止摩擦係
数μ0に応じてトレーラ２０３を静止状態から動かすの
に要する力Ｆ0 は異なる。 Ｆ0＝μ0・Ｎ （１） ここで、Ｎ：垂直抗力（＝ｍｇ） ｍ：トレーラの質量 ｇ：重力加速度 この力Ｆ0をモータ２１０により発生させて、牽引ワイ
ヤ２０７に伝える。これにより、牽引ワイヤ２０７に接
続された圧電素子２０５には力Ｆ0に比例した電圧が発
生する。
【００２３】また、式（２）で示すように、トレーラ２
０３が動き始めてから一定速度ｖを保持するのに、被測
定面の運動摩擦係数μに応じた力Ｆを要する。被測定面
の運動摩擦係数μに応じて速度ｖを保持するのに要する
力Ｆは異なる。 Ｆ＝μ・Ｎ （２） これにより、圧電素子２０５により力Ｆに比例した電圧
が発生する。これらの電圧は、圧電素子２０５に接続さ
れた電圧測定器２０６のアンプにより増幅され、増幅さ
れた電圧は電圧計により測定される。最終的にはこの電
圧から静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μを算出す
る。静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μはシリコン層
１１表面の凹凸の程度により異なるので、予め凹凸の程
度と静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μとを関係づけ
ておくことにより、静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数
μの値からシリコン層１１表面の凹凸の程度を評価する
ことができる。
０３が動き始めてから一定速度ｖを保持するのに、被測
定面の運動摩擦係数μに応じた力Ｆを要する。被測定面
の運動摩擦係数μに応じて速度ｖを保持するのに要する
力Ｆは異なる。 Ｆ＝μ・Ｎ （２） これにより、圧電素子２０５により力Ｆに比例した電圧
が発生する。これらの電圧は、圧電素子２０５に接続さ
れた電圧測定器２０６のアンプにより増幅され、増幅さ
れた電圧は電圧計により測定される。最終的にはこの電
圧から静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μを算出す
る。静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μはシリコン層
１１表面の凹凸の程度により異なるので、予め凹凸の程
度と静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数μとを関係づけ
ておくことにより、静止摩擦係数μ0及び運動摩擦係数
μの値からシリコン層１１表面の凹凸の程度を評価する
ことができる。
【００２４】図２は、シリコン層１１の表面に半球状グ
レインを形成する前後においてシリコン層１１の表面で
トレーラ２０３を滑らせたときに圧電素子から発生する
電圧を測定した結果を示す特性図である。縦軸は線形目
盛りで表した圧電素子から発生する電圧（ｍＶ）及びト
レーラの速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸は線形目
盛りで表したモータ始動からの経過時間（任意単位）を
示す。図１に示した測定装置を用いて電圧を測定した。
電圧の測定にあたっては、トレーラ２０３の速度ｖが一
定となるように、モータ２１０の回転数を制御してい
る。
レインを形成する前後においてシリコン層１１の表面で
トレーラ２０３を滑らせたときに圧電素子から発生する
電圧を測定した結果を示す特性図である。縦軸は線形目
盛りで表した圧電素子から発生する電圧（ｍＶ）及びト
レーラの速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸は線形目
盛りで表したモータ始動からの経過時間（任意単位）を
示す。図１に示した測定装置を用いて電圧を測定した。
電圧の測定にあたっては、トレーラ２０３の速度ｖが一
定となるように、モータ２１０の回転数を制御してい
る。
【００２５】また、図２において、トレーラ２０３が動
き出す瞬間（モータ始動からの経過時間が０付近）の発
生電圧ＶＡ０，ＶＡ１がそれぞれ半球状グレインの形成
前後における静止摩擦係数μ0に対応し、トレーラ２０
３の速度ｖが飽和する領域の発生電圧ＶＢ０，ＶＢ１が
それぞれ半球状グレインの形成前後における運動摩擦係
数μに対応する。なお、いずれの摩擦係数の大きさも圧
電素子発生電圧の大きさに比例する。図２から明らかな
ように、表面に半球状グレインが形成されると圧電素子
発生電圧が小さくなり、摩擦係数が小さくなる。静止摩
擦係数及び運動摩擦係数どちらも同様の傾向が見られ
る。なお、図２は、トレーラ２０３の接触面の面積に比
べて、半球状グレインの形成されたシリコン層１１の面
積が十分に大きな場合の測定結果を示すものである。
き出す瞬間（モータ始動からの経過時間が０付近）の発
生電圧ＶＡ０，ＶＡ１がそれぞれ半球状グレインの形成
前後における静止摩擦係数μ0に対応し、トレーラ２０
３の速度ｖが飽和する領域の発生電圧ＶＢ０，ＶＢ１が
それぞれ半球状グレインの形成前後における運動摩擦係
数μに対応する。なお、いずれの摩擦係数の大きさも圧
電素子発生電圧の大きさに比例する。図２から明らかな
ように、表面に半球状グレインが形成されると圧電素子
発生電圧が小さくなり、摩擦係数が小さくなる。静止摩
擦係数及び運動摩擦係数どちらも同様の傾向が見られ
る。なお、図２は、トレーラ２０３の接触面の面積に比
べて、半球状グレインの形成されたシリコン層１１の面
積が十分に大きな場合の測定結果を示すものである。
【００２６】逆に、トレーラ２０３の接触面の面積に比
べて、半球状グレインの形成されたシリコン層１１の面
積が小さく、かつこの小面積のシリコン層１１が無数に
集まって表面を形成しているような場合には、パターン
面積の違いによる発生電圧の違いを補正する必要があ
る。例えば、接触面が１０００μｍ×２０００μｍのト
レーラ２０３を用い、半球状グレインが形成された１μ
ｍ×１μｍ程度のパターンが縦横に無数に配置されてい
るような場合には、総面積に占めるパターン全数の面積
比を係数として用いることによってパターン面積の違い
による発生電圧の違いを補正することが可能となる。
べて、半球状グレインの形成されたシリコン層１１の面
積が小さく、かつこの小面積のシリコン層１１が無数に
集まって表面を形成しているような場合には、パターン
面積の違いによる発生電圧の違いを補正する必要があ
る。例えば、接触面が１０００μｍ×２０００μｍのト
レーラ２０３を用い、半球状グレインが形成された１μ
ｍ×１μｍ程度のパターンが縦横に無数に配置されてい
るような場合には、総面積に占めるパターン全数の面積
比を係数として用いることによってパターン面積の違い
による発生電圧の違いを補正することが可能となる。
【００２７】図３は、Ｓｉ2Ｈ6ガス雰囲気に曝す時間を
変化させて半球状グレインの密度を変えたときの、キャ
パシタの蓄積容量と圧電素子発生電圧との関係を示すグ
ラフである。圧電素子発生電圧は運動摩擦係数μに対応
するものである。縦軸は、線形目盛りで表したキャパシ
タの蓄積容量の増加率を示し、横軸は、線形目盛りで表
した圧電素子発生電圧を示す。蓄積容量の増加率は平坦
なスタック電極表面に容量絶縁膜を形成したときの容量
を基準としている。図３から明らかなように、Ｓｉ2Ｈ6
ガス雰囲気に曝した直後は、発生電圧は大きな圧電素子
発生電圧を示す。半球状グレインが形成されておらず、
摩擦が大きいためだと考えられる。引き続き、Ｓｉ2Ｈ6
ガス雰囲気に曝し続けると急激に圧電素子発生電圧が低
下していく。すなわち、半球状グレインが形成されて摩
擦が減ってきたためと考えられる。さらに、Ｓｉ2Ｈ6ガ
