National Research and Development Agency, 바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")엔지니어링 측정 표준 연구 부서[연구 부서 이사 Takatsuji Toshiyuki] 나노 스케일 표준 연구 그룹 Hirai Akiko Research Group 헤드 및 길이 표준 연구 그룹 Oto Yoichi Research Group 헤드국가 표준으로 추적 가능에 대해 개발되었으며, 실리콘 웨이퍼의 스피드 바카라 측정에 적용되었다
반도체 제조에서 산업 그룹은 실리콘 웨이퍼의 차원에 대한 표준을 설정했으며 스피드 바카라는 중요한 항목 중 하나입니다 최근에는 측정 결과의 신뢰성이 더욱 중요해졌으며 실리콘 웨이퍼 스피드 바카라 측정에 대한 국가 표준에 대한 추적성에 대한 수요가 증가하고 있습니다 또한, 통합을 개선하기 위해 3 차원 스태킹을위한 실리콘 웨이퍼는 그 어느 때보 다 더 얇아 야하며 스피드 바카라 관리가 더욱 중요 해지고 있습니다
비접촉 스피드 바카라 측정의 경우분광 간섭 방법널리 사용되며 샘플 내부의 굴절률에 의해 영향을 받기 때문에 측정 결과의 신뢰성을 보장 할 수 없습니다 이 시간에 개발 된 기술은 가시 광선과 표면 반사광 만 사용하며 두 개의 광학 간섭계를 사용하여 샘플의 양쪽의 표면 모양을 측정하고 샘플을 형성하기 위해 결합합니다기하학적 스피드 바카라샘플 내부를 통해 전송되는 광은 사용되지 않기 때문에 샘플의 굴절률은 영향을받지 않습니다 또한, 국가 길이의 표준 표준에 따라 추적 가능한 다중 주파수 안정화 레이저는 가시 광선의 광원으로 사용되므로 스피드 바카라 측정 결과는 국가 표준에 따라 추적 할 수 있습니다 현재 기술을 사용하여 스피드 바카라가 측정 된 표준 시편을 사용하여 제조 현장에서 이미 사용 된 측정 장치를 교정하여 측정 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다
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| 이번에 개발 된 기술을 사용하여 측정 된 200 μm 스피드 바카라의 실리콘 웨이퍼의 스피드 바카라 분포의 예 (약 30 mm x 10 mm) |
최근 몇 년 동안 반도체 제조에는 더 높은 밀도의 장치가 필요했습니다 따라서, 소형화 외에도, 실리콘 침투 전극을 사용하여 3 차원 적층 장치를 사용하여 통합 정도를 개선하는 기술은 주목을 끌고있다 얇은 실리콘 웨이퍼는 과거보다 장치를 쌓는 데 사용되므로 웨이퍼 스피드 바카라 관리가 더욱 중요합니다
비접촉 스피드 바카라 측정의 경우, 스펙트럼 간섭 방법이 널리 사용되는데, 이는 실리콘을 통과하는 적외선을 사용하여 샘플 표면으로부터의 반사 된 빛과 샘플 내부를 통과 한 샘플의 후면 표면으로부터 반사 된 빛 사이의 간섭을 사용하는 적외선을 사용합니다 그러나 측정 결과는 샘플의 굴절률 및 기하학적 스피드 바카라의 산물입니다광학 스피드 바카라이므로 필요한 기하학적 스피드 바카라를 얻으려면 굴절률에 대한 정확한 정보가 필요합니다 일반적으로, 실리콘의 굴절률에 대한 문헌 값은 사용되지만, 제조업체와 장치에 따라 문헌 값은 다르며, 업계에는 균일 한 값이 없다 또한, 굴절률은 로트마다 다르며, 굴절률은 실리콘에 첨가 된 소량의 불순물의 농도에 따라 변하기 때문에 사용 된 문헌 값이 반드시 정확하지 않으며 측정 된 기하학적 스피드 바카라의 신뢰성을 보장 할 수는 없습니다 따라서, 그 지점의 측정 장치를 교정 할 수있는 표준 샘플이 필요했습니다
AIST는 이전에 빛의 간섭을 활용하여 국가 측정 표준으로 제공 한 정밀 길이 측정 기술을 개발했습니다 이번에는 이러한 정밀도 측정 기술을 사용하여 높은 정확도로 샘플 스피드 바카라를 측정 할 수있는 장치를 개발하기 위해 노력해 왔습니다
