JP2000021941A - ウェーハストレス測定装置及びウェーハ状態測定装置 - Google Patents
ウェーハストレス測定装置及びウェーハ状態測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハ表面の凹凸に拘らずウェーハの膜ス
トレスや熱ストレスを測定すること。 【解決手段】 プローブ光発生装置４からプローブ光
（レーザ光）１００をウェーハ１の裏面に照射し、プロ
ーブ光発生装置４と検出部６を矢印方向に移動させる。
これにより、プローブ光１００がウエーハ１の裏面を走
査する。この間、プローブ光１００のウェーハ１の裏面
からの反射光１０１の反射角度θはウェーハ１の反りに
応じてに変位する。この変位は検出部６により検出信号
に変換される。解析部７はこの検出信号を解析すること
により、前記反り量を検出し、更にこの反り量からウェ
ーハ１の表面の膜ストレス又は熱ストレスを測定する。
従って、ウェーハ１の表面に凹凸があっても、ウェーハ
１の裏面が平坦であればプローブ光１００の反射光１０
１が得られ、上記測定が可能になる。
トレスや熱ストレスを測定すること。 【解決手段】 プローブ光発生装置４からプローブ光
（レーザ光）１００をウェーハ１の裏面に照射し、プロ
ーブ光発生装置４と検出部６を矢印方向に移動させる。
これにより、プローブ光１００がウエーハ１の裏面を走
査する。この間、プローブ光１００のウェーハ１の裏面
からの反射光１０１の反射角度θはウェーハ１の反りに
応じてに変位する。この変位は検出部６により検出信号
に変換される。解析部７はこの検出信号を解析すること
により、前記反り量を検出し、更にこの反り量からウェ
ーハ１の表面の膜ストレス又は熱ストレスを測定する。
従って、ウェーハ１の表面に凹凸があっても、ウェーハ
１の裏面が平坦であればプローブ光１００の反射光１０
１が得られ、上記測定が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの膜ストレ
スや熱ストレスを測定するウェーハストレス測定装置及
びウェーハ内部の物性的及び力学的状態を測定するウェ
ーハ状態測定装置に関する。
スや熱ストレスを測定するウェーハストレス測定装置及
びウェーハ内部の物性的及び力学的状態を測定するウェ
ーハ状態測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のウェーハの膜又は熱ストレスの測
定はウェーハ表面をレーザ光で走査する際に得られる前
記レーザ光の反射角度変位量を測定することにより、ウ
ェーハ膜の反り量を検出し、この反り量を膜又は熱スト
レスに換算している。図６は従来のウェーハストレス測
定方法を示した図である。図示されない半導体レーザ発
生装置から発生されたレーザ光１００は鏡２により反射
され、その進路を直角方向に変更されて、ウェーハ１の
表面に入射する。この入射光はウェーハ１の表面により
角度θで反射され、その反射光が検出器３に入射され
る。この状態で、鏡２と検出器３が同期して図中矢印の
方向に移動するため、ウェーハ１の表面に入射されるレ
ーザー光もウェーハ１の表面を移動し、ウェーハ１の表
面を走査することになる。
定はウェーハ表面をレーザ光で走査する際に得られる前
記レーザ光の反射角度変位量を測定することにより、ウ
ェーハ膜の反り量を検出し、この反り量を膜又は熱スト
レスに換算している。図６は従来のウェーハストレス測
定方法を示した図である。図示されない半導体レーザ発
生装置から発生されたレーザ光１００は鏡２により反射
され、その進路を直角方向に変更されて、ウェーハ１の
表面に入射する。この入射光はウェーハ１の表面により
角度θで反射され、その反射光が検出器３に入射され
る。この状態で、鏡２と検出器３が同期して図中矢印の
方向に移動するため、ウェーハ１の表面に入射されるレ
ーザー光もウェーハ１の表面を移動し、ウェーハ１の表
面を走査することになる。
【０００３】これにより、レーザー光のウェーハ１の表
面からの反射光１０１はウェーハ１の表面の反りなどに
よって、その反射角度θが変化し、検出器３はこの反射
角度θの変位を検出する。以降、この反射角度θの変位
よりウェーハ１の反り量を求め、この反り量をウェーハ
１の表面の膜ストレス量や熱ストレスに換算して、ウェ
ーハの力学的なストレス量を測定している。
面からの反射光１０１はウェーハ１の表面の反りなどに
よって、その反射角度θが変化し、検出器３はこの反射
角度θの変位を検出する。以降、この反射角度θの変位
よりウェーハ１の反り量を求め、この反り量をウェーハ
１の表面の膜ストレス量や熱ストレスに換算して、ウェ
ーハの力学的なストレス量を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のウ
