| 研究課題/領域番号 |
25709005
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
小貫 哲平 茨城大学, 工学部, 准教授 (70400447)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 厚さ計測 / 白色光反射分光計測 / 極薄ウェハ / シリコンウェハ / 研削加工 |
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| 研究概要 |
次世代極薄(<10μm) 半導体・強誘電体ウェハ製造におけるウェハ厚さ検査技術として、(a)高精度厚さ計測、(b)ウェハ全面同時計測、及び(c)ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1μm ~100μm, 厚さ変動計測確度10nm以内 (b) Φ 300mmエリア一括計測 及び(c)加工機上計測 を実現させる。
平成25年度は、以下のような研究進展があった。
測定対象のシリコンの光学的特性（基礎吸収、自由担体吸収、屈折率分散、温度やドーピングによる変動）を調査し、それらが厚さ測定に及ぼす影響を定量的に明らかとした。またその光学特性に対して最適な分光計測条件を原理的に求めた。1点（ポイント）の厚さ計測を行う装置を開発し、測定範囲、測定分解能が開発目標を達成することを実証した。またポイントスキャンによる厚さ分布計測やオンサイト計測も達成した。次ステップとして分光カメラによる厚さ測定のための準備を行った。以下に成果をまとめる。
課題(a)に対して、分光計測条件の最適化による原理的および実機測定実験による実証を行い、当初目標を達成した。課題（b）に対して、(a)の条件によるポイントスキャン方式のウェハ全面厚さ測定を実施した。また、スキャンレス同時計測のために(a)の測定条件を満たす分光イメージング計測のための照明およびカメラの選定を進めた。課題(c)に対して、試作装置の研削盤機上設置を行い、加工直後のウェハをその場で計測することを実現させた。
以上の成果を、学会発表2報、ワークショップ1報、および国際会議論文1報として公表した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
次世代極薄(<10μm) 半導体・強誘電体ウェハ製造におけるウェハ厚さ検査技術として、(a)高精度厚さ計測、(b)ウェハ全面同時計測、及び(c)ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1μm ~100μm, 厚さ変動計測確度10nm以内 (b) Φ 300mmエリア一括計測 及び(c)加工機上計測 を実現させる。
上記(a)(b)(c)の3主課題に対して、以下の達成がされた。課題(a)に対して、その実現のための原理的な条件を明らかとし、その実現のための機器構成要素ごとの選定条件も明らかとしており、80％の達成ができた。残る20％は加工による表面性状が測定精度に及ぼす影響である。課題(b)に対して、ポイントスキャンによる全面厚さ測定を実現させた。分光カメラによるイメージング計測の準備（照明、カメラ、レンズの選定や価格交渉）を行い、30％の達成ができた。分光カメラによる厚さ分布計測が残された70％である。課題(c)に対して、機上設置により加工が進むことで薄くなっていく様子をオンサイト計測することができ、50％の達成ができた。分光カメラの機上設置が残る50％の課題である。
以上よりトータルで53％の達成度と評価している。
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| 今後の研究の推進方策 |
次世代極薄(<10μm) 半導体・強誘電体ウェハ製造におけるウェハ厚さ検査技術として、(a)高精度厚さ計測、(b)ウェハ全面同時計測、及び(c)ウェハ脱着搬送不要オンマシン計測、を可能とする技術研究を推進し、本方式による(a)厚さ計測範囲0.1μm ~100μm, 厚さ変動計測確度10nm以内 (b) Φ 300mmエリア一括計測 及び(c)加工機上計測 を実現させる。
課題(a)の厚さ変動計測確度10nm達成のために、研削面の表面性状（表面粗さ、表面うねり、亜表面変質）の厚さ測定に対する影響を定量的な分析から明らかとする。課題(b)の分光カメラによる厚さイメージング計測のために、構成ハードウェハの購入と測定実験を行うためのソフトウェア実装を行う。課題(c)達成のために課題(b)の装置を研削盤上に設置させる構成を開発する。
現在学術論文1報、国際会議論文1報が投稿中であり、上記成果から学術論文2報を執筆投稿予定である。また、加工装置メーカなどと本研究の成果の実用化に向けた活動をおこなっていく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本研究で購入予定の備品（近赤外線カメラ、分光器）の選定を慎重に行ったため、また、金額的にも不足であったため、平成26年度での導入とした。
近赤外線カメラと分光器の購入費用として次年度使用額を充てる。
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