JP3505678B2 - ウエハの歪修正装置 - Google Patents

ウエハの歪修正装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハの歪
を修正する歪修正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイス製造の分野では、半導体
ウエハの大口径化、薄形化が益々進んでいる。そして、
それに伴い、半導体ウエハを平らに仕上げることが困難
になり、歪を有する半導体ウエハが増加しつつある。
【0003】歪を持つ半導体ウエハは、半導体デバイス
製造装置のバキュームチャックによる保持固定ができな
い。即ち、このような半導体ウエハは、半導体デバイス
製造装置に導入することができない。従って、このよう
な半導体ウエハは、半導体デバイスの製造に利用される
ことなく廃棄されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】今後、更なる半導体ウ
エハの大口径化、薄形化の要求が高まるものと予想され
るが、歪発生の問題を解決することなく、半導体ウエハ
の大口径化、薄形化を進めることは非常に困難である。
即ち、今後更に半導体ウエハの大口径化、薄形化が進む
と、歪を有する半導体ウエハの割合がますます増加し、
半導体ウエハの廃棄量が増え、製造効率の悪化、コスト
の上昇を招く。
【0005】そこで、本発明は、半導体ウエハに発生し
た歪を修正するウエハの歪修正装置を提供し、もって、
歪の発生した半導体ウエハの廃棄を防止するとともに、
半導体ウエハの更なる大口径化及び薄形化を可能にする
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ウエハ
を移動させるためのX−Yステージと、前記ウエハの歪
量を計測するための歪計測手段と、前記ウエハに生じた
歪にレーザ光を照射するためのレーザ発振器と、前記X
−Yステージ、前記歪計測手段、及び前記レーザ発振器
を制御して、前記ウエハの歪にレーザ光を照射させ、前
記ウエハの歪を修正する制御手段とを備えていることを
特徴とするウエハの歪修正装置が得られる。
【0007】また、本発明によれば、ウエハを一平面内
で移動させるためのX−Yステージと、該X−Yステー
ジ上に載置された前記ウエハの歪量を計測するための歪
計測手段と、前記X−Yステージ上に載置された前記ウ
エハに部分的にレーザ光を照射するためのレーザ発振器
と、前記X−Yステージ、前記歪計測手段、及び前記レ
ーザ発振器を制御して、前記歪計測手段で計測した歪量
に基づいて前記ウエハの一部表面に前記レーザ光を照射
させ、前記ウエハの歪を修正する制御手段とを備えてい
ることを特徴とするウエハの歪修正装置が得られる。
【0008】具体的には、前記歪計測手段の歪量計測点
と前記レーザ発振器のレーザ光照射領域とが互いに重な
るように、該歪計測手段と該レーザ発振器とを配置し、
前記制御手段が、前記X−Yステージを制御して前記ウ
エハを所定距離ずつ移動させる毎に、前記歪計測手段に
前記歪量計測点での前記ウエハの歪量を計測させ、計測
された歪量に基づいて前記レーザ発振器を制御して前記
照射領域に位置する前記ウエハ表面に前記レーザ光を照
射するようにすればよい。
【0009】あるいは、前記制御手段が、前記歪計測手
段に前記ウエハの歪量を計測させて前記ウエハの全面に
わたる歪量マップを作成し、該歪量マップに基づいて前
記X−Yステージ及びレーザ発振器を制御し、前記レー
ザ光を前記ウエハ表面の一部に選択的に照射するように
すればよい。
【0010】なお、前記レーザ光が照射される領域は、
前記歪量が凸部であることを示す領域である。
【0011】また、前記レーザ発振器としては、YAG
レーザが用いられる。
【0012】また、本発明によれば、ウエハに生じた歪
にレーザ光を照射してその歪を修正することを特徴とす
るウエハの歪修正方法が得られる。
【0013】この歪修正方法では、前記ウエハの歪量測
定を行いながら、前記歪の修正を行う。あるいは、前記
