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WO2013145348A1 - 半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法 - Google Patents

半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法 Download PDF

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WO2013145348A1
WO2013145348A1 PCT/JP2012/067989 JP2012067989W WO2013145348A1 WO 2013145348 A1 WO2013145348 A1 WO 2013145348A1 JP 2012067989 W JP2012067989 W JP 2012067989W WO 2013145348 A1 WO2013145348 A1 WO 2013145348A1
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WO
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semiconductor element
element substrate
injection
warpage
substrate
Prior art date
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PCT/JP2012/067989
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English (en)
French (fr)
Inventor
巧一 井上
和良 前田
紀仁 澁谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sintokogio Ltd
Original Assignee
Sintokogio Ltd
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Publication date
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Priority to US14/353,895 priority patent/US9136192B2/en
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    • H10H20/01Manufacture or treatment
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    • H10P74/23
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H10P74/203

Definitions

  • the present invention relates to a warp correction device and a warp correction method for a semiconductor element substrate for correcting a warp generated in a semiconductor element substrate such as a sapphire substrate.
  • a semiconductor element such as a light emitting diode is manufactured by forming a semiconductor film, for example, a GaN-based compound semiconductor film by epitaxial crystal growth on a main surface (polished surface) of a semiconductor element substrate such as sapphire, and forming an electrode or the like. .
  • the semiconductor film is formed while heating the semiconductor element substrate, and then cooled to room temperature. For this reason, a warp that protrudes toward the semiconductor film side occurs due to a difference in thermal expansion between the semiconductor element substrate and the semiconductor film during cooling.
  • Patent Document 1 discloses a technique for correcting the warp using a large press device that presses with a pressure of 4.9 ⁇ 10 4 to 4.9 ⁇ 10 6 Pa.
  • Patent Document 2 discloses a technique for correcting a warp by modifying the inside of the sapphire substrate by condensing and scanning a pulse laser.
  • Patent Document 1 it is necessary to provide a press mechanism in an MOCVD apparatus that performs epitaxial growth, which increases the cost of the apparatus and is not suitable for mass production.
  • the frequency of occurrence of cracks in the semiconductor element substrate during pressing increases, and the yield may decrease.
  • An apparatus is a warp correction device that corrects a warp of a semiconductor element substrate, and a spray material to a back surface that is opposite to a main surface or opposite to a film formation surface of the semiconductor element substrate.
  • An injection mechanism having a nozzle for performing an injection process, an adsorption table that adsorbs a main surface or a film formation surface of the semiconductor element substrate and holds the semiconductor element substrate, and an injection region of an injection material by the nozzle
  • a moving mechanism for moving the suction table so that the semiconductor element substrate moves relative to the semiconductor element substrate, and an injection processing chamber in which the semiconductor element substrate held on the suction table is accommodated and an injection process is performed inside
  • a measurement mechanism for measuring the warpage amount of the semiconductor element substrate, and a difference between a preset target warpage amount and the warpage amount of the semiconductor element substrate measured by the measurement mechanism.
  • the apparatus is configured by means having a low apparatus cost such as an injection mechanism, and is appropriate based on a preset target warpage amount and a warpage amount of the semiconductor element substrate measured by the measurement mechanism. It is possible to perform an injection process for correcting warpage of the semiconductor element substrate by setting appropriate injection process conditions. For this reason, according to this apparatus, the curvature of the board
  • the apparatus may perform pass / fail determination by measuring a warpage amount of the semiconductor element substrate subjected to the injection process by a measurement mechanism and determining whether the warpage amount is equal to or less than a target warpage amount (within an allowable range of the target warpage amount). Therefore, the yield can be improved and the warp correction process can be performed efficiently.
  • the suction table is provided in a region on which the semiconductor element substrate is placed, and a suction portion that sucks and fixes the semiconductor element substrate; and in the region and from the suction portion And a purge unit that is provided on the outer edge side of the region and injects compressed air from the gap formed between the outer edge of the semiconductor element substrate and the suction table toward the outside of the region.
  • the semiconductor element substrate is warped when it is sucked and fixed to the suction table. For this reason, a gap is formed between the semiconductor element substrate and the suction table at the outer peripheral edge of the semiconductor element substrate, and the injection surface enters and the deposition surface on which the semiconductor film is formed on the main surface of the semiconductor element substrate Or the main surface may be damaged.
  • the purge portion injects compressed air from the gap between the semiconductor element substrate and the suction table to the outside of the region on which the semiconductor element substrate is placed. Intrusion can be prevented. For this reason, it can prevent that the board
  • the suction table is provided at a position corresponding to a region where at least an outer edge of the semiconductor element substrate is not formed with a semiconductor element, and includes a suction portion that sucks and fixes the semiconductor element substrate. May be.
  • the semiconductor element substrate can be adsorbed and held in the outer edge (near the outer periphery) area of the semiconductor element substrate where the semiconductor element is not formed.
  • the element can be prevented from being damaged.
  • At least one of the injection mechanism and the suction table causes the semiconductor element to be injected to the injection material injection region by the nozzle so that the injection material is injected onto the entire back surface of the semiconductor element substrate.
  • the working substrate may be scanned relatively.
  • a suction part that sucks and removes the spray material is provided on one side surface of the jet processing chamber, and the semiconductor element substrate is held on the other side surface of the jet processing chamber.
  • An opening through which the suction table passes is formed, and when the suction table holding the semiconductor element substrate is inserted, the opening allows outside air to flow between the suction table or the semiconductor element substrate. You may open to the magnitude
  • the inside of the injection processing chamber may be partitioned by a wall portion in which a slit that does not hinder movement of the semiconductor element substrate is formed.
  • the suction table is configured to be movable in a horizontal plane by the moving mechanism, and both end portions of the wall portion are connected to an upper surface and a bottom portion of the injection processing chamber, and the nozzle The slit may be formed at a position overlapping with a movable horizontal plane of the suction table.
  • the wall can prevent the spray material from diffusing throughout the spray processing chamber. Further, it is possible to avoid the operation for processing the semiconductor element substrate from being obstructed by the slit.
  • the apparatus may include a cleaning mechanism that is provided on a side surface on the opening side of the injection processing chamber and that removes the injection material adhering to the semiconductor element substrate.
  • control device performs the injection process again when it is determined in the pass / fail determination that the warp of the semiconductor element substrate subjected to the injection process is larger than the target warp amount. May be operated.
  • the warpage amount of the semiconductor element substrate is measured after the warp correction processing, and when it is determined that the warpage amount is larger than the target warpage amount, the warpage correction processing is performed again, so that the yield can be improved. At the same time, the warp correction process can be performed efficiently.
  • control device sets the injection processing condition based on a temporary target warp amount larger than the target warp amount and performs the injection processing, and the injection processing based on the target warp amount after the rough correction processing.
  • the injection mechanism may be operated so as to perform a finish correction process for setting conditions and performing an injection process.
  • a method includes a measurement mechanism for measuring a warpage amount of a semiconductor element substrate, a preset target warpage amount, and warpage amount data of the semiconductor element substrate measured by the measurement mechanism.
  • the semiconductor is subjected to warpage correction processing for setting warpage correction processing for correcting warpage of the semiconductor element substrate by jetting an injection material on the back surface, and the warpage correction processing.
  • a control device for performing at least one of pass / fail judgment of the element substrate and a nozzle for performing an injection process for injecting an injection material to the back surface opposite to the main surface or the film forming surface of the semiconductor element substrate A semiconductor element substrate warpage correction method using a semiconductor element substrate warpage correction apparatus.
  • This method calculates a difference between a step of measuring a warpage amount of a substrate for a semiconductor element by the measurement mechanism, warpage amount data measured by the measurement mechanism, and a preset target warpage amount, and performs an injection process.
  • a step of setting conditions, a step of performing a warp correction process by spraying an injection material from the back surface opposite to the main surface of the semiconductor element substrate or the opposite side of the film formation surface under the spray processing conditions, and warp correction And determining whether or not the warpage amount of the processed semiconductor element substrate is equal to or less than a preset target warpage amount.
  • a method for correcting a warp of a semiconductor element substrate using the above-described warp correction apparatus for a semiconductor element substrate wherein the warpage amount of the semiconductor element substrate is measured.
  • a step of measuring by the mechanism a step of transporting the semiconductor element substrate whose warpage amount is measured onto the suction table, and holding the semiconductor element substrate on the suction table, and a warpage amount measured by the measurement mechanism.
  • warp correction process On the basis of a difference between the target warpage amount and a preset target warpage amount, and a step of setting an injection process condition of the injection mechanism and an opposite side of the main surface of the semiconductor element substrate or the film formation surface in the injection process condition
  • warp correction Amount of warpage of the substrate for a semiconductor device management has been performed, comprising a step of determining whether or not less than the target amount of warpage preset, the.
  • the warp of the semiconductor element substrate can be corrected without requiring a complicated processing step.
  • the manufacturing cost of a curvature correction apparatus can be made cheap.
  • the size of the warp correction device can be reduced.
  • the warpage amount of the semiconductor element substrate may be calculated by measuring and calculating heights from 3 to 6 reference positions with respect to one straight line. With this configuration, the warpage amount of the semiconductor element substrate can be measured with a small number of measurement points, so that the processing time can be shortened.
  • the step of performing the warp correction treatment may be performed before the step of forming a resist film for forming a circuit pattern on the thin film layer formed on the semiconductor element substrate.
  • a warp correction apparatus and a warp correction method for a semiconductor element substrate capable of correcting the warp of the semiconductor substrate by a method suitable for mass production efficiently are provided.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV shown in FIG. 4. It is explanatory drawing which shows the structure of an adsorption
  • suction table. 6A is a longitudinal sectional view
  • FIG. 6B is a BB cross-sectional view of FIG. 6A, and FIG.
  • FIG. 6C is a CC cross-sectional view of FIG. 6A. It is a flowchart which shows operation
  • the warp correction device is, for example, a device that corrects warpage by spraying an injection material onto a semiconductor element substrate.
