JPH10189674A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH10189674A JPH10189674A JP34386696A JP34386696A JPH10189674A JP H10189674 A JPH10189674 A JP H10189674A JP 34386696 A JP34386696 A JP 34386696A JP 34386696 A JP34386696 A JP 34386696A JP H10189674 A JPH10189674 A JP H10189674A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリヒート時における半導体ウエハの反りを
計測することにより、その潜在残留応力を定量的且つ継
続的にインサイチュ測定が可能な半導体製造装置を提供
する。 【解決手段】 プロセスチャンバ２の側壁に、周方向に
沿って複数個の小窓８，１４が設けられ、小窓８にはウ
エハ載置台６に載置された半導体ウエハＷＦの表面に対
して近接し且つ平行にプローブ光ｈν１を出射するレー
ザ発生部ＬＤ１が設けられ、小窓１４にはプローブ光ｈ
ν１を受光する受光部ＰＤ１が設けられている。プリヒ
ート時に生じる半導体ウエハＷＦの反りによって、プロ
ーブ光ｈν１が遮光され、受光部ＰＤ１から反り部分及
び反り量を表す検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が出力され
る。この反り部分及び反り量は半導体ウエハＷＦに蓄積
された潜在残留応力量及びその分布と相関関係があるの
で、その潜在残留応力を定量的且つ継続的にインサイチ
ュ測定することができる。
計測することにより、その潜在残留応力を定量的且つ継
続的にインサイチュ測定が可能な半導体製造装置を提供
する。 【解決手段】 プロセスチャンバ２の側壁に、周方向に
沿って複数個の小窓８，１４が設けられ、小窓８にはウ
エハ載置台６に載置された半導体ウエハＷＦの表面に対
して近接し且つ平行にプローブ光ｈν１を出射するレー
ザ発生部ＬＤ１が設けられ、小窓１４にはプローブ光ｈ
ν１を受光する受光部ＰＤ１が設けられている。プリヒ
ート時に生じる半導体ウエハＷＦの反りによって、プロ
ーブ光ｈν１が遮光され、受光部ＰＤ１から反り部分及
び反り量を表す検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が出力され
る。この反り部分及び反り量は半導体ウエハＷＦに蓄積
された潜在残留応力量及びその分布と相関関係があるの
で、その潜在残留応力を定量的且つ継続的にインサイチ
ュ測定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関する。詳しくは、半導体ウエハをプロセス処理設定温
度に加熱する際に生じる反りを計測することによって、
半導体ウエハに蓄積された潜在残留応力の評価等を可能
にする半導体製造装置に係るものである。
関する。詳しくは、半導体ウエハをプロセス処理設定温
度に加熱する際に生じる反りを計測することによって、
半導体ウエハに蓄積された潜在残留応力の評価等を可能
にする半導体製造装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置が微細化し、半導体製造装置
が益々高額となる状況下では、コストオブオーナシップ
（cost of ownership）を向上させることが、半導体製
造技術における重要課題となっている。この解決策とし
て、半導体ウエハの大口径化が進められ、更にこの半導
体ウエハの大口径化に対応して、半導体ウエハ面内及び
各半導体ウエハ間でのプロセス再現性が問題となるウエ
ハプロセス、例えばＣＶＤや拡散プロセス等において
は、バッチ式半導体製造装置に代わって枚葉式半導体製
造装置が主流となっている。
が益々高額となる状況下では、コストオブオーナシップ
（cost of ownership）を向上させることが、半導体製
造技術における重要課題となっている。この解決策とし
て、半導体ウエハの大口径化が進められ、更にこの半導
体ウエハの大口径化に対応して、半導体ウエハ面内及び
各半導体ウエハ間でのプロセス再現性が問題となるウエ
ハプロセス、例えばＣＶＤや拡散プロセス等において
は、バッチ式半導体製造装置に代わって枚葉式半導体製
造装置が主流となっている。
【０００３】枚葉式半導体製造装置は、加熱用ランプヒ
ータ等による温度制御の応答性が良いため、半導体ウエ
ハ全面をプロセス処理設定温度まで加熱するための所謂
プリヒートに要する時間を大幅に短縮できるという優れ
