■体裁:B5版427ページ
■発刊:1994/07/28
■ISBNコード:4-947655-71-2

【執筆者】
味岡恒夫 沖電気工業/稲葉道彦 東芝/
稲葉道彦、坂井文樹 東芝、セイコー電子工業/
稲葉道彦 東芝/ 竹中卓夫 信越半導体/稲葉道彦 東芝/
牛尾 聡 信越半導体/ 服部 毅 ソニー/岩崎 裕 大阪大学/
永田文雄 日立計測エンジニアリング/三橋順一 三菱電機/
安楽一宏 沖電気工業/稲葉道彦 東芝/ 坂井文樹 セイコー電子工業/
稲葉道彦 東芝/ 北川原豊 信越半導体/岩崎裕 大阪大学/
稲葉道彦 東芝/ 音川孝雄 信越半導体/ 北川原豊 信越半導体/
速水善範 信越半導体/ 星亮二 信越半導体/ 速水善範 信越半導体/
竹野博 信越半導体/ 三橋順一 三菱電機

※所属、肩書き等は本書発刊当時のものです。

【序文】
近年では、LSIプロセスの分析が研究や開発だけでなく、製造部門でも盛んに用いられるようになってきた。LSI製造に関する分析は直接コストに関わるため、非常に価値の高いものであるが、サブミクロンの微小領域の分析や固体表面および内部の極微量分析など、現在ある最も優れた分析装置と技術を駆使しなければできないような難しいものが多い。このような状況においては、分析技術者とプロセス技術者が相互の技術をある程度理解することが必要である。また、分析装置メーカはLSIプロセスのニーズを知り、それに合った装置開発が要求され、さらに材料メーカと半導体製造メーカでは提供する材料や装置の品質を保証するために同様な分析が必要になる。これらの総合力で高品質なULSIプロセスが早期に開発され、競争力のあるものになると考えられる。

