JP2009130078A - Method and device of measuring thickness of soi layer - Google Patents
Method and device of measuring thickness of soi layer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009130078A JP2009130078A JP2007302591A JP2007302591A JP2009130078A JP 2009130078 A JP2009130078 A JP 2009130078A JP 2007302591 A JP2007302591 A JP 2007302591A JP 2007302591 A JP2007302591 A JP 2007302591A JP 2009130078 A JP2009130078 A JP 2009130078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soi
- wafer
- thickness
- soi layer
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、貼合わせ構造のSOI(Silicon on Insulator)ウェーハにおけるSOI層の厚さ測定方法および測定装置に関し、特に研磨加工によるSOI層の形成において高精度で簡便にSOI層の厚さを計測でき、その研磨量の制御に効果的なSOI層の厚さ測定方法および測定装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the thickness of an SOI layer in an SOI (Silicon on Insulator) wafer having a bonded structure, and in particular, the thickness of the SOI layer can be easily measured with high accuracy in forming an SOI layer by polishing. The present invention also relates to a method and an apparatus for measuring the thickness of an SOI layer effective for controlling the polishing amount.
通常SOIウェーハといわれるシリコンウェーハは、例えばSRAMを含む高速動作のロジック回路が搭載される高速デバイス、パワートランジスタを含む高耐圧デバイス等の半導体デバイスの基板として注目され、一部で使用されるようになってきている。図4に示すように、貼合わせ構造のSOIウェーハ10は、単結晶シリコンからなる支持体用ウェーハ11上に絶縁膜12を介してシリコン単結晶薄膜状の活性層であるSOI層13を形成した構造を有する。そして、このSOIウェーハの製造方法に、支持体用ウェーハ11上に例えば熱酸化により形成したシリコン酸化膜を介して活性層用ウェーハを貼合せ接着させ、この活性層用ウェーハを薄膜化しSOI層13にする方法がある。以下、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着したもの、あるいは上記活性層用ウェーハをSOI層にしたものを共にSOIウェーハという。
Silicon wafers commonly referred to as SOI wafers are attracting attention as a substrate for semiconductor devices such as high-speed devices on which high-speed logic circuits including SRAM and high-voltage devices including power transistors are mounted. It has become to. As shown in FIG. 4, the
上記SOIウェーハの製造工程においては、研削工程、研磨工程から成る高精度の加工方法により上記活性層用ウェーハは上記半導体デバイスに合った適宜な厚さのSOI層にされる。ここで、研削工程では、一般的に使用されている加工方法が用いられ、例えばダイヤモンド砥石を用いた粗研削と精密研削により、活性層用ウェーハは研削して所定の研磨代を残した厚さに仕上げられる。 In the manufacturing process of the SOI wafer, the active layer wafer is formed into an SOI layer having an appropriate thickness suitable for the semiconductor device by a highly accurate processing method including a grinding process and a polishing process. Here, in the grinding process, a generally used processing method is used. For example, the active layer wafer is ground by rough grinding and precision grinding using a diamond grindstone to leave a predetermined polishing allowance. Finished.
そして、SOIウェーハの研磨工程では、SOI層13を所要の厚さに制御するために、活性層用ウェーハの研磨加工および形成されるSOI層の厚さ測定が繰り返して行われる。ここで、従来の技術では、図5(a)に示すように、上記研削等が施された複数枚のSOIウェーハ10を研磨装置の1つの貼付けプレート101に接着ワックス等の接着剤によりに貼付ける。ここでは、支持体用ウェーハ11の裏面に接着ワックスをスピンコートして貼付けプレート101に固着される。そして、1つの貼付けプレート101に貼付けした複数枚のSOIウェーハ10が同時に研磨加工される。
In the SOI wafer polishing step, the active layer wafer is polished and the thickness of the formed SOI layer is measured repeatedly in order to control the
ここで、研磨布102が貼付けられた研磨定盤103をSOIウェーハ10の活性層用ウェーハ表面に接触させ、更に研磨定盤103に加圧および回転を与え、研磨剤(スラリー)作用により、上述した研磨代を有する活性層用ウェーハ表面を研磨加工する。この場合、ウェーハ表面の研磨量は研磨時間により制御される。この研磨時間による制御方法は、先ず研磨速度を予め計測し、その研磨速度に基づいて研磨時間を見積もり全てのSOIウェーハ10の研磨を行う。なお、研磨時間の見積もりにおいて、研磨布およびスラリーの経時変化による研磨速度の時間的な変化は考慮される。
Here, the
