JPH06201533A - ウェーハ端面強度評価方法とその装置 - Google Patents

ウェーハ端面強度評価方法とその装置

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JPH06201533A
JPH06201533A JP35819892A JP35819892A JPH06201533A JP H06201533 A JPH06201533 A JP H06201533A JP 35819892 A JP35819892 A JP 35819892A JP 35819892 A JP35819892 A JP 35819892A JP H06201533 A JPH06201533 A JP H06201533A
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JP
Japan
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wafer
box
strength
pin
face
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Pending
Application number
JP35819892A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunori Yamada
康則 山田
Masahide Tameno
正英 為野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Sitix Corp
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Publication date
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Publication of JPH06201533A publication Critical patent/JPH06201533A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/388Ceramics

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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端面のカケ、ワレを検出する方法及び発生す
るパーティクル数をカウントするウェーハ端面の強度評
価方法で、簡単な操作で短時間で確実かつ正確なウェー
ハ端面の強度を評価することが可能な方法とその装置の
提供。 【構成】 ボックス内にウェーハを固定し、モーター駆
動によりSiCセラミックスのピンをウェーハ端面に衝
突させ、その回数をカウントし、検出センサーにより、
ウェーハ衝突部にカケ、ワレを検出すると同時に停止
し、その時カウンターも停止することと、ピンとウェー
ハの衝突部下にパーティクルカウンターと接続したパー
ーティクル捕集用ダクトを設置し、カウンターにより設
定した回数衝突させ、その時、発生したパーティクル数
をカウントする。 【効果】 ウェーハ自重による影響を受けず、ピンとウ
ェーハがバウンドすることを防止でき、正確な強度評価
を行うことができ、工数の低減、省力化が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェーハの端
面強度の評価方法及び装置に係り、ボックス内に固定し
たウェーハ端面に例えばSiCセラミックス製ピンを一
定の衝撃力で衝突させて、カケ、ワレを検出するまでの
衝突回数あるいは発生したパーティクル数をカウントす
ることにより、簡単な操作で短時間で確実かつ正確なウ
ェーハ端面の強度を評価することが可能なウェーハ端面
強度評価方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェーハは、インゴットから切り
出された後、洗浄や鏡面研磨、さらに酸化膜の形成や鏡
面研磨等の種々のプロセスを経て、所要特性を有する半
導体ウェーハに形成される。例えば、洗浄時や搬送時に
キャリアケース内周面に当接したり、上記の鏡面研磨時
にはウェーハの端面がホルダー内周面に当接したりする
が、端面強度が不足すると端面のカケ、ワレの発生、パ
ーティクルの発生による汚染等の問題を生じる。
【0003】半導体ウェーハの端面は、面取りにより強
度が向上するが、端面の面取り形状、その表面粗さ及び
蓄積した歪により、強度の向上差が大変大きいことが知
られている。また、上記の如く各プロセスにより、キズ
などが発生すると端面の強度変化が起こることが知られ