ウエハの歪測定を行って歪量マップを作成した後、該歪
量マップに基づいて、前記歪の修正を行う。
【0014】また、前記レーザー光の照射は、前記歪が
凸部である領域に照射する。
【0015】前記レーザ光としては、YAGレーザ光が
用いられる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
【0017】図1に、本発明の一実施の形態によるウエ
ハの歪修正装置を示す。この歪修正装置は、X−Yステ
ージ11、歪量計測部12、YAGレーザ発振器13、
及び制御部14を有している。
【0018】X−Yステージ11は、ウエハ15を載置
するためのガラス製のステージ本体11−1と、このス
テージ本体11−1を一平面(紙面に垂直な面)内で移
動させるための駆動部11−2とを有している。ステー
ジ本体11−1には、ウエハ15を吸引保持するための
バキュームチャック(図示せず)が設けられている。
【0019】歪量計測部12は、計測用レーザ光を発生
するHe−Neレーザ発振器12−1、計測用レーザ光
を反射するダイクロイックミラー12−2、ダイクロイ
ックミラー12−2からの計測用レーザ光を集光する集
光レンズ12−3、He−Neレーザ発振器12−1と
ダイクロイックミラー12−2との間に配置されたビー
ムスプリッター12−4、ビームスプリッターで反射さ
れた反射レーザ光のビーム径を制限するアパーチャ12
−5、アパーチャ12−5からの反射レーザ光を集光す
るレンズ12−6、レンズ12−6で集光された反射レ
ーザ光の光強度を検出する光検出器(フォトダイオー
ド)12−7、及び光検出器12−7からの検出信号に
基づいて歪量を求め、歪量マップを作成するマトリック
ス歪量計測器12−8を有している。
【0020】YAGレーザ発振器13は、歪量計測部1
2による歪量計測点に、出射する修正用レーザ光を照射
するように配置されている。即ち、YAGレーザ発振器
13は、出射する修正用レーザ光が、ダイクロイックミ
ラー12−2通過し、集光レンズ12−3で集光される
ように配置されている。
【0021】制御部14は、X−Yステージ駆動部11
−2、マトリックス歪量計測器12−8、及びYAGレ
ーザ発振器13に接続され、これらを制御して、ウエハ
15の歪を修正する。
【0022】以下、図1の歪修正装置の動作について説
明する。
【0023】まず、歪修正の対象となるウエハ15をス
テージ本体11−1上に載置する。このとき、ウエハ1
5のデバイス作製面が、図の上側に向くようにする。そ
して、載置したウエハ15をバキュームチャックで吸引
固定する。ただし、基板の歪の程度によっては、吸引固
定できない場合が有るので、その場合は、吸引固定でき
る位置を探すがして移動させるか、あるいはそのままに
する。
【0024】次に、He−Neレーザ発振器12−1か
ら計測用レーザ光を出射させる。He−Neレーザ発振
器12−1から出射した計測用レーザ光は、ビームスプ
リッター12−4で一部反射されるが、残りのレーザ光
は、ダイクロイックミラー12−2に到達する。ダイク
ロイックミラー12−2は、計測用レーザ光を反射し
て、集光レンズ12−3に入射させる。集光レンズ12
−3は、入射した計測用レーザ光を集光し、歪量計測点
に照射する。歪量計測点は、ステージ11−1の上面側
に設定される。
【0025】歪量計測点に照射された計測用レーザ光
は、その場所で、あるいはそれよりも図の上方でウエハ
15の表面(デバイス作製面を表と呼ぶならば裏面)に
照射される。計測用レーザ光は、可視光線なので、ウエ
ハ15に何らの変化を与えることなくそこで反射され
る。ウエハ15の表面で反射された反射レーザ光は、先
程とは逆の経路を辿って、ビームスプリッター12−4
に到達する。ビームスプリッター12−4は、反射レー
ザ光の一部を透過させるが、残りの反射レーザ光を反射
してアパーチャ12−5へ到達させる。アパーチャ12
−5は、例えば、反射光の中心部のみを通過させる。ア
パーチャ12−5を通過した反射レーザ光は、レンズ1