そして、SOI層13が所要の厚さになる研磨時間で研磨定盤の回転を停止させ、全てのSOIウェーハ10を貼付けプレート101から剥離する。次に、図5(b)に示すように、剥離したSOIウェーハ10について一枚毎にSOI層13の厚さ測定を行う。
Then, the rotation of the polishing platen is stopped at the polishing time when the
このSOI層13の厚さ測定では、例えばナノメトリック社のナノスペック(商品名)のような光干渉方式の膜厚測定装置が用いられ、1枚のSOIウェーハ10を測定装置の試料ステージ104上に載置し、上下可動の顕微ヘッド105の焦点距離を調節する。そして、測定装置の測定光源(図示せず)から例えば可視光の測定光を伝送させ、測定装置の顕微ヘッド105からSOIウェーハ10に照射する。このSOIウェーハ10に入射した測定光のSOI層13表面および絶縁膜12面からの反射光による光干渉情報について分光器を通して検出する。そして、この光干渉情報からSOI層13の厚さが算出される。この場合、SOI層13における光吸収があることから例えばその厚さが10μm以下で好適に使用される。
In the measurement of the thickness of the
上記分光器を用い分光干渉法によりSOI層13の厚さ測定する方法には、上述したような分散型分光器を用いて可視光スペクトルを測定するものの他に、フーリエ変換型赤外分光光度計(FTIR)により赤外の分光スペクトルを解析する方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法であると、SOI層13が10μmを超えるような場合であっても高精度の厚さ測定が容易になる。
As a method for measuring the thickness of the
そして、SOI層の厚さが許容範囲になるとSOIウェーハ10は、その研磨加工が終了し例えばベベル加工等の次工程に送られる。一方、SOI層の厚さが許容範囲からはずれたSOIウェーハ10は、再び貼付けプレート101に接着ワックスにより貼付け、それ等のSOI層13に対して追加の研磨加工を施す。ここで、複数の貼付けプレートで研磨処理したSOIウェーハ10のうちSOI層13の厚さが近いウェーハを新たに1つの貼付けプレートに貼付けして、追加研磨を行うようにする。
When the thickness of the SOI layer falls within an allowable range, the
このように、複数枚のバッチ処理の研磨工程では、過度の研磨加工を行うとそのSOIウェーハが使用不能になることから、SOI層13が所要の厚さになるまで上記研磨加工およびSOI層13の厚さ測定を繰り返して行うことになる。
Thus, in the polishing process of batch processing of a plurality of sheets, if excessive polishing is performed, the SOI wafer becomes unusable. Therefore, the polishing process and the
しかし、上記SOI層の厚さ測定方法を用いたSOIウェーハの研磨工程にあっては、そのバッチ処理による製造コスト低減が可能であるが、上記研磨加工および厚さ測定において、貼付けプレートに対しSOIウェーハの剥離と貼付を繰り返さなければならない。このため、研磨工程の作業性および生産性の向上に限界が生じていた。また、SOIウェーハの上記剥離と貼付の繰り返しは、SOI層表面のキズ、スクラッチ等の機械的損傷、あるいは厚さ測定におけるSOIウェーハ裏面の吸着跡のような痕跡損傷を引き起こし易く、SOIウェーハ製品の歩留まりを低減させる要因になっていた。 However, in the polishing process of the SOI wafer using the SOI layer thickness measurement method, the manufacturing cost can be reduced by the batch processing. In the polishing process and the thickness measurement, the SOI plate is bonded to the affixing plate. Wafer stripping and pasting must be repeated. For this reason, the improvement in workability and productivity of the polishing process has been limited. In addition, the repeated peeling and sticking of the SOI wafer easily causes mechanical damage such as scratches and scratches on the surface of the SOI layer, or trace damage such as adsorption marks on the back surface of the SOI wafer in the thickness measurement. It was a factor to reduce the yield.
これに対して、SOIウェーハを研磨加工しながら膜厚測定を行う、いわゆるインラインでSOI層の厚さをモニタリングする研磨方法および研磨装置が開示されている(例えば、特許文献2,3参照)。しかし、これ等の研磨方法は、いずれも枚葉処理の方法となり、SOI層の厚さ制御が高精度になるものの上記バッチ処理の場合に比べて製造コスト低減を難しくする。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、バッチ処理のSOIウェーハの研磨工程において、例えば接着ワックス等の接着剤により貼付けプレートにSOIウェーハを貼付けた状態でそのSOI層の厚さを高精度で簡便に計測でき、そのSOI層の研磨量の制御に効果的なSOI層の厚さ測定方法および測定装置を提供することを目的にする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the polishing process of batch-processed SOI wafers, the thickness of the SOI layer is set in a state where the SOI wafer is adhered to the affixing plate with an adhesive such as adhesive wax. An object of the present invention is to provide an SOI layer thickness measuring method and measuring apparatus which can be easily measured with high accuracy and are effective in controlling the polishing amount of the SOI layer.
