LFB超音波顕微鏡による電子デバイス材料の特性評価システムの実用化に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850058
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 櫛引 淳一 東北大学, 工学部, 助教授 (50108578)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三野宮 利男 東北大学, 工学部, 教務職員 ; 中鉢 憲賢 東北大学, 工学部, 教授 (20006224)
• Keywords: 直線集束ビ-ム超音波顕微鏡 / V(z)曲線解析法 / 漏洩弾性表面波 / 音速・減衰 / 電子デバイス材料 / 定量計測 / 音響特性の不均一 / 非破壊検査

Research Abstract

本研究は最近のエレクトロニクス産業界で注目されている新しい半導体材料(GaAs、InPなどのIII-V化合物)やSAWデバンス材料(LiTaO_3、LiNbO_3、圧電セラミックなど)などの電子デバイス材料を対象として材料物性の研究用あるいはウェハ製造、デバイス作成プロセス等における工業用の非破壊検査装置として「直線集束ビ-ム(LFB)超音波顕微鏡システム」を実用化することを目指すものである。
平成元年度の研究成果を要約すると以下の通りである。
1.電子デバイス材料非破壊検査用LFB超音波顕微鏡システムの構築
(1)システムの測定精度と安定性は、電気回路部、機械部、信号処理部、および測定環境の安定度の要因と密接な関係がある。高安定測定を達成するためにLFB超音波顕微鏡の機械制御部を改良し、また、高精度測定を実現するために、測定環境(カプラである水の温度)の安定化を計った。GGG単結晶の基準ウェハに対して実験を行ったところ、固定点の相対音速測定において±0.005%、2インチφ以内の測定範囲で±0.01%という測定精度を達成した。
(2)超音波音場の理論数値解析を行い、音場制御パラメ-タを導出し、ウェハ上の微小領域における音響特性を定量計測できる200MHz帯のマイクロLFBプロ-ブを開発した。
(3)本測定目的においては、測定点が増大しデ-タ量が膨大となるため、高速測定および高速処理のためのソフトウェアを開発した。
2.定量計測の測定原理の拡張:
(1)超音波信号の振幅と位相の両情報から、速度測定のみならず減衰測定をも高精度で行うため、新しい複素V(z)曲線解析法を開発した。
(2)測定系と解析ソフトウェアを開発中である。

Research Products

• [Publications] J.Kushibiki: "Quantitative Evaluation of Elastic Properties of LiNbo_3 and LiTaO_3 Crystals by Line-Beam Acoustic Microscope." Appl.Phys.Lett.(1990)
• [Publications] J.Kushibiki: "Application of Line-Focus-Beam Acoustic Microscope to Inhomogeneneity Detection in SAW Device Materials." IEEE Trans.UFFC. (1990)
• [Publications] J.Kushibiki: "Quantitative Evaluation of Acoustic Properties of Thin-Film Materials By Line-Focus-Beam Acoustic Microscope." Electron.Lett.(1990)