(57)【要約】【課題】ウエハの反り量を、特殊な技能を要することなく簡単に、安定して、かつ、定量的に測定することができる測定方法を提供する。【解決手段】半導体ウエハＷの一側方からウエハ厚さ方向に所定の幅を有する平行光Ｌを投光し、その平行光Ｌを半導体ウエハＷの他側方で受光し、その投光幅ｈ１と受光幅ｈ２の差により半導体ウエハＷの反り量δを算出する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの一側方から半導体ウエハ厚さ方向に所定の幅を有する平行光を投光し、その平行光を半導体ウエハの他側方で受光し、この受光量に基づいて半導体ウエハの反り量を求めることを特徴とする半導体ウエハの反り量測定方法。
【請求項２】
半導体ウエハを載置する測定テーブルと、
所定の上下幅の平行光を半導体ウエハの側方から投光する投光器と、
前記平行光を半導体ウエハの他側方で受光する受光器と、
投光幅と受光幅との差を演算する演算手段と
を備えたことを特徴とする半導体ウエハの反り量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体ウエハの反り量測定装置において、
前記測定テーブルを旋回可能に構成したことを特徴とする半導体ウエハの反り量測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体ウエハの反り量測定装置において、
前記投光器と前記受光器とを半導体ウエハを挟んで対向配備するとともに、半導体ウエハ周りに投光器と受光器とが一体的に回転移動するように構成したことを特徴とする半導体ウエハの反り量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、裏面加工後に反りの生じた半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）の反り量を測定する方法およびこれに用いる測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面にパターン形成処理された後のウエハを薄型化するためにウエハ裏面に施す加工手段として、研削、研磨、あるいは、エッチング、などの機械的あるいは化学的手段がある。これらの加工を行う場合には、パターンが形成されたウエハ表面に保護テープを貼付けた後、ウエハ裏面に加工を施すのが一般的となっている。
【０００３】
研削手段では、保護テープが貼付けられたウエハの表面をチャックテーブルで吸着保持してウエハ裏面を砥石で研削する処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ウエハに薄型加工を施すとウエハの強度や剛性が低下することになり、そのために、ウエハ表面のパターン形状やコーティング膜からの力学的な影響を受けやすくなる。その結果、反りや歪が発生することがある。
【０００５】
そこで、品質管理などのために、発生した反りや歪を測定することが望まれており、種々の方法が試みられている。しかし、異なる方法で測定した測定値同士を比較すると、大きなバラツキがあるとともに、定量的に測定することが困難となっている。
【０００６】
例えば、水平に置かれたウエハの上方に光学的な測距センサを配置し、センサからウエハ表面までの距離をウエハ各部位で測定することで、反りや歪を測定しようとした方法が提案・実施されている。
【０００７】
しかし、ウエハ表面の反りや歪によって照射した測定光が乱反射してしまってうまく捉えることができず、精度の高い測定を行うことができない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ウエハの反り量を、特殊な技能を要することなく簡単に、安定して、かつ、定量的に測定することができる測定方法および測定装置を提供することを主たる目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、半導体ウエハの一側方から半導体ウエハ厚さ方向に所定の幅を有する平行光を投光し、その平行光を半導体ウエハの他側方で受光し、この受光量に基づいて半導体ウエハの反り量を求めることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用・効果）半導体ウエハの反りの量に応じて平行光が遮光され、その分だけ受光幅が減少する。このとき受光幅に基づいて半導体ウエハの反り量を求めることができる。したがって、半導体ウエハに側方から平行光を投光するだけで半導体ウエハの反り量を定量的に、かつ、正確に測定することができる。
【００１２】
また、特別な技術を要することなく簡単に、しかも、半導体ウエハにダメージを与えない非接触状態で測定を行うことができる。さらに品質管理や解析などに活用できる有用なデータを容易に得ることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、半導体ウエハを載置する測定テーブルと、所定の上下幅の平行光を半導体ウエハの側方から投光する投光器と、前記平行光を半導体ウエハの他側方で受光する受光器と、投光幅と受光幅との差を演算する演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
（作用・効果）測定テーブルに載置した半導体ウエハを挟んで投光器から投光した平行光を受光器で受光し、投光幅と受光幅とからその差を演算手段で算出することにより、請求項１に記載の半導体ウエハの反り量測定方法を好適に実現することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体ウエハの反り量測定装置発明において、前記測定テーブルを旋回可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
（作用・効果）測定テーブルを回転させて異なった回転位相での測定を行うことで、半導体ウエハの反り量の大小や最大値、さらには、反りの方向や向きなどを測定することができる。したがって、半導体ウエハの所望の回転位相での反り量を簡単かつ正確に測定することができ、反りの方向、大きさ、分布などの詳細なデータを得て、各種の解析に有効に活用することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の半導体ウエハの反り量測定装置発明において、前記投光器と前記受光器とを半導体ウエハを挟んで対向配備するとともに、半導体ウエハ周りに投光器と受光器とが一体的に回転移動するように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
