|
現在、電子産業上解決すべき重要課題となっている次世代シリコン基板中のサブミクロンオーダーの微小欠陥を非破壊で高感度に検出する実用的な光学的手法を開発することを目的として行ない、次の研究成果を得た。
(1)次世代超高速LSI用基板として注目されているSOI中の残留歪みや結晶欠陥を観察するために、シリコン薄膜表面から入射した赤外光がシリコン薄膜中を透過した後、界面で反射されて再びシリコン薄膜表面に出射するまでに、歪みや欠陥によって誘起されている微小な複屈折を観測できる反射型赤外光弾性装置を開発した。この装置を用いてSOIのひとつであるSOSに関して、格子不整合から生じている残留歪みや欠陥をレーザーアニールにより低減できることを明らかにし、開発した反射型赤外光弾性装置の有用性を示した。
(2)化合物半導体ウェハの残留歪みの定量評価用に開発した走査型赤外光弾性装置を改良して、シリコンウェハにも適用できる高感度走査型赤外複屈折測定装置を開発した。本装置を用いて、(イ)スリップライン、OSF等による欠陥誘起複屈折、(ロ)熱処理時にウェハとホルダとの接触部に生じる歪み誘起複屈折、(ハ)ウェハの自重によるたわみによって生じる微小応力誘起複屈折など、シリコンウェハ自身の欠陥ばかりでなく、熱処理プロセスによって誘起される欠陥の評価に有用な現象を明瞭に観測し、開発した高感度走査型赤外複屈折測定装置の有用性を示した。
(3)前項で開発した高感度走査型赤外複屈折測定装置を改良して、無転位シリコン結晶塊中の複屈折を測定した。その結果、古典光学では光学的に等方的な媒質と考えられているシリコン結晶でも、光と局所電場との相互作用によって光学異方性を示す、すなわち、光の伝播する結晶方位の違いによって微小な複屈折が生じることを明らかにした。さらに、無転位シリコン結晶に光学異方性が生じない<001>方向に沿って光を入射した場合、点欠陥の分布に関連すると思われる微小な複屈折を観測した。これにより、今まで測定が困難とされていた点欠陥分布の評価の可能性を示した。
|
