【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.02.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0197

利用課題名 / Title

透過電子顕微鏡向け空間分解能評価試料の作製

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ALD,電子顕微鏡/ Electronic microscope,原子層薄膜/ Atomic layer thin film

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

矢嶋 渉

所属名 / Affiliation

日本電子株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

小入羽 祐治

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

山崎 将嗣

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-102：原子層堆積装置_3〔FlexAL〕

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究の目的は、透過電子顕微鏡においてナノメートルオーダーの分解能を評価するための試料の作製である。従来の結晶試料を用いた方法では、オングストロームオーダーの分解能が測定対象であり、1 nm程度の分解能を評価することは困難である。これに対して、原子層堆積法（ALD）は成膜膜厚の制御性が非常に高い成膜手法である。本研究では、ALDを用いて1ナノメートル程度のルテニウム薄膜を成膜し、透過電子顕微鏡でその膜厚を測長することで、透過電子顕微鏡の分解能を評価する。また、ルテニウム薄膜を軽元素層で挟む構造にすることで、コントラストの向上が期待できる。このため、SiO₂、ルテニウム薄膜、SiO₂の3層構造を持つ分解能評価試料を作製した。

実験 / Experimental

2 inchシリコンウエハを基板として、熱酸化、ALD、スパッタ成膜により図1に示す多層膜構造を作製した。ルテニウム膜はALDにより成膜し、プリカーサーはTrust（田中貴金属製）を使用した。成膜サイクル数は35 cyclesとした。イオンミリング法を用いて多層膜の断面試料を作製し、透過電子顕微鏡（JEM-2100PLUS）で検鏡した。

結果と考察 / Results and Discussion

透過電子顕微鏡像とルテニウム膜のラインプロファイルを図2に示す。左からシリコンウエハ、熱酸化膜、ルテニウム膜、SiO₂が形成されていることを確認した。成膜サイクル数が少ないため、ルテニウム膜は完全な薄膜にはなっておらず島状に形成されている。ルテニウム膜の膜厚を測長した結果、今回作製した試料は3.2 nmまでの分解能評価に使用できることを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1　試料の構造

図2 (a)透過電子顕微鏡像と(b)ラインプロファイル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件