上記目的を達成するために、第一の発明にかかるSOI層の厚さ測定方法は、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのSOI層にするSOIウェーハ製造における前記SOI層の厚さ測定方法であって、複数のSOIウェーハを前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けプレート表面に接着剤で貼付け、前記複数のSOIウェーハの前記活性層用ウェーハ表面を研磨布の貼付けられた研磨定盤面に摺接させ、研磨剤の作用により、前記複数のSOIウェーハの活性層用ウェーハ表面を研磨した後において、前記貼付けプレートを保持する研磨装置から前記貼付けプレートを脱着させ、前記複数のSOIウェーハを前記貼付けプレートに貼付けた状態でそれぞれのSOI層の厚さを光学的に計測する、という構成になっている。 In order to achieve the above object, a method for measuring the thickness of an SOI layer according to a first aspect of the present invention includes bonding a support wafer and an active layer wafer through an insulating film, and bonding the active layer wafer to the active layer wafer. A method for measuring the thickness of the SOI layer in manufacturing an SOI wafer having an SOI layer having a required thickness, wherein a plurality of SOI wafers are pasted from the back surface of the support wafer to the pasting plate surface with an adhesive, After the surface of the wafer for active layer of the SOI wafer is brought into sliding contact with the surface of the polishing surface plate to which the polishing cloth is pasted, and the surface of the wafer for active layer of the plurality of SOI wafers is polished by the action of the abrasive, the pasting plate Each of the SOI wafers in a state where the plurality of SOI wafers are pasted on the pasting plate. It has a thickness of the optically measured, that the structure.
そして、第二の発明にかかるSOI層の厚さ測定装置は、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのSOI層にするSOIウェーハ製造における前記SOI層の厚さ測定装置であって、複数のSOIウェーハが接着剤により前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けられた貼付けプレートが、前記複数のSOIウェーハの前記活性層用ウェーハを研磨加工し前記SOI層にした後に前記SOI層を上方にして載置される計測用ステージと、前記貼付けプレートの上方に配置され、前記複数のSOIウェーハの前記SOI層に測定光を照射すると共に前記SOI層からの測定光の反射光もしくは透過光を受光する計測用ヘッドと、前記測定光を出射する測定光源と、前記測定光源から出射した測定光を計側用ヘッドに伝送する第1の光ファイバーと、前記反射光もしくは透過光を分光し強度測定する分光器と、前記計測用ヘッドから前記分光器に前記反射光もしくは透過光を伝送する第2の光ファイバーと、を有する構成になっている。 The SOI layer thickness measuring apparatus according to the second aspect of the invention is a method in which a support wafer and an active layer wafer are bonded and bonded via an insulating film, and the active layer wafer is bonded to an SOI having a required thickness. An apparatus for measuring the thickness of the SOI layer in manufacturing an SOI wafer to be layered, wherein a plurality of SOI wafers are adhered from the back surface of the support wafer by an adhesive, and the activity of the plurality of SOI wafers A wafer for layering is polished to form the SOI layer, and the measurement stage is placed with the SOI layer facing upward. The measuring stage is disposed above the affixing plate, and the measurement light is applied to the SOI layers of the plurality of SOI wafers. And a measurement head that receives reflected or transmitted light of the measurement light from the SOI layer, a measurement light source that emits the measurement light, and the measurement light A first optical fiber that transmits measurement light emitted from a light source to a measuring head; a spectroscope that divides the reflected light or transmitted light to measure intensity; and the reflected light or transmitted light from the measuring head to the spectrometer. And a second optical fiber that transmits light.
本発明の構成により、バッチ処理のSOIウェーハの研磨工程において、例えば接着ワックス等の接着剤により貼付けプレートにSOIウェーハを貼付けた状態でそのSOI層の厚さを高精度で簡便に計測でき、そのSOI層の研磨量が効果的に制御できる。そして、SOIウェーハ製造において、低い製造コストおよび高い生産性が容易に確保される。また、研磨工程でのSOI層のキズ、スクラッチ等の損傷が低減しSOIウェーハ製品の歩留まりが向上する。 With the configuration of the present invention, in the polishing process of batch-process SOI wafers, the thickness of the SOI layer can be easily measured with high accuracy in a state where the SOI wafer is attached to the application plate with an adhesive such as an adhesive wax. The polishing amount of the SOI layer can be controlled effectively. And in SOI wafer manufacture, low manufacturing cost and high productivity are ensured easily. In addition, damage such as scratches and scratches in the SOI layer in the polishing process is reduced, and the yield of SOI wafer products is improved.