た特徴を有している。そこで、短ターンアラウンドタイ
ム（quick tun around time）性の高い半導体製造装置
を実現することを目的として、半導体装置の性能に影響
を与えない範囲内で可能な限りプリヒート時の温度を高
く設定してプリヒート所要時間の更なる短縮化を図る方
向で枚葉式プロセスが決定されている。
ータ等による温度制御の応答性が良いため、半導体ウエ
ハ全面をプロセス処理設定温度まで加熱するための所謂
プリヒートに要する時間を大幅に短縮できるという優れ
た特徴を有している。そこで、短ターンアラウンドタイ
ム（quick tun around time）性の高い半導体製造装置
を実現することを目的として、半導体装置の性能に影響
を与えない範囲内で可能な限りプリヒート時の温度を高
く設定してプリヒート所要時間の更なる短縮化を図る方
向で枚葉式プロセスが決定されている。
【０００４】しかしながら、このような短ターンアラウ
ンドタイムを目的とした極めて短時間でのプリヒートを
行うと、高温が半導体ウエハに急激に印加されるため、
半導体ウエハ表面に成長されている多層薄膜等の潜在残
留応力に起因して反りが発生し、最悪の場合には半導体
ウエハ自体が破損するという問題を招来していた。
ンドタイムを目的とした極めて短時間でのプリヒートを
行うと、高温が半導体ウエハに急激に印加されるため、
半導体ウエハ表面に成長されている多層薄膜等の潜在残
留応力に起因して反りが発生し、最悪の場合には半導体
ウエハ自体が破損するという問題を招来していた。
【０００５】本発明の目的は、従来技術の問題を解消
し、半導体ウエハをプロセス処理設定温度に加熱する際
に生じる反りをインサイチュ測定（In-Situ Monitor）
することにより、半導体ウエハに蓄積された潜在残留応
力の評価等を可能にする半導体製造装置を提供すること
にある。
し、半導体ウエハをプロセス処理設定温度に加熱する際
に生じる反りをインサイチュ測定（In-Situ Monitor）
することにより、半導体ウエハに蓄積された潜在残留応
力の評価等を可能にする半導体製造装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プロセスチャンバ内の半導体ウエハをプ
ロセス処理設定温度に加熱処理する半導体製造装置であ
って、前記半導体ウエハの表面に対して近接し且つ平行
にプローブ光を出射する発光手段と、前記プローブ光の
光路上に配置され、前記加熱処理の期間中に生じる前記
半導体ウエハの反りによって遮光される前記プローブ光
の遮光位置を検知する受光手段と、前記受光手段の検知
出力に基づいて、前記半導体ウエハの反り量を計測する
制御手段とを具備する構成とした。
に、本発明は、プロセスチャンバ内の半導体ウエハをプ
ロセス処理設定温度に加熱処理する半導体製造装置であ
って、前記半導体ウエハの表面に対して近接し且つ平行
にプローブ光を出射する発光手段と、前記プローブ光の
光路上に配置され、前記加熱処理の期間中に生じる前記
半導体ウエハの反りによって遮光される前記プローブ光
の遮光位置を検知する受光手段と、前記受光手段の検知
出力に基づいて、前記半導体ウエハの反り量を計測する
制御手段とを具備する構成とした。
【０００７】
【作用】加熱処理により半導体ウエハに反りが生じる
と、発光手段から出射されるプローブ光の光路がその反
りによって遮光され、受光素子によって遮光位置が検知
される。制御手段がこの受光素子の検知出力に基づい
て、遮光位置の検知結果から半導体ウエハの反り量を計
測する。
と、発光手段から出射されるプローブ光の光路がその反
りによって遮光され、受光素子によって遮光位置が検知
される。制御手段がこの受光素子の検知出力に基づい
て、遮光位置の検知結果から半導体ウエハの反り量を計
測する。
【０００８】
【実施の形態】以下、本発明による半導体製造装置の実
施の形態として、枚葉式プラズマＣＶＤ装置について図
面と共に説明する。図１は、枚葉式プラズマＣＶＤ装置
の要部の構造を模式的に示す縦断面図、図２は、図１中
のＡ−Ａ線に沿った部分の構造を示す矢視断面図であ
る。
施の形態として、枚葉式プラズマＣＶＤ装置について図
面と共に説明する。図１は、枚葉式プラズマＣＶＤ装置
の要部の構造を模式的に示す縦断面図、図２は、図１中
のＡ−Ａ線に沿った部分の構造を示す矢視断面図であ
る。
【０００９】図１及び図２において、この枚葉式プラズ
マＣＶＤ装置は、外部から密閉されたプロセスチャンバ
２とプロセス制御を行う制御部４とを具備し、プロセス
チャンバ２内には、例えば８インチ以上の大口径半導体
ウエハＷＦを主面上に載置するウエハ載置台６が設けら
れている。ウエハ載置台６にはヒーターが設けられ、制
御部４がこのヒーターを制御することにより、プリヒー