ス雰囲気に曝す時間を長くして行くと逆に圧電素子発生
電圧は上昇して行く。半球状グレインの密度が高くなっ
てきて摩擦が増えたためと考えられる。
変化させて半球状グレインの密度を変えたときの、キャ
パシタの蓄積容量と圧電素子発生電圧との関係を示すグ
ラフである。圧電素子発生電圧は運動摩擦係数μに対応
するものである。縦軸は、線形目盛りで表したキャパシ
タの蓄積容量の増加率を示し、横軸は、線形目盛りで表
した圧電素子発生電圧を示す。蓄積容量の増加率は平坦
なスタック電極表面に容量絶縁膜を形成したときの容量
を基準としている。図３から明らかなように、Ｓｉ2Ｈ6
ガス雰囲気に曝した直後は、発生電圧は大きな圧電素子
発生電圧を示す。半球状グレインが形成されておらず、
摩擦が大きいためだと考えられる。引き続き、Ｓｉ2Ｈ6
ガス雰囲気に曝し続けると急激に圧電素子発生電圧が低
下していく。すなわち、半球状グレインが形成されて摩
擦が減ってきたためと考えられる。さらに、Ｓｉ2Ｈ6ガ
ス雰囲気に曝す時間を長くして行くと逆に圧電素子発生
電圧は上昇して行く。半球状グレインの密度が高くなっ
てきて摩擦が増えたためと考えられる。
【００２８】このとき、半球状グレインの大きさと密度
に比例してシリコン層の表面積Ａが増加する。蓄積容量
Ｃは、（３）式に示すように、表面積Ａに比例する。 Ｃ＝ε0・ε・Ａ／ｔ （３） ここで、ｔ：容量絶縁膜の膜厚 ε0：真空の誘電率 ε：容量絶縁膜の比誘電率
に比例してシリコン層の表面積Ａが増加する。蓄積容量
Ｃは、（３）式に示すように、表面積Ａに比例する。 Ｃ＝ε0・ε・Ａ／ｔ （３） ここで、ｔ：容量絶縁膜の膜厚 ε0：真空の誘電率 ε：容量絶縁膜の比誘電率
【００２９】また、運動摩擦係数も半球状グレインの大
きさと密度に比例する。このため、蓄積容量と圧電素子
発生電圧との間には比例関係が得られる。すなわち、半
球状グレインが形成されているとすると、同一のパター
ンを用いている限り、予め蓄積容量と圧電素子発生電圧
とを関係づけておくことにより、蓄積容量を測定するこ
となく圧電素子発生電圧を測定することで間接的に蓄積
容量Ｃを測定することが可能となる。さらに、必要な場
合には、式（４）により、 Ａ＝Ｃ・ｔ／（ε0・ε） （４） 蓄積容量Ｃからシリコン層の表面積Ａを算出することが
可能となる。
きさと密度に比例する。このため、蓄積容量と圧電素子
発生電圧との間には比例関係が得られる。すなわち、半
球状グレインが形成されているとすると、同一のパター
ンを用いている限り、予め蓄積容量と圧電素子発生電圧
とを関係づけておくことにより、蓄積容量を測定するこ
となく圧電素子発生電圧を測定することで間接的に蓄積
容量Ｃを測定することが可能となる。さらに、必要な場
合には、式（４）により、 Ａ＝Ｃ・ｔ／（ε0・ε） （４） 蓄積容量Ｃからシリコン層の表面積Ａを算出することが
可能となる。
【００３０】このように、この実施の形態によれば、単
に試料表面でトレーラ２０３を移動させて圧電素子発生
電圧を測定することにより、蓄積容量Ｃ及びシリコン層
の表面積Ａとを簡便に評価することができる。また、光
を用いていないので、反射による誤差を生じないため十
分な測定精度を得ることができ、かつ、適用材料の影響
も受けない。なお、試料表面とトレーラ２０３とを物理
的に接触させているので、試料表面が物理的な損傷を受
ける虞が心配されるが、適度な重さのトレーラ２０３を
用い、適度な速度ｖで移動させることで、この虞を回避
することができる。
に試料表面でトレーラ２０３を移動させて圧電素子発生
電圧を測定することにより、蓄積容量Ｃ及びシリコン層
の表面積Ａとを簡便に評価することができる。また、光
を用いていないので、反射による誤差を生じないため十
分な測定精度を得ることができ、かつ、適用材料の影響
も受けない。なお、試料表面とトレーラ２０３とを物理
的に接触させているので、試料表面が物理的な損傷を受
ける虞が心配されるが、適度な重さのトレーラ２０３を
用い、適度な速度ｖで移動させることで、この虞を回避
することができる。
【００３１】次に、図４乃至図７を参照して、この実施
の形態の評価方法を用いるＤＲＡＭの製造方法について
説明する。まず、ＤＲＡＭの構成について説明する。Ｄ
ＲＡＭは、図７に示すように、絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタやビット線３０８やワード線３０４ｂ等を備え
た素子形成基板３１７の層間絶縁膜３０９上に、キャパ
シタ３１８と、層間絶縁膜３１４とアルミ配線３１５と
カバー絶縁膜３１６とがこの順に形成されてなってい
る。キャパシタ３１８のスタック電極３１１は素子形成
基板３１７の層間絶縁膜３０６，３０９に形成されたコ
ンタクトホール３１０を介してソース／ドレイン拡散領
域３０５ａと接触している。素子形成基板３１７は、支
持基板２１と絶縁層２２と素子形成半導体層２３とから
なるＳＯＩ基板３０１に、素子分離絶縁膜３０２と、素
子分離絶縁膜３０２の間の素子形成半導体層２３上のゲ
ート絶縁膜３０３及びゲート電極３０４ａと、素子分離
絶縁膜３０２上のゲート配線（ワード線）３０４ｂと、
ゲート電極３０４ａの両側の素子形成半導体層２３表層
のソース／ドレイン拡散領域３０５ａ，３０５ｂと、ゲ
ート電極３０４ａやゲート配線３０４ｂを被覆する層間
絶縁膜３０６と、層間絶縁膜３０６のコンタクトホール
３０７を通してソース／ドレイン拡散領域３０５ｂと接
続するビット線３０８と、ビット線３０８上の層間絶縁
膜３０９とが形成されて構成されている。上記ＤＲＡＭ
のキャパシタ１１８は、ａ−Ｓｉ膜４からなるスタック
電極３１１と、Ｓｉ3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜の２層からなる
容量絶縁膜３１２と、対向電極（セルプレート電極）３
１３とがこの順に積層されて構成されている。スタック
電極３１１のａ−Ｓｉ膜２４の表面には半球状グレイン
２５が形成されている。
の形態の評価方法を用いるＤＲＡＭの製造方法について
説明する。まず、ＤＲＡＭの構成について説明する。Ｄ
ＲＡＭは、図７に示すように、絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタやビット線３０８やワード線３０４ｂ等を備え
た素子形成基板３１７の層間絶縁膜３０９上に、キャパ
シタ３１８と、層間絶縁膜３１４とアルミ配線３１５と
カバー絶縁膜３１６とがこの順に形成されてなってい
る。キャパシタ３１８のスタック電極３１１は素子形成
基板３１７の層間絶縁膜３０６，３０９に形成されたコ
ンタクトホール３１０を介してソース／ドレイン拡散領
域３０５ａと接触している。素子形成基板３１７は、支
持基板２１と絶縁層２２と素子形成半導体層２３とから
なるＳＯＩ基板３０１に、素子分離絶縁膜３０２と、素
子分離絶縁膜３０２の間の素子形成半導体層２３上のゲ
ート絶縁膜３０３及びゲート電極３０４ａと、素子分離
絶縁膜３０２上のゲート配線（ワード線）３０４ｂと、
ゲート電極３０４ａの両側の素子形成半導体層２３表層
のソース／ドレイン拡散領域３０５ａ，３０５ｂと、ゲ
ート電極３０４ａやゲート配線３０４ｂを被覆する層間
絶縁膜３０６と、層間絶縁膜３０６のコンタクトホール
３０７を通してソース／ドレイン拡散領域３０５ｂと接
続するビット線３０８と、ビット線３０８上の層間絶縁
膜３０９とが形成されて構成されている。上記ＤＲＡＭ
のキャパシタ１１８は、ａ−Ｓｉ膜４からなるスタック
電極３１１と、Ｓｉ3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜の２層からなる
容量絶縁膜３１２と、対向電極（セルプレート電極）３
１３とがこの順に積層されて構成されている。スタック
