1992 Fiscal Year Annual Research Report
多層積層構造超LSI形成時の残留応力解析と超音波を用いた信頼性評価技術の開発
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02555022
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小林 英男 東京工業大学, 工学部, 教授 (00016487)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 翼 日立製作所, 機械研第3部, 部長
朴 位坤 東京工業大学, 工学部, 助手 (60238243)
轟 章 東京工業大学, 工学部, 助手 (50211397)
荒居 善雄 埼玉大学, 工学部, 助教授 (70175959)
中村 春夫 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40134829)
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| Keywords | LSI / 多層積層 / 残留応力 / 薄膜 / 超音波 / X線 / 超音波顕微鏡 |
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| Research Abstract |
高集積度を達成可能な3次元デバイス作成法として有望視される多層積層構造LSIにおいては、シリコン基盤の上に多種材料を積層する構造となっており,積層時に生じる残留応力がき裂を発生・進展させることによってLSIの信頼性を低下させる。このため,本研究では超音波顕微鏡を用いて薄膜の力学的特性値を実測し有限要素法を用いて残留応力を解析し,薄膜多層積層構造の信頼性解析手法を確立することが目的である。本年度では,超音波顕微鏡を用いた薄膜の弾性定数測定手法の確立を行ない,さらに有限要素法による界面近傍の応力分布解析結果とX線応力測定装置の実測結果を比較検討し、解析手法の有効性を検証し,加えて超音波顕微鏡を用いて内部の欠陥を観察するため,超音波による局部変形検出の検討を行なうことを目的としている。この目的のため,異方性を有するシリコン基盤上にSiO_2を成長させた試験片を用いて超音波顕微鏡で音速測定し,力学的特性の測定を実施した。また,有限要素解析を行ない,界面近傍の応力特異性の解析を実施し,X線応力測定装置の実測結果と比較した。さらに,100μmのSiCを含有する試験片を用いて内部欠陥の超音波顕微鏡による測定を実施し,配線用アルミニウムの塑性変形による超音波速度の変化を実測した。その結果,基盤に異方性が存在する場合,詳細な解析が必要なことが明らかになった。また,有限要素法で解析した結果がX線応力測定装置の実測結果とほぼ一致することが明らかとなった。さらに,超音波顕微鏡によって,内部のSiCの切断等の損傷が非破壊で評価できること,アルミニウムの塑性変形は超音波音速を変化させ,超音波顕微鏡により画像化できることが明らかになった。
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[Publications] 轟 章,小林 英男,小林 卓: "超音波顕微鏡による塑性変形検出の検討" 平成4年度材料力学部門講演会議演論文集(社)日本機械学会. 920-72. 651-652 (1992)
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[Publications] 小林 英男,轟 章,中村 春夫,朴 位坤,飯田 英徳: "超音波顕微鏡による薄膜材料の弾性係数測" 平成4年度材料力学部門講演会講演論文集(社)日本機械学会. 920-72. 653-654 (1992)