ト時におけるウエハ載置台６のプロセス処理設定温度を
調節する。
マＣＶＤ装置は、外部から密閉されたプロセスチャンバ
２とプロセス制御を行う制御部４とを具備し、プロセス
チャンバ２内には、例えば８インチ以上の大口径半導体
ウエハＷＦを主面上に載置するウエハ載置台６が設けら
れている。ウエハ載置台６にはヒーターが設けられ、制
御部４がこのヒーターを制御することにより、プリヒー
ト時におけるウエハ載置台６のプロセス処理設定温度を
調節する。
【００１０】プロセスチャンバ２の側壁には、透光性を
有する６個の小窓８，１０，１２，１４，１６，１８が
設けられている。これらの小窓８〜１８は、ウエハ載置
台６の主面と平行な仮想平面に合わせて周方向に沿って
水平配置され、且つこれら相互に隣接する小窓とウエハ
載置台６の主面中心との成す角度が６０°となってい
る。即ち、これらの小窓８〜１８は、２個ずつがウエハ
載置台６の主面中心に対して互いに対向する３対構成と
なっている。
有する６個の小窓８，１０，１２，１４，１６，１８が
設けられている。これらの小窓８〜１８は、ウエハ載置
台６の主面と平行な仮想平面に合わせて周方向に沿って
水平配置され、且つこれら相互に隣接する小窓とウエハ
載置台６の主面中心との成す角度が６０°となってい
る。即ち、これらの小窓８〜１８は、２個ずつがウエハ
載置台６の主面中心に対して互いに対向する３対構成と
なっている。
【００１１】各対の一方の小窓８，１２，１６には、ウ
エハ載置台６の主面に対して平行でその主面中心に向け
てプローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３を出射するレーザ
発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が設けられ、他方の小窓
１４，１８，１０には、夫々対応するプローブ光ｈν
１，ｈν２，ｈν３を受光する受光部ＰＤ１，ＰＤ２，
ＰＤ３が設けられている。
エハ載置台６の主面に対して平行でその主面中心に向け
てプローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３を出射するレーザ
発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が設けられ、他方の小窓
１４，１８，１０には、夫々対応するプローブ光ｈν
１，ｈν２，ｈν３を受光する受光部ＰＤ１，ＰＤ２，
ＰＤ３が設けられている。
【００１２】より具体的には、レーザ発生部ＬＤ１，Ｌ
Ｄ２，ＬＤ３の夫々の先端部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３には、ウ
エハ載置台６の主面に対して直交する方向（ウエハ載置
台６の高さ方向）に沿って所定間隔で配列され、且つウ
エハ載置台６の主面に対して平行でその主面中心に向け
られた複数個のレーザビーム出射端が設けられており、
これらのレーザビーム出射端から、前記高さ方向におい
て平行な複数本のレーザビームが出射される。即ち、各
プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３は、各レーザ発生部
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射される複数本ずつの平
行レーザビームからなっている。他方の受光部ＰＤ１，
ＰＤ２，ＰＤ３の夫々の先端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３には、
各レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のレーザビーム
出射端と対向配置されて夫々の平行レーザビームを個々
独立に受光する複数個の受光端が設けられている。
Ｄ２，ＬＤ３の夫々の先端部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３には、ウ
エハ載置台６の主面に対して直交する方向（ウエハ載置
台６の高さ方向）に沿って所定間隔で配列され、且つウ
エハ載置台６の主面に対して平行でその主面中心に向け
られた複数個のレーザビーム出射端が設けられており、
これらのレーザビーム出射端から、前記高さ方向におい
て平行な複数本のレーザビームが出射される。即ち、各
プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３は、各レーザ発生部
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射される複数本ずつの平
行レーザビームからなっている。他方の受光部ＰＤ１，