電極３１１のａ−Ｓｉ膜２４の表面には半球状グレイン
２５が形成されている。
【００３２】上記構成のＤＲＡＭを製造するには、ま
ず、図４（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板３０１の素子
形成半導体層２１上にシリコン酸化膜からなる素子分離
絶縁膜２２を形成した後、素子形成半導体層２１上にゲ
ート絶縁膜３０３を形成し、さらにこの上にゲート電極
３０４ａを形成する。次いで、イオン注入してゲート電
極３０４ａの両側の素子形成半導体層２１に高濃度の不
純物を含有するソース／ドレイン拡散領域３０５ａ，３
０５ｂを形成した後、ＣＶＤ（Chemical VaporDeposit
ion）法を用いて層間絶縁膜３０６を形成する。次に、
ソース／ドレイン拡散領域３０５ｂ上の層間絶縁膜３０
６にソース／ドレイン拡散領域３０５ｂと接続するコン
タクトホール３０７をフォトリソグラフィー法とドライ
エッチング法を用いて形成する。次いで、ＣＶＤ法を用
いて、リン濃度が３×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のａ−
Ｓｉ膜を堆積した後、ドライエッチング法を用いて全面
エッチングを行う。これにより、コンタクトホール３０
７内にａ−Ｓｉ膜が埋め込まれて埋込み層３０８ａが形
成される。
ず、図４（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板３０１の素子
形成半導体層２１上にシリコン酸化膜からなる素子分離
絶縁膜２２を形成した後、素子形成半導体層２１上にゲ
ート絶縁膜３０３を形成し、さらにこの上にゲート電極
３０４ａを形成する。次いで、イオン注入してゲート電
極３０４ａの両側の素子形成半導体層２１に高濃度の不
純物を含有するソース／ドレイン拡散領域３０５ａ，３
０５ｂを形成した後、ＣＶＤ（Chemical VaporDeposit
ion）法を用いて層間絶縁膜３０６を形成する。次に、
ソース／ドレイン拡散領域３０５ｂ上の層間絶縁膜３０
６にソース／ドレイン拡散領域３０５ｂと接続するコン
タクトホール３０７をフォトリソグラフィー法とドライ
エッチング法を用いて形成する。次いで、ＣＶＤ法を用
いて、リン濃度が３×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のａ−
Ｓｉ膜を堆積した後、ドライエッチング法を用いて全面
エッチングを行う。これにより、コンタクトホール３０
７内にａ−Ｓｉ膜が埋め込まれて埋込み層３０８ａが形
成される。
【００３３】次に、ＲＦスパッタ法を用いて、膜厚略１
００ｎｍのタングステンシリサイド膜を堆積する。続い
て、フォトリソグラフィ法とドライエッチング法を用い
てタングステンシリサイド膜のパターニングを行い、埋
込み層３０８ａと接触するビット線３０８を形成する。
次いで、ＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３０９を形成す
る。以上により、素子形成基板３１７が形成される。次
に、図４（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法と
ドライエッチング法を用いて層間絶縁膜３０９，３０６
をパターニングし、トランジスタのソース／ドレイン拡
散領域３０５ａに至るコンタクトホール３１０を形成す
る。続いて、層間絶縁膜３０９上にリン濃度が３×１０
20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のａ−Ｓｉ膜２４ａをＣＶＤ法を
用いて形成する。ａ−Ｓｉ膜２４ａはコンタクトホール
３１０内にも埋め込まれる。次に、図５（ａ）に示すよ
うに、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術
を用いてａ−Ｓｉ膜２４ａをパターニングし、スタック
電極の形状とする。スタック電極の形状とされたａ−Ｓ
ｉ膜２４は、コンタクトホール３１０を通してソース／
ドレイン拡散領域３０５ａと接続する。
００ｎｍのタングステンシリサイド膜を堆積する。続い
て、フォトリソグラフィ法とドライエッチング法を用い
てタングステンシリサイド膜のパターニングを行い、埋
込み層３０８ａと接触するビット線３０８を形成する。
次いで、ＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３０９を形成す
る。以上により、素子形成基板３１７が形成される。次
に、図４（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法と
ドライエッチング法を用いて層間絶縁膜３０９，３０６
をパターニングし、トランジスタのソース／ドレイン拡
散領域３０５ａに至るコンタクトホール３１０を形成す
る。続いて、層間絶縁膜３０９上にリン濃度が３×１０
20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3のａ−Ｓｉ膜２４ａをＣＶＤ法を
用いて形成する。ａ−Ｓｉ膜２４ａはコンタクトホール
３１０内にも埋め込まれる。次に、図５（ａ）に示すよ
うに、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術
を用いてａ−Ｓｉ膜２４ａをパターニングし、スタック
電極の形状とする。スタック電極の形状とされたａ−Ｓ
ｉ膜２４は、コンタクトホール３１０を通してソース／
ドレイン拡散領域３０５ａと接続する。
【００３４】この後、次述する方法により、スタック電
極の形状とされたａ−Ｓｉ膜２４の表面に半球状グレイ
ンを形成する。すなわち、まず、ａ−Ｓｉ膜２４の表面
をＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００の混合液に曝す。これによ
り、ａ−Ｓｉ膜２４の表面に自然酸化膜が形成されてい
る場合、自然酸化膜が除去される。次いで、ａ−Ｓｉ膜
２４を温度５７０℃に加熱しながら圧力１ｍＴｏｒｒの
Ｓｉ2Ｈ6ガス雰囲気におよそ３分間曝す。これにより、
ａ−Ｓｉ膜２４の表面に微結晶核が形成される。続い
て、温度を５７０℃に保持したまま、窒素中で１０分間
のアニール処理を加えると、シリコン原子がマイグレー
ションにより移動して微結晶核を中心として集まり、図
５（ｂ）に示すように、半球状グレイン（凹凸）２５が
形成される。
極の形状とされたａ−Ｓｉ膜２４の表面に半球状グレイ
ンを形成する。すなわち、まず、ａ−Ｓｉ膜２４の表面
をＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００の混合液に曝す。これによ
り、ａ−Ｓｉ膜２４の表面に自然酸化膜が形成されてい
る場合、自然酸化膜が除去される。次いで、ａ−Ｓｉ膜
２４を温度５７０℃に加熱しながら圧力１ｍＴｏｒｒの
Ｓｉ2Ｈ6ガス雰囲気におよそ３分間曝す。これにより、
ａ−Ｓｉ膜２４の表面に微結晶核が形成される。続い
て、温度を５７０℃に保持したまま、窒素中で１０分間
のアニール処理を加えると、シリコン原子がマイグレー
ションにより移動して微結晶核を中心として集まり、図
５（ｂ）に示すように、半球状グレイン（凹凸）２５が
形成される。
【００３５】次に、半球状グレイン２５を有するａ−Ｓ
ｉ膜２４が形成された素子形成基板３１７の表面に図１
に示す測定装置のトレーラ２０３を接触させて移動さ
せ、圧電素子発生電圧を測定する。続いて、上記したよ
うに、図３を用いて圧電素子発生電圧から蓄積容量Ｃ及
びシリコン層の表面積Ａを評価する。蓄積容量Ｃ又はシ
リコン層の表面積Ａが所望の範囲であれば、スタック電
極３１１が完成し、次の工程に移る。次に、１気圧のア