  • the semiconductor element substrate for correcting the warp with the warp correction device is a substrate made of, for example, sapphire, SiC, GaAS, GaP, GaAlAs, etc., and a semiconductor film such as a GaN-based compound semiconductor film is formed on the main surface, A substrate for forming a semiconductor element such as a light emitting diode (LED) element or a laser diode (LD) element.
  • a semiconductor element such as a light emitting diode (LED) element or a laser diode (LD) element.
  • FIG. 1 shows a conceptual diagram of a method for correcting warpage of a substrate for a semiconductor element by an injection process.
  • a substrate W for a semiconductor element such as a sapphire wafer on which a semiconductor film G such as a GaN-based compound is formed has a warp such that the deposition surface side on which the semiconductor film G is formed is convex on the main surface. Warp is corrected without damaging the film-forming surface or the main surface of the semiconductor element substrate W by injecting and colliding the injection material F with the nozzle N on the back surface side of the substrate W for semiconductor element where the warpage has occurred. can do.
  • the warp correction device 1 for a semiconductor element substrate includes, for example, an injection mechanism 10, a transport mechanism 52, a suction table 20, a moving mechanism 30, a measurement mechanism 51, an injection processing chamber 40, and suction.
  • the unit 40b and the control device 54 are provided.
  • the injection mechanism 10 includes a nozzle 11 for performing an injection process of injecting an injection material onto the semiconductor element substrate W.
  • the transport mechanism 52 transports the semiconductor element substrate W.
  • the transport mechanism 52 transports the semiconductor element substrate W between the measurement mechanism 51 and the ejection processing chamber 40, for example.
  • the suction table 20 holds the semiconductor element substrate W by sucking the film formation surface or the main surface of the semiconductor element substrate W.
  • the moving mechanism 30 moves the suction table 20 so that the semiconductor element substrate W moves relative to the injection region of the injection material by the nozzle 11.
  • the measurement mechanism 51 measures the amount of warpage of the semiconductor element substrate W.
  • the ejection processing chamber 40 accommodates the semiconductor element substrate W held on the suction table 20. An injection process is performed inside the injection processing chamber 40.
  • the suction unit 40 b sucks and removes the spray material from the side surface direction of the suction table 20 in the spray processing chamber 40.
  • the control device 54 controls the operation of each of the above devices.
  • control device 54 for example, various arithmetic devices such as a personal computer, motion controllers such as a programmable logic controller (PLC) and a digital signal processor (DSP), a high-function mobile terminal, a high-performance mobile phone, and the like may be used. it can.
  • PLC programmable logic controller
  • DSP digital signal processor
  • the semiconductor element substrate W is accommodated in the case 53 with distinction between before and after the warp correction process.
  • the injection mechanism 10 includes a nozzle 11 and a storage tank (not shown) that stores the injection material. Moreover, the injection mechanism 10 is provided with the injection material hopper 12, the compressed air supply apparatus (not shown), the collection
  • the injection material hopper 12 supplies a predetermined amount of the injection material to the nozzle 11 in a fixed amount.
  • the compressed air supply device supplies compressed air to the nozzle 11.
  • the collection device 13 is connected to the suction unit 40b and collects the injection material after the injection process.
  • the classifying device 14 classifies the injection material collected by the collection device 13 into a usable injection material and an unusable injection material.
  • the dust collector 15 exhausts and removes dust from the classifier 14.
  • the nozzle 11 includes a gas injection unit 11a, a supply port 11b, a mixing chamber 11c, and an injection material injection unit 11d.
  • the gas injection unit 11a is connected to a compressed air supply device.
  • the supply port 11b is connected to the injection material hopper 12 and supplies the injection material.
  • the mixing chamber 11c communicates with the gas injection unit 11a and the supply port 11b, and mixes the compressed air supplied from the gas injection unit 11a and the injection material supplied from the supply port 11b to form a solid-gas two-phase flow. To do.
  • the injection material injection unit 11d injects the solid-gas two-phase flow introduced from the mixing chamber 11c onto the workpiece.
  • the nozzle 11 is disposed on the upper surface of the ejection processing chamber 40 so as to be able to eject vertically downward, and can perform an ejection process on the semiconductor element substrate W that is attracted and fixed to the adsorption table 20.
  • the nozzle 11 in which the injection port 11e is formed in a rectangular shape is employed. Thereby, since the area
  • the injection process of the injection material by the injection mechanism 10 is performed as follows.
  • compressed air is supplied to the gas injection unit 11a of the nozzle 11, the compressed air is injected from the tip toward the injection material injection unit 11d.
  • the supply amount of the injection material is controlled by the injection material hopper 12, and the injection material is supplied from the supply port 11b to the mixing chamber 11c by the negative pressure generated when the compressed air passes through the mixing chamber 11c from the gas injection unit 11a.
  • the injection material conveyed to the mixing chamber 11c is mixed with the compressed air injected from the gas injection unit 11a and accelerated, passes through the injection material injection unit 11d, and is injected from the injection port 11e onto the semiconductor element substrate W. Is done.
  • the suction table 20 is formed in a thin rectangular parallelepiped shape having a rectangular horizontal surface.
  • One end portion of the suction table 20 is attached to the moving mechanism 30, and a suction portion 21 that sucks the semiconductor element substrate W onto the upper surface (region on which the semiconductor element substrate is placed) of the other end portion on the opposite side.
  • the adsorbing portion 21 is formed of, for example, a polyether ether ketone (PEEK) material so that no adsorbing mark is attached to the adsorbing surface of the semiconductor element substrate W.
  • PEEK polyether ether ketone
  • a negative pressure portion 22 is provided adjacent to the suction portion 21.
  • the negative pressure part 22 includes openings arranged concentrically, for example.
  • the negative pressure portion 22 is formed so that the position of the opening is a double concentric circle.
  • the negative pressure portion 22 communicates with the suction pipe 24 to generate a negative pressure, suck the semiconductor element substrate W, and fix it to the suction portion 21.
  • An annular purge portion 23 is formed on the suction table 20 where the semiconductor element substrate W is placed and outside the suction portion 21 (on the outer edge side of the region).
  • the purge unit 23 communicates with a purge pipe 25 that supplies compressed air, and directs compressed air outward (outside the region) from a gap formed between the outer edge of the semiconductor element substrate W and the suction table 20. Can be injected.
  • the moving mechanism 30 moves the suction table 20 so as to move the semiconductor element substrate W sucked and held by the suction table 20 relative to the injection region FA of the injection material by the nozzle 11, for example, an XY stage. It is a moving mechanism.
  • the nozzle 11 is fixed to the injection processing chamber 40, and the semiconductor element substrate W moves relative to the injection region FA of the injection material by moving only the suction table 20.
  • the direction of insertion into the moving mechanism 30 in the injection processing chamber 40 is defined as the X direction
  • the direction perpendicular to the insertion direction is defined as the Y direction.
  • the injection processing chamber 40 is directly connected to the collection device 13 on the side surface opposite to the accommodation port 40a, and a wall portion 40c in which a slit is formed so as not to hinder the horizontal movement of the suction table 20 (see FIG. 9). (See FIG. 5). As shown in FIG.
  • the width (height direction) of the slit of the wall portion 40c is larger than the thickness of the semiconductor element substrate W and the suction table 20, and the thickness of the semiconductor element substrate W and the suction table 20 It is formed so that the difference from the slit width is small.
  • a suction portion 40 b that sucks and removes the spray material from the side surface of the suction table 20 is formed.
  • the housing opening 40a is opened to a size such that a gap is formed between the semiconductor element substrate W and the suction table 20 when the suction table 20 on which the semiconductor element substrate W is placed is inserted.
  • the outside air is sucked from the gap by the suction force of the collecting device connected to the suction part 40b.
  • an airflow is generated inside the injection processing chamber 40 from the accommodation port 40a toward the suction part 40b. If the containing port 40a is too large, the pressure loss becomes large, and if it is too small, it becomes difficult to suck the outside air, which prevents the generation of the air flow.
  • the gap between the housing port 40a and the semiconductor element substrate W can be set to 0.5 mm to 5.0 mm, for example.
  • Internal injection processing chamber 40 is partitioned into spaces A 1 and space A 2 by a wall 40c.
  • the wall portion 40c extends in a direction (vertical direction) perpendicular to the X direction and the Y direction, and both ends thereof are connected to the ceiling surface (upper surface) and the bottom portion of the injection processing chamber 40, and the injection by the nozzle 11 It is arranged so as to surround the material injection area FA.
  • the upper surface of the space A 1 is arranged nozzle 11, most of the injection material injected from the nozzle 11, without going to the space A 2 is inhibited in the wall portion 40c, is recovered by the recovery device
  • the A slit is formed in the wall part 40c in the position which overlaps with the horizontal surface in which the adsorption
  • the air blow performed by the cleaning mechanism 41 does not inject only compressed air, but may provide other means.
  • some moisture or an electrostatic removing agent may be injected with compressed air, ions or radicals may be injected with compressed air by corona discharge or the like, or may be combined with ultrasonic waves (ultrasonic air blow ).
  • the measurement mechanism 51 is a device that measures the warp of the semiconductor element substrate W, and employs a known measurement device such as a laser displacement meter, a non-contact measurement device using interference fringes, or a contact measurement device such as a probe. Can do. In this embodiment, a laser displacement meter is employed.
  • the transport mechanism 52 is a means for transporting the semiconductor element substrate W between the case 53, the measurement mechanism 51, and the suction table 20, and may be a robot arm, for example.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the warp correction apparatus 1.
  • the warp of the semiconductor element substrate W on which the semiconductor film is formed is measured by the measurement mechanism 51 (S10, S12).
  • the semiconductor element substrate W is transported from the case 53 before processing to the measurement mechanism 51 by the transport mechanism 52 (S10).
  • the warpage of the semiconductor element substrate W is measured.
  • FIG. 8 shows an example of a method for measuring warpage. As shown in FIG. 8, the semiconductor device substrate W is placed on the measuring table so that the main surface polished on the mirror surface of the semiconductor element substrate W is formed with the semiconductor film formed on the upper surface, and the upper surface is measured by the laser displacement meter. Then, the measurement area is scanned and the height is measured (S12).