ＰＤ２，ＰＤ３の夫々の先端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３には、
各レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のレーザビーム
出射端と対向配置されて夫々の平行レーザビームを個々
独立に受光する複数個の受光端が設けられている。
【００１３】更に、各レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，Ｌ
Ｄ３及び受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３は、これらのレ
ーザビーム出射端及び受光端の個数と高さ方向の位置と
配置間隔を、ウエハ載置台６の主面に載置される半導体
ウエハＷＦの反り量に応じて増減調できる構造となって
おり、更に、レーザビームのビーム径も調節可能な構造
となっている。そして、プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈ
ν３を、ウエハ載置台６に載置される半導体ウエハＷＦ
の表面に対して近接し且つ平行に出射するように調節す
ると、プリヒート時の半導体ウエハＷＦに生じる反り部
分及び反り量に応じて、ウエハ載置台６の主面に最も近
いレーザビームの光路から上側のレーザビームの光路へ
と次第に遮光され、遮光された光路上に配置されている
受光端と遮光されない光路上に配置されている受光端か
ら出力される各検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の時間変化に
基づいて、半導体ウエハＷＦの反り部分及び反り量を定
量的且つ継続的に計測することができる。
Ｄ３及び受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３は、これらのレ
ーザビーム出射端及び受光端の個数と高さ方向の位置と
配置間隔を、ウエハ載置台６の主面に載置される半導体
ウエハＷＦの反り量に応じて増減調できる構造となって
おり、更に、レーザビームのビーム径も調節可能な構造
となっている。そして、プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈ
ν３を、ウエハ載置台６に載置される半導体ウエハＷＦ
の表面に対して近接し且つ平行に出射するように調節す
ると、プリヒート時の半導体ウエハＷＦに生じる反り部
分及び反り量に応じて、ウエハ載置台６の主面に最も近
いレーザビームの光路から上側のレーザビームの光路へ
と次第に遮光され、遮光された光路上に配置されている
受光端と遮光されない光路上に配置されている受光端か
ら出力される各検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の時間変化に
基づいて、半導体ウエハＷＦの反り部分及び反り量を定
量的且つ継続的に計測することができる。
【００１４】制御部４は、レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ
２，ＬＤ３に駆動電流を供給する駆動回路４ａと、受光
部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３の各検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３を所定周期τで高速に並列サンプリングする入力回路
４ｂと、並列サンプリングされた計測データＤを格納す
る第１の記憶部４ｃと、レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，
ＬＤ３のレーザビーム出射端及び受光部ＰＤ１，ＰＤ
２，ＰＤ３の受光端の位置を表す三次元座標データを予
め記憶する第２の記憶部４ｄと、警報部４ｅ、及び半導
体ウエハＷＦの反り量の許容値データＤTHLを予め格納
する演算処理部４ｆとを備えた所謂コンピュータシステ
ムによって実現されている。
２，ＬＤ３に駆動電流を供給する駆動回路４ａと、受光
部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３の各検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３を所定周期τで高速に並列サンプリングする入力回路
４ｂと、並列サンプリングされた計測データＤを格納す
る第１の記憶部４ｃと、レーザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，
ＬＤ３のレーザビーム出射端及び受光部ＰＤ１，ＰＤ