以下、本発明の好適な実施形態について図1ないし図4を参照して説明する。図1は本実施形態における研磨加工の説明に供するためのSOIウェーハ研磨装置の研磨ヘッド部の側面図である。そして、図2は本実施形態にかかるSOI層の厚さ測定方法を示す側面図であり、図3は本実施形態にかかるSOI層の厚さ測定装置の一例を示す概略構成図である。上記図面において互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a polishing head portion of an SOI wafer polishing apparatus for explaining the polishing process in this embodiment. FIG. 2 is a side view showing a method for measuring the thickness of the SOI layer according to this embodiment, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a thickness measuring apparatus for the SOI layer according to this embodiment. In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and a part of the overlapping description is omitted.
例えば、5インチφ口径で600〜800μm厚のシリコンウェーハから成る支持体用ウェーハおよび同様なシリコンウェーハから成る活性層用ウェーハが約1μm厚のシリコン酸化膜を介して貼合わせ接着されたSOIウェーハを多数枚用意する。そして、研磨加工の前工程において、これ等のSOIウェーハの外周研削を行い、更に上記活性層用ウェーハを平面研削して上述したように所定の研磨代を残し薄膜化する。 For example, an SOI wafer in which a support wafer made of a silicon wafer having a diameter of 5 inches and a thickness of 600 to 800 μm and an active layer wafer made of a similar silicon wafer are bonded and bonded through a silicon oxide film having a thickness of about 1 μm. Prepare a large number of sheets. Then, in the pre-process of polishing, the outer peripheral grinding of these SOI wafers is performed, and the active layer wafer is further subjected to surface grinding to leave a predetermined polishing margin and thin the film as described above.
そして、図1に示すように、研磨装置の1つの貼付けプレート21に接着ワックス等の接着剤によりSOIウェーハ10を貼付ける。ここで、従来の技術で説明したのと同様に、支持体用ウェーハ11の裏面にスピンコートした接着ワックス等の接着剤によりSOIウェーハ10が貼付けプレートに固着される。
Then, as shown in FIG. 1, the
上記貼付けプレート21は、例えば300mmφ径のアルミナプレートから成り、研磨装置の支持ヘッド22上面に例えばボルト等により着脱自在に取り付けられるようになっている。そして、研磨装置の研磨定盤23は、その下面に研磨布24が貼付けられ、貼付けプレート21上に対向配置され、研磨定盤駆動部25による上下移動26と回転27ができるようになっている。ここで、回転27の方向は順逆どちらであっても構わない。
The affixing
そして、SOIウェーハ10の研磨加工では、研磨定盤駆動部25により研磨定盤23を所定位置まで下方移動させ、研磨布24が全てのSOIウェーハ10のSOI層13となる活性層用ウェーハ表面を摺接するようにし、更に研磨定盤23に加圧および回転を与える。そして、研磨布24に含浸するスラリー作用により、上述した研磨代のある活性層用ウェーハ表面を研磨加工し所要の厚さ例えば10μm程度の厚さのSOI層13にする。
In the polishing process of the
この研磨加工では、従来の技術で説明したのと同様に、活性層用ウェーハ表面の研磨量は所定の研磨時間により制御し、活性層用ウェーハが所要の厚さのSOI層13になる研磨時間で研磨定盤の回転を止め、研磨加工を停止させる。
In this polishing process, as described in the prior art, the polishing amount on the surface of the active layer wafer is controlled by a predetermined polishing time, and the polishing time during which the active layer wafer becomes the
そして、貼付けプレート21を支持ヘッド22から脱着させ、貼付けプレート21面に貼付けられている全てのSOIウェーハ10のSOI層13の厚さ測定を貼付けプレート21に貼付けた状態で行う。この貼付状態でのSOI層13の厚さ測定について図2を参照して説明する。
Then, the affixing
図2に示すように、本実施形態にかかるSOI層13の厚さ測定は、例えば水平方向に広範囲に可動のステンレス製のX−Yステージ28上に上記脱着した貼付けプレート21をほぼ水平に載置する。そして、X−Yステージ28をX方向あるいはY方向に自在に移動させて、貼付けプレート21に貼付けた状態にある全てのSOIウェーハ10のSOI層13の厚さ測定を行う。
As shown in FIG. 2, the thickness of the