【目次】
第1編　ULSI製造における分析技術
第1章　ULSIプロセスとそれに対する分析評価
1.　はじめに
2.　デバイスの傾向
3.　ULSIプロセスの課題
3.1　素子構造
3.2　トランジスタ構造
3.3　接合リーク
3.4　キャパシタ
3.5　ゲート酸化膜
3.6　多層配線
3.7　配線技術
3.8　埋込層
3.9　層間絶縁膜/パッシベーション膜
3.10　その他
4.　ULSI製造における分析
4.1　表面モフォロジー
4.2　微小領域の観察
4.3　脱離ガス分析(TDS)
4.4　結晶欠陥/金属汚染の分析
5.　まとめ
第2章　ULSIプロセスのための表面評価技術
第1節　分析法の基礎
1.　分析の変遷
1.1　キャラクタリゼーション
1.2　組成分析
1.3　状態分析
1.4　形態観察
1.5　構造解析
1.6　微小領域のキャラクタリゼーション
2.　分析に用いられる基本現象
2.1　電子と試料の相互作用と電子放出
2.2　電磁波と試料の相互作用と電磁波放出
2.3　イオンと試料の相互作用とイオン放出
3.　一次線の発生方法
3.1　電子線源
3.2　X線源
3.3　イオン線源
4.　二次線の測定方法
4.1　X線のエネルギ測定
4.2　電子のエネルギ測定
4.3　イオンの質量測定,　エネルギ測定
4.4　検出器
第2節　形態観察
1.　形態観察法の概要
2.　SEM,　TEM,　SPMの比較
2.1　観察法の比較
2.2　高分解能化
2.3　情報の相違
3.　走査電子顕微鏡(SEM)の種類
3.1　SEMの種類
3.2　低加速SEM
3.3　クライオSEM
3.4　その他の応用
4.　走査型プローブ顕微鏡による表面状態解析
4.1　プローブ顕微鏡の種類と特徴
4.2　STM
4.3　AFM
4.4　ULSIへの適用
4.5　プローブ顕微鏡装置
4.6　今後の展開
4.7　おわりに
第3節　組成分析
1.　組成分析装置の概要
1.1　一次線・二次線
1.2　各方法の特徴
2.　微小部分析の種類と特徴
3.　二次元・三次元分析の種類と特徴
3.1　一次粒子を走査する場合
3.2　二次粒子光学系で面内元素の分布を測定する方法
4.　深さ方向分析の種類と特徴
4.1　スパッタリングによる深さ方向分析
4.2　スパッタリングによらない深さ方向分析
5.　定量分析と微量分析の種類と方法
5.1　定量分析法
5.2　分析法による定量精度
5.3　検出限界
5.4　バックグラウンドによる影響
第4節　化学状態解析
1.　化学状態解析装置の概要
2.　電子状態解析
2.1　UPS
2.2　LEELS
2.3　IPES
3.　その場状態解析
3.1　酸化膜厚の解析
3.2　表面状態の解析
3.3　その他の解析
第5節　金属汚染の分析・評価法
1.　汚染元素分析・評価法の概要
2.　化学分析法
3.　物理分析法
4.　電気的評価法
5.　金属析出物の分析
6.　次世代への対応
第6節　結晶構造解析
1.　結晶構造解析法の概要
2.　電子線回折による結晶構造解析
2.1　透過電子線回折(TED)法
2.2　反射高速電子回折(RHEED)法
2.3　低速電子線回折(LEED)法
2.4　収束電子回折(CBED)法
3.　X線回折による結晶構造解析
3.1　薄膜用X線回折
3.2　微小領域X線回折
3.3　二結晶X線回折
3.4　残留応力評価
3.5　その他の応用
4.　その他の手法による結晶構造解析
5.　非晶質構造解析
第3章　結晶欠陥評価法
1.　結晶欠陥とデバイス
2.　結晶欠陥の種類と分析
2.1　結晶欠陥の種類
2.2　点欠陥およびその集合体
2.3　酸化誘起積層欠陥(Oxidation　induced　Stacking
　Faults:OSFs)
2.4　スリップ・転位
2.5　酸素ドナー・酸素析出物
2.6　Grown-in欠陥
2.7　歪み
第4章　最新の分析評価技術
第1節　ウエハ付着パーティクルの分析
1.　はじめに
2.　ウエハ付着パーティクル分析法
3.　ウエハ付着パーティクル分析システムの開発背景
4.　ウエハ付着パーティクル分析システムの構成
5.　超LSI製造工程におけるパーティクルの分析・同定
5.1　リソグラフィ工程でのパーティクル分析例
5.2　イオン注入工程でのパーティクル分析例
5.3　リアクティブイオンエッチング(RIE)工程でのパーティクル分析例
5.4　PVD工程でのパーティクル分析例
5.5　ウェット洗浄工程でのパーティクル分析例
6.　おわりに
第2節　昇温脱離分光法(TDS)によるULSIプロセス評価
1.　はじめに
2.　昇温度脱離分光法の原理
3.　TDSの特徴
4.　ULSIプロセス評価用装置
5.　ULSIプロセス評価例
5.1　Si表面の分析
5.2　AI配線,　Viaおよびコンタクトホールの分析
5.3　ドライエッチングプロセスの解析
5.4　多層膜
5.5　その他
6.　TDSの今後
第3節　TEMによるULSIデバイス評価
1.　電子顕微鏡に期待される評価内容
2.　TEMでどんな情報が得られるか
2.1　TEMの概要
2.2　TEM像のコントラスト成因
2.3　半導体試料で得られる情報
3.　TEMによる評価の手順
4.　断面観察の実際
5.　微小部分析の実際
第5章　製造ライン・デバイスの管理技術
第1節　デバイスの故障解析技術と分析
1.　はじめに
2.　デバイスの故障分類と解析技術
2.1　デバイスの故障分類
2.2　故障解析技術
2.3　故障箇所固定技術
3.　故障解析,　分析技術の動向
3.1　故障解析・分析技術の統合化
3.2　故障解析・分析のAI化
3.3　多層配線デバイスの故障箇所同定への対応
4.　製造ラインにおけるモニタリング技術
4.1　製造ラインに対応した故障解析手順
4.2　TEGによるモニタリング技術
5.　故障解析・分析技術の今後の展開
第2節　ULSI製造における工程管理技術と分析
1.　LSI製造における工程管理について
2.　LSIプロセスと管理項目
2.1　装置管理
2.2　ウエハによる管理
2.3　プロセスブロックでの管理
3.　各プロセスにおける管理と分析
3.1　ウエハの管理
3.2　洗浄工程の管理
3.3　熱処理工程の管理
3.4　イオン注入工程の管理
3.5　CVD工程の管理
3.6　スパッタ工程の管理
3.7　フォトリソグラフィ
3.8　エッチング(アッシング)工程の管理
4.　プロセスブロックでの管理
4.1　ゲート酸化膜耐圧
4.2　平坦性
4.3　接合リーク
4.4　コンタクト・ヴィア抵抗
4.5　その他
5.　ULSIの工程管理
5.1　工程管理の問題点
5.2　管理目的
5.3　管理コスト
5.4　ULSIの工程管理の必要条件

第2編　分析技術および装置
第1章　観察技術
走査型電子顕微鏡(SEM)
透過電子顕微鏡(TEM)
走査型トンネル顕微鏡(STM)
原子間力顕微鏡(AFM)
第2章　元素分析
分析電子顕微鏡(AEM)
X線マイクロアナライザ(XMA)
オージェ電子分光法(AES)
二次イオン質量分析法(SIMS)
弾性反跳分光法(ERDA)
ラザフォード後方散乱分光法(RBS)
粒子励起X線分光法(PIXE)
蛍光X線分析法(XRF)
全反射蛍光X線分析法(TRXRF)
原子吸光分析法(AAS)
誘導結合プラズマ発光分析法(ICP-AES)
誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)
イオンクロマトグラフ(IC)
第3章　化学構造解析
X線光電子分光法(XPS)
紫外線光電子分光法(UPS)
フーリエ変換赤外分光分析法(FT-IR)
電子エネルギ損失分光法(EELS)
電子スピン共鳴分光法(ESR)
核磁気共鳴分光法(NMR)
フォトルミネッセンス法(PL)
昇温脱離分光法(TDS)
レーザラマン分光法(LRS)
第4章　結晶構造分析
反射高速電子回折法(RHEED)
X線回折法(XRD)
広域X線吸収微細構造解析法(EXAFS)
第5章　結晶欠陥解析
選択エッチング法
DLTS
μ-PCD法
赤外光散乱トモグラフィ(LST)
SPV法
X線トポグラフィー(XRT)
発光解析(PEM)
レーザ走査顕微鏡(LSM)
OBIC解析
FIB解析
電子ビームテスタ(EBテスタ)
サーマルウェーブ解析法(TW)
超音波顕微鏡