GaAsウエハの残留応力場とウエハ熱処理時に誘起される転位の関係

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750076
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 五味 健二 東京電機大学, 工学部・機械工学科, 助手 (60281408)
• Keywords: Gallium Arsenide Semiconductor / Residual Stress / Crystal Gliding / Experimental Stress Analysis / Nondestructive inspection / Optical Measurement / Photoelastic Modulator / Laser-aided Diagnostics

Research Abstract

1.はじめに
携帯電話および高性能ミニノートコンピュータ等に代表される様に,現代社会において,より信頼性が高く高密度な大規模集積回路(VLSI)の生産技術の進展は国家的にも極めて重要な課題と考えられる.このVLSIの主たる原料はGaAsである.そして,GaAsウエハの原子配列レベルにおける合理的な品質管理技術の確立が,現在,強く求められている.
2.申請者らが行ったこと
上記の強い社会的要求に応え,申請者らは,(100)GaAsウエハの良・不良を確実に弁別する技術を提案した.具体的には,市販の(100)GaAsウエハに残留する極めて微小な応力を,非破壊非接触で定量評価すると共に,工業的に最も合理的と思われる評価方法をも提案した.すなわち,文献調査や本実験の結果から考察し,現時点では,(100)GaAsウエハについては,ウエハのセンターライン上で<001>結晶方位から22.5度傾いた方位上の応力状態を1mm程度の間隔で測定すれば,そのウエハの全体の応力分布を類推出来得ることが明らかとなった.これらを実現するため申請者は,光弾性実験法に赤外線レーザと光弾性変調器(複屈折を電気的に制御できる能動的光学素子)を採り入れ,高精度かつ高感度な複屈折位相差測定装置に改良を加えてきた.
また,鏡面仕上げされていない,すなわち半導体ウエハ製造プロセスの比較的初期の段階のウエハについても良・不良評価の可能性を確認した.これにより,莫大なエネルギーを消費する事で知られる半導体プラントの省エネルギー化に大きく貢献し,地球環境保護にもつながる成果が得られたと考えられる.

Research Products

• [Publications] 五味,新津: "赤外線レーザ光弾性法によるGaAsウエハの残留応力評価"日本機械学会論文集. 65-638,A. 2143-2148 (1999)
• [Publications] 一瀬,石井,新津,五味: "反射型レーザ光弾性法による薄膜内部応力測定装置の開発"日本機械学会1999年度年次大会講演論文集. No.99-1 Vol.III. 177-178 (1999)
• [Publications] 一瀬 新津 五味: "反射型偏光レーザ顕微鏡の開発と皮膜の応力評価への応用"1999年度 総合研究所年報. No.18. 103-108 (1999)
• [Publications] Y.Niitsu and K,Gomi: "Development of Scanning Type Infrared Laser Photoelasticity and Evaluation of Residual Stress in {100} GaAs Wafers"Proc. of Advanced in Electronic Packaging. ASME-EEP-Vol.26-1. 833-839 (1999)
• [Publications] 新津,一瀬,五味: "反射型レーザ光弾性実験装置の開発と皮膜内応力評価の可能性"日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. No.99-16. 79-80 (1999)
• [Publications] K.GOMI,Y.NIITSU,K.Ichinose: "GaAsウエハの品質と結晶すべりの関係"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集. (発表予定). (2000)