ンモニア（ＮＨ3）雰囲気中、温度１０００℃の条件
で、１分間の加熱処理を行い、半球状グレイン２５の形
成されたａ−Ｓｉ膜２４の表面を熱窒化する。さらに、
ＮＨ3とＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によってＳｉ3Ｎ
4膜を形成する。次いで、水素と酸素の混合雰囲気中、
温度略９００℃の条件で、熱酸化し、Ｓｉ3Ｎ4膜上にＳ
ｉＯ2膜を形成する。これにより、図６（ａ）に示すよ
うに、Ｓｉ3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜とからなる容量絶縁膜３
１２が形成される。次に、同図（ｂ）に示すように、Ｃ
ＶＤ法を用いてリン濃度３×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3
を含有するａ−Ｓｉ膜を容量絶縁膜３１２上に形成す
る。このａ−Ｓｉ膜がセルプレート電極３１３となる。
以上により、スタック電極３１１と容量絶縁膜３１２と
セルプレート電極３１３とで構成されるキャパシタ３１
８が作成される。次に、ＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３
１４となるＢＰＳＧ膜を形成する。続いて、ＲＦスパッ
タ法を用いて層間絶縁膜３１４上にアルミ膜を形成した
後、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
を用いてアルミ配線３１５を形成する。次に、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、カバー絶縁膜３１６となるＳｉＯ2
膜を形成する。これにより、図７に示すように、所望の
蓄積容量が確保されたキャパシタ３１８を有するＤＲＡ
Ｍが完成する。
ｉ膜２４が形成された素子形成基板３１７の表面に図１
に示す測定装置のトレーラ２０３を接触させて移動さ
せ、圧電素子発生電圧を測定する。続いて、上記したよ
うに、図３を用いて圧電素子発生電圧から蓄積容量Ｃ及
びシリコン層の表面積Ａを評価する。蓄積容量Ｃ又はシ
リコン層の表面積Ａが所望の範囲であれば、スタック電
極３１１が完成し、次の工程に移る。次に、１気圧のア
ンモニア（ＮＨ3）雰囲気中、温度１０００℃の条件
で、１分間の加熱処理を行い、半球状グレイン２５の形
成されたａ−Ｓｉ膜２４の表面を熱窒化する。さらに、
ＮＨ3とＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によってＳｉ3Ｎ
4膜を形成する。次いで、水素と酸素の混合雰囲気中、
温度略９００℃の条件で、熱酸化し、Ｓｉ3Ｎ4膜上にＳ
ｉＯ2膜を形成する。これにより、図６（ａ）に示すよ
うに、Ｓｉ3Ｎ4膜とＳｉＯ2膜とからなる容量絶縁膜３
１２が形成される。次に、同図（ｂ）に示すように、Ｃ
ＶＤ法を用いてリン濃度３×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3
を含有するａ−Ｓｉ膜を容量絶縁膜３１２上に形成す
る。このａ−Ｓｉ膜がセルプレート電極３１３となる。
以上により、スタック電極３１１と容量絶縁膜３１２と
セルプレート電極３１３とで構成されるキャパシタ３１
８が作成される。次に、ＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３
１４となるＢＰＳＧ膜を形成する。続いて、ＲＦスパッ
タ法を用いて層間絶縁膜３１４上にアルミ膜を形成した
後、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
を用いてアルミ配線３１５を形成する。次に、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、カバー絶縁膜３１６となるＳｉＯ2
膜を形成する。これにより、図７に示すように、所望の
蓄積容量が確保されたキャパシタ３１８を有するＤＲＡ
Ｍが完成する。
【００３６】このように、この実施の形態に係るＤＲＡ
Ｍの作製方法によれば、蓄積容量Ｃ及びスタック電極３
１１の表面積Ａを、簡便に、かつ十分な測定精度で評価
することができ、しかも、適用材料の影響も受けない。
また、光や薬液を用いていないので、試料表面が化学的
な変質を受けないため、ＤＲＡＭのトランジスタ等の特
性の劣化を防止できる。それゆえ、ＤＲＡＭ量産時にこ
の評価方法を適用するなら、所定のキャパシタ３１８の
容量値を再現させて特性の揃った、均質なＤＲＡＭを多
量に作製できる。
Ｍの作製方法によれば、蓄積容量Ｃ及びスタック電極３
１１の表面積Ａを、簡便に、かつ十分な測定精度で評価
することができ、しかも、適用材料の影響も受けない。
また、光や薬液を用いていないので、試料表面が化学的
な変質を受けないため、ＤＲＡＭのトランジスタ等の特
性の劣化を防止できる。それゆえ、ＤＲＡＭ量産時にこ
の評価方法を適用するなら、所定のキャパシタ３１８の
容量値を再現させて特性の揃った、均質なＤＲＡＭを多
量に作製できる。
【００３７】◇第２の実施の形態 次に、図８乃至図１０を参照して、この発明の第２の実
施の形態について説明する。第２の実施の形態では、試
料の表面に流体を滴下し、試料の表面を傾けたときに流
体が動き出すときの試料表面の傾斜角度の大小と静止摩
擦係数μ0の大小が関係していることを利用する。
施の形態について説明する。第２の実施の形態では、試
料の表面に流体を滴下し、試料の表面を傾けたときに流
体が動き出すときの試料表面の傾斜角度の大小と静止摩
擦係数μ0の大小が関係していることを利用する。
【００３８】すなわち、試料表面上にある流体の量（重
さ）を一定にしておくことにより、流体が動き出すとき
の水平面に対する試料表面の角度θcの正接は、式
（５）のように静止摩擦係数μ0に比例する。 Ｆ＝μ0・Ｎliq （５） ここで、Ｎliq：垂直抗力（＝ｍliq・ｇ） ｍliq：試液の質量 ｇ：重力加速度 μ0：静止摩擦係数（＝ tanθc） θc：試液が動き出すときの水平面に対する試料表面の
傾斜角度
さ）を一定にしておくことにより、流体が動き出すとき
の水平面に対する試料表面の角度θcの正接は、式
（５）のように静止摩擦係数μ0に比例する。 Ｆ＝μ0・Ｎliq （５） ここで、Ｎliq：垂直抗力（＝ｍliq・ｇ） ｍliq：試液の質量 ｇ：重力加速度 μ0：静止摩擦係数（＝ tanθc） θc：試液が動き出すときの水平面に対する試料表面の
傾斜角度
【００３９】第２の実施の形態の場合、流体を用いてい
るので、静止摩擦係数の値を知ることは難しいため、試
料表面の角度θcの大小関係で表面の凹凸を相対的にあ
るいは絶対的に評価することになる。ただし、絶対評価
を行う場合、試料表面の角度θcと表面の凹凸の程度を
予め対応させておき、かつ測定条件を同一にしておく必
要がある。図８は、金属表面の評価方法に用いるため
の、この実施の形態の測定器の構成を概略示す概略構成
図である。同図に示すように、測定器は、測定サンプル
（被評価試料）４０７を固定する試料台４０１と、ステ
ッピングモータ３３とギヤ３２ａ，３２ｂとギヤ３２ａ
の回転によって上下に移動するネジ３１とで構成され
る、試料台４０１の傾きを変化させる駆動手段４０３
と、試液４０５を滴下するノズル（流体を滴下する手
段）４０４と、滴下した試液４０５の動きをモニタする
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ４０
６とから概略構成されている。
るので、静止摩擦係数の値を知ることは難しいため、試
料表面の角度θcの大小関係で表面の凹凸を相対的にあ
るいは絶対的に評価することになる。ただし、絶対評価
