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ウェーハの反りと保持方法　続編

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！」
2015年10月28日号　VOL.099

平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。
干渉計による精密測定やアプリケーション開発情報などをテーマに、
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こんにちは。


すっかり秋らしくなりましたね。
そろそろヒートテックをタンスの奥から引っ張り出さねばなりません。

秋と言えば運動会。都心近郊に住むお父さんにとって、運動会と言えば早朝の場所取りですね。
我が子のベストショットを撮影すべく、早朝から場所取りに駆り出される、そんなご時世です。
勿論、これは子供たちが小学校に入る前の話。都市部の保育園や幼稚園の運動会は、
ある意味親たちの戦場でもあります（笑）。

私も息子たちの運動会を見に行きました。
場所取りの為に早起き!!　は特にしません。集合時間の10分前くらいに子供を連れてゆき、
まぁそこそこ見える場所にブルーシートを敷き、遠目から子供の成長を眺める。
私にはそんなスタイルが合っているようです。


さて、本題に入ります。今回はウェーハの反り測定における保持の違いについてです。
前回から引き続きの内容ですね。

前回のメルマガでは、ウェーハを垂直で保持する場合と水平で保持する場合で、
SEMIでは名称を変えて区別されているというお話しをしました。
そして、どちらも正しい測定方法であるとも述べましたね。

では、なぜこの様に区別されているのでしょうか??

まずは、2つの保持方法の違いで、測定値にどの様な違いが生じるかを考えましょう。
水平にウェーハを保持するという事は、ウェーハの自重により反りの形状が矯正されます。
どの様に矯正されるかは、ウェーハの自重を支える支持点の位置で決まります。
最も単純にモデル化するのであれば、ウェーハエッジ部を支える円板の曲げを
考える事になるでしょう。この時の自重による変形量Wmaxを計算する場合、
下記式を使うのが適切かと思います。

Wmax= (αqa^4)/(Et^3)

q= m/A                                                         

mはウェーハの自重、Aはウェーハの面積、aはウェーハの半径、Eがヤング率、tがウェーハ厚み、
αは係数です。式から読み取れるように、ウェーハの径と厚みによって大きく変わります。

ウェーハの径が大きく厚みが薄いウェーハでは、垂直保持と水平保持とで
測定値差がかなり出てきます。自重による変形は基本的に反りが小さくなる方向に働くので、
同じウェーハを垂直保持と水平保持で測定して値を比較すると、20umも水平保持の方が
値が小さくなるなんて事もよくあります。

競合他社が水平保持で測定しているのに、自分たちは垂直保持で測っている。
エンドユーザーから同じスペックを要求される場合、これはかなり不利な状況ですね。

何が言いたいかというと、水平保持が正しいか垂直保持が正しいか、
それはエンドユーザー次第というのが現状です。


ウェーハの平面度・平坦度を測定する装置は、Tropelに限らずいくつものメーカーから
リリースされており、測定原理も様々です。そんな中で、規格化しましょうという動きになり、
測定原理やウェーハの保持、測定箇所などを区別していって、SEMI規格が出来上がりました。
要するに、様々な装置が混在していた状況の中で規格を作ったという事です。
誰かが、"反りの測定はこうでなければダメだ"というように決められた訳ではないのです。

では、何を尊重すべきか。それは、"何の為に反りを測定し保証するか"という事でしょう。
反りを測定して保証するのは、何かしらの目的があります。その目的を明確に持っているのは
エンドユーザーです。従って、エンドユーザーの意向が大きな部分を握っている事は
容易に想像がつくのではないでしょうか。

最後にもう1つ。水平保持と垂直保持、どちらが一般的ですか?という問いに答えます。
ズバリ、水平保持です。特に最近では、この傾向が顕著です。

この続きは、また次回にしましょう。


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MS.N