シリコンウェーハ極表面層の非接触測定評価法の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650021
• 研究機関: 神奈川工科大学
• 研究代表者: 荻田 陽一郎 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (50016549)
• キーワード: シリコンウェーハ / 表面層評価 / 非接触測定評価 / 表面層ダメージ / ケルビンプローブ / 表面電位 / 水素イオン注入ダメージ / 表面光起電力

研究概要

本研究では(1)ケルビンプローブを用いた表面電位測定装置のシステマチックな測定系への改良と測定応答系の基礎データ測定、(2)Siウェーハの表面電位の測定、(3)(1)の測定の評価比較のためのウェーハ試料作製と比較データ測定、そして(1)の装置による測定実験、とが並行して進められた。(1)について:時間応答信号からも表面層評価をする関係上、昨年作製した表面電位測定装置の改良装置を再製作し、低雑音化とコンピュータ制御の高速観測系を実現した。これにより速い信号の測定がシステマチックに行えるようになった。青色LEDの応答時間は約18nsと測定された。(2)について:この装置により38Ωcm-p形と12Ωcm-n形Siウェーハの鏡面研磨面の接触電位差をそれぞれ0.58V,-0.12Vと測定し、表面電位はそれぞれ、-0.22ー-0.25V,0.11ー0.12Vと求まり、妥当な結果が得られた。(3)について:鏡面研磨圧力を変えてSiウェーハ表面層にダメージを導入した試料、そのダメージのSC1洗浄による除去試料、水素イオン注入の斜め研磨試料,AFMでの表面ラフネスとTXRFでの重金属汚染とを分離しながら、光導電法で評価し、評価比較用基準データを獲得できた。さらに(1)の装置により、水素イオン注入試料の青色LED光照射時の表面電位がドーズ量、注入エネルギー依存性を測定できた。さらに上記の他の試料についても(1)の装置にる測定を上の獲得データと比較しながら進め、本方法による表面層評価法の確立を図る予定である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ogita: "Photoconductivity characterization of silicon wafer mirror-polishing subsurface damage related to gate oxide integrity"Journal of Crystal Growth. 210. 36-39 (2000)
• [文献書誌] 荻田陽一郎: "PCA characterization of Residual subsurface damage after silicon wafer mirror polishing and its removal"Materials Research Society Proc. Chemocal Mechnical Polishing-Fundamentals and Charanges. (in press). (2000)
• [文献書誌] 荻田陽一郎: "Siウェーハ表面層CMPダメージの光導電評価とGOI"シリコンテクノロジー第3回ミニ学術講演会特集号(応用物理学会分科会). No.12. 8-9 (1999)
• [文献書誌] 黒川昌毅: "Si表面層H+イオン注入ダメージのパルス光導電振幅(PPCA)による評価"神奈川工科大学研究報告. 24(印刷中). (2000)
• [文献書誌] 佐々木謙孝: "電子ビームによるシリコン表面層のトモグラフィの研究"神奈川工科大学研究報告. 24(印刷中). (2000)
• [文献書誌] Y.Ogia: "Subsurace damage characterization of hydrogen ion implanted wafer with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc. Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnostics(to be published). (2000)
• [文献書誌] Y.Ogita: "Silicon wafer subsurface characterization with UV/millimeter-wave technique"Materials Research Society Proc. Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnostics(to be published). (2000)
• [文献書誌] T.Kato: "Subsurface damage profile characterization of Si wafers with UV/millimeter-wave techniques and light scattering"Materials Research Society Proc. Millimeter/Submillimeter-Wave Technology-Materials, Devices, and Diagnostics(to be published). (2000)