ェーハストレス測定方法では、ウェーハ１の表面からの
レーザー反射光の反射角度の変位より膜又は熱のストレ
スを測定しているため、図７に示すようにウェーハ１の
表面に凹凸１１があった場合、鏡２により進路が変えら
れてウェーハ１の表面に入射されるレーザー光が前記凹
凸１１により乱反射されて反射光が乱れる。このため、
検出器３に反射光が入射されなかったり、或いは正しく
入射されず、測定が不可能になる。そこで、被測定試料
には、ベアーシリコンウェーハ又は凹凸の無いウェーハ
を使用しなければならないという制約があった。
ェーハストレス測定方法では、ウェーハ１の表面からの
レーザー反射光の反射角度の変位より膜又は熱のストレ
スを測定しているため、図７に示すようにウェーハ１の
表面に凹凸１１があった場合、鏡２により進路が変えら
れてウェーハ１の表面に入射されるレーザー光が前記凹
凸１１により乱反射されて反射光が乱れる。このため、
検出器３に反射光が入射されなかったり、或いは正しく
入射されず、測定が不可能になる。そこで、被測定試料
には、ベアーシリコンウェーハ又は凹凸の無いウェーハ
を使用しなければならないという制約があった。
【０００５】従って半導体を製造するに当たり、各々の
工程に於いて、ウェーハ１の表面には各種の処理が施さ
れて凹凸になるため、前記各工程で、直接製品の膜スト
レス、熱ストレスを測定することは困難であり、ウェ−
ハ割れ等の原因調査（ストレス（膜、熱）による）を難
しくしていた。
工程に於いて、ウェーハ１の表面には各種の処理が施さ
れて凹凸になるため、前記各工程で、直接製品の膜スト
レス、熱ストレスを測定することは困難であり、ウェ−
ハ割れ等の原因調査（ストレス（膜、熱）による）を難
しくしていた。
【０００６】又、上記したレーザ光をウェーハ１の表面
に当ててその反射光を調べるだけでは、ウェーハ内部の
密度等の物性的な状態やこの物性的な状態から求められ
る内部の応力分布などの力学的な状態を測定することは
不可能であった。従って、上記した膜ストレスや熱スト
レスのみでウェーハ割れの原因を探求しなければならず
原因究明に長時間掛かると共に、その精度が悪かった。
に当ててその反射光を調べるだけでは、ウェーハ内部の
密度等の物性的な状態やこの物性的な状態から求められ
る内部の応力分布などの力学的な状態を測定することは
不可能であった。従って、上記した膜ストレスや熱スト
レスのみでウェーハ割れの原因を探求しなければならず
原因究明に長時間掛かると共に、その精度が悪かった。
【０００７】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、第１の目的は、ウェーハ表面
の凹凸に拘らずウェーハの膜ストレスや熱ストレスを測
定すると共に、半導体製造時の各工程におけるウェーハ
の膜ストレスや熱ストレスを測定することができるウェ
−ハストレス測定装置及び方法を提供することである。
又、第２の目的はウェーハ内部の物性的又は力学的な状
態を測定することができるウェーハ状態測定装置及び方
法を提供することである。
るためになされたもので、第１の目的は、ウェーハ表面
の凹凸に拘らずウェーハの膜ストレスや熱ストレスを測
定すると共に、半導体製造時の各工程におけるウェーハ
の膜ストレスや熱ストレスを測定することができるウェ
−ハストレス測定装置及び方法を提供することである。
又、第２の目的はウェーハ内部の物性的又は力学的な状
態を測定することができるウェーハ状態測定装置及び方
法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の特徴は、ウェーハにレーザ光を照射
し、このレーザ光により前記ウェーハ面を走査した際の
前記レーザ光の前記ウェーハ面からの反射角度の変位よ
りウェーハの膜ストレス又は熱ストレスを解析するウェ
−ハストレス測定装置において、前記レーザ光を前記ウ
ェーハの裏面に照射する照射手段と、この照射手段によ
り照射された前記レーザ光の前記ウェーハの裏面からの
反射光を受光する受光手段と、この受光手段により受光
された前記レーザ光の反射光に基づき、前記ウェーハの
膜ストレス又は熱ストレスを解析する解析手段とを備え
たことにある。
に、第１の発明の特徴は、ウェーハにレーザ光を照射
し、このレーザ光により前記ウェーハ面を走査した際の
前記レーザ光の前記ウェーハ面からの反射角度の変位よ
りウェーハの膜ストレス又は熱ストレスを解析するウェ
−ハストレス測定装置において、前記レーザ光を前記ウ
ェーハの裏面に照射する照射手段と、この照射手段によ
り照射された前記レーザ光の前記ウェーハの裏面からの
反射光を受光する受光手段と、この受光手段により受光
された前記レーザ光の反射光に基づき、前記ウェーハの