この厚さ測定では、測定装置の測定光源から例えば光ファイバー29を介して所定の波長領域の測定光を伝送させ、計測ヘッド30からSOIウェーハ10に照射する。ここで、測定光の入射光31がSOI層13の表面から反射する反射光32aと、入射光31がSOI層13と絶縁膜12の界面領域から反射する反射光32bとの光干渉情報について上記波長領域にわたり分光器を通して検出する。そして、この光干渉情報からSOI層13の厚さを算出する。
In this thickness measurement, measurement light in a predetermined wavelength region is transmitted from a measurement light source of the measurement device via, for example, an
上記分光干渉法によるSOI層13の厚さ測定する方法では、例えば分散型分光器を用い所定の波長領域の測定光を使用する。この測定原理は、図4に示すように、上記波長領域の波長λの入射光21に対する上記反射光32aと反射光32bの干渉光を測定すると、例えば次の式を満たす波長λmおよびλm+1において干渉光の強度が極大になる。
In the method of measuring the thickness of the
2tn=mλm ・・・(1)
2tn=(m+1)λm+1 ・・・(2)
2tn = mλ m (1)
2tn = (m + 1) λ m + 1 (2)
(1)、(2)式より、
t=1/(2n)×[(1/λm+1)−(1/λm)]−1
=1/(2n)×(km+1−km)−1=1/(2nΔk) ・・・(3)
ここで、tはSOI層13の厚さ、nはSiの屈折率、mは正整数、kは光の波数、Δkは干渉光が極大となる波数間隔である。
From equations (1) and (2)
t = 1 / (2n) × [(1 / λ m + 1 ) − (1 / λ m )] −1
= 1 / (2n) × ( k m + 1 -k m) -1 = 1 / (2nΔk) ··· (3)
Here, t is the thickness of the
そこで、例えば、光干渉情報の中で上記(3)式に基づいてSOI層13の厚さを算出することができる。
Therefore, for example, the thickness of the
ここで、測定光の波長領域はSOI層13の厚さにより適宜に決められる。Siによる光の透過率は波長λが長くなると共に増大し、例えば800nm以上になると極めて大きくなる。一方、通常、波長λが短くなると共にSOI層13の厚さの測定精度は向上する。そして、通常、透過率は10%以上であれば光干渉が明確に検出できる。これ等のことから、例えば、所要のSOI層13の厚さが10μm程度以下となる場合には、測定光は可視光あるいは近赤外光とし、厚さが10μmを超える場合には測定光としては800nm〜1.9μmの赤外光の波長領域とすると好適となる。このようにして、SOI層の厚さ測定の精度は所要のSOI層の厚さの±5%以下にすることができる。
Here, the wavelength region of the measurement light is appropriately determined depending on the thickness of the
なお、上記分光干渉法によるSOI層13の厚さ測定では、上述した分散型分光器を用いて可視光スペクトルを測定する方法の他に、フーリエ変換型赤外分光光度計により赤外の分光スペクトルを解析する方法であっても構わない。
In addition, in the measurement of the thickness of the
本実施形態のSOI層13の厚さ測定では、X−Yステージ28が水平に広範囲に移動できることから、貼付けプレート21上の全てのSOIウェーハ10のSOI層13の厚さは迅速に計測される。なお、上記実施形態において、計測ヘッド30がX−Y方向に走査するようになっていても同様の効果が奏される。この計測ヘッド30を走査する場合には、X−Yステージ28を用いる場合に比べ広範囲のSOIウェーハ10の測定が可能になり、貼付けプレート21の面積を広くし大型化することができる。
In the measurement of the thickness of the
また、従来の技術の場合のようにSOIウェーハ10を貼付けプレート21から剥離することなく、複数枚のSOIウェーハ10を貼付けプレート21面に貼付けた状態のままでそれ等のSOI層13の厚さを測定することから、厚さ測定の作業性は大幅に向上する。
Further, the thickness of the
上述したように、研磨装置に対して着脱自在に取り付けられる貼付けプレート21としては、SOIウェーハの研磨加工の研磨用ヘッドおよびSOI層の厚さ測定の計測用ステージに兼用できるようになっている。このような貼付けプレート21に使用できる材料としては、その他に窒化アルミニウム、イットリウム、ジルコニア、イットリウムアルミニウムガーネット等のセラミックスが挙げられる。
As described above, the affixing
そして、上記SOIウェーハの研磨加工において、SOI層13の厚さが許容範囲となったSOIウェーハ10は、貼付けプレート21からSOIウェーハ10の剥離が行われ、例えばベベル加工等の次工程に送られる。
In the polishing process of the SOI wafer, the
一方、SOI層13の厚さが許容範囲からはずれたSOIウェーハ10は、貼付けプレート21に貼付けられたままにされ、それ等のSOI層13に対する追加の研磨加工を施す。そして、上述したSOI層の厚さ測定方法により貼付状態のSOI層厚さ測定を行う。また、SOI層13の厚さが許容範囲になっているかどうかの判定を行い、SOI層13の厚さが許容範囲になるまで上述した研磨加工と厚さ測定を繰り返す。
On the other hand, the
次に、本実施形態にかかるSOI層の厚さ測定装置の一例について図3を参照して説明する。測定装置には、例えば、測定光源33、ビームスプリッター34、投光用の多分岐光ファイバー35、マルチ計測ヘッド36、受光用の多分岐光ファイバー37、計測切換え器38、分光器39およびパーソナルコンピューター(PC)40が備えられている。ここで、測定光源33とビームスプリッター34の間は投光用ファイバー41により、また、計測切換え器38と分光器39の間は受光用ファイバー42により、それぞれ結合されている。