ている。
【0004】従って、半導体ウェーハが受ける各種プロ
セスに応じて、要求される端面強度を得るために適切な
面取りを施す必要があり、また、面取りにより得られた
端面強度の評価を事前にかつ正確に行っておく必要があ
る。かかる端面強度の評価として一般的には、一定の衝
撃を与えたときに発生する、端面のカケ、ワレもしく
は、発生するパーティクルの2種類が用いられる。
【0005】端面のカケ、ワレを検出する方法として、
図2に示す如く、一定の傾斜角をもった板上をすべら
せ、SiCセラミックスのようなピンに衝突させカケ、
ワレが、発生するまでの回数をカウントする方法があ
る。また、図3に示す如く、一定の距離からSiCセラ
ミックスのピン上にウェーハを落下させ、その直下にモ
ニターウェーハを置き、ウェーハ端面より発生したパー
ティクルをモニターウェーハ上に落下させ、そのウェー
ハ上のパーティクルを面検機で測定する方法がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】端面のカケ、ワレを検
出する方法には、 1)ウェーハが板上を滑るために、ピンに当たるウェー
ハの箇所が一定しない、 2)1回滑らせると、ピンでバウンドして、数回当たっ
てしまう、 3)毎回、人の手で所定の位置まで動かすため、手間が
かかる、 4)ウェーハの自重により、衝撃力が変化するという種
々の問題がある。 従って、端面の面取り形状、その表面粗さ及び蓄積した
歪により、強度の向上差があるとされているが、上記理
由により評価のばらつきが極めて大きく、正確に評価す
ることができない。
【0007】また、発生するパーティクル数をカウント
する方法は、 a)モニターウェーハが評価するウェーハと同じ枚数が
必要、 b)パーティクルの落下付着したウェーハを面検機まで
移動させるため、時間がかかり信頼性が低い、 c)ウェーハの自重により、衝撃力が変化するという種
々の問題があり、上述の如く、評価のばらつきが極めて
大きく、正確に評価することができない。
【0008】この発明は、端面のカケ、ワレを検出する
方法及び発生するパーティクル数をカウントするウェー
ハ端面の強度評価方法の上記問題を解消し、簡単な操作
で短時間で確実かつ正確なウェーハ端面の強度を評価す
ることが可能なウェーハ端面強度評価方法とその装置の
提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、ボックス内
に固定したウェーハ端面に硬質ピンを一定の衝撃力で衝
突させ、衝突部にカケ、ワレを検出センサーにより検出
するまで該衝突を繰り返し、検出と同時に停止してそれ
までの衝突回数により、ウェーハ端面の強度を評価する
ことを特徴とするウェーハ端面強度評価方法である。
【0010】第2の発明は、ボックス内に固定したウェ
ーハ端面に硬質ピンを一定の衝撃力で衝突させるに際
し、硬質ピンとウェーハの衝突部下方にパーティクルカ
ウンターのノズルを設置し、所定回数の衝突間に発生し
たパーティクル数をカウントし、ウェーハ端面の強度を
評価することを特徴とするウェーハ端面強度評価方法で
ある。
【0011】第3の発明は、密閉可能なボックス内にウ
ェーハを固定する載置台を配設し、ボックス外に配置し
たモーター駆動のカムに当接しかつ圧縮バネにて付勢し
たシャフトの他端側をボックスを貫通して往復直線移動
可能に配置し、シャフトのボックス内先端を硬質ピンを
固着して、ボックス内に固定したウェーハ端面に硬質ピ
ンを一定の衝撃力で間欠衝突可能にした構成からなり、
ボックス内に該衝突部のカケ、ワレを検出する検出セン
サーと該衝突部下方にパーティクル捕集用ダクトを設置
したことを特徴とするウェーハ端面強度評価装置であ
る。
【0012】この発明において、ウェーハを固定する方
法としては特に限定しないが、ボックス内で可動部が少
なく、パーティクル等を発生させない構成が望ましく、
実施例に示すバキューム法等が最も好ましい。
【0013】この発明において、ウェーハを固定して一
定の衝撃力で硬質ピンを衝突させることが最も重要であ
り、硬質ピンを機械的に保持して可動にする機械機構に
は、ハンマー型、シャフト直動型等、公知の機械機構を
採用することができるが、ボックス内に配置する機械作
動部が少なく、パーティクル等を発生させない構成が望
ましく、実施例に示すボックス外に配置したモーター駆
動のカムに当接しかつ圧縮バネにて付勢したシャフトの
他端側をボックスを貫通して往復直線移動可能にする構
成が好ましい。また、硬質ピンの材質は、ウェーハより
硬質であれば、いずれの金属やセミックスでも適用可能
であるが、SiCセラミックス製ピンが確実かつ正確な
強度評価に最適である。
【0014】この発明によるウェーハ端面強度評価装置
の一構成例を図面に基づいて詳述する。図1のAはこの
