2005 Fiscal Year Annual Research Report
近接場光学に基づく微細回路パターン付Siウエハのナノ欠陥計測に関する研究
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04J08325
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉岡 淑江 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | particle detection / patterned wafer / defect inspection / near field optics / nano-measurement / evanescent light / solid immersion lens |
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| Research Abstract |
本研究は近接場光(エバネッセント光)の非伝搬特性を利用し,次世代半導体回路パターン付きSiウエハ表面上の微小欠陥を高感度に検出・評価する計測技術を開発することを目的としている.この計測技術は,輪帯状のレーザ照射と全反射が可能な高屈折率半球レンズによって発生する暗視野輪帯エバネッセント光を回路パターン付きSiウエハに近接照射して,欠陥から生じる散乱光をフーリエ変換像として検出することで,ナノスケールの異物などを高感度に検出・識別するものである.
本年度は,エバネッセント光による散乱形態を詳細に調べるために3次元FDTDシミュレータを構築し,数値解析を行った.下記に行った解析項目を示す.
1.エバネッセント照明光の偏光状態
2.エバネッセント照明により生じる回路パターンからの散乱光の影響の検討
3.回路パターン表面上付着異物の欠陥検出可能性
また,前年度に設計・試作した実験装置を用いて,シミュレーションによって得られた照明条件下で欠陥検出実験を行った。
4.擬似回路パターン上付着異物試料を用いたエバネッセント散乱光検出実験
以上の研究で得られた研究成果を以下に示す.
(1)エバネッセント照明光の偏光状態は,強度が大きく減衰がはやいP偏光が適している.
(2)人射面に対して回路パターンの配線方向が平行の場合,回路パターンから生じるノイズ光の影響が少なく,垂直の場合は,その影響が大きいことがわかった.
(3)Cu/Low-k回路パターンモデルを設定し,200nmPitch配線パターン表面上の直径100nm付着異物からの散乱光を検証した.試料表面と半球レンズ底面の距離(Air gap)を150nmに設定し,付着異物がない場合と比較すると,付着異物からの散乱光が大きく生じることで,100nmの欠陥を検出できる可能性が示された.
(4)Siウエハ上に300nmPSL標準粒子を散布した後,FIB-ion etching processを用いて擬似回路パターンを加工し,約400nmPitch表面上220nm付着異物試料を作製した.Air gapを220〜270nmに設定することで,付着異物からの散乱光を検出することができた.
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