素子の微細化に伴い、デバイスには従来には考えられなかった様々な課題・問題が発生している。また、それらを克服するには、製造プロセスの最適化が不可欠である。以下にデバイスの主な問題点・着目点と各製造プロセスでの評価項目を示す。
製造プロセスと評価項目
プロセス | 評価項目 | |
---|---|---|
洗浄 | 清浄度、薬液残渣(しみ) | |
酸化・拡散 | 酸化膜厚、不純物、欠陥、キャリア濃度分布、シート抵抗 | |
イオン注入 | ドーパント分布、表面汚染、コンタミネーション、欠陥、 スラリー残渣、メタル残渣、平坦性 |
|
CMP | ||
エッチング | 変質層・ダメージ層、形状、残渣・汚染 | |
リソグラフィー | (リソグラフィー分析メニュー) | |
成膜 (CVD、PVD) |
眉間絶縁膜 (low-k) |
組成、細孔径分布、密度、密着性 |
ゲート絶縁膜 (high-k) |
膜厚、組成、密度、結晶性 | |
Poly-Si | 結晶粒径、キャリア・ドーパント濃度分布、不純物 | |
バリアメタル | カバレッジ | |
配線 | 結晶粒径、不純物、ボイド | |
SiN、TEOS など |
組成、不純物、ウェハのそり・応力 |
分析メニュー
評価項目 | 分析法 |
---|---|
応力・歪・そり | Raman |
X線回折 | |
TEM | |
NBD、CBED | |
歪ゲージ | |
組成・化学状態 | XPS |
AES | |
FT-IR | |
RBS | |
SIMS | |
蛍光X線、EPMA | |
TEM-EDX、EELS | |
NMR | |
構造・形状 | TEM |
SEM | |
AFM、STM | |
TEMトモグラフィ | |
欠陥・結晶性 | PL、CL |
Raman | |
TEM | |
X線回折 | |
DLTS | |
キャリア濃度 | SCM、SSRM |
SR | |
FT-IR | |
細孔径分布 | 小角X線散乱 |
陽電子消滅 | |
TEM | |
分光エリプソメトリ |
評価項目 | 分析法 |
---|---|
密着性 | 4点曲げ |
ナノインデンテーション | |
ラフネス | AFM、STM |
TEM、SEM | |
GIXR | |
ボイド | TEM、SEM |
界面構造・状態 | TEM、SEM |
AES | |
XPS | |
SIMS | |
異物・偏折 | TEM、SEM |
AES | |
Raman | |
クラック | SEM、TEM |
膜厚・密度 | 分光エリプソメトリ |
GIXR | |
RBS | |
エッチング残渣 | TDS、TPD-MS |
SIMS | |
EELS | |
エッチングダメージ | FT-IR |
EELS | |
不純物プロファイル | SIMS |
汚染 | ICP-MS |
TOF-SIMS |