  • the control device 54 stores a calibration curve that has been measured and set in advance, calculates the difference between this ⁇ t and a preset target warpage amount, and based on the result, the operation of the nozzle 11, etc.
  • the injection processing conditions are set.
  • the semiconductor element substrate W is transported to the suction table 20 by the transport mechanism 52 (S14).
  • the semiconductor element substrate W is placed so that the film-forming surface Ws, in which a semiconductor film is formed on the mirror-polished main surface, is in contact with the suction portion 21 of the suction table 20, and the negative pressure generated in the negative pressure portion 22. Adsorbed and fixed by At this time, compressed air is ejected from the purge unit 23, and the ejected air flows outward from the gap between the film formation surface Ws of the semiconductor element substrate W and the suction table 20.
  • the suction table 20 is moved by the moving mechanism 30, and the semiconductor element substrate W is introduced into the ejection processing chamber 40 from the accommodation port 40a of the ejection processing chamber 40 (S14).
  • the injection material is injected from the nozzle 11, the suction table 20 is moved by the moving mechanism 30, the semiconductor element substrate W is scanned within the injection region FA of the injection material, and the injection material is uniformly distributed over the entire back surface Wr.
  • An injection process is performed so as to be injected (S16).
  • the collision energy due to the injection material can be applied to the entire semiconductor element substrate W, so that the warpage can be effectively corrected.
  • the collision energy can be effectively applied, and the swell of the semiconductor element substrate W after the injection process can be prevented.
  • the scanning trajectory T of the center C of the semiconductor element substrate W scans in the X direction from the end of the semiconductor element substrate W to the injection region FA of the injection material, and in the Y direction at a predetermined pitch.
  • This is a trajectory of scanning in a comb shape by repeatedly returning to the X direction after shifting.
  • the injection port 11e is formed in a rectangular shape, the injection width of the injection material by one scan in the X direction can be increased by arranging the long side in the Y direction. Therefore, the efficiency of the injection process can be improved.
  • the semiconductor element substrate W Since the semiconductor element substrate W is warped downward in the state of being sucked and fixed to the suction table 20, the semiconductor element substrate W is located between the semiconductor element substrate W and the suction portion 21 at the outer peripheral end portion. There is a possibility that a gap is formed and the spray material enters and damages the film formation surface Ws.
  • the compressed air is jetted outward from the gap between the film formation surface Ws of the semiconductor element substrate W and the suction table 20 by the purge unit 23, it is possible to prevent the propellant from entering the gap. Therefore, it is possible to prevent the film formation surface Ws from being damaged.
  • the spray material sprayed onto the semiconductor element substrate W is sucked and recovered by the recovery device 13 from the suction portion 40b. Since the suction part 40b is configured to suck the spray material from the side surface direction of the suction table 20, the spray material can be made difficult to adhere to the back surface Wr of the semiconductor element substrate W.
  • the spray material sucked and collected by the collecting device 13 is classified by the classifying device 14. Of the propellant classified by the classifier 14, only the reusable propellant having a particle diameter equal to or larger than a certain value is reintroduced into the storage tank of the propellant hopper 12 and used. Since the suction part 40b is directly connected to the recovery device 13, the duct wear and pressure loss are small, and a large suction force can be generated to effectively suck and recover the injection material.
  • the semiconductor element substrate W for which the injection process has been completed is carried out of the injection process chamber 40 from the accommodation port 40a of the injection process chamber 40 by the moving mechanism 30 (S18). At this time, the jetting material adhering to the semiconductor element substrate W is blown off by the cleaning mechanism 41 disposed in front of the storage port 40a and removed by suction.
  • the inside of the injection processing chamber 40 has a negative pressure, the injection material or the like does not leak to the outside from the accommodation port 40a.
  • the semiconductor element substrate W for which the injection process has been completed is transported to the measurement mechanism 51 by the transport mechanism 52, and the amount of warpage is measured (S18, S20).
  • the control device 54 it is determined whether or not the measured warpage amount is equal to or less than a preset target warpage amount.
  • the warp correction processing is terminated, and the semiconductor element substrate W is transported by the transport mechanism 52 and the processed semiconductor It is accommodated in the case 53 for the element substrate W (S22: Yes, S23).
  • the transport mechanism 52 takes out the unprocessed semiconductor element substrate W from the unprocessed case 53 and provides it to a warp correction process (jetting process).
  • the injection processing condition is set based on the warpage amount, and the warp correction processing is performed again (S22: No, S24: setting process). That is, the above-described steps S14 to S20 are executed again. If the warpage amount is larger than the target warpage amount even after the second warp correction process, it may be disposed as a rejected product. Thereby, while being able to improve a yield, the curvature correction process can be performed efficiently. Note that how many times the warp correction processing is repeated can be set as appropriate. This completes the operation shown in FIG.
  • the warp correction process shown in FIG. 7 includes a rough correction process in which an injection process condition is set based on a provisional target warp amount larger than the target warp amount and warp correction process (injection process) is performed, and a target warp after the rough correction process. It can also be performed in two stages: a finishing correction process in which the injection process condition is set based on the amount and fine adjustment is performed.
  • an injection processing condition is set so that the rough target processing is a temporary target warpage amount of 50 ⁇ m or less. After performing the injection process and measuring the warpage amount, it is possible to perform the injection process again by setting an injection processing condition for setting the warpage amount to 20 ⁇ m or less. Thereby, processing efficiency can be improved in rough correction processing, and correction accuracy can be ensured by finishing correction processing.
  • the warp correction process is terminated without performing the finish correction process.
  • the injection conditions such as the injection material, the injection speed and the injection pressure, and the scanning conditions for the semiconductor element substrate W are appropriately selected and set in accordance with the semiconductor element substrate material, the semiconductor film material, the warpage amount, and the like. .
  • the propellant may be made of any material as long as it can give sufficient impact energy to the semiconductor element substrate W.
  • alumina abrasive grains having an average particle diameter of 10 to 70 ⁇ m can be preferably used. If the average particle diameter is too large, the surface roughness of the back surface Wr of the semiconductor element substrate W is lowered, and if it is too small, the collision energy may be insufficient.
  • the injection amount depends on the supply amount of the injection material to the nozzle. If the spray material is excessively supplied to the nozzle in order to increase the injection amount, the spray material cannot be supplied satisfactorily to the nozzle. There is a risk of not.
  • the scanning conditions of the suction table 20 also depend on the type of nozzle 11. For example, when a rectangular nozzle 11 having an injection port 11e of 15 ⁇ 4.8 mm is used, the relative movement speed of the suction table 20 is selected from 5 to 200 mm / sec in consideration of the coverage, and the feed pitch is 20 mm. It can be. However, since the range of the injection area FA injected from the nozzle 11 varies depending on the injection distance, it is necessary to select an optimum feed pitch for the injection distance.
  • the semiconductor element substrate W whose warp has been corrected by the warp correction apparatus 1 forms a resist film and performs etching, whereby a circuit pattern is formed on the semiconductor film (thin film layer).
  • a photoresist is generally used for forming the resist film. Since the resist film is formed on the semiconductor element substrate W without warping, the boundary of the circuit pattern can be clearly developed. If the boundary of the circuit pattern is not clearly developed, a firm circuit pattern cannot be formed in a later etching process, resulting in a deterioration in the quality of the semiconductor element. For example, in the case of an optical element such as an LED, the boundary cannot be clearly developed, so that the thickness of the semiconductor element becomes non-uniform and the luminance decreases.
  • a transparent electrode, a pad electrode, a protective film, etc. are formed on the deposited compound semiconductor. Then, a scribe line is formed with a laser or the like, and cut into a semiconductor element (chip) along the scribe line. Since the thickness of the electrode can be made uniform by correcting the warp, the electric resistance value can be reduced. Thereby, when producing light emitting elements, such as LED, a brightness
  • the suction table 20 is moved by the moving mechanism 30 to move the semiconductor element substrate W relative to the fixed nozzle 11.
  • the nozzle 11 includes another moving mechanism and the nozzle 11 is moved.
  • the semiconductor element substrate W may be moved relative to the nozzle 11 by scanning or by moving the nozzle 11 and the suction table 20 together.
  • the semiconductor element substrate W has a region where no semiconductor element is formed in the vicinity of the outer periphery, for example, a region 1 mm from the outermost periphery. Therefore, it is possible to employ a configuration in which the suction portion 21 is provided at least at a position corresponding to the region, for example, in an annular shape, and the semiconductor element substrate W can be sucked and held in the region. According to this, it is possible to prevent the semiconductor element from being damaged by the intrusion of the injection material without providing the purge portion 23.
  • the nozzle 11 is disposed so as to be able to spray substantially perpendicularly to the semiconductor element substrate W, but may be disposed in an inclined manner. For example, when the nozzle 11 is tilted to the opposite side to the recovery device 13, the spray material after colliding with the semiconductor element substrate W is directed toward the recovery device 13, so that it can be efficiently sucked and removed.
  • the suction type nozzle 11 is used.
  • the pressure type direct pressure type in which the injection material is injected after the amount of the injection material in the storage tank is determined by the compressed air supplied to the storage tank of the injection material hopper 12.
  • Nozzles can also be applied.
  • the shape of the ejection port 11e of the nozzle 11 is not limited to a rectangular shape, and various shapes such as a circular shape can be used.
  • the injection process is performed on the entire back surface Wr of the semiconductor element substrate W, when the warp of the semiconductor element substrate W is small, the injection process is performed by performing a fixed point injection on the center of the semiconductor element substrate W or the like. It can also be done.
  • Example 2 The result of correcting the warp of the semiconductor element substrate by the warp correction device 1 according to the embodiment will be described as an example.
  • three semiconductor element substrates W on which a GaN-based compound semiconductor of about 3 to 5 ⁇ m is formed on a sapphire substrate having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.65 ⁇ m are prepared, and the warp described in the embodiment is performed.
  • the warp of the semiconductor element substrate W was corrected under the conditions shown in Table 1 using a correction device.
  • Table 2 shows the change in warpage for each number of scans. Under any condition, the warpage amount was corrected to 10 ⁇ m or less, and it was found that the warpage of the semiconductor element substrate can be corrected by the warpage correction apparatus 1 according to the embodiment.
