世界初 次世代シリコンウエハ(300mm)対応

1996年12月 2日


(株)堀場製作所(本社・京都市社長・堀場厚)は、300mm(12インチ)シリコンウエハ表面の平坦度を全面を一括で測定できる、フラットネステスタの開発に、世界で初めて成功しました。
 シリコンウエハの大口径化に伴い、ウエハの平坦度は品質管理面(歩留まり)で重要です。現在の200mmから300mmへウエハの量産化が本格的に移行すると予想される、来春の製品化を目指します。

 半導体デバイス製造分野では、小型化・高集積化にともなって、内部の配線幅が縮小する傾向にあり、シリコンウエハにパターンを焼き付け露光する時に、レンズの焦点を合わせる精度が重要となっています。また、現在シリコンウエハは、直径200mm(8インチ)が主流ですが、面積が大きい分、1枚当たりのLSI製造個数が多く取れコストダウンがはかれる、300mm(12インチ)へ移行する方向にあり、来年には本格的に量産化されると言われています。
 ウエハが大口径になるに伴い、表面が平坦でないと焦点が均一に合わず、不良品の発生率が増大します。従って、300mmに対応できるシリコンウエハの平坦度を測定する、フラットネステスタの開発が望まれています。

 今回開発に成功した装置は、独自の光学干渉計を開発することにより、直径300mmと大口径のシリコンウエハの平坦度を全面一括で、しかも、0.01μmと高精度/0.006μmと高感度で測定できます。この他に、ウエハ自動搬送機構や、測定時のウエハのセット位置を検知するノッチアライナを標準装備しているので、測定準備の手間を軽減しつつ、高精度な測定結果が得られます。
 製品化は来春を目処とし、輸出も含めて、シリコンウエハメーカおよび半導体デバイスメーカへ販売する計画です。

〈主な特長〉

  1. 次世代シリコンウエハ《直径300mm》の平坦度を全面一括で測定
  2. 精度:0.01μm,感度:0.006μmと高精度・高感度
  3. ウエハ自動搬送機構とノッチアライナを標準装備→自動化に対応
  4. ミニエンバイロメント等、次世代ニーズにも対応(オプション)


〈主な仕様〉
測定方式:光干渉計測定対象:
シリコンウエハ200mm(8インチ)および300mm(12インチ)
精  度:0.01μm
感  度:0.006μm
構  成:干渉計部(本体),操作・表示部,ウエハ自動搬送部
外形寸法:2400W×900D×1850Hmm(干渉計部+ウエハ自動搬送部)
     900W×900W×1350Hmm(操作・表示部)
〈製品化予定時期〉 1997年5月頃
〈販売予定価格〉  未定

〈測定原理〉
測定原理
 レーザ光を拡大し、基準盤(光学的に平らな板)を透過させた後、ウエハ面に照射すると、基準盤からの反射光とウエハ表面からの反射光が干渉し、CCD面に干渉縞が現れる。この干渉縞を読み取ることにより、ウエハの平坦度(フラットネス)を測定する。更に本装置では、基準盤を僅かに上下移動させながら、その時の時間的変化を測定・データ処理を行うことで、大口径(300mm)のフラットネスを高感度(0.006μm)で測定することが実現。

測定原理

  • シリコンウエハ
    シリコンの単結晶を薄い円板状にスライスしたもの。半導体デバイスの回路を製作する基板となる。SEMI(SemiconductorEquipmentandMaterialsInter-national)により、国際規格が定められている。直径が4インチ、5インチ、6インチ、8インチ、12インチのものがある。今後、12インチ(300mm)の大口径が量産される方向にある。
  • 平坦度(flatness)
    理想的で清浄で平坦な基準面の上に置かれ真空によって下方から吸着されている時の、基準面に対するウエハ表面の偏差。
  • ウエハ自動搬送機構
    ウエハ・カセット(ウエハを25枚収容したラック状の箱)からロボットオームが自動的にウエハを1枚ずつ取り出し測定部に搬送する。測定の自動化に対応。
  • ノッチアライナ
    ウエハの上下左右の位置座標を判別する機能。
  • ミニエンバイロメント
    ウエハの自動搬送部に独立した小部屋を設け、その内部を超クリーンで異物のない環境に保つ機構。ウエハ自体に異物が付着し歩留まりが低下するのを防止することができる。
  • 干渉縞
    2つの光の波動の山と谷が作用しあってできる明暗の縞模。