（作用・効果）測定テーブルに載置された半導体ウエハを挟んで対向配備した投光器と受光器とを半導体ウエハ周りに一体的に回転させて異なった回転位相での測定を行うことで、半導体ウエハの反り量の大小や最大値、さらには、反りの方向や向きなどを測定することができる。また、測定テーブルを回転させずに半導体ウエハを安定状態に維持したまま反り量を測定することができ、一層正確な反り量を測定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を説明する。
【００２０】
図１に、本発明に係る半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）の反り量測定装置の全体を示す斜視図、図２は、その平面図、図３は、その正面図である。
【００２１】
この反り量測定装置は、平坦な基台１の上に、ウエハＷを載置する測定テーブル２、この測定テーブル２の左右の対角位置に対向して配置された投光器３と受光器４、アンプユニット５、および電源ユニット６等を搭載して構成されている。なお、測定テーブル２は軸受けユニット７に縦軸支Ｐ周りに旋回可能に軸支され、テーブル上面に突設したノブ８を持って手回しで自由に旋回操作できるようになっている。
【００２２】
投光器３は、縦向きの投光口３ａから所定の上下幅（例えば３０ｍｍ）で所定の横方向幅（例えば２ｍｍ）の平行光（例えばレーザー光などＬ）を水平に投光するように構成されている。
【００２３】
受光器４は、投光器３からの平行光Ｌを縦向きの受光口４ａで受けるように構成されている。受光器４としては、投光器３からの平行光Ｌを受光したときに、その変化量を検知できるものであればよい。例えば、ＣＣＤラインセンサを用いて受光幅の変化を画素単位で検出するようにしてもよいし、太陽電池などのような光導電セルを用いて受光量に応じて変化する起電力を検出するようにしてもよい。
【００２４】
アンプユニット５は、図３に示すように、投光器３からの投光幅ｈ１と受光器４で検知された受光幅ｈ２とを用いて差分演算処理を行ないウエハＷの反り量の最大値δを求めるようになっている。
【００２５】
具体的には、先ず測定対象となるウエハＷを測定テーブル２の中心上に載置し、測定テーブル２を旋回させながら投光器３から投光する平行光Ｌを受光器４で逐次に検出する。このとき、ウエハＷに反りが発生していると、図４に示すように、ウエハＷが１回転する間に受光位置に応じて受光幅が変化する。
【００２６】
この受光幅の変化量は、図５のブロック図に示すアンプユニット５に逐次に入力され、この入力された複数のデータを比較処理し、受光幅のＭＩＮ値（最小値）５ａを検出する。つまり、ウエハＷの反り量が最大値となる箇所の受光幅を検出する。
【００２７】
検出されたＭＩＮ値５ａは、減算器５ｃに入力される。減算器５ｃでは、さらに予め設定された投光器３からの投光幅である基準値５ｂが入力され、この基準値５ｂとＭＩＮ値５ａとの差分演算を行ない、ウエハＷの反り量の最大値δを出力する。
【００２８】
反り量の表示としては、例えば図示しないモニターなどの表示装置に数値表示する。
【００２９】
なお、光導電セルを用いるときは、ウエハＷの反りによって変化する受光量に対応した起電力を予め実験などにより求め、この求めた値と実測により検出された実測値とを比較処理し、両値が一致したときのウエハＷの反り量を出力するようにすればよい。この場合、起電力の最小値がウエハＷの反り量の最大値となる。
【００３０】
以上のように、ウエハＷを挟んで配置した投光器３から投光した平行光を受光器４で検出し、投光幅の基準値と受光幅の差分をアンプユニット５で算出することにより、非接触の状態で、定量的かつ正確にウエハＷの反り量を測定することができる。
【００３１】
本発明は、上記実施例に限らず、次のように変形実施することもできる。
（１）上記実施例では、ウエハＷに貼り付けられた保護テープの厚みを考慮することなくウエハＷの反り量を測定していたが、保護テープの厚みを予め考慮した状態で、ウエハＷの反り量を測定してもよい。
【００３２】
例えば、ウエハＷの厚さと保護テープの厚さを予め測定して入力しておくことで、ウエハＷの反り量を正確に算出することができる。
【００３３】
（２）上記実施例では、測定テーブル２を手回しで旋回させていたが、測定テーブル２をモータなどの回転駆動手段によって定速回転させるとともに、所定回転位相ごとに投光を行って、多数のデータを自動的に得るように構成してもよい。この場合、測定テーブル２の回転位相をロータリエンコーダなどで検出して、測定した回転位相を測定データとして取り込むことで、ウエハＷの反り量の大小はもちろんのこと、反りの方向や向きなどを測定することができる。
【００３４】
また、測定テーブル２ではなく、投光器３と受光器４を対向配備した状態で、測定テーブル２の周りを一体的に回転移動するように構成してもよい。
【００３５】
（３）上記実施例では、ウエハＷの反り量の最大値δのみを演算にて求めて出力するようにしていたが、測定テーブル２を所定角度づつ旋回させて逐次に得られた測定データを所望の情報処理装置に入力して記憶格納し、必要に応じてモニターなどの表示装置に出力表示するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半導体ウエハに側方から平行光を投光するだけで半導体ウエハの反り量を定量的に、かつ、正確に測定することができ、特別な技術を要することなく簡単に、しかも、半導体ウエハにダメージを与えない非接触状態で測定を行うことができる。また、品質管理や解析などに活用できる有用なデータとしての反り量等を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反り量測定装置の斜視図である。
【図２】反り量測定装置の平面図である。
【図３】反り量測定形態の概念を示す正面図である。
【図４】ウエハの反り量を示す図である。
【図５】アンプユニットの構成を示すブッロク図である。
【符号の説明】
２　…　測定テーブル
３　…　投光器
４　…　受光器
Ｗ　…　半導体ウエハ
Ｌ　…　平行光
ｈ１　…　投光幅
ｈ２　…　受光幅
δ　…　反り量（最大値）
【図１】
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【図２】
2004119673.tif 000004
【図３】
2004119673.tif 000005
【図４】
2004119673.tif 000006
【図５】
2004119673.tif 000007