  • the device components such as the injection mechanism 10 are configured by means having a low device cost, and a predetermined target warpage amount is set. Since the warp correction processing for correcting the warp of the semiconductor element substrate W can be performed by setting appropriate injection processing conditions based on the warp data of the semiconductor element substrate W measured by the measurement mechanism 51, mass production can be performed efficiently.
  • the warp of the semiconductor element substrate W can be corrected by a method suitable for the above.
  • the warp of the semiconductor element substrate W that has undergone the warp correction process can be measured by the measurement mechanism 51 to determine whether or not the warp correction amount is equal to or less than the target warp amount, the yield can be improved and the warp correction process can be performed. Can be performed efficiently.
  • Suction part, 40c Wall part, 41 ... Cleaning mechanism, 51 ... Measuring mechanism, 52 ... Conveyance mechanism, 53 ... Case, 54 ... Control device, W ... Substrate for semiconductor element , Ws ... film formation surface, Wr ... back surface, FA ... injection region of the injection material.

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Abstract

 反り矯正装置は、噴射処理を行うノズルを備えた噴射機構と、半導体素子用基板を主面側または成膜面側で吸着して保持する吸着テーブルと、ノズルによる噴射材の噴射領域に対して半導体素子用基板が相対移動するように吸着テーブルを移動させる移動機構と、吸着テーブルに保持された半導体素子用基板を収容し、内部で噴射処理が行われる噴射処理室と、半導体素子用基板の反りを測定する測定機構と、目標反り量と測定機構により測定された反り量との差に基づいて、噴射機構の噴射処理条件の設定処理、及び、噴射処理が行われた半導体素子用基板の合否判定の少なくとも一方を行う制御装置とを備える。

Description

半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法
 本発明は、サファイア基板などの半導体素子用基板に生じる反りを矯正するための半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法に関する。
 発光ダイオードなどの半導体素子は、サファイアなどの半導体素子用基板の主面(研磨面)にエピタキシャル結晶成長により半導体膜、例えばGaN系化合物半導体膜を形成し、電極などを形成することにより製造される。半導体膜は、半導体素子用基板を加熱しながら成膜され、その後常温へ冷却される。このため、冷却の際に半導体素子用基板と半導体膜との熱膨張差により、半導体膜側へ凸となる反りが発生する。
 この反りを矯正するために、例えば、特許文献1には、4.9×10~4.9×10Paの圧力で押圧する大型のプレス装置を用いて反りを矯正する技術が開示されている。また、特許文献2には、サファイア基板の内部にパルスレーザーを集光及び走査することにより、内部を改質して反りを矯正する技術が開示されている。
特開2003-128499号公報 特開2010-165817号公報
 特許文献1に記載の技術では、エピタキシャル成長を行うMOCVD装置の中に、プレス機構を設ける必要があり、装置コストが増大するとともに量産には適していない。また、量産を目的とした半導体素子用基板サイズの増大の要請がある中で、押圧する際の半導体素子用基板の割れなどの発生頻度が高くなり歩留まりが低下するおそれもある。
 特許文献2に記載の技術では、レーザーをサファイア基板の内部に照射するために高い面粗度が要求されるので、研磨工程の負荷が増大する。また、所定の位置にレーザーを照射するためには高い位置精度が要求されるため、装置コストが増大する。また、成膜後にレーザーを照射して半導体素子用基板の改質を行う場合には、成膜される膜の材質・膜厚などに応じて変化する反り量や同じ成膜条件でも反り量にばらつきが発生するため、レーザーの照射条件を一定にしても反りの矯正量が安定せず、歩留まりが向上しないおそれがある。
 本技術分野では、効率良く量産に適した方法で半導体用基板の反りを矯正することができる半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法が望まれている。
 本発明の一側面に係る装置は、半導体素子用基板の反りを矯正する反り矯正装置であって、前記半導体素子用基板における主面の反対側または成膜面の反対側である裏面へ噴射材を噴射する噴射処理を行うノズルを有する噴射機構と、前記半導体素子用基板の主面または成膜面を吸着して前記半導体素子用基板を保持する吸着テーブルと、前記ノズルによる噴射材の噴射領域に対して前記半導体素子用基板が相対移動するように前記吸着テーブルを移動させる移動機構と、前記吸着テーブルに保持された前記半導体素子用基板を収容し、内部で噴射処理が行われる噴射処理室と、前記半導体素子用基板の反り量を測定する測定機構と、あらかじめ設定された目標反り量と前記測定機構により測定された前記半導体素子用基板の反り量との差に基づいて、前記噴射機構の噴射処理条件の設定処理、及び、噴射処理が行われた前記半導体素子用基板の合否判定の少なくとも一方を行う制御装置と、を備える。
 本発明の一側面に係る装置は、噴射機構など装置コストが低い手段から構成されているとともに、あらかじめ設定された目標反り量と測定機構により測定された半導体素子用基板の反り量とに基づき適切な噴射処理条件を設定して半導体素子用基板の反りを矯正する噴射処理を行うことができる。このため、該装置によれば、効率良く量産に適した方法で半導体用基板の反りを矯正することができる。また、該装置は、噴射処理が行われた半導体素子用基板の反り量を測定機構により測定し目標反り量以下(目標反り量の許容範囲内)か否かを判断する合否判定を行うことができるので、歩留まりを向上させることができるとともに、反り矯正処理を効率的に行うことができる。
 一実施形態では、前記吸着テーブルは、前記半導体素子用基板が載置される領域に設けられ、前記半導体素子用基板を吸着して固定する吸着部と、前記領域内であって前記吸着部よりも前記領域の外縁側に設けられ、前記半導体素子用基板の外縁と吸着テーブルとの間に形成される隙間から前記領域外に向けて圧縮空気を噴射するパージ部と、を備えてもよい。
 半導体素子用基板は、吸着テーブルに吸着して固定されている状態では反っている。このため、半導体素子用基板の外周端部では半導体素子用基板と吸着テーブルとの間に隙間ができてしまい、噴射材が入り込み半導体素子用基板の主面に半導体膜が形成された成膜面や主面を傷つけるおそれがある。一実施形態に係る発明によれば、パージ部により圧縮空気を半導体素子用基板と吸着テーブルとの隙間から半導体素子用基板が載置される領域の外方へ噴射するため、噴射材が隙間に侵入することを防ぐことができる。このため、半導体素子用基板が噴射材によって傷つくことを防ぐことができる。
 一実施形態では、前記吸着テーブルは、少なくとも前記半導体素子用基板の外縁であって半導体素子が形成されない領域に対応する位置に設けられ、前記半導体素子用基板を吸着して固定する吸着部を備えてもよい。
 このように構成することで、半導体素子用基板の外縁(外周近傍)の領域であって半導体素子が形成されない領域で半導体素子用基板を吸着・保持することができるので、噴射材の侵入により半導体素子が傷つくことを防ぐことができる。
 一実施形態では、前記噴射機構及び前記吸着テーブルの少なくとも一方が、前記半導体素子用基板の前記裏面全面に噴射材が噴射されるように、前記ノズルによる噴射材の噴射領域に対して前記半導体素子用基板を相対的に走査してもよい。
 このように構成することで、噴射処理において裏面全面に噴射材を噴射することにより、噴射材による衝突エネルギーを半導体素子用基板全体に作用させることができるので、反りを有効に矯正することができる。
 一実施形態では、前記噴射処理室の一方の側面には、噴射材を吸引して除去する吸引部が設けられ、前記噴射処理室の他方の側面には、前記半導体素子用基板を保持した前記吸着テーブルを通過させる開口部が形成されており、前記開口部は、前記半導体素子用基板を保持した前記吸着テーブルを挿入した際に、該吸着テーブルまたは該半導体素子用基板との間で外気を吸引するための空隙を形成する大きさに開口されていてもよい。
 このように構成することで、吸引部より吸引された外気により、開口部から吸引部に向かう気流が発生する。よって、噴射機構により噴射された噴射材は、半導体素子用基板の主面または成膜面に回り込むことなく吸引部に向かう。これにより、噴射材によって該主面または該成膜面を噴射材によって傷つけたり、噴射材が付着したりすることを回避することができる。また、該開口部から噴射材が噴射処理室の外部に漏れ出すことを回避することができる。
 一実施形態では、前記噴射処理室の内部は、前記半導体素子用基板の移動を妨げないスリットが形成された壁部で区切られていてもよい。一実施形態では、前記吸着テーブルは、前記移動機構によって水平面内を移動可能に構成され、前記壁部は、鉛直方向の両端部が前記噴射処理室の上面及び底部に連結され、かつ、前記ノズルの噴射領域を囲んで配置され、前記スリットは、前記吸着テーブルの移動可能な水平面内と重なる位置に形成されてもよい。
 このように構成することで、壁部によって、噴射材が噴射処理室全体に拡散するのを防ぐことができる。また、前記スリットによって、半導体素子用基板を処理するための動作が邪魔されることを回避することができる。
 一実施形態では、該装置は、前記噴射処理室の開口部側の側面に設けられ、半導体素子用基板に付着した噴射材を除去するためのクリーニング機構を備えてもよい。このように構成することで、半導体素子用基板を該噴射処理室より取り出す際、該半導体素子用基板の表面に付着した噴射材をクリーニング機構によって除去することができる。よって、噴射材処理室の外に噴射材が漏出することを回避することができる。
 一実施形態では、前記制御装置は、前記合否判定において、噴射処理が行われた半導体素子用基板の反りが前記目標反り量より大きいと判断した場合に、再度噴射処理を行うように前記噴射機構を動作させてもよい。
 このように構成することで、反り矯正処理後に半導体素子用基板の反り量を測定し、目標反り量より大きいと判断された場合に、再度反り矯正処理を行うので、歩留まりを向上させることができるとともに、反り矯正処理を効率的に行うことができる。