２，ＰＤ３の受光端の位置を表す三次元座標データを予
め記憶する第２の記憶部４ｄと、警報部４ｅ、及び半導
体ウエハＷＦの反り量の許容値データＤTHLを予め格納
する演算処理部４ｆとを備えた所謂コンピュータシステ
ムによって実現されている。
【００１５】尚、図示していないが、プロセスチャンバ
２内のウエハ載置台６に処理対象である半導体ウエハを
一枚ずつ搬入して載置するローダ装置と、処理後の半導
体ウエハをプロセスチャンバ２から搬出するアンローダ
装置が設けられ、このローダ装置とアンローダ装置が連
続動作することによって、枚葉処理が行われる。
２内のウエハ載置台６に処理対象である半導体ウエハを
一枚ずつ搬入して載置するローダ装置と、処理後の半導
体ウエハをプロセスチャンバ２から搬出するアンローダ
装置が設けられ、このローダ装置とアンローダ装置が連
続動作することによって、枚葉処理が行われる。
【００１６】次に、かかる構成を有する枚葉式プラズマ
ＣＶＤ装置のプリヒート時における動作を説明する。
ＣＶＤ装置のプリヒート時における動作を説明する。
【００１７】まず、操作者が制御部４に対して、各レー
ザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３及び受光部ＰＤ１，Ｐ
Ｄ２，ＰＤ３に設けられているレーザビーム出射端及び
受光端の個数と高さ方向の位置と配置間隔を指示するこ
とにより、プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３をウエハ
載置台６に載置される半導体ウエハＷＦの表面に対して
近接し且つ平行に出射させるように調節した後、処理開
始を指示する。
ザ発生部ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３及び受光部ＰＤ１，Ｐ
Ｄ２，ＰＤ３に設けられているレーザビーム出射端及び
受光端の個数と高さ方向の位置と配置間隔を指示するこ
とにより、プローブ光ｈν１，ｈν２，ｈν３をウエハ
載置台６に載置される半導体ウエハＷＦの表面に対して
近接し且つ平行に出射させるように調節した後、処理開
始を指示する。
【００１８】ウエハ載置台６に載置された半導体ウエハ
ＷＦに反りが生じない状態では、プローブ光ｈν１，ｈ
ν２，ｈν３の全ての平行レーザビームが遮光されるこ
となく受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３で受光される。こ
のため、受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３から出力される
全ての検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、入力回路４ｂによ
って「反り無し」に相当する論理“Ｈ”の計測データＤ
に並列変換され、第１の記憶部４ｃに格納される。
ＷＦに反りが生じない状態では、プローブ光ｈν１，ｈ
ν２，ｈν３の全ての平行レーザビームが遮光されるこ
となく受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３で受光される。こ
のため、受光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３から出力される
全ての検知出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、入力回路４ｂによ
って「反り無し」に相当する論理“Ｈ”の計測データＤ
に並列変換され、第１の記憶部４ｃに格納される。
【００１９】一方、ウエハ載置台６のプロセス処理設定
温度により半導体ウエハＷＦに反りが発生すると、その
反り部分の反り量に応じて、ウエハ載置台６の表面に最
も近いレーザビームの光路から上側のレーザビームの光
路へと次第に遮光される。このため、受光部ＰＤ１，Ｐ
Ｄ２，ＰＤ３には、レーザビームを受光しない受光端と
レーザビームを受光する受光端が生じる。そして、入力
回路４ｂによって、レーザビームを受光しない受光端か
らの検知出力が「反り有り」に相当する論理“Ｌ”の計
測データに変換されると同時に、レーザビームを受光し
た受光端からの検知出力が「反り無し」に相当する論理
“Ｈ”の計測データに変換され、これらの計測データＤ
がサンプリング周期τに同期して第１の記憶部４ｃに格
納される。
温度により半導体ウエハＷＦに反りが発生すると、その
反り部分の反り量に応じて、ウエハ載置台６の表面に最
も近いレーザビームの光路から上側のレーザビームの光
路へと次第に遮光される。このため、受光部ＰＤ１，Ｐ
Ｄ２，ＰＤ３には、レーザビームを受光しない受光端と