膜ストレス又は熱ストレスを解析する解析手段とを備え
たことにある。
【０００９】この第１の発明によれば、前記レーザ光を
前記ウェーハの裏面に沿って走査すると、ウェーハの反
りに従って、前記レーザ光のウェーハの裏面からの反射
光の反射角度が変位する。この変位を検出することによ
り、前記ウェーハの反りを検出することができ、この検
出された反りはウェーハ表面に形成された膜にかかる応
力等に対応しているため、この反りから前記ウェーハの
表面の膜ストレス又は熱ストレスを測定することができ
る。
前記ウェーハの裏面に沿って走査すると、ウェーハの反
りに従って、前記レーザ光のウェーハの裏面からの反射
光の反射角度が変位する。この変位を検出することによ
り、前記ウェーハの反りを検出することができ、この検
出された反りはウェーハ表面に形成された膜にかかる応
力等に対応しているため、この反りから前記ウェーハの
表面の膜ストレス又は熱ストレスを測定することができ
る。
【００１０】第２の発明の特徴は、ウェーハの表面にパ
ルスレーザ光を照射する第１の照射手段と、前記ウェー
ハの裏面にプローブ用のレーザ光を照射する第２の照射
手段と、この第２の照射手段により照射された前記レー
ザ光の前記ウェーハの裏面からの反射光を受光する受光
手段と、前記第１、第２の照射手段及び前記受光手段を
同期して移動させることにより、前記両レーザ光で前記
ウェーハの表面及び裏面を走査する走査手段とを備えた
ことにある。
ルスレーザ光を照射する第１の照射手段と、前記ウェー
ハの裏面にプローブ用のレーザ光を照射する第２の照射
手段と、この第２の照射手段により照射された前記レー
ザ光の前記ウェーハの裏面からの反射光を受光する受光
手段と、前記第１、第２の照射手段及び前記受光手段を
同期して移動させることにより、前記両レーザ光で前記
ウェーハの表面及び裏面を走査する走査手段とを備えた
ことにある。
【００１１】この第２の発明によれば、パルスレーザ光
がウェーハの表面に照射されると、このパルスレーザ光
を吸収してウェーハ表面に熱波が生じ、これが裏面に伝
達される。この熱波はその強度や位相に応じて、ウェー
ハの裏面に照射されているプローブ用のレーザ光の反射
角度に変位をもたらす。この変位はウェーハ内部の密度
などの物性状態に対応するため、この変位を解析するこ
とによりウェーハ内部のクラックの有無や応力分布など
を測定することができる。尚、パルスレーザ光を照射し
ない場合は、請求項１の構成と同じになるため、前記レ
ーザ光の反射角度の変位から前記ウェーハ表面の膜スト
レス又は熱ストレスを測定することもできる。
がウェーハの表面に照射されると、このパルスレーザ光
を吸収してウェーハ表面に熱波が生じ、これが裏面に伝
達される。この熱波はその強度や位相に応じて、ウェー
ハの裏面に照射されているプローブ用のレーザ光の反射
角度に変位をもたらす。この変位はウェーハ内部の密度
などの物性状態に対応するため、この変位を解析するこ
とによりウェーハ内部のクラックの有無や応力分布など
を測定することができる。尚、パルスレーザ光を照射し
ない場合は、請求項１の構成と同じになるため、前記レ
ーザ光の反射角度の変位から前記ウェーハ表面の膜スト
レス又は熱ストレスを測定することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明のウェーハストレス
測定装置の一実施の形態を示した構成図である。被測定
試料であるウェーハ１の裏面には、プローブ光発生装置
４から発生されたプローブ光（レーザー光）１００が角
度θで照射される。ウェーハ１の裏面で角度θで反射さ
れたプローブ光１０１は検出部６に入射される。検出部
６は反射プローブ光１０１を電気信号（以降、検出信号
と称す）に変換し、この検出信号がマイクロコンピュー
タなどから構成される解析部７に入力される。解析部７
は検出信号を表示部８に表示したり、或いは解析結果を
表示部８に表示する。この際、オペレータは操作部９か
ら解析部７に解析の種類や表示の切替などの指示を出
す。
に基づいて説明する。図１は本発明のウェーハストレス
測定装置の一実施の形態を示した構成図である。被測定
試料であるウェーハ１の裏面には、プローブ光発生装置
４から発生されたプローブ光（レーザー光）１００が角
度θで照射される。ウェーハ１の裏面で角度θで反射さ
れたプローブ光１０１は検出部６に入射される。検出部
６は反射プローブ光１０１を電気信号（以降、検出信号
と称す）に変換し、この検出信号がマイクロコンピュー
タなどから構成される解析部７に入力される。解析部７
は検出信号を表示部８に表示したり、或いは解析結果を
表示部８に表示する。この際、オペレータは操作部９か
ら解析部７に解析の種類や表示の切替などの指示を出
す。