を行う場合、試料表面の角度θcと表面の凹凸の程度を
予め対応させておき、かつ測定条件を同一にしておく必
要がある。図８は、金属表面の評価方法に用いるため
の、この実施の形態の測定器の構成を概略示す概略構成
図である。同図に示すように、測定器は、測定サンプル
（被評価試料）４０７を固定する試料台４０１と、ステ
ッピングモータ３３とギヤ３２ａ，３２ｂとギヤ３２ａ
の回転によって上下に移動するネジ３１とで構成され
る、試料台４０１の傾きを変化させる駆動手段４０３
と、試液４０５を滴下するノズル（流体を滴下する手
段）４０４と、滴下した試液４０５の動きをモニタする
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ４０
６とから概略構成されている。
【００４０】次に、上記構成の測定器を用いて、金属表
面をモニタする方法について説明する。まず、凹凸を有
する金属膜が形成された測定サンプル４０７を試料台４
０１上に置く。次いで、凹凸を有する金属膜上に質量が
常に同一になるようにノズル４０４から試液４０５とし
て水銀を滴下する。この後、ＣＣＤイメージセンサ４０
６により試液の位置を継続的にモニタする。次に、ステ
ッピングモータ３３によって試料台４０１の片側を上又
は下に移動させて、試料台４０１の角度を徐々に傾ける
と、ある角度θcで試液が動き出す。ステッピングモー
タ３３の回転角度からこのときの角度θcを測定した
後、この角度θcから表面の凹凸を評価する。
面をモニタする方法について説明する。まず、凹凸を有
する金属膜が形成された測定サンプル４０７を試料台４
０１上に置く。次いで、凹凸を有する金属膜上に質量が
常に同一になるようにノズル４０４から試液４０５とし
て水銀を滴下する。この後、ＣＣＤイメージセンサ４０
６により試液の位置を継続的にモニタする。次に、ステ
ッピングモータ３３によって試料台４０１の片側を上又
は下に移動させて、試料台４０１の角度を徐々に傾ける
と、ある角度θcで試液が動き出す。ステッピングモー
タ３３の回転角度からこのときの角度θcを測定した
後、この角度θcから表面の凹凸を評価する。
【００４１】図９は、アルミ膜の成膜時の基板温度と試
料台の角度（静止摩擦係数）との相関を取得した例を示
すグラフである。縦軸は線形目盛りで表した試料台の角
度θc（゜）を示し、横軸は線形目盛りで表した成膜温
度（℃）を示す。ＲＦ（Radio Frequency）スパッタ法
を用い、基板温度を１００乃至４００℃の間で変えてア
ルミ膜を成膜した。また、試液として水銀を用いた。図
９から明らかなように、成膜時の基板温度が高くなるほ
どアルミ膜表面の凹凸が大きくなる。実験した基板温度
の範囲では、試液が動き出す角度θcすなわち静止摩擦
係数μ0 が最も小さくなる温度１００℃のときに、アル
ミ膜表面の凹凸が最も小さくなることがわかった。この
結果から、温度１００℃でアルミ膜を成膜することによ
り、凹凸の小さなアルミ膜を形成することができること
になる。
料台の角度（静止摩擦係数）との相関を取得した例を示
すグラフである。縦軸は線形目盛りで表した試料台の角
度θc（゜）を示し、横軸は線形目盛りで表した成膜温
度（℃）を示す。ＲＦ（Radio Frequency）スパッタ法
を用い、基板温度を１００乃至４００℃の間で変えてア
ルミ膜を成膜した。また、試液として水銀を用いた。図
９から明らかなように、成膜時の基板温度が高くなるほ
どアルミ膜表面の凹凸が大きくなる。実験した基板温度
の範囲では、試液が動き出す角度θcすなわち静止摩擦
係数μ0 が最も小さくなる温度１００℃のときに、アル
ミ膜表面の凹凸が最も小さくなることがわかった。この
結果から、温度１００℃でアルミ膜を成膜することによ
り、凹凸の小さなアルミ膜を形成することができること
になる。
【００４２】次に、図４乃至図１０を参照して、この実
施の形態の評価方法を用いるＤＲＡＭの製造方法につい
て説明する。まず、ＲＦスパッタ法を用い、基板温度を
変えてアルミ膜を成膜し、図８に示す測定装置により、
予め、アルミ膜の成膜時の基板温度とアルミ膜の表面を
試液が動き出すときの試料台の角度θcとの相関を取得
しておく。基板温度を例えば１００乃至４００℃の間で
変えた場合は図９に示す通りである。基板温度は被測定
対象の膜の種類により適宜範囲を変えると良い。また、
試液は試料表面に対して疎水性を示すもの、すなわち試
料表面に馴染まず、動きやすいものを選択する。次に、
第１の実施の形態と同様の工程（図４（ａ）乃至図６
（ｂ））を経た後、セルプレート電極３１３上に層間絶
縁膜３１４を形成する。
施の形態の評価方法を用いるＤＲＡＭの製造方法につい
て説明する。まず、ＲＦスパッタ法を用い、基板温度を
変えてアルミ膜を成膜し、図８に示す測定装置により、
予め、アルミ膜の成膜時の基板温度とアルミ膜の表面を
試液が動き出すときの試料台の角度θcとの相関を取得
しておく。基板温度を例えば１００乃至４００℃の間で
変えた場合は図９に示す通りである。基板温度は被測定
対象の膜の種類により適宜範囲を変えると良い。また、
試液は試料表面に対して疎水性を示すもの、すなわち試
料表面に馴染まず、動きやすいものを選択する。次に、
第１の実施の形態と同様の工程（図４（ａ）乃至図６
（ｂ））を経た後、セルプレート電極３１３上に層間絶
縁膜３１４を形成する。
【００４３】次いで、図９に示すモニタ結果から最適な
大きさの凹凸がアルミ膜の表面に形成されるような基板
温度を設定し、この温度に素子形成基板を加熱する。続
いて、基板温度を保持して、ＲＦスパッタ法を用いて層
間絶縁膜３１４上に膜厚２００ｎｍのアルミ膜３１５ａ
を堆積する。続いて、図１０（ａ）に示すように、フォ
トリソグラフィ法とドライエッチング法を用いてアルミ
膜３１５ａの加工を行ってアルミ配線３１５を形成す
る。続いて、プラズマＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３１
６を形成するとＤＲＡＭが作成される。
大きさの凹凸がアルミ膜の表面に形成されるような基板
温度を設定し、この温度に素子形成基板を加熱する。続
いて、基板温度を保持して、ＲＦスパッタ法を用いて層
間絶縁膜３１４上に膜厚２００ｎｍのアルミ膜３１５ａ
を堆積する。続いて、図１０（ａ）に示すように、フォ
トリソグラフィ法とドライエッチング法を用いてアルミ
膜３１５ａの加工を行ってアルミ配線３１５を形成す
る。続いて、プラズマＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜３１
６を形成するとＤＲＡＭが作成される。
【００４４】このように、この実施の形態によれば、試
液４０５を測定サンプル４０７表面に滴下し、試料台４
０１を傾けて試液４０５が動きだすときの試料台４０１
の角度を測定すれば良いので、測定が非常に簡便であ
る。また、光を用いていないので、反射による誤差を生
じないため十分な測定精度を得ることができ、かつ、適
用材料の影響も受けない。
液４０５を測定サンプル４０７表面に滴下し、試料台４
０１を傾けて試液４０５が動きだすときの試料台４０１
の角度を測定すれば良いので、測定が非常に簡便であ
る。また、光を用いていないので、反射による誤差を生
じないため十分な測定精度を得ることができ、かつ、適
用材料の影響も受けない。
【００４５】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更があってもこの発明に含まれる。例えば、第
１の実施の形態では、運動摩擦係数を用いて試料表面の
凹凸を評価したが、運動摩擦係数に限らず、静止摩擦係
数を用いることもできる。また、トレーラ２０３の接触
面に石英を用いているが、石英に限られるものではな
く、硬度の高いダイヤモンドや硬度の低い有機物等を用