レーザビームを受光する受光端が生じる。そして、入力
回路４ｂによって、レーザビームを受光しない受光端か
らの検知出力が「反り有り」に相当する論理“Ｌ”の計
測データに変換されると同時に、レーザビームを受光し
た受光端からの検知出力が「反り無し」に相当する論理
“Ｈ”の計測データに変換され、これらの計測データＤ
がサンプリング周期τに同期して第１の記憶部４ｃに格
納される。
【００２０】ここで、計測データＤは、サンプリング周
期τ毎に並列サンプリングされる各検知出力Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３に対応する複数ビットのバイナリデータから成
り、論理“Ｌ”のビットデータのうち、遮光された最も
高位置に配置されている受光端に対応するビットデータ
が半導体ウエハＷＦの反り部分の最上端とその位置を表
すと共に、全ビットデータのビーットパターンが半導体
ウエハＷＦの反り量の分布を表すこととなる。また、継
続的に計測が行われることにより、半導体ウエハＷＦの
反り部分の位置と反り量との時間変化の情報を有する計
測データＤが第１の記憶部４ｃに格納される。更に、半
導体ウエハＷＦの反り部分及びその反り量は、各ウエハ
プロセス条件に起因して半導体ウエハＷＦ内に蓄積され
た潜在残留応力量及びその応力分布と相関関係があるの
で、計測データＤは半導体ウエハＷＦ内に蓄積された潜
在残留応力の熱履歴情報のデータとして記憶される。
期τ毎に並列サンプリングされる各検知出力Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３に対応する複数ビットのバイナリデータから成
り、論理“Ｌ”のビットデータのうち、遮光された最も
高位置に配置されている受光端に対応するビットデータ
が半導体ウエハＷＦの反り部分の最上端とその位置を表
すと共に、全ビットデータのビーットパターンが半導体
ウエハＷＦの反り量の分布を表すこととなる。また、継
続的に計測が行われることにより、半導体ウエハＷＦの
反り部分の位置と反り量との時間変化の情報を有する計
測データＤが第１の記憶部４ｃに格納される。更に、半
導体ウエハＷＦの反り部分及びその反り量は、各ウエハ
プロセス条件に起因して半導体ウエハＷＦ内に蓄積され
た潜在残留応力量及びその応力分布と相関関係があるの
で、計測データＤは半導体ウエハＷＦ内に蓄積された潜
在残留応力の熱履歴情報のデータとして記憶される。
【００２１】また、演算処理回路４ｆは、サンプリング
周期τに同期して、入力回路４ｂから出力される計測デ
ータＤと許容値データＤTHLを逐次比較し、計測データ
Ｄが許容値データＤTHLを超えると、警報部４ｅに備え
られた警報器を鳴動させたりディスプレイモニタに異常
発生を表示させ、更にウエハ載置台６に設けられたヒー
ターの温度を降下させることによって半導体ウエハＷＦ
の破損を未然に防止する。
周期τに同期して、入力回路４ｂから出力される計測デ
ータＤと許容値データＤTHLを逐次比較し、計測データ
Ｄが許容値データＤTHLを超えると、警報部４ｅに備え
られた警報器を鳴動させたりディスプレイモニタに異常
発生を表示させ、更にウエハ載置台６に設けられたヒー
ターの温度を降下させることによって半導体ウエハＷＦ
の破損を未然に防止する。
【００２２】このようにこの実施の形態によれば、半導
体ウエハＷＦのプロセス処理と同じ条件下で、プリヒー
ト時における半導体ウエハＷＦの反りを定量的且つ継続
的に計測することができ、更に、この計測結果から、各
ウエハプロセス条件に起因して半導体ウエハＷＦ内に蓄
積された潜在残留応力量及び応力分布を定量的且つ継続
的に計測することができる。
体ウエハＷＦのプロセス処理と同じ条件下で、プリヒー
ト時における半導体ウエハＷＦの反りを定量的且つ継続
的に計測することができ、更に、この計測結果から、各
ウエハプロセス条件に起因して半導体ウエハＷＦ内に蓄
積された潜在残留応力量及び応力分布を定量的且つ継続
的に計測することができる。
【００２３】尚、以上の説明では、プロセスチャンバ２
に６個の小窓８〜１８と３対のレーザ発生部ＬＤ１〜Ｌ
Ｄ３及び受光部ＰＤ１〜ＰＤ３を設ける場合を述べた
が、更に多数の小窓及びこれらに対応する多数対のレー
ザ発生部及び受光部を設けてもよい。このように、より
多くのレーザ発生部及び受光部を設けることにより、半
導体ウエハＷＦの反り部分と反り量を更に高精度で計測
することが可能となり、ひいては半導体ウエハＷＦ内に
蓄積された潜在残留応力量及び応力分布を更に高精度で
計測することができる。
に６個の小窓８〜１８と３対のレーザ発生部ＬＤ１〜Ｌ
Ｄ３及び受光部ＰＤ１〜ＰＤ３を設ける場合を述べた
が、更に多数の小窓及びこれらに対応する多数対のレー