 一実施形態では、前記制御装置は、目標反り量より大きな仮の目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し噴射処理を行う粗矯正処理と、粗矯正処理後に目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し噴射処理を行う仕上げ矯正処理と、を行うように前記噴射機構を動作させてもよい。このように構成することで、粗矯正処理において処理効率を向上させ、仕上げ矯正処理により矯正精度を確保することができる。
 本発明の他の側面に係る方法は、半導体素子用基板の反り量を測定するための測定機構と、あらかじめ設定された目標反り量と前記測定機構により測定された半導体素子用基板の反り量データとの差を演算し、前記裏面に噴射材を噴射することにより当該半導体素子用基板の反りを矯正する反り矯正処理を行うための噴射条件の設定、及び、反り矯正処理が行われた該半導体素子用基板の合否判定の少なくとも一方を行うための制御装置と、噴射材を半導体素子用基板における主面の反対側または成膜面の反対側である裏面に噴射する噴射処理を行うためのノズルを備えた噴射機構と、を備える半導体素子用基板の反り矯正装置を用いた半導体素子用基板の反り矯正方法である。この方法は、半導体素子用基板の反り量を前記測定機構で測定する工程と、前記測定機構で測定された反り量データと、あらかじめ設定された目標反り量と、の差を演算し、噴射処理条件を設定する工程と、前記噴射処理条件で、半導体素子用基板の主面の反対側または成膜面の反対側である裏面より噴射材を噴射して反り矯正処理を行う工程と、反り矯正処理が行われた半導体素子用基板の反り量が、あらかじめ設定された目標反り量以下か否かを判定する工程と、を備える。
 また、本発明の更に他の側面に係る方法は、上述した半導体素子用基板の反り矯正装置を用いた半導体素子用基板の反りの矯正方法であって、半導体素子用基板の反り量を前記測定機構で測定する工程と、反り量が測定された半導体素子用基板を前記吸着テーブル上に搬送し、該半導体素子用基板を該吸着テーブルに保持する工程と、前記測定機構で測定された反り量とあらかじめ設定された目標反り量との差に基づいて、前記噴射機構の噴射処理条件を設定する工程と、前記噴射処理条件で、半導体素子用基板の主面の反対側または成膜面の反対側である裏面より噴射材を噴射して反り矯正処理を行う工程と、反り矯正処理が行われた半導体素子用基板を前記測定機構に搬送し、該半導体素子用基板の反り量を測定する工程と、反り矯正処理が行われた半導体素子用基板の反り量が、あらかじめ設定された目標反り量以下か否かを判定する工程と、を備える。
 上記方法によれば、複雑な処理工程を必要とすることなく、半導体素子用基板の反りを矯正することができる。これにより、反り矯正装置の製造コストを安価にすることができる。また、反り矯正装置の大きさを小さくすることができる。
 一実施形態では、前記半導体素子用基板の反り量は、1の直線に対して3~6点の基準位置からの高さを測定して演算することにより算出してもよい。このように構成することで、少ない測定点数で半導体素子用基板の反り量を計測できるので、処理時間を短縮できる。
 一実施形態では、前記反り矯正処理を行う工程は、前記半導体素子用基板上に形成された薄膜層に回路パターンを形成するためのレジスト膜を形成する工程の前に行ってもよい。このように構成することで、反りを矯正した半導体素子用基板にレジスト膜を形成するので、より正確に回路パターンを形成することができる。
 本発明の種々の側面及び実施形態によれば、効率良く量産に適した方法で半導体用基板の反りを矯正することができる半導体素子用基板の反り矯正装置及び反り矯正方法が提供される。
半導体素子用基板の反りの矯正方法の原理を示す説明図である。 半導体素子用基板の反り矯正装置の構成を示す模式図である。 噴射処理を行うときのノズル、吸着テーブル及び噴射処理室の位置関係及びそれらの構造を示す縦断面説明図である。 噴射処理室の内部構造を示す平面説明図である。 図4に示すV-V線に沿った断面図である。 吸着テーブルの構造を示す説明図である。図6(A)は縦断面説明図、図6(B)は図6(A)のB-B断面図、図6(C)は図6(A)のC-C断面図である。 反り矯正装置の動作を示すフローチャートである。 測定機構による反り測定方法を示す模式図である。 噴射処理における吸着テーブルの走査軌跡を示す模式図である。
 実施形態に係る反り矯正装置について図を参照して説明する。反り矯正装置は、例えば、半導体素子用基板に噴射材を噴射し、反りを矯正する装置である。
 反り矯正装置で反りを矯正する半導体素子用基板は、例えば、サファイア、SiC、GaAS、GaP、GaAlAsなどからなる基板であり、主面に半導体膜、例えばGaN系化合物半導体膜、を成膜し、発光ダイオード(LED)素子やレーザーダイオード(LD)素子などの半導体素子を形成するための基板である。
 図1に、噴射処理により半導体素子用基板の反りを矯正する方法の概念図を示す。GaN系化合物などの半導体膜Gが成膜されたサファイアウエハなどの半導体素子用基板Wは、主面に半導体膜Gが成膜された成膜面側が凸になるような反りを生じている。反りが生じている半導体素子用基板Wの裏面側へノズルNにより噴射材Fを噴射して衝突させることにより、半導体素子用基板Wの成膜面または主面に損傷を与えることなく反りを矯正することができる。
 図2に示すように、実施形態に係る半導体素子用基板の反り矯正装置1は、例えば、噴射機構10、搬送機構52、吸着テーブル20、移動機構30、測定機構51、噴射処理室40、吸引部40b及び制御装置54を備えている。噴射機構10は、噴射材を半導体素子用基板Wへ噴射する噴射処理を行うためのノズル11を備える。搬送機構52は、半導体素子用基板Wを搬送する。搬送機構52は、例えば、測定機構51と噴射処理室40との間で半導体素子用基板Wを搬送する。吸着テーブル20は、半導体素子用基板Wの成膜面または主面を吸着して半導体素子用基板Wを保持する。移動機構30は、ノズル11による噴射材の噴射領域に対して半導体素子用基板Wが相対移動するように吸着テーブル20を移動させる。測定機構51は、半導体素子用基板Wの反り量を測定する。噴射処理室40は、吸着テーブル20に保持された半導体素子用基板Wを収容する。噴射処理室40の内部では、噴射処理が行われる。吸引部40bは、噴射処理室40において吸着テーブル20の側面方向から噴射材を吸引して除去する。制御装置54は、上記各装置などの動作を制御する。制御装置54としては、例えば、パーソナルコンピュータなどの各種演算装置、プログラマルロジックコントローラ(PLC)及びデジタルシグナルプロセッサ(DSP)などのモーションコントローラ、高機能携帯端末及び高機能携帯電話、等を用いることができる。半導体素子用基板Wは、反り矯正処理前、処理後を区別してケース53に収容されている。
 噴射機構10は、ノズル11、及び、噴射材を貯留する貯留タンク(図示せず)を備えている。また、噴射機構10は、例えば、噴射材ホッパー12、圧縮空気供給装置(図示せず)、回収装置13、分級装置14及び集塵機15を備えている。噴射材ホッパー12は、ノズル11に所定量の噴射材を定量供給する。圧縮空気供給装置は、ノズル11に圧縮空気を供給する。回収装置13は、吸引部40bと接続され噴射処理後の噴射材を回収する。分級装置14は、回収装置13により回収された噴射材を、使用可能な噴射材と使用不可の噴射材とに分級する。集塵機15は、分級装置14から粉塵を排気して除去する。
 図2及び図3に示すように、ノズル11は、気体噴射部11a、供給ポート11b、混合室11c及び噴射材噴射部11dを備えている。気体噴射部11aは、圧縮空気供給装置と接続される。供給ポート11bは、噴射材ホッパー12と接続されており噴射材を供給する。混合室11cは、気体噴射部11a及び供給ポート11bとそれぞれ連通し、気体噴射部11aから供給された圧縮空気と供給ポート11bから供給された噴射材とを混合し、固気二相流を形成する。噴射材噴射部11dは、混合室11cから導入された固気二相流を被加工物に噴射する。ノズル11は、垂直下方に噴射可能に噴射処理室40の上面に配置されており、吸着テーブル20に吸着して固定された半導体素子用基板Wに噴射処理を行うことができる。本実施形態では、噴射口11eが長方形状に形成されたノズル11を採用する。これにより、1回の走査により噴射材が噴射される領域を増大させることができるので、噴射処理の効率を向上させることができる。
 噴射機構10による噴射材の噴射処理は、以下の要領で行う。ノズル11の気体噴射部11aに圧縮空気を供給すると、先端より噴射材噴射部11dに向かって圧縮空気が噴射される。噴射材は、噴射材ホッパー12によって供給量が制御され、圧縮空気が気体噴射部11aから混合室11cを通過する際に発生する負圧により、噴射材が供給ポート11bから混合室11cに供給される。混合室11cに搬送された噴射材は、気体噴射部11aから噴射される圧縮空気と混合されて加速され、噴射材噴射部11dを通過し、噴射口11eから半導体素子用基板Wに対して噴射される。
 図4及び図6に示すように、吸着テーブル20は、水平面が長方形状の薄い直方体状に形成されている。吸着テーブル20の一端部は移動機構30に取り付けられており、その反対側の他端部の上面(半導体素子用基板が載置される領域)に半導体素子用基板Wを吸着する吸着部21が設けられている。吸着部21は、半導体素子用基板Wの吸着面へ吸着痕が付かないように、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)材により形成されている。PEEK材の他に、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等が考えられるが、吸着痕が付かないものであれば特に限定されない。吸着部21に隣接して負圧部22が設けられている。負圧部22は、例えば、同心円状に配列された開口を備えている。ここでは、開口の位置が2重の同心円となるように、負圧部22は形成されている。負圧部22は吸引管24と連通して、負圧を発生させ、半導体素子用基板Wを吸引し、吸着部21に固定する。吸着テーブル20において半導体素子用基板Wが載置される領域であって、吸着部21の外方(該領域の外縁側)には、環状のパージ部23が形成されている。パージ部23は圧縮空気を供給するパージ管25と連通しており、半導体素子用基板Wの外縁と吸着テーブル20との間に形成される隙間から圧縮空気を外方(領域外)に向けて噴射することができる。
 移動機構30は、吸着テーブル20に吸着され保持された半導体素子用基板Wをノズル11による噴射材の噴射領域FAに対して相対移動するように吸着テーブル20を移動させる、例えばX-Yステージなどの移動機構である。本実施形態では、ノズル11は噴射処理室40に固定されており、吸着テーブル20のみが移動することにより、半導体素子用基板Wが噴射材の噴射領域FAに対して相対移動する。ここで、噴射処理室40の内部に移動機構30に挿入する方向をX方向とし、この挿入方向と水平な垂直方向をY方向とする。
 図3及び図4に示すように、噴射処理室40の側面には、吸着テーブル20に吸着され保持された半導体素子用基板Wを噴射処理室40内部に収容するための開口部(収容口40a)が形成されており、収容口40aに隣接して半導体素子用基板Wに付着している噴射材をエアブローにより吹き飛ばし、吸引除去するクリーニング機構41が設けられている。噴射処理室40は収容口40aの反対側の側面において回収装置13に直接接続されており、吸着テーブル20の水平方向の移動(図9参照)を妨げないようにスリットが形成された壁部40cにより区画されている(図5参照)。図5に示すように、壁部40cのスリットの幅(高さ方向)は、半導体素子用基板W及び吸着テーブル20の厚さよりも大きく、かつ、半導体素子用基板W及び吸着テーブル20の厚さとスリット幅との差が小さくなるように形成されている。また図3及び図4に示すように、吸着テーブル20の側面から噴射材を吸引・除去する吸引部40bが形成されている。