いても良い。さらに、定量性を必要としない場合、指で
表面をなぞることでも良い。さらに、この発明をａ−Ｓ
ｉ膜２４の表面の凹凸の程度を評価する場合に適用して
いるが、他の半導体膜、金属膜、合金膜、金属シリサイ
ド膜あるいは絶縁膜の表面の凹凸を評価する場合にも適
用することができる。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更があってもこの発明に含まれる。例えば、第
１の実施の形態では、運動摩擦係数を用いて試料表面の
凹凸を評価したが、運動摩擦係数に限らず、静止摩擦係
数を用いることもできる。また、トレーラ２０３の接触
面に石英を用いているが、石英に限られるものではな
く、硬度の高いダイヤモンドや硬度の低い有機物等を用
いても良い。さらに、定量性を必要としない場合、指で
表面をなぞることでも良い。さらに、この発明をａ−Ｓ
ｉ膜２４の表面の凹凸の程度を評価する場合に適用して
いるが、他の半導体膜、金属膜、合金膜、金属シリサイ
ド膜あるいは絶縁膜の表面の凹凸を評価する場合にも適
用することができる。
【００４６】また、上述の第２の実施の形態では、アル
ミ膜３１５ａの表面の凹凸を評価したが、これに限ら
ず、他の金属膜や、合金膜、金属シリサイド膜あるいは
半導体膜の表面の凹凸を評価することもできる。また、
絶縁膜の表面の凹凸を評価することもできる。また、ア
ルミ膜３１５ａの表面凹凸の測定に試液４０５として水
銀を用いているが、これに限らず他の試液を用いても良
い。例えば、シリコン膜の表面測定の場合には、試液と
して純水や、フッ酸と水の混合液を用いるのが好まし
い。さらに、試液と被測定物とが親水性を示すために測
定が困難な場合には、表面を疎水性に変えれば良い。例
えば、表面凹凸に影響を与えない程度の厚さに高分子材
料で表面を被覆する等は有望な手段である。
ミ膜３１５ａの表面の凹凸を評価したが、これに限ら
ず、他の金属膜や、合金膜、金属シリサイド膜あるいは
半導体膜の表面の凹凸を評価することもできる。また、
絶縁膜の表面の凹凸を評価することもできる。また、ア
ルミ膜３１５ａの表面凹凸の測定に試液４０５として水
銀を用いているが、これに限らず他の試液を用いても良
い。例えば、シリコン膜の表面測定の場合には、試液と
して純水や、フッ酸と水の混合液を用いるのが好まし
い。さらに、試液と被測定物とが親水性を示すために測
定が困難な場合には、表面を疎水性に変えれば良い。例
えば、表面凹凸に影響を与えない程度の厚さに高分子材
料で表面を被覆する等は有望な手段である。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、この発明の構成によれ
ば、被評価試料の表面と板状体の接触面とを接触させた
まま被評価試料又は板状体を静止状態から移動させて被
評価試料又は板状体の受ける力を検出することにより、
被評価試料の表面の摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性
を測定できる。被評価試料の表面の静止摩擦係数や運動
摩擦係数は、被評価試料の表面の凹凸の程度に応じて変
化するため、摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性を測定
することで、被評価試料の表面の凹凸の程度、すなわち
凹凸の大きさ又は密度を評価することができる。すなわ
ち、単に試料表面で板状体を移動させて移動に要する力
を検出し、さらにその力を試料表面の摩擦係数又は該摩
擦係数と等価な特性に変換することにより、被評価試料
の表面の凹凸の大きさや密度を簡便に評価することがで
きる。被評価試料としてキャパシタ電極を用いた場合、
被評価試料の表面の凹凸の大きさや密度はそのまま蓄積
容量やシリコン層の表面積と対応するので、キャパシタ
の蓄積容量の再現性を確保することができる。
ば、被評価試料の表面と板状体の接触面とを接触させた
まま被評価試料又は板状体を静止状態から移動させて被
評価試料又は板状体の受ける力を検出することにより、
被評価試料の表面の摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性
を測定できる。被評価試料の表面の静止摩擦係数や運動
摩擦係数は、被評価試料の表面の凹凸の程度に応じて変
化するため、摩擦係数又は摩擦係数と等価な特性を測定
することで、被評価試料の表面の凹凸の程度、すなわち
凹凸の大きさ又は密度を評価することができる。すなわ
ち、単に試料表面で板状体を移動させて移動に要する力
を検出し、さらにその力を試料表面の摩擦係数又は該摩
擦係数と等価な特性に変換することにより、被評価試料
の表面の凹凸の大きさや密度を簡便に評価することがで
きる。被評価試料としてキャパシタ電極を用いた場合、
被評価試料の表面の凹凸の大きさや密度はそのまま蓄積
容量やシリコン層の表面積と対応するので、キャパシタ
の蓄積容量の再現性を確保することができる。
【００４８】また、被評価試料として導電膜や絶縁膜を
用いた場合、導電膜や絶縁膜の表面の凹凸の程度を評価
することができるので、それらの成膜条件が適正になる
ように設定することができる。さらに、従来例と異な
り、光を用いていないので、反射による誤差を生じない
ため十分な測定精度を得ることができ、かつ、適用材料
の影響も受けない。また、薬液や光を用いていないた
め、半導体装置の表面評価に用いても、素子特性に影響
を及ぼさないので、量産品に適用できる。
用いた場合、導電膜や絶縁膜の表面の凹凸の程度を評価
することができるので、それらの成膜条件が適正になる
ように設定することができる。さらに、従来例と異な
り、光を用いていないので、反射による誤差を生じない
ため十分な測定精度を得ることができ、かつ、適用材料
の影響も受けない。また、薬液や光を用いていないた
め、半導体装置の表面評価に用いても、素子特性に影響
を及ぼさないので、量産品に適用できる。
【００４９】また、この発明の別の構成によれば、被評
価試料の表面に流体を滴下して被評価試料を傾け、流体
が動きだすときの傾斜角度を測定することで、被評価試
料の表面の静止摩擦係数を評価できる。すなわち、単に
被評価試料の表面に流体を滴下し、被評価試料を傾け、
傾斜角度を測定しているだけなので、被評価試料の表面
の凹凸の程度を簡便に評価できる。この場合、被評価試
料を傾ける駆動手段としてステッピングモータを用いる
と、ステッピングモータの回転角度を検出することによ
り傾斜角度を測定することができるので簡便である。ま
た、被評価試料の表面が親水性であるためその表面を流
体が流れにくくなっている場合、被評価試料の表面を、
例えば被評価試料の表面を高分子材料の膜で被覆し、疎
水性に変質させても良い。
価試料の表面に流体を滴下して被評価試料を傾け、流体
が動きだすときの傾斜角度を測定することで、被評価試
料の表面の静止摩擦係数を評価できる。すなわち、単に
被評価試料の表面に流体を滴下し、被評価試料を傾け、
傾斜角度を測定しているだけなので、被評価試料の表面
の凹凸の程度を簡便に評価できる。この場合、被評価試
料を傾ける駆動手段としてステッピングモータを用いる
と、ステッピングモータの回転角度を検出することによ
り傾斜角度を測定することができるので簡便である。ま
た、被評価試料の表面が親水性であるためその表面を流
体が流れにくくなっている場合、被評価試料の表面を、
例えば被評価試料の表面を高分子材料の膜で被覆し、疎
水性に変質させても良い。
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法に用いられる表面の評価装置の構成図である。
