JP2021004796A - 半導体ウェーハの厚み測定方法及び半導体ウェーハの厚み測定システム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)所定の帯域幅を有する赤外光を半導体ウェーハの表面の所定位置に照射する第1工程と、
前記赤外光が前記半導体ウェーハの表面で反射してなる第1反射光と、前記赤外光が前記半導体ウェーハを透過して該半導体ウェーハの裏面で反射してなる第2反射光との干渉光を検出する第2工程と、
前記第2工程で検出した前記干渉光の分光スペクトルを得る第3工程と、
前記分光スペクトルを波形解析して、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を求める第4工程と、
前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を、前記半導体ウェーハの屈折率で除することによって、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を得る第5工程と、
を前記半導体ウェーハの面内の複数点で行う半導体ウェーハの厚み測定方法であって、
前記半導体ウェーハの温度が前記半導体ウェーハの厚み測定値に与える影響に関する情報を予め求め、
前記所定位置での前記半導体ウェーハの温度を測定し、
前記情報と、測定した前記半導体ウェーハの温度とに基づいて、前記第5工程で得た前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を補正することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定方法。
所定の帯域幅を有する赤外光を前記半導体ウェーハの表面の所定位置に照射する第1工程を行う光学ユニットと、
前記赤外光が前記半導体ウェーハの表面で反射してなる第1反射光と、前記赤外光が前記半導体ウェーハを透過して該半導体ウェーハの裏面で反射してなる第2反射光との干渉光を検出する第2工程を行う検出ユニットと、
前記検出ユニットで検出した前記干渉光の分光スペクトルを得る第3工程と、
前記分光スペクトルを波形解析して、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を求める第4工程と、
前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を、前記半導体ウェーハの屈折率で除することによって、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を得る第5工程と、
を行う演算部と、
前記所定位置を、前記半導体ウェーハの面内の複数点に設定可能な、前記光学ユニットと前記半導体ウェーハとの相対位置の可動機構と、
を有し、前記第1工程から前記第5工程を前記半導体ウェーハの面内の複数点で行う半導体ウェーハの厚み測定システムであって、
前記半導体ウェーハの温度が前記半導体ウェーハの厚み測定値に与える影響に関する情報を記憶したメモリと、
前記所定位置での前記半導体ウェーハの温度を測定する温度センサと、
をさらに有し、
前記演算部は、前記メモリに記憶された前記情報と、前記温度センサにより測定された前記半導体ウェーハの温度とに基づいて、前記第5工程で得た前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を補正することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定システム。
(第1工程)
所定の帯域幅を有する赤外光をシリコンウェーハの表面の所定位置(測定点)に照射する。
(第2工程)
赤外光がシリコンウェーハの表面で反射してなる第1反射光と、赤外光がシリコンウェーハを透過してシリコンウェーハの裏面で反射してなる第2反射光との干渉光を検出する。
(第3工程)
第2工程で検出した干渉光の分光スペクトルを得る。
(第4工程)
分光スペクトルを波形解析して、前記所定位置でのシリコンウェーハの厚みに相当する光路長を求める。
(第5工程)
シリコンウェーハの厚みに相当する光路長を、シリコンウェーハの屈折率で除することによって、前記所定位置でのシリコンウェーハの厚み測定値を得る。
補正厚み測定値(μm)=厚み測定値(μm)+0.0695(μm/℃)×A(℃)
つまり、ΔT=1℃(例えば26℃)の測定点においては、厚み測定値に0.0695μmを加えて、補正厚み測定値とし、ΔT=−1℃(例えば24℃)の測定点においては、厚み測定値から0.0695μmを引いて、補正厚み測定値とする。このような補正は、シリコンウェーハの面内での温度の差異に起因するシリコンウェーハの厚み測定値のばらつきを補償することができる。つまり、このようにしてシリコンウェーハの厚みを面内の複数点において測定することによって、面内の温度ばらつきに起因する厚み測定値のばらつきを抑制することができる。
10 厚み測定装置
12 光学ユニット
14 検出ユニット
16 演算部
20 回転台座
22 チャック
24 センサ支持部
24A 脚部
24B 腕部
26 ガイドレール
30 温度センサ
W シリコンウェーハ
