東芝、最先端ＬＳＩ向け不純物解析の新技術を開発
最先端ＬＳＩ向け不純物解析の新技術について
－ ＳＳＲＭ方式で世界最高精度１ｎｍを実現 －
当社は、ＬＳＩの解析に用いる走査型拡がり抵抗顕微鏡（ＳＳＲＭ）の新技術として、素子の性能を左右する電荷キャリアの分布を約１ｎｍの高精度で解析できる技術を開発しました。
本技術は、不純物から生じる電荷キャリアの分布と素子の短絡不良との関係を詳細に分析できるため、プロセス改善につながります。また、従来５ｎｍ程度であったＳＳＲＭの精度限界を打開し、同技術では世界最高精度を達成するもので、４５ｎｍ世代以降のＬＳＩへの適用に道を開く成果です。
４５ｎｍ以降のＬＳＩでは、不純物キャリア分布のわずかな差異が素子の漏れ電流増大などにつながるため、チャネル部分の電荷キャリア濃度などを１ｎｍ級の精度で制御する必要があります。
ＳＳＲＭは、素子断面に計測針を当てて内部抵抗を精査する手法で、短時間で電荷キャリアの分布を二次元的に解析できる有力技術ですが、精度が約５ｎｍにとどまる課題がありました。
今回、計測精度の低下につながる水蒸気の影響を防ぐため、真空状態で計測する手法を取り入れたほか、計測針と試料の接触圧力を精密に制御しました。さらに、計測制御や測定回路を最適化した結果、ＳＳＲＭで世界最高となる約１ｎｍの高精度解析を実現しています。
本技術は、ＬＳＩ素子の２次元電荷キャリア分布の計測において、高精度・高効率の両立を可能とするもので、当社はすでに本成果を４５ｎｍ以降のＬＳＩ開発に適用しています。
なお、本技術については、４月１５日から米国アリゾナ州フェニックスで開催される半導体の信頼性に関する国際学会ＩＲＰＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）において、４月１９日（現時時間）に講演を行います。
（ご参考）４５ｎｍ世代対応トランジスタのＳＳＲＭ像
※ 関連資料を参照してください。