ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の開発

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本研究では、フェムト秒パルスレーザ光とバルクシリコンとの局所的相互作用を解明し、光により音を発生する光音響効果を利用して、独自の発想に基づき、ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡という新しい技術を開発する。レーザ光によるシリコン中のピコ秒パルスギガヘルツ超音波の発生および検出技術を世界に先駆けて開発することにより、ピコ秒超音波パルスの超高時間分解能を利用して、画像を再構成することにより、独創な超高分解能レーザ超音波顕微鏡技術を開発する。さらに、チップサイズパッケージのチップとアンダーフィル間のはく離やチップとバンプ間の微小き裂の検出を実現し、チップサイズパッケージの非破壊技術が未だ確立されていない状況を打破して、次世代の半導体デバイスの新規非破壊検査技術を提供する。本年度は以下の実績を得た。1.ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の構築レーザによる励起された超音波が材料内部に伝播する時、超音波が広がり、空間分解能が低いという問題を解決するため、フェムト秒パルスレーザ光による励起された超音波のパルスがピコ秒オーダである特徴を利用して、時間領域でのフェムト秒高分解能計測により、高い距離分解能を有する超音波計測システムを構築した。また、厚さの異なるシリコン試験片を用いて、シリコン内部の超音波の伝播、発散の状況を調査し、超音波の伝播モデルと比較し、理論と実験の間の差異を把握して、最適の校正方法を確立した。2.チップサイズパッケージの非破壊検査構成されたギガヘルツレーザ超音波顕微鏡を用いて、チップサイズパッケージのチップとアンダーフィル間のはく離の非破壊検出を実施した。シリコン基板と透明グラスの間にはく離を導入した標準試験片を用いて、超音波顕微鏡によるシリコン基板下の微小はく離の非破壊検出を実現した。