【００１３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。まず、典型的な半導体ウェーハ１の裏面は凹凸が無
いためプローブ光１００の乱反射は抑制されている。し
かし、プローブ光が乱反射する場合は両面研磨ウェハー
を用いることとする。
る。まず、典型的な半導体ウェーハ１の裏面は凹凸が無
いためプローブ光１００の乱反射は抑制されている。し
かし、プローブ光が乱反射する場合は両面研磨ウェハー
を用いることとする。
【００１４】プローブ光発生装置４から発生されたプロ
ーブ光１００はウェーハ１の裏面に入射されて角度θで
反射され、この反射光１０１が検出部６に入射される。
この際、プローブ光発生装置４及び検出部６は同期して
ウェーハ１の裏面に平行に移動して、プローブ光１００
によりウェーハ１の裏面を走査するものとする。
ーブ光１００はウェーハ１の裏面に入射されて角度θで
反射され、この反射光１０１が検出部６に入射される。
この際、プローブ光発生装置４及び検出部６は同期して
ウェーハ１の裏面に平行に移動して、プローブ光１００
によりウェーハ１の裏面を走査するものとする。
【００１５】検出部６は反射光１０１を受光して反射角
度θに依存した検出信号に変換し、これを解析部７に出
力する。解析部７は入力された検出信号を表示部８に表
示する。図２はこの検出信号の表示例で、ＤＣ信号が検
出される。この場合、検出されたＤＣ信号の大きさはプ
ローブ光１００の反射角度θに対応しているため、前記
プローブ光１００がウェーハ１の裏面を走査すると、こ
のウェーハ１の反り量に対応して反射角度θが変位す
る。この変位は検出部６から出力されるＤＣ検出信号の
変位に対応する。
度θに依存した検出信号に変換し、これを解析部７に出
力する。解析部７は入力された検出信号を表示部８に表
示する。図２はこの検出信号の表示例で、ＤＣ信号が検
出される。この場合、検出されたＤＣ信号の大きさはプ
ローブ光１００の反射角度θに対応しているため、前記
プローブ光１００がウェーハ１の裏面を走査すると、こ
のウェーハ１の反り量に対応して反射角度θが変位す
る。この変位は検出部６から出力されるＤＣ検出信号の
変位に対応する。
【００１６】そこで、解析部７は、入力されるＤＣ検出
信号の変位より、ウェーハ１の反り量を求め、更にこの
反り量からウェーハ１の表面に形成されている膜の膜ス
トレスや熱ストレスを求めて、これらを表示部８に表示
する。
信号の変位より、ウェーハ１の反り量を求め、更にこの
反り量からウェーハ１の表面に形成されている膜の膜ス
トレスや熱ストレスを求めて、これらを表示部８に表示
する。
【００１７】本実施の形態によれば、プローブ光１００
をウェーハ１の裏面に照射して、ウェーハ１の表面の膜
ストレスや熱ストレスを測定することにより、ウェーハ
１の表面が凹凸を有していても、上記した膜ストレスや
熱ストレスを測定することができる。
をウェーハ１の裏面に照射して、ウェーハ１の表面の膜
ストレスや熱ストレスを測定することにより、ウェーハ
１の表面が凹凸を有していても、上記した膜ストレスや
熱ストレスを測定することができる。
【００１８】従って、ウェーハ１の裏面の平坦性が保持
される限り、半導体製造時の各工程におけるウェーハ１
の熱ストレスや膜ストレスを測定することができ、ウェ
ーハ１の割れなどの原因調査を、製造時の各工程につい
て詳しく調べることが可能となり、製品の歩留まり向上
に貢献することができる。
される限り、半導体製造時の各工程におけるウェーハ１
の熱ストレスや膜ストレスを測定することができ、ウェ
ーハ１の割れなどの原因調査を、製造時の各工程につい
て詳しく調べることが可能となり、製品の歩留まり向上
に貢献することができる。
【００１９】尚、本例もプローブ光発生装置４より発生
されたプローブ光１００を鏡により反射してウェーハ１
の表面に直角に入射し、この鏡を検出部６と同期させて
移動させる構成としても同様の効果がある。
されたプローブ光１００を鏡により反射してウェーハ１
の表面に直角に入射し、この鏡を検出部６と同期させて
移動させる構成としても同様の効果がある。
【００２０】図３は本発明のウェ−ハ状態測定装置の一
実施の形態を示した構成図である。被測定試料であるウ
ェーハ１の裏面には、プロープ光発生装置４から発生さ
れたプローブ光（レーザー光）１００が角度θで照射さ
れ、ウェーハ１の表面にはパルス光発生装置５から発生
されたパルスレーザー光２００が照射される。ウェーハ
１の裏面で角度θで反射されたプローブ光１０１は検出
部６に入射される。検出部６は反射プローブ光１０１を
反射角度θに依存する電気信号（以降、検出信号と称
す）に変換し、この検出信号がマイクロコンピュータな
どから構成される解析部７に入力される。解析部７は検
出信号を表示部８に表示したり、或いは解析結果を表示
