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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
http://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。

--
F.N


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