2−6に入射する。レンズ12−6は、入射した反射レ
ーザ光を集光して、光検出器12−7に入射させる。光
検出器12−7は、入射した反射レーザ光の光強度に応
じた電気信号をマトリックス歪量計測器12−8へ出力
する。反射レーザ光の光強度は、ウエハ15の歪(湾曲
度及び湾曲方向)に応じて変化する。従って、光検出器
12−7が出力する電気信号は、ウエハ15の歪量を表
すことになる。
【0026】以上のように、He−Neレーザ発振器1
2−1から計測用レーザ光を出射させた状態で、制御部
14は、X−Yステージ駆動部11−2を制御して、ス
テージ本体11−1を所定の距離ずつ移動させる。即
ち、制御部は、ウエハ15の表面に想定した格子点に計
測用レーザ光が照射されるように順次ステージ本体11
−1を移動させる。このとき、制御部14は、ステージ
本体を所定距離移動させる毎に、マトリックス歪量計測
器12−8に計測信号を出力する。計測信号は、ステー
ジ本体の移動方向、移動距離に関する情報を含んでい
る。そして、計測信号が入力されたマトリックス歪量計
測器12−8は、光検出器12−7からの電気信号が表
す光強度情報を、位置情報とともに記憶する。こうし
て、マトリックス歪量計測器12−8は、歪量マップを
作成する。
【0027】この後、制御部14は、マトリックス歪量
計測器12−8から歪量マップを読み出す。そして、歪
量マップが予め定めた歪より大きい歪が生じていること
を示す格子点に、YAGレーザ発振器13からの修正用
レーザ光を照射するべく、X−Y駆動部11−2及びY
AGレーザ発振器13を制御する。YAGレーザ発振器
13からの修正用レーザ光は、ダイクロックミラー12
−2を通過し、集光レンズ12−3で集光され、ステー
ジ本体11−1を通して、ウエハ15に照射される。Y
AGレーザ発振器13からの修正用レーザ光は、計測用
レーザ光とは異なり、紫外光である。このような修正用
レーザ光を照射されたウエハ15は、照射された領域が
凹となるように反りが生じる。従って、ウエハ15の凸
の領域に、YAGレーザ発振器13からの修正用レーザ
光を照射すると、その領域を平らに近づけることができ
る。
【0028】以上のようにして、本実施の形態による歪
修正装置によれば、歪の発生した半導体ウエハに修正用
レーザ光を照射することによって、その歪を修正するこ
とができる。そして、上記動作を繰り返すことにより、
よりその平坦度を向上させることが可能である。
【0029】なお、上記実施の形態では、始めに歪量の
計測を行って、歪量マップを作成した後、修正用レーザ
光を照射して歪の修正を行うようにしたが、ウエハに想
定した各格子点毎に歪量を測定し、その歪量が所定値以
上の場合に直ちに修正用レーザ光を照射して歪の修正を
行うようにしてもよい。
【0030】また、上記実施の形態では、歪量計測部と
して、He−Neレーザ光の反射光強度に基づいて歪量
を測定するものを用いたが、三角測量を応用した3次元
測定器などを用いて測定するようにしてもよい。
【0031】また、上記実施の形態では、デバイス作製
面ではない面(裏面)に修正用レーザ光を照射してウエ
ハ15の歪を修正する場合について説明したが、ウエハ
15のデバイス作製面であっても、回路領域以外の領域
であれば修正用レーザ光を照射して歪を修正することが
可能である。この場合、修正用レーザ光を表面(デバイ
ス作製面)側から照射することができるので、ステージ
本体を通過することによる修正用レーザ光の減衰がな
く、より効率よく歪の修正を行うことができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハの歪を計測し、
歪が生じている領域にレーザ光を照射するようにしたこ
とで、その歪を修正することが可能となる。これによ
り、大口径、薄形の平坦度の高いウエハが得られ、より
大口径で薄形のウエハを半導体デバイス装置に導入する
ことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