部８に表示する。この際、オペレータは操作部９から解
析部７に解析の種類や表示の切替などの指示を出す。
実施の形態を示した構成図である。被測定試料であるウ
ェーハ１の裏面には、プロープ光発生装置４から発生さ
れたプローブ光（レーザー光）１００が角度θで照射さ
れ、ウェーハ１の表面にはパルス光発生装置５から発生
されたパルスレーザー光２００が照射される。ウェーハ
１の裏面で角度θで反射されたプローブ光１０１は検出
部６に入射される。検出部６は反射プローブ光１０１を
反射角度θに依存する電気信号（以降、検出信号と称
す）に変換し、この検出信号がマイクロコンピュータな
どから構成される解析部７に入力される。解析部７は検
出信号を表示部８に表示したり、或いは解析結果を表示
部８に表示する。この際、オペレータは操作部９から解
析部７に解析の種類や表示の切替などの指示を出す。
【００２１】また、プローブ光発生装置４、パルス光発
生装置５及び検出部６は同期してウェーハ１の裏面に沿
って平行に移動し、パルスレーザ光２００及びプローブ
光１００によりウェーハの表面及び裏面を走査するもの
とする。
生装置５及び検出部６は同期してウェーハ１の裏面に沿
って平行に移動し、パルスレーザ光２００及びプローブ
光１００によりウェーハの表面及び裏面を走査するもの
とする。
【００２２】次に本実施の形態の動作について説明す
る。まず、典型的な半導体ウェーハ１の裏面は凹凸が無
いためプローブ光１００の乱反射は抑制されている。し
かし、プローブ光が乱反射する場合は両面研磨ウェハー
を用いることとする。
る。まず、典型的な半導体ウェーハ１の裏面は凹凸が無
いためプローブ光１００の乱反射は抑制されている。し
かし、プローブ光が乱反射する場合は両面研磨ウェハー
を用いることとする。
【００２３】プローブ光発生装置４から発生されたプロ
ーブ光１００はウェーハ１の裏面に入射されて反射さ
れ、この反射光１０１が検出部６に入射される。この
際、パルス光発生装置５からパルスレーザー光２００が
ウェーハ１の表面に所定周期で照射されるが、パルスレ
ーザー光２００の光軸はプローブ光１００の反射点を通
るように、前記パルスレーザー光２００が照射される。
ーブ光１００はウェーハ１の裏面に入射されて反射さ
れ、この反射光１０１が検出部６に入射される。この
際、パルス光発生装置５からパルスレーザー光２００が
ウェーハ１の表面に所定周期で照射されるが、パルスレ
ーザー光２００の光軸はプローブ光１００の反射点を通
るように、前記パルスレーザー光２００が照射される。
【００２４】検出部６は反射光１０１を受光して反射角
度θに依存する電気的検出信号に変換し、これを解析部
７に出力する。解析部７は入力された検出信号を表示部
８に表示する。図２、図４はこの検出信号の表示例であ
る。図２はパルスレーザ光２００が照射されていない場
合の検出信号例で、この場合は、ウェーハ１の反り量に
対応するプローブ光１００の反射角度θの変位に対応し
たＤＣ成分のみとなり、これに関しては図１に示した実
施の形態と同様である。
度θに依存する電気的検出信号に変換し、これを解析部
７に出力する。解析部７は入力された検出信号を表示部
８に表示する。図２、図４はこの検出信号の表示例であ
る。図２はパルスレーザ光２００が照射されていない場
合の検出信号例で、この場合は、ウェーハ１の反り量に
対応するプローブ光１００の反射角度θの変位に対応し
たＤＣ成分のみとなり、これに関しては図１に示した実
施の形態と同様である。
【００２５】一方、図４はパルスレーザ光２００が照射
された場合を示し、ウェーハ１表面ではパルスレーザ光
２００の吸収によって発生した熱波が生じ、これがウェ
ーハ１の裏面迄伝達され、これを受けた裏面に照射され
ているプローブ光１００はこの熱波の強度や位相に対応
して、その反射角度θの変位を起こす。それ故、この熱
波の強度に対応する反射角度θの変位が検出部６におけ
る検出信号のＡＣ成分として表れると共に、上記したウ
ェーハ１のそり量に対応するプローブ光の反射角度変位
に対応したＤＣ成分が得られる。
された場合を示し、ウェーハ１表面ではパルスレーザ光
２００の吸収によって発生した熱波が生じ、これがウェ
ーハ１の裏面迄伝達され、これを受けた裏面に照射され
ているプローブ光１００はこの熱波の強度や位相に対応
して、その反射角度θの変位を起こす。それ故、この熱
波の強度に対応する反射角度θの変位が検出部６におけ
る検出信号のＡＣ成分として表れると共に、上記したウ
ェーハ１のそり量に対応するプローブ光の反射角度変位
に対応したＤＣ成分が得られる。
【００２６】解析部７はパルスレーザ光２００をウェー
ハ１に照射した場合に、検出器６から得られる図５に示
すような検出信号のＡＣ成分の位相差Ｐを解析し、この
位相差Ｐからウェーハ１内の密度を検出して、内部のク