方法に用いられる表面の評価装置の構成図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いて表面の凹凸の度合いと表面の摩擦係数に対
応する圧電素子発生電圧との関係を調査した結果につい
て示す特性図である。
方法を用いて表面の凹凸の度合いと表面の摩擦係数に対
応する圧電素子発生電圧との関係を調査した結果につい
て示す特性図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてキャパシタの容量の増加率とスタック電極
表面の圧電素子発生電圧との関係を調査した結果につい
て示す特性図である。
方法を用いてキャパシタの容量の増加率とスタック電極
表面の圧電素子発生電圧との関係を調査した結果につい
て示す特性図である。
【図４】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その１）である。
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その１）である。
【図５】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その２）である。
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その２）である。
【図６】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その３）である。
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その３）である。
【図７】この発明の第１の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その４）である。
方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断面
図（その４）である。
【図８】この発明の第２の実施の形態に係る表面の評価
方法に用いられる表面の評価装置の構成図である。
方法に用いられる表面の評価装置の構成図である。
【図９】この発明の第２の実施の形態に係る表面の評価
方法を用いてアルミ膜表面の凹凸の度合いを示す試液が
動きだすときの試料台の角度とアルミ膜の成膜温度との
関係を調査した結果について示す特性図である。
方法を用いてアルミ膜表面の凹凸の度合いを示す試液が
動きだすときの試料台の角度とアルミ膜の成膜温度との
関係を調査した結果について示す特性図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態に係る表面の評
価方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断
面図である。
価方法を用いてＤＲＡＭを作製する方法について示す断
面図である。
【図１１】従来例に係るＤＲＡＭの作製方法を用いて作
製されたＤＲＡＭの構造を示す断面図である。
製されたＤＲＡＭの構造を示す断面図である。
【図１２】従来例に係るＤＲＡＭの作製方法について示
す断面図（その１）である。
す断面図（その１）である。
【図１３】従来例に係るＤＲＡＭの作製方法について示
す断面図（その２）である。
す断面図（その２）である。
【図１４】図１４（ａ）は従来例に係る表面の評価方法
を用いて表面の凹凸の程度を測定した結果について示す
特性図である。図１４（ｂ）は従来例の表面の評価方法
について示す断面図である。
を用いて表面の凹凸の程度を測定した結果について示す
特性図である。図１４（ｂ）は従来例の表面の評価方法
について示す断面図である。
２４ アモルファスシリコン膜（半導体膜） ２５ 半球状グレイン（凹凸） ３３ ステッピングモータ（駆動手段） ５１ 測定部 ５２ センサー部（検出し変換する手段） ２０２ 測定サンプル（被評価試料） ２０３ トレーラ（板状体） ２０５ 圧電素子 ２０６ 電圧測定器 ２０７ 牽引ワイヤ ３１１ スタック電極 ３１２ 容量絶縁膜 ３１３ 対向電極（セルプレート電極） ３１７ 素子形成基板 ３１８ キャパシタ ４０４ ノズル（流体を滴下する手段） ４０５ 試液（流体） ４０７ 測定サンプル（被評価試料）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/8242
Claims (10)
- 【請求項１】 被評価試料の表面と接触して移動する、
前記被評価試料の表面への接触面を有する板状体と、 前記被評価試料又は前記板状体を移動させるための力を
前記被評価試料又は前記板状体に付与する駆動手段と、 前記被評価試料又は前記板状体が受ける力を検出し、該
検出された力を摩擦係数又は該摩擦係数と等価な特性に
変換する手段とを有してなることを特徴とする表面の評
価装置。 - 【請求項２】 前記被評価試料又は前記板状体が受ける
力を検出し、該検出された力を該摩擦係数と等価な特性
に変換する手段は、前記被評価試料又は前記板状体に固
定された圧電素子であることを特徴とする請求項１記載
の表面の評価装置。 - 【請求項３】 試料台と、 前記試料台に載置された試料の表面に流体を滴下する手
段と、 前記試料台を傾ける駆動手段と、 前記傾いた試料台の傾斜角度を測定する手段とを有して
なることを特徴とする表面の評価装置。 - 【請求項４】 前記駆動手段はステッピングモータであ
り、前記傾いた試料台の傾斜角度を測定する手段は前記
ステッピングモータの回転角度を検出する手段であるこ
とを特徴とする請求項３記載の表面の評価装置。 - 【請求項５】 被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運
動摩擦係数を測定することにより、前記被評価試料の表
面の凹凸の大きさ及び密度を評価することを特徴とする
表面の評価方法。 - 【請求項６】 前記被評価試料が、前記表面に半球状グ
レインの形成された半導体膜であることを特徴とする請
求項５記載の表面の評価方法。 - 【請求項７】 前記被評価試料の表面上に、該表面への
接触面を有する板状体を載せ、前記被評価試料の表面と
前記板状体の接触面とを接触させたまま、前記被評価試
料又は前記板状体を静止状態から移動させて、前記被評
価試料又は前記板状体の受ける力を検出することによ
り、前記被評価試料の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦
係数を測定することを特徴とする請求項５又は６記載の
表面の評価方法。 - 【請求項８】 前記被評価試料の表面に流体を滴下して
前記被評価試料を傾け、前記流体が動きだすときの傾斜
角度を測定することにより、前記被評価試料の表面の静
止摩擦係数を評価することを特徴とする請求項５，６又
は７記載の表面の評価方法。 - 【請求項９】 半導体基板上に形成されたキャパシタの
電極の容量絶縁膜と接する側の表面の静止摩擦係数又は
運動摩擦係数を測定することで、電極の表面積又は前記
キャパシタの容量値を評価することを特徴とする請求項
５乃至８のいずれか１に記載の表面の評価方法。 - 【請求項１０】 半導体基板上に形成された導電膜又は
絶縁膜の表面の静止摩擦係数又は運動摩擦係数を測定す
ることで、前記導電膜又は前記絶縁膜の表面の凹凸の大
きさ又は密度を評価することを特徴とする請求項５乃至
８のいずれか１に記載の表面の評価方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037454A JP3094982B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 半導体素子表面の評価装置及び評価方法 |