Claims (10)
- 所定の帯域幅を有する赤外光を半導体ウェーハの表面の所定位置に照射する第1工程と、
前記赤外光が前記半導体ウェーハの表面で反射してなる第1反射光と、前記赤外光が前記半導体ウェーハを透過して該半導体ウェーハの裏面で反射してなる第2反射光との干渉光を検出する第2工程と、
前記第2工程で検出した前記干渉光の分光スペクトルを得る第3工程と、
前記分光スペクトルを波形解析して、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を求める第4工程と、
前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を、前記半導体ウェーハの屈折率で除することによって、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を得る第5工程と、
を前記半導体ウェーハの面内の複数点で行う半導体ウェーハの厚み測定方法であって、
前記半導体ウェーハの温度が前記半導体ウェーハの厚み測定値に与える影響に関する情報を予め求め、
前記所定位置での前記半導体ウェーハの温度を測定し、
前記情報と、測定した前記半導体ウェーハの温度とに基づいて、前記第5工程で得た前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を補正することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定方法。 - 前記補正は、前記半導体ウェーハの面内での温度の差異に起因する前記半導体ウェーハの厚み測定値のばらつきを補償する、請求項1に記載の半導体ウェーハの厚み測定方法。
- 前記情報は、テスト用半導体ウェーハを種々の温度に設定して、前記第1工程から前記第5工程を行うことによって求めた、前記テスト用半導体ウェーハの温度と、前記テスト用半導体ウェーハの厚み測定値との関係である、請求項1又は2に記載の半導体ウェーハの厚み測定方法。
- 前記情報は、前記テスト用半導体ウェーハの温度と、前記テスト用半導体ウェーハの厚み測定値との関係から求めた、単位温度あたりの厚み測定値の変動量である、請求項3に記載の半導体ウェーハの厚み測定方法。
- 前記テスト用半導体ウェーハは、前記半導体ウェーハと同一であるか、前記半導体ウェーハと同じ抵抗率を有する、請求項3又は4に記載の半導体ウェーハの厚み測定方法。
- 半導体ウェーハを載置する台座と、
所定の帯域幅を有する赤外光を前記半導体ウェーハの表面の所定位置に照射する第1工程を行う光学ユニットと、
前記赤外光が前記半導体ウェーハの表面で反射してなる第1反射光と、前記赤外光が前記半導体ウェーハを透過して該半導体ウェーハの裏面で反射してなる第2反射光との干渉光を検出する第2工程を行う検出ユニットと、
前記検出ユニットで検出した前記干渉光の分光スペクトルを得る第3工程と、
前記分光スペクトルを波形解析して、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を求める第4工程と、
前記半導体ウェーハの厚みに相当する光路長を、前記半導体ウェーハの屈折率で除することによって、前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を得る第5工程と、
を行う演算部と、
前記所定位置を、前記半導体ウェーハの面内の複数点に設定可能な、前記光学ユニットと前記半導体ウェーハとの相対位置の可動機構と、
を有し、前記第1工程から前記第5工程を前記半導体ウェーハの面内の複数点で行う半導体ウェーハの厚み測定システムであって、
前記半導体ウェーハの温度が前記半導体ウェーハの厚み測定値に与える影響に関する情報を記憶したメモリと、
前記所定位置での前記半導体ウェーハの温度を測定する温度センサと、
をさらに有し、
前記演算部は、前記メモリに記憶された前記情報と、前記温度センサにより測定された前記半導体ウェーハの温度とに基づいて、前記第5工程で得た前記所定位置での前記半導体ウェーハの厚み測定値を補正することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定システム。 - 前記補正は、前記半導体ウェーハの面内での温度の差異に起因する前記半導体ウェーハの厚み測定値のばらつきを補償する、請求項6に記載の半導体ウェーハの厚み測定システム。
- 前記情報は、テスト用半導体ウェーハを種々の温度に設定して、前記第1工程から前記第5工程を行うことによって求めた、前記テスト用半導体ウェーハの温度と、前記テスト用半導体ウェーハの厚み測定値との関係である、請求項6又は7に記載の半導体ウェーハの厚み測定システム。
- 前記情報は、前記テスト用半導体ウェーハの温度と、前記テスト用半導体ウェーハの厚み測定値との関係から求めた、単位温度あたりの厚み測定値の変動量である、請求項8に記載の半導体ウェーハの厚み測定システム。
- 前記テスト用半導体ウェーハは、前記半導体ウェーハと同一であるか、前記半導体ウェーハと同じ抵抗率を有する、請求項8又は9に記載の半導体ウェーハの厚み測定システム。
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