ラックの有無などを判定し、その判定結果を表示部８に
表示する。又、解析部７は上記した検出信号のＤＣ成分
からウェーハ１の反り量を求め、この反り量からウェー
ハ１の膜ストレスや熱ストレスを測定し、これを表示部
８に表示する。
ハ１に照射した場合に、検出器６から得られる図５に示
すような検出信号のＡＣ成分の位相差Ｐを解析し、この
位相差Ｐからウェーハ１内の密度を検出して、内部のク
ラックの有無などを判定し、その判定結果を表示部８に
表示する。又、解析部７は上記した検出信号のＤＣ成分
からウェーハ１の反り量を求め、この反り量からウェー
ハ１の膜ストレスや熱ストレスを測定し、これを表示部
８に表示する。
【００２７】この際、解析部７で解析する対象や、表示
部８へ表示する解析結果の指示などは操作部９から解析
部７に入力され、解析部７はこの指示に従って上記のよ
うな解析を行ってその結果を表示する。
部８へ表示する解析結果の指示などは操作部９から解析
部７に入力され、解析部７はこの指示に従って上記のよ
うな解析を行ってその結果を表示する。
【００２８】次にパルス光発生装置５により発生される
パルスレーザ２００のパルス周期を変化させると、ウェ
ーハ１内の熱発生エリアが変化するため、ウェーハ１の
表面から深さ方向への不純物（例えば水分）の分布変化
を解析部７により解析することができ、この不純物の分
布変化より応力の集中箇所の特定、微視的応力及び深さ
方向の応力分布を測定することができる。又、解析部７
はこのような結果も表示部８に表示することもできる。
パルスレーザ２００のパルス周期を変化させると、ウェ
ーハ１内の熱発生エリアが変化するため、ウェーハ１の
表面から深さ方向への不純物（例えば水分）の分布変化
を解析部７により解析することができ、この不純物の分
布変化より応力の集中箇所の特定、微視的応力及び深さ
方向の応力分布を測定することができる。又、解析部７
はこのような結果も表示部８に表示することもできる。
【００２９】本実施の形態によれば、ウェーハ１の表面
にパルスレーザ光２００を当て、ウェーハ１の裏面から
プローブ光１００を当てて、このプローブ光の反射光１
０１に基づいて、ウェーハ１の膜ストレスや熱ストレス
を求めているため、図１に示した第１の実施の形態と同
様の効果がある。
にパルスレーザ光２００を当て、ウェーハ１の裏面から
プローブ光１００を当てて、このプローブ光の反射光１
０１に基づいて、ウェーハ１の膜ストレスや熱ストレス
を求めているため、図１に示した第１の実施の形態と同
様の効果がある。
【００３０】更に、本実施の形態では、ウェーハ１表面
からパルスレーザ光２００を照射することにより、ウェ
ーハ１の内部のクラックの有無を測定でき、更にパルス
レーザ光２００のパルスの周期を変えることにより、応
力の集中箇所の特定、微視的応力及び深さ方向の応力分
布を測定することができ、ウェーハ割れの原因究明に大
きな威力を発揮することができる。しかも、パルスレー
ザ光２００を用いた測定も、ウェーハ１表面の凹凸に拘
らず行なうことができ、更には半導体製造の各工程にお
いても前記測定を行なうことができる。それ故、半導体
製造時に生じる各種不具合の原因究明を従来よりも短時
間且つ精度よく行なうことができ、製品の歩留まり向上
に貢献することができる。
からパルスレーザ光２００を照射することにより、ウェ
ーハ１の内部のクラックの有無を測定でき、更にパルス
レーザ光２００のパルスの周期を変えることにより、応
力の集中箇所の特定、微視的応力及び深さ方向の応力分
布を測定することができ、ウェーハ割れの原因究明に大
きな威力を発揮することができる。しかも、パルスレー
ザ光２００を用いた測定も、ウェーハ１表面の凹凸に拘
らず行なうことができ、更には半導体製造の各工程にお
いても前記測定を行なうことができる。それ故、半導体
製造時に生じる各種不具合の原因究明を従来よりも短時
間且つ精度よく行なうことができ、製品の歩留まり向上
に貢献することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
のウェ−ハストレス測定装置によれば、プローブ用のレ
ーザ光をウェーハの裏面から照射することにより、ウェ
ーハ表面の凹凸に拘らずウェーハの膜ストレスや熱スト
レスを測定することができると共に、半導体製造時の各
工程のウェーハの膜ストレスや熱ストレスを測定するこ
とができる。
のウェ−ハストレス測定装置によれば、プローブ用のレ
ーザ光をウェーハの裏面から照射することにより、ウェ
ーハ表面の凹凸に拘らずウェーハの膜ストレスや熱スト
レスを測定することができると共に、半導体製造時の各
工程のウェーハの膜ストレスや熱ストレスを測定するこ
とができる。
【００３２】第２の発明のウェ−ハ状態測定装置によれ