発明によるウェーハ端面強度評価装置の正面説明図、B
は同上面説明図である。基台1上にウェーハスタンド2
を立設し、これを覆う如く密閉ボックス3を形成してあ
り、ウェーハスタンド2の上面に吸引孔が配置され、同
吸引孔が密閉ボックス3外の真空チャックと配管接続さ
れ、載置したウェーハ4をバキューム吸着する構成から
なる。
【0015】また、基台1上にはモーター5が駆動軸6
を垂直にして配置され、駆動軸6には偏心カム部材7が
装着され、また基台1上に立設された一対のシャフトス
タンド8,9に駆動用シャフト10が水平移動可能に支
持されて、駆動用シャフト10の中央部に固着したブロ
ック11とシャフトスタンド8間に押圧バネ12を配置
してブロック11が前記カム部材7に当接可能にしてあ
る。
【0016】さらに、駆動用シャフト10の密閉ボック
ス2側先端部にもブロック13が固着されて、この上部
にピン保持用シャフト14が水平に装着してあり、シャ
フト先端は密閉ボックス2の側壁を貫通して、上記のウ
ェーハスタンド2に載置したウェーハ4の端面に直径方
向から当接可能に配置してある。またブロック13の下
方にはフォトマイクロスイッチ15が配置してあり、ブ
ロック13の近接をカウントする構成である。また、密
閉ボックス2外でピン保持用シャフト14には戻しバネ
16が巻回配置してあり、シャフト先端にはSiCセラ
ミックス製ピン17が固着してある。
【0017】密閉ボックス2内にはウェーハスタンド2
に載置したウェーハ4の所定の衝突予定端面とこれに対
向配置してあるピン保持用シャフト14のピン17との
下方にパーティクル捕集用ダクト18を設置して、外部
のパーティクルカウンターからの吸引配管と接続してあ
る。さらに、ウェーハ4の衝突予定端面にレーザー光が
到達するように、密閉ボックス2内の一方側面にレーザ
ー透過型センサーの投光器19が配置され、その対向内
側面に受光器20を配置して、検出センサーを構成して
ある。
【0017】上述の構成において、モーター5の回転で
偏心カム部材7がブロック11を押して図で左行きし押
圧バネ12を圧縮するが、カム部材7の当接が外れると
押圧バネ12により駆動用シャフト10及びピン保持用
シャフト14が図で右行きし、所定の圧力でピン保持用
シャフト14のピン17がウェーハ4の衝突予定端面に
衝突し、この際、戻しバネ16が作用してピン保持用シ
ャフト14及び駆動用シャフト10が図で左行きし始め
ると、再びカム部材7がブロック11を押して行くた
め、ピン17は一定間隔で一定の衝突力でウェーハ4の
衝突予定端面に衝突することができ、その回数はブロッ
ク13の近接を検知するフォトマイクロスイッチ15で
カウントすることができる。
【0018】また、一対の投光器19と受光器20から
なるレーザー透過型検出センサーで、ウェーハ衝突部に
カケ、ワレを検出でき、検出すると同時にモーター5を
停止させるように制御器を設定すると良い。さらに、ピ
ン17の衝突により発生したパーティクルは、パーティ
クル捕集用ダクト18から外部のパーティクルカウンタ
ーへ移送されて、そのパーティクル数をカウントする。
【0019】
【作用】この発明は、ボックス内にウェーハを固定し、
モーター駆動によりSiCセラミックスのピンをウェー
ハ端面に衝突させ、その回数をカウントし、検出センサ
ーにより、ウェーハ衝突部にカケ、ワレを検出すると同
時に停止し、その時カウンターも停止することと、ピン
とウェーハの衝突部下にパーティクルカウンターと接続
したパーーティクル捕集用ダクトを設置し、カウンター
により設定した回数衝突させ、その時、発生したパーテ
ィクル数をカウントすることを特徴とし、以下の作用、
効果を奏する。 A)ウェーハを固定し、一定の衝撃力で硬質ピンを衝突
させることにより、ウェーハ自重による影響を受けず、 B)ウェーハを固定するため、一定箇所に衝撃を与える
ことが可能となり、 C)駆動部に圧縮バネを取りつけてモーター駆動するこ
とで、ピンとウェーハがバウンドすることを防止でき、
正確な強度評価を行うことができる。 D)ウェーハ端面にピンを衝突させて、カケ、ワレなど
が発生する回数をカウントすることにより、確実にかつ
正確な強度評価を行うことができ、工数の低減、省力化
が達成できる。 E)ウェーハ端面にスピンを衝突させてパーティクルを
が発生させ、ボックス内にパーティクルカウンターのノ
ズルを配置しており、そのパーティクルを容易にカウン
トすることが可能で、確実にかつ正確な強度評価を行う
ことができ、工数の低減、省力化が達成できる。
【0021】
【実施例】
実施例1 前述した図1のウェーハ端面強度評価装置を用い、6イ
ンチシリコンウェーハをバキュームで固定し、SiCセ
ラミックス製ピンでウェーハ端面に強さ20gで1分間