Next, an example of the SOI layer thickness measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The measurement apparatus includes, for example, a
測定光源33としては、例えばハロゲン系ランプ、発熱球、キセノンランプ等の光源ランプあるいはフォトダイオードアレイが用いられる。ここで、上記厚さの測定方法で説明したように所定の波長領域が取り出されるように光フィルターを測定光源33と投光用ファイバー41の間に挿設してもよい。また、測定光源33はレーザ光を出射するようになっていても構わない。
As the
上述したようにSOI層13の所要の厚さが10μm程度以下の場合には、測定光の波長は例えば500〜900nmの可視光から近赤外光とする。この波長領域では、水での透過率は略100%であり、SOI層13上に水が残留していてもSOI層の厚さ測定に支障は全く生じない。なお、測定光の波長が900nmを超えてくると波長により水中の透過率が変わってくることから、SOI層13の厚さが10μmを超える場合には測定光としては800nm〜1.9μmの赤外光の波長領域において比較的に上記透過率が高くなる波長帯域を選択するとよい。
As described above, when the required thickness of the
ビームスプリッター34は、例えばハーフミラーアレイ等の光学素子から成り、測定光源33から投光用ファイバー41を介して伝送された測定光を多数に分岐(図3では5つ)させ、投光用の多分岐光ファイバー35と結合させようになっている。なお、投光用の多分岐光ファイバー35は投光用ファイバー41と共に第1の光ファイバーを構成する。
The
マルチ計測ヘッド36は、複数(図3では5つ)の計測ヘッドから成る。ここで、それぞれの計測ヘッドは投光用の分岐光ファイバー35のそれぞれの光ファイバーから伝送された測定光をSOIウェーハ10のSOI層13の表面に向けて照射する。また、上述したようにSOI層13からの反射光を受け取る機能を有する。そして、このマルチ計測ヘッド36から受け取られたSOI層13からの反射光が受光用の多分岐光ファイバー37を通して計測切換え器38に送られるようになっている。なお、投光用の分岐光ファイバー35と受光用の多分岐光ファイバー37はいわゆるバンドル型ファイバーにより構成されてマルチ計測ヘッド36へと接続されるようになっている。
The
計測切換え器38は、光スイッチ等を含む光学素子から成り、受光用の多分岐光ファイバー37を通して伝送される反射光の切り替えを行い、受光用ファイバー42を通してそれ等の反射光を分光器39に伝送するようになっている。なお、受光用の多分岐光ファイバー37は受光用ファイバー42と共に第2の光ファイバーを構成する。
The
分光器39は、波長分光する回折格子と受光センサーである例えばCCDアレイを含んで構成される。受光用ファイバー42を介して送られてきたSOI層13からの光干渉した反射光は、回折格子によって各波長別に分光され、各波長別の光干渉情報としてCCDアレイにて一括して受け入れるような構成となっている。そして、分光器39は、計測切換え器38の切り替え動作により、マルチ計測ヘッド36からの光干渉情報を高速に取得する。
The
PC40は、分光器39で取得した光干渉情報に基づいて、SOI層13の厚さの算出、SOIウェーハ10上でのSOI層の厚さマッピング、それ等の分布等の解析を行い、これ等の結果を出力する。また、PC40は、例えば計測切換え器38の切り替え動作、X−Yステージ28の走査を含む測定装置の全ての駆動制御を行う。そして、例えばマッピング測定におけるSOIウェーハ上の測定点等のPC40への入力情報に従って、SOI層13の厚さ測定が行われるようになっている。
The
上記測定装置では、SOI層13の厚さのマッピング測定が高速にできるように、多分岐光ファイバー、マルチ計測ヘッド等を有する構造について説明したが、図2で説明したような計測ヘッド30を有する構造のものであっても構わない。
In the measurement apparatus, the structure having the multi-branch optical fiber, the multi-measurement head, etc. has been described so that the thickness mapping measurement of the
また、SOI層の厚さ測定方法で説明したのと同様に、上記測定装置において、X−Yステージ28は固定され、マルチ計測ヘッド36がX−Y方向に走査するようになっていても構わない。
Similarly to the method for measuring the thickness of the SOI layer, in the measurement apparatus, the
上記実施形態では、SOIウェーハのバッチ処理による活性層用ウェーハの研磨工程において、貼付けプレートはSOIウェーハの研磨加工の研磨用ヘッドおよびSOI層の厚さ測定の計測用ステージとして兼用される。そして、研磨加工の後で脱着された貼付けプレートにSOIウェーハを貼付けた状態のままでSOI層の厚さを光干渉法により測定する。このSOI層の厚さ測定方法は、従来の技術のように貼付けプレートに対しSOIウェーハの剥離と貼付を繰り返すことがなく、SOIウェーハの研磨加工の工程における作業性および生産性を大きく向上させ、そのSOI層の研磨量の制御に極めて効果的になる。 