ば、パルスレーザ光をウェーハの表面に、プローブ用の
レーザ光をウェーハの裏面に同時に照射することによ
り、ウェーハ表面の凹凸に拘らず、ウェーハ内部の物性
又は力学的状態を測定することができると共に、半導体
製造時の各工程のウェーハ内部の物性又は力学的状態を
測定することができる。
ば、パルスレーザ光をウェーハの表面に、プローブ用の
レーザ光をウェーハの裏面に同時に照射することによ
り、ウェーハ表面の凹凸に拘らず、ウェーハ内部の物性
又は力学的状態を測定することができると共に、半導体
製造時の各工程のウェーハ内部の物性又は力学的状態を
測定することができる。
【図１】本発明のウェーハストレス測定装置の一実施の
形態を示した構成図である。
形態を示した構成図である。
【図２】図１、図３に示した表示部に表示される検出信
号の波形例を示した図である。
号の波形例を示した図である。
【図３】本発明のウェーハ状態測定装置の一実施の形態
を示した構成図である。
を示した構成図である。
【図４】図３に示した表示部に表示される検出信号の他
の波形例を示した図である。
の波形例を示した図である。
【図５】図３に示した解析部による信号解析を説明する
波形図である。
波形図である。
【図６】従来のウェーハ膜のストレス測定方法を説明す
る図である。
る図である。
【図７】従来のウェーハ膜のストレス測定方法が適用で
きないケース例を示した図である。
きないケース例を示した図である。
１ ウェーハ ４ プローブ光発生装置 ５ パルス光発生装置 ６ 検出部 ７ 解析部 ８ 表示部 ９ 操作部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA47 AA60 AA65 BB01 CC19 CC31 DD06 FF44 GG04 HH12 HH13 JJ08 LL12 MM28 NN08 SS11 2G059 AA03 BB16 EE02 FF01 GG01 GG08 GG10 4M106 AA01 AA10 AA11 AA12 BA04 BA05 CB30 DH01 DH31 DH32 DJ20 DJ23
Claims (2)
- 【請求項１】 ウェーハにレーザ光を照射し、このレー
ザ光により前記ウェーハ面を走査した際の前記レーザ光
の前記ウェーハ面からの反射角度の変位よりウェーハの
膜ストレス又は熱ストレスを解析するウェーハストレス
測定装置において、 前記レーザ光を前記ウェーハの裏面に照射する照射手段
と、 この照射手段により照射された前記レーザ光の前記ウェ
ーハの裏面からの反射光を受光する受光手段と、この受
光手段により受光された前記レーザ光の反射光に基づ
き、前記ウェーハの膜ストレス又は熱ストレスを解析す
る解析手段とを備えたことを特徴とするウェーハストレ
ス測定装置。 - 【請求項２】 ウェーハの表面にパルスレーザ光を照射
する第１の照射手段と、 前記ウェーハの裏面にプローブ用のレーザ光を照射する
第２の照射手段と、 この第２の照射手段により照射された前記レーザ光の前
記ウェーハの裏面からの反射光を受光する受光手段と、 前記第１、第２の照射手段及び前記受光手段を同期して
移動させることにより、前記両レーザ光で前記ウェーハ
の表面及び裏面を走査する走査手段とを備えたことを特
徴とするウェーハ状態測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19076098A JP2000021941A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | ウェーハストレス測定装置及びウェーハ状態測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19076098A JP2000021941A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | ウェーハストレス測定装置及びウェーハ状態測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021941A true JP2000021941A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16263282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19076098A Pending JP2000021941A (ja) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | ウェーハストレス測定装置及びウェーハ状態測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000021941A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684544B1 (ko) | 2005-07-15 | 2007-02-20 | 호서대학교 산학협력단 | 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치 |