に120回衝突させ、衝突部にカケ、ワレを検出するま
での回数をカウントし、端面形状のちがうウェーハ3種
類を評価して表1に示す結果が得られた。図2に示す従
来方法でも同様の試験を行い、端面形状のちがうウェー
ハ3種類を評価した結果を表1に示す。なお、端面形状
は、端面の両エッジ部をテーパーさせたテーパー型、端
面の両エッジ部をテーパーさせかつテーパー間を丸めた
テーパーラウンド型、端面全体を丸めたフルラウンド型
の3種である。
【0022】
【表1】
【0023】実施例2 前述した図1のウェーハ端面強度評価装置を用い、6イ
ンチシリコンウェーハをバキュームで固定し、SiCの
ピンでウェーハ端面に強さ20gで一回衝突させ、その
時発生したパーティクル数をカウントし、端面の粗さの
違うウェーハを3種類評価した。表2のような結果が得
られた。図3に示す従来方法でも同様の試験を行い、端
面形状の違うウェーハ3種類を評価した結果を表2に示
す。
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】この発明による半導体ウェーハの端面強
度の評価方法及び装置は、ボックス内に固定したウェー
ハ端面に例えばSiCセラミックス製ピンを一定の衝撃
力で衝突させて、カケ、ワレを検出するまでの衝突回数
あるいは発生したパーティクル数をカウントすることに
より、実施例に明らかな如く、端面形状、表面粗さの違
いによる端面強度の差の評価がウェーハ自重の影響を受
けず、かつバラツキが小さく、正確な評価できるように
なった。また、従来方法や装置に比較し、評価時間が1
/4〜1/6で行えるようになった。さらに、この発明
により簡単な操作で短時間で確実かつ正確なウェーハ端
面の強度を評価することが可能になったため、半導体ウ
ェーハが受ける各種プロセスに応じて、要求される端面
強度を得るのに最適な面取り形状や表面粗さなどを予め
評価しておくことができ、各ウェーハに最適な面取り施
すことにより、プロセス中のパーティクル発生を著しく
低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明によるウェーハ端面強度評価装置
の上面説明図であり、Bはその正面説明図である。
【図2】従来の端面のカケ、ワレを検出する方法に使用
する装置例の斜視説明図である。
【図3】従来の発生するパーティクル数をカウントする
方法に使用する装置例の説明図である。
【符号の説明】
1 基台 2 ウェーハスタンド 3 密閉ボックス 4 ウェーハ 5 モーター 6 駆動軸 7 偏心カム部材 8,9 シャフトスタンド 10 駆動用シャフト 11,13 ブロック 12 押圧バネ 14 ピン保持用シャフト 15 フォトマイクロスイッチ 16 戻しバネ 17 ピン 18 パーティクル捕集用ダクト 19 投光器 20 受光器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボックス内に固定したウェーハ端面に硬
    質ピンを一定の衝撃力で衝突させ、衝突部にカケ、ワレ
    を検出センサーにより検出するまで該衝突を繰り返し、
    検出と同時に停止してそれまでの衝突回数により、ウェ
    ーハ端面の強度を評価することを特徴とするウェーハ端
    面強度評価方法。
  2. 【請求項2】 ボックス内に固定したウェーハ端面に硬
    質ピンを一定の衝撃力で衝突させるに際し、該ピンとウ
    ェーハの衝突部下方にパーティクルカウンターのノズル
    を設置し、所定回数の衝突間に発生したパーティクル数
    をカウントし、ウェーハ端面の強度を評価することを特
    徴とするウェーハ端面強度評価方法。
  3. 【請求項3】 密閉可能なボックス内にウェーハを固定
    する載置台を配設し、ボックス外に配置したモーター駆
    動のカムに当接しかつ圧縮バネにて付勢したシャフトの
    他端側をボックスを貫通して往復直線移動可能に配置
    し、シャフトのボックス内先端を硬質ピンを固着して、
    ボックス内に固定したウェーハ端面に硬質ピンを一定の
    衝撃力で間欠衝突可能にした構成からなり、ボックス内
    に該衝突部のカケ、ワレを検出する検出センサーと該衝
    突部下方にパーティクル捕集用ダクトを設置したことを
    特徴とするウェーハ端面強度評価装置。
JP35819892A 1992-12-26 1992-12-26 ウェーハ端面強度評価方法とその装置 Pending JPH06201533A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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