マイクロ波-レーザ計測技術の開発とシリコンウェーハの局所的導電率の非接触計測

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555192
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 巨 陽 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60312609)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄子 哲雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80091700) ; 坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918) ; 笹川 和彦 弘前大学, 理工学部, 助教授 (50250676) ; 小倉 幸夫 日立エンジニアリング(株), 検査部門, 技師長(研究職)
• Keywords: マイクロ波 / レーザ / シリコンウェーハ / 導電率 / 電気光学効果 / 定量計測 / 非接触 / 高分解能

Research Abstract

本研究はレーザの波長が短かく空間分解能が非常に高いという特徴を利用して,材料の電磁物性値分布により変化するマイクロ波の応答をレーザで局所的に高分解能で検出するというマイクロ波-レーザ計測なる新技術の開発を狙ったものである。さらにマイクロ波-レーザ計測技術による,接触媒質を必要としないシリコンウェーハの局所的導電率の高感度な非接触計測の実現を目指している。本年度は以下の実績を得た。
1.シリコンウェーハの導電率の非接触計測
シリコンウェーハの局所的導電率の非接触計測の基本として,マイクロ波によるシリコンウェーハの導電率の非接触計測手法を開発した。現有の設備であるネットワークアナライザを信号源として利用し,開発された反射型高感度マイクロ波集束センサを用いて,導電率の異なるシリコンウェーハ試験片にマイクロ波を照射し,反射波の振幅および位相を測定した。さらにマイクロ波の応答とシリコンウェーハの導電率の関係を把握し,シリコンウェーハの導電率の非接触評価手法を開発した。
2.マイクロ波-レーザ計測システムの構築
ネットワークアナライザを信号源として利用し,高周波数の連続マイクロ波を発生させ,ホーンアンテナを介してシリコンウェーハに向けて照射するマイクロ波印加システムを構築した。さらにウェーハを透過あるいは反射したマイクロ波ビームの中心部の電界を,設置された電気光学材料に印加し,電気光学効果によって入力されたレーザ光波に生じる位相変化を検出するレーザ検出システムの構築を実施中である。

Research Products

• [Publications] Y.Ju(M.Saka, H.Abe): "NDI of Delamination in IC Packages Using Millimeter-Waves"IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol.50. 1019-1023 (2001)
• [Publications] M.Saka(Y.Ju): "Sensitive Microwave Nondestructive Evaluation of Materials"Proc. 4th International Conference on Mechanical Engineering. Vol. 1. 31-38 (2001)
• [Publications] 広沢 容(巨 陽, 坂 真澄): "マイクロ波コンパクト装置による材料非破壊評価"日本非破壊検査協会平成13年度秋季大会講演概要集. 21-22 (2001)
• [Publications] Y.Ju(M.Saka, H.Abe): "Microwave Imaging of Delaminations in IC Packages"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. Vol. 21(掲載予定). (2002)
• [Publications] 巨 陽(井上 光二郎, 坂 真澄): "マイクロ波によるシリコンウェーハの導電率の非接触計測"日本非破壊検査協会平成14年度春季大会講演概要集. (発売予定). (2002)