米Albany大学ナノスケール科学工学学部助教授Robert Geer氏は、基礎測定技術の開発に焦点を当てたプログラムを率いている。重大な課題はマスク欠陥、特に極端紫外線(EUV)リソグラフィマスクである。厄介な問題は、EUVマスクが光を反射するという点である。EUVリソグラフィでは、透過光によるレチクルの代わりに、多層反射マスクが使用される。反射マスクの欠陥はコーティングが塗布され倍増する。したがって、ブランクスとマスク自体に欠陥がない必要がある。

　技術的なハードルとしては、これらのパーティクルをどのようにして落とすかである。Albany大学は、パーティクルがどのようにしてマスクに付着するのかをモデル化し、洗浄液と流量の条件を作成するために米Sematechと協力し開発を進めている。EUVマスクブランクス上で1個20nmのパーティクルを検出できる原子間力顕微鏡(AFM：Atomic Force Microscope)技術が搭載された検査・解析装置を開発した。マスクと異なる化学特性を持つ20nmのパーティクルの間で接着力がどのように作用するのかが理解できることになる。

　平行した研究では、構造のさまざまな部分で観察を行っている。ロジック製造メーカーは、性能の強化のために歪みSiを導入している。チャネル領域のSiを圧縮するか、あるいは引き伸ばすことで、電子がさらに速く移動できるようになる。SOIウェーハは、基板の容量から活性化した領域を切り離すため、ロジックにとって有効だ。しかし、SOIと歪みSiが組み合わされると、歪みを測定するために標準的な電子ビーム回折手法が満足の行かないものとなってしまう。層は非常に狭いため、電子回折のピークが広がりSi原子間の間隔、ひいては歪みレベルに関する正確なデータを取得することを難しくする。

　Albany大学は米AMD社と米Semiconductor Research社と協力し、ナノフラッシュライトのように働くプラズモンを使用した手法を開発した。ナノスケールの先端がAgのパーティクルの上で輝いた光が、エバネセント波(数nmに広がる強力な光源)を生じさせる表面プラズモンを生成する。ナノプローブを歪みSiの近くに設置することで、ラマン散乱がSiから励起され、まさにチャネル部位(図)を観察できるようにする。ラマン拡散の波長が歪みレベルを明らかにする。

　いくつかの従来の技法が限界に近いため、解析にはウェーハのスライシングが必要になる。最善の手法はTEMを使用し、少量の原子を観察できるようにする。ただし、TEM用途に十分なほど薄くスライスされると、その機械的な特性が改変される。測定された歪みSiがトランジスタ内のSiであるかを判断するのは不可能になる。非破壊的あるいはあまり破壊的ではない方法が必要である。

　Albany大学は処理の間にひび割れる可能性がある歪み領域を観察するための光学的な技法も開発している。元素組成または膜厚を決定するために使用される技法は必ずしも構造レベルの三次元画像を提供しないため、予測的な技法を開発している。研究者はより大きな領域を対象にする非破壊測定技法を開発するためにナノプローブを使って作業している。現在、分解能は100nm未満であり、彼らはそれを10nmまで引き下げられると期待している。これらの技法は45nmノードまたは32nmノードに使用できるはずだ。

　測定技術研究はリソグラフィと同等に扱われる必要がある。材料の基礎科学が扱われ、使用されている手法が理解されれば、ナノスケールの測定技術がこれらのニーズに応える可能性は高い。