ザ発生部及び受光部を設けてもよい。このように、より
多くのレーザ発生部及び受光部を設けることにより、半
導体ウエハＷＦの反り部分と反り量を更に高精度で計測
することが可能となり、ひいては半導体ウエハＷＦ内に
蓄積された潜在残留応力量及び応力分布を更に高精度で
計測することができる。
【００２４】また、ウエハ載置台６に対してレーザ発生
部ＬＤ１〜ＬＤ３及び受光部ＰＤ１〜ＰＤ３を固定配置
する場合を述べたが、ウエハ載置台６をその主面中心に
おいて所定角速度で水平回転させ、ウエハ載置台６の回
転角とレーザ発生部ＬＤ１〜ＬＤ３及び受光部ＰＤ１〜
ＰＤ３を位置を対応付けて、半導体ウエハＷＦの反りを
計測するようにしてもよい。このように、ウエハ載置台
６を回転させると、レーザ発生部ＬＤ１〜ＬＤ３から出
射されるプローブ光ｈν１〜ｈν３が半導体ウエハＷＦ
上を走査することとなるので、その反り部分と反り量を
更に高精度で計測することができる。また、ウエハ載置
台６を回転させると、少なくとも一対のレーザ発生部及
び受光部を設けることによって、半導体ウエハＷＦの全
面にわたってプローブ光による走査が可能となるため、
半導体製造装置の簡素化等を実現することができる。
部ＬＤ１〜ＬＤ３及び受光部ＰＤ１〜ＰＤ３を固定配置
する場合を述べたが、ウエハ載置台６をその主面中心に
おいて所定角速度で水平回転させ、ウエハ載置台６の回
転角とレーザ発生部ＬＤ１〜ＬＤ３及び受光部ＰＤ１〜
ＰＤ３を位置を対応付けて、半導体ウエハＷＦの反りを
計測するようにしてもよい。このように、ウエハ載置台
６を回転させると、レーザ発生部ＬＤ１〜ＬＤ３から出
射されるプローブ光ｈν１〜ｈν３が半導体ウエハＷＦ
上を走査することとなるので、その反り部分と反り量を
更に高精度で計測することができる。また、ウエハ載置
台６を回転させると、少なくとも一対のレーザ発生部及
び受光部を設けることによって、半導体ウエハＷＦの全
面にわたってプローブ光による走査が可能となるため、
半導体製造装置の簡素化等を実現することができる。
【００２５】また、プラズマＣＶＤ装置について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、
本発明は、プロセス開始に当たって半導体ウエハをプロ
セス処理設定温度にプリヒートするための処理工程を有
する半導体製造装置の全てを含むものである。例えば、
ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡ）、半導体ウエハ上
に窒化膜を成長させるためのラピッドサーマルナイトラ
イド（ＲＴＮ）、酸化膜を成長させるためのラピッドサ
ーマルオキサイド（ＲＴＯ）等のラピッドサーマルプロ
セス（ＲＴＰ）装置に適用することができる。
たが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、
本発明は、プロセス開始に当たって半導体ウエハをプロ
セス処理設定温度にプリヒートするための処理工程を有
する半導体製造装置の全てを含むものである。例えば、
ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡ）、半導体ウエハ上
に窒化膜を成長させるためのラピッドサーマルナイトラ
イド（ＲＴＮ）、酸化膜を成長させるためのラピッドサ
ーマルオキサイド（ＲＴＯ）等のラピッドサーマルプロ
セス（ＲＴＰ）装置に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体ウエハをプロセス処理と同じ状態でプロセスチャン
バ内に入れ、その半導体ウエハをプロセス処理設定温度
に加熱することによって生じる半導体ウエハの反り部分
と反り量を定量的且つ継続的に計測するので、インサイ
チュ測定（In-Situ Monitor）を可能にする。更に、半
導体ウエハの反り部分と反り量の計測結果に基づいて、
半導体ウエハの潜在残留応力量及びその応力分布を定量
的且つ継続的に求めることができるので、各ウエハプロ
セス条件に起因して半導体ウエハ内に蓄積される潜在残
留応力の評価や、熱履歴を考慮したプロセス最適条件の
条件設定や、量産時における半導体装置ウエハのストレ
スコントロール及び再現性を考慮したウエハプロセス全
体の最適化等を図ることができる。
導体ウエハをプロセス処理と同じ状態でプロセスチャン
バ内に入れ、その半導体ウエハをプロセス処理設定温度
に加熱することによって生じる半導体ウエハの反り部分
と反り量を定量的且つ継続的に計測するので、インサイ
チュ測定（In-Situ Monitor）を可能にする。更に、半
導体ウエハの反り部分と反り量の計測結果に基づいて、
半導体ウエハの潜在残留応力量及びその応力分布を定量