In the above embodiment, in the polishing process of the active layer wafer by batch processing of SOI wafers, the affixing plate is also used as a polishing head for polishing the SOI wafer and a measurement stage for measuring the thickness of the SOI layer. Then, the thickness of the SOI layer is measured by an optical interference method while the SOI wafer is stuck on the sticking plate detached after the polishing process. This method for measuring the thickness of the SOI layer does not repeat the peeling and sticking of the SOI wafer to the sticking plate as in the prior art, greatly improving the workability and productivity in the polishing process of the SOI wafer, This is extremely effective in controlling the polishing amount of the SOI layer.
また、従来の技術で生じていたSOI層のキズ、スクラッチ等の機械的損傷、あるいは厚さ測定におけるSOIウェーハ裏面の吸着跡のような痕跡損傷がなくなり、SOIウェーハ製品の歩留まりが向上する。 In addition, mechanical damage such as scratches and scratches in the SOI layer, which has occurred in the prior art, or trace damage such as adsorption traces on the back surface of the SOI wafer in thickness measurement is eliminated, and the yield of SOI wafer products is improved.
そして、本実施形態のSOI層の厚さ測定装置により、SOI層13の厚さのマッピング測定が高速にしかも高精度にできる、また、計測用ヘッドとSOI層との間の焦点合わせが不要になり、更にはSOI層の表面に水分が残留していても測定に支障が無く、極めて簡便に厚さ測定ができる。これ等のために、SOI層の厚さ測定における作業性が大きく向上する。
The SOI layer thickness measuring apparatus of the present embodiment can perform the mapping measurement of the thickness of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
10 SOIウェーハ
11 支持体用ウェーハ
12 絶縁膜
13 SOI層
21 貼付けプレート
22 支持ヘッド
23 研磨定盤
24 研磨布
25 研磨定盤駆動部
26 上下移動
27 回転
28 X−Yステージ
29 光ファイバー
30 計測ヘッド
31 入射光
32a SOI層表面からの反射光
32b 絶縁膜面からの反射光
33 測定光源
34 ビームスプリッター
35 投光用の多分岐光ファイバー
36 マルチ計測ヘッド
37 受光用の多分岐光ファイバー
38 計測切換え器
39 分光器
40 パーソナルコンピューター
41 投光用ファイバー
42 受光用ファイバー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数のSOIウェーハを前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けプレート表面に接着剤で貼付け、前記複数のSOIウェーハの前記活性層用ウェーハ表面を研磨布の貼付けられた研磨定盤面に摺接させ、研磨剤の作用により、前記複数のSOIウェーハの活性層用ウェーハ表面を研磨した後において、
前記貼付けプレートを保持する研磨装置から前記貼付けプレートを脱着させ、前記複数のSOIウェーハを前記貼付けプレートに貼付けた状態でそれぞれのSOI層の厚さを光学的に計測することを特徴とするSOI層の厚さ測定方法。 This is a method for measuring the thickness of the SOI layer in manufacturing an SOI wafer, in which a support wafer and an active layer wafer are bonded and bonded together via an insulating film to make the active layer wafer an SOI layer having a required thickness. And
A plurality of SOI wafers are pasted from the back surface of the support wafer to the affixing plate surface with an adhesive, and the active layer wafer surfaces of the plurality of SOI wafers are brought into sliding contact with a polishing surface plate surface to which a polishing cloth is adhered, and polished. After polishing the active layer wafer surface of the plurality of SOI wafers by the action of the agent,
An SOI layer characterized in that the thickness of each SOI layer is optically measured in a state where the affixing plate is detached from a polishing apparatus that holds the affixing plate, and the plurality of SOI wafers are affixed to the affixing plate. Thickness measurement method.