 収容口40aは、半導体素子用基板Wを載置した吸着テーブル20を挿入した際、半導体素子用基板Wおよび吸着テーブル20との間に空隙が形成されるような大きさに開口されている。吸引部40bに接続された回収装置による吸引力により、前記空隙より外気が吸引される。その結果、噴射処理室40の内部には、収容口40aから吸引部40bに向かう気流が発生している。収容口40aは大きすぎると圧力損失が大きくなり、小さすぎると外気を吸引しづらくなり、いずれも前記気流の発生が妨げられる。収容口40aと半導体素子用基板Wとの間隙は、例えば0.5mm~5.0mmとすることができる。
 噴射処理室40の内部は、壁部40cによって空間Aおよび空間Aに区画されている。壁部40cは、X方向及びY方向に垂直となる方向(鉛直方向)に延在し、その両端部が噴射処理室40の天井面(上面)及び底部に連結され、かつ、ノズル11による噴射材の噴射領域FAを囲んで配置されている。すなわち、空間Aの上面にはノズル11が配置されており、該ノズル11より噴射された噴射材の大半は、壁部40cに阻害されて空間Aに向かうことなく、回収装置で回収される。スリットは、壁部40cにおける、吸着テーブル20の移動可能な水平面内と重なる位置に形成される。
 クリーニング機構41で行うエアブローは、圧縮空気のみを噴射するのではなく、その他の手段を付与してもよい。たとえば、若干の水分や静電除去剤を圧縮空気と共に噴射してもよいし、コロナ放電等によりイオンやラジカルを圧縮空気と共に噴射してもよいし、超音波と組み合わせてもよい(超音波エアブロー)。
 測定機構51は、半導体素子用基板Wの反りを測定する装置であり、レーザー変位計、干渉縞を利用する非接触式測定装置やプローブなどの接触式測定装置など公知の測定装置を採用することができる。本実施形態ではレーザー変位計を採用する。
 搬送機構52は、ケース53、測定機構51及び吸着テーブル20間で半導体素子用基板Wを搬送するための手段であって、例えば、ロボットアームなどを採用することができる。
 次に、反り矯正装置1を用いた反り矯正処理について説明する。図7は、反り矯正装置1の動作を示すフローチャートである。
 まず、半導体膜が成膜された半導体素子用基板Wの反りを測定機構51により測定する(S10,S12)。図7に示すように、処理前のケース53より半導体素子用基板Wを搬送機構52よって測定機構51へ搬送する(S10)。そして、半導体素子用基板Wの反りの測定を行う。図8は、反りの測定方法の一例である。図8に示すように、半導体素子用基板Wの鏡面に研磨された主面に半導体膜が成膜された成膜面Wsが上方となるように測定台に載置し、レーザー変位計により上方から測定領域を走査し、高さを測定する(S12)。より精度良く反り量を計測するために、成膜面Ws側からの測定とするが、測定方法や要求する測定精度によっては、成膜面Wsの反対側である裏面Wr側から測定することも可能である。測定領域は、例えば、半導体素子用基板WのオリエンタルフラットW1と45°の角度をなす2直線上である。反り量は、半導体素子用基板Wの最大高さと最小高さとの差Δtで定義する。制御装置54には、あらかじめ測定・設定しておいた検量線が格納されており、このΔtとあらかじめ設定された目標反り量との差を演算し、その結果に基づいて、ノズル11の動作などの噴射処理条件が設定される。
 次に、搬送機構52により、半導体素子用基板Wを吸着テーブル20に搬送する(S14)。半導体素子用基板Wは、鏡面に研磨された主面に半導体膜が成膜された成膜面Wsが吸着テーブル20の吸着部21に接するように載置され、負圧部22において生じる負圧により吸着・固定される。このとき、パージ部23からは圧縮空気が噴出し、噴出した空気は半導体素子用基板Wの成膜面Wsと吸着テーブル20との隙間から外方向に向かって流れる。
 続いて、吸着テーブル20は移動機構30により移動され、半導体素子用基板Wが噴射処理室40の収容口40aより噴射処理室40内へ導入される(S14)。
 続いて、ノズル11より噴射材を噴射し、移動機構30により吸着テーブル20を移動させて、噴射材の噴射領域FA内で半導体素子用基板Wを走査し、裏面Wr全面に噴射材が均一に噴射されるように噴射処理を行う(S16)。噴射処理において裏面Wr全面に噴射材を噴射することにより、噴射材による衝突エネルギーを半導体素子用基板W全体に作用させることができるので、反りを有効に矯正することができる。ここで、噴射材を裏面Wrに略垂直に噴射することにより衝突エネルギーを有効に作用させることができるとともに、噴射処理後の半導体素子用基板Wのうねりなどを防ぐことができる。
 図9に示すように、半導体素子用基板Wの中心Cの走査軌跡Tは、半導体素子用基板Wの端部から噴射材の噴射領域FAにX方向に走査し、所定のピッチでY方向にずらした後にX方向に戻すことを繰り返して櫛歯状に走査する軌跡である。ここで、噴射口11eが長方形状に形成されている場合には、長辺がY方向となるように配置することにより、1回のX方向の走査による噴射材の噴射幅を増大させることができるので、噴射処理の効率を向上させることができる。
 半導体素子用基板Wは吸着テーブル20に吸着され固定されている状態では下に凸に反っているため、半導体素子用基板Wの外周端部では半導体素子用基板Wと吸着部21との間に隙間ができてしまい、噴射材が入り込み成膜面Wsを傷つけるおそれがある。一実施形態では、パージ部23により半導体素子用基板Wの成膜面Wsと吸着テーブル20との隙間から圧縮空気を外方に噴射するため、噴射材が隙間に侵入することを防ぐことができるので、成膜面Wsが傷つくことを防ぐことができる。
 半導体素子用基板Wに噴射された噴射材は、吸引部40bから回収装置13により吸引回収される。吸引部40bは吸着テーブル20の側面方向から噴射材を吸引するように構成されているため、半導体素子用基板Wの裏面Wrに噴射材が付着しにくくすることができる。回収装置13により吸引回収された噴射材は分級装置14において分級される。分級装置14において分級された噴射材のうち、一定値以上の粒子径を有する再利用可能な噴射材のみ、噴射材ホッパー12の貯留タンクに再投入されて使用される。吸引部40bは回収装置13に直接接続されているので、ダクトの摩耗や圧損が小さく、大きな吸引力を生じて有効に噴射材を吸引回収することができる。
 噴射処理が終了した半導体素子用基板Wは、移動機構30により噴射処理室40の収容口40aから噴射処理室40の外部に搬出される(S18)。このとき、収容口40aの手前に配置されているクリーニング機構41により半導体素子用基板Wに付着している噴射材が吹き飛ばされて吸引除去される。ここで、噴射処理室40の内部は、負圧となっているので、収容口40aから噴射材などが外部に漏れることはない。
 続いて、噴射処理が終了した半導体素子用基板Wは、搬送機構52により測定機構51に搬送され、反り量が測定される(S18、S20)。制御装置54において、測定された反り量があらかじめ設定された目標反り量以下か否かの合否判定が行われる。目標反り量以下、すなわち目標反り量の許容範囲内(合格)であると判定された場合には、反り矯正処理を終了し、半導体素子用基板Wは搬送機構52により搬送され、処理後の半導体素子用基板W用のケース53に収容される(S22:Yes、S23)。続いて、搬送機構52は、処理前のケース53より未処理の半導体素子用基板Wを取り出し、反り矯正処理(噴射処理)に供する。
 制御装置54において、測定された反り量が目標反り量より大きい(不合格)と判定された場合には、その反り量に基づいて噴射処理条件を設定し、再度反り矯正処理を行う(S22:No、S24:設定処理)。すなわち、上述したS14~S20の工程を再度実行する。2回目の反り矯正処理後にも反り量が目標反り量より大きい場合には、不合格品として処分してもよい。これにより、歩留まりを向上させることができるとともに、反り矯正処理を効率的に行うことができる。なお、反り矯正処理を何回まで繰り返すかは適宜設定可能である。以上で図7に示す動作を終了する。
 なお、図7に示す反り矯正処理は、目標反り量より大きな仮の目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し反り矯正処理(噴射処理)を行う粗矯正処理と、粗矯正処理後に目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し微調整を行う仕上げ矯正処理と、の2段階に分けて行うこともできる。
 例えば、処理前の反り量が150μmの半導体素子用基板Wの目標反り量を20μm以下にする場合には、粗矯正処理では仮の目標反り量50μm以下になるような噴射処理条件を設定して噴射処理を行い、反り量を測定した後に、反り量を20μm以下にする噴射処理条件を設定して再度噴射処理を行うことができる。これにより、粗矯正処理において処理効率を向上させ、仕上げ矯正処理により矯正精度を確保することができる。なお、粗矯正処理で反り量が所定範囲内に収まった場合には仕上げ矯正処理を行わずに反り矯正処理を終了する。
 噴射処理において、噴射材、噴射速度や噴射圧力などの噴射条件、半導体素子用基板Wの走査条件などは、半導体素子用基板材料、半導体膜の材質、反り量などに応じて適宜選択、設定する。
 例えば、GaN系化合物半導体膜が成膜された4インチサファイア基板の反りを矯正する場合を以下に示す。噴射材は半導体素子用基板Wに十分な衝突エネルギーを与えることができれば材質などは任意であるが、例えば、平均粒子径で10~70μmのアルミナ砥粒を好適に用いることができる。平均粒子径が大きすぎると半導体素子用基板Wの裏面Wrの表面粗度が低下し、小さすぎると衝突エネルギーが不足するおそれがある。
 また、噴射条件は、噴射材の種類を考慮し、噴射圧力、噴射量などにより設定される。例えば、噴射圧力は0.2~0.5MPa、より好ましくは0.2~0.4MPaとすることができる。噴射圧力が高すぎると噴射材の衝突エネルギーが強すぎて半導体素子用基板Wの割れなど発生するおそれがあり、低過ぎると衝突エネルギーが小さくなるため反りを矯正するのに要する時間が長くなるおそれがある。噴射量は例えば100~400g/minとすることができる。噴射量が少なすぎるとカバレージ(基板に対する噴射密度)を満たすために長時間を要し、多すぎるとすぐにカバレージが満たされてしまい、反りを十分に矯正できないおそれがある。また、噴射量は、ノズルへの噴射材の供給量に依存する。噴射量を多くするために噴射材をノズルに過多に供給した場合は、噴射材をノズルに良好に供給することができないので、噴射材は脈動して噴射され、反りの矯正が均一に行われないおそれがある。吸着テーブル20の走査条件はノズル11の種類にも依存する。例えば、噴射口11eが15×4.8mmの矩形形状のノズル11を使用した場合に、カバレージを考慮して、吸着テーブル20の相対移動速度を5~200mm/secから選択し、送りピッチを20mmとすることができる。ただし、噴射距離によりノズル11から噴射される噴射領域FAの範囲は変わるため、噴射距離に対し最適な送りピッチを選定する必要がある。
 反り矯正装置1によって反りが矯正された半導体素子用基板Wは、レジスト膜を形成し、エッチングを行うことで半導体膜(薄膜層)に回路パターンが形成される。レジスト膜の形成は、一般にフォトレジストが用いられている。反りのない半導体素子用基板Wにレジスト膜を形成するので、回路パターンの境界がくっきりと現像できる。回路パターンの境界がくっきりと現像出来ていない場合、後のエッチング工程でしっかりとした回路パターンを形成できないため、半導体素子の品質の低下を招く。例えば、LEDなどの光学素子の場合、この境界がはっきり現像出来ないことで、半導体素子の厚みが不均一となり輝度が低下する。
 エッチング工程の後、成膜した化合物半導体の上へ透明電極、パッド電極、保護膜などが形成される。そして、レーザー等でスクライブラインを形成し、該スクライブラインに沿って半導体素子(チップ)に切断加工される。反りが矯正されることにより、電極の厚さを均一にすることができるので、電気抵抗値を低減することができる。これにより、LEDなどの発光素子を作製する場合、輝度を向上させることができる。また、レーザースクライブにおける焦点ずれがなくなるため、切断工程における不良を低減し歩留まりを向上させることができる。
 その他、半導体素子用基板Wから半導体素子を製造する工程において、半導体素子用基板Wの反りが半導体素子の特性、歩留まりなどに及ぼす悪影響をなくすことができる。
