最終更新 2026-10-09

反りとは(Bow・Warp)

Wafer Bow / Warp

反り(Bow・Warp)とは、自由支持した状態でのウェハ全体の湾曲量です。Bowは中心のずれ、Warpは中面全体の最大変位差を表し、吸着すれば矯正される点で平坦度とは性質が異なります。製造段階では表裏の加工履歴の非対称が、デバイス工程では薄膜の応力が主因で、3D NANDの多層積層では反りがミリ単位に達することもあります。

目次8項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連する製品
  6. 関連用語
  7. 比較・違いを学ぶ
  8. 出典・参考資料

定義・解説

反り(Bow・Warp)とは、自由に支持した状態でウェハ全体がどれだけ湾曲しているかを表す指標です。Bowは中心点の基準面からのずれ(符号付きで、凸か凹かが分かる)を、Warpは中面全体の最大変位と最小変位の差(うねりを含む絶対的な変形量)を表します。いずれもウェハを吸着すれば平らに矯正される点で、吸着後も残る平坦度(SFQR)とは性質が異なります。

ウェハ製造の段階では、スライス時のワイヤーのたわみ、ラッピング・研磨での表裏の取り代差、熱処理時の温度分布が反りを生みます。表と裏で加工履歴が非対称になると内部応力のバランスが崩れ、解放されたときに湾曲します。両面研磨(DSP)が使われる理由の一つは、表裏対称に加工することでこの応力差を作らないことにあります。

デバイス工程では、成膜した薄膜の応力が反りの主因になります。膜と基板の熱膨張差や膜自身の内部応力によってウェハが曲がり、その曲率から膜応力を逆算するのがストーニーの式です。3D NANDのように100層以上を積層するプロセスや、厚い金属膜・パワーデバイスの裏面電極では、反り量がミリ単位に達することもあります。

反りが大きいと実務上の問題が次々と起きます。真空チャックやESCでウェハを吸着できない、搬送ロボットがスロットから正しく取り出せない、露光時に無理に矯正することで面内の伸縮(オーバーレイ誤差)が生じる、薄化後のウェハが割れる、といった具合です。特に貼り合わせや薄化を伴う3D実装では、反りの管理が工程成立の前提条件になります。

測定は、静電容量式センサやレーザー干渉計でウェハを3点支持した自由状態のまま形状を取得して行います。対策としては、裏面にも応力を打ち消す膜を成膜する、成膜条件(温度・圧力・RFパワー)で膜応力を調整する、積層順序を工夫して応力をキャンセルする、といった手法が組み合わせて使われます。

図解

ウェハの反り(Bow・Warp)と平坦度の比較
Bowは中心のずれ、Warpは全体の最大の高低差を表す。

関連するデータ・ツール

計算・換算ツール薄膜応力・ウェハ反り 計算ツール(Stoney の式)

この用語を扱う職種

後工程(実装・テスト)ダイシング・薄化エンジニア後工程(実装・テスト)パッケージ基板エンジニア後工程(実装・テスト)半導体の熱設計エンジニア

よくある質問(FAQ)

BowとWarpの違いは何ですか?
Bowはウェハ中心点の基準面からのずれを符号付きで表すため、凸か凹かが分かります。Warpは中面全体の最大変位と最小変位の差で、うねりを含めた絶対的な変形量を表します。同じBowでも、うねりの有無でWarpは大きく変わります。
デバイス工程で反りが増えるのはなぜですか?
成膜した薄膜の内部応力と、膜と基板の熱膨張差によってウェハが曲がるためです。3D NANDのような100層以上の積層や、厚い金属膜・パワーデバイスの裏面電極では、反り量がミリ単位に達することもあります。曲率から膜応力を逆算するのがストーニーの式です。
反りが大きいと具体的に何が起きますか?
真空チャックや静電チャックで吸着できない、搬送ロボットがスロットから正しく取り出せない、露光時に無理に矯正することで面内の伸縮(オーバーレイ誤差)が生じる、薄化後に割れる、といった問題が発生します。

設備の製造メーカー

この用語に関連する製品

型番は各社の公式製品ページで確認したものです。出典のリンクは各製品ページに載せています。

NSX® 330Onto Innovation・マクロ検査装置
Tencor® P-17KLA・段差・表面粗さ測定装置
SBW シリーズコベルコ科研・ウェハ基板検査装置

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GlobalWafers(環球晶圓)台湾SiltronicドイツSK Siltron韓国SoitecフランスDISCO日本東京精密(Accretech)日本

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. Onto Innovation「NSX® 330 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  2. KLA「Tencor® P-17 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  3. コベルコ科研「SBW シリーズ 製品ページ」(2026/10/07 確認)