複数のSOIウェーハが接着剤により前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けられた貼付けプレートが、前記複数のSOIウェーハの前記活性層用ウェーハを研磨加工し前記SOI層にした後に前記SOI層を上方にして載置される計測用ステージと、
前記貼付けプレートの上方に配置され、前記複数のSOIウェーハの前記SOI層に測定光を照射すると共に前記SOI層からの測定光の反射光もしくは透過光を受光する計測用ヘッドと、
前記測定光を出射する測定光源と、
前記測定光源から出射した測定光を計側用ヘッドに伝送する第1の光ファイバーと、
前記反射光もしくは透過光を分光し強度測定する分光器と、
前記計測用ヘッドから前記分光器に前記反射光もしくは透過光を伝送する第2の光ファイバーと、
を備えていることを特徴とするSOI層の厚さ測定装置。 An apparatus for measuring the thickness of an SOI layer in manufacturing an SOI wafer, in which a wafer for a support and an wafer for an active layer are bonded to each other through an insulating film to make the wafer for an active layer an SOI layer having a required thickness. And
A bonding plate in which a plurality of SOI wafers are bonded from the back surface of the support wafer by an adhesive is used to polish the active layer wafer of the plurality of SOI wafers to form the SOI layer, and then the SOI layer is placed upward. A measurement stage placed on the
A measurement head that is disposed above the affixing plate and irradiates the SOI layer of the plurality of SOI wafers with measurement light and receives reflected or transmitted light of the measurement light from the SOI layer;
A measurement light source for emitting the measurement light;
A first optical fiber for transmitting the measurement light emitted from the measurement light source to the measuring head;
A spectroscope for spectrally measuring the reflected light or transmitted light and measuring the intensity;
A second optical fiber for transmitting the reflected light or transmitted light from the measuring head to the spectrometer;
An SOI layer thickness measuring apparatus comprising:
4. The SOI layer thickness measuring apparatus according to claim 3, wherein the thickness of the SOI layer is calculated from optical interference information in the reflected light or transmitted light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007302591A JP2009130078A (en) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | Method and device of measuring thickness of soi layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007302591A JP2009130078A (en) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | Method and device of measuring thickness of soi layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009130078A true JP2009130078A (en) | 2009-06-11 |
Family
ID=40820711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007302591A Pending JP2009130078A (en) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | Method and device of measuring thickness of soi layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009130078A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108857859A (en) * | 2016-05-11 | 2018-11-23 | 凯斯科技股份有限公司 | The polishing control method and polishing system of chip |
-
2007
- 2007-11-22 JP JP2007302591A patent/JP2009130078A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108857859A (en) * | 2016-05-11 | 2018-11-23 | 凯斯科技股份有限公司 | The polishing control method and polishing system of chip |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102086168B1 (en) | Laser machining apparatus and laser machining method | |
JP6501273B2 (en) | Substrate processing method | |
CN106239352B (en) | Grinding device | |
JP5474093B2 (en) | Polishing pad having window support and polishing system | |
JP2770101B2 (en) | Polishing method of bonded wafer | |
JP3327175B2 (en) | Detection unit and wafer polishing apparatus provided with the detection unit | |
WO2004001827A1 (en) | Method and apparatus for splitting semiconducor wafer | |
US10816323B2 (en) | Film-thickness measuring apparatus, polishing apparatus, and polishing method | |
KR20070118617A (en) | Bonded wafer manufacturing method, bonded wafer, and plane polishing apparatus | |
IL100978A (en) | Thinned charge-coupled devices and method for making the same | |
US20230093945A1 (en) | Method and apparatus for producing at least one modification in a solid body | |
TWI292357B (en) | Apparatus for and method of wafer grinding | |
WO1998005066A3 (en) | Methods and apparatus for the in-process detection and measurement of thin film layers | |
TW201941290A (en) | Wafer processing method | |
US6719608B1 (en) | Fabrication of devices with fibers engaged to grooves on substrates | |
JP2004017229A (en) | Substrate polishing device | |
JP2009130078A (en) | Method and device of measuring thickness of soi layer | |
US20110201256A1 (en) | Undoped silicon heat spreader window | |
JP2022172109A (en) | Wafer processing method | |
JPH10125634A (en) | Polishing apparatus | |
JPH10307004A (en) | Recognition apparatus for object to be worked | |
JP2018064053A (en) | Method for measuring thickness of surface coating of semiconductor substrate | |
JP2009130077A (en) | Method of manufacturing soi wafer | |
JP2019160971A (en) | Wafer processing method | |
US11860097B2 (en) | Measuring apparatus that measures height position or thickness of measurement-target object |