的且つ継続的に求めることができるので、各ウエハプロ
セス条件に起因して半導体ウエハ内に蓄積される潜在残
留応力の評価や、熱履歴を考慮したプロセス最適条件の
条件設定や、量産時における半導体装置ウエハのストレ
スコントロール及び再現性を考慮したウエハプロセス全
体の最適化等を図ることができる。
【図１】本発明による半導体製造装置の要部の構造を模
式的に示す縦断面図である。
式的に示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿って示す矢視断面図であ
る。
る。
２…プロセスチャンバ、４…制御部、４ａ…駆動回路、
４ｂ…入力回路、４ｃ…第１の記憶部、４ｄ…第２の記
憶部、４ｅ…警報部、４ｆ…演算処理部、６…ウエハ載
置台、８，１０，１２，１４，１６，１８…小窓、ＬＤ
１〜ＬＤ３…レーザ発生部、ＰＤ１〜ＰＤ３…受光部、
ＷＦ…半導体ウエハ。
４ｂ…入力回路、４ｃ…第１の記憶部、４ｄ…第２の記
憶部、４ｅ…警報部、４ｆ…演算処理部、６…ウエハ載
置台、８，１０，１２，１４，１６，１８…小窓、ＬＤ
１〜ＬＤ３…レーザ発生部、ＰＤ１〜ＰＤ３…受光部、
ＷＦ…半導体ウエハ。
Claims (1)
- 【請求項１】 プロセスチャンバ内の半導体ウエハをプ
ロセス処理設定温度に加熱処理する半導体製造装置であ
って、 前記半導体ウエハの表面に対して近接し且つ平行にプロ
ーブ光を出射する発光手段と、 前記プローブ光の光路上に配置され、前記加熱処理の期
間中に生じる前記半導体ウエハの反りによって遮光され
る前記プローブ光の遮光位置を検知する受光手段と、 前記受光手段の検知出力に基づいて、前記半導体ウエハ
の反り量を計測する制御手段と、を具備することを特徴
とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34386696A JPH10189674A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34386696A JPH10189674A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189674A true JPH10189674A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18364848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34386696A Abandoned JPH10189674A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189674A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001189351A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電子部品実装用フィルムキャリアテープの反り測定装置および電子部品実装用フィルムキャリアテープの反り測定方法 |
| JP2003037073A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2004119673A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Nitto Denko Corp | 半導体ウエハの反り量測定方法および測定装置 |
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| EP3764165A1 (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-13 | ASML Netherlands B.V. | Substrate shape measuring device |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34386696A patent/JPH10189674A/ja not_active Abandoned
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040416 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A762 | Written abandonment of application |
Effective date: 20050801 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 |