| JP2007248452A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 基板の裏面の反り測定方法 |
| KR101202027B1 (ko) | 2010-05-03 | 2012-11-16 | 한국생산기술연구원 | 도금층의 스트레스 측정 방법 |
| CN102944185A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-02-27 | 西南大学 | 一种探测多维应力作用下微小形变的装置 |
| CN103893932A (zh) * | 2014-03-29 | 2014-07-02 | 国家电网公司 | 高强度复合式防坠落装置 |
| CN103925886A (zh) * | 2013-01-15 | 2014-07-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种晶片变形检测系统及方法 |
| US20170148690A1 (en) * | 2015-03-12 | 2017-05-25 | United States of America as Represented by NASA | Thin-Film Fabrication System Employing Mechanical Stress Measurement |
| CN109994395A (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-09 | Ap系统股份有限公司 | 激光处理设备及激光处理方法 |
| CN113720270A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-30 | 广州大学 | 一种板类器件翘曲在线测量方法、系统、装置及存储介质 |
| CN115424950A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-12-02 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | 一种检验金属薄膜应力的方法 |
-
1998
- 1998-07-06 JP JP19076098A patent/JP2000021941A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109994395A (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-09 | Ap系统股份有限公司 | 激光处理设备及激光处理方法 |
| KR20190082568A (ko) * | 2018-01-02 | 2019-07-10 | 에이피시스템 주식회사 | 레이저 처리 장치 및 방법 |
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| CN113720270A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-30 | 广州大学 | 一种板类器件翘曲在线测量方法、系统、装置及存储介质 |
| CN113720270B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-06-20 | 广州大学 | 一种板类器件翘曲在线测量方法、系统、装置及存储介质 |
| CN115424950A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-12-02 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | 一种检验金属薄膜应力的方法 |
| CN115424950B (zh) * | 2022-08-04 | 2023-10-20 | 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 | 检验金属薄膜应力的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20041102 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |