JPH03252151A - 半導体ウエーハの評価方法 - Google Patents
半導体ウエーハの評価方法Info
- Publication number
- JPH03252151A JPH03252151A JP5013590A JP5013590A JPH03252151A JP H03252151 A JPH03252151 A JP H03252151A JP 5013590 A JP5013590 A JP 5013590A JP 5013590 A JP5013590 A JP 5013590A JP H03252151 A JPH03252151 A JP H03252151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- semiconductor wafer
- absence
- microcracks
- cracks
- Prior art date
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- Pending
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体ウェーハの評価方法に関するものであ
り、とくに目視検査やＸ線回折法では発見することの難
しい微少クラックの存在の有無を検査するのに効果を奏
するものである。
り、とくに目視検査やＸ線回折法では発見することの難
しい微少クラックの存在の有無を検査するのに効果を奏
するものである。
［従来の技術］
半導体ウェーハ（以下ウェーハと略称する）は半導体素
子の製造工程において、熱処理や膜付は処理等による強
い応力等を受ける。この際にウェーハにクラックか存在
すると、ウェーハの一部か欠けてしまうことがある。ま
た、この欠けたウェーハの一部かパーティクルとなり、
半導体素子製造プロセス工程の障害となることもある。
子の製造工程において、熱処理や膜付は処理等による強
い応力等を受ける。この際にウェーハにクラックか存在
すると、ウェーハの一部か欠けてしまうことがある。ま
た、この欠けたウェーハの一部かパーティクルとなり、
半導体素子製造プロセス工程の障害となることもある。
よってウェーハの出荷の際には、クラックの有無を検査
するために、目視検査やＸ線回折法による評価を行って
、クラックの存在するウェーハを取り除くことが行なわ
れていた。
するために、目視検査やＸ線回折法による評価を行って
、クラックの存在するウェーハを取り除くことが行なわ
れていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかじなが′ら、このような従来のウェーハの検査方法
によっては、目視検査で行う場合には、小さすぎるクラ
ックを発見することができないといった課題がある。ま
た、Ｘ線回折による検査の場合には、加工歪（塑性歪と
弾性歪）とクラックとの区別がつきにくいといった課題
がある。さらに、上記のいずれの検査の方法によっても
、ウェーハ表面全体の検査を行うのは、かなりの時間と
労力を要し、実際には困難な作業となっていた。
によっては、目視検査で行う場合には、小さすぎるクラ
ックを発見することができないといった課題がある。ま
た、Ｘ線回折による検査の場合には、加工歪（塑性歪と
弾性歪）とクラックとの区別がつきにくいといった課題
がある。さらに、上記のいずれの検査の方法によっても
、ウェーハ表面全体の検査を行うのは、かなりの時間と
労力を要し、実際には困難な作業となっていた。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、ウェーハの
クラックを確実にかつ簡便に検出することのできる半導
体ウェーハの評価方法を提供することを目的とする。
クラックを確実にかつ簡便に検出することのできる半導
体ウェーハの評価方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
第１請求項の発明は、上面に開口する空洞部を有する支
持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を下方にして載
せ、この半導体ウェーハの中央部に予め設定した一定の
荷重で負荷をかけ、破断の有無により微小クランクの存
否を判定し、また、第２請求項の発明は、上面に開口す
る空洞部を有する支持部材の上に半導体ウエーノ＼を被
検査面を下方にして載せ、この半導体ウェーハに予め設
定した一定量の変形を与え、破断の有無により微小クラ
ックの存否を判定する。
持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を下方にして載
せ、この半導体ウェーハの中央部に予め設定した一定の
荷重で負荷をかけ、破断の有無により微小クランクの存
否を判定し、また、第２請求項の発明は、上面に開口す
る空洞部を有する支持部材の上に半導体ウエーノ＼を被
検査面を下方にして載せ、この半導体ウェーハに予め設
定した一定量の変形を与え、破断の有無により微小クラ
ックの存否を判定する。
「作用」
以下、本発明の半導体ウェーｌ＼の評価方法を詳しく説
明する。
明する。
シリコン単結晶は６５０℃以下では、外力か加わると、
金属のように弾性変形および塑性変形を起こさずに、弾
性変形の途中で突然脆性破壊を起こす性質を持っている
。この脆性破壊強度はクラックの存在の有無によって非
常に敏感に変化し、クラックの存在によって急激に低下
することが知られている。
金属のように弾性変形および塑性変形を起こさずに、弾
性変形の途中で突然脆性破壊を起こす性質を持っている
。この脆性破壊強度はクラックの存在の有無によって非
常に敏感に変化し、クラックの存在によって急激に低下
することが知られている。
第１請求項の発明の方法は、このクランクに敏感な脆性
破壊強度を指標にし、クラックの存在しないウェーハの
破壊に至る強度の臨界値の下限よりも低い破壊強度を示
す場合をクランクの存在するウェーハとみなすことかで
きることを利用している。そのために、まずクラックの
存在しない正常な標準品の破壊強度の臨界値を求めてお
き、さらにその統計的な変動の範囲も求めておく。
破壊強度を指標にし、クラックの存在しないウェーハの
破壊に至る強度の臨界値の下限よりも低い破壊強度を示
す場合をクランクの存在するウェーハとみなすことかで
きることを利用している。そのために、まずクラックの
存在しない正常な標準品の破壊強度の臨界値を求めてお
き、さらにその統計的な変動の範囲も求めておく。
このようにして、クラックの存在しない正常なウェーハ
の破壊強度の臨界値を求めた後、上面に開口する空洞部
を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を下
方にして載せ、この半導体ウェーへの中央部に上方より
この臨界値の９５％程度の値の荷重をかけ、破断の有無
により微小クラックの存否を判定する。
の破壊強度の臨界値を求めた後、上面に開口する空洞部
を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を下
方にして載せ、この半導体ウェーへの中央部に上方より
この臨界値の９５％程度の値の荷重をかけ、破断の有無
により微小クラックの存否を判定する。
このように、ウェーハのクラックの有無を評価する際に
、上記破壊強度はその都度絶対値を求めて評価を行うよ
りも、クラックの存在しない正常な標準品と比較した破
壊強度の相対値によって評価するのはより簡便である。
、上記破壊強度はその都度絶対値を求めて評価を行うよ
りも、クラックの存在しない正常な標準品と比較した破
壊強度の相対値によって評価するのはより簡便である。
また、第２請求項の発明は、シリコンの変形量がクラッ
クに敏感であることができることを利用している。その
ために、一定の荷重に対するクラックの存在しない正常
な標準品の変形量の限界を求めておき、さらにその統計
的な変動の範囲も求めておく。そして、上面に開口する
空洞部を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査
面を下方にして載せ、この半導体ウェーハの中央部に一
定の値の荷重をかけ、変形量が上記の限界値のとちらに
あるかで微小クラックの存否を判定する。
クに敏感であることができることを利用している。その
ために、一定の荷重に対するクラックの存在しない正常
な標準品の変形量の限界を求めておき、さらにその統計
的な変動の範囲も求めておく。そして、上面に開口する
空洞部を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査
面を下方にして載せ、この半導体ウェーハの中央部に一
定の値の荷重をかけ、変形量が上記の限界値のとちらに
あるかで微小クラックの存否を判定する。
［実施例］
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の半導体ウェーハのクラックの有無を評
価するための装置の一例を示すものである。
価するための装置の一例を示すものである。
装置１は上面に開口する空洞部を有するリング状の支持
部材２と圧子３とからなっている。支持部材２にはウェ
ーハの周辺端部を載せるための溝部４が形成されている
。
部材２と圧子３とからなっている。支持部材２にはウェ
ーハの周辺端部を載せるための溝部４が形成されている
。
この装置１を用いてウェーハのクラックの有無を評価す
るには、まずウェーハ５をその周辺端部５ａを溝部４の
上に載せることによって支持部材２の上に載置する。こ
の際ウェーハ５の被検査面の裏面か圧子３側にくるよう
にしておく。
るには、まずウェーハ５をその周辺端部５ａを溝部４の
上に載せることによって支持部材２の上に載置する。こ
の際ウェーハ５の被検査面の裏面か圧子３側にくるよう
にしておく。
この支持部材２の寸法は直径か３−ｏ３〜１０−．３イ
ンチであり、この上に載置するウェーハの大きさに対応
している。また溝部４の寸法はその幅か０．３〜１ 、
０ ｍｍ程度である。このようにすることによって、ウ
ェーハ５の中央部６を圧子３によって押した際に、ウェ
ーハ５全体に力か加わるようになっている。
