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ウェーハ厚みと膜ストレスによる反り関係と縞感度について

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp/

連載「知って得する干渉計測定技術！」
2013年1月30日号　VOL.066

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今回のテーマは
『ウェーハ厚みと膜ストレスによる反り関係と縞感度について』です。

ここに、厚みが500umtの基板と360umtの基板があるとします。
成膜ストレスの計算式(※1)から、2つの基板の膜ストレスが同一の場合、
ウェーハ厚みの差から、ウェーハの反りは

500^2 / 360^2 = 250000 / 126900 = 1.93

とウェーハの厚みが薄くなると約2倍大きくなります。


もし、厚み500umtの基板の反りが約80umだとすると、サンプルの厚みを
薄くし360umtにした場合、計算上ウェーハの反りは約160umとなります。

ウェーハの反りが160umともなると縞感度を大きくする必要があります。
縞感度が小さいと（S=1.5um/fr等）、基板の一部分に局所的な勾配が
ある場合、データ欠落を起こし正確な測定値が出力さません。

弊社の平面度測定機 FlatMasterは、測定感度が約1.5um～8.0umと幅広い
レンジを持っています。従って、膜ストレスで反りが大きくなった基板も
測定することができます。

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※1：成膜ストレスの計算式

　1)　成膜プロセス前後のウェーハ全面の平面度"Flatness(SORI)"
　　　測定を行い、SAGを求めます。

　2)　成膜プロセス前後の各SAG値の差を求め、次式により
　　　応力（ストレス）を算出します。

　　Stress = E × SagD × Tw^2 /｛ 3 × Tf × (1-ν) × L^2 ｝

　　　　Stress　：応力（dynes / cm^2）
　　　　SagD　　：SAGの差（μm）
　　　　Tw　　　：ウェーハの厚み（μm）
　　　　Tf　　　：膜厚（μm）
　　　　L 　　　：waferの半径（μm）
　　　　E 　　　：ヤング率（dynes/cm^2）
　　　　ν　　　：ポアソン比


弊社測定機にご興味がございましたら、お気軽にご連絡ください。


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F.N