2020 Fiscal Year Annual Research Report
Spectro-photoelastic imaging of local strain fields in semiconductor devices
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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～2年度は、半導体デバイス構造中の局所歪みイメージングに不可欠な、歪み誘起複屈折の選択的イメージング手法の確立と、光弾性定数の波長分散の実測、に注力した。歪み誘起複屈折の選択的イメージングについては、自然複屈折を有するオフ角付き商用SiC基板をターゲットに取り組んだ。探査光の試料への入射角を最適化することによって、基板全体に含まれる自然複屈折の影響を抑制し、歪み誘起複屈折のみを選択的にイメージングする手法を確立できた。光弾性定数については、SiC短冊試料をターゲットとして、曲げ試験における複屈折マップを異なる光源波長で多数取得することによって、各波長における光弾性定数pijを実験的に得ることに成功した。この結果から、前項の歪み誘起複屈イメージを歪み量に定量換算することが可能となり、局所歪みの定量イメージングが実現できた。
以上の成果から、デバイス構造中の局所歪みの定量イメージングが可能となった。
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