이번에 개발 된 스피드 바카라 측정을위한 양면 간섭계는 두 개의 레이저 간섭계로 구성됩니다 (그림 1) 레이저 간섭계는 측정 할 샘플의 양쪽에 배치되고, 샘플의 오른쪽과 왼쪽 표면에 대해, 샘플 표면으로부터 반사 된 빛과 기준 미러에 의해 반사 된 빛이 형성된다간섭 프린지 이미지| CCD 카메라를 사용하여 샘플의 각 측면의 불균일성을 측정합니다 다중 간섭 프린지 이미지를 측정함으로써 샘플 표면의 고르지 않은 모양은 높은 정확도로 계산 될 수 있습니다 동시에, 샘플 주위의 빈 공간을 통해 전송되는 빛의 간섭 프린지 이미지와 기준 미러에 의해 반사 된 빛도 측정되고, 스피드 바카라 측정을위한 기준 평면도 결정된다 이 결과는 샘플의 스피드 바카라 분포를 결정하기 위해 결합됩니다 빛의 간섭 변두리는 간섭계입니다조명 경로 차이의 경우, 한 기간으로 광원으로부터 빛의 파장을 갖는주기적인 함수이기 때문에, 오목 및 볼록한 모양과 같이 상대 길이를 정확하게 측정 할 수 있지만 절대 길이를 찾기가 어렵습니다 그러나이 장치에서는 다른 주파수 (파장)를 가진 3 가지 유형의 주파수 안정화 레이저가 광원으로 사용됩니다 따라서 각 파장에 대해 측정이 수행됩니다일치 행위에 의해 결정될 수 있습니다
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| 그림 1 : 이번에 개발 된 스피드 바카라 측정을위한 양면 간섭계 |
스피드 바카라 측정을위한 새로 개발 된 양면 간섭계, 가장 일반적인 실제 길이 표준 장치 중 하나 인 블록 게이지의 스피드 바카라를 측정하고 측정 결과의 유효성을 검증했습니다 스피드 바카라가 1mm ~ 30mm 인 보정 된 블록 게이지를 양면 간섭계를 사용하여 측정 한 경우, 스피드 바카라 측정 결과가 ± 10 nm 이내에 블록 게이지의 교정 값과 일치 함을 확인했습니다
다음, Otsuka Electronics Co, Ltd의 실리콘 웨이퍼의 스피드 바카라를 측정했습니다 실리콘 웨이퍼 조각의 측정 표면을 잘라서 약 30 mm x 10 mm로 놓아 세로가되도록하십시오 무화과 도 2는 실리콘 웨이퍼의 측정 된 외관 및 홀더의 스피드 바카라가 약 200 μm, 실리콘 웨이퍼의 양쪽에있는 간섭 프린지 이미지, 웨이퍼의 양쪽의 높이 분포 (오목-컨버드 형태) 및 마침내이 둘을 결합하여 얻은 스피드 바카라 분포의 예를 보여준다 이러한 방식으로 교정 된 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼 제조업체 등이 소유 한 스피드 바카라 측정 장치의 교정을위한 표준 샘플로 사용할 수 있습니다 실리콘 웨이퍼의 품질을 향상시키고 반도체 성능 향상에 기여할 것으로 예상됩니다
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실리콘 웨이퍼 홀더
Otsuka Electronics Co, Ltd에서 제공하는 실리콘 웨이퍼 및 보유자 |
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| 그림 2 실리콘 웨이퍼의 스피드 바카라 측정 결과 |
향후, 우리는 층화 된 층의 얇은 실리콘 웨이퍼에 적응하는 것과 같이 측정 할 수있는 스피드 바카라의 범위를 확장 할 것입니다 또한, 웨이퍼 내부에 의해 영향을받지 않고 기하학적 스피드 바카라가 필요하기 때문에, 분광 간섭 방법의 결과와 비교하여, 분광 간섭 방법에 사용 된 실리콘의 굴절률이 검증되며, 불순물 농도의 굴절률 의존성 및 웨이퍼 내부의 굴절률 균일 성이 평가된다 또한 LED 및 표면-방출 레이저의 시장을 확장하는 GAAS 웨이퍼 및 INP 웨이퍼를 포함한 다양한 웨이퍼 스피드 바카라 측정에 적용하여 광학적 통합 회로 및 초고속 전자 장치를위한 기본 재료 인 GAAS 웨이퍼를 포함한 다양한 웨이퍼 스피드 바카라 측정에 적용하여 반도체 장치의 품질 관리 및 성능 개선에 기여할 것입니다