(変形例)
 上述した実施形態では、移動機構30により吸着テーブル20を移動させることにより、固定されたノズル11に対し半導体素子用基板Wを相対移動させたが、ノズル11が別の移動機構を備えノズル11を走査させる、または、ノズル11と吸着テーブル20とをともに移動させることにより、ノズル11に対し半導体素子用基板Wを相対移動させてもよい。
 半導体素子用基板Wには外周近傍に半導体素子が形成されない領域、例えば、最外周より1mmの領域、が存在する。そこで、吸着部21を少なくとも当該領域に対応する位置に、例えば環状に形成して設け、当該領域で半導体素子用基板Wを吸着・保持可能とする構成を採用することができる。これによれば、パージ部23を設けずに、噴射材の侵入により半導体素子が傷つくことを防ぐことができる。
 上述した実施形態では、ノズル11は半導体素子用基板Wに対して略垂直に噴射可能に配置したが、傾斜させて配置することもできる。例えば、ノズル11を回収装置13と反対側に傾斜させると、半導体素子用基板Wに衝突後の噴射材が回収装置13側に向かうため、効率的に吸引除去することができる。
 上述した実施形態では、吸引式のノズル11を用いたが、噴射材ホッパー12の貯留タンクに供給される圧縮空気により貯留タンク内の噴射材を定量した後に噴射材を噴射する加圧式(直圧式)のノズルも適用することもできる。また、ノズル11の噴射口11eの形状は矩形状に限定されるものではなく、円形など各種形状を用いることができる。
 半導体素子用基板Wの裏面Wr全面に噴射処理を行ったが、半導体素子用基板Wの反りが小さい場合などには、半導体素子用基板Wの中心部などに定点噴射を行うことにより噴射処理を行うこともできる。
 半導体素子用基板Wに半導体膜を成膜する前に噴射処理を行い、成膜後に生じることが予想される反り量をあらかじめ逆向きに付与しておくこともできる。これにより、半導体膜の成膜後に反りが生じないようにすることができる。
 上記実施形態では、噴射処理条件の設定処理及び合否判定を行う例を説明したが、何れか一方のみを実行してもよい。
(実施例)
 実施形態に係る反り矯正装置1によって半導体素子用基板の反りを矯正した結果を実施例として説明する。本実施例では、φ4インチで厚さが0.65μmのサファイア基板上に、3~5μm程度のGaN系化合物半導体を成膜した半導体素子用基板Wを3枚用意し、実施形態に記載の反り矯正装置を用いて、表1の条件にて該半導体素子用基板Wの反りを矯正した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 走査回数毎の反りの変化を表2に示す。いずれの条件でも、反り量が10μm以下まで矯正されており、実施形態に係る反り矯正装置1によって、半導体素子用基板の反りが矯正できることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施形態の効果)
 実施形態に係る半導体素子用基板の反り矯正装置1及び反り矯正方法によれば、噴射機構10など装置構成要素が、装置コストが低い手段から構成されているとともに、あらかじめ設定された目標反り量と測定機構51により測定された半導体素子用基板Wの反りデータとに基づき適切な噴射処理条件を設定して半導体素子用基板Wの反りを矯正する反り矯正処理を行うことができるので、効率良く量産に適した方法で半導体素子用基板Wの反りを矯正することができる。また、反り矯正処理が行われた半導体素子用基板Wの反りを測定機構51により測定し目標反り量以下か否かを判断することができるので、歩留まりを向上させることができるとともに、反り矯正処理を効率的に行うことができる。
 1…反り矯正装置、10…噴射機構、11…ノズル、11a…気体噴射部、11b…供給ポート、11c…混合室、11d…噴射材噴射部、11e…噴射口、12…噴射材ホッパー、13…回収装置、14…分級装置、15…集塵機、20…吸着テーブル、21…吸着部、22…負圧部、23…パージ部、24…吸引管、25…パージ管、30…移動機構、40…噴射処理室、40a…収容口、40b…吸引部、40c…壁部、41…クリーニング機構、51…測定機構、52…搬送機構、53…ケース、54…制御装置、W…半導体素子用基板、Ws…成膜面、Wr…裏面、FA…噴射材の噴射領域。

Claims (14)

  1.  半導体素子用基板の反りを矯正する反り矯正装置であって、
     前記半導体素子用基板における主面の反対側または成膜面の反対側である裏面へ噴射材を噴射する噴射処理を行うノズルを有する噴射機構と、
     前記半導体素子用基板の主面または成膜面を吸着して前記半導体素子用基板を保持する吸着テーブルと、
     前記ノズルによる噴射材の噴射領域に対して前記半導体素子用基板が相対移動するように前記吸着テーブルを移動させる移動機構と、
     前記吸着テーブルに保持された前記半導体素子用基板を収容し、内部で噴射処理が行われる噴射処理室と、
     前記半導体素子用基板の反り量を測定する測定機構と、
     あらかじめ設定された目標反り量と前記測定機構により測定された前記半導体素子用基板の反り量との差に基づいて、前記噴射機構の噴射処理条件の設定処理、及び、噴射処理が行われた前記半導体素子用基板の合否判定の少なくとも一方を行う制御装置と、
    を備える半導体素子用基板の反り矯正装置。
  2.  前記吸着テーブルは、
     前記半導体素子用基板が載置される領域に設けられ、前記半導体素子用基板を吸着して固定する吸着部と、
     前記領域内であって前記吸着部よりも前記領域の外縁側に設けられ、前記半導体素子用基板の外縁と吸着テーブルとの間に形成される隙間から前記領域外に向けて圧縮空気を噴射するパージ部と、
    を備える請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  3.  前記吸着テーブルは、少なくとも前記半導体素子用基板の外縁であって半導体素子が形成されない領域に対応する位置に設けられ、前記半導体素子用基板を吸着して固定する吸着部を備える請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  4.  前記噴射機構及び前記吸着テーブルの少なくとも一方が、前記半導体素子用基板の前記裏面全面に噴射材が噴射されるように、前記ノズルによる噴射材の噴射領域に対して前記半導体素子用基板を相対的に走査する請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  5.  前記噴射処理室の一方の側面には、噴射材を吸引して除去する吸引部が設けられ、
     前記噴射処理室の他方の側面には、前記半導体素子用基板を保持した前記吸着テーブルを通過させる開口部が形成されており、
     前記開口部は、前記半導体素子用基板を保持した前記吸着テーブルを挿入した際に、該吸着テーブルまたは該半導体素子用基板との間で外気を吸引するための空隙を形成する大きさに開口されている請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  6.  前記噴射処理室の内部は、前記半導体素子用基板の移動を妨げないスリットが形成された壁部で区切られている請求項5に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  7.  前記吸着テーブルは、前記移動機構によって水平面内を移動可能に構成され、
     前記壁部は、鉛直方向の両端部が前記噴射処理室の上面及び底部に連結され、かつ、前記ノズルの噴射領域を囲んで配置され、
     前記スリットは、前記吸着テーブルの移動可能な水平面内と重なる位置に形成された請求項6に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  8.  前記噴射処理室の開口部側の側面に設けられ、半導体素子用基板に付着した噴射材を除去するためのクリーニング機構を備える請求項5に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  9.  前記制御装置は、前記合否判定において、噴射処理が行われた半導体素子用基板の反りが前記目標反り量より大きいと判断した場合に、再度噴射処理を行うように前記噴射機構を動作させる請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  10.  前記制御装置は、目標反り量より大きな仮の目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し噴射処理を行う粗矯正処理と、粗矯正処理後に目標反り量に基づいて噴射処理条件を設定し噴射処理を行う仕上げ矯正処理と、を行うように前記噴射機構を動作させる請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置。
  11.  半導体素子用基板の反り量を測定する測定機構と、あらかじめ設定された目標反り量と前記測定機構により測定された半導体素子用基板の反り量との差に基づいて、噴射機構の噴射処理条件の設定処理、及び、噴射処理が行われた前記半導体素子用基板の合否判定の少なくとも一方を行う制御装置と、半導体素子用基板における主面の反対側または成膜面の反対側である裏面へ噴射する噴射処理を行うノズルを有する噴射機構と、を備える半導体素子用基板の反り矯正装置を用いた半導体素子用基板の反り矯正方法であって、
     半導体素子用基板の反り量を前記測定機構で測定する工程と、
     前記測定機構で測定された反り量とあらかじめ設定された目標反り量との差に基づいて、前記噴射機構の噴射処理条件を設定する工程と、
     前記噴射処理条件で、半導体素子用基板の主面の反対側または成膜面の反対側である裏面より噴射材を噴射して反り矯正処理を行う工程と、
     反り矯正処理が行われた半導体素子用基板の反り量が、あらかじめ設定された目標反り量以下か否かを判定する工程と、
    を備える半導体素子用基板の反り矯正方法。
  12.  請求項1に記載の半導体素子用基板の反り矯正装置を用いた半導体素子用基板の反りの矯正方法であって、半導体素子用基板の反り量を前記測定機構で測定する工程と、
     反り量が測定された半導体素子用基板を前記吸着テーブル上に搬送し、該半導体素子用基板を該吸着テーブルに保持する工程と、
     前記測定機構で測定された反り量とあらかじめ設定された目標反り量との差に基づいて、前記噴射機構の噴射処理条件を設定する工程と、
     前記噴射処理条件で、半導体素子用基板の主面の反対側または成膜面の反対側である裏面より噴射材を噴射して反り矯正処理を行う工程と、
     反り矯正処理が行われた半導体素子用基板を前記測定機構に搬送し、該半導体素子用基板の反り量を測定する工程と、
     反り矯正処理が行われた半導体素子用基板の反り量が、あらかじめ設定された目標反り量以下か否かを判定する工程と、
    を備える半導体素子用基板の反り矯正方法。
  13.  前記半導体素子用基板の反り量は、1の直線に対して3~6点の基準位置からの高さを測定して演算することにより算出される請求項11または請求項12に記載の半導体素子用基板の反り矯正方法。
  14.  前記反り矯正処理を行う工程は、前記半導体素子用基板上に形成された薄膜層に回路パターンを形成するためのレジスト膜を形成する工程の前に行う請求項11または請求項12に記載の半導体素子用基板の反り矯正方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150294917A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Tokyo Electron Limited Method for Correcting Wafer Bow from Overlay
KR20160145637A (ko) * 2014-05-01 2016-12-20 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 휨의 평가방법 및 웨이퍼의 선별방법
