高分解能X線回折装置
先端半導体デバイスの性能を引き出すには、ひずみ、膜厚、組成、結晶品質を精密に制御する計測技術が不可欠です。
リガクの HRXRDシステムは、ブランケットおよびパターンウェーハに対して、高分解能と高スループットを両立した計測を提供し、プロセス開発からデバイス最適化、量産環境(Fab)での管理までを確かなデータで支えます。
ひずみシリコンやSiGeはもちろん、GaN、SiC、さらに複雑なヘテロ構造まで。リガクは、先端ロジック、メモリ、パワー半導体、化合物半導体の製造現場で求められる信頼性の高いエピタキシャル計測を提供します。
先端半導体製造を支えるリガクのHRXRD
デバイス構造の微細化が進み、材料構成がより高度化する中で、エピタキシャル層のひずみ、膜厚、組成、結晶品質を正確に把握・制御することは、性能と歩留まりを左右する重要な要素となっています。
リガクの HRXRDは、高精度かつ量産対応の計測により、研究開発(Lab)から量産環境(Fab)まで幅広い半導体プロセスを支援します。
HRXRDが可能にすること
- キャリア移動度向上に向けた高精度ひずみ評価
- エピタキシャル層の膜厚・組成解析
- 多層ヘテロ構造の詳細な評価
- 欠陥および結晶品質の評価
- ブランケットおよびパターンウェーハに対応した量産向け計測
リガクのHRXRD製品群は、ラボでのプロセス開発から高スループットが求められる量産環境まで、先端半導体製造に求められるエピタキシャル計測を一貫してサポートします。
アプリケーション別ソリューション
ブランケットウェーハ用 薄膜プロセス開発
TFXRDシリーズ/XTRAIA TFシリーズ
TFXRDシリーズおよびXTRAIA TFシリーズは、エピタキシャルプロセス開発およびブランケットウェーハのモニタリングに最適化された計測ソリューションです。
高分解能の XRDおよびXRR 計測により、以下の評価を的確に行います。
- エピタキシャル層の膜厚評価
- 組成およびひずみの解析
- 多層膜スタックの構造評価
- プロセス初期段階における条件最適化
研究開発およびパイロットライン環境向けに設計されたTFシリーズは、高い再現性と安定した計測性能を備え、開発サイクルの短縮化と量産を見据えたプロセスの検討をサポートします。
主な適用分野:
- 薄膜プロセスエンジニア
- エピタキシャルプロセス開発チーム
- 材料研究・評価部門
パターンウェーハ・デバイス計測
XTRAIA XDシリーズ
XTRAIA XDシリーズは、高分解能X線回折(HRXRD)を先端デバイス製造プロセスへと拡張し、µスポット測定とパターンウェーハ対応を実現します。ロジックおよびメモリデバイスを対象に、製品デバイス上での高精度な計測を可能にします。
- µスポット高精度計測 (XD-3300)
- デバイスパッド上でのひずみ
- 組成評価
- 高分解能リシプロカルスペースマッピング
HRXRDとXRRを組み合わせることで、ブランケットウェーハおよびパターンウェーハ上のエピタキシャル薄膜を、インライン用途を想定して評価できます。
主な適用分野:
- ロジックファブ
- メモリメーカー
- 先端ノードデバイスインテグレーション
用途に応じたプラットフォームの選定
| XTRAIA TFシリーズ | XTRAIA XDシリーズ | |
| 対応ウェーハ | ブランク(ベア)ウェーハ | ブランク(ベア)ウェーハ/ パターンウェーハ |
| パターン認識 | 非対応 | 対応 |
| µスポットオプション | 非対応 | 対応(XD-3300) |
| 主な用途 | 薄膜プロセス開発 | ロジック/メモリのデバイスパッド計測 |
主な計測機能
リガクのHRXRDシステムは、先端半導体材料の構造評価を高い再現性で実現します。
ひずみシリコン、SiGeストレッサー(応力構造)、化合物半導体における格子ひずみを定量化し、キャリア移動度およびデバイス性能の最適化を支援します。
多層ヘテロ構造におけるエピタキシャル層の膜厚、組成、面内均一性を評価します。
ロッキングカーブ、格子定数、結晶完全性を評価し、プロセス安定性と材料信頼性の確保に貢献します。
スレッディング転位、積層欠陥、点欠陥など、歩留まりや信頼性に影響を与える欠陥を検出します。
高分解能マッピングにより、ひずみ緩和、組成勾配、複雑なヘテロ構造を解析します。
主な材料・デバイスへの適用
ひずみシリコン/SiGe
ひずみの高精度定量と組成制御により、キャリア移動度向上を支援します。
GaN・ワイドバンドギャップ材料
GaN、SiCをはじめとする次世代パワー半導体材料において、エピタキシャル品質、応力、欠陥密度を評価します。
先端ロジックノード
FinFET、GAAなど、厳密なひずみ管理が求められる次世代デバイスアーキテクチャのプロセスインテグレーションを支援します。
多層ヘテロ構造
RF、光デバイス、化合物半導体用途に向けて、複雑な多層構造を解析します。
量産環境のための設計
リガクのHRXRDシステムは、研究開発用途にとどまらず、量産環境への適用を見据えて設計されています。
- 自動ウェーハハンドリング
- レシピベースの計測ワークフロー
- 高いシステム安定性
- 装置間での測定ばらつきの低減
- R&Dから量産まで一貫した、再現性・トレーサビリティのある測定結果
これらの機能により、プロセス開発から量産環境(High-Volume Manufacturing)へのスムーズな展開を可能にします。
Why Rigaku(リガクが選ばれる理由)
リガクは、長年にわたるX線技術の知見と、半導体プロセスに対する深い理解を融合しています。
- 先端半導体工場での豊富な導入実績
- 半導体材料に最適化された高分解能X線光学系
- µスポットによるパターンウェーハ対応
- HRXRDとXRRを統合した解析環境
- グローバルなサービスおよびアプリケーションサポート体制
リガクのシステムは、計測精度だけでなく、厳しい量産環境下で求められる運用信頼性を重視して設計されています。
よくあるご質問(FAQ)
HRXRDは半導体製造において何に使用されますか?
HRXRDは、半導体材料におけるひずみ、格子定数、エピタキシャル層の膜厚、結晶品質を評価する計測手法です。先端ロジック、メモリ、パワー半導体、化合物半導体デバイスの製造・プロセス開発において重要な役割を担っています。
HRXRDでパターンウェーハの測定は可能ですか?
はい、可能です。XTRAIA XDシリーズでは、µスポット測定に対応しており、ロジックやメモリのデバイスパッド構造を含むパターンウェーハの評価が行えます。
HRXRDとXRRの違いは何ですか?
HRXRDは、格子間隔、ひずみ、結晶構造特性を評価します。一方、XRRは、膜厚、密度、界面品質の評価に用いられます。リガクのシステムでは、HRXRDとXRRを統合することで、薄膜構造を多角的に評価できます。
HRXRDは量産環境(High-Volume Manufacturing)にも適していますか?
はい、適しています。リガクの量産対応構成システムは、自動化やレシピベースの測定に対応しており、ファブ環境で求められる安定した再現性を実現します。
エピタキシャルプロセス制御を、次のステージへ
ひずみシリコンを用いた次世代デバイス開発から、パワー半導体向けワイドバンドギャップ材料の最適化において、リガクのHRXRDは、プロセス改善と歩留まり向上を支える構造評価を可能にします。