ンチであり、この上に載置するウェーハの大きさに対応
している。また溝部４の寸法はその幅か０．３〜１ 、
０ ｍｍ程度である。このようにすることによって、ウ
ェーハ５の中央部６を圧子３によって押した際に、ウェ
ーハ５全体に力か加わるようになっている。
さらに圧子３の寸法はその径Ｒが５〜４Ｃ）ｎｍで、重
さは１〜５００ｇである。そして、再現性の良いデータ
を得るためには、この圧子３をウエーノ１５に接触させ
る際の速度は０．１〜５００１１７分の範囲にくるよう
に設定しておくのが好適である。
さは１〜５００ｇである。そして、再現性の良いデータ
を得るためには、この圧子３をウエーノ１５に接触させ
る際の速度は０．１〜５００１１７分の範囲にくるよう
に設定しておくのが好適である。
チョクラルスキー引き上げ法によって作成したシリコン
単結晶のインゴットから厚さ４５０μｍ。
単結晶のインゴットから厚さ４５０μｍ。
面方位（１００）の４インチウエーノ＼を作成した。
上記ウェーハの作成工程は、シリコン単結晶のインゴッ
トをスライスした後、歪取りのために、ＨＦとＨＮＯ３
とＣＨ，Ｃ０ＯＨを体積比テ１ ：３ ：１に混合した
エツチング液によって化学エツチングを行った後、ラッ
ピングおよび表面研摩を行った。また化学エツチングの
時間を１００秒としたものをサンプルＡとし、１０秒と
したものをサンプルＢとした。
トをスライスした後、歪取りのために、ＨＦとＨＮＯ３
とＣＨ，Ｃ０ＯＨを体積比テ１ ：３ ：１に混合した
エツチング液によって化学エツチングを行った後、ラッ
ピングおよび表面研摩を行った。また化学エツチングの
時間を１００秒としたものをサンプルＡとし、１０秒と
したものをサンプルＢとした。
上記の工程によって作成したサンプルＡとサンプルＢの
ウェーハを、それぞれ第１図に示した装置および引張試
験機を用いてその破壊強度を求めた。この結果を第２図
に示す。
ウェーハを、それぞれ第１図に示した装置および引張試
験機を用いてその破壊強度を求めた。この結果を第２図
に示す。
第２図より化学エツチングの時間が１００秒であるサン
プルＡ（１２枚）のウエーノ＼と、１０秒であるサンプ
ルＢ（２０枚）のウエーノ＼の破壊強度の分布には明確
な差があることがわかる。このことから化学エツチング
の時間が１０秒であるウェーハ（サンプルＢ）には微少
なりラックが存在していることがわかる。よってこの場
合には、正常なウェーハ（クラックの存在しないウエー
ノ＼）であるサンプルＡのウエーノ＼の破壊強度の下限
（Ｉ（２０ｋｇ重）を臨界強度とする。
プルＡ（１２枚）のウエーノ＼と、１０秒であるサンプ
ルＢ（２０枚）のウエーノ＼の破壊強度の分布には明確
な差があることがわかる。このことから化学エツチング
の時間が１０秒であるウェーハ（サンプルＢ）には微少
なりラックが存在していることがわかる。よってこの場
合には、正常なウェーハ（クラックの存在しないウエー
ノ＼）であるサンプルＡのウエーノ＼の破壊強度の下限
（Ｉ（２０ｋｇ重）を臨界強度とする。
従って、上記の加工工程によって作成されたウェーハの
クラックの存在することによる破壊強度の上限値は２０
ｋｇ重の９５％程度の値に設定する。
クラックの存在することによる破壊強度の上限値は２０
ｋｇ重の９５％程度の値に設定する。
また、この２０ｋｇ重の力を装置１の圧子３によってウ
ェーハにかけた場合のウェーハの変形量は引張試験器で
の変位計によって測定したところ２゜１０ｍｍであった
。よって、本発明の方法においてはこの変形量２．１Ｏ
ｎ＋ｍの９５％程度のところて圧子３か停止するように
設定して試験すれば、ウェーハのクラックの有無を非常
に簡便にかつ確実に知ることができる。
ェーハにかけた場合のウェーハの変形量は引張試験器で
の変位計によって測定したところ２゜１０ｍｍであった
。よって、本発明の方法においてはこの変形量２．１Ｏ
ｎ＋ｍの９５％程度のところて圧子３か停止するように
設定して試験すれば、ウェーハのクラックの有無を非常
に簡便にかつ確実に知ることができる。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明の半導体ウェハーの評価方
法によれば、第１請求項の発明は、上面に開口する空洞
部を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を
下方にして載せ、この半導体ウェーハの中央部に予め設
定した一定の荷重で負荷をかけ、破断の有無により微小
クラックの存否を判定し、また、第２請求項の発明は、
上面に開口する空洞部を有する支持部材の上に半導体ウ
ェーハを被検査面を下方にして載せ、この半導体ウェー
ハに予め設定した一定量の変形を与え、破断の有無によ
り微小クラックの存否を判定するので、ウェーハ全体の
微少クラックの有無の評価を確実にかつ簡便に知ること
かできる。
法によれば、第１請求項の発明は、上面に開口する空洞
部を有する支持部材の上に半導体ウェーハを被検査面を
下方にして載せ、この半導体ウェーハの中央部に予め設
定した一定の荷重で負荷をかけ、破断の有無により微小
クラックの存否を判定し、また、第２請求項の発明は、
