深さ対幅比が6∶1を超えるシリコン貫通孔の形状測定を実現するために、収差補償に基づく近赤外顕微干渉検出法を提案した。本方法は、近赤外広帯域光を光源として用い、シリコン貫通孔を透過可能であり、検出系には変形鏡を内蔵した適応型収差補償モジュールを備え、シリコン貫通孔が導入する変調収差を能動的に補償する。シリコン貫通孔の三次元形状を検出する際には、COMSOL Multiphysics有限要素解析ソフトウェアにより得られた高深さ対幅比三次元構造の検出光の変調収差規則に基づき、変形鏡が補償すべき収差の種類と量を設定し、周波数領域に基づく評価関数の閾値を用いてシリコン貫通孔底部画像の焦点状態を判定し、測定対象シリコン貫通孔の鮮明な底部画像を得て、本質的に検出光の再焦点能力を向上させる。これに基づき、垂直走査干渉法を用いて測定対象シリコン貫通孔の深さおよび三次元形状分布を得た。直径10 μm、深さ65 μm、深さ対幅比6.5∶1および直径10 μm、深さ103 μm、深さ対幅比10.3∶1のシリコン貫通孔深穴を実験的に測定し、高精度SEMの測定結果と比較したところ、深さ測定の相対誤差は1%であった。白色光顕微干渉測定と比較して、本手法は高深さ対幅比シリコン貫通孔の底部画像を鮮明に取得可能であり、底部の広帯域干渉信号とコントラストを効果的に強化し、より高い深さ対幅比シリコン貫通孔の三次元形状を正確に測定できることを示した。

非破壊測定;光学顕微干渉;適応型収差補償;COMSOLシミュレーション;シリコン貫通孔形状