ナノビームSIMS装置を用いた高精度深さ方向分析法の開発に関する研究

利用纳米束SIMS设备开发高精度深度分析方法的研究

• 批准号: 16750066
• 负责人: 野島 雅
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750066/
• 关键词: 解析・評価; 超精密計測; 電子顕微鏡; ナノ材料; マイクロ・ナノデバイス; 深さ方向分析; 二次イオン質量分析法; ナノデバイス; 集束イオンビーム; shave-off法; ダイナミック分析; 多層薄膜; リフトアップ

近年、ICなどを代表とする半導体デバイスの構造は微小化・複雑化が進み、この傾向は今後も進展すると考えられる。これらデバイスの発展において、元素分布の情報取得技術の確立・発展は重要課題のひとつである。研究代表者らが開発したshave-off深さ方向分析法は、FIBの微細加工技術を活用し二次イオン質量分析(SIMS)を行う大変ユニークな深さ方向分析法である。本手法は、一次イオンビームの水平(面)方向に対し、直行(深さ)方向の走査速度を非常に遅い速度にしてスキャンし、試料の一端から他端までをビームの端で完全にスパッタするshave-off走査を利用して深さ方向分析する方法である。このため、試料の形状およびマトリックスによる効果などをほぼ無視できることにより、高精度な深さ方向分析が実現される。一般に、局所領域におけるマッピングでは、微弱な信号は低いS/N比のため局在を確認することは困難であるが、shave-off深さ方向分析は前述の通り、ビームの端で試料を完全にスパッタするため、高いS/N比による深さ方向プロファイルを取得可能である。研究代表者らはまず、多層薄膜試料(Al 1μm/SiO_2 0.8μm/Si基板)を用いてshave-off深さ方向分析を行い、ナノメートルオーダの深さ方向分解能を持った高精度な深さ方向プロファイルを取得した。更に、実デバイス故障解析へ応用するため半導体メモリーのSRAM等に用いられているコンタクトホール部分のshave-off深さ方向分析を行った。

In recent years, the trend of miniaturization and recombination of semiconductor devices has been increasing. The development of information technology for element distribution is an important issue. Research representative: Open shave-off directional analysis, FIB micromachining technology, secondary quality analysis (SIMS), open shave-off directional analysis The method comprises the following steps of: analyzing the horizontal (plane) direction of a sample; analyzing the traveling speed of the sample in the straight (deep) direction; analyzing the traveling speed of the sample in the vertical (deep) direction; analyzing the traveling speed of the sample in the vertical (deep) direction; and analyzing the traveling speed of the sample in the vertical (deep) direction. The shape of the sample is too small to be ignored, and the high precision directional analysis is realized. General, office field, weak signal, low S/N ratio, office confirmation, difficult, shave-off, deep direction analysis, complete, high S/N ratio, deep direction analysis, possible. The representative of the research team has obtained high accuracy of deep directional resolution by using shave-off directional analysis for multilayer thin film samples (Al 1μm/SiO_2 0.8μm/Si substrate). In addition, the shave-off depth direction analysis of the core part of the semiconductor memory such as SRAM used in practical device fault analysis is performed.

项目成果

Shave-off depth profiling : Depth profiling with an absolute depth scale

剃须深度剖析：使用绝对深度刻度进行深度剖析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Surface Science (In press)
• 作者: M.Nojima;A.Maekawa;T.Yamamoto;B.Tomiyasu;T.Sakamoto;M.Owari;Y.Nihei
• 通讯作者: Y.Nihei

The shave-off depth profiling by the nano-beam SIMS

利用纳米束 SIMS 进行切削深度分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Surface Analysis 22
• 作者: M.Toi;A.Maekawa;T.Yamamoto;B.Tomiyasu;T.Sakamoto;M.Owari;M.Nojima;Y.Nihei
• 通讯作者: Y.Nihei