上面に開口する空洞部を有する支持部材の上に半導体ウ
ェーハを被検査面を下方にして載せ、この半導体ウェー
ハに予め設定した一定量の変形を与え、破断の有無によ
り微小クラックの存否を判定するので、ウェーハ全体の
微少クラックの有無の評価を確実にかつ簡便に知ること
かできる。
従って、この方法によってウエーノ１を管理すれば、従
来見落としていたクラ、りの存在するウェーハや加工工
程そのものを確実に排除することができ、生産性および
信軌性の向上に大きく貢献する。
来見落としていたクラ、りの存在するウェーハや加工工
程そのものを確実に排除することができ、生産性および
信軌性の向上に大きく貢献する。
第１図は本発明の半導体ウェーハのクラックの有無を評
価するための装置の一例を示すもの、第２図は加工工程
の異なる半導体ウエーノ＼をそれぞれ第１図に示した装
置および引張試験機を用いてその破壊強度を求めた結果
を頻度で表したグラフである。 ２・・・支持部材、 ５・・・半導体ウェーハ ５ａ・・・周辺端部、 ６・・・半導体ウェーハの中央部。
価するための装置の一例を示すもの、第２図は加工工程
の異なる半導体ウエーノ＼をそれぞれ第１図に示した装
置および引張試験機を用いてその破壊強度を求めた結果
を頻度で表したグラフである。 ２・・・支持部材、 ５・・・半導体ウェーハ ５ａ・・・周辺端部、 ６・・・半導体ウェーハの中央部。
Claims (2)
- （１）半導体ウェーハの被検査面の微小クラックの存否
を判定する半導体ウェーハの評価方法において、 上面に開口する空洞部を有する支持部材の上に半導体ウ
ェーハを被検査面を下方にして載せ、この半導体ウェー
ハの中央部に上方より予め設定した一定の荷重で負荷を
かけ、破断の有無により微小クラックの存否を判定する
ことを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。 - （２）半導体ウェーハの被検査面の微小クラックの存否
を判定する半導体ウェーハの評価方法において、 上面に開口する空洞部を有する支持部材の上に半導体ウ
ェーハを被検査面を下方にして載せ、この半導体ウェー
ハに予め設定した一定量の変形を与え、破断の有無によ
り微小クラックの存否を判定することを特徴とする半導
体ウェーハの評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013590A JPH03252151A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 半導体ウエーハの評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013590A JPH03252151A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 半導体ウエーハの評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252151A true JPH03252151A (ja) | 1991-11-11 |
Family
ID=12850704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5013590A Pending JPH03252151A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 半導体ウエーハの評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03252151A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006332536A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウエーハのワレ検査装置およびワレ検査方法ならびにウエーハの製造方法 |
| JP2013254905A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体ウエハ用プロービングステージ、半導体検査装置、及びステージの溝幅決定方法 |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP5013590A patent/JPH03252151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006332536A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウエーハのワレ検査装置およびワレ検査方法ならびにウエーハの製造方法 |
| JP2013254905A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体ウエハ用プロービングステージ、半導体検査装置、及びステージの溝幅決定方法 |
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