11−1 ステージ本体 11−2 X−Yステージ駆動部 12 歪量計測部 12−1 He−Neレーザ発振器 12−2 ダイクロイックミラー 12−3 集光レンズ 12−4 ビームスプリッター 12−5 アパーチャ 12−6 レンズ 12−7 光検出器 12−8 マトリックス歪量計測器 13 YAGレーザ発振器 14 制御部 15 ウエハ

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハを移動させるためのX−Yステー
    ジと、前記ウエハの歪量を計測するための歪計測手段
    と、前記ウエハに生じた歪にレーザ光を照射するための
    レーザ発振器と、前記X−Yステージ、前記歪計測手
    段、及び前記レーザ発振器を制御して、前記ウエハの歪
    にレーザ光を照射させ、前記ウエハの歪を修正する制御
    手段とを備えていることを特徴とするウエハの歪修正装
    置。
  2. 【請求項2】 ウエハを一平面内で移動させるためのX
    −Yステージと、該X−Yステージ上に載置された前記
    ウエハの歪量を計測するための歪計測手段と、前記X−
    Yステージ上に載置された前記ウエハに部分的にレーザ
    光を照射するためのレーザ発振器と、前記X−Yステー
    ジ、前記歪計測手段、及び前記レーザ発振器を制御し
    て、前記歪計測手段で計測した歪量に基づいて前記ウエ
    ハの一部表面に前記レーザ光を照射させ、前記ウエハの
    歪を修正する制御手段とを備えていることを特徴とする
    ウエハの歪修正装置。
  3. 【請求項3】 前記歪計測手段の歪量計測点と前記レー
    ザ発振器のレーザ光照射領域とが互いに重なるように、
    該歪計測手段と該レーザ発振器とを配置し、前記制御手
    段が、前記X−Yステージを制御して前記ウエハを所定
    距離ずつ移動させる毎に、前記歪計測手段に前記歪量計
    測点での前記ウエハの歪量を計測させ、計測された歪量
    に基づいて前記レーザ発振器を制御して前記照射領域に
    位置する前記ウエハ表面に前記レーザ光を照射するよう
    にしたことを特徴とする請求項1のウエハの歪修正装
    置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段が、前記歪計測手段に前記
    ウエハの歪量を計測させて前記ウエハの全面にわたる歪
    量マップを作成し、該歪量マップに基づいて前記X−Y
    ステージ及びレーザ発振器を制御し、前記レーザ光を前
    記ウエハ表面の一部に選択的に照射するようにしたこと
    を特徴とする請求項1のウエハの歪修正装置。
  5. 【請求項5】 前記歪量が凸部であることを示す領域に
    前記レーザ光を照射するようにしたことを特徴とする請
    求項1,2,3、または4のウエハの歪修正装置。
  6. 【請求項6】 前記レーザ発振器がYAGレーザである
    ことを特徴とする請求項1,2,3,4、または5のウ
    エハの歪修正装置。
  7. 【請求項7】 ウエハに生じた歪にレーザ光を照射して
    その歪を修正することを特徴とするウエハの歪修正方
    法。
  8. 【請求項8】 前記ウエハの歪量測定を行いながら、前
    記歪の修正を行うことを特徴とする請求項7のウエハの
    歪修正方法。
  9. 【請求項9】 前記ウエハの歪測定を行って歪量マップ
    を作成した後、該歪量マップに基づいて、前記歪の修正
    を行うことを特徴とする請求項7のウエハの歪修正方
    法。
  10. 【請求項10】 前記歪が凸部である領域に前記レーザ
    光を照射するようにしたことを特徴とする請求項7,
    8、または9のウエハの歪修正方法。
  11. 【請求項11】 前記レーザ光としてYAGレーザ光を
    用いることを特徴とする請求項7,8,9、または10
    のウエハの歪修正方法。
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