JP2018041080A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 東京エレクトロン株式会社 半導体プロセッシング中のオーバレイを制御するための湾曲を制御する応力の位置特定チューニング
WO2018211879A1 (ja) * 2017-05-16 2018-11-22 新東工業株式会社 表面処理加工方法及び表面処理加工装置
JP2018190808A (ja) * 2017-05-01 2018-11-29 日本特殊陶業株式会社 セラミック配線基板の製造方法
WO2019244782A1 (ja) * 2018-06-22 2019-12-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体
JP2020174076A (ja) * 2019-04-08 2020-10-22 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法、および成膜システム
KR20210091651A (ko) 2020-01-14 2021-07-22 신토고교 가부시키가이샤 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법
JP2023000134A (ja) * 2021-06-17 2023-01-04 株式会社ディスコ 研削装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6307022B2 (ja) 2014-03-05 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体
CN107452643B (zh) * 2016-05-31 2020-11-13 弘塑科技股份有限公司 基板压平设备与使用所述基板压平设备的半导体制造方法
CN110517968B (zh) * 2019-08-19 2022-12-20 西安奕斯伟材料科技有限公司 一种翘曲度的控制方法及装置
US12276922B2 (en) * 2020-05-22 2025-04-15 Tokyo Electron Limited Backside deposition tuning of stress to control wafer bow in semiconductor processing
CN113031401B (zh) * 2021-03-03 2022-10-18 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 光刻机整平装置和具有其的光刻机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005136167A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体基板の製造方法と窒化物半導体基板
JP2010205888A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Toppan Printing Co Ltd 半導体装置
JP2011238731A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Amaya Corp 常圧気相成長装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63124534A (ja) 1986-11-14 1988-05-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置におけるゲツタリング方法
DE3738344A1 (de) 1986-11-14 1988-05-26 Mitsubishi Electric Corp Anlage zum einfuehren von gitterstoerstellen und verfahren dazu
DE69227158T2 (de) 1991-07-19 1999-02-18 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd., Tokio/Tokyo Extrinsisches Gettering für ein halbleitendes Substrat
JPH07114207B2 (ja) 1991-07-19 1995-12-06 信越半導体株式会社 半導体基板及びその製造方法
US5851929A (en) * 1996-01-04 1998-12-22 Micron Technology, Inc. Controlling semiconductor structural warpage in rapid thermal processing by selective and dynamic control of a heating source
JP2003300800A (ja) 1998-09-30 2003-10-21 Nec Corp Iii族元素窒化物半導体ウェーハの製造方法
JP3553457B2 (ja) 2000-03-31 2004-08-11 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3639546B2 (ja) * 2001-07-25 2005-04-20 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP2003128499A (ja) 2001-10-18 2003-05-08 Hitachi Cable Ltd 窒化物結晶基板の製造方法及び窒化物結晶基板
JP2004165226A (ja) 2002-11-08 2004-06-10 Toyoda Gosei Co Ltd Iii族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法
JP2005005317A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 半導体ウェーハの研磨方法およびその研磨装置
JP4794882B2 (ja) * 2005-03-25 2011-10-19 キヤノン株式会社 走査型露光装置、走査型露光方法
JP4699283B2 (ja) * 2006-05-23 2011-06-08 東京エレクトロン株式会社 熱処理板の温度制御方法、プログラム及び熱処理板の温度制御装置
US7582491B2 (en) * 2006-10-27 2009-09-01 Tokyo Electron Limited Method for diagnosing electrostatic chuck, vacuum processing apparatus, and storage medium
JP5065082B2 (ja) * 2008-02-25 2012-10-31 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
JP5552627B2 (ja) 2009-01-15 2014-07-16 並木精密宝石株式会社 エピタキシャル成長用内部改質基板及びそれを用いて作製される結晶成膜体、デバイス、バルク基板及びそれらの製造方法
JP5030992B2 (ja) * 2009-04-30 2012-09-19 信越化学工業株式会社 サンドブラスト処理された裏面を有するsoi基板の製造方法
JP5589398B2 (ja) * 2010-01-20 2014-09-17 豊田合成株式会社 半導体ウェーハの製造方法
JP5470081B2 (ja) * 2010-02-16 2014-04-16 株式会社岡本工作機械製作所 化合物半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法
JP2011222608A (ja) 2010-04-06 2011-11-04 Okamoto Machine Tool Works Ltd 半導体基板の薄肉研削方法およびそれに用いる半導体基板の薄肉研削加工装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005136167A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体基板の製造方法と窒化物半導体基板
JP2010205888A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Toppan Printing Co Ltd 半導体装置
JP2011238731A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Amaya Corp 常圧気相成長装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9824894B2 (en) * 2014-04-09 2017-11-21 Tokyo Electron Limited Method for correcting wafer bow from overlay
US20150294917A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Tokyo Electron Limited Method for Correcting Wafer Bow from Overlay
KR102312811B1 (ko) 2014-05-01 2021-10-15 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 휨의 평가방법 및 웨이퍼의 선별방법
KR20160145637A (ko) * 2014-05-01 2016-12-20 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 휨의 평가방법 및 웨이퍼의 선별방법
JP2018041080A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 東京エレクトロン株式会社 半導体プロセッシング中のオーバレイを制御するための湾曲を制御する応力の位置特定チューニング
JP7164289B2 (ja) 2016-09-05 2022-11-01 東京エレクトロン株式会社 半導体プロセッシング中のオーバレイを制御するための湾曲を制御する応力の位置特定チューニング
JP2018190808A (ja) * 2017-05-01 2018-11-29 日本特殊陶業株式会社 セラミック配線基板の製造方法
WO2018211879A1 (ja) * 2017-05-16 2018-11-22 新東工業株式会社 表面処理加工方法及び表面処理加工装置
US11389930B2 (en) 2017-05-16 2022-07-19 Sintokogio, Ltd. Surface treatment processing method and surface treatment processing device
WO2019244782A1 (ja) * 2018-06-22 2019-12-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体
JP2020174076A (ja) * 2019-04-08 2020-10-22 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法、および成膜システム
KR20210091651A (ko) 2020-01-14 2021-07-22 신토고교 가부시키가이샤 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법
JP2023000134A (ja) * 2021-06-17 2023-01-04 株式会社ディスコ 研削装置

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