2019 Fiscal Year Research-status Report
半導体デバイス中の局所歪みの分光光弾性イメージング
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17K05040
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福澤 理行 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 准教授 (60293990)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 残留歪み / 光弾性法 / 結晶評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、光弾性法を用いて、半導体デバイス中の局所歪み場を選択的かつ高感度にイメージングすることにある。デバイス特性劣化やダイ破損を防ぐため、デバイスの局所歪み低減は重要だが、ダイシングやスクライピングによって緩和する前の評価はこれまでできなかった。解決すべき課題は、(1) 材料やデバイス毎に異なる最適光源波長の選定と、(2) 歪み誘起複屈折の選択的イメージング、の２点であり、本研究では、走査型分光偏光計(scanning spectropolarimeter;SSP)を新たに構築することによって、これらの課題を解決する。
令和元年度は、SSPの開発を継続すると共に、SiC結晶をターゲットとして、光弾性定数の実測および光源波長の最適化探索に注力した。
SSPについては、既に構築済みの(1)マルチバンド光源、(2)楕円偏光補償光学系、に加えて、(3)光源変調や偏光子・検光子回転、走査ステージ駆動の専用プロセッサ部と、(4)複屈折マッピング機能を担うホストPC用ソフトウェアの開発を終えた。
光弾性定数については、異なる外力印加状態での多数の複屈折マップを解析することによって、SiC結晶について光弾性定数の実験的推計値を得た。
光源波長の最適化探索については、複数波長での複屈折マップを解析することによって、局所歪みイメージングに最適な光源波長を選定できた。光弾性定数の実測と合わせて、試料をご提供頂ければ、デバイス構造中の局所歪みイメージングが可能な状況が実現出来た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
走査型分光偏光計(SSP)は今年度で開発をほぼ終えることができた。
また、SiCについては光弾性定数の実測および光源波長の最適化探索も達成し、SiC基板の歪みイメージングについては評価結果の対外発表にも至った。
学外からの試料ご提供時期の遅延のため、デバイス構造中の局所歪みイメージング実験が未完了であり、研究目的をより精緻に達成するためには補助事業期間の延長を申請せざるを得なかった。以上から、進捗状況は遅れていると判断した。ただし、研究目的の中核である、半導体デバイス中の局所歪み場を選択的かつ高感度にイメージングする手段の開発は当初計画通り確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、半導体基板や各種デバイス構造中の局所歪みイメージングと、光弾性定数の波長分散の実験的推計、に注力する。
開発がほぼ完了したSSPを最大限活用して、局所イメージングと応力印可イメージングを精力的に実施したい。
次年度が延長期間であることを鑑み、学外からのご提供試料への過度の依存を避けるため、デバイス構造を模擬した代替試料の準備と評価も並行して進める予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた主な理由は、局所歪みイメージング実験の遅延による。局所歪みイメージング実験には、個々のサンプルに適した治具やホルダーの部品が都度必要となるが、基板メーカ等からご提供頂くサンプルの仕様が一部未定のため、今年度は部品購入を見送った。次年度使用額は、主として局所歪みイメージング実験の部品費および研究補助謝金として使用する。また、デバイス構造を模擬した代替試料にも充当する。
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