| US09/253,027 US6568243B1 (en) | 1998-02-19 | 1999-02-19 | Method of evaluating capacitance value of capacitor on semiconductor substrate |
| KR1019990005644A KR100310620B1 (ko) | 1998-02-19 | 1999-02-19 | 표면불균일성 평가 장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037454A JP3094982B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 半導体素子表面の評価装置及び評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237239A true JPH11237239A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3094982B2 JP3094982B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=12497970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10037454A Expired - Fee Related JP3094982B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 半導体素子表面の評価装置及び評価方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6568243B1 (ja) |
| JP (1) | JP3094982B2 (ja) |
| KR (1) | KR100310620B1 (ja) |
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| KR100416440B1 (ko) * | 2001-05-25 | 2004-01-31 | 학교법인연세대학교 | 마찰신호를 이용한 3차원 재료 표면 형상과 재료 분포측정방법 |
| KR100457867B1 (ko) * | 2002-05-23 | 2004-11-18 | 학교법인연세대학교 | 생체재료 및 인공물내에서의 마찰력 측정장치 |
| CN109297401A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-02-01 | 程春兰 | 一种铝塑板平面度检测设备及铝塑板平面度检测工艺 |
| JP7086513B1 (ja) * | 2021-06-30 | 2022-06-20 | 三菱電機株式会社 | 摩擦係数算出装置及び摩擦係数算出方法 |
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| KR100629357B1 (ko) * | 2004-11-29 | 2006-09-29 | 삼성전자주식회사 | 퓨즈 및 부하저항을 갖는 낸드 플래시메모리소자 형성방법 |
| JP5217122B2 (ja) * | 2006-07-11 | 2013-06-19 | 株式会社日立製作所 | パターン形成装置および有機薄膜トランジスタの製造方法ならびに有機薄膜トランジスタ |
| CN108387511B (zh) * | 2015-07-29 | 2020-10-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于srv模拟评价变速箱齿轮油同步器的摩擦性能的摩擦副试件 |
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| DE2730720C2 (de) | 1977-07-07 | 1979-07-12 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von praktisch reinem l-Amino-8-nitro-43dihydroxy-anthrachinon |
| US4213331A (en) * | 1978-12-20 | 1980-07-22 | The B. F. Goodrich Company | Surface irregularity analyzer |
| US4270390A (en) * | 1979-05-07 | 1981-06-02 | Kimball Industries, Inc. | Vibration test bearing table apparatus affording a single degree of freedom test piece path |
| US4765181A (en) * | 1985-08-08 | 1988-08-23 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Surface texture measuring instrument |
| JPS6381243A (ja) | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Nkk Corp | 溶融還元炉発生ガス分析方法 |
| KR920006048B1 (ko) * | 1988-11-25 | 1992-07-27 | 주식회사 금성사 | 가열조건에서 마모분의 입도 분석이 가능한 내마모시험기 |
| JPH0717960B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1995-03-01 | 新日本製鐵株式会社 | 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2953742B2 (ja) | 1990-05-09 | 1999-09-27 | 株式会社東芝 | 表面粗さ評価方法 |
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| JP3331804B2 (ja) | 1995-02-20 | 2002-10-07 | 日本電信電話株式会社 | 摩擦摩耗試験装置および摩擦摩耗試験方法 |
| JP2638554B2 (ja) | 1995-03-16 | 1997-08-06 | 日本電気株式会社 | 表面モニター方法、表面積測定方法、半導体装置の製造装置及び方法 |
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1998
- 1998-02-19 JP JP10037454A patent/JP3094982B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-19 US US09/253,027 patent/US6568243B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-19 KR KR1019990005644A patent/KR100310620B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| KR100310620B1 (ko) | 2001-10-17 |
| JP3094982B2 (ja) | 2000-10-03 |
| US